]> Git Repo - qemu.git/blob - target-arm/cpu.h
7ba55f0c2ee1e3a92cd0f25ccd8aabac111d248c
[qemu.git] / target-arm / cpu.h
1 /*
2  * ARM virtual CPU header
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19 #ifndef CPU_ARM_H
20 #define CPU_ARM_H
21
22 #include "config.h"
23
24 #include "kvm-consts.h"
25
26 #if defined(TARGET_AARCH64)
27   /* AArch64 definitions */
28 #  define TARGET_LONG_BITS 64
29 #  define ELF_MACHINE EM_AARCH64
30 #else
31 #  define TARGET_LONG_BITS 32
32 #  define ELF_MACHINE EM_ARM
33 #endif
34
35 #define CPUArchState struct CPUARMState
36
37 #include "qemu-common.h"
38 #include "exec/cpu-defs.h"
39
40 #include "fpu/softfloat.h"
41
42 #define TARGET_HAS_ICE 1
43
44 #define EXCP_UDEF            1   /* undefined instruction */
45 #define EXCP_SWI             2   /* software interrupt */
46 #define EXCP_PREFETCH_ABORT  3
47 #define EXCP_DATA_ABORT      4
48 #define EXCP_IRQ             5
49 #define EXCP_FIQ             6
50 #define EXCP_BKPT            7
51 #define EXCP_EXCEPTION_EXIT  8   /* Return from v7M exception.  */
52 #define EXCP_KERNEL_TRAP     9   /* Jumped to kernel code page.  */
53 #define EXCP_STREX          10
54 #define EXCP_HVC            11   /* HyperVisor Call */
55 #define EXCP_HYP_TRAP       12
56 #define EXCP_SMC            13   /* Secure Monitor Call */
57 #define EXCP_VIRQ           14
58 #define EXCP_VFIQ           15
59
60 #define ARMV7M_EXCP_RESET   1
61 #define ARMV7M_EXCP_NMI     2
62 #define ARMV7M_EXCP_HARD    3
63 #define ARMV7M_EXCP_MEM     4
64 #define ARMV7M_EXCP_BUS     5
65 #define ARMV7M_EXCP_USAGE   6
66 #define ARMV7M_EXCP_SVC     11
67 #define ARMV7M_EXCP_DEBUG   12
68 #define ARMV7M_EXCP_PENDSV  14
69 #define ARMV7M_EXCP_SYSTICK 15
70
71 /* ARM-specific interrupt pending bits.  */
72 #define CPU_INTERRUPT_FIQ   CPU_INTERRUPT_TGT_EXT_1
73 #define CPU_INTERRUPT_VIRQ  CPU_INTERRUPT_TGT_EXT_2
74 #define CPU_INTERRUPT_VFIQ  CPU_INTERRUPT_TGT_EXT_3
75
76 /* The usual mapping for an AArch64 system register to its AArch32
77  * counterpart is for the 32 bit world to have access to the lower
78  * half only (with writes leaving the upper half untouched). It's
79  * therefore useful to be able to pass TCG the offset of the least
80  * significant half of a uint64_t struct member.
81  */
82 #ifdef HOST_WORDS_BIGENDIAN
83 #define offsetoflow32(S, M) (offsetof(S, M) + sizeof(uint32_t))
84 #define offsetofhigh32(S, M) offsetof(S, M)
85 #else
86 #define offsetoflow32(S, M) offsetof(S, M)
87 #define offsetofhigh32(S, M) (offsetof(S, M) + sizeof(uint32_t))
88 #endif
89
90 /* Meanings of the ARMCPU object's four inbound GPIO lines */
91 #define ARM_CPU_IRQ 0
92 #define ARM_CPU_FIQ 1
93 #define ARM_CPU_VIRQ 2
94 #define ARM_CPU_VFIQ 3
95
96 typedef void ARMWriteCPFunc(void *opaque, int cp_info,
97                             int srcreg, int operand, uint32_t value);
98 typedef uint32_t ARMReadCPFunc(void *opaque, int cp_info,
99                                int dstreg, int operand);
100
101 struct arm_boot_info;
102
103 #define NB_MMU_MODES 4
104
105 /* We currently assume float and double are IEEE single and double
106    precision respectively.
107    Doing runtime conversions is tricky because VFP registers may contain
108    integer values (eg. as the result of a FTOSI instruction).
109    s<2n> maps to the least significant half of d<n>
110    s<2n+1> maps to the most significant half of d<n>
111  */
112
113 /* CPU state for each instance of a generic timer (in cp15 c14) */
114 typedef struct ARMGenericTimer {
115     uint64_t cval; /* Timer CompareValue register */
116     uint64_t ctl; /* Timer Control register */
117 } ARMGenericTimer;
118
119 #define GTIMER_PHYS 0
120 #define GTIMER_VIRT 1
121 #define NUM_GTIMERS 2
122
123 typedef struct {
124     uint64_t raw_tcr;
125     uint32_t mask;
126     uint32_t base_mask;
127 } TCR;
128
129 typedef struct CPUARMState {
130     /* Regs for current mode.  */
131     uint32_t regs[16];
132
133     /* 32/64 switch only happens when taking and returning from
134      * exceptions so the overlap semantics are taken care of then
135      * instead of having a complicated union.
136      */
137     /* Regs for A64 mode.  */
138     uint64_t xregs[32];
139     uint64_t pc;
140     /* PSTATE isn't an architectural register for ARMv8. However, it is
141      * convenient for us to assemble the underlying state into a 32 bit format
142      * identical to the architectural format used for the SPSR. (This is also
143      * what the Linux kernel's 'pstate' field in signal handlers and KVM's
144      * 'pstate' register are.) Of the PSTATE bits:
145      *  NZCV are kept in the split out env->CF/VF/NF/ZF, (which have the same
146      *    semantics as for AArch32, as described in the comments on each field)
147      *  nRW (also known as M[4]) is kept, inverted, in env->aarch64
148      *  DAIF (exception masks) are kept in env->daif
149      *  all other bits are stored in their correct places in env->pstate
150      */
151     uint32_t pstate;
152     uint32_t aarch64; /* 1 if CPU is in aarch64 state; inverse of PSTATE.nRW */
153
154     /* Frequently accessed CPSR bits are stored separately for efficiency.
155        This contains all the other bits.  Use cpsr_{read,write} to access
156        the whole CPSR.  */
157     uint32_t uncached_cpsr;
158     uint32_t spsr;
159
160     /* Banked registers.  */
161     uint64_t banked_spsr[8];
162     uint32_t banked_r13[8];
163     uint32_t banked_r14[8];
164
165     /* These hold r8-r12.  */
166     uint32_t usr_regs[5];
167     uint32_t fiq_regs[5];
168
169     /* cpsr flag cache for faster execution */
170     uint32_t CF; /* 0 or 1 */
171     uint32_t VF; /* V is the bit 31. All other bits are undefined */
172     uint32_t NF; /* N is bit 31. All other bits are undefined.  */
173     uint32_t ZF; /* Z set if zero.  */
174     uint32_t QF; /* 0 or 1 */
175     uint32_t GE; /* cpsr[19:16] */
176     uint32_t thumb; /* cpsr[5]. 0 = arm mode, 1 = thumb mode. */
177     uint32_t condexec_bits; /* IT bits.  cpsr[15:10,26:25].  */
178     uint64_t daif; /* exception masks, in the bits they are in in PSTATE */
179
180     uint64_t elr_el[4]; /* AArch64 exception link regs  */
181     uint64_t sp_el[4]; /* AArch64 banked stack pointers */
182
183     /* System control coprocessor (cp15) */
184     struct {
185         uint32_t c0_cpuid;
186         union { /* Cache size selection */
187             struct {
188                 uint64_t _unused_csselr0;
189                 uint64_t csselr_ns;
190                 uint64_t _unused_csselr1;
191                 uint64_t csselr_s;
192             };
193             uint64_t csselr_el[4];
194         };
195         union { /* System control register. */
196             struct {
197                 uint64_t _unused_sctlr;
198                 uint64_t sctlr_ns;
199                 uint64_t hsctlr;
200                 uint64_t sctlr_s;
201             };
202             uint64_t sctlr_el[4];
203         };
204         uint64_t c1_coproc; /* Coprocessor access register.  */
205         uint32_t c1_xscaleauxcr; /* XScale auxiliary control register.  */
206         uint64_t sder; /* Secure debug enable register. */
207         uint32_t nsacr; /* Non-secure access control register. */
208         union { /* MMU translation table base 0. */
209             struct {
210                 uint64_t _unused_ttbr0_0;
211                 uint64_t ttbr0_ns;
212                 uint64_t _unused_ttbr0_1;
213                 uint64_t ttbr0_s;
214             };
215             uint64_t ttbr0_el[4];
216         };
217         union { /* MMU translation table base 1. */
218             struct {
219                 uint64_t _unused_ttbr1_0;
220                 uint64_t ttbr1_ns;
221                 uint64_t _unused_ttbr1_1;
222                 uint64_t ttbr1_s;
223             };
224             uint64_t ttbr1_el[4];
225         };
226         /* MMU translation table base control. */
227         TCR tcr_el[4];
228         uint32_t c2_data; /* MPU data cachable bits.  */
229         uint32_t c2_insn; /* MPU instruction cachable bits.  */
230         union { /* MMU domain access control register
231                  * MPU write buffer control.
