]> Git Repo - qemu.git/blob - target-s390x/helper.c
Merge branch 's390-next' of git://repo.or.cz/qemu/agraf
[qemu.git] / target-s390x / helper.c
1 /*
2  *  S/390 helpers
3  *
4  *  Copyright (c) 2009 Ulrich Hecht
5  *  Copyright (c) 2011 Alexander Graf
6  *
7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  */
20
21 #include <stdio.h>
22 #include <stdlib.h>
23 #include <string.h>
24
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec-all.h"
27 #include "gdbstub.h"
28 #include "qemu-common.h"
29 #include "qemu-timer.h"
30
31 //#define DEBUG_S390
32 //#define DEBUG_S390_PTE
33 //#define DEBUG_S390_STDOUT
34
35 #ifdef DEBUG_S390
36 #ifdef DEBUG_S390_STDOUT
37 #define DPRINTF(fmt, ...) \
38     do { fprintf(stderr, fmt, ## __VA_ARGS__); \
39          qemu_log(fmt, ##__VA_ARGS__); } while (0)
40 #else
41 #define DPRINTF(fmt, ...) \
42     do { qemu_log(fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
43 #endif
44 #else
45 #define DPRINTF(fmt, ...) \
46     do { } while (0)
47 #endif
48
49 #ifdef DEBUG_S390_PTE
50 #define PTE_DPRINTF DPRINTF
51 #else
52 #define PTE_DPRINTF(fmt, ...) \
53     do { } while (0)
54 #endif
55
56 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
57 static void s390x_tod_timer(void *opaque)
58 {
59     CPUState *env = opaque;
60
61     env->pending_int |= INTERRUPT_TOD;
62     cpu_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
63 }
64
65 static void s390x_cpu_timer(void *opaque)
66 {
67     CPUState *env = opaque;
68
69     env->pending_int |= INTERRUPT_CPUTIMER;
70     cpu_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
71 }
72 #endif
73
74 CPUS390XState *cpu_s390x_init(const char *cpu_model)
75 {
76     CPUS390XState *env;
77 #if !defined (CONFIG_USER_ONLY)
78     struct tm tm;
79 #endif
80     static int inited = 0;
81     static int cpu_num = 0;
82
83     env = qemu_mallocz(sizeof(CPUS390XState));
84     cpu_exec_init(env);
85     if (!inited) {
86         inited = 1;
87         s390x_translate_init();
88     }
89
90 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
91     qemu_get_timedate(&tm, 0);
92     env->tod_offset = TOD_UNIX_EPOCH +
93                       (time2tod(mktimegm(&tm)) * 1000000000ULL);
94     env->tod_basetime = 0;
95     env->tod_timer = qemu_new_timer_ns(vm_clock, s390x_tod_timer, env);
96     env->cpu_timer = qemu_new_timer_ns(vm_clock, s390x_cpu_timer, env);
97 #endif
98     env->cpu_model_str = cpu_model;
99     env->cpu_num = cpu_num++;
100     env->ext_index = -1;
101     cpu_reset(env);
102     qemu_init_vcpu(env);
103     return env;
104 }
105
106 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
107
108 void do_interrupt (CPUState *env)
109 {
110     env->exception_index = -1;
111 }
112
113 int cpu_s390x_handle_mmu_fault (CPUState *env, target_ulong address, int rw,
114                               int mmu_idx, int is_softmmu)
115 {
116     /* fprintf(stderr,"%s: address 0x%lx rw %d mmu_idx %d is_softmmu %d\n",
117             __FUNCTION__, address, rw, mmu_idx, is_softmmu); */
118     env->exception_index = EXCP_ADDR;
119     env->__excp_addr = address; /* FIXME: find out how this works on a real machine */
120     return 1;
121 }
122
123 #endif /* CONFIG_USER_ONLY */
124
125 void cpu_reset(CPUS390XState *env)
126 {
