]> Git Repo - qemu.git/blob - target-s390x/helper.c
Merge branch 'linux-user-for-upstream' of git://git.linaro.org/people/rikuvoipio...
[qemu.git] / target-s390x / helper.c
1 /*
2  *  S/390 helpers
3  *
4  *  Copyright (c) 2009 Ulrich Hecht
5  *  Copyright (c) 2011 Alexander Graf
6  *
7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  */
20
21 #include "cpu.h"
22 #include "gdbstub.h"
23 #include "qemu-timer.h"
24 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
25 #include "sysemu.h"
26 #endif
27
28 //#define DEBUG_S390
29 //#define DEBUG_S390_PTE
30 //#define DEBUG_S390_STDOUT
31
32 #ifdef DEBUG_S390
33 #ifdef DEBUG_S390_STDOUT
34 #define DPRINTF(fmt, ...) \
35     do { fprintf(stderr, fmt, ## __VA_ARGS__); \
36          qemu_log(fmt, ##__VA_ARGS__); } while (0)
37 #else
38 #define DPRINTF(fmt, ...) \
39     do { qemu_log(fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
40 #endif
41 #else
42 #define DPRINTF(fmt, ...) \
43     do { } while (0)
44 #endif
45
46 #ifdef DEBUG_S390_PTE
47 #define PTE_DPRINTF DPRINTF
48 #else
49 #define PTE_DPRINTF(fmt, ...) \
50     do { } while (0)
51 #endif
52
53 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
54 void s390x_tod_timer(void *opaque)
55 {
56     S390CPU *cpu = opaque;
57     CPUS390XState *env = &cpu->env;
58
59     env->pending_int |= INTERRUPT_TOD;
60     cpu_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
61 }
62
63 void s390x_cpu_timer(void *opaque)
64 {
65     S390CPU *cpu = opaque;
66     CPUS390XState *env = &cpu->env;
67
68     env->pending_int |= INTERRUPT_CPUTIMER;
69     cpu_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
70 }
71 #endif
72
73 CPUS390XState *cpu_s390x_init(const char *cpu_model)
74 {
75     S390CPU *cpu;
76     CPUS390XState *env;
77     static int inited = 0;
78
79     cpu = S390_CPU(object_new(TYPE_S390_CPU));
80     env = &cpu->env;
81
82     if (tcg_enabled() && !inited) {
83         inited = 1;
84         s390x_translate_init();
85     }
86
87     env->cpu_model_str = cpu_model;
88     qemu_init_vcpu(env);
89     return env;
90 }
91
92 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
93
94 void do_interrupt (CPUS390XState *env)
95 {
96     env->exception_index = -1;
97 }
98
99 int cpu_s390x_handle_mmu_fault (CPUS390XState *env, target_ulong address, int rw,
100                                 int mmu_idx)
101 {
102     /* fprintf(stderr,"%s: address 0x%lx rw %d mmu_idx %d\n",
103             __FUNCTION__, address, rw, mmu_idx); */
104     env->exception_index = EXCP_ADDR;
105     env->__excp_addr = address; /* FIXME: find out how this works on a real machine */
106     return 1;
107 }
108
109 #endif /* CONFIG_USER_ONLY */
110
111 void cpu_state_reset(CPUS390XState *env)
112 {
113     cpu_reset(ENV_GET_CPU(env));
114 }
115
116 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
117
118 /* Ensure to exit the TB after this call! */
119 static void trigger_pgm_exception(CPUS390XState *env, uint32_t code, uint32_t ilc)
120 {
121     env->exception_index = EXCP_PGM;
122     env->int_pgm_code = code;
123     env->int_pgm_ilc = ilc;
124 }
125
126 static int trans_bits(CPUS390XState *env, uint64_t mode)
127 {
128     int bits = 0;
129
130     switch (mode) {