232                  */
233             struct {
234                 uint64_t dacr_ns;
235                 uint64_t dacr_s;
236             };
237             struct {
238                 uint64_t dacr32_el2;
239             };
240         };
241         uint32_t pmsav5_data_ap; /* PMSAv5 MPU data access permissions */
242         uint32_t pmsav5_insn_ap; /* PMSAv5 MPU insn access permissions */
243         uint64_t hcr_el2; /* Hypervisor configuration register */
244         uint64_t scr_el3; /* Secure configuration register.  */
245         union { /* Fault status registers.  */
246             struct {
247                 uint64_t ifsr_ns;
248                 uint64_t ifsr_s;
249             };
250             struct {
251                 uint64_t ifsr32_el2;
252             };
253         };
254         union {
255             struct {
256                 uint64_t _unused_dfsr;
257                 uint64_t dfsr_ns;
258                 uint64_t hsr;
259                 uint64_t dfsr_s;
260             };
261             uint64_t esr_el[4];
262         };
263         uint32_t c6_region[8]; /* MPU base/size registers.  */
264         union { /* Fault address registers. */
265             struct {
266                 uint64_t _unused_far0;
267 #ifdef HOST_WORDS_BIGENDIAN
268                 uint32_t ifar_ns;
269                 uint32_t dfar_ns;
270                 uint32_t ifar_s;
271                 uint32_t dfar_s;
272 #else
273                 uint32_t dfar_ns;
274                 uint32_t ifar_ns;
275                 uint32_t dfar_s;
276                 uint32_t ifar_s;
277 #endif
278                 uint64_t _unused_far3;
279             };
280             uint64_t far_el[4];
281         };
282         union { /* Translation result. */
283             struct {
284                 uint64_t _unused_par_0;
285                 uint64_t par_ns;
286                 uint64_t _unused_par_1;
287                 uint64_t par_s;
288             };
289             uint64_t par_el[4];
290         };
291         uint32_t c9_insn; /* Cache lockdown registers.  */
292         uint32_t c9_data;
293         uint64_t c9_pmcr; /* performance monitor control register */
294         uint64_t c9_pmcnten; /* perf monitor counter enables */
295         uint32_t c9_pmovsr; /* perf monitor overflow status */
296         uint32_t c9_pmxevtyper; /* perf monitor event type */
297         uint32_t c9_pmuserenr; /* perf monitor user enable */
298         uint32_t c9_pminten; /* perf monitor interrupt enables */
299         union { /* Memory attribute redirection */
300             struct {
301 #ifdef HOST_WORDS_BIGENDIAN
302                 uint64_t _unused_mair_0;
303                 uint32_t mair1_ns;
304                 uint32_t mair0_ns;
305                 uint64_t _unused_mair_1;
306                 uint32_t mair1_s;
307                 uint32_t mair0_s;
308 #else
309                 uint64_t _unused_mair_0;
310                 uint32_t mair0_ns;
311                 uint32_t mair1_ns;
312                 uint64_t _unused_mair_1;
313                 uint32_t mair0_s;
314                 uint32_t mair1_s;
315 #endif
316             };
317             uint64_t mair_el[4];
318         };
319         union { /* vector base address register */
320             struct {
321                 uint64_t _unused_vbar;
322                 uint64_t vbar_ns;
323                 uint64_t hvbar;
324                 uint64_t vbar_s;
325             };
326             uint64_t vbar_el[4];
327         };
328         uint32_t mvbar; /* (monitor) vector base address register */
329         struct { /* FCSE PID. */
330             uint32_t fcseidr_ns;
331             uint32_t fcseidr_s;
332         };
333         union { /* Context ID. */
334             struct {
335                 uint64_t _unused_contextidr_0;
336                 uint64_t contextidr_ns;
337                 uint64_t _unused_contextidr_1;
338                 uint64_t contextidr_s;
339             };
340             uint64_t contextidr_el[4];
341         };
342         union { /* User RW Thread register. */
343             struct {
344                 uint64_t tpidrurw_ns;
345                 uint64_t tpidrprw_ns;
346                 uint64_t htpidr;
347                 uint64_t _tpidr_el3;
348             };
349             uint64_t tpidr_el[4];
350         };
351         /* The secure banks of these registers don't map anywhere */
352         uint64_t tpidrurw_s;
353         uint64_t tpidrprw_s;
354         uint64_t tpidruro_s;
355
356         union { /* User RO Thread register. */
357             uint64_t tpidruro_ns;
358             uint64_t tpidrro_el[1];
359         };
360         uint64_t c14_cntfrq; /* Counter Frequency register */
361         uint64_t c14_cntkctl; /* Timer Control register */
362         ARMGenericTimer c14_timer[NUM_GTIMERS];
363         uint32_t c15_cpar; /* XScale Coprocessor Access Register */
364         uint32_t c15_ticonfig; /* TI925T configuration byte.  */
365         uint32_t c15_i_max; /* Maximum D-cache dirty line index.  */
366         uint32_t c15_i_min; /* Minimum D-cache dirty line index.  */
367         uint32_t c15_threadid; /* TI debugger thread-ID.  */
368         uint32_t c15_config_base_address; /* SCU base address.  */
369         uint32_t c15_diagnostic; /* diagnostic register */
370         uint32_t c15_power_diagnostic;
371         uint32_t c15_power_control; /* power control */
372         uint64_t dbgbvr[16]; /* breakpoint value registers */
373         uint64_t dbgbcr[16]; /* breakpoint control registers */
374         uint64_t dbgwvr[16]; /* watchpoint value registers */
375         uint64_t dbgwcr[16]; /* watchpoint control registers */
376         uint64_t mdscr_el1;
377         /* If the counter is enabled, this stores the last time the counter
378          * was reset. Otherwise it stores the counter value
379          */
380         uint64_t c15_ccnt;
381         uint64_t pmccfiltr_el0; /* Performance Monitor Filter Register */
382     } cp15;
383
384     struct {
385         uint32_t other_sp;
386         uint32_t vecbase;
387         uint32_t basepri;
388         uint32_t control;
389         int current_sp;
390         int exception;
391         int pending_exception;
392     } v7m;
393
394     /* Information associated with an exception about to be taken:
395      * code which raises an exception must set cs->exception_index and
396      * the relevant parts of this structure; the cpu_do_interrupt function
397      * will then set the guest-visible registers as part of the exception
398      * entry process.
399      */
400     struct {
401         uint32_t syndrome; /* AArch64 format syndrome register */
402         uint32_t fsr; /* AArch32 format fault status register info */
403         uint64_t vaddress; /* virtual addr associated with exception, if any */
404         /* If we implement EL2 we will also need to store information
405          * about the intermediate physical address for stage 2 faults.
406          */
407     } exception;
408
409     /* Thumb-2 EE state.  */
410     uint32_t teecr;
411     uint32_t teehbr;
412
413     /* VFP coprocessor state.  */
414     struct {
415         /* VFP/Neon register state. Note that the mapping between S, D and Q
416          * views of the register bank differs between AArch64 and AArch32:
417          * In AArch32:
418          *  Qn = regs[2n+1]:regs[2n]
419          *  Dn = regs[n]
420          *  Sn = regs[n/2] bits 31..0 for even n, and bits 63..32 for odd n
421          * (and regs[32] to regs[63] are inaccessible)
422          * In AArch64:
423          *  Qn = regs[2n+1]:regs[2n]
424          *  Dn = regs[2n]
425          *  Sn = regs[2n] bits 31..0
426          * This corresponds to the architecturally defined mapping between
427          * the two execution states, and means we do not need to explicitly
428          * map these registers when changing states.
429          */
430         float64 regs[64];
431
432         uint32_t xregs[16];
433         /* We store these fpcsr fields separately for convenience.  */
434         int vec_len;
435         int vec_stride;
436
437         /* scratch space when Tn are not sufficient.  */
438         uint32_t scratch[8];
439
440         /* fp_status is the "normal" fp status. standard_fp_status retains
441          * values corresponding to the ARM "Standard FPSCR Value", ie
442          * default-NaN, flush-to-zero, round-to-nearest and is used by
443          * any operations (generally Neon) which the architecture defines
444          * as controlled by the standard FPSCR value rather than the FPSCR.
445          *
446          * To avoid having to transfer exception bits around, we simply
447          * say that the FPSCR cumulative exception flags are the logical
448          * OR of the flags in the two fp statuses. This relies on the
449          * only thing which needs to read the exception flags being
450          * an explicit FPSCR read.
451          */
452         float_status fp_status;
453         float_status standard_fp_status;
454     } vfp;
455     uint64_t exclusive_addr;
456     uint64_t exclusive_val;
457     uint64_t exclusive_high;
458 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
459     uint64_t exclusive_test;
460     uint32_t exclusive_info;
461 #endif
462
463     /* iwMMXt coprocessor state.  */
464     struct {
465         uint64_t regs[16];
466         uint64_t val;
467
468         uint32_t cregs[16];
469     } iwmmxt;
470
471     /* For mixed endian mode.  */
472     bool bswap_code;
473
474 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
475     /* For usermode syscall translation.  */
476     int eabi;
477 #endif
478
479     struct CPUBreakpoint *cpu_breakpoint[16];
480     struct CPUWatchpoint *cpu_watchpoint[16];
481
482     CPU_COMMON
483
484     /* These fields after the common ones so they are preserved on reset.  */
485
486     /* Internal CPU feature flags.  */
487     uint64_t features;
488
489     void *nvic;
490     const struct arm_boot_info *boot_info;
491 } CPUARMState;
492
493 #include "cpu-qom.h"
494
495 ARMCPU *cpu_arm_init(const char *cpu_model);
496 int cpu_arm_exec(CPUARMState *s);
497 uint32_t do_arm_semihosting(CPUARMState *env);
498
499 static inline bool is_a64(CPUARMState *env)
500 {
501     return env->aarch64;
502 }
503
504 /* you can call this signal handler from your SIGBUS and SIGSEGV
505    signal handlers to inform the virtual CPU of exceptions. non zero
506    is returned if the signal was handled by the virtual CPU.  */
507 int cpu_arm_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
508                            void *puc);
509 int arm_cpu_handle_mmu_fault(CPUState *cpu, vaddr address, int rw,
510                              int mmu_idx);
511
512 /**
513  * pmccntr_sync
514  * @env: CPUARMState
515  *
516  * Synchronises the counter in the PMCCNTR. This must always be called twice,
517  * once before any action that might affect the timer and again afterwards.
518  * The function is used to swap the state of the register if required.
519  * This only happens when not in user mode (!CONFIG_USER_ONLY)
520  */
521 void pmccntr_sync(CPUARMState *env);
522
523 /* SCTLR bit meanings. Several bits have been reused in newer
524  * versions of the architecture; in that case we define constants
525  * for both old and new bit meanings. Code which tests against those
526  * bits should probably check or otherwise arrange that the CPU
527  * is the architectural version it expects.
