]> Git Repo - qemu.git/blob - target-arm/cpu.h
8d04385261219d9b1f5a02198a441b90785a009a
[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
55 #define ARMV7M_EXCP_RESET   1
56 #define ARMV7M_EXCP_NMI     2
57 #define ARMV7M_EXCP_HARD    3
58 #define ARMV7M_EXCP_MEM     4
59 #define ARMV7M_EXCP_BUS     5
60 #define ARMV7M_EXCP_USAGE   6
61 #define ARMV7M_EXCP_SVC     11
62 #define ARMV7M_EXCP_DEBUG   12
63 #define ARMV7M_EXCP_PENDSV  14
64 #define ARMV7M_EXCP_SYSTICK 15
65
66 /* ARM-specific interrupt pending bits.  */
67 #define CPU_INTERRUPT_FIQ   CPU_INTERRUPT_TGT_EXT_1
68
69 /* The usual mapping for an AArch64 system register to its AArch32
70  * counterpart is for the 32 bit world to have access to the lower
71  * half only (with writes leaving the upper half untouched). It's
72  * therefore useful to be able to pass TCG the offset of the least
73  * significant half of a uint64_t struct member.
74  */
75 #ifdef HOST_WORDS_BIGENDIAN
76 #define offsetoflow32(S, M) (offsetof(S, M) + sizeof(uint32_t))
77 #define offsetofhigh32(S, M) offsetof(S, M)
78 #else
79 #define offsetoflow32(S, M) offsetof(S, M)
80 #define offsetofhigh32(S, M) (offsetof(S, M) + sizeof(uint32_t))
81 #endif
82
83 /* Meanings of the ARMCPU object's two inbound GPIO lines */
84 #define ARM_CPU_IRQ 0
85 #define ARM_CPU_FIQ 1
86
87 typedef void ARMWriteCPFunc(void *opaque, int cp_info,
88                             int srcreg, int operand, uint32_t value);
89 typedef uint32_t ARMReadCPFunc(void *opaque, int cp_info,
90                                int dstreg, int operand);
91
92 struct arm_boot_info;
93
94 #define NB_MMU_MODES 2
95
96 /* We currently assume float and double are IEEE single and double
97    precision respectively.
98    Doing runtime conversions is tricky because VFP registers may contain
99    integer values (eg. as the result of a FTOSI instruction).
100    s<2n> maps to the least significant half of d<n>
101    s<2n+1> maps to the most significant half of d<n>
102  */
103
104 /* CPU state for each instance of a generic timer (in cp15 c14) */
105 typedef struct ARMGenericTimer {
106     uint64_t cval; /* Timer CompareValue register */
107     uint64_t ctl; /* Timer Control register */
108 } ARMGenericTimer;
109
110 #define GTIMER_PHYS 0
111 #define GTIMER_VIRT 1
112 #define NUM_GTIMERS 2
113
114 typedef struct CPUARMState {
115     /* Regs for current mode.  */
116     uint32_t regs[16];
117
118     /* 32/64 switch only happens when taking and returning from
119      * exceptions so the overlap semantics are taken care of then
120      * instead of having a complicated union.
121      */
122     /* Regs for A64 mode.  */
123     uint64_t xregs[32];
124     uint64_t pc;
125     /* PSTATE isn't an architectural register for ARMv8. However, it is
126      * convenient for us to assemble the underlying state into a 32 bit format
127      * identical to the architectural format used for the SPSR. (This is also
128      * what the Linux kernel's 'pstate' field in signal handlers and KVM's
129      * 'pstate' register are.) Of the PSTATE bits:
130      *  NZCV are kept in the split out env->CF/VF/NF/ZF, (which have the same
131      *    semantics as for AArch32, as described in the comments on each field)
132      *  nRW (also known as M[4]) is kept, inverted, in env->aarch64
133      *  DAIF (exception masks) are kept in env->daif
134      *  all other bits are stored in their correct places in env->pstate
135      */
136     uint32_t pstate;
137     uint32_t aarch64; /* 1 if CPU is in aarch64 state; inverse of PSTATE.nRW */
138
139     /* Frequently accessed CPSR bits are stored separately for efficiency.
140        This contains all the other bits.  Use cpsr_{read,write} to access
141        the whole CPSR.  */
142     uint32_t uncached_cpsr;
143     uint32_t spsr;
144
145     /* Banked registers.  */
146     uint64_t banked_spsr[8];
147     uint32_t banked_r13[6];
148     uint32_t banked_r14[6];
149
150     /* These hold r8-r12.  */
151     uint32_t usr_regs[5];
152     uint32_t fiq_regs[5];
153
154     /* cpsr flag cache for faster execution */
155     uint32_t CF; /* 0 or 1 */
156     uint32_t VF; /* V is the bit 31. All other bits are undefined */
157     uint32_t NF; /* N is bit 31. All other bits are undefined.  */
158     uint32_t ZF; /* Z set if zero.  */
159     uint32_t QF; /* 0 or 1 */
160     uint32_t GE; /* cpsr[19:16] */
161     uint32_t thumb; /* cpsr[5]. 0 = arm mode, 1 = thumb mode. */
162     uint32_t condexec_bits; /* IT bits.  cpsr[15:10,26:25].  */
163     uint64_t daif; /* exception masks, in the bits they are in in PSTATE */
164
165     uint64_t elr_el[4]; /* AArch64 exception link regs  */
166     uint64_t sp_el[4]; /* AArch64 banked stack pointers */
167
168     /* System control coprocessor (cp15) */
169     struct {
170         uint32_t c0_cpuid;
171         uint64_t c0_cssel; /* Cache size selection.  */
172         uint64_t c1_sys; /* System control register.  */
173         uint64_t c1_coproc; /* Coprocessor access register.  */
174         uint32_t c1_xscaleauxcr; /* XScale auxiliary control register.  */
175         uint32_t c1_scr; /* secure config register.  */
176         uint64_t ttbr0_el1; /* MMU translation table base 0. */
177         uint64_t ttbr1_el1; /* MMU translation table base 1. */
178         uint64_t c2_control; /* MMU translation table base control.  */
179         uint32_t c2_mask; /* MMU translation table base selection mask.  */
180         uint32_t c2_base_mask; /* MMU translation table base 0 mask. */
181         uint32_t c2_data; /* MPU data cachable bits.  */
182         uint32_t c2_insn; /* MPU instruction cachable bits.  */
183         uint32_t c3; /* MMU domain access control register
184                         MPU write buffer control.  */
185         uint32_t pmsav5_data_ap; /* PMSAv5 MPU data access permissions */
186         uint32_t pmsav5_insn_ap; /* PMSAv5 MPU insn access permissions */
187         uint32_t ifsr_el2; /* Fault status registers.  */
188         uint64_t esr_el[2];
189         uint32_t c6_region[8]; /* MPU base/size registers.  */
190         uint64_t far_el1; /* Fault address registers.  */
191         uint64_t par_el1;  /* Translation result. */
192         uint32_t c9_insn; /* Cache lockdown registers.  */
193         uint32_t c9_data;
194         uint32_t c9_pmcr; /* performance monitor control register */
195         uint32_t c9_pmcnten; /* perf monitor counter enables */
196         uint32_t c9_pmovsr; /* perf monitor overflow status */
197         uint32_t c9_pmxevtyper; /* perf monitor event type */
198         uint32_t c9_pmuserenr; /* perf monitor user enable */