131     case PSW_ASC_PRIMARY:
132         bits = 1;
133         break;
134     case PSW_ASC_SECONDARY:
135         bits = 2;
136         break;
137     case PSW_ASC_HOME:
138         bits = 3;
139         break;
140     default:
141         cpu_abort(env, "unknown asc mode\n");
142         break;
143     }
144
145     return bits;
146 }
147
148 static void trigger_prot_fault(CPUS390XState *env, target_ulong vaddr, uint64_t mode)
149 {
150     int ilc = ILC_LATER_INC_2;
151     int bits = trans_bits(env, mode) | 4;
152
153     DPRINTF("%s: vaddr=%016" PRIx64 " bits=%d\n", __FUNCTION__, vaddr, bits);
154
155     stq_phys(env->psa + offsetof(LowCore, trans_exc_code), vaddr | bits);
156     trigger_pgm_exception(env, PGM_PROTECTION, ilc);
157 }
158
159 static void trigger_page_fault(CPUS390XState *env, target_ulong vaddr, uint32_t type,
160                                uint64_t asc, int rw)
161 {
162     int ilc = ILC_LATER;
163     int bits = trans_bits(env, asc);
164
165     if (rw == 2) {
166         /* code has is undefined ilc */
167         ilc = 2;
168     }
169
170     DPRINTF("%s: vaddr=%016" PRIx64 " bits=%d\n", __FUNCTION__, vaddr, bits);
171
172     stq_phys(env->psa + offsetof(LowCore, trans_exc_code), vaddr | bits);
173     trigger_pgm_exception(env, type, ilc);
174 }
175
176 static int mmu_translate_asce(CPUS390XState *env, target_ulong vaddr, uint64_t asc,
177                               uint64_t asce, int level, target_ulong *raddr,
178                               int *flags, int rw)
179 {
180     uint64_t offs = 0;
181     uint64_t origin;
182     uint64_t new_asce;
183
184     PTE_DPRINTF("%s: 0x%" PRIx64 "\n", __FUNCTION__, asce);
185
186     if (((level != _ASCE_TYPE_SEGMENT) && (asce & _REGION_ENTRY_INV)) ||
187         ((level == _ASCE_TYPE_SEGMENT) && (asce & _SEGMENT_ENTRY_INV))) {
188         /* XXX different regions have different faults */
189         DPRINTF("%s: invalid region\n", __FUNCTION__);
190         trigger_page_fault(env, vaddr, PGM_SEGMENT_TRANS, asc, rw);
191         return -1;
192     }
193
194     if ((level <= _ASCE_TYPE_MASK) && ((asce & _ASCE_TYPE_MASK) != level)) {
195         trigger_page_fault(env, vaddr, PGM_TRANS_SPEC, asc, rw);
196         return -1;
197     }
198
199     if (asce & _ASCE_REAL_SPACE) {
200         /* direct mapping */
201
202         *raddr = vaddr;
203         return 0;
204     }
205
206     origin = asce & _ASCE_ORIGIN;
207
208     switch (level) {
209     case _ASCE_TYPE_REGION1 + 4:
210         offs = (vaddr >> 50) & 0x3ff8;
211         break;
212     case _ASCE_TYPE_REGION1:
213         offs = (vaddr >> 39) & 0x3ff8;
214         break;
215     case _ASCE_TYPE_REGION2:
216         offs = (vaddr >> 28) & 0x3ff8;
217         break;
218     case _ASCE_TYPE_REGION3:
219         offs = (vaddr >> 17) & 0x3ff8;
220         break;
221     case _ASCE_TYPE_SEGMENT:
222         offs = (vaddr >> 9) & 0x07f8;
223         origin = asce & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
224         break;
225     }
226
227     /* XXX region protection flags */
228     /* *flags &= ~PAGE_WRITE */
229
230     new_asce = ldq_phys(origin + offs);
231     PTE_DPRINTF("%s: 0x%" PRIx64 " + 0x%" PRIx64 " => 0x%016" PRIx64 "\n",