528  */
529 #define SCTLR_M       (1U << 0)
530 #define SCTLR_A       (1U << 1)
531 #define SCTLR_C       (1U << 2)
532 #define SCTLR_W       (1U << 3) /* up to v6; RAO in v7 */
533 #define SCTLR_SA      (1U << 3)
534 #define SCTLR_P       (1U << 4) /* up to v5; RAO in v6 and v7 */
535 #define SCTLR_SA0     (1U << 4) /* v8 onward, AArch64 only */
536 #define SCTLR_D       (1U << 5) /* up to v5; RAO in v6 */
537 #define SCTLR_CP15BEN (1U << 5) /* v7 onward */
538 #define SCTLR_L       (1U << 6) /* up to v5; RAO in v6 and v7; RAZ in v8 */
539 #define SCTLR_B       (1U << 7) /* up to v6; RAZ in v7 */
540 #define SCTLR_ITD     (1U << 7) /* v8 onward */
541 #define SCTLR_S       (1U << 8) /* up to v6; RAZ in v7 */
542 #define SCTLR_SED     (1U << 8) /* v8 onward */
543 #define SCTLR_R       (1U << 9) /* up to v6; RAZ in v7 */
544 #define SCTLR_UMA     (1U << 9) /* v8 onward, AArch64 only */
545 #define SCTLR_F       (1U << 10) /* up to v6 */
546 #define SCTLR_SW      (1U << 10) /* v7 onward */
547 #define SCTLR_Z       (1U << 11)
548 #define SCTLR_I       (1U << 12)
549 #define SCTLR_V       (1U << 13)
550 #define SCTLR_RR      (1U << 14) /* up to v7 */
551 #define SCTLR_DZE     (1U << 14) /* v8 onward, AArch64 only */
552 #define SCTLR_L4      (1U << 15) /* up to v6; RAZ in v7 */
553 #define SCTLR_UCT     (1U << 15) /* v8 onward, AArch64 only */
554 #define SCTLR_DT      (1U << 16) /* up to ??, RAO in v6 and v7 */
555 #define SCTLR_nTWI    (1U << 16) /* v8 onward */
556 #define SCTLR_HA      (1U << 17)
557 #define SCTLR_IT      (1U << 18) /* up to ??, RAO in v6 and v7 */
558 #define SCTLR_nTWE    (1U << 18) /* v8 onward */
559 #define SCTLR_WXN     (1U << 19)
560 #define SCTLR_ST      (1U << 20) /* up to ??, RAZ in v6 */
561 #define SCTLR_UWXN    (1U << 20) /* v7 onward */
562 #define SCTLR_FI      (1U << 21)
563 #define SCTLR_U       (1U << 22)
564 #define SCTLR_XP      (1U << 23) /* up to v6; v7 onward RAO */
565 #define SCTLR_VE      (1U << 24) /* up to v7 */
566 #define SCTLR_E0E     (1U << 24) /* v8 onward, AArch64 only */
567 #define SCTLR_EE      (1U << 25)
568 #define SCTLR_L2      (1U << 26) /* up to v6, RAZ in v7 */
569 #define SCTLR_UCI     (1U << 26) /* v8 onward, AArch64 only */
570 #define SCTLR_NMFI    (1U << 27)
571 #define SCTLR_TRE     (1U << 28)
572 #define SCTLR_AFE     (1U << 29)
573 #define SCTLR_TE      (1U << 30)
574
575 #define CPSR_M (0x1fU)
576 #define CPSR_T (1U << 5)
577 #define CPSR_F (1U << 6)
578 #define CPSR_I (1U << 7)
579 #define CPSR_A (1U << 8)
580 #define CPSR_E (1U << 9)
581 #define CPSR_IT_2_7 (0xfc00U)
582 #define CPSR_GE (0xfU << 16)
583 #define CPSR_IL (1U << 20)
584 /* Note that the RESERVED bits include bit 21, which is PSTATE_SS in
585  * an AArch64 SPSR but RES0 in AArch32 SPSR and CPSR. In QEMU we use
586  * env->uncached_cpsr bit 21 to store PSTATE.SS when executing in AArch32,
587  * where it is live state but not accessible to the AArch32 code.
588  */
589 #define CPSR_RESERVED (0x7U << 21)
590 #define CPSR_J (1U << 24)
591 #define CPSR_IT_0_1 (3U << 25)
592 #define CPSR_Q (1U << 27)
593 #define CPSR_V (1U << 28)
594 #define CPSR_C (1U << 29)
595 #define CPSR_Z (1U << 30)
596 #define CPSR_N (1U << 31)
597 #define CPSR_NZCV (CPSR_N | CPSR_Z | CPSR_C | CPSR_V)
598 #define CPSR_AIF (CPSR_A | CPSR_I | CPSR_F)
599
600 #define CPSR_IT (CPSR_IT_0_1 | CPSR_IT_2_7)
601 #define CACHED_CPSR_BITS (CPSR_T | CPSR_AIF | CPSR_GE | CPSR_IT | CPSR_Q \
602     | CPSR_NZCV)
603 /* Bits writable in user mode.  */
604 #define CPSR_USER (CPSR_NZCV | CPSR_Q | CPSR_GE)
605 /* Execution state bits.  MRS read as zero, MSR writes ignored.  */
606 #define CPSR_EXEC (CPSR_T | CPSR_IT | CPSR_J | CPSR_IL)
607 /* Mask of bits which may be set by exception return copying them from SPSR */
608 #define CPSR_ERET_MASK (~CPSR_RESERVED)
609
610 #define TTBCR_N      (7U << 0) /* TTBCR.EAE==0 */
611 #define TTBCR_T0SZ   (7U << 0) /* TTBCR.EAE==1 */
612 #define TTBCR_PD0    (1U << 4)
613 #define TTBCR_PD1    (1U << 5)
614 #define TTBCR_EPD0   (1U << 7)
615 #define TTBCR_IRGN0  (3U << 8)
616 #define TTBCR_ORGN0  (3U << 10)
617 #define TTBCR_SH0    (3U << 12)
618 #define TTBCR_T1SZ   (3U << 16)
619 #define TTBCR_A1     (1U << 22)
620 #define TTBCR_EPD1   (1U << 23)
621 #define TTBCR_IRGN1  (3U << 24)
622 #define TTBCR_ORGN1  (3U << 26)
623 #define TTBCR_SH1    (1U << 28)
624 #define TTBCR_EAE    (1U << 31)
625
626 /* Bit definitions for ARMv8 SPSR (PSTATE) format.
627  * Only these are valid when in AArch64 mode; in
628  * AArch32 mode SPSRs are basically CPSR-format.
629  */
630 #define PSTATE_SP (1U)
631 #define PSTATE_M (0xFU)
632 #define PSTATE_nRW (1U << 4)
633 #define PSTATE_F (1U << 6)
634 #define PSTATE_I (1U << 7)
635 #define PSTATE_A (1U << 8)
636 #define PSTATE_D (1U << 9)
637 #define PSTATE_IL (1U << 20)
638 #define PSTATE_SS (1U << 21)
639 #define PSTATE_V (1U << 28)
640 #define PSTATE_C (1U << 29)
641 #define PSTATE_Z (1U << 30)
642 #define PSTATE_N (1U << 31)
643 #define PSTATE_NZCV (PSTATE_N | PSTATE_Z | PSTATE_C | PSTATE_V)
644 #define PSTATE_DAIF (PSTATE_D | PSTATE_A | PSTATE_I | PSTATE_F)
645 #define CACHED_PSTATE_BITS (PSTATE_NZCV | PSTATE_DAIF)
646 /* Mode values for AArch64 */
647 #define PSTATE_MODE_EL3h 13
648 #define PSTATE_MODE_EL3t 12
649 #define PSTATE_MODE_EL2h 9
650 #define PSTATE_MODE_EL2t 8
651 #define PSTATE_MODE_EL1h 5
652 #define PSTATE_MODE_EL1t 4
653 #define PSTATE_MODE_EL0t 0
654
655 /* Map EL and handler into a PSTATE_MODE.  */
656 static inline unsigned int aarch64_pstate_mode(unsigned int el, bool handler)
657 {
658     return (el << 2) | handler;
659 }
660
661 /* Return the current PSTATE value. For the moment we don't support 32<->64 bit
662  * interprocessing, so we don't attempt to sync with the cpsr state used by
663  * the 32 bit decoder.
664  */
665 static inline uint32_t pstate_read(CPUARMState *env)
666 {
667     int ZF;
668
669     ZF = (env->ZF == 0);
670     return (env->NF & 0x80000000) | (ZF << 30)
671         | (env->CF << 29) | ((env->VF & 0x80000000) >> 3)
672         | env->pstate | env->daif;
673 }
674
675 static inline void pstate_write(CPUARMState *env, uint32_t val)
676 {
677     env->ZF = (~val) & PSTATE_Z;
678     env->NF = val;
679     env->CF = (val >> 29) & 1;
680     env->VF = (val << 3) & 0x80000000;
681     env->daif = val & PSTATE_DAIF;
682     env->pstate = val & ~CACHED_PSTATE_BITS;
683 }
684
685 /* Return the current CPSR value.  */
686 uint32_t cpsr_read(CPUARMState *env);
687 /* Set the CPSR.  Note that some bits of mask must be all-set or all-clear.  */
688 void cpsr_write(CPUARMState *env, uint32_t val, uint32_t mask);
689
690 /* Return the current xPSR value.  */
691 static inline uint32_t xpsr_read(CPUARMState *env)
692 {
693     int ZF;
694     ZF = (env->ZF == 0);
695     return (env->NF & 0x80000000) | (ZF << 30)
696         | (env->CF << 29) | ((env->VF & 0x80000000) >> 3) | (env->QF << 27)
697         | (env->thumb << 24) | ((env->condexec_bits & 3) << 25)
698         | ((env->condexec_bits & 0xfc) << 8)
699         | env->v7m.exception;
700 }
701
702 /* Set the xPSR.  Note that some bits of mask must be all-set or all-clear.  */
703 static inline void xpsr_write(CPUARMState *env, uint32_t val, uint32_t mask)
704 {
705     if (mask & CPSR_NZCV) {
706         env->ZF = (~val) & CPSR_Z;
707         env->NF = val;
708         env->CF = (val >> 29) & 1;
709         env->VF = (val << 3) & 0x80000000;
710     }
711     if (mask & CPSR_Q)
712         env->QF = ((val & CPSR_Q) != 0);
713     if (mask & (1 << 24))
714         env->thumb = ((val & (1 << 24)) != 0);
715     if (mask & CPSR_IT_0_1) {
716         env->condexec_bits &= ~3;
717         env->condexec_bits |= (val >> 25) & 3;
718     }
719     if (mask & CPSR_IT_2_7) {
720         env->condexec_bits &= 3;
721         env->condexec_bits |= (val >> 8) & 0xfc;
722     }
723     if (mask & 0x1ff) {
724         env->v7m.exception = val & 0x1ff;
725     }
726 }
727
728 #define HCR_VM        (1ULL << 0)
729 #define HCR_SWIO      (1ULL << 1)
730 #define HCR_PTW       (1ULL << 2)
731 #define HCR_FMO       (1ULL << 3)
732 #define HCR_IMO       (1ULL << 4)
733 #define HCR_AMO       (1ULL << 5)
734 #define HCR_VF        (1ULL << 6)
735 #define HCR_VI        (1ULL << 7)
736 #define HCR_VSE       (1ULL << 8)
737 #define HCR_FB        (1ULL << 9)
738 #define HCR_BSU_MASK  (3ULL << 10)
739 #define HCR_DC        (1ULL << 12)
740 #define HCR_TWI       (1ULL << 13)
741 #define HCR_TWE       (1ULL << 14)
742 #define HCR_TID0      (1ULL << 15)
743 #define HCR_TID1      (1ULL << 16)
744 #define HCR_TID2      (1ULL << 17)
745 #define HCR_TID3      (1ULL << 18)
746 #define HCR_TSC       (1ULL << 19)
747 #define HCR_TIDCP     (1ULL << 20)
748 #define HCR_TACR      (1ULL << 21)
749 #define HCR_TSW       (1ULL << 22)
750 #define HCR_TPC       (1ULL << 23)
751 #define HCR_TPU       (1ULL << 24)
752 #define HCR_TTLB      (1ULL << 25)
753 #define HCR_TVM       (1ULL << 26)
754 #define HCR_TGE       (1ULL << 27)
755 #define HCR_TDZ       (1ULL << 28)
756 #define HCR_HCD       (1ULL << 29)
757 #define HCR_TRVM      (1ULL << 30)
758 #define HCR_RW        (1ULL << 31)
759 #define HCR_CD        (1ULL << 32)
760 #define HCR_ID        (1ULL << 33)
761 #define HCR_MASK      ((1ULL << 34) - 1)
762
763 #define SCR_NS                (1U << 0)
764 #define SCR_IRQ               (1U << 1)
765 #define SCR_FIQ               (1U << 2)
766 #define SCR_EA                (1U << 3)
767 #define SCR_FW                (1U << 4)
768 #define SCR_AW                (1U << 5)
769 #define SCR_NET               (1U << 6)
770 #define SCR_SMD               (1U << 7)
771 #define SCR_HCE               (1U << 8)
772 #define SCR_SIF               (1U << 9)
773 #define SCR_RW                (1U << 10)
774 #define SCR_ST                (1U << 11)
775 #define SCR_TWI               (1U << 12)
776 #define SCR_TWE               (1U << 13)
777 #define SCR_AARCH32_MASK      (0x3fff & ~(SCR_RW | SCR_ST))
778 #define SCR_AARCH64_MASK      (0x3fff & ~SCR_NET)
779
780 /* Return the current FPSCR value.  */
781 uint32_t vfp_get_fpscr(CPUARMState *env);
782 void vfp_set_fpscr(CPUARMState *env, uint32_t val);
783
784 /* For A64 the FPSCR is split into two logically distinct registers,
785  * FPCR and FPSR. However since they still use non-overlapping bits
786  * we store the underlying state in fpscr and just mask on read/write.
