]> Git Repo - qemu.git/blob - target/arm/cpu.h
target/arm: Make MPU_CTRL register banked for v8M
[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
20 #ifndef ARM_CPU_H
21 #define ARM_CPU_H
22
23 #include "kvm-consts.h"
24 #include "hw/registerfields.h"
25
26 #if defined(TARGET_AARCH64)
27   /* AArch64 definitions */
28 #  define TARGET_LONG_BITS 64
29 #else
30 #  define TARGET_LONG_BITS 32
31 #endif
32
33 /* ARM processors have a weak memory model */
34 #define TCG_GUEST_DEFAULT_MO      (0)
35
36 #define CPUArchState struct CPUARMState
37
38 #include "qemu-common.h"
39 #include "cpu-qom.h"
40 #include "exec/cpu-defs.h"
41
42 #include "fpu/softfloat.h"
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_HVC            11   /* HyperVisor Call */
54 #define EXCP_HYP_TRAP       12
55 #define EXCP_SMC            13   /* Secure Monitor Call */
56 #define EXCP_VIRQ           14
57 #define EXCP_VFIQ           15
58 #define EXCP_SEMIHOST       16   /* semihosting call */
59 #define EXCP_NOCP           17   /* v7M NOCP UsageFault */
60 #define EXCP_INVSTATE       18   /* v7M INVSTATE UsageFault */
61 /* NB: add new EXCP_ defines to the array in arm_log_exception() too */
62
63 #define ARMV7M_EXCP_RESET   1
64 #define ARMV7M_EXCP_NMI     2
65 #define ARMV7M_EXCP_HARD    3
66 #define ARMV7M_EXCP_MEM     4
67 #define ARMV7M_EXCP_BUS     5
68 #define ARMV7M_EXCP_USAGE   6
69 #define ARMV7M_EXCP_SECURE  7
70 #define ARMV7M_EXCP_SVC     11
71 #define ARMV7M_EXCP_DEBUG   12
72 #define ARMV7M_EXCP_PENDSV  14
73 #define ARMV7M_EXCP_SYSTICK 15
74
75 /* For M profile, some registers are banked secure vs non-secure;
76  * these are represented as a 2-element array where the first element
77  * is the non-secure copy and the second is the secure copy.
78  * When the CPU does not have implement the security extension then
79  * only the first element is used.
80  * This means that the copy for the current security state can be
81  * accessed via env->registerfield[env->v7m.secure] (whether the security
82  * extension is implemented or not).
83  */
84 #define M_REG_NS 0
85 #define M_REG_S 1
86
87 /* ARM-specific interrupt pending bits.  */
88 #define CPU_INTERRUPT_FIQ   CPU_INTERRUPT_TGT_EXT_1
89 #define CPU_INTERRUPT_VIRQ  CPU_INTERRUPT_TGT_EXT_2
90 #define CPU_INTERRUPT_VFIQ  CPU_INTERRUPT_TGT_EXT_3
91
92 /* The usual mapping for an AArch64 system register to its AArch32
93  * counterpart is for the 32 bit world to have access to the lower
94  * half only (with writes leaving the upper half untouched). It's
95  * therefore useful to be able to pass TCG the offset of the least
96  * significant half of a uint64_t struct member.
97  */
98 #ifdef HOST_WORDS_BIGENDIAN
99 #define offsetoflow32(S, M) (offsetof(S, M) + sizeof(uint32_t))
100 #define offsetofhigh32(S, M) offsetof(S, M)
101 #else
102 #define offsetoflow32(S, M) offsetof(S, M)
103 #define offsetofhigh32(S, M) (offsetof(S, M) + sizeof(uint32_t))
104 #endif
105
106 /* Meanings of the ARMCPU object's four inbound GPIO lines */
107 #define ARM_CPU_IRQ 0
108 #define ARM_CPU_FIQ 1
109 #define ARM_CPU_VIRQ 2
110 #define ARM_CPU_VFIQ 3
111
112 #define NB_MMU_MODES 7
113 /* ARM-specific extra insn start words:
114  * 1: Conditional execution bits
115  * 2: Partial exception syndrome for data aborts
116  */
117 #define TARGET_INSN_START_EXTRA_WORDS 2
118
119 /* The 2nd extra word holding syndrome info for data aborts does not use
120  * the upper 6 bits nor the lower 14 bits. We mask and shift it down to
121  * help the sleb128 encoder do a better job.
122  * When restoring the CPU state, we shift it back up.
123  */
124 #define ARM_INSN_START_WORD2_MASK ((1 << 26) - 1)
125 #define ARM_INSN_START_WORD2_SHIFT 14
126
127 /* We currently assume float and double are IEEE single and double
128    precision respectively.
129    Doing runtime conversions is tricky because VFP registers may contain
130    integer values (eg. as the result of a FTOSI instruction).
131    s<2n> maps to the least significant half of d<n>
132    s<2n+1> maps to the most significant half of d<n>
133  */
134
135 /* CPU state for each instance of a generic timer (in cp15 c14) */
136 typedef struct ARMGenericTimer {
137     uint64_t cval; /* Timer CompareValue register */
138     uint64_t ctl; /* Timer Control register */
139 } ARMGenericTimer;
140
141 #define GTIMER_PHYS 0
142 #define GTIMER_VIRT 1
143 #define GTIMER_HYP  2
144 #define GTIMER_SEC  3
145 #define NUM_GTIMERS 4
146
147 typedef struct {
148     uint64_t raw_tcr;
149     uint32_t mask;
150     uint32_t base_mask;
151 } TCR;
152
153 typedef struct CPUARMState {
154     /* Regs for current mode.  */
155     uint32_t regs[16];
156
157     /* 32/64 switch only happens when taking and returning from
158      * exceptions so the overlap semantics are taken care of then
159      * instead of having a complicated union.
160      */
161     /* Regs for A64 mode.  */
162     uint64_t xregs[32];
163     uint64_t pc;
164     /* PSTATE isn't an architectural register for ARMv8. However, it is
165      * convenient for us to assemble the underlying state into a 32 bit format
166      * identical to the architectural format used for the SPSR. (This is also
167      * what the Linux kernel's 'pstate' field in signal handlers and KVM's
168      * 'pstate' register are.) Of the PSTATE bits:
169      *  NZCV are kept in the split out env->CF/VF/NF/ZF, (which have the same
170      *    semantics as for AArch32, as described in the comments on each field)
171      *  nRW (also known as M[4]) is kept, inverted, in env->aarch64
172      *  DAIF (exception masks) are kept in env->daif
173      *  all other bits are stored in their correct places in env->pstate
174      */
175     uint32_t pstate;
176     uint32_t aarch64; /* 1 if CPU is in aarch64 state; inverse of PSTATE.nRW */
177
178     /* Frequently accessed CPSR bits are stored separately for efficiency.