127     if (qemu_loglevel_mask(CPU_LOG_RESET)) {
128         qemu_log("CPU Reset (CPU %d)\n", env->cpu_index);
129         log_cpu_state(env, 0);
130     }
131
132     memset(env, 0, offsetof(CPUS390XState, breakpoints));
133     /* FIXME: reset vector? */
134     tlb_flush(env, 1);
135 }
136
137 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
138
139 /* Ensure to exit the TB after this call! */
140 static void trigger_pgm_exception(CPUState *env, uint32_t code, uint32_t ilc)
141 {
142     env->exception_index = EXCP_PGM;
143     env->int_pgm_code = code;
144     env->int_pgm_ilc = ilc;
145 }
146
147 static int trans_bits(CPUState *env, uint64_t mode)
148 {
149     int bits = 0;
150
151     switch (mode) {
152     case PSW_ASC_PRIMARY:
153         bits = 1;
154         break;
155     case PSW_ASC_SECONDARY:
156         bits = 2;
157         break;
158     case PSW_ASC_HOME:
159         bits = 3;
160         break;
161     default:
162         cpu_abort(env, "unknown asc mode\n");
163         break;
164     }
165
166     return bits;
167 }
168
169 static void trigger_prot_fault(CPUState *env, target_ulong vaddr, uint64_t mode)
170 {
171     int ilc = ILC_LATER_INC_2;
172     int bits = trans_bits(env, mode) | 4;
173
174     DPRINTF("%s: vaddr=%016" PRIx64 " bits=%d\n", __FUNCTION__, vaddr, bits);
175
176     stq_phys(env->psa + offsetof(LowCore, trans_exc_code), vaddr | bits);
177     trigger_pgm_exception(env, PGM_PROTECTION, ilc);
178 }
179
180 static void trigger_page_fault(CPUState *env, target_ulong vaddr, uint32_t type,
181                                uint64_t asc, int rw)
182 {
183     int ilc = ILC_LATER;
184     int bits = trans_bits(env, asc);
185
186     if (rw == 2) {
187         /* code has is undefined ilc */
188         ilc = 2;
189     }
190
191     DPRINTF("%s: vaddr=%016" PRIx64 " bits=%d\n", __FUNCTION__, vaddr, bits);
192
193     stq_phys(env->psa + offsetof(LowCore, trans_exc_code), vaddr | bits);
194     trigger_pgm_exception(env, type, ilc);
195 }
196
197 static int mmu_translate_asce(CPUState *env, target_ulong vaddr, uint64_t asc,
198                               uint64_t asce, int level, target_ulong *raddr,
199                               int *flags, int rw)
200 {
201     uint64_t offs = 0;
202     uint64_t origin;
203     uint64_t new_asce;
204
205     PTE_DPRINTF("%s: 0x%" PRIx64 "\n", __FUNCTION__, asce);
206
207     if (((level != _ASCE_TYPE_SEGMENT) && (asce & _REGION_ENTRY_INV)) ||
208         ((level == _ASCE_TYPE_SEGMENT) && (asce & _SEGMENT_ENTRY_INV))) {
209         /* XXX different regions have different faults */
210         DPRINTF("%s: invalid region\n", __FUNCTION__);
211         trigger_page_fault(env, vaddr, PGM_SEGMENT_TRANS, asc, rw);
212         return -1;
213     }
214
215     if ((level <= _ASCE_TYPE_MASK) && ((asce & _ASCE_TYPE_MASK) != level)) {
216         trigger_page_fault(env, vaddr, PGM_TRANS_SPEC, asc, rw);
217         return -1;
218     }
219
220     if (asce & _ASCE_REAL_SPACE) {
221         /* direct mapping */
222
223         *raddr = vaddr;
224         return 0;
225     }
226
227     origin = asce & _ASCE_ORIGIN;
228
229     switch (level) {
230     case _ASCE_TYPE_REGION1 + 4:
231         offs = (vaddr >> 50) & 0x3ff8;
232         break;