787  */
788 #define FPSR_MASK 0xf800009f
789 #define FPCR_MASK 0x07f79f00
790 static inline uint32_t vfp_get_fpsr(CPUARMState *env)
791 {
792     return vfp_get_fpscr(env) & FPSR_MASK;
793 }
794
795 static inline void vfp_set_fpsr(CPUARMState *env, uint32_t val)
796 {
797     uint32_t new_fpscr = (vfp_get_fpscr(env) & ~FPSR_MASK) | (val & FPSR_MASK);
798     vfp_set_fpscr(env, new_fpscr);
799 }
800
801 static inline uint32_t vfp_get_fpcr(CPUARMState *env)
802 {
803     return vfp_get_fpscr(env) & FPCR_MASK;
804 }
805
806 static inline void vfp_set_fpcr(CPUARMState *env, uint32_t val)
807 {
808     uint32_t new_fpscr = (vfp_get_fpscr(env) & ~FPCR_MASK) | (val & FPCR_MASK);
809     vfp_set_fpscr(env, new_fpscr);
810 }
811
812 enum arm_cpu_mode {
813   ARM_CPU_MODE_USR = 0x10,
814   ARM_CPU_MODE_FIQ = 0x11,
815   ARM_CPU_MODE_IRQ = 0x12,
816   ARM_CPU_MODE_SVC = 0x13,
817   ARM_CPU_MODE_MON = 0x16,
818   ARM_CPU_MODE_ABT = 0x17,
819   ARM_CPU_MODE_HYP = 0x1a,
820   ARM_CPU_MODE_UND = 0x1b,
821   ARM_CPU_MODE_SYS = 0x1f
822 };
823
824 /* VFP system registers.  */
825 #define ARM_VFP_FPSID   0
826 #define ARM_VFP_FPSCR   1
827 #define ARM_VFP_MVFR2   5
828 #define ARM_VFP_MVFR1   6
829 #define ARM_VFP_MVFR0   7
830 #define ARM_VFP_FPEXC   8
831 #define ARM_VFP_FPINST  9
832 #define ARM_VFP_FPINST2 10
833
834 /* iwMMXt coprocessor control registers.  */
835 #define ARM_IWMMXT_wCID         0
836 #define ARM_IWMMXT_wCon         1
837 #define ARM_IWMMXT_wCSSF        2
838 #define ARM_IWMMXT_wCASF        3
839 #define ARM_IWMMXT_wCGR0        8
840 #define ARM_IWMMXT_wCGR1        9
841 #define ARM_IWMMXT_wCGR2        10
842 #define ARM_IWMMXT_wCGR3        11
843
844 /* If adding a feature bit which corresponds to a Linux ELF
845  * HWCAP bit, remember to update the feature-bit-to-hwcap
846  * mapping in linux-user/elfload.c:get_elf_hwcap().
847  */
848 enum arm_features {
849     ARM_FEATURE_VFP,
850     ARM_FEATURE_AUXCR,  /* ARM1026 Auxiliary control register.  */
851     ARM_FEATURE_XSCALE, /* Intel XScale extensions.  */
852     ARM_FEATURE_IWMMXT, /* Intel iwMMXt extension.  */
853     ARM_FEATURE_V6,
854     ARM_FEATURE_V6K,
855     ARM_FEATURE_V7,
856     ARM_FEATURE_THUMB2,
857     ARM_FEATURE_MPU,    /* Only has Memory Protection Unit, not full MMU.  */
858     ARM_FEATURE_VFP3,
859     ARM_FEATURE_VFP_FP16,
860     ARM_FEATURE_NEON,
861     ARM_FEATURE_THUMB_DIV, /* divide supported in Thumb encoding */
862     ARM_FEATURE_M, /* Microcontroller profile.  */
863     ARM_FEATURE_OMAPCP, /* OMAP specific CP15 ops handling.  */
864     ARM_FEATURE_THUMB2EE,
865     ARM_FEATURE_V7MP,    /* v7 Multiprocessing Extensions */
866     ARM_FEATURE_V4T,
867     ARM_FEATURE_V5,
868     ARM_FEATURE_STRONGARM,
869     ARM_FEATURE_VAPA, /* cp15 VA to PA lookups */
870     ARM_FEATURE_ARM_DIV, /* divide supported in ARM encoding */
871     ARM_FEATURE_VFP4, /* VFPv4 (implies that NEON is v2) */
872     ARM_FEATURE_GENERIC_TIMER,
873     ARM_FEATURE_MVFR, /* Media and VFP Feature Registers 0 and 1 */
874     ARM_FEATURE_DUMMY_C15_REGS, /* RAZ/WI all of cp15 crn=15 */
875     ARM_FEATURE_CACHE_TEST_CLEAN, /* 926/1026 style test-and-clean ops */
876     ARM_FEATURE_CACHE_DIRTY_REG, /* 1136/1176 cache dirty status register */
877     ARM_FEATURE_CACHE_BLOCK_OPS, /* v6 optional cache block operations */
878     ARM_FEATURE_MPIDR, /* has cp15 MPIDR */
879     ARM_FEATURE_PXN, /* has Privileged Execute Never bit */
880     ARM_FEATURE_LPAE, /* has Large Physical Address Extension */
881     ARM_FEATURE_V8,
882     ARM_FEATURE_AARCH64, /* supports 64 bit mode */
883     ARM_FEATURE_V8_AES, /* implements AES part of v8 Crypto Extensions */
884     ARM_FEATURE_CBAR, /* has cp15 CBAR */
885     ARM_FEATURE_CRC, /* ARMv8 CRC instructions */
886     ARM_FEATURE_CBAR_RO, /* has cp15 CBAR and it is read-only */
887     ARM_FEATURE_EL2, /* has EL2 Virtualization support */
888     ARM_FEATURE_EL3, /* has EL3 Secure monitor support */
889     ARM_FEATURE_V8_SHA1, /* implements SHA1 part of v8 Crypto Extensions */
890     ARM_FEATURE_V8_SHA256, /* implements SHA256 part of v8 Crypto Extensions */
891     ARM_FEATURE_V8_PMULL, /* implements PMULL part of v8 Crypto Extensions */
892 };
893
894 static inline int arm_feature(CPUARMState *env, int feature)
895 {
896     return (env->features & (1ULL << feature)) != 0;
897 }
898
899 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
900 /* Return true if exception levels below EL3 are in secure state,
901  * or would be following an exception return to that level.
902  * Unlike arm_is_secure() (which is always a question about the
903  * _current_ state of the CPU) this doesn't care about the current
904  * EL or mode.
905  */
906 static inline bool arm_is_secure_below_el3(CPUARMState *env)
907 {
908     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3)) {
909         return !(env->cp15.scr_el3 & SCR_NS);
910     } else {
911         /* If EL2 is not supported then the secure state is implementation
912          * defined, in which case QEMU defaults to non-secure.
913          */
914         return false;
915     }
916 }
917
918 /* Return true if the processor is in secure state */
919 static inline bool arm_is_secure(CPUARMState *env)
920 {
921     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3)) {
922         if (is_a64(env) && extract32(env->pstate, 2, 2) == 3) {
923             /* CPU currently in AArch64 state and EL3 */
924             return true;
925         } else if (!is_a64(env) &&
926                 (env->uncached_cpsr & CPSR_M) == ARM_CPU_MODE_MON) {
927             /* CPU currently in AArch32 state and monitor mode */
928             return true;
929         }
930     }
931     return arm_is_secure_below_el3(env);
932 }
933
934 #else
935 static inline bool arm_is_secure_below_el3(CPUARMState *env)
936 {
937     return false;
938 }
939
940 static inline bool arm_is_secure(CPUARMState *env)
941 {
942     return false;
943 }
944 #endif
945
946 /* Return true if the specified exception level is running in AArch64 state. */
947 static inline bool arm_el_is_aa64(CPUARMState *env, int el)
948 {
949     /* We don't currently support EL2, and this isn't valid for EL0
950      * (if we're in EL0, is_a64() is what you want, and if we're not in EL0
951      * then the state of EL0 isn't well defined.)
952      */
953     assert(el == 1 || el == 3);
954
955     /* AArch64-capable CPUs always run with EL1 in AArch64 mode. This
956      * is a QEMU-imposed simplification which we may wish to change later.