179        This contains all the other bits.  Use cpsr_{read,write} to access
180        the whole CPSR.  */
181     uint32_t uncached_cpsr;
182     uint32_t spsr;
183
184     /* Banked registers.  */
185     uint64_t banked_spsr[8];
186     uint32_t banked_r13[8];
187     uint32_t banked_r14[8];
188
189     /* These hold r8-r12.  */
190     uint32_t usr_regs[5];
191     uint32_t fiq_regs[5];
192
193     /* cpsr flag cache for faster execution */
194     uint32_t CF; /* 0 or 1 */
195     uint32_t VF; /* V is the bit 31. All other bits are undefined */
196     uint32_t NF; /* N is bit 31. All other bits are undefined.  */
197     uint32_t ZF; /* Z set if zero.  */
198     uint32_t QF; /* 0 or 1 */
199     uint32_t GE; /* cpsr[19:16] */
200     uint32_t thumb; /* cpsr[5]. 0 = arm mode, 1 = thumb mode. */
201     uint32_t condexec_bits; /* IT bits.  cpsr[15:10,26:25].  */
202     uint64_t daif; /* exception masks, in the bits they are in PSTATE */
203
204     uint64_t elr_el[4]; /* AArch64 exception link regs  */
205     uint64_t sp_el[4]; /* AArch64 banked stack pointers */
206
207     /* System control coprocessor (cp15) */
208     struct {
209         uint32_t c0_cpuid;
210         union { /* Cache size selection */
211             struct {
212                 uint64_t _unused_csselr0;
213                 uint64_t csselr_ns;
214                 uint64_t _unused_csselr1;
215                 uint64_t csselr_s;
216             };
217             uint64_t csselr_el[4];
218         };
219         union { /* System control register. */
220             struct {
221                 uint64_t _unused_sctlr;
222                 uint64_t sctlr_ns;
223                 uint64_t hsctlr;
224                 uint64_t sctlr_s;
225             };
226             uint64_t sctlr_el[4];
227         };
228         uint64_t cpacr_el1; /* Architectural feature access control register */
229         uint64_t cptr_el[4];  /* ARMv8 feature trap registers */
230         uint32_t c1_xscaleauxcr; /* XScale auxiliary control register.  */
231         uint64_t sder; /* Secure debug enable register. */
232         uint32_t nsacr; /* Non-secure access control register. */
233         union { /* MMU translation table base 0. */
234             struct {
235                 uint64_t _unused_ttbr0_0;
236                 uint64_t ttbr0_ns;
237                 uint64_t _unused_ttbr0_1;
238                 uint64_t ttbr0_s;
239             };
240             uint64_t ttbr0_el[4];
241         };
242         union { /* MMU translation table base 1. */
243             struct {
244                 uint64_t _unused_ttbr1_0;
245                 uint64_t ttbr1_ns;
246                 uint64_t _unused_ttbr1_1;
247                 uint64_t ttbr1_s;
248             };
249             uint64_t ttbr1_el[4];
250         };
251         uint64_t vttbr_el2; /* Virtualization Translation Table Base.  */
252         /* MMU translation table base control. */
253         TCR tcr_el[4];
254         TCR vtcr_el2; /* Virtualization Translation Control.  */
255         uint32_t c2_data; /* MPU data cacheable bits.  */
256         uint32_t c2_insn; /* MPU instruction cacheable bits.  */
257         union { /* MMU domain access control register
258                  * MPU write buffer control.
259                  */
260             struct {
261                 uint64_t dacr_ns;
262                 uint64_t dacr_s;
263             };
264             struct {
265                 uint64_t dacr32_el2;
266             };
267         };
268         uint32_t pmsav5_data_ap; /* PMSAv5 MPU data access permissions */
269         uint32_t pmsav5_insn_ap; /* PMSAv5 MPU insn access permissions */
270         uint64_t hcr_el2; /* Hypervisor configuration register */
271         uint64_t scr_el3; /* Secure configuration register.  */
272         union { /* Fault status registers.  */
273             struct {
274                 uint64_t ifsr_ns;
275                 uint64_t ifsr_s;
276             };
277             struct {
278                 uint64_t ifsr32_el2;
279             };
280         };
281         union {
282             struct {
283                 uint64_t _unused_dfsr;
284                 uint64_t dfsr_ns;
285                 uint64_t hsr;
286                 uint64_t dfsr_s;
287             };
288             uint64_t esr_el[4];
289         };
290         uint32_t c6_region[8]; /* MPU base/size registers.  */
291         union { /* Fault address registers. */
292             struct {
293                 uint64_t _unused_far0;
294 #ifdef HOST_WORDS_BIGENDIAN
295                 uint32_t ifar_ns;
296                 uint32_t dfar_ns;
297                 uint32_t ifar_s;
298                 uint32_t dfar_s;
299 #else
300                 uint32_t dfar_ns;
301                 uint32_t ifar_ns;
302                 uint32_t dfar_s;
303                 uint32_t ifar_s;
304 #endif
305                 uint64_t _unused_far3;
306             };
307             uint64_t far_el[4];
308         };
309         uint64_t hpfar_el2;
310         uint64_t hstr_el2;
311         union { /* Translation result. */
312             struct {
313                 uint64_t _unused_par_0;
314                 uint64_t par_ns;
315                 uint64_t _unused_par_1;
316                 uint64_t par_s;
317             };
318             uint64_t par_el[4];
319         };
320
321         uint32_t c9_insn; /* Cache lockdown registers.  */
322         uint32_t c9_data;
323         uint64_t c9_pmcr; /* performance monitor control register */
324         uint64_t c9_pmcnten; /* perf monitor counter enables */
325         uint32_t c9_pmovsr; /* perf monitor overflow status */
326         uint32_t c9_pmuserenr; /* perf monitor user enable */
327         uint64_t c9_pmselr; /* perf monitor counter selection register */
328         uint64_t c9_pminten; /* perf monitor interrupt enables */
329         union { /* Memory attribute redirection */
330             struct {
331 #ifdef HOST_WORDS_BIGENDIAN
332                 uint64_t _unused_mair_0;
333                 uint32_t mair1_ns;
334                 uint32_t mair0_ns;
335                 uint64_t _unused_mair_1;
336                 uint32_t mair1_s;
337                 uint32_t mair0_s;
338 #else
339                 uint64_t _unused_mair_0;
340                 uint32_t mair0_ns;
341                 uint32_t mair1_ns;
342                 uint64_t _unused_mair_1;
343                 uint32_t mair0_s;
344                 uint32_t mair1_s;
345 #endif
346             };
347             uint64_t mair_el[4];
348         };
349         union { /* vector base address register */
350             struct {
351                 uint64_t _unused_vbar;
352                 uint64_t vbar_ns;
353                 uint64_t hvbar;
354                 uint64_t vbar_s;
355             };
356             uint64_t vbar_el[4];
357         };
358         uint32_t mvbar; /* (monitor) vector base address register */
359         struct { /* FCSE PID. */
360             uint32_t fcseidr_ns;
361             uint32_t fcseidr_s;
362         };
363         union { /* Context ID. */
364             struct {
365                 uint64_t _unused_contextidr_0;
366                 uint64_t contextidr_ns;
367                 uint64_t _unused_contextidr_1;
368                 uint64_t contextidr_s;
369             };
370             uint64_t contextidr_el[4];
371         };
372         union { /* User RW Thread register. */
373             struct {
374                 uint64_t tpidrurw_ns;
375                 uint64_t tpidrprw_ns;
376                 uint64_t htpidr;
377                 uint64_t _tpidr_el3;
378             };
379             uint64_t tpidr_el[4];
380         };
381         /* The secure banks of these registers don't map anywhere */
382         uint64_t tpidrurw_s;
383         uint64_t tpidrprw_s;
384         uint64_t tpidruro_s;
385
386         union { /* User RO Thread register. */
387             uint64_t tpidruro_ns;
388             uint64_t tpidrro_el[1];
389         };
390         uint64_t c14_cntfrq; /* Counter Frequency register */
391         uint64_t c14_cntkctl; /* Timer Control register */
392         uint32_t cnthctl_el2; /* Counter/Timer Hyp Control register */
393         uint64_t cntvoff_el2; /* Counter Virtual Offset register */
394         ARMGenericTimer c14_timer[NUM_GTIMERS];
395         uint32_t c15_cpar; /* XScale Coprocessor Access Register */
396         uint32_t c15_ticonfig; /* TI925T configuration byte.  */
397         uint32_t c15_i_max; /* Maximum D-cache dirty line index.  */
398         uint32_t c15_i_min; /* Minimum D-cache dirty line index.  */
399         uint32_t c15_threadid; /* TI debugger thread-ID.  */
400         uint32_t c15_config_base_address; /* SCU base address.  */
401         uint32_t c15_diagnostic; /* diagnostic register */
402         uint32_t c15_power_diagnostic;
403         uint32_t c15_power_control; /* power control */
404         uint64_t dbgbvr[16]; /* breakpoint value registers */
405         uint64_t dbgbcr[16]; /* breakpoint control registers */
406         uint64_t dbgwvr[16]; /* watchpoint value registers */
407         uint64_t dbgwcr[16]; /* watchpoint control registers */
408         uint64_t mdscr_el1;
409         uint64_t oslsr_el1; /* OS Lock Status */
410         uint64_t mdcr_el2;
411         uint64_t mdcr_el3;
412         /* If the counter is enabled, this stores the last time the counter
413          * was reset. Otherwise it stores the counter value
414          */
415         uint64_t c15_ccnt;
416         uint64_t pmccfiltr_el0; /* Performance Monitor Filter Register */
417         uint64_t vpidr_el2; /* Virtualization Processor ID Register */
418         uint64_t vmpidr_el2; /* Virtualization Multiprocessor ID Register */
419     } cp15;
420
421     struct {
422         uint32_t other_sp;
423         uint32_t vecbase[2];
424         uint32_t basepri[2];
425         uint32_t control[2];
426         uint32_t ccr; /* Configuration and Control */
427         uint32_t cfsr; /* Configurable Fault Status */
428         uint32_t hfsr; /* HardFault Status */
429         uint32_t dfsr; /* Debug Fault Status Register */
430         uint32_t mmfar; /* MemManage Fault Address */
431         uint32_t bfar; /* BusFault Address */
432         unsigned mpu_ctrl[2]; /* MPU_CTRL */
433         int exception;
434         uint32_t primask[2];
435         uint32_t faultmask[2];
436         uint32_t secure; /* Is CPU in Secure state? (not guest visible) */
437     } v7m;
438
439     /* Information associated with an exception about to be taken:
440      * code which raises an exception must set cs->exception_index and
441      * the relevant parts of this structure; the cpu_do_interrupt function
442      * will then set the guest-visible registers as part of the exception
443      * entry process.