199         uint32_t c9_pminten; /* perf monitor interrupt enables */
200         uint64_t mair_el1;
201         uint64_t vbar_el[4]; /* vector base address register */
202         uint32_t c13_fcse; /* FCSE PID.  */
203         uint64_t contextidr_el1; /* Context ID.  */
204         uint64_t tpidr_el0; /* User RW Thread register.  */
205         uint64_t tpidrro_el0; /* User RO Thread register.  */
206         uint64_t tpidr_el1; /* Privileged Thread register.  */
207         uint64_t c14_cntfrq; /* Counter Frequency register */
208         uint64_t c14_cntkctl; /* Timer Control register */
209         ARMGenericTimer c14_timer[NUM_GTIMERS];
210         uint32_t c15_cpar; /* XScale Coprocessor Access Register */
211         uint32_t c15_ticonfig; /* TI925T configuration byte.  */
212         uint32_t c15_i_max; /* Maximum D-cache dirty line index.  */
213         uint32_t c15_i_min; /* Minimum D-cache dirty line index.  */
214         uint32_t c15_threadid; /* TI debugger thread-ID.  */
215         uint32_t c15_config_base_address; /* SCU base address.  */
216         uint32_t c15_diagnostic; /* diagnostic register */
217         uint32_t c15_power_diagnostic;
218         uint32_t c15_power_control; /* power control */
219         uint64_t dbgbvr[16]; /* breakpoint value registers */
220         uint64_t dbgbcr[16]; /* breakpoint control registers */
221         uint64_t dbgwvr[16]; /* watchpoint value registers */
222         uint64_t dbgwcr[16]; /* watchpoint control registers */
223         /* If the counter is enabled, this stores the last time the counter
224          * was reset. Otherwise it stores the counter value
225          */
226         uint32_t c15_ccnt;
227     } cp15;
228
229     struct {
230         uint32_t other_sp;
231         uint32_t vecbase;
232         uint32_t basepri;
233         uint32_t control;
234         int current_sp;
235         int exception;
236         int pending_exception;
237     } v7m;
238
239     /* Information associated with an exception about to be taken:
240      * code which raises an exception must set cs->exception_index and
241      * the relevant parts of this structure; the cpu_do_interrupt function
242      * will then set the guest-visible registers as part of the exception
243      * entry process.
244      */
245     struct {
246         uint32_t syndrome; /* AArch64 format syndrome register */
247         uint32_t fsr; /* AArch32 format fault status register info */
248         uint64_t vaddress; /* virtual addr associated with exception, if any */
249         /* If we implement EL2 we will also need to store information
250          * about the intermediate physical address for stage 2 faults.
251          */
252     } exception;
253
254     /* Thumb-2 EE state.  */
255     uint32_t teecr;
256     uint32_t teehbr;
257
258     /* VFP coprocessor state.  */
259     struct {
260         /* VFP/Neon register state. Note that the mapping between S, D and Q
261          * views of the register bank differs between AArch64 and AArch32:
262          * In AArch32:
263          *  Qn = regs[2n+1]:regs[2n]
264          *  Dn = regs[n]
265          *  Sn = regs[n/2] bits 31..0 for even n, and bits 63..32 for odd n
266          * (and regs[32] to regs[63] are inaccessible)
267          * In AArch64:
268          *  Qn = regs[2n+1]:regs[2n]
269          *  Dn = regs[2n]
270          *  Sn = regs[2n] bits 31..0
271          * This corresponds to the architecturally defined mapping between
272          * the two execution states, and means we do not need to explicitly
273          * map these registers when changing states.
274          */
275         float64 regs[64];
276
277         uint32_t xregs[16];
278         /* We store these fpcsr fields separately for convenience.  */
279         int vec_len;
280         int vec_stride;
281
282         /* scratch space when Tn are not sufficient.  */
283         uint32_t scratch[8];
284
285         /* fp_status is the "normal" fp status. standard_fp_status retains
286          * values corresponding to the ARM "Standard FPSCR Value", ie
287          * default-NaN, flush-to-zero, round-to-nearest and is used by
288          * any operations (generally Neon) which the architecture defines
289          * as controlled by the standard FPSCR value rather than the FPSCR.
290          *
291          * To avoid having to transfer exception bits around, we simply
292          * say that the FPSCR cumulative exception flags are the logical
293          * OR of the flags in the two fp statuses. This relies on the
294          * only thing which needs to read the exception flags being
295          * an explicit FPSCR read.
296          */
297         float_status fp_status;
298         float_status standard_fp_status;
299     } vfp;
300     uint64_t exclusive_addr;
301     uint64_t exclusive_val;
302     uint64_t exclusive_high;
303 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
304     uint64_t exclusive_test;
305     uint32_t exclusive_info;
306 #endif
307
308     /* iwMMXt coprocessor state.  */
309     struct {
310         uint64_t regs[16];
311         uint64_t val;
312
313         uint32_t cregs[16];
314     } iwmmxt;
315
316     /* For mixed endian mode.  */
317     bool bswap_code;
318
319 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
320     /* For usermode syscall translation.  */
321     int eabi;
322 #endif
323
324     CPU_COMMON
325
326     /* These fields after the common ones so they are preserved on reset.  */
327
328     /* Internal CPU feature flags.  */
329     uint64_t features;
330
331     void *nvic;
332     const struct arm_boot_info *boot_info;
333 } CPUARMState;
334
335 #include "cpu-qom.h"
336
337 ARMCPU *cpu_arm_init(const char *cpu_model);
338 int cpu_arm_exec(CPUARMState *s);
339 uint32_t do_arm_semihosting(CPUARMState *env);
340
341 static inline bool is_a64(CPUARMState *env)
342 {
343     return env->aarch64;
344 }
345
346 /* you can call this signal handler from your SIGBUS and SIGSEGV
347    signal handlers to inform the virtual CPU of exceptions. non zero
348    is returned if the signal was handled by the virtual CPU.  */
349 int cpu_arm_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
350                            void *puc);
351 int arm_cpu_handle_mmu_fault(CPUState *cpu, vaddr address, int rw,
352                              int mmu_idx);
353
354 /* SCTLR bit meanings. Several bits have been reused in newer
355  * versions of the architecture; in that case we define constants
356  * for both old and new bit meanings. Code which tests against those
357  * bits should probably check or otherwise arrange that the CPU
358  * is the architectural version it expects.