957      * If we in future support EL2 and/or EL3, then the state of lower
958      * exception levels is controlled by the HCR.RW and SCR.RW bits.
959      */
960     return arm_feature(env, ARM_FEATURE_AARCH64);
961 }
962
963 /* Function for determing whether guest cp register reads and writes should
964  * access the secure or non-secure bank of a cp register.  When EL3 is
965  * operating in AArch32 state, the NS-bit determines whether the secure
966  * instance of a cp register should be used. When EL3 is AArch64 (or if
967  * it doesn't exist at all) then there is no register banking, and all
968  * accesses are to the non-secure version.
969  */
970 static inline bool access_secure_reg(CPUARMState *env)
971 {
972     bool ret = (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3) &&
973                 !arm_el_is_aa64(env, 3) &&
974                 !(env->cp15.scr_el3 & SCR_NS));
975
976     return ret;
977 }
978
979 /* Macros for accessing a specified CP register bank */
980 #define A32_BANKED_REG_GET(_env, _regname, _secure)    \
981     ((_secure) ? (_env)->cp15._regname##_s : (_env)->cp15._regname##_ns)
982
983 #define A32_BANKED_REG_SET(_env, _regname, _secure, _val)   \
984     do {                                                \
985         if (_secure) {                                   \
986             (_env)->cp15._regname##_s = (_val);            \
987         } else {                                        \
988             (_env)->cp15._regname##_ns = (_val);           \
989         }                                               \
990     } while (0)
991
992 /* Macros for automatically accessing a specific CP register bank depending on
993  * the current secure state of the system.  These macros are not intended for
994  * supporting instruction translation reads/writes as these are dependent
995  * solely on the SCR.NS bit and not the mode.
996  */
997 #define A32_BANKED_CURRENT_REG_GET(_env, _regname)        \
998     A32_BANKED_REG_GET((_env), _regname,                \
999                        ((!arm_el_is_aa64((_env), 3) && arm_is_secure(_env))))
1000
1001 #define A32_BANKED_CURRENT_REG_SET(_env, _regname, _val)                       \
1002     A32_BANKED_REG_SET((_env), _regname,                                    \
1003                        ((!arm_el_is_aa64((_env), 3) && arm_is_secure(_env))),  \
1004                        (_val))
1005
1006 void arm_cpu_list(FILE *f, fprintf_function cpu_fprintf);
1007 unsigned int arm_excp_target_el(CPUState *cs, unsigned int excp_idx);
1008
1009 /* Interface between CPU and Interrupt controller.  */
1010 void armv7m_nvic_set_pending(void *opaque, int irq);
1011 int armv7m_nvic_acknowledge_irq(void *opaque);
1012 void armv7m_nvic_complete_irq(void *opaque, int irq);
1013
1014 /* Interface for defining coprocessor registers.
1015  * Registers are defined in tables of arm_cp_reginfo structs
1016  * which are passed to define_arm_cp_regs().
1017  */
1018
1019 /* When looking up a coprocessor register we look for it
1020  * via an integer which encodes all of:
1021  *  coprocessor number
1022  *  Crn, Crm, opc1, opc2 fields
1023  *  32 or 64 bit register (ie is it accessed via MRC/MCR
1024  *    or via MRRC/MCRR?)
1025  *  non-secure/secure bank (AArch32 only)
1026  * We allow 4 bits for opc1 because MRRC/MCRR have a 4 bit field.
1027  * (In this case crn and opc2 should be zero.)
1028  * For AArch64, there is no 32/64 bit size distinction;
1029  * instead all registers have a 2 bit op0, 3 bit op1 and op2,
1030  * and 4 bit CRn and CRm. The encoding patterns are chosen
1031  * to be easy to convert to and from the KVM encodings, and also
1032  * so that the hashtable can contain both AArch32 and AArch64
1033  * registers (to allow for interprocessing where we might run
1034  * 32 bit code on a 64 bit core).
1035  */
1036 /* This bit is private to our hashtable cpreg; in KVM register
1037  * IDs the AArch64/32 distinction is the KVM_REG_ARM/ARM64
1038  * in the upper bits of the 64 bit ID.
1039  */
1040 #define CP_REG_AA64_SHIFT 28
1041 #define CP_REG_AA64_MASK (1 << CP_REG_AA64_SHIFT)
1042
1043 /* To enable banking of coprocessor registers depending on ns-bit we
1044  * add a bit to distinguish between secure and non-secure cpregs in the
1045  * hashtable.
1046  */
1047 #define CP_REG_NS_SHIFT 29
1048 #define CP_REG_NS_MASK (1 << CP_REG_NS_SHIFT)
1049
1050 #define ENCODE_CP_REG(cp, is64, ns, crn, crm, opc1, opc2)   \
1051     ((ns) << CP_REG_NS_SHIFT | ((cp) << 16) | ((is64) << 15) |   \
1052      ((crn) << 11) | ((crm) << 7) | ((opc1) << 3) | (opc2))
1053
1054 #define ENCODE_AA64_CP_REG(cp, crn, crm, op0, op1, op2) \
1055     (CP_REG_AA64_MASK |                                 \
1056      ((cp) << CP_REG_ARM_COPROC_SHIFT) |                \
1057      ((op0) << CP_REG_ARM64_SYSREG_OP0_SHIFT) |         \
1058      ((op1) << CP_REG_ARM64_SYSREG_OP1_SHIFT) |         \
1059      ((crn) << CP_REG_ARM64_SYSREG_CRN_SHIFT) |         \
1060      ((crm) << CP_REG_ARM64_SYSREG_CRM_SHIFT) |         \
1061      ((op2) << CP_REG_ARM64_SYSREG_OP2_SHIFT))
1062
1063 /* Convert a full 64 bit KVM register ID to the truncated 32 bit
1064  * version used as a key for the coprocessor register hashtable
1065  */
1066 static inline uint32_t kvm_to_cpreg_id(uint64_t kvmid)
1067 {
1068     uint32_t cpregid = kvmid;
1069     if ((kvmid & CP_REG_ARCH_MASK) == CP_REG_ARM64) {
1070         cpregid |= CP_REG_AA64_MASK;
1071     } else {
1072         if ((kvmid & CP_REG_SIZE_MASK) == CP_REG_SIZE_U64) {
1073             cpregid |= (1 << 15);
1074         }
1075
1076         /* KVM is always non-secure so add the NS flag on AArch32 register
1077          * entries.
1078          */
1079          cpregid |= 1 << CP_REG_NS_SHIFT;
1080     }
1081     return cpregid;
1082 }
1083
1084 /* Convert a truncated 32 bit hashtable key into the full
1085  * 64 bit KVM register ID.
1086  */
1087 static inline uint64_t cpreg_to_kvm_id(uint32_t cpregid)
1088 {
1089     uint64_t kvmid;
1090
1091     if (cpregid & CP_REG_AA64_MASK) {
1092         kvmid = cpregid & ~CP_REG_AA64_MASK;
1093         kvmid |= CP_REG_SIZE_U64 | CP_REG_ARM64;
1094     } else {
1095         kvmid = cpregid & ~(1 << 15);
1096         if (cpregid & (1 << 15)) {
1097             kvmid |= CP_REG_SIZE_U64 | CP_REG_ARM;
1098         } else {
1099             kvmid |= CP_REG_SIZE_U32 | CP_REG_ARM;
1100         }
1101     }
1102     return kvmid;
1103 }
1104
1105 /* ARMCPRegInfo type field bits. If the SPECIAL bit is set this is a
1106  * special-behaviour cp reg and bits [15..8] indicate what behaviour
1107  * it has. Otherwise it is a simple cp reg, where CONST indicates that
1108  * TCG can assume the value to be constant (ie load at translate time)
1109  * and 64BIT indicates a 64 bit wide coprocessor register. SUPPRESS_TB_END
1110  * indicates that the TB should not be ended after a write to this register
1111  * (the default is that the TB ends after cp writes). OVERRIDE permits
1112  * a register definition to override a previous definition for the
1113  * same (cp, is64, crn, crm, opc1, opc2) tuple: either the new or the
1114  * old must have the OVERRIDE bit set.
1115  * NO_MIGRATE indicates that this register should be ignored for migration;
1116  * (eg because any state is accessed via some other coprocessor register).
1117  * IO indicates that this register does I/O and therefore its accesses
1118  * need to be surrounded by gen_io_start()/gen_io_end(). In particular,
1119  * registers which implement clocks or timers require this.
1120  */
1121 #define ARM_CP_SPECIAL 1
1122 #define ARM_CP_CONST 2
1123 #define ARM_CP_64BIT 4
1124 #define ARM_CP_SUPPRESS_TB_END 8
1125 #define ARM_CP_OVERRIDE 16
1126 #define ARM_CP_NO_MIGRATE 32
1127 #define ARM_CP_IO 64
1128 #define ARM_CP_NOP (ARM_CP_SPECIAL | (1 << 8))
1129 #define ARM_CP_WFI (ARM_CP_SPECIAL | (2 << 8))
1130 #define ARM_CP_NZCV (ARM_CP_SPECIAL | (3 << 8))
1131 #define ARM_CP_CURRENTEL (ARM_CP_SPECIAL | (4 << 8))
1132 #define ARM_CP_DC_ZVA (ARM_CP_SPECIAL | (5 << 8))
1133 #define ARM_LAST_SPECIAL ARM_CP_DC_ZVA
1134 /* Used only as a terminator for ARMCPRegInfo lists */
1135 #define ARM_CP_SENTINEL 0xffff
1136 /* Mask of only the flag bits in a type field */
1137 #define ARM_CP_FLAG_MASK 0x7f
1138
1139 /* Valid values for ARMCPRegInfo state field, indicating which of
1140  * the AArch32 and AArch64 execution states this register is visible in.
1141  * If the reginfo doesn't explicitly specify then it is AArch32 only.
1142  * If the reginfo is declared to be visible in both states then a second
1143  * reginfo is synthesised for the AArch32 view of the AArch64 register,
1144  * such that the AArch32 view is the lower 32 bits of the AArch64 one.
1145  * Note that we rely on the values of these enums as we iterate through
1146  * the various states in some places.
1147  */
1148 enum {
1149     ARM_CP_STATE_AA32 = 0,
1150     ARM_CP_STATE_AA64 = 1,
1151     ARM_CP_STATE_BOTH = 2,
1152 };
1153
1154 /* ARM CP register secure state flags.  These flags identify security state
1155  * attributes for a given CP register entry.