444      */
445     struct {
446         uint32_t syndrome; /* AArch64 format syndrome register */
447         uint32_t fsr; /* AArch32 format fault status register info */
448         uint64_t vaddress; /* virtual addr associated with exception, if any */
449         uint32_t target_el; /* EL the exception should be targeted for */
450         /* If we implement EL2 we will also need to store information
451          * about the intermediate physical address for stage 2 faults.
452          */
453     } exception;
454
455     /* Thumb-2 EE state.  */
456     uint32_t teecr;
457     uint32_t teehbr;
458
459     /* VFP coprocessor state.  */
460     struct {
461         /* VFP/Neon register state. Note that the mapping between S, D and Q
462          * views of the register bank differs between AArch64 and AArch32:
463          * In AArch32:
464          *  Qn = regs[2n+1]:regs[2n]
465          *  Dn = regs[n]
466          *  Sn = regs[n/2] bits 31..0 for even n, and bits 63..32 for odd n
467          * (and regs[32] to regs[63] are inaccessible)
468          * In AArch64:
469          *  Qn = regs[2n+1]:regs[2n]
470          *  Dn = regs[2n]
471          *  Sn = regs[2n] bits 31..0
472          * This corresponds to the architecturally defined mapping between
473          * the two execution states, and means we do not need to explicitly
474          * map these registers when changing states.
475          */
476         float64 regs[64];
477
478         uint32_t xregs[16];
479         /* We store these fpcsr fields separately for convenience.  */
480         int vec_len;
481         int vec_stride;
482
483         /* scratch space when Tn are not sufficient.  */
484         uint32_t scratch[8];
485
486         /* fp_status is the "normal" fp status. standard_fp_status retains
487          * values corresponding to the ARM "Standard FPSCR Value", ie
488          * default-NaN, flush-to-zero, round-to-nearest and is used by
489          * any operations (generally Neon) which the architecture defines
490          * as controlled by the standard FPSCR value rather than the FPSCR.
491          *
492          * To avoid having to transfer exception bits around, we simply
493          * say that the FPSCR cumulative exception flags are the logical
494          * OR of the flags in the two fp statuses. This relies on the
495          * only thing which needs to read the exception flags being
496          * an explicit FPSCR read.
497          */
498         float_status fp_status;
499         float_status standard_fp_status;
500     } vfp;
501     uint64_t exclusive_addr;
502     uint64_t exclusive_val;
503     uint64_t exclusive_high;
504
505     /* iwMMXt coprocessor state.  */
506     struct {
507         uint64_t regs[16];
508         uint64_t val;
509
510         uint32_t cregs[16];
511     } iwmmxt;
512
513 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
514     /* For usermode syscall translation.  */
515     int eabi;
516 #endif
517
518     struct CPUBreakpoint *cpu_breakpoint[16];
519     struct CPUWatchpoint *cpu_watchpoint[16];
520
521     /* Fields up to this point are cleared by a CPU reset */
522     struct {} end_reset_fields;
523
524     CPU_COMMON
525
526     /* Fields after CPU_COMMON are preserved across CPU reset. */
527
528     /* Internal CPU feature flags.  */
529     uint64_t features;
530
531     /* PMSAv7 MPU */
532     struct {
533         uint32_t *drbar;
534         uint32_t *drsr;
535         uint32_t *dracr;
536         uint32_t rnr[2];
537     } pmsav7;
538
539     /* PMSAv8 MPU */
540     struct {
541         /* The PMSAv8 implementation also shares some PMSAv7 config
542          * and state:
543          *  pmsav7.rnr (region number register)
544          *  pmsav7_dregion (number of configured regions)
545          */
546         uint32_t *rbar[2];
547         uint32_t *rlar[2];
548         uint32_t mair0[2];
549         uint32_t mair1[2];
550     } pmsav8;
551
552     void *nvic;
553     const struct arm_boot_info *boot_info;
554     /* Store GICv3CPUState to access from this struct */
555     void *gicv3state;
556 } CPUARMState;
557
558 /**
559  * ARMELChangeHook:
560  * type of a function which can be registered via arm_register_el_change_hook()
561  * to get callbacks when the CPU changes its exception level or mode.
562  */
563 typedef void ARMELChangeHook(ARMCPU *cpu, void *opaque);
564
565
566 /* These values map onto the return values for
567  * QEMU_PSCI_0_2_FN_AFFINITY_INFO */
568 typedef enum ARMPSCIState {
569     PSCI_ON = 0,
570     PSCI_OFF = 1,
571     PSCI_ON_PENDING = 2
572 } ARMPSCIState;
573
574 /**
575  * ARMCPU:
576  * @env: #CPUARMState
577  *
578  * An ARM CPU core.
579  */
580 struct ARMCPU {
581     /*< private >*/
582     CPUState parent_obj;
583     /*< public >*/
584
585     CPUARMState env;
586
587     /* Coprocessor information */
588     GHashTable *cp_regs;
589     /* For marshalling (mostly coprocessor) register state between the
590      * kernel and QEMU (for KVM) and between two QEMUs (for migration),
591      * we use these arrays.
592      */
593     /* List of register indexes managed via these arrays; (full KVM style
594      * 64 bit indexes, not CPRegInfo 32 bit indexes)
595      */
596     uint64_t *cpreg_indexes;
597     /* Values of the registers (cpreg_indexes[i]'s value is cpreg_values[i]) */
598     uint64_t *cpreg_values;
599     /* Length of the indexes, values, reset_values arrays */
600     int32_t cpreg_array_len;
601     /* These are used only for migration: incoming data arrives in
602      * these fields and is sanity checked in post_load before copying
603      * to the working data structures above.