359  */
360 #define SCTLR_M       (1U << 0)
361 #define SCTLR_A       (1U << 1)
362 #define SCTLR_C       (1U << 2)
363 #define SCTLR_W       (1U << 3) /* up to v6; RAO in v7 */
364 #define SCTLR_SA      (1U << 3)
365 #define SCTLR_P       (1U << 4) /* up to v5; RAO in v6 and v7 */
366 #define SCTLR_SA0     (1U << 4) /* v8 onward, AArch64 only */
367 #define SCTLR_D       (1U << 5) /* up to v5; RAO in v6 */
368 #define SCTLR_CP15BEN (1U << 5) /* v7 onward */
369 #define SCTLR_L       (1U << 6) /* up to v5; RAO in v6 and v7; RAZ in v8 */
370 #define SCTLR_B       (1U << 7) /* up to v6; RAZ in v7 */
371 #define SCTLR_ITD     (1U << 7) /* v8 onward */
372 #define SCTLR_S       (1U << 8) /* up to v6; RAZ in v7 */
373 #define SCTLR_SED     (1U << 8) /* v8 onward */
374 #define SCTLR_R       (1U << 9) /* up to v6; RAZ in v7 */
375 #define SCTLR_UMA     (1U << 9) /* v8 onward, AArch64 only */
376 #define SCTLR_F       (1U << 10) /* up to v6 */
377 #define SCTLR_SW      (1U << 10) /* v7 onward */
378 #define SCTLR_Z       (1U << 11)
379 #define SCTLR_I       (1U << 12)
380 #define SCTLR_V       (1U << 13)
381 #define SCTLR_RR      (1U << 14) /* up to v7 */
382 #define SCTLR_DZE     (1U << 14) /* v8 onward, AArch64 only */
383 #define SCTLR_L4      (1U << 15) /* up to v6; RAZ in v7 */
384 #define SCTLR_UCT     (1U << 15) /* v8 onward, AArch64 only */
385 #define SCTLR_DT      (1U << 16) /* up to ??, RAO in v6 and v7 */
386 #define SCTLR_nTWI    (1U << 16) /* v8 onward */
387 #define SCTLR_HA      (1U << 17)
388 #define SCTLR_IT      (1U << 18) /* up to ??, RAO in v6 and v7 */
389 #define SCTLR_nTWE    (1U << 18) /* v8 onward */
390 #define SCTLR_WXN     (1U << 19)
391 #define SCTLR_ST      (1U << 20) /* up to ??, RAZ in v6 */
392 #define SCTLR_UWXN    (1U << 20) /* v7 onward */
393 #define SCTLR_FI      (1U << 21)
394 #define SCTLR_U       (1U << 22)
395 #define SCTLR_XP      (1U << 23) /* up to v6; v7 onward RAO */
396 #define SCTLR_VE      (1U << 24) /* up to v7 */
397 #define SCTLR_E0E     (1U << 24) /* v8 onward, AArch64 only */
398 #define SCTLR_EE      (1U << 25)
399 #define SCTLR_L2      (1U << 26) /* up to v6, RAZ in v7 */
400 #define SCTLR_UCI     (1U << 26) /* v8 onward, AArch64 only */
401 #define SCTLR_NMFI    (1U << 27)
402 #define SCTLR_TRE     (1U << 28)
403 #define SCTLR_AFE     (1U << 29)
404 #define SCTLR_TE      (1U << 30)
405
406 #define CPSR_M (0x1fU)
407 #define CPSR_T (1U << 5)
408 #define CPSR_F (1U << 6)
409 #define CPSR_I (1U << 7)
410 #define CPSR_A (1U << 8)
411 #define CPSR_E (1U << 9)
412 #define CPSR_IT_2_7 (0xfc00U)
413 #define CPSR_GE (0xfU << 16)
414 #define CPSR_RESERVED (0xfU << 20)
415 #define CPSR_J (1U << 24)
416 #define CPSR_IT_0_1 (3U << 25)
417 #define CPSR_Q (1U << 27)
418 #define CPSR_V (1U << 28)
419 #define CPSR_C (1U << 29)
420 #define CPSR_Z (1U << 30)
421 #define CPSR_N (1U << 31)
422 #define CPSR_NZCV (CPSR_N | CPSR_Z | CPSR_C | CPSR_V)
423 #define CPSR_AIF (CPSR_A | CPSR_I | CPSR_F)
424
425 #define CPSR_IT (CPSR_IT_0_1 | CPSR_IT_2_7)
426 #define CACHED_CPSR_BITS (CPSR_T | CPSR_AIF | CPSR_GE | CPSR_IT | CPSR_Q \
427     | CPSR_NZCV)
428 /* Bits writable in user mode.  */
429 #define CPSR_USER (CPSR_NZCV | CPSR_Q | CPSR_GE)
430 /* Execution state bits.  MRS read as zero, MSR writes ignored.  */
431 #define CPSR_EXEC (CPSR_T | CPSR_IT | CPSR_J)
432
433 /* Bit definitions for ARMv8 SPSR (PSTATE) format.
434  * Only these are valid when in AArch64 mode; in
435  * AArch32 mode SPSRs are basically CPSR-format.
436  */
437 #define PSTATE_SP (1U)
438 #define PSTATE_M (0xFU)
439 #define PSTATE_nRW (1U << 4)
440 #define PSTATE_F (1U << 6)
441 #define PSTATE_I (1U << 7)
442 #define PSTATE_A (1U << 8)
443 #define PSTATE_D (1U << 9)
444 #define PSTATE_IL (1U << 20)
445 #define PSTATE_SS (1U << 21)
446 #define PSTATE_V (1U << 28)
447 #define PSTATE_C (1U << 29)
448 #define PSTATE_Z (1U << 30)
449 #define PSTATE_N (1U << 31)
450 #define PSTATE_NZCV (PSTATE_N | PSTATE_Z | PSTATE_C | PSTATE_V)
451 #define PSTATE_DAIF (PSTATE_D | PSTATE_A | PSTATE_I | PSTATE_F)
452 #define CACHED_PSTATE_BITS (PSTATE_NZCV | PSTATE_DAIF)
453 /* Mode values for AArch64 */
454 #define PSTATE_MODE_EL3h 13
455 #define PSTATE_MODE_EL3t 12
456 #define PSTATE_MODE_EL2h 9
457 #define PSTATE_MODE_EL2t 8
458 #define PSTATE_MODE_EL1h 5
459 #define PSTATE_MODE_EL1t 4
460 #define PSTATE_MODE_EL0t 0
461
462 /* Return the current PSTATE value. For the moment we don't support 32<->64 bit
463  * interprocessing, so we don't attempt to sync with the cpsr state used by
464  * the 32 bit decoder.