1156  * The existence of both or neither secure and non-secure flags indicates that
1157  * the register has both a secure and non-secure hash entry.  A single one of
1158  * these flags causes the register to only be hashed for the specified
1159  * security state.
1160  * Although definitions may have any combination of the S/NS bits, each
1161  * registered entry will only have one to identify whether the entry is secure
1162  * or non-secure.
1163  */
1164 enum {
1165     ARM_CP_SECSTATE_S =   (1 << 0), /* bit[0]: Secure state register */
1166     ARM_CP_SECSTATE_NS =  (1 << 1), /* bit[1]: Non-secure state register */
1167 };
1168
1169 /* Return true if cptype is a valid type field. This is used to try to
1170  * catch errors where the sentinel has been accidentally left off the end
1171  * of a list of registers.
1172  */
1173 static inline bool cptype_valid(int cptype)
1174 {
1175     return ((cptype & ~ARM_CP_FLAG_MASK) == 0)
1176         || ((cptype & ARM_CP_SPECIAL) &&
1177             ((cptype & ~ARM_CP_FLAG_MASK) <= ARM_LAST_SPECIAL));
1178 }
1179
1180 /* Access rights:
1181  * We define bits for Read and Write access for what rev C of the v7-AR ARM ARM
1182  * defines as PL0 (user), PL1 (fiq/irq/svc/abt/und/sys, ie privileged), and
1183  * PL2 (hyp). The other level which has Read and Write bits is Secure PL1
1184  * (ie any of the privileged modes in Secure state, or Monitor mode).
1185  * If a register is accessible in one privilege level it's always accessible
1186  * in higher privilege levels too. Since "Secure PL1" also follows this rule
1187  * (ie anything visible in PL2 is visible in S-PL1, some things are only
1188  * visible in S-PL1) but "Secure PL1" is a bit of a mouthful, we bend the
1189  * terminology a little and call this PL3.
1190  * In AArch64 things are somewhat simpler as the PLx bits line up exactly
1191  * with the ELx exception levels.
1192  *
1193  * If access permissions for a register are more complex than can be
1194  * described with these bits, then use a laxer set of restrictions, and
1195  * do the more restrictive/complex check inside a helper function.
1196  */
1197 #define PL3_R 0x80
1198 #define PL3_W 0x40
1199 #define PL2_R (0x20 | PL3_R)
1200 #define PL2_W (0x10 | PL3_W)
1201 #define PL1_R (0x08 | PL2_R)
1202 #define PL1_W (0x04 | PL2_W)
1203 #define PL0_R (0x02 | PL1_R)
1204 #define PL0_W (0x01 | PL1_W)
1205
1206 #define PL3_RW (PL3_R | PL3_W)
1207 #define PL2_RW (PL2_R | PL2_W)
1208 #define PL1_RW (PL1_R | PL1_W)
1209 #define PL0_RW (PL0_R | PL0_W)
1210
1211 /* Return the current Exception Level (as per ARMv8; note that this differs
1212  * from the ARMv7 Privilege Level).
1213  */
1214 static inline int arm_current_el(CPUARMState *env)
1215 {
1216     if (is_a64(env)) {
1217         return extract32(env->pstate, 2, 2);
1218     }
1219
1220     switch (env->uncached_cpsr & 0x1f) {
1221     case ARM_CPU_MODE_USR:
1222         return 0;
1223     case ARM_CPU_MODE_HYP:
1224         return 2;
1225     case ARM_CPU_MODE_MON:
1226         return 3;
1227     default:
1228         if (arm_is_secure(env) && !arm_el_is_aa64(env, 3)) {
1229             /* If EL3 is 32-bit then all secure privileged modes run in
1230              * EL3
1231              */
1232             return 3;
1233         }
1234
1235         return 1;
1236     }
1237 }
1238
1239 typedef struct ARMCPRegInfo ARMCPRegInfo;
1240
1241 typedef enum CPAccessResult {
1242     /* Access is permitted */
1243     CP_ACCESS_OK = 0,
1244     /* Access fails due to a configurable trap or enable which would
1245      * result in a categorized exception syndrome giving information about
1246      * the failing instruction (ie syndrome category 0x3, 0x4, 0x5, 0x6,
1247      * 0xc or 0x18).
1248      */
1249     CP_ACCESS_TRAP = 1,
1250     /* Access fails and results in an exception syndrome 0x0 ("uncategorized").
1251      * Note that this is not a catch-all case -- the set of cases which may
1252      * result in this failure is specifically defined by the architecture.
1253      */
1254     CP_ACCESS_TRAP_UNCATEGORIZED = 2,
1255 } CPAccessResult;
1256
1257 /* Access functions for coprocessor registers. These cannot fail and
1258  * may not raise exceptions.
1259  */
1260 typedef uint64_t CPReadFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque);
1261 typedef void CPWriteFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque,
1262                        uint64_t value);
1263 /* Access permission check functions for coprocessor registers. */
1264 typedef CPAccessResult CPAccessFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque);
1265 /* Hook function for register reset */
1266 typedef void CPResetFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque);
1267
1268 #define CP_ANY 0xff
1269
1270 /* Definition of an ARM coprocessor register */
1271 struct ARMCPRegInfo {
1272     /* Name of register (useful mainly for debugging, need not be unique) */
1273     const char *name;
1274     /* Location of register: coprocessor number and (crn,crm,opc1,opc2)
1275      * tuple. Any of crm, opc1 and opc2 may be CP_ANY to indicate a
1276      * 'wildcard' field -- any value of that field in the MRC/MCR insn
1277      * will be decoded to this register. The register read and write
1278      * callbacks will be passed an ARMCPRegInfo with the crn/crm/opc1/opc2
1279      * used by the program, so it is possible to register a wildcard and
1280      * then behave differently on read/write if necessary.
1281      * For 64 bit registers, only crm and opc1 are relevant; crn and opc2
1282      * must both be zero.
1283      * For AArch64-visible registers, opc0 is also used.
1284      * Since there are no "coprocessors" in AArch64, cp is purely used as a
1285      * way to distinguish (for KVM's benefit) guest-visible system registers
1286      * from demuxed ones provided to preserve the "no side effects on
1287      * KVM register read/write from QEMU" semantics. cp==0x13 is guest
1288      * visible (to match KVM's encoding); cp==0 will be converted to
1289      * cp==0x13 when the ARMCPRegInfo is registered, for convenience.
1290      */
1291     uint8_t cp;
1292     uint8_t crn;
1293     uint8_t crm;
1294     uint8_t opc0;
1295     uint8_t opc1;
1296     uint8_t opc2;
1297     /* Execution state in which this register is visible: ARM_CP_STATE_* */
1298     int state;
1299     /* Register type: ARM_CP_* bits/values */
1300     int type;
1301     /* Access rights: PL*_[RW] */
1302     int access;
1303     /* Security state: ARM_CP_SECSTATE_* bits/values */
1304     int secure;
1305     /* The opaque pointer passed to define_arm_cp_regs_with_opaque() when
1306      * this register was defined: can be used to hand data through to the
1307      * register read/write functions, since they are passed the ARMCPRegInfo*.
1308      */
1309     void *opaque;
1310     /* Value of this register, if it is ARM_CP_CONST. Otherwise, if
1311      * fieldoffset is non-zero, the reset value of the register.
1312      */
1313     uint64_t resetvalue;
1314     /* Offset of the field in CPUARMState for this register.
1315      *
1316      * This is not needed if either:
1317      *  1. type is ARM_CP_CONST or one of the ARM_CP_SPECIALs
1318      *  2. both readfn and writefn are specified
1319      */
1320     ptrdiff_t fieldoffset; /* offsetof(CPUARMState, field) */
1321
1322     /* Offsets of the secure and non-secure fields in CPUARMState for the
1323      * register if it is banked.  These fields are only used during the static
1324      * registration of a register.  During hashing the bank associated
1325      * with a given security state is copied to fieldoffset which is used from
1326      * there on out.
1327      *
1328      * It is expected that register definitions use either fieldoffset or
1329      * bank_fieldoffsets in the definition but not both.  It is also expected
1330      * that both bank offsets are set when defining a banked register.  This
1331      * use indicates that a register is banked.
1332      */
1333     ptrdiff_t bank_fieldoffsets[2];
1334
1335     /* Function for making any access checks for this register in addition to
1336      * those specified by the 'access' permissions bits. If NULL, no extra
1337      * checks required. The access check is performed at runtime, not at
1338      * translate time.
1339      */
1340     CPAccessFn *accessfn;
1341     /* Function for handling reads of this register. If NULL, then reads
1342      * will be done by loading from the offset into CPUARMState specified
1343      * by fieldoffset.
1344      */
1345     CPReadFn *readfn;
1346     /* Function for handling writes of this register. If NULL, then writes
1347      * will be done by writing to the offset into CPUARMState specified
1348      * by fieldoffset.
1349      */
1350     CPWriteFn *writefn;
1351     /* Function for doing a "raw" read; used when we need to copy
1352      * coprocessor state to the kernel for KVM or out for
1353      * migration. This only needs to be provided if there is also a
1354      * readfn and it has side effects (for instance clear-on-read bits).
1355      */
1356     CPReadFn *raw_readfn;
1357     /* Function for doing a "raw" write; used when we need to copy KVM
1358      * kernel coprocessor state into userspace, or for inbound
1359      * migration. This only needs to be provided if there is also a
1360      * writefn and it masks out "unwritable" bits or has write-one-to-clear
1361      * or similar behaviour.
1362      */
1363     CPWriteFn *raw_writefn;
1364     /* Function for resetting the register. If NULL, then reset will be done
1365      * by writing resetvalue to the field specified in fieldoffset. If
1366      * fieldoffset is 0 then no reset will be done.
1367      */
1368     CPResetFn *resetfn;
1369 };
1370
1371 /* Macros which are lvalues for the field in CPUARMState for the
1372  * ARMCPRegInfo *ri.