232                 __FUNCTION__, origin, offs, new_asce);
233
234     if (level != _ASCE_TYPE_SEGMENT) {
235         /* yet another region */
236         return mmu_translate_asce(env, vaddr, asc, new_asce, level - 4, raddr,
237                                   flags, rw);
238     }
239
240     /* PTE */
241     if (new_asce & _PAGE_INVALID) {
242         DPRINTF("%s: PTE=0x%" PRIx64 " invalid\n", __FUNCTION__, new_asce);
243         trigger_page_fault(env, vaddr, PGM_PAGE_TRANS, asc, rw);
244         return -1;
245     }
246
247     if (new_asce & _PAGE_RO) {
248         *flags &= ~PAGE_WRITE;
249     }
250
251     *raddr = new_asce & _ASCE_ORIGIN;
252
253     PTE_DPRINTF("%s: PTE=0x%" PRIx64 "\n", __FUNCTION__, new_asce);
254
255     return 0;
256 }
257
258 static int mmu_translate_asc(CPUS390XState *env, target_ulong vaddr, uint64_t asc,
259                              target_ulong *raddr, int *flags, int rw)
260 {
261     uint64_t asce = 0;
262     int level, new_level;
263     int r;
264
265     switch (asc) {
266     case PSW_ASC_PRIMARY:
267         PTE_DPRINTF("%s: asc=primary\n", __FUNCTION__);
268         asce = env->cregs[1];
269         break;
270     case PSW_ASC_SECONDARY:
271         PTE_DPRINTF("%s: asc=secondary\n", __FUNCTION__);
272         asce = env->cregs[7];
273         break;
274     case PSW_ASC_HOME:
275         PTE_DPRINTF("%s: asc=home\n", __FUNCTION__);
276         asce = env->cregs[13];
277         break;
278     }
279
280     switch (asce & _ASCE_TYPE_MASK) {
281     case _ASCE_TYPE_REGION1:
282         break;
283     case _ASCE_TYPE_REGION2:
284         if (vaddr & 0xffe0000000000000ULL) {
285             DPRINTF("%s: vaddr doesn't fit 0x%16" PRIx64
286                         " 0xffe0000000000000ULL\n", __FUNCTION__,
287                         vaddr);
288             trigger_page_fault(env, vaddr, PGM_TRANS_SPEC, asc, rw);
289             return -1;
290         }
291         break;
292     case _ASCE_TYPE_REGION3:
293         if (vaddr & 0xfffffc0000000000ULL) {
294             DPRINTF("%s: vaddr doesn't fit 0x%16" PRIx64
295                         " 0xfffffc0000000000ULL\n", __FUNCTION__,
296                         vaddr);
297             trigger_page_fault(env, vaddr, PGM_TRANS_SPEC, asc, rw);
298             return -1;
299         }
300         break;
301     case _ASCE_TYPE_SEGMENT:
302         if (vaddr & 0xffffffff80000000ULL) {
303             DPRINTF("%s: vaddr doesn't fit 0x%16" PRIx64
304                         " 0xffffffff80000000ULL\n", __FUNCTION__,
305                         vaddr);
306             trigger_page_fault(env, vaddr, PGM_TRANS_SPEC, asc, rw);
307             return -1;
308         }
309         break;
310     }
311
312     /* fake level above current */
313     level = asce & _ASCE_TYPE_MASK;
314     new_level = level + 4;
315     asce = (asce & ~_ASCE_TYPE_MASK) | (new_level & _ASCE_TYPE_MASK);
316
317     r = mmu_translate_asce(env, vaddr, asc, asce, new_level, raddr, flags, rw);
318
319     if ((rw == 1) && !(*flags & PAGE_WRITE)) {
320         trigger_prot_fault(env, vaddr, asc);
321         return -1;
322     }
323
324     return r;
325 }
326