465  */
466 static inline uint32_t pstate_read(CPUARMState *env)
467 {
468     int ZF;
469
470     ZF = (env->ZF == 0);
471     return (env->NF & 0x80000000) | (ZF << 30)
472         | (env->CF << 29) | ((env->VF & 0x80000000) >> 3)
473         | env->pstate | env->daif;
474 }
475
476 static inline void pstate_write(CPUARMState *env, uint32_t val)
477 {
478     env->ZF = (~val) & PSTATE_Z;
479     env->NF = val;
480     env->CF = (val >> 29) & 1;
481     env->VF = (val << 3) & 0x80000000;
482     env->daif = val & PSTATE_DAIF;
483     env->pstate = val & ~CACHED_PSTATE_BITS;
484 }
485
486 /* Return the current CPSR value.  */
487 uint32_t cpsr_read(CPUARMState *env);
488 /* Set the CPSR.  Note that some bits of mask must be all-set or all-clear.  */
489 void cpsr_write(CPUARMState *env, uint32_t val, uint32_t mask);
490
491 /* Return the current xPSR value.  */
492 static inline uint32_t xpsr_read(CPUARMState *env)
493 {
494     int ZF;
495     ZF = (env->ZF == 0);
496     return (env->NF & 0x80000000) | (ZF << 30)
497         | (env->CF << 29) | ((env->VF & 0x80000000) >> 3) | (env->QF << 27)
498         | (env->thumb << 24) | ((env->condexec_bits & 3) << 25)
499         | ((env->condexec_bits & 0xfc) << 8)
500         | env->v7m.exception;
501 }
502
503 /* Set the xPSR.  Note that some bits of mask must be all-set or all-clear.  */
504 static inline void xpsr_write(CPUARMState *env, uint32_t val, uint32_t mask)
505 {
506     if (mask & CPSR_NZCV) {
507         env->ZF = (~val) & CPSR_Z;
508         env->NF = val;
509         env->CF = (val >> 29) & 1;
510         env->VF = (val << 3) & 0x80000000;
511     }
512     if (mask & CPSR_Q)
513         env->QF = ((val & CPSR_Q) != 0);
514     if (mask & (1 << 24))
515         env->thumb = ((val & (1 << 24)) != 0);
516     if (mask & CPSR_IT_0_1) {
517         env->condexec_bits &= ~3;
518         env->condexec_bits |= (val >> 25) & 3;
519     }
520     if (mask & CPSR_IT_2_7) {
521         env->condexec_bits &= 3;
522         env->condexec_bits |= (val >> 8) & 0xfc;
523     }
524     if (mask & 0x1ff) {
525         env->v7m.exception = val & 0x1ff;
526     }
527 }
528
529 /* Return the current FPSCR value.  */
530 uint32_t vfp_get_fpscr(CPUARMState *env);
531 void vfp_set_fpscr(CPUARMState *env, uint32_t val);
532
533 /* For A64 the FPSCR is split into two logically distinct registers,
534  * FPCR and FPSR. However since they still use non-overlapping bits
535  * we store the underlying state in fpscr and just mask on read/write.
536  */
537 #define FPSR_MASK 0xf800009f
538 #define FPCR_MASK 0x07f79f00
539 static inline uint32_t vfp_get_fpsr(CPUARMState *env)
540 {
541     return vfp_get_fpscr(env) & FPSR_MASK;
542 }
543
544 static inline void vfp_set_fpsr(CPUARMState *env, uint32_t val)
545 {
546     uint32_t new_fpscr = (vfp_get_fpscr(env) & ~FPSR_MASK) | (val & FPSR_MASK);
547     vfp_set_fpscr(env, new_fpscr);
548 }
549
550 static inline uint32_t vfp_get_fpcr(CPUARMState *env)
551 {
552     return vfp_get_fpscr(env) & FPCR_MASK;
553 }
554
555 static inline void vfp_set_fpcr(CPUARMState *env, uint32_t val)
556 {
557     uint32_t new_fpscr = (vfp_get_fpscr(env) & ~FPCR_MASK) | (val & FPCR_MASK);
558     vfp_set_fpscr(env, new_fpscr);
559 }
560
561 enum arm_cpu_mode {
562   ARM_CPU_MODE_USR = 0x10,
563   ARM_CPU_MODE_FIQ = 0x11,
564   ARM_CPU_MODE_IRQ = 0x12,
565   ARM_CPU_MODE_SVC = 0x13,
566   ARM_CPU_MODE_MON = 0x16,
567   ARM_CPU_MODE_ABT = 0x17,
568   ARM_CPU_MODE_HYP = 0x1a,
569   ARM_CPU_MODE_UND = 0x1b,
570   ARM_CPU_MODE_SYS = 0x1f
571 };
572
573 /* VFP system registers.  */
574 #define ARM_VFP_FPSID   0
575 #define ARM_VFP_FPSCR   1
576 #define ARM_VFP_MVFR2   5
577 #define ARM_VFP_MVFR1   6
578 #define ARM_VFP_MVFR0   7
579 #define ARM_VFP_FPEXC   8
580 #define ARM_VFP_FPINST  9
581 #define ARM_VFP_FPINST2 10
582
583 /* iwMMXt coprocessor control registers.  */
584 #define ARM_IWMMXT_wCID         0
585 #define ARM_IWMMXT_wCon         1
586 #define ARM_IWMMXT_wCSSF        2
587 #define ARM_IWMMXT_wCASF        3
588 #define ARM_IWMMXT_wCGR0        8
589 #define ARM_IWMMXT_wCGR1        9
590 #define ARM_IWMMXT_wCGR2        10
591 #define ARM_IWMMXT_wCGR3        11
592
593 /* If adding a feature bit which corresponds to a Linux ELF
594  * HWCAP bit, remember to update the feature-bit-to-hwcap
595  * mapping in linux-user/elfload.c:get_elf_hwcap().
596  */
597 enum arm_features {
598     ARM_FEATURE_VFP,
599     ARM_FEATURE_AUXCR,  /* ARM1026 Auxiliary control register.  */
600     ARM_FEATURE_XSCALE, /* Intel XScale extensions.  */
601     ARM_FEATURE_IWMMXT, /* Intel iwMMXt extension.  */
602     ARM_FEATURE_V6,
603     ARM_FEATURE_V6K,
604     ARM_FEATURE_V7,
605     ARM_FEATURE_THUMB2,
606     ARM_FEATURE_MPU,    /* Only has Memory Protection Unit, not full MMU.  */
607     ARM_FEATURE_VFP3,
608     ARM_FEATURE_VFP_FP16,
609     ARM_FEATURE_NEON,
610     ARM_FEATURE_THUMB_DIV, /* divide supported in Thumb encoding */
611     ARM_FEATURE_M, /* Microcontroller profile.  */
612     ARM_FEATURE_OMAPCP, /* OMAP specific CP15 ops handling.  */
613     ARM_FEATURE_THUMB2EE,
614     ARM_FEATURE_V7MP,    /* v7 Multiprocessing Extensions */
615     ARM_FEATURE_V4T,
616     ARM_FEATURE_V5,
617     ARM_FEATURE_STRONGARM,
618     ARM_FEATURE_VAPA, /* cp15 VA to PA lookups */
619     ARM_FEATURE_ARM_DIV, /* divide supported in ARM encoding */
620     ARM_FEATURE_VFP4, /* VFPv4 (implies that NEON is v2) */
621     ARM_FEATURE_GENERIC_TIMER,
622     ARM_FEATURE_MVFR, /* Media and VFP Feature Registers 0 and 1 */
623     ARM_FEATURE_DUMMY_C15_REGS, /* RAZ/WI all of cp15 crn=15 */
624     ARM_FEATURE_CACHE_TEST_CLEAN, /* 926/1026 style test-and-clean ops */
625     ARM_FEATURE_CACHE_DIRTY_REG, /* 1136/1176 cache dirty status register */
626     ARM_FEATURE_CACHE_BLOCK_OPS, /* v6 optional cache block operations */
627     ARM_FEATURE_MPIDR, /* has cp15 MPIDR */
628     ARM_FEATURE_PXN, /* has Privileged Execute Never bit */
629     ARM_FEATURE_LPAE, /* has Large Physical Address Extension */
630     ARM_FEATURE_V8,
631     ARM_FEATURE_AARCH64, /* supports 64 bit mode */
632     ARM_FEATURE_V8_AES, /* implements AES part of v8 Crypto Extensions */
633     ARM_FEATURE_CBAR, /* has cp15 CBAR */
634     ARM_FEATURE_CRC, /* ARMv8 CRC instructions */
635     ARM_FEATURE_CBAR_RO, /* has cp15 CBAR and it is read-only */
636     ARM_FEATURE_EL2, /* has EL2 Virtualization support */
637     ARM_FEATURE_EL3, /* has EL3 Secure monitor support */
638 };
639
640 static inline int arm_feature(CPUARMState *env, int feature)
641 {
642     return (env->features & (1ULL << feature)) != 0;
643 }
644
645 /* Return true if the specified exception level is running in AArch64 state. */
646 static inline bool arm_el_is_aa64(CPUARMState *env, int el)
647 {
648     /* We don't currently support EL2 or EL3, and this isn't valid for EL0
649      * (if we're in EL0, is_a64() is what you want, and if we're not in EL0
650      * then the state of EL0 isn't well defined.)