1373  */
1374 #define CPREG_FIELD32(env, ri) \
1375     (*(uint32_t *)((char *)(env) + (ri)->fieldoffset))
1376 #define CPREG_FIELD64(env, ri) \
1377     (*(uint64_t *)((char *)(env) + (ri)->fieldoffset))
1378
1379 #define REGINFO_SENTINEL { .type = ARM_CP_SENTINEL }
1380
1381 void define_arm_cp_regs_with_opaque(ARMCPU *cpu,
1382                                     const ARMCPRegInfo *regs, void *opaque);
1383 void define_one_arm_cp_reg_with_opaque(ARMCPU *cpu,
1384                                        const ARMCPRegInfo *regs, void *opaque);
1385 static inline void define_arm_cp_regs(ARMCPU *cpu, const ARMCPRegInfo *regs)
1386 {
1387     define_arm_cp_regs_with_opaque(cpu, regs, 0);
1388 }
1389 static inline void define_one_arm_cp_reg(ARMCPU *cpu, const ARMCPRegInfo *regs)
1390 {
1391     define_one_arm_cp_reg_with_opaque(cpu, regs, 0);
1392 }
1393 const ARMCPRegInfo *get_arm_cp_reginfo(GHashTable *cpregs, uint32_t encoded_cp);
1394
1395 /* CPWriteFn that can be used to implement writes-ignored behaviour */
1396 void arm_cp_write_ignore(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
1397                          uint64_t value);
1398 /* CPReadFn that can be used for read-as-zero behaviour */
1399 uint64_t arm_cp_read_zero(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri);
1400
1401 /* CPResetFn that does nothing, for use if no reset is required even
1402  * if fieldoffset is non zero.
1403  */
1404 void arm_cp_reset_ignore(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque);
1405
1406 /* Return true if this reginfo struct's field in the cpu state struct
1407  * is 64 bits wide.
1408  */
1409 static inline bool cpreg_field_is_64bit(const ARMCPRegInfo *ri)
1410 {
1411     return (ri->state == ARM_CP_STATE_AA64) || (ri->type & ARM_CP_64BIT);
1412 }
1413
1414 static inline bool cp_access_ok(int current_el,
1415                                 const ARMCPRegInfo *ri, int isread)
1416 {
1417     return (ri->access >> ((current_el * 2) + isread)) & 1;
1418 }
1419
1420 /**
1421  * write_list_to_cpustate
1422  * @cpu: ARMCPU
1423  *
1424  * For each register listed in the ARMCPU cpreg_indexes list, write
1425  * its value from the cpreg_values list into the ARMCPUState structure.
1426  * This updates TCG's working data structures from KVM data or
1427  * from incoming migration state.
1428  *
1429  * Returns: true if all register values were updated correctly,
1430  * false if some register was unknown or could not be written.
1431  * Note that we do not stop early on failure -- we will attempt
1432  * writing all registers in the list.
1433  */
1434 bool write_list_to_cpustate(ARMCPU *cpu);
1435
1436 /**
1437  * write_cpustate_to_list:
1438  * @cpu: ARMCPU
1439  *
1440  * For each register listed in the ARMCPU cpreg_indexes list, write
1441  * its value from the ARMCPUState structure into the cpreg_values list.
1442  * This is used to copy info from TCG's working data structures into
1443  * KVM or for outbound migration.
1444  *
1445  * Returns: true if all register values were read correctly,
1446  * false if some register was unknown or could not be read.
1447  * Note that we do not stop early on failure -- we will attempt
1448  * reading all registers in the list.
1449  */
1450 bool write_cpustate_to_list(ARMCPU *cpu);
1451
1452 /* Does the core conform to the the "MicroController" profile. e.g. Cortex-M3.
1453    Note the M in older cores (eg. ARM7TDMI) stands for Multiply. These are
1454    conventional cores (ie. Application or Realtime profile).  */
1455
1456 #define IS_M(env) arm_feature(env, ARM_FEATURE_M)
1457
1458 #define ARM_CPUID_TI915T      0x54029152
1459 #define ARM_CPUID_TI925T      0x54029252
1460
1461 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1462 #define TARGET_PAGE_BITS 12
1463 #else
1464 /* The ARM MMU allows 1k pages.  */
1465 /* ??? Linux doesn't actually use these, and they're deprecated in recent
1466    architecture revisions.  Maybe a configure option to disable them.  */
1467 #define TARGET_PAGE_BITS 10
1468 #endif
1469
1470 #if defined(TARGET_AARCH64)
1471 #  define TARGET_PHYS_ADDR_SPACE_BITS 48
1472 #  define TARGET_VIRT_ADDR_SPACE_BITS 64
1473 #else
1474 #  define TARGET_PHYS_ADDR_SPACE_BITS 40
1475 #  define TARGET_VIRT_ADDR_SPACE_BITS 32
1476 #endif
1477
1478 static inline bool arm_excp_unmasked(CPUState *cs, unsigned int excp_idx)
1479 {
1480     CPUARMState *env = cs->env_ptr;
1481     unsigned int cur_el = arm_current_el(env);
1482     unsigned int target_el = arm_excp_target_el(cs, excp_idx);
1483     bool secure = arm_is_secure(env);
1484     uint32_t scr;
1485     uint32_t hcr;
1486     bool pstate_unmasked;
1487     int8_t unmasked = 0;
1488
1489     /* Don't take exceptions if they target a lower EL.
1490      * This check should catch any exceptions that would not be taken but left
1491      * pending.
1492      */
1493     if (cur_el > target_el) {
1494         return false;
1495     }
1496
1497     switch (excp_idx) {
1498     case EXCP_FIQ:
1499         /* If FIQs are routed to EL3 or EL2 then there are cases where we
1500          * override the CPSR.F in determining if the exception is masked or
1501          * not.  If neither of these are set then we fall back to the CPSR.F
1502          * setting otherwise we further assess the state below.
1503          */
1504         hcr = (env->cp15.hcr_el2 & HCR_FMO);
1505         scr = (env->cp15.scr_el3 & SCR_FIQ);
1506
1507         /* When EL3 is 32-bit, the SCR.FW bit controls whether the CPSR.F bit
1508          * masks FIQ interrupts when taken in non-secure state.  If SCR.FW is
1509          * set then FIQs can be masked by CPSR.F when non-secure but only
1510          * when FIQs are only routed to EL3.
1511          */
1512         scr &= !((env->cp15.scr_el3 & SCR_FW) && !hcr);
1513         pstate_unmasked = !(env->daif & PSTATE_F);
1514         break;
1515
1516     case EXCP_IRQ:
1517         /* When EL3 execution state is 32-bit, if HCR.IMO is set then we may
1518          * override the CPSR.I masking when in non-secure state.  The SCR.IRQ
1519          * setting has already been taken into consideration when setting the
1520          * target EL, so it does not have a further affect here.
1521          */
1522         hcr = (env->cp15.hcr_el2 & HCR_IMO);
1523         scr = false;
1524         pstate_unmasked = !(env->daif & PSTATE_I);
1525         break;
1526
1527     case EXCP_VFIQ:
1528         if (secure || !(env->cp15.hcr_el2 & HCR_FMO)) {
1529             /* VFIQs are only taken when hypervized and non-secure.  */
1530             return false;
1531         }
1532         return !(env->daif & PSTATE_F);
1533     case EXCP_VIRQ:
1534         if (secure || !(env->cp15.hcr_el2 & HCR_IMO)) {
1535             /* VIRQs are only taken when hypervized and non-secure.  */
1536             return false;
1537         }
1538         return !(env->daif & PSTATE_I);
1539     default:
1540         g_assert_not_reached();
1541     }
1542
1543     /* Use the target EL, current execution state and SCR/HCR settings to
1544      * determine whether the corresponding CPSR bit is used to mask the
1545      * interrupt.
1546      */
1547     if ((target_el > cur_el) && (target_el != 1)) {
1548         if (arm_el_is_aa64(env, 3) || ((scr || hcr) && (!secure))) {
1549             unmasked = 1;
1550         }
1551     }
1552
1553     /* The PSTATE bits only mask the interrupt if we have not overriden the
1554      * ability above.
1555      */
1556     return unmasked || pstate_unmasked;
1557 }
1558
1559 static inline CPUARMState *cpu_init(const char *cpu_model)
1560 {
1561     ARMCPU *cpu = cpu_arm_init(cpu_model);
1562     if (cpu) {
1563         return &cpu->env;
1564     }
1565     return NULL;
1566 }
1567
1568 #define cpu_exec cpu_arm_exec
1569 #define cpu_gen_code cpu_arm_gen_code
1570 #define cpu_signal_handler cpu_arm_signal_handler
1571 #define cpu_list arm_cpu_list
1572
1573 /* MMU modes definitions */
1574 #define MMU_MODE0_SUFFIX _user
1575 #define MMU_MODE1_SUFFIX _kernel
1576 #define MMU_USER_IDX 0
1577 static inline int cpu_mmu_index (CPUARMState *env)
1578 {
1579     return arm_current_el(env);
1580 }
1581
1582 /* Return the Exception Level targeted by debug exceptions;
1583  * currently always EL1 since we don't implement EL2 or EL3.
1584  */
1585 static inline int arm_debug_target_el(CPUARMState *env)
1586 {
1587     return 1;
1588 }
1589
1590 static inline bool aa64_generate_debug_exceptions(CPUARMState *env)
1591 {
1592     if (arm_current_el(env) == arm_debug_target_el(env)) {
1593         if ((extract32(env->cp15.mdscr_el1, 13, 1) == 0)
1594             || (env->daif & PSTATE_D)) {
1595             return false;
1596         }
1597     }
1598     return true;
1599 }
1600
1601 static inline bool aa32_generate_debug_exceptions(CPUARMState *env)
1602 {
1603     if (arm_current_el(env) == 0 && arm_el_is_aa64(env, 1)) {
1604         return aa64_generate_debug_exceptions(env);
1605     }
1606     return arm_current_el(env) != 2;
1607 }
1608
1609 /* Return true if debugging exceptions are currently enabled.
1610  * This corresponds to what in ARM ARM pseudocode would be
1611  *    if UsingAArch32() then
1612  *        return AArch32.GenerateDebugExceptions()
1613  *    else
1614  *        return AArch64.GenerateDebugExceptions()
1615  * We choose to push the if() down into this function for clarity,
1616  * since the pseudocode has it at all callsites except for the one in
1617  * CheckSoftwareStep(), where it is elided because both branches would
1618  * always return the same value.
1619  *
1620  * Parts of the pseudocode relating to EL2 and EL3 are omitted because we
1621  * don't yet implement those exception levels or their associated trap bits.
1622  */
1623 static inline bool arm_generate_debug_exceptions(CPUARMState *env)
1624 {
1625     if (env->aarch64) {
1626         return aa64_generate_debug_exceptions(env);
1627     } else {
1628         return aa32_generate_debug_exceptions(env);
1629     }
1630 }
1631
1632 /* Is single-stepping active? (Note that the "is EL_D AArch64?" check
1633  * implicitly means this always returns false in pre-v8 CPUs.)
1634  */
1635 static inline bool arm_singlestep_active(CPUARMState *env)
1636 {
1637     return extract32(env->cp15.mdscr_el1, 0, 1)
1638         && arm_el_is_aa64(env, arm_debug_target_el(env))
1639         && arm_generate_debug_exceptions(env);
1640 }
1641
1642 #include "exec/cpu-all.h"
1643
1644 /* Bit usage in the TB flags field: bit 31 indicates whether we are
1645  * in 32 or 64 bit mode. The meaning of the other bits depends on that.