233     case _ASCE_TYPE_REGION1:
234         offs = (vaddr >> 39) & 0x3ff8;
235         break;
236     case _ASCE_TYPE_REGION2:
237         offs = (vaddr >> 28) & 0x3ff8;
238         break;
239     case _ASCE_TYPE_REGION3:
240         offs = (vaddr >> 17) & 0x3ff8;
241         break;
242     case _ASCE_TYPE_SEGMENT:
243         offs = (vaddr >> 9) & 0x07f8;
244         origin = asce & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
245         break;
246     }
247
248     /* XXX region protection flags */
249     /* *flags &= ~PAGE_WRITE */
250
251     new_asce = ldq_phys(origin + offs);
252     PTE_DPRINTF("%s: 0x%" PRIx64 " + 0x%" PRIx64 " => 0x%016" PRIx64 "\n",
253                 __FUNCTION__, origin, offs, new_asce);
254
255     if (level != _ASCE_TYPE_SEGMENT) {
256         /* yet another region */
257         return mmu_translate_asce(env, vaddr, asc, new_asce, level - 4, raddr,
258                                   flags, rw);
259     }
260
261     /* PTE */
262     if (new_asce & _PAGE_INVALID) {
263         DPRINTF("%s: PTE=0x%" PRIx64 " invalid\n", __FUNCTION__, new_asce);
264         trigger_page_fault(env, vaddr, PGM_PAGE_TRANS, asc, rw);
265         return -1;
266     }
267
268     if (new_asce & _PAGE_RO) {
269         *flags &= ~PAGE_WRITE;
270     }
271
272     *raddr = new_asce & _ASCE_ORIGIN;
273
274     PTE_DPRINTF("%s: PTE=0x%" PRIx64 "\n", __FUNCTION__, new_asce);
275
276     return 0;
277 }
278
279 static int mmu_translate_asc(CPUState *env, target_ulong vaddr, uint64_t asc,
280                              target_ulong *raddr, int *flags, int rw)
281 {
282     uint64_t asce = 0;
283     int level, new_level;
284     int r;
285
286     switch (asc) {
287     case PSW_ASC_PRIMARY:
288         PTE_DPRINTF("%s: asc=primary\n", __FUNCTION__);
289         asce = env->cregs[1];
290         break;
291     case PSW_ASC_SECONDARY:
292         PTE_DPRINTF("%s: asc=secondary\n", __FUNCTION__);
293         asce = env->cregs[7];
294         break;
295     case PSW_ASC_HOME:
296         PTE_DPRINTF("%s: asc=home\n", __FUNCTION__);
297         asce = env->cregs[13];
298         break;
299     }
300
301     switch (asce & _ASCE_TYPE_MASK) {
302     case _ASCE_TYPE_REGION1:
303         break;
304     case _ASCE_TYPE_REGION2:
305         if (vaddr & 0xffe0000000000000ULL) {
306             DPRINTF("%s: vaddr doesn't fit 0x%16" PRIx64
307                         " 0xffe0000000000000ULL\n", __FUNCTION__,
308                         vaddr);
309             trigger_page_fault(env, vaddr, PGM_TRANS_SPEC, asc, rw);
310             return -1;
311         }
312         break;
313     case _ASCE_TYPE_REGION3:
314         if (vaddr & 0xfffffc0000000000ULL) {
315             DPRINTF("%s: vaddr doesn't fit 0x%16" PRIx64
316                         " 0xfffffc0000000000ULL\n", __FUNCTION__,
317                         vaddr);
318             trigger_page_fault(env, vaddr, PGM_TRANS_SPEC, asc, rw);
319             return -1;
320         }
321         break;
322     case _ASCE_TYPE_SEGMENT:
323         if (vaddr & 0xffffffff80000000ULL) {
324             DPRINTF("%s: vaddr doesn't fit 0x%16" PRIx64
325                         " 0xffffffff80000000ULL\n", __FUNCTION__,
326                         vaddr);