651      */
652     assert(el == 1);
653     /* AArch64-capable CPUs always run with EL1 in AArch64 mode. This
654      * is a QEMU-imposed simplification which we may wish to change later.
655      * If we in future support EL2 and/or EL3, then the state of lower
656      * exception levels is controlled by the HCR.RW and SCR.RW bits.
657      */
658     return arm_feature(env, ARM_FEATURE_AARCH64);
659 }
660
661 void arm_cpu_list(FILE *f, fprintf_function cpu_fprintf);
662
663 /* Interface between CPU and Interrupt controller.  */
664 void armv7m_nvic_set_pending(void *opaque, int irq);
665 int armv7m_nvic_acknowledge_irq(void *opaque);
666 void armv7m_nvic_complete_irq(void *opaque, int irq);
667
668 /* Interface for defining coprocessor registers.
669  * Registers are defined in tables of arm_cp_reginfo structs
670  * which are passed to define_arm_cp_regs().
671  */
672
673 /* When looking up a coprocessor register we look for it
674  * via an integer which encodes all of:
675  *  coprocessor number
676  *  Crn, Crm, opc1, opc2 fields
677  *  32 or 64 bit register (ie is it accessed via MRC/MCR
678  *    or via MRRC/MCRR?)
679  * We allow 4 bits for opc1 because MRRC/MCRR have a 4 bit field.
680  * (In this case crn and opc2 should be zero.)
681  * For AArch64, there is no 32/64 bit size distinction;
682  * instead all registers have a 2 bit op0, 3 bit op1 and op2,
683  * and 4 bit CRn and CRm. The encoding patterns are chosen
684  * to be easy to convert to and from the KVM encodings, and also
685  * so that the hashtable can contain both AArch32 and AArch64
686  * registers (to allow for interprocessing where we might run
687  * 32 bit code on a 64 bit core).
688  */
689 /* This bit is private to our hashtable cpreg; in KVM register
690  * IDs the AArch64/32 distinction is the KVM_REG_ARM/ARM64
691  * in the upper bits of the 64 bit ID.
692  */
693 #define CP_REG_AA64_SHIFT 28
694 #define CP_REG_AA64_MASK (1 << CP_REG_AA64_SHIFT)
695
696 #define ENCODE_CP_REG(cp, is64, crn, crm, opc1, opc2)   \
697     (((cp) << 16) | ((is64) << 15) | ((crn) << 11) |    \
698      ((crm) << 7) | ((opc1) << 3) | (opc2))
699
700 #define ENCODE_AA64_CP_REG(cp, crn, crm, op0, op1, op2) \
701     (CP_REG_AA64_MASK |                                 \
702      ((cp) << CP_REG_ARM_COPROC_SHIFT) |                \
703      ((op0) << CP_REG_ARM64_SYSREG_OP0_SHIFT) |         \
704      ((op1) << CP_REG_ARM64_SYSREG_OP1_SHIFT) |         \
705      ((crn) << CP_REG_ARM64_SYSREG_CRN_SHIFT) |         \
706      ((crm) << CP_REG_ARM64_SYSREG_CRM_SHIFT) |         \
707      ((op2) << CP_REG_ARM64_SYSREG_OP2_SHIFT))
708
709 /* Convert a full 64 bit KVM register ID to the truncated 32 bit
710  * version used as a key for the coprocessor register hashtable
711  */
712 static inline uint32_t kvm_to_cpreg_id(uint64_t kvmid)
713 {
714     uint32_t cpregid = kvmid;
715     if ((kvmid & CP_REG_ARCH_MASK) == CP_REG_ARM64) {
716         cpregid |= CP_REG_AA64_MASK;
717     } else if ((kvmid & CP_REG_SIZE_MASK) == CP_REG_SIZE_U64) {
718         cpregid |= (1 << 15);
719     }
720     return cpregid;
721 }
722
723 /* Convert a truncated 32 bit hashtable key into the full
724  * 64 bit KVM register ID.
725  */
726 static inline uint64_t cpreg_to_kvm_id(uint32_t cpregid)
727 {
728     uint64_t kvmid;
729
730     if (cpregid & CP_REG_AA64_MASK) {
731         kvmid = cpregid & ~CP_REG_AA64_MASK;
732         kvmid |= CP_REG_SIZE_U64 | CP_REG_ARM64;
733     } else {
734         kvmid = cpregid & ~(1 << 15);
735         if (cpregid & (1 << 15)) {
736             kvmid |= CP_REG_SIZE_U64 | CP_REG_ARM;
737         } else {
738             kvmid |= CP_REG_SIZE_U32 | CP_REG_ARM;
739         }
740     }
741     return kvmid;
742 }
743
744 /* ARMCPRegInfo type field bits. If the SPECIAL bit is set this is a
745  * special-behaviour cp reg and bits [15..8] indicate what behaviour
746  * it has. Otherwise it is a simple cp reg, where CONST indicates that
747  * TCG can assume the value to be constant (ie load at translate time)
748  * and 64BIT indicates a 64 bit wide coprocessor register. SUPPRESS_TB_END
749  * indicates that the TB should not be ended after a write to this register
750  * (the default is that the TB ends after cp writes). OVERRIDE permits
751  * a register definition to override a previous definition for the
752  * same (cp, is64, crn, crm, opc1, opc2) tuple: either the new or the
753  * old must have the OVERRIDE bit set.
754  * NO_MIGRATE indicates that this register should be ignored for migration;
755  * (eg because any state is accessed via some other coprocessor register).
756  * IO indicates that this register does I/O and therefore its accesses
757  * need to be surrounded by gen_io_start()/gen_io_end(). In particular,
758  * registers which implement clocks or timers require this.
759  */
760 #define ARM_CP_SPECIAL 1
761 #define ARM_CP_CONST 2
762 #define ARM_CP_64BIT 4
763 #define ARM_CP_SUPPRESS_TB_END 8
764 #define ARM_CP_OVERRIDE 16
765 #define ARM_CP_NO_MIGRATE 32
766 #define ARM_CP_IO 64
767 #define ARM_CP_NOP (ARM_CP_SPECIAL | (1 << 8))
768 #define ARM_CP_WFI (ARM_CP_SPECIAL | (2 << 8))
769 #define ARM_CP_NZCV (ARM_CP_SPECIAL | (3 << 8))
770 #define ARM_CP_CURRENTEL (ARM_CP_SPECIAL | (4 << 8))
771 #define ARM_CP_DC_ZVA (ARM_CP_SPECIAL | (5 << 8))
772 #define ARM_LAST_SPECIAL ARM_CP_DC_ZVA
773 /* Used only as a terminator for ARMCPRegInfo lists */
774 #define ARM_CP_SENTINEL 0xffff
775 /* Mask of only the flag bits in a type field */
776 #define ARM_CP_FLAG_MASK 0x7f
777
778 /* Valid values for ARMCPRegInfo state field, indicating which of
779  * the AArch32 and AArch64 execution states this register is visible in.