327 int mmu_translate(CPUS390XState *env, target_ulong vaddr, int rw, uint64_t asc,
328                   target_ulong *raddr, int *flags)
329 {
330     int r = -1;
331     uint8_t *sk;
332
333     *flags = PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC;
334     vaddr &= TARGET_PAGE_MASK;
335
336     if (!(env->psw.mask & PSW_MASK_DAT)) {
337         *raddr = vaddr;
338         r = 0;
339         goto out;
340     }
341
342     switch (asc) {
343     case PSW_ASC_PRIMARY:
344     case PSW_ASC_HOME:
345         r = mmu_translate_asc(env, vaddr, asc, raddr, flags, rw);
346         break;
347     case PSW_ASC_SECONDARY:
348         /*
349          * Instruction: Primary
350          * Data: Secondary
351          */
352         if (rw == 2) {
353             r = mmu_translate_asc(env, vaddr, PSW_ASC_PRIMARY, raddr, flags,
354                                   rw);
355             *flags &= ~(PAGE_READ | PAGE_WRITE);
356         } else {
357             r = mmu_translate_asc(env, vaddr, PSW_ASC_SECONDARY, raddr, flags,
358                                   rw);
359             *flags &= ~(PAGE_EXEC);
360         }
361         break;
362     case PSW_ASC_ACCREG:
363     default:
364         hw_error("guest switched to unknown asc mode\n");
365         break;
366     }
367
368 out:
369     /* Convert real address -> absolute address */
370     if (*raddr < 0x2000) {
371         *raddr = *raddr + env->psa;
372     }
373
374     if (*raddr <= ram_size) {
375         sk = &env->storage_keys[*raddr / TARGET_PAGE_SIZE];
376         if (*flags & PAGE_READ) {
377             *sk |= SK_R;
378         }
379
380         if (*flags & PAGE_WRITE) {
381             *sk |= SK_C;
382         }
383     }
384
385     return r;
386 }
387
388 int cpu_s390x_handle_mmu_fault (CPUS390XState *env, target_ulong _vaddr, int rw,
389                                 int mmu_idx)
390 {
391     uint64_t asc = env->psw.mask & PSW_MASK_ASC;
392     target_ulong vaddr, raddr;
393     int prot;
394
395     DPRINTF("%s: address 0x%" PRIx64 " rw %d mmu_idx %d\n",
396             __FUNCTION__, _vaddr, rw, mmu_idx);
397
398     _vaddr &= TARGET_PAGE_MASK;
399     vaddr = _vaddr;
400
401     /* 31-Bit mode */
402     if (!(env->psw.mask & PSW_MASK_64)) {
403         vaddr &= 0x7fffffff;
404     }
405
406     if (mmu_translate(env, vaddr, rw, asc, &raddr, &prot)) {
407         /* Translation ended in exception */
408         return 1;
409     }
410
411     /* check out of RAM access */
412     if (raddr > (ram_size + virtio_size)) {
413         DPRINTF("%s: aaddr %" PRIx64 " > ram_size %" PRIx64 "\n", __FUNCTION__,
414                 (uint64_t)aaddr, (uint64_t)ram_size);
415         trigger_pgm_exception(env, PGM_ADDRESSING, ILC_LATER);
416         return 1;
417     }
418
419     DPRINTF("%s: set tlb %" PRIx64 " -> %" PRIx64 " (%x)\n", __FUNCTION__,
420             (uint64_t)vaddr, (uint64_t)raddr, prot);
421
422     tlb_set_page(env, _vaddr, raddr, prot,
423                  mmu_idx, TARGET_PAGE_SIZE);
424
425     return 0;
426 }
427
428 target_phys_addr_t cpu_get_phys_page_debug(CPUS390XState *env, target_ulong vaddr)
429 {
430     target_ulong raddr;
431     int prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC;