327             trigger_page_fault(env, vaddr, PGM_TRANS_SPEC, asc, rw);
328             return -1;
329         }
330         break;
331     }
332
333     /* fake level above current */
334     level = asce & _ASCE_TYPE_MASK;
335     new_level = level + 4;
336     asce = (asce & ~_ASCE_TYPE_MASK) | (new_level & _ASCE_TYPE_MASK);
337
338     r = mmu_translate_asce(env, vaddr, asc, asce, new_level, raddr, flags, rw);
339
340     if ((rw == 1) && !(*flags & PAGE_WRITE)) {
341         trigger_prot_fault(env, vaddr, asc);
342         return -1;
343     }
344
345     return r;
346 }
347
348 int mmu_translate(CPUState *env, target_ulong vaddr, int rw, uint64_t asc,
349                   target_ulong *raddr, int *flags)
350 {
351     int r = -1;
352
353     *flags = PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC;
354     vaddr &= TARGET_PAGE_MASK;
355
356     if (!(env->psw.mask & PSW_MASK_DAT)) {
357         *raddr = vaddr;
358         r = 0;
359         goto out;
360     }
361
362     switch (asc) {
363     case PSW_ASC_PRIMARY:
364     case PSW_ASC_HOME:
365         r = mmu_translate_asc(env, vaddr, asc, raddr, flags, rw);
366         break;
367     case PSW_ASC_SECONDARY:
368         /*
369          * Instruction: Primary
370          * Data: Secondary
371          */
372         if (rw == 2) {
373             r = mmu_translate_asc(env, vaddr, PSW_ASC_PRIMARY, raddr, flags,
374                                   rw);
375             *flags &= ~(PAGE_READ | PAGE_WRITE);
376         } else {
377             r = mmu_translate_asc(env, vaddr, PSW_ASC_SECONDARY, raddr, flags,
378                                   rw);
379             *flags &= ~(PAGE_EXEC);
380         }
381         break;
382     case PSW_ASC_ACCREG:
383     default:
384         hw_error("guest switched to unknown asc mode\n");
385         break;
386     }
387
388 out:
389     /* Convert real address -> absolute address */
390     if (*raddr < 0x2000) {
391         *raddr = *raddr + env->psa;
392     }
393
394     return r;
395 }
396
397 int cpu_s390x_handle_mmu_fault (CPUState *env, target_ulong _vaddr, int rw,
398                                 int mmu_idx, int is_softmmu)
399 {
400     uint64_t asc = env->psw.mask & PSW_MASK_ASC;
401     target_ulong vaddr, raddr;
402     int prot;
403
404     DPRINTF("%s: address 0x%" PRIx64 " rw %d mmu_idx %d is_softmmu %d\n",
405             __FUNCTION__, _vaddr, rw, mmu_idx, is_softmmu);
406
407     _vaddr &= TARGET_PAGE_MASK;
408     vaddr = _vaddr;
409
410     /* 31-Bit mode */
411     if (!(env->psw.mask & PSW_MASK_64)) {
412         vaddr &= 0x7fffffff;
413     }
414
415     if (mmu_translate(env, vaddr, rw, asc, &raddr, &prot)) {
416         /* Translation ended in exception */
417         return 1;
418     }
419
420     /* check out of RAM access */
421     if (raddr > (ram_size + virtio_size)) {
422         DPRINTF("%s: aaddr %" PRIx64 " > ram_size %" PRIx64 "\n", __FUNCTION__,
423                 (uint64_t)aaddr, (uint64_t)ram_size);
424         trigger_pgm_exception(env, PGM_ADDRESSING, ILC_LATER);
425         return 1;
426     }
427
428     DPRINTF("%s: set tlb %" PRIx64 " -> %" PRIx64 " (%x)\n", __FUNCTION__,
429             (uint64_t)vaddr, (uint64_t)raddr, prot);
430
431     tlb_set_page(env, _vaddr, raddr, prot,