604      */
605     uint64_t *cpreg_vmstate_indexes;
606     uint64_t *cpreg_vmstate_values;
607     int32_t cpreg_vmstate_array_len;
608
609     /* Timers used by the generic (architected) timer */
610     QEMUTimer *gt_timer[NUM_GTIMERS];
611     /* GPIO outputs for generic timer */
612     qemu_irq gt_timer_outputs[NUM_GTIMERS];
613     /* GPIO output for GICv3 maintenance interrupt signal */
614     qemu_irq gicv3_maintenance_interrupt;
615     /* GPIO output for the PMU interrupt */
616     qemu_irq pmu_interrupt;
617
618     /* MemoryRegion to use for secure physical accesses */
619     MemoryRegion *secure_memory;
620
621     /* 'compatible' string for this CPU for Linux device trees */
622     const char *dtb_compatible;
623
624     /* PSCI version for this CPU
625      * Bits[31:16] = Major Version
626      * Bits[15:0] = Minor Version
627      */
628     uint32_t psci_version;
629
630     /* Should CPU start in PSCI powered-off state? */
631     bool start_powered_off;
632
633     /* Current power state, access guarded by BQL */
634     ARMPSCIState power_state;
635
636     /* CPU has virtualization extension */
637     bool has_el2;
638     /* CPU has security extension */
639     bool has_el3;
640     /* CPU has PMU (Performance Monitor Unit) */
641     bool has_pmu;
642
643     /* CPU has memory protection unit */
644     bool has_mpu;
645     /* PMSAv7 MPU number of supported regions */
646     uint32_t pmsav7_dregion;
647
648     /* PSCI conduit used to invoke PSCI methods
649      * 0 - disabled, 1 - smc, 2 - hvc
650      */
651     uint32_t psci_conduit;
652
653     /* [QEMU_]KVM_ARM_TARGET_* constant for this CPU, or
654      * QEMU_KVM_ARM_TARGET_NONE if the kernel doesn't support this CPU type.
655      */
656     uint32_t kvm_target;
657
658     /* KVM init features for this CPU */
659     uint32_t kvm_init_features[7];
660
661     /* Uniprocessor system with MP extensions */
662     bool mp_is_up;
663
664     /* The instance init functions for implementation-specific subclasses
665      * set these fields to specify the implementation-dependent values of
666      * various constant registers and reset values of non-constant
667      * registers.
668      * Some of these might become QOM properties eventually.
669      * Field names match the official register names as defined in the
670      * ARMv7AR ARM Architecture Reference Manual. A reset_ prefix
671      * is used for reset values of non-constant registers; no reset_
672      * prefix means a constant register.
673      */
674     uint32_t midr;
675     uint32_t revidr;
676     uint32_t reset_fpsid;
677     uint32_t mvfr0;
678     uint32_t mvfr1;
679     uint32_t mvfr2;
680     uint32_t ctr;
681     uint32_t reset_sctlr;
682     uint32_t id_pfr0;
683     uint32_t id_pfr1;
684     uint32_t id_dfr0;
685     uint32_t pmceid0;
686     uint32_t pmceid1;
687     uint32_t id_afr0;
688     uint32_t id_mmfr0;
689     uint32_t id_mmfr1;
690     uint32_t id_mmfr2;
691     uint32_t id_mmfr3;
692     uint32_t id_mmfr4;
693     uint32_t id_isar0;
694     uint32_t id_isar1;
695     uint32_t id_isar2;
696     uint32_t id_isar3;
697     uint32_t id_isar4;
698     uint32_t id_isar5;
699     uint64_t id_aa64pfr0;
700     uint64_t id_aa64pfr1;
701     uint64_t id_aa64dfr0;
702     uint64_t id_aa64dfr1;
703     uint64_t id_aa64afr0;
704     uint64_t id_aa64afr1;
705     uint64_t id_aa64isar0;
706     uint64_t id_aa64isar1;
707     uint64_t id_aa64mmfr0;
708     uint64_t id_aa64mmfr1;
709     uint32_t dbgdidr;
710     uint32_t clidr;
711     uint64_t mp_affinity; /* MP ID without feature bits */
712     /* The elements of this array are the CCSIDR values for each cache,
713      * in the order L1DCache, L1ICache, L2DCache, L2ICache, etc.
714      */
715     uint32_t ccsidr[16];
716     uint64_t reset_cbar;
717     uint32_t reset_auxcr;
718     bool reset_hivecs;
719     /* DCZ blocksize, in log_2(words), ie low 4 bits of DCZID_EL0 */
720     uint32_t dcz_blocksize;
721     uint64_t rvbar;
722
723     /* Configurable aspects of GIC cpu interface (which is part of the CPU) */
724     int gic_num_lrs; /* number of list registers */
725     int gic_vpribits; /* number of virtual priority bits */
726     int gic_vprebits; /* number of virtual preemption bits */
727
728     /* Whether the cfgend input is high (i.e. this CPU should reset into
729      * big-endian mode).  This setting isn't used directly: instead it modifies
730      * the reset_sctlr value to have SCTLR_B or SCTLR_EE set, depending on the
731      * architecture version.
732      */
733     bool cfgend;
734
735     ARMELChangeHook *el_change_hook;
736     void *el_change_hook_opaque;
737
738     int32_t node_id; /* NUMA node this CPU belongs to */
739
740     /* Used to synchronize KVM and QEMU in-kernel device levels */
741     uint8_t device_irq_level;
742 };
743
744 static inline ARMCPU *arm_env_get_cpu(CPUARMState *env)
745 {
746     return container_of(env, ARMCPU, env);
747 }
748
749 uint64_t arm_cpu_mp_affinity(int idx, uint8_t clustersz);
750
751 #define ENV_GET_CPU(e) CPU(arm_env_get_cpu(e))
752
753 #define ENV_OFFSET offsetof(ARMCPU, env)
754
755 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
756 extern const struct VMStateDescription vmstate_arm_cpu;
757 #endif
758
759 void arm_cpu_do_interrupt(CPUState *cpu);
760 void arm_v7m_cpu_do_interrupt(CPUState *cpu);
761 bool arm_cpu_exec_interrupt(CPUState *cpu, int int_req);
762
763 void arm_cpu_dump_state(CPUState *cs, FILE *f, fprintf_function cpu_fprintf,
764                         int flags);
765
766 hwaddr arm_cpu_get_phys_page_attrs_debug(CPUState *cpu, vaddr addr,
767                                          MemTxAttrs *attrs);
768
769 int arm_cpu_gdb_read_register(CPUState *cpu, uint8_t *buf, int reg);
770 int arm_cpu_gdb_write_register(CPUState *cpu, uint8_t *buf, int reg);
771
772 int arm_cpu_write_elf64_note(WriteCoreDumpFunction f, CPUState *cs,
773                              int cpuid, void *opaque);
774 int arm_cpu_write_elf32_note(WriteCoreDumpFunction f, CPUState *cs,
775                              int cpuid, void *opaque);
776
777 #ifdef TARGET_AARCH64
778 int aarch64_cpu_gdb_read_register(CPUState *cpu, uint8_t *buf, int reg);
779 int aarch64_cpu_gdb_write_register(CPUState *cpu, uint8_t *buf, int reg);
780 #endif
781
782 target_ulong do_arm_semihosting(CPUARMState *env);
783 void aarch64_sync_32_to_64(CPUARMState *env);
784 void aarch64_sync_64_to_32(CPUARMState *env);
785
786 static inline bool is_a64(CPUARMState *env)
787 {
788     return env->aarch64;
789 }
790
791 /* you can call this signal handler from your SIGBUS and SIGSEGV
792    signal handlers to inform the virtual CPU of exceptions. non zero
793    is returned if the signal was handled by the virtual CPU.  */
794 int cpu_arm_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
795                            void *puc);
796
797 /**
798  * pmccntr_sync
799  * @env: CPUARMState
800  *
801  * Synchronises the counter in the PMCCNTR. This must always be called twice,
802  * once before any action that might affect the timer and again afterwards.