432     int old_exc = env->exception_index;
433     uint64_t asc = env->psw.mask & PSW_MASK_ASC;
434
435     /* 31-Bit mode */
436     if (!(env->psw.mask & PSW_MASK_64)) {
437         vaddr &= 0x7fffffff;
438     }
439
440     mmu_translate(env, vaddr, 2, asc, &raddr, &prot);
441     env->exception_index = old_exc;
442
443     return raddr;
444 }
445
446 void load_psw(CPUS390XState *env, uint64_t mask, uint64_t addr)
447 {
448     if (mask & PSW_MASK_WAIT) {
449         if (!(mask & (PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT | PSW_MASK_MCHECK))) {
450             if (s390_del_running_cpu(env) == 0) {
451 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
452                 qemu_system_shutdown_request();
453 #endif
454             }
455         }
456         env->halted = 1;
457         env->exception_index = EXCP_HLT;
458     }
459
460     env->psw.addr = addr;
461     env->psw.mask = mask;
462     env->cc_op = (mask >> 13) & 3;
463 }
464
465 static uint64_t get_psw_mask(CPUS390XState *env)
466 {
467     uint64_t r = env->psw.mask;
468
469     env->cc_op = calc_cc(env, env->cc_op, env->cc_src, env->cc_dst, env->cc_vr);
470
471     r &= ~(3ULL << 13);
472     assert(!(env->cc_op & ~3));
473     r |= env->cc_op << 13;
474
475     return r;
476 }
477
478 static void do_svc_interrupt(CPUS390XState *env)
479 {
480     uint64_t mask, addr;
481     LowCore *lowcore;
482     target_phys_addr_t len = TARGET_PAGE_SIZE;
483
484     lowcore = cpu_physical_memory_map(env->psa, &len, 1);
485
486     lowcore->svc_code = cpu_to_be16(env->int_svc_code);
487     lowcore->svc_ilc = cpu_to_be16(env->int_svc_ilc);
488     lowcore->svc_old_psw.mask = cpu_to_be64(get_psw_mask(env));
489     lowcore->svc_old_psw.addr = cpu_to_be64(env->psw.addr + (env->int_svc_ilc));
490     mask = be64_to_cpu(lowcore->svc_new_psw.mask);
491     addr = be64_to_cpu(lowcore->svc_new_psw.addr);
492
493     cpu_physical_memory_unmap(lowcore, len, 1, len);
494
495     load_psw(env, mask, addr);
496 }
497
498 static void do_program_interrupt(CPUS390XState *env)
499 {
500     uint64_t mask, addr;
501     LowCore *lowcore;
502     target_phys_addr_t len = TARGET_PAGE_SIZE;
503     int ilc = env->int_pgm_ilc;
504
505     switch (ilc) {
506     case ILC_LATER:
507         ilc = get_ilc(ldub_code(env->psw.addr));
508         break;
509     case ILC_LATER_INC:
510         ilc = get_ilc(ldub_code(env->psw.addr));
511         env->psw.addr += ilc * 2;
512         break;
513     case ILC_LATER_INC_2:
514         ilc = get_ilc(ldub_code(env->psw.addr)) * 2;
515         env->psw.addr += ilc;
516         break;
517     }
518
519     qemu_log("%s: code=0x%x ilc=%d\n", __FUNCTION__, env->int_pgm_code, ilc);
520
521     lowcore = cpu_physical_memory_map(env->psa, &len, 1);
522
523     lowcore->pgm_ilc = cpu_to_be16(ilc);
524     lowcore->pgm_code = cpu_to_be16(env->int_pgm_code);
525     lowcore->program_old_psw.mask = cpu_to_be64(get_psw_mask(env));
526     lowcore->program_old_psw.addr = cpu_to_be64(env->psw.addr);
527     mask = be64_to_cpu(lowcore->program_new_psw.mask);
528     addr = be64_to_cpu(lowcore->program_new_psw.addr);
529
530     cpu_physical_memory_unmap(lowcore, len, 1, len);
531