432                  mmu_idx, TARGET_PAGE_SIZE);
433
434     return 0;
435 }
436
437 target_phys_addr_t cpu_get_phys_page_debug(CPUState *env, target_ulong vaddr)
438 {
439     target_ulong raddr;
440     int prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC;
441     int old_exc = env->exception_index;
442     uint64_t asc = env->psw.mask & PSW_MASK_ASC;
443
444     /* 31-Bit mode */
445     if (!(env->psw.mask & PSW_MASK_64)) {
446         vaddr &= 0x7fffffff;
447     }
448
449     mmu_translate(env, vaddr, 2, asc, &raddr, &prot);
450     env->exception_index = old_exc;
451
452     return raddr;
453 }
454
455 void load_psw(CPUState *env, uint64_t mask, uint64_t addr)
456 {
457     if (mask & PSW_MASK_WAIT) {
458         env->halted = 1;
459         env->exception_index = EXCP_HLT;
460         if (!(mask & (PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT | PSW_MASK_MCHECK))) {
461             /* XXX disabled wait state - CPU is dead */
462         }
463     }
464
465     env->psw.addr = addr;
466     env->psw.mask = mask;
467     env->cc_op = (mask >> 13) & 3;
468 }
469
470 static uint64_t get_psw_mask(CPUState *env)
471 {
472     uint64_t r = env->psw.mask;
473
474     env->cc_op = calc_cc(env, env->cc_op, env->cc_src, env->cc_dst, env->cc_vr);
475
476     r &= ~(3ULL << 13);
477     assert(!(env->cc_op & ~3));
478     r |= env->cc_op << 13;
479
480     return r;
481 }
482
483 static void do_svc_interrupt(CPUState *env)
484 {
485     uint64_t mask, addr;
486     LowCore *lowcore;
487     target_phys_addr_t len = TARGET_PAGE_SIZE;
488
489     lowcore = cpu_physical_memory_map(env->psa, &len, 1);
490
491     lowcore->svc_code = cpu_to_be16(env->int_svc_code);
492     lowcore->svc_ilc = cpu_to_be16(env->int_svc_ilc);
493     lowcore->svc_old_psw.mask = cpu_to_be64(get_psw_mask(env));
494     lowcore->svc_old_psw.addr = cpu_to_be64(env->psw.addr + (env->int_svc_ilc));
495     mask = be64_to_cpu(lowcore->svc_new_psw.mask);
496     addr = be64_to_cpu(lowcore->svc_new_psw.addr);
497
498     cpu_physical_memory_unmap(lowcore, len, 1, len);
499
500     load_psw(env, mask, addr);
501 }
502
503 static void do_program_interrupt(CPUState *env)
504 {
505     uint64_t mask, addr;
506     LowCore *lowcore;
507     target_phys_addr_t len = TARGET_PAGE_SIZE;
508     int ilc = env->int_pgm_ilc;
509
510     switch (ilc) {
511     case ILC_LATER:
512         ilc = get_ilc(ldub_code(env->psw.addr));
513         break;
514     case ILC_LATER_INC:
515         ilc = get_ilc(ldub_code(env->psw.addr));
516         env->psw.addr += ilc * 2;
517         break;
518     case ILC_LATER_INC_2:
519         ilc = get_ilc(ldub_code(env->psw.addr)) * 2;
520         env->psw.addr += ilc;
521         break;
522     }
523
524     qemu_log("%s: code=0x%x ilc=%d\n", __FUNCTION__, env->int_pgm_code, ilc);
525
526     lowcore = cpu_physical_memory_map(env->psa, &len, 1);
527
528     lowcore->pgm_ilc = cpu_to_be16(ilc);
529     lowcore->pgm_code = cpu_to_be16(env->int_pgm_code);
530     lowcore->program_old_psw.mask = cpu_to_be64(get_psw_mask(env));
531     lowcore->program_old_psw.addr = cpu_to_be64(env->psw.addr);
532     mask = be64_to_cpu(lowcore->program_new_psw.mask);
533     addr = be64_to_cpu(lowcore->program_new_psw.addr);