803  * The function is used to swap the state of the register if required.
804  * This only happens when not in user mode (!CONFIG_USER_ONLY)
805  */
806 void pmccntr_sync(CPUARMState *env);
807
808 /* SCTLR bit meanings. Several bits have been reused in newer
809  * versions of the architecture; in that case we define constants
810  * for both old and new bit meanings. Code which tests against those
811  * bits should probably check or otherwise arrange that the CPU
812  * is the architectural version it expects.
813  */
814 #define SCTLR_M       (1U << 0)
815 #define SCTLR_A       (1U << 1)
816 #define SCTLR_C       (1U << 2)
817 #define SCTLR_W       (1U << 3) /* up to v6; RAO in v7 */
818 #define SCTLR_SA      (1U << 3)
819 #define SCTLR_P       (1U << 4) /* up to v5; RAO in v6 and v7 */
820 #define SCTLR_SA0     (1U << 4) /* v8 onward, AArch64 only */
821 #define SCTLR_D       (1U << 5) /* up to v5; RAO in v6 */
822 #define SCTLR_CP15BEN (1U << 5) /* v7 onward */
823 #define SCTLR_L       (1U << 6) /* up to v5; RAO in v6 and v7; RAZ in v8 */
824 #define SCTLR_B       (1U << 7) /* up to v6; RAZ in v7 */
825 #define SCTLR_ITD     (1U << 7) /* v8 onward */
826 #define SCTLR_S       (1U << 8) /* up to v6; RAZ in v7 */
827 #define SCTLR_SED     (1U << 8) /* v8 onward */
828 #define SCTLR_R       (1U << 9) /* up to v6; RAZ in v7 */
829 #define SCTLR_UMA     (1U << 9) /* v8 onward, AArch64 only */
830 #define SCTLR_F       (1U << 10) /* up to v6 */
831 #define SCTLR_SW      (1U << 10) /* v7 onward */
832 #define SCTLR_Z       (1U << 11)
833 #define SCTLR_I       (1U << 12)
834 #define SCTLR_V       (1U << 13)
835 #define SCTLR_RR      (1U << 14) /* up to v7 */
836 #define SCTLR_DZE     (1U << 14) /* v8 onward, AArch64 only */
837 #define SCTLR_L4      (1U << 15) /* up to v6; RAZ in v7 */
838 #define SCTLR_UCT     (1U << 15) /* v8 onward, AArch64 only */
839 #define SCTLR_DT      (1U << 16) /* up to ??, RAO in v6 and v7 */
840 #define SCTLR_nTWI    (1U << 16) /* v8 onward */
841 #define SCTLR_HA      (1U << 17)
842 #define SCTLR_BR      (1U << 17) /* PMSA only */
843 #define SCTLR_IT      (1U << 18) /* up to ??, RAO in v6 and v7 */
844 #define SCTLR_nTWE    (1U << 18) /* v8 onward */
845 #define SCTLR_WXN     (1U << 19)
846 #define SCTLR_ST      (1U << 20) /* up to ??, RAZ in v6 */
847 #define SCTLR_UWXN    (1U << 20) /* v7 onward */
848 #define SCTLR_FI      (1U << 21)
849 #define SCTLR_U       (1U << 22)
850 #define SCTLR_XP      (1U << 23) /* up to v6; v7 onward RAO */
851 #define SCTLR_VE      (1U << 24) /* up to v7 */
852 #define SCTLR_E0E     (1U << 24) /* v8 onward, AArch64 only */
853 #define SCTLR_EE      (1U << 25)
854 #define SCTLR_L2      (1U << 26) /* up to v6, RAZ in v7 */
855 #define SCTLR_UCI     (1U << 26) /* v8 onward, AArch64 only */
856 #define SCTLR_NMFI    (1U << 27)
857 #define SCTLR_TRE     (1U << 28)
858 #define SCTLR_AFE     (1U << 29)
859 #define SCTLR_TE      (1U << 30)
860
861 #define CPTR_TCPAC    (1U << 31)
862 #define CPTR_TTA      (1U << 20)
863 #define CPTR_TFP      (1U << 10)
864
865 #define MDCR_EPMAD    (1U << 21)
866 #define MDCR_EDAD     (1U << 20)
867 #define MDCR_SPME     (1U << 17)
868 #define MDCR_SDD      (1U << 16)
869 #define MDCR_SPD      (3U << 14)
870 #define MDCR_TDRA     (1U << 11)
871 #define MDCR_TDOSA    (1U << 10)
872 #define MDCR_TDA      (1U << 9)
873 #define MDCR_TDE      (1U << 8)
874 #define MDCR_HPME     (1U << 7)
875 #define MDCR_TPM      (1U << 6)
876 #define MDCR_TPMCR    (1U << 5)
877
878 /* Not all of the MDCR_EL3 bits are present in the 32-bit SDCR */
879 #define SDCR_VALID_MASK (MDCR_EPMAD | MDCR_EDAD | MDCR_SPME | MDCR_SPD)
880
881 #define CPSR_M (0x1fU)
882 #define CPSR_T (1U << 5)
883 #define CPSR_F (1U << 6)
884 #define CPSR_I (1U << 7)
885 #define CPSR_A (1U << 8)
886 #define CPSR_E (1U << 9)
887 #define CPSR_IT_2_7 (0xfc00U)
888 #define CPSR_GE (0xfU << 16)
889 #define CPSR_IL (1U << 20)
890 /* Note that the RESERVED bits include bit 21, which is PSTATE_SS in
891  * an AArch64 SPSR but RES0 in AArch32 SPSR and CPSR. In QEMU we use
892  * env->uncached_cpsr bit 21 to store PSTATE.SS when executing in AArch32,
893  * where it is live state but not accessible to the AArch32 code.
894  */
895 #define CPSR_RESERVED (0x7U << 21)
896 #define CPSR_J (1U << 24)
897 #define CPSR_IT_0_1 (3U << 25)
898 #define CPSR_Q (1U << 27)
899 #define CPSR_V (1U << 28)
900 #define CPSR_C (1U << 29)
901 #define CPSR_Z (1U << 30)
902 #define CPSR_N (1U << 31)
903 #define CPSR_NZCV (CPSR_N | CPSR_Z | CPSR_C | CPSR_V)
904 #define CPSR_AIF (CPSR_A | CPSR_I | CPSR_F)
905
906 #define CPSR_IT (CPSR_IT_0_1 | CPSR_IT_2_7)
907 #define CACHED_CPSR_BITS (CPSR_T | CPSR_AIF | CPSR_GE | CPSR_IT | CPSR_Q \
908     | CPSR_NZCV)
909 /* Bits writable in user mode.  */
910 #define CPSR_USER (CPSR_NZCV | CPSR_Q | CPSR_GE)
911 /* Execution state bits.  MRS read as zero, MSR writes ignored.  */
912 #define CPSR_EXEC (CPSR_T | CPSR_IT | CPSR_J | CPSR_IL)
913 /* Mask of bits which may be set by exception return copying them from SPSR */
914 #define CPSR_ERET_MASK (~CPSR_RESERVED)
915
916 /* Bit definitions for M profile XPSR. Most are the same as CPSR. */
917 #define XPSR_EXCP 0x1ffU
918 #define XPSR_SPREALIGN (1U << 9) /* Only set in exception stack frames */
919 #define XPSR_IT_2_7 CPSR_IT_2_7
920 #define XPSR_GE CPSR_GE
921 #define XPSR_SFPA (1U << 20) /* Only set in exception stack frames */
922 #define XPSR_T (1U << 24) /* Not the same as CPSR_T ! */
923 #define XPSR_IT_0_1 CPSR_IT_0_1
924 #define XPSR_Q CPSR_Q
925 #define XPSR_V CPSR_V
926 #define XPSR_C CPSR_C
927 #define XPSR_Z CPSR_Z
928 #define XPSR_N CPSR_N
929 #define XPSR_NZCV CPSR_NZCV
930 #define XPSR_IT CPSR_IT
931
932 #define TTBCR_N      (7U << 0) /* TTBCR.EAE==0 */
933 #define TTBCR_T0SZ   (7U << 0) /* TTBCR.EAE==1 */
934 #define TTBCR_PD0    (1U << 4)
935 #define TTBCR_PD1    (1U << 5)
936 #define TTBCR_EPD0   (1U << 7)
937 #define TTBCR_IRGN0  (3U << 8)
938 #define TTBCR_ORGN0  (3U << 10)
939 #define TTBCR_SH0    (3U << 12)
940 #define TTBCR_T1SZ   (3U << 16)
941 #define TTBCR_A1     (1U << 22)
942 #define TTBCR_EPD1   (1U << 23)
943 #define TTBCR_IRGN1  (3U << 24)
944 #define TTBCR_ORGN1  (3U << 26)
945 #define TTBCR_SH1    (1U << 28)
946 #define TTBCR_EAE    (1U << 31)
947
948 /* Bit definitions for ARMv8 SPSR (PSTATE) format.