532     DPRINTF("%s: %x %x %" PRIx64 " %" PRIx64 "\n", __FUNCTION__,
533             env->int_pgm_code, ilc, env->psw.mask,
534             env->psw.addr);
535
536     load_psw(env, mask, addr);
537 }
538
539 #define VIRTIO_SUBCODE_64 0x0D00
540
541 static void do_ext_interrupt(CPUS390XState *env)
542 {
543     uint64_t mask, addr;
544     LowCore *lowcore;
545     target_phys_addr_t len = TARGET_PAGE_SIZE;
546     ExtQueue *q;
547
548     if (!(env->psw.mask & PSW_MASK_EXT)) {
549         cpu_abort(env, "Ext int w/o ext mask\n");
550     }
551
552     if (env->ext_index < 0 || env->ext_index > MAX_EXT_QUEUE) {
553         cpu_abort(env, "Ext queue overrun: %d\n", env->ext_index);
554     }
555
556     q = &env->ext_queue[env->ext_index];
557     lowcore = cpu_physical_memory_map(env->psa, &len, 1);
558
559     lowcore->ext_int_code = cpu_to_be16(q->code);
560     lowcore->ext_params = cpu_to_be32(q->param);
561     lowcore->ext_params2 = cpu_to_be64(q->param64);
562     lowcore->external_old_psw.mask = cpu_to_be64(get_psw_mask(env));
563     lowcore->external_old_psw.addr = cpu_to_be64(env->psw.addr);
564     lowcore->cpu_addr = cpu_to_be16(env->cpu_num | VIRTIO_SUBCODE_64);
565     mask = be64_to_cpu(lowcore->external_new_psw.mask);
566     addr = be64_to_cpu(lowcore->external_new_psw.addr);
567
568     cpu_physical_memory_unmap(lowcore, len, 1, len);
569
570     env->ext_index--;
571     if (env->ext_index == -1) {
572         env->pending_int &= ~INTERRUPT_EXT;
573     }
574
575     DPRINTF("%s: %" PRIx64 " %" PRIx64 "\n", __FUNCTION__,
576             env->psw.mask, env->psw.addr);
577
578     load_psw(env, mask, addr);
579 }
580
581 void do_interrupt (CPUS390XState *env)
582 {
583     qemu_log("%s: %d at pc=%" PRIx64 "\n", __FUNCTION__, env->exception_index,
584              env->psw.addr);
585
586     s390_add_running_cpu(env);
587     /* handle external interrupts */
588     if ((env->psw.mask & PSW_MASK_EXT) &&
589         env->exception_index == -1) {
590         if (env->pending_int & INTERRUPT_EXT) {
591             /* code is already in env */
592             env->exception_index = EXCP_EXT;
593         } else if (env->pending_int & INTERRUPT_TOD) {
594             cpu_inject_ext(env, 0x1004, 0, 0);
595             env->exception_index = EXCP_EXT;
596             env->pending_int &= ~INTERRUPT_EXT;
597             env->pending_int &= ~INTERRUPT_TOD;
598         } else if (env->pending_int & INTERRUPT_CPUTIMER) {
599             cpu_inject_ext(env, 0x1005, 0, 0);
600             env->exception_index = EXCP_EXT;
601             env->pending_int &= ~INTERRUPT_EXT;
602             env->pending_int &= ~INTERRUPT_TOD;
603         }
604     }
605
606     switch (env->exception_index) {
607     case EXCP_PGM:
608         do_program_interrupt(env);
609         break;
610     case EXCP_SVC:
611         do_svc_interrupt(env);
612         break;
613     case EXCP_EXT:
614         do_ext_interrupt(env);
615         break;
616     }
617     env->exception_index = -1;
618
619     if (!env->pending_int) {
620         env->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_HARD;
621     }
622 }
623
624 #endif /* CONFIG_USER_ONLY */
This page took 0.058539 seconds and 4 git commands to generate.