534
535     cpu_physical_memory_unmap(lowcore, len, 1, len);
536
537     DPRINTF("%s: %x %x %" PRIx64 " %" PRIx64 "\n", __FUNCTION__,
538             env->int_pgm_code, ilc, env->psw.mask,
539             env->psw.addr);
540
541     load_psw(env, mask, addr);
542 }
543
544 #define VIRTIO_SUBCODE_64 0x0D00
545
546 static void do_ext_interrupt(CPUState *env)
547 {
548     uint64_t mask, addr;
549     LowCore *lowcore;
550     target_phys_addr_t len = TARGET_PAGE_SIZE;
551     ExtQueue *q;
552
553     if (!(env->psw.mask & PSW_MASK_EXT)) {
554         cpu_abort(env, "Ext int w/o ext mask\n");
555     }
556
557     if (env->ext_index < 0 || env->ext_index > MAX_EXT_QUEUE) {
558         cpu_abort(env, "Ext queue overrun: %d\n", env->ext_index);
559     }
560
561     q = &env->ext_queue[env->ext_index];
562     lowcore = cpu_physical_memory_map(env->psa, &len, 1);
563
564     lowcore->ext_int_code = cpu_to_be16(q->code);
565     lowcore->ext_params = cpu_to_be32(q->param);
566     lowcore->ext_params2 = cpu_to_be64(q->param64);
567     lowcore->external_old_psw.mask = cpu_to_be64(get_psw_mask(env));
568     lowcore->external_old_psw.addr = cpu_to_be64(env->psw.addr);
569     lowcore->cpu_addr = cpu_to_be16(env->cpu_num | VIRTIO_SUBCODE_64);
570     mask = be64_to_cpu(lowcore->external_new_psw.mask);
571     addr = be64_to_cpu(lowcore->external_new_psw.addr);
572
573     cpu_physical_memory_unmap(lowcore, len, 1, len);
574
575     env->ext_index--;
576     if (env->ext_index == -1) {
577         env->pending_int &= ~INTERRUPT_EXT;
578     }
579
580     DPRINTF("%s: %" PRIx64 " %" PRIx64 "\n", __FUNCTION__,
581             env->psw.mask, env->psw.addr);
582
583     load_psw(env, mask, addr);
584 }
585
586 void do_interrupt (CPUState *env)
587 {
588     qemu_log("%s: %d at pc=%" PRIx64 "\n", __FUNCTION__, env->exception_index,
589              env->psw.addr);
590
591     /* handle external interrupts */
592     if ((env->psw.mask & PSW_MASK_EXT) &&
593         env->exception_index == -1) {
594         if (env->pending_int & INTERRUPT_EXT) {
595             /* code is already in env */
596             env->exception_index = EXCP_EXT;
597         } else if (env->pending_int & INTERRUPT_TOD) {
598             cpu_inject_ext(env, 0x1004, 0, 0);
599             env->exception_index = EXCP_EXT;
600             env->pending_int &= ~INTERRUPT_EXT;
601             env->pending_int &= ~INTERRUPT_TOD;
602         } else if (env->pending_int & INTERRUPT_CPUTIMER) {
603             cpu_inject_ext(env, 0x1005, 0, 0);
604             env->exception_index = EXCP_EXT;
605             env->pending_int &= ~INTERRUPT_EXT;
606             env->pending_int &= ~INTERRUPT_TOD;
607         }
608     }
609
610     switch (env->exception_index) {
611     case EXCP_PGM:
612         do_program_interrupt(env);
613         break;
614     case EXCP_SVC:
615         do_svc_interrupt(env);
616         break;
617     case EXCP_EXT:
618         do_ext_interrupt(env);
619         break;
620     }
621     env->exception_index = -1;
622
623     if (!env->pending_int) {
624         env->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_HARD;
625     }
626 }
627
628 #endif /* CONFIG_USER_ONLY */
This page took 0.060918 seconds and 4 git commands to generate.