780  * If the reginfo doesn't explicitly specify then it is AArch32 only.
781  * If the reginfo is declared to be visible in both states then a second
782  * reginfo is synthesised for the AArch32 view of the AArch64 register,
783  * such that the AArch32 view is the lower 32 bits of the AArch64 one.
784  * Note that we rely on the values of these enums as we iterate through
785  * the various states in some places.
786  */
787 enum {
788     ARM_CP_STATE_AA32 = 0,
789     ARM_CP_STATE_AA64 = 1,
790     ARM_CP_STATE_BOTH = 2,
791 };
792
793 /* Return true if cptype is a valid type field. This is used to try to
794  * catch errors where the sentinel has been accidentally left off the end
795  * of a list of registers.
796  */
797 static inline bool cptype_valid(int cptype)
798 {
799     return ((cptype & ~ARM_CP_FLAG_MASK) == 0)
800         || ((cptype & ARM_CP_SPECIAL) &&
801             ((cptype & ~ARM_CP_FLAG_MASK) <= ARM_LAST_SPECIAL));
802 }
803
804 /* Access rights:
805  * We define bits for Read and Write access for what rev C of the v7-AR ARM ARM
806  * defines as PL0 (user), PL1 (fiq/irq/svc/abt/und/sys, ie privileged), and
807  * PL2 (hyp). The other level which has Read and Write bits is Secure PL1
808  * (ie any of the privileged modes in Secure state, or Monitor mode).
809  * If a register is accessible in one privilege level it's always accessible
810  * in higher privilege levels too. Since "Secure PL1" also follows this rule
811  * (ie anything visible in PL2 is visible in S-PL1, some things are only
812  * visible in S-PL1) but "Secure PL1" is a bit of a mouthful, we bend the
813  * terminology a little and call this PL3.
814  * In AArch64 things are somewhat simpler as the PLx bits line up exactly
815  * with the ELx exception levels.
816  *
817  * If access permissions for a register are more complex than can be
818  * described with these bits, then use a laxer set of restrictions, and
819  * do the more restrictive/complex check inside a helper function.
820  */
821 #define PL3_R 0x80
822 #define PL3_W 0x40
823 #define PL2_R (0x20 | PL3_R)
824 #define PL2_W (0x10 | PL3_W)
825 #define PL1_R (0x08 | PL2_R)
826 #define PL1_W (0x04 | PL2_W)
827 #define PL0_R (0x02 | PL1_R)
828 #define PL0_W (0x01 | PL1_W)
829
830 #define PL3_RW (PL3_R | PL3_W)
831 #define PL2_RW (PL2_R | PL2_W)
832 #define PL1_RW (PL1_R | PL1_W)
833 #define PL0_RW (PL0_R | PL0_W)
834
835 static inline int arm_current_pl(CPUARMState *env)
836 {
837     if (env->aarch64) {
838         return extract32(env->pstate, 2, 2);
839     }
840
841     if ((env->uncached_cpsr & 0x1f) == ARM_CPU_MODE_USR) {
842         return 0;
843     }
844     /* We don't currently implement the Virtualization or TrustZone
845      * extensions, so PL2 and PL3 don't exist for us.
846      */
847     return 1;
848 }
849
850 typedef struct ARMCPRegInfo ARMCPRegInfo;
851
852 typedef enum CPAccessResult {
853     /* Access is permitted */
854     CP_ACCESS_OK = 0,
855     /* Access fails due to a configurable trap or enable which would
856      * result in a categorized exception syndrome giving information about
857      * the failing instruction (ie syndrome category 0x3, 0x4, 0x5, 0x6,
858      * 0xc or 0x18).
859      */
860     CP_ACCESS_TRAP = 1,
861     /* Access fails and results in an exception syndrome 0x0 ("uncategorized").
862      * Note that this is not a catch-all case -- the set of cases which may
863      * result in this failure is specifically defined by the architecture.
864      */
865     CP_ACCESS_TRAP_UNCATEGORIZED = 2,
866 } CPAccessResult;
867
868 /* Access functions for coprocessor registers. These cannot fail and
869  * may not raise exceptions.
870  */
871 typedef uint64_t CPReadFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque);
872 typedef void CPWriteFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque,
873                        uint64_t value);
874 /* Access permission check functions for coprocessor registers. */
875 typedef CPAccessResult CPAccessFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque);
876 /* Hook function for register reset */
877 typedef void CPResetFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque);
878
879 #define CP_ANY 0xff
880
881 /* Definition of an ARM coprocessor register */
882 struct ARMCPRegInfo {
883     /* Name of register (useful mainly for debugging, need not be unique) */
884     const char *name;
885     /* Location of register: coprocessor number and (crn,crm,opc1,opc2)
886      * tuple. Any of crm, opc1 and opc2 may be CP_ANY to indicate a
887      * 'wildcard' field -- any value of that field in the MRC/MCR insn
888      * will be decoded to this register. The register read and write
889      * callbacks will be passed an ARMCPRegInfo with the crn/crm/opc1/opc2
890      * used by the program, so it is possible to register a wildcard and
891      * then behave differently on read/write if necessary.
892      * For 64 bit registers, only crm and opc1 are relevant; crn and opc2
893      * must both be zero.
894      * For AArch64-visible registers, opc0 is also used.
895      * Since there are no "coprocessors" in AArch64, cp is purely used as a
896      * way to distinguish (for KVM's benefit) guest-visible system registers
897      * from demuxed ones provided to preserve the "no side effects on
898      * KVM register read/write from QEMU" semantics. cp==0x13 is guest
899      * visible (to match KVM's encoding); cp==0 will be converted to
900      * cp==0x13 when the ARMCPRegInfo is registered, for convenience.
901      */
902     uint8_t cp;
903     uint8_t crn;
904     uint8_t crm;
905     uint8_t opc0;
906     uint8_t opc1;
907     uint8_t opc2;
908     /* Execution state in which this register is visible: ARM_CP_STATE_* */
909     int state;
910     /* Register type: ARM_CP_* bits/values */
911     int type;
912     /* Access rights: PL*_[RW] */
913     int access;
914     /* The opaque pointer passed to define_arm_cp_regs_with_opaque() when
915      * this register was defined: can be used to hand data through to the
916      * register read/write functions, since they are passed the ARMCPRegInfo*.
917      */
918     void *opaque;
919     /* Value of this register, if it is ARM_CP_CONST. Otherwise, if
920      * fieldoffset is non-zero, the reset value of the register.
921      */
922     uint64_t resetvalue;
923     /* Offset of the field in CPUARMState for this register. This is not
924      * needed if either:
925      *  1. type is ARM_CP_CONST or one of the ARM_CP_SPECIALs
926      *  2. both readfn and writefn are specified
927      */
928     ptrdiff_t fieldoffset; /* offsetof(CPUARMState, field) */
929     /* Function for making any access checks for this register in addition to
930      * those specified by the 'access' permissions bits. If NULL, no extra
931      * checks required. The access check is performed at runtime, not at
932      * translate time.