1646  */
1647 #define ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_SHIFT 31
1648 #define ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_MASK  (1U << ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_SHIFT)
1649
1650 /* Bit usage when in AArch32 state: */
1651 #define ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT      0
1652 #define ARM_TBFLAG_THUMB_MASK       (1 << ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT)
1653 #define ARM_TBFLAG_VECLEN_SHIFT     1
1654 #define ARM_TBFLAG_VECLEN_MASK      (0x7 << ARM_TBFLAG_VECLEN_SHIFT)
1655 #define ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_SHIFT  4
1656 #define ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_MASK   (0x3 << ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_SHIFT)
1657 #define ARM_TBFLAG_PRIV_SHIFT       6
1658 #define ARM_TBFLAG_PRIV_MASK        (1 << ARM_TBFLAG_PRIV_SHIFT)
1659 #define ARM_TBFLAG_VFPEN_SHIFT      7
1660 #define ARM_TBFLAG_VFPEN_MASK       (1 << ARM_TBFLAG_VFPEN_SHIFT)
1661 #define ARM_TBFLAG_CONDEXEC_SHIFT   8
1662 #define ARM_TBFLAG_CONDEXEC_MASK    (0xff << ARM_TBFLAG_CONDEXEC_SHIFT)
1663 #define ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE_SHIFT 16
1664 #define ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE_MASK  (1 << ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE_SHIFT)
1665 #define ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN_SHIFT 17
1666 #define ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN_MASK  (1 << ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN_SHIFT)
1667 #define ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE_SHIFT 18
1668 #define ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE_MASK (1 << ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE_SHIFT)
1669 #define ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_SHIFT 19
1670 #define ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_MASK (1 << ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_SHIFT)
1671 /* We store the bottom two bits of the CPAR as TB flags and handle
1672  * checks on the other bits at runtime
1673  */
1674 #define ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR_SHIFT 20
1675 #define ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR_MASK (3 << ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR_SHIFT)
1676 /* Indicates whether cp register reads and writes by guest code should access
1677  * the secure or nonsecure bank of banked registers; note that this is not
1678  * the same thing as the current security state of the processor!
1679  */
1680 #define ARM_TBFLAG_NS_SHIFT         22
1681 #define ARM_TBFLAG_NS_MASK          (1 << ARM_TBFLAG_NS_SHIFT)
1682
1683 /* Bit usage when in AArch64 state */
1684 #define ARM_TBFLAG_AA64_EL_SHIFT    0
1685 #define ARM_TBFLAG_AA64_EL_MASK     (0x3 << ARM_TBFLAG_AA64_EL_SHIFT)
1686 #define ARM_TBFLAG_AA64_FPEN_SHIFT  2
1687 #define ARM_TBFLAG_AA64_FPEN_MASK   (1 << ARM_TBFLAG_AA64_FPEN_SHIFT)
1688 #define ARM_TBFLAG_AA64_SS_ACTIVE_SHIFT 3
1689 #define ARM_TBFLAG_AA64_SS_ACTIVE_MASK (1 << ARM_TBFLAG_AA64_SS_ACTIVE_SHIFT)
1690 #define ARM_TBFLAG_AA64_PSTATE_SS_SHIFT 4
1691 #define ARM_TBFLAG_AA64_PSTATE_SS_MASK (1 << ARM_TBFLAG_AA64_PSTATE_SS_SHIFT)
1692
1693 /* some convenience accessor macros */
1694 #define ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE(F) \
1695     (((F) & ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_MASK) >> ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_SHIFT)
1696 #define ARM_TBFLAG_THUMB(F) \
1697     (((F) & ARM_TBFLAG_THUMB_MASK) >> ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT)
1698 #define ARM_TBFLAG_VECLEN(F) \
1699     (((F) & ARM_TBFLAG_VECLEN_MASK) >> ARM_TBFLAG_VECLEN_SHIFT)
1700 #define ARM_TBFLAG_VECSTRIDE(F) \
1701     (((F) & ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_MASK) >> ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_SHIFT)
1702 #define ARM_TBFLAG_PRIV(F) \
1703     (((F) & ARM_TBFLAG_PRIV_MASK) >> ARM_TBFLAG_PRIV_SHIFT)
1704 #define ARM_TBFLAG_VFPEN(F) \
1705     (((F) & ARM_TBFLAG_VFPEN_MASK) >> ARM_TBFLAG_VFPEN_SHIFT)
1706 #define ARM_TBFLAG_CONDEXEC(F) \
1707     (((F) & ARM_TBFLAG_CONDEXEC_MASK) >> ARM_TBFLAG_CONDEXEC_SHIFT)
1708 #define ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE(F) \
1709     (((F) & ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE_MASK) >> ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE_SHIFT)
1710 #define ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN(F) \
1711     (((F) & ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN_MASK) >> ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN_SHIFT)
1712 #define ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE(F) \
1713     (((F) & ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE_MASK) >> ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE_SHIFT)
1714 #define ARM_TBFLAG_PSTATE_SS(F) \
1715     (((F) & ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_MASK) >> ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_SHIFT)
1716 #define ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR(F) \
1717     (((F) & ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR_MASK) >> ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR_SHIFT)
1718 #define ARM_TBFLAG_AA64_EL(F) \
1719     (((F) & ARM_TBFLAG_AA64_EL_MASK) >> ARM_TBFLAG_AA64_EL_SHIFT)
1720 #define ARM_TBFLAG_AA64_FPEN(F) \
1721     (((F) & ARM_TBFLAG_AA64_FPEN_MASK) >> ARM_TBFLAG_AA64_FPEN_SHIFT)
1722 #define ARM_TBFLAG_AA64_SS_ACTIVE(F) \
1723     (((F) & ARM_TBFLAG_AA64_SS_ACTIVE_MASK) >> ARM_TBFLAG_AA64_SS_ACTIVE_SHIFT)
1724 #define ARM_TBFLAG_AA64_PSTATE_SS(F) \
1725     (((F) & ARM_TBFLAG_AA64_PSTATE_SS_MASK) >> ARM_TBFLAG_AA64_PSTATE_SS_SHIFT)
1726 #define ARM_TBFLAG_NS(F) \
1727     (((F) & ARM_TBFLAG_NS_MASK) >> ARM_TBFLAG_NS_SHIFT)
1728
1729 static inline void cpu_get_tb_cpu_state(CPUARMState *env, target_ulong *pc,
1730                                         target_ulong *cs_base, int *flags)
1731 {
1732     int fpen;
1733
1734     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_V6)) {
1735         fpen = extract32(env->cp15.c1_coproc, 20, 2);
1736     } else {
1737         /* CPACR doesn't exist before v6, so VFP is always accessible */
1738         fpen = 3;
1739     }
1740
1741     if (is_a64(env)) {
1742         *pc = env->pc;
1743         *flags = ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_MASK
1744             | (arm_current_el(env) << ARM_TBFLAG_AA64_EL_SHIFT);
1745         if (fpen == 3 || (fpen == 1 && arm_current_el(env) != 0)) {
1746             *flags |= ARM_TBFLAG_AA64_FPEN_MASK;
1747         }
1748         /* The SS_ACTIVE and PSTATE_SS bits correspond to the state machine
1749          * states defined in the ARM ARM for software singlestep:
1750          *  SS_ACTIVE   PSTATE.SS   State
1751          *     0            x       Inactive (the TB flag for SS is always 0)
1752          *     1            0       Active-pending
1753          *     1            1       Active-not-pending
1754          */
1755         if (arm_singlestep_active(env)) {
1756             *flags |= ARM_TBFLAG_AA64_SS_ACTIVE_MASK;
1757             if (env->pstate & PSTATE_SS) {
1758                 *flags |= ARM_TBFLAG_AA64_PSTATE_SS_MASK;
1759             }
1760         }
1761     } else {
1762         int privmode;
1763         *pc = env->regs[15];
1764         *flags = (env->thumb << ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT)
1765             | (env->vfp.vec_len << ARM_TBFLAG_VECLEN_SHIFT)
1766             | (env->vfp.vec_stride << ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_SHIFT)
1767             | (env->condexec_bits << ARM_TBFLAG_CONDEXEC_SHIFT)
1768             | (env->bswap_code << ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE_SHIFT);
1769         if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_M)) {
1770             privmode = !((env->v7m.exception == 0) && (env->v7m.control & 1));
1771         } else {
1772             privmode = (env->uncached_cpsr & CPSR_M) != ARM_CPU_MODE_USR;
1773         }
1774         if (privmode) {
1775             *flags |= ARM_TBFLAG_PRIV_MASK;
1776         }
1777         if (!(access_secure_reg(env))) {
1778             *flags |= ARM_TBFLAG_NS_MASK;
1779         }
1780         if (env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPEXC] & (1 << 30)
1781             || arm_el_is_aa64(env, 1)) {
1782             *flags |= ARM_TBFLAG_VFPEN_MASK;
1783         }
1784         if (fpen == 3 || (fpen == 1 && arm_current_el(env) != 0)) {
1785             *flags |= ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN_MASK;
1786         }
1787         /* The SS_ACTIVE and PSTATE_SS bits correspond to the state machine
1788          * states defined in the ARM ARM for software singlestep:
1789          *  SS_ACTIVE   PSTATE.SS   State
1790          *     0            x       Inactive (the TB flag for SS is always 0)
1791          *     1            0       Active-pending
1792          *     1            1       Active-not-pending
1793          */
1794         if (arm_singlestep_active(env)) {
1795             *flags |= ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE_MASK;
1796             if (env->uncached_cpsr & PSTATE_SS) {
1797                 *flags |= ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_MASK;
1798             }
1799         }
1800         *flags |= (extract32(env->cp15.c15_cpar, 0, 2)
1801                    << ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR_SHIFT);
1802     }
1803
1804     *cs_base = 0;
1805 }
1806
1807 #include "exec/exec-all.h"
1808
1809 static inline void cpu_pc_from_tb(CPUARMState *env, TranslationBlock *tb)
1810 {
1811     if (ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE(tb->flags)) {
1812         env->pc = tb->pc;
1813     } else {
1814         env->regs[15] = tb->pc;
1815     }
1816 }
1817
1818 enum {
1819     QEMU_PSCI_CONDUIT_DISABLED = 0,
1820     QEMU_PSCI_CONDUIT_SMC = 1,
1821     QEMU_PSCI_CONDUIT_HVC = 2,
1822 };
1823
1824 #endif
This page took 0.115541 seconds and 2 git commands to generate.