949  * Only these are valid when in AArch64 mode; in
950  * AArch32 mode SPSRs are basically CPSR-format.
951  */
952 #define PSTATE_SP (1U)
953 #define PSTATE_M (0xFU)
954 #define PSTATE_nRW (1U << 4)
955 #define PSTATE_F (1U << 6)
956 #define PSTATE_I (1U << 7)
957 #define PSTATE_A (1U << 8)
958 #define PSTATE_D (1U << 9)
959 #define PSTATE_IL (1U << 20)
960 #define PSTATE_SS (1U << 21)
961 #define PSTATE_V (1U << 28)
962 #define PSTATE_C (1U << 29)
963 #define PSTATE_Z (1U << 30)
964 #define PSTATE_N (1U << 31)
965 #define PSTATE_NZCV (PSTATE_N | PSTATE_Z | PSTATE_C | PSTATE_V)
966 #define PSTATE_DAIF (PSTATE_D | PSTATE_A | PSTATE_I | PSTATE_F)
967 #define CACHED_PSTATE_BITS (PSTATE_NZCV | PSTATE_DAIF)
968 /* Mode values for AArch64 */
969 #define PSTATE_MODE_EL3h 13
970 #define PSTATE_MODE_EL3t 12
971 #define PSTATE_MODE_EL2h 9
972 #define PSTATE_MODE_EL2t 8
973 #define PSTATE_MODE_EL1h 5
974 #define PSTATE_MODE_EL1t 4
975 #define PSTATE_MODE_EL0t 0
976
977 /* Map EL and handler into a PSTATE_MODE.  */
978 static inline unsigned int aarch64_pstate_mode(unsigned int el, bool handler)
979 {
980     return (el << 2) | handler;
981 }
982
983 /* Return the current PSTATE value. For the moment we don't support 32<->64 bit
984  * interprocessing, so we don't attempt to sync with the cpsr state used by
985  * the 32 bit decoder.
986  */
987 static inline uint32_t pstate_read(CPUARMState *env)
988 {
989     int ZF;
990
991     ZF = (env->ZF == 0);
992     return (env->NF & 0x80000000) | (ZF << 30)
993         | (env->CF << 29) | ((env->VF & 0x80000000) >> 3)
994         | env->pstate | env->daif;
995 }
996
997 static inline void pstate_write(CPUARMState *env, uint32_t val)
998 {
999     env->ZF = (~val) & PSTATE_Z;
1000     env->NF = val;
1001     env->CF = (val >> 29) & 1;
1002     env->VF = (val << 3) & 0x80000000;
1003     env->daif = val & PSTATE_DAIF;
1004     env->pstate = val & ~CACHED_PSTATE_BITS;
1005 }
1006
1007 /* Return the current CPSR value.  */
1008 uint32_t cpsr_read(CPUARMState *env);
1009
1010 typedef enum CPSRWriteType {
1011     CPSRWriteByInstr = 0,         /* from guest MSR or CPS */
1012     CPSRWriteExceptionReturn = 1, /* from guest exception return insn */
1013     CPSRWriteRaw = 2,             /* trust values, do not switch reg banks */
1014     CPSRWriteByGDBStub = 3,       /* from the GDB stub */
1015 } CPSRWriteType;
1016
1017 /* Set the CPSR.  Note that some bits of mask must be all-set or all-clear.*/
1018 void cpsr_write(CPUARMState *env, uint32_t val, uint32_t mask,
1019                 CPSRWriteType write_type);
1020
1021 /* Return the current xPSR value.  */
1022 static inline uint32_t xpsr_read(CPUARMState *env)
1023 {
1024     int ZF;
1025     ZF = (env->ZF == 0);
1026     return (env->NF & 0x80000000) | (ZF << 30)
1027         | (env->CF << 29) | ((env->VF & 0x80000000) >> 3) | (env->QF << 27)
1028         | (env->thumb << 24) | ((env->condexec_bits & 3) << 25)
1029         | ((env->condexec_bits & 0xfc) << 8)
1030         | env->v7m.exception;
1031 }
1032
1033 /* Set the xPSR.  Note that some bits of mask must be all-set or all-clear.  */
1034 static inline void xpsr_write(CPUARMState *env, uint32_t val, uint32_t mask)
1035 {
1036     if (mask & XPSR_NZCV) {
1037         env->ZF = (~val) & XPSR_Z;
1038         env->NF = val;
1039         env->CF = (val >> 29) & 1;
1040         env->VF = (val << 3) & 0x80000000;
1041     }
1042     if (mask & XPSR_Q) {
1043         env->QF = ((val & XPSR_Q) != 0);
1044     }
1045     if (mask & XPSR_T) {
1046         env->thumb = ((val & XPSR_T) != 0);
1047     }
1048     if (mask & XPSR_IT_0_1) {
1049         env->condexec_bits &= ~3;
1050         env->condexec_bits |= (val >> 25) & 3;
1051     }
1052     if (mask & XPSR_IT_2_7) {
1053         env->condexec_bits &= 3;
1054         env->condexec_bits |= (val >> 8) & 0xfc;
1055     }
1056     if (mask & XPSR_EXCP) {
1057         env->v7m.exception = val & XPSR_EXCP;
1058     }
1059 }
1060
1061 #define HCR_VM        (1ULL << 0)
1062 #define HCR_SWIO      (1ULL << 1)
1063 #define HCR_PTW       (1ULL << 2)
1064 #define HCR_FMO       (1ULL << 3)
1065 #define HCR_IMO       (1ULL << 4)
1066 #define HCR_AMO       (1ULL << 5)
1067 #define HCR_VF        (1ULL << 6)
1068 #define HCR_VI        (1ULL << 7)
1069 #define HCR_VSE       (1ULL << 8)
1070 #define HCR_FB        (1ULL << 9)
1071 #define HCR_BSU_MASK  (3ULL << 10)
1072 #define HCR_DC        (1ULL << 12)
1073 #define HCR_TWI       (1ULL << 13)
1074 #define HCR_TWE       (1ULL << 14)
1075 #define HCR_TID0      (1ULL << 15)
1076 #define HCR_TID1      (1ULL << 16)
1077 #define HCR_TID2      (1ULL << 17)
1078 #define HCR_TID3      (1ULL << 18)
1079 #define HCR_TSC       (1ULL << 19)
1080 #define HCR_TIDCP     (1ULL << 20)
1081 #define HCR_TACR      (1ULL << 21)
1082 #define HCR_TSW       (1ULL << 22)
1083 #define HCR_TPC       (1ULL << 23)
1084 #define HCR_TPU       (1ULL << 24)
1085 #define HCR_TTLB      (1ULL << 25)
1086 #define HCR_TVM       (1ULL << 26)
1087 #define HCR_TGE       (1ULL << 27)
1088 #define HCR_TDZ       (1ULL << 28)
1089 #define HCR_HCD       (1ULL << 29)
1090 #define HCR_TRVM      (1ULL << 30)
1091 #define HCR_RW        (1ULL << 31)
1092 #define HCR_CD        (1ULL << 32)
1093 #define HCR_ID        (1ULL << 33)
1094 #define HCR_MASK      ((1ULL << 34) - 1)
1095
1096 #define SCR_NS                (1U << 0)
1097 #define SCR_IRQ               (1U << 1)
1098 #define SCR_FIQ               (1U << 2)
1099 #define SCR_EA                (1U << 3)
1100 #define SCR_FW                (1U << 4)
1101 #define SCR_AW                (1U << 5)
1102 #define SCR_NET               (1U << 6)
1103 #define SCR_SMD               (1U << 7)
1104 #define SCR_HCE               (1U << 8)
1105 #define SCR_SIF               (1U << 9)
1106 #define SCR_RW                (1U << 10)
1107 #define SCR_ST                (1U << 11)
1108 #define SCR_TWI               (1U << 12)
1109 #define SCR_TWE               (1U << 13)
1110 #define SCR_AARCH32_MASK      (0x3fff & ~(SCR_RW | SCR_ST))
1111 #define SCR_AARCH64_MASK      (0x3fff & ~SCR_NET)
1112
1113 /* Return the current FPSCR value.  */
1114 uint32_t vfp_get_fpscr(CPUARMState *env);
1115 void vfp_set_fpscr(CPUARMState *env, uint32_t val);
1116
1117 /* For A64 the FPSCR is split into two logically distinct registers,
1118  * FPCR and FPSR. However since they still use non-overlapping bits
1119  * we store the underlying state in fpscr and just mask on read/write.