933      */
934     CPAccessFn *accessfn;
935     /* Function for handling reads of this register. If NULL, then reads
936      * will be done by loading from the offset into CPUARMState specified
937      * by fieldoffset.
938      */
939     CPReadFn *readfn;
940     /* Function for handling writes of this register. If NULL, then writes
941      * will be done by writing to the offset into CPUARMState specified
942      * by fieldoffset.
943      */
944     CPWriteFn *writefn;
945     /* Function for doing a "raw" read; used when we need to copy
946      * coprocessor state to the kernel for KVM or out for
947      * migration. This only needs to be provided if there is also a
948      * readfn and it has side effects (for instance clear-on-read bits).
949      */
950     CPReadFn *raw_readfn;
951     /* Function for doing a "raw" write; used when we need to copy KVM
952      * kernel coprocessor state into userspace, or for inbound
953      * migration. This only needs to be provided if there is also a
954      * writefn and it masks out "unwritable" bits or has write-one-to-clear
955      * or similar behaviour.
956      */
957     CPWriteFn *raw_writefn;
958     /* Function for resetting the register. If NULL, then reset will be done
959      * by writing resetvalue to the field specified in fieldoffset. If
960      * fieldoffset is 0 then no reset will be done.
961      */
962     CPResetFn *resetfn;
963 };
964
965 /* Macros which are lvalues for the field in CPUARMState for the
966  * ARMCPRegInfo *ri.
967  */
968 #define CPREG_FIELD32(env, ri) \
969     (*(uint32_t *)((char *)(env) + (ri)->fieldoffset))
970 #define CPREG_FIELD64(env, ri) \
971     (*(uint64_t *)((char *)(env) + (ri)->fieldoffset))
972
973 #define REGINFO_SENTINEL { .type = ARM_CP_SENTINEL }
974
975 void define_arm_cp_regs_with_opaque(ARMCPU *cpu,
976                                     const ARMCPRegInfo *regs, void *opaque);
977 void define_one_arm_cp_reg_with_opaque(ARMCPU *cpu,
978                                        const ARMCPRegInfo *regs, void *opaque);
979 static inline void define_arm_cp_regs(ARMCPU *cpu, const ARMCPRegInfo *regs)
980 {
981     define_arm_cp_regs_with_opaque(cpu, regs, 0);
982 }
983 static inline void define_one_arm_cp_reg(ARMCPU *cpu, const ARMCPRegInfo *regs)
984 {
985     define_one_arm_cp_reg_with_opaque(cpu, regs, 0);
986 }
987 const ARMCPRegInfo *get_arm_cp_reginfo(GHashTable *cpregs, uint32_t encoded_cp);
988
989 /* CPWriteFn that can be used to implement writes-ignored behaviour */
990 void arm_cp_write_ignore(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
991                          uint64_t value);
992 /* CPReadFn that can be used for read-as-zero behaviour */
993 uint64_t arm_cp_read_zero(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri);
994
995 /* CPResetFn that does nothing, for use if no reset is required even
996  * if fieldoffset is non zero.
997  */
998 void arm_cp_reset_ignore(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque);
999
1000 /* Return true if this reginfo struct's field in the cpu state struct
1001  * is 64 bits wide.
1002  */
1003 static inline bool cpreg_field_is_64bit(const ARMCPRegInfo *ri)
1004 {
1005     return (ri->state == ARM_CP_STATE_AA64) || (ri->type & ARM_CP_64BIT);
1006 }
1007
1008 static inline bool cp_access_ok(int current_pl,
1009                                 const ARMCPRegInfo *ri, int isread)
1010 {
1011     return (ri->access >> ((current_pl * 2) + isread)) & 1;
1012 }
1013
1014 /**
1015  * write_list_to_cpustate
1016  * @cpu: ARMCPU
1017  *
1018  * For each register listed in the ARMCPU cpreg_indexes list, write
1019  * its value from the cpreg_values list into the ARMCPUState structure.
1020  * This updates TCG's working data structures from KVM data or
1021  * from incoming migration state.
1022  *
1023  * Returns: true if all register values were updated correctly,
1024  * false if some register was unknown or could not be written.
1025  * Note that we do not stop early on failure -- we will attempt
1026  * writing all registers in the list.
1027  */
1028 bool write_list_to_cpustate(ARMCPU *cpu);
1029
1030 /**
1031  * write_cpustate_to_list:
1032  * @cpu: ARMCPU
1033  *
1034  * For each register listed in the ARMCPU cpreg_indexes list, write
1035  * its value from the ARMCPUState structure into the cpreg_values list.
1036  * This is used to copy info from TCG's working data structures into
1037  * KVM or for outbound migration.
1038  *
1039  * Returns: true if all register values were read correctly,
1040  * false if some register was unknown or could not be read.
1041  * Note that we do not stop early on failure -- we will attempt
1042  * reading all registers in the list.
1043  */
1044 bool write_cpustate_to_list(ARMCPU *cpu);
1045
1046 /* Does the core conform to the the "MicroController" profile. e.g. Cortex-M3.
1047    Note the M in older cores (eg. ARM7TDMI) stands for Multiply. These are
1048    conventional cores (ie. Application or Realtime profile).  */
1049
1050 #define IS_M(env) arm_feature(env, ARM_FEATURE_M)
1051
1052 #define ARM_CPUID_TI915T      0x54029152
1053 #define ARM_CPUID_TI925T      0x54029252
1054
1055 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1056 #define TARGET_PAGE_BITS 12
1057 #else
1058 /* The ARM MMU allows 1k pages.  */
1059 /* ??? Linux doesn't actually use these, and they're deprecated in recent
1060    architecture revisions.  Maybe a configure option to disable them.  */
1061 #define TARGET_PAGE_BITS 10
1062 #endif
1063
1064 #if defined(TARGET_AARCH64)
1065 #  define TARGET_PHYS_ADDR_SPACE_BITS 48
1066 #  define TARGET_VIRT_ADDR_SPACE_BITS 64
1067 #else
1068 #  define TARGET_PHYS_ADDR_SPACE_BITS 40
1069 #  define TARGET_VIRT_ADDR_SPACE_BITS 32
1070 #endif
1071
1072 static inline CPUARMState *cpu_init(const char *cpu_model)
1073 {
1074     ARMCPU *cpu = cpu_arm_init(cpu_model);
1075     if (cpu) {
1076         return &cpu->env;
1077     }
1078     return NULL;
1079 }
1080
1081 #define cpu_exec cpu_arm_exec
1082 #define cpu_gen_code cpu_arm_gen_code
1083 #define cpu_signal_handler cpu_arm_signal_handler
1084 #define cpu_list arm_cpu_list
1085
1086 /* MMU modes definitions */
1087 #define MMU_MODE0_SUFFIX _user
1088 #define MMU_MODE1_SUFFIX _kernel
1089 #define MMU_USER_IDX 0
1090 static inline int cpu_mmu_index (CPUARMState *env)
1091 {
1092     return arm_current_pl(env);
1093 }
1094
1095 #include "exec/cpu-all.h"
1096
1097 /* Bit usage in the TB flags field: bit 31 indicates whether we are
1098  * in 32 or 64 bit mode. The meaning of the other bits depends on that.