1120  */
1121 #define FPSR_MASK 0xf800009f
1122 #define FPCR_MASK 0x07f79f00
1123 static inline uint32_t vfp_get_fpsr(CPUARMState *env)
1124 {
1125     return vfp_get_fpscr(env) & FPSR_MASK;
1126 }
1127
1128 static inline void vfp_set_fpsr(CPUARMState *env, uint32_t val)
1129 {
1130     uint32_t new_fpscr = (vfp_get_fpscr(env) & ~FPSR_MASK) | (val & FPSR_MASK);
1131     vfp_set_fpscr(env, new_fpscr);
1132 }
1133
1134 static inline uint32_t vfp_get_fpcr(CPUARMState *env)
1135 {
1136     return vfp_get_fpscr(env) & FPCR_MASK;
1137 }
1138
1139 static inline void vfp_set_fpcr(CPUARMState *env, uint32_t val)
1140 {
1141     uint32_t new_fpscr = (vfp_get_fpscr(env) & ~FPCR_MASK) | (val & FPCR_MASK);
1142     vfp_set_fpscr(env, new_fpscr);
1143 }
1144
1145 enum arm_cpu_mode {
1146   ARM_CPU_MODE_USR = 0x10,
1147   ARM_CPU_MODE_FIQ = 0x11,
1148   ARM_CPU_MODE_IRQ = 0x12,
1149   ARM_CPU_MODE_SVC = 0x13,
1150   ARM_CPU_MODE_MON = 0x16,
1151   ARM_CPU_MODE_ABT = 0x17,
1152   ARM_CPU_MODE_HYP = 0x1a,
1153   ARM_CPU_MODE_UND = 0x1b,
1154   ARM_CPU_MODE_SYS = 0x1f
1155 };
1156
1157 /* VFP system registers.  */
1158 #define ARM_VFP_FPSID   0
1159 #define ARM_VFP_FPSCR   1
1160 #define ARM_VFP_MVFR2   5
1161 #define ARM_VFP_MVFR1   6
1162 #define ARM_VFP_MVFR0   7
1163 #define ARM_VFP_FPEXC   8
1164 #define ARM_VFP_FPINST  9
1165 #define ARM_VFP_FPINST2 10
1166
1167 /* iwMMXt coprocessor control registers.  */
1168 #define ARM_IWMMXT_wCID         0
1169 #define ARM_IWMMXT_wCon         1
1170 #define ARM_IWMMXT_wCSSF        2
1171 #define ARM_IWMMXT_wCASF        3
1172 #define ARM_IWMMXT_wCGR0        8
1173 #define ARM_IWMMXT_wCGR1        9
1174 #define ARM_IWMMXT_wCGR2        10
1175 #define ARM_IWMMXT_wCGR3        11
1176
1177 /* V7M CCR bits */
1178 FIELD(V7M_CCR, NONBASETHRDENA, 0, 1)
1179 FIELD(V7M_CCR, USERSETMPEND, 1, 1)
1180 FIELD(V7M_CCR, UNALIGN_TRP, 3, 1)
1181 FIELD(V7M_CCR, DIV_0_TRP, 4, 1)
1182 FIELD(V7M_CCR, BFHFNMIGN, 8, 1)
1183 FIELD(V7M_CCR, STKALIGN, 9, 1)
1184 FIELD(V7M_CCR, DC, 16, 1)
1185 FIELD(V7M_CCR, IC, 17, 1)
1186
1187 /* V7M CFSR bits for MMFSR */
1188 FIELD(V7M_CFSR, IACCVIOL, 0, 1)
1189 FIELD(V7M_CFSR, DACCVIOL, 1, 1)
1190 FIELD(V7M_CFSR, MUNSTKERR, 3, 1)
1191 FIELD(V7M_CFSR, MSTKERR, 4, 1)
1192 FIELD(V7M_CFSR, MLSPERR, 5, 1)
1193 FIELD(V7M_CFSR, MMARVALID, 7, 1)
1194
1195 /* V7M CFSR bits for BFSR */
1196 FIELD(V7M_CFSR, IBUSERR, 8 + 0, 1)
1197 FIELD(V7M_CFSR, PRECISERR, 8 + 1, 1)
1198 FIELD(V7M_CFSR, IMPRECISERR, 8 + 2, 1)
1199 FIELD(V7M_CFSR, UNSTKERR, 8 + 3, 1)
1200 FIELD(V7M_CFSR, STKERR, 8 + 4, 1)
1201 FIELD(V7M_CFSR, LSPERR, 8 + 5, 1)
1202 FIELD(V7M_CFSR, BFARVALID, 8 + 7, 1)
1203
1204 /* V7M CFSR bits for UFSR */
1205 FIELD(V7M_CFSR, UNDEFINSTR, 16 + 0, 1)
1206 FIELD(V7M_CFSR, INVSTATE, 16 + 1, 1)
1207 FIELD(V7M_CFSR, INVPC, 16 + 2, 1)
1208 FIELD(V7M_CFSR, NOCP, 16 + 3, 1)
1209 FIELD(V7M_CFSR, UNALIGNED, 16 + 8, 1)
1210 FIELD(V7M_CFSR, DIVBYZERO, 16 + 9, 1)
1211
1212 /* V7M HFSR bits */
1213 FIELD(V7M_HFSR, VECTTBL, 1, 1)
1214 FIELD(V7M_HFSR, FORCED, 30, 1)
1215 FIELD(V7M_HFSR, DEBUGEVT, 31, 1)
1216
1217 /* V7M DFSR bits */
1218 FIELD(V7M_DFSR, HALTED, 0, 1)
1219 FIELD(V7M_DFSR, BKPT, 1, 1)
1220 FIELD(V7M_DFSR, DWTTRAP, 2, 1)
1221 FIELD(V7M_DFSR, VCATCH, 3, 1)
1222 FIELD(V7M_DFSR, EXTERNAL, 4, 1)
1223
1224 /* v7M MPU_CTRL bits */
1225 FIELD(V7M_MPU_CTRL, ENABLE, 0, 1)
1226 FIELD(V7M_MPU_CTRL, HFNMIENA, 1, 1)
1227 FIELD(V7M_MPU_CTRL, PRIVDEFENA, 2, 1)
1228
1229 /* If adding a feature bit which corresponds to a Linux ELF
1230  * HWCAP bit, remember to update the feature-bit-to-hwcap
1231  * mapping in linux-user/elfload.c:get_elf_hwcap().