1099  */
1100 #define ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_SHIFT 31
1101 #define ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_MASK  (1U << ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_SHIFT)
1102
1103 /* Bit usage when in AArch32 state: */
1104 #define ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT      0
1105 #define ARM_TBFLAG_THUMB_MASK       (1 << ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT)
1106 #define ARM_TBFLAG_VECLEN_SHIFT     1
1107 #define ARM_TBFLAG_VECLEN_MASK      (0x7 << ARM_TBFLAG_VECLEN_SHIFT)
1108 #define ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_SHIFT  4
1109 #define ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_MASK   (0x3 << ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_SHIFT)
1110 #define ARM_TBFLAG_PRIV_SHIFT       6
1111 #define ARM_TBFLAG_PRIV_MASK        (1 << ARM_TBFLAG_PRIV_SHIFT)
1112 #define ARM_TBFLAG_VFPEN_SHIFT      7
1113 #define ARM_TBFLAG_VFPEN_MASK       (1 << ARM_TBFLAG_VFPEN_SHIFT)
1114 #define ARM_TBFLAG_CONDEXEC_SHIFT   8
1115 #define ARM_TBFLAG_CONDEXEC_MASK    (0xff << ARM_TBFLAG_CONDEXEC_SHIFT)
1116 #define ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE_SHIFT 16
1117 #define ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE_MASK  (1 << ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE_SHIFT)
1118 #define ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN_SHIFT 17
1119 #define ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN_MASK  (1 << ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN_SHIFT)
1120
1121 /* Bit usage when in AArch64 state */
1122 #define ARM_TBFLAG_AA64_EL_SHIFT    0
1123 #define ARM_TBFLAG_AA64_EL_MASK     (0x3 << ARM_TBFLAG_AA64_EL_SHIFT)
1124 #define ARM_TBFLAG_AA64_FPEN_SHIFT  2
1125 #define ARM_TBFLAG_AA64_FPEN_MASK   (1 << ARM_TBFLAG_AA64_FPEN_SHIFT)
1126
1127 /* some convenience accessor macros */
1128 #define ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE(F) \
1129     (((F) & ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_MASK) >> ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_SHIFT)
1130 #define ARM_TBFLAG_THUMB(F) \
1131     (((F) & ARM_TBFLAG_THUMB_MASK) >> ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT)
1132 #define ARM_TBFLAG_VECLEN(F) \
1133     (((F) & ARM_TBFLAG_VECLEN_MASK) >> ARM_TBFLAG_VECLEN_SHIFT)
1134 #define ARM_TBFLAG_VECSTRIDE(F) \
1135     (((F) & ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_MASK) >> ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_SHIFT)
1136 #define ARM_TBFLAG_PRIV(F) \
1137     (((F) & ARM_TBFLAG_PRIV_MASK) >> ARM_TBFLAG_PRIV_SHIFT)
1138 #define ARM_TBFLAG_VFPEN(F) \
1139     (((F) & ARM_TBFLAG_VFPEN_MASK) >> ARM_TBFLAG_VFPEN_SHIFT)
1140 #define ARM_TBFLAG_CONDEXEC(F) \
1141     (((F) & ARM_TBFLAG_CONDEXEC_MASK) >> ARM_TBFLAG_CONDEXEC_SHIFT)
1142 #define ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE(F) \
1143     (((F) & ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE_MASK) >> ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE_SHIFT)
1144 #define ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN(F) \
1145     (((F) & ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN_MASK) >> ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN_SHIFT)
1146 #define ARM_TBFLAG_AA64_EL(F) \
1147     (((F) & ARM_TBFLAG_AA64_EL_MASK) >> ARM_TBFLAG_AA64_EL_SHIFT)
1148 #define ARM_TBFLAG_AA64_FPEN(F) \
1149     (((F) & ARM_TBFLAG_AA64_FPEN_MASK) >> ARM_TBFLAG_AA64_FPEN_SHIFT)
1150
1151 static inline void cpu_get_tb_cpu_state(CPUARMState *env, target_ulong *pc,
1152                                         target_ulong *cs_base, int *flags)
1153 {
1154     int fpen = extract32(env->cp15.c1_coproc, 20, 2);
1155
1156     if (is_a64(env)) {
1157         *pc = env->pc;
1158         *flags = ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_MASK
1159             | (arm_current_pl(env) << ARM_TBFLAG_AA64_EL_SHIFT);
1160         if (fpen == 3 || (fpen == 1 && arm_current_pl(env) != 0)) {
1161             *flags |= ARM_TBFLAG_AA64_FPEN_MASK;
1162         }
1163     } else {
1164         int privmode;
1165         *pc = env->regs[15];
1166         *flags = (env->thumb << ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT)
1167             | (env->vfp.vec_len << ARM_TBFLAG_VECLEN_SHIFT)
1168             | (env->vfp.vec_stride << ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_SHIFT)
1169             | (env->condexec_bits << ARM_TBFLAG_CONDEXEC_SHIFT)
1170             | (env->bswap_code << ARM_TBFLAG_BSWAP_CODE_SHIFT);
1171         if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_M)) {
1172             privmode = !((env->v7m.exception == 0) && (env->v7m.control & 1));
1173         } else {
1174             privmode = (env->uncached_cpsr & CPSR_M) != ARM_CPU_MODE_USR;
1175         }
1176         if (privmode) {
1177             *flags |= ARM_TBFLAG_PRIV_MASK;
1178         }
1179         if (env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPEXC] & (1 << 30)
1180             || arm_el_is_aa64(env, 1)) {
1181             *flags |= ARM_TBFLAG_VFPEN_MASK;
1182         }
1183         if (fpen == 3 || (fpen == 1 && arm_current_pl(env) != 0)) {
1184             *flags |= ARM_TBFLAG_CPACR_FPEN_MASK;
1185         }
1186     }
1187
1188     *cs_base = 0;
1189 }
1190
1191 #include "exec/exec-all.h"
1192
1193 static inline void cpu_pc_from_tb(CPUARMState *env, TranslationBlock *tb)
1194 {
1195     if (ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE(tb->flags)) {
1196         env->pc = tb->pc;
1197     } else {
1198         env->regs[15] = tb->pc;
1199     }
1200 }
1201
1202 /* Load an instruction and return it in the standard little-endian order */
1203 static inline uint32_t arm_ldl_code(CPUARMState *env, target_ulong addr,
1204                                     bool do_swap)
1205 {
1206     uint32_t insn = cpu_ldl_code(env, addr);
1207     if (do_swap) {
1208         return bswap32(insn);
1209     }
1210     return insn;
1211 }
1212
1213 /* Ditto, for a halfword (Thumb) instruction */
1214 static inline uint16_t arm_lduw_code(CPUARMState *env, target_ulong addr,
1215                                      bool do_swap)
1216 {
1217     uint16_t insn = cpu_lduw_code(env, addr);
1218     if (do_swap) {
1219         return bswap16(insn);
1220     }
1221     return insn;
1222 }
1223
1224 #endif
This page took 0.082851 seconds and 2 git commands to generate.