1232  */
1233 enum arm_features {
1234     ARM_FEATURE_VFP,
1235     ARM_FEATURE_AUXCR,  /* ARM1026 Auxiliary control register.  */
1236     ARM_FEATURE_XSCALE, /* Intel XScale extensions.  */
1237     ARM_FEATURE_IWMMXT, /* Intel iwMMXt extension.  */
1238     ARM_FEATURE_V6,
1239     ARM_FEATURE_V6K,
1240     ARM_FEATURE_V7,
1241     ARM_FEATURE_THUMB2,
1242     ARM_FEATURE_PMSA,   /* no MMU; may have Memory Protection Unit */
1243     ARM_FEATURE_VFP3,
1244     ARM_FEATURE_VFP_FP16,
1245     ARM_FEATURE_NEON,
1246     ARM_FEATURE_THUMB_DIV, /* divide supported in Thumb encoding */
1247     ARM_FEATURE_M, /* Microcontroller profile.  */
1248     ARM_FEATURE_OMAPCP, /* OMAP specific CP15 ops handling.  */
1249     ARM_FEATURE_THUMB2EE,
1250     ARM_FEATURE_V7MP,    /* v7 Multiprocessing Extensions */
1251     ARM_FEATURE_V4T,
1252     ARM_FEATURE_V5,
1253     ARM_FEATURE_STRONGARM,
1254     ARM_FEATURE_VAPA, /* cp15 VA to PA lookups */
1255     ARM_FEATURE_ARM_DIV, /* divide supported in ARM encoding */
1256     ARM_FEATURE_VFP4, /* VFPv4 (implies that NEON is v2) */
1257     ARM_FEATURE_GENERIC_TIMER,
1258     ARM_FEATURE_MVFR, /* Media and VFP Feature Registers 0 and 1 */
1259     ARM_FEATURE_DUMMY_C15_REGS, /* RAZ/WI all of cp15 crn=15 */
1260     ARM_FEATURE_CACHE_TEST_CLEAN, /* 926/1026 style test-and-clean ops */
1261     ARM_FEATURE_CACHE_DIRTY_REG, /* 1136/1176 cache dirty status register */
1262     ARM_FEATURE_CACHE_BLOCK_OPS, /* v6 optional cache block operations */
1263     ARM_FEATURE_MPIDR, /* has cp15 MPIDR */
1264     ARM_FEATURE_PXN, /* has Privileged Execute Never bit */
1265     ARM_FEATURE_LPAE, /* has Large Physical Address Extension */
1266     ARM_FEATURE_V8,
1267     ARM_FEATURE_AARCH64, /* supports 64 bit mode */
1268     ARM_FEATURE_V8_AES, /* implements AES part of v8 Crypto Extensions */
1269     ARM_FEATURE_CBAR, /* has cp15 CBAR */
1270     ARM_FEATURE_CRC, /* ARMv8 CRC instructions */
1271     ARM_FEATURE_CBAR_RO, /* has cp15 CBAR and it is read-only */
1272     ARM_FEATURE_EL2, /* has EL2 Virtualization support */
1273     ARM_FEATURE_EL3, /* has EL3 Secure monitor support */
1274     ARM_FEATURE_V8_SHA1, /* implements SHA1 part of v8 Crypto Extensions */
1275     ARM_FEATURE_V8_SHA256, /* implements SHA256 part of v8 Crypto Extensions */
1276     ARM_FEATURE_V8_PMULL, /* implements PMULL part of v8 Crypto Extensions */
1277     ARM_FEATURE_THUMB_DSP, /* DSP insns supported in the Thumb encodings */
1278     ARM_FEATURE_PMU, /* has PMU support */
1279     ARM_FEATURE_VBAR, /* has cp15 VBAR */
1280     ARM_FEATURE_M_SECURITY, /* M profile Security Extension */
1281 };
1282
1283 static inline int arm_feature(CPUARMState *env, int feature)
1284 {
1285     return (env->features & (1ULL << feature)) != 0;
1286 }
1287
1288 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1289 /* Return true if exception levels below EL3 are in secure state,
1290  * or would be following an exception return to that level.
1291  * Unlike arm_is_secure() (which is always a question about the
1292  * _current_ state of the CPU) this doesn't care about the current
1293  * EL or mode.
1294  */
1295 static inline bool arm_is_secure_below_el3(CPUARMState *env)
1296 {
1297     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3)) {
1298         return !(env->cp15.scr_el3 & SCR_NS);
1299     } else {
1300         /* If EL3 is not supported then the secure state is implementation
1301          * defined, in which case QEMU defaults to non-secure.
1302          */
1303         return false;
1304     }
1305 }
1306
1307 /* Return true if the CPU is AArch64 EL3 or AArch32 Mon */
1308 static inline bool arm_is_el3_or_mon(CPUARMState *env)
1309 {
1310     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3)) {
1311         if (is_a64(env) && extract32(env->pstate, 2, 2) == 3) {
1312             /* CPU currently in AArch64 state and EL3 */
1313             return true;
1314         } else if (!is_a64(env) &&
1315                 (env->uncached_cpsr & CPSR_M) == ARM_CPU_MODE_MON) {
1316             /* CPU currently in AArch32 state and monitor mode */
1317             return true;
1318         }
1319     }
1320     return false;
1321 }
1322
1323 /* Return true if the processor is in secure state */
1324 static inline bool arm_is_secure(CPUARMState *env)
1325 {
1326     if (arm_is_el3_or_mon(env)) {
1327         return true;
1328     }
1329     return arm_is_secure_below_el3(env);
1330 }
1331
1332 #else
1333 static inline bool arm_is_secure_below_el3(CPUARMState *env)
1334 {
1335     return false;
1336 }
1337
1338 static inline bool arm_is_secure(CPUARMState *env)
1339 {
1340     return false;
1341 }
1342 #endif
1343
1344 /* Return true if the specified exception level is running in AArch64 state. */
1345 static inline bool arm_el_is_aa64(CPUARMState *env, int el)
1346 {
1347     /* This isn't valid for EL0 (if we're in EL0, is_a64() is what you want,
1348      * and if we're not in EL0 then the state of EL0 isn't well defined.)
1349      */
1350     assert(el >= 1 && el <= 3);
1351     bool aa64 = arm_feature(env, ARM_FEATURE_AARCH64);
1352
1353     /* The highest exception level is always at the maximum supported
1354      * register width, and then lower levels have a register width controlled
1355      * by bits in the SCR or HCR registers.
1356      */
1357     if (el == 3) {
1358         return aa64;
1359     }
1360
1361     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3)) {
1362         aa64 = aa64 && (env->cp15.scr_el3 & SCR_RW);
1363     }
1364
1365     if (el == 2) {
1366         return aa64;
1367     }
1368
1369     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL2) && !arm_is_secure_below_el3(env)) {
1370         aa64 = aa64 && (env->cp15.hcr_el2 & HCR_RW);
1371     }
1372
1373     return aa64;
1374 }
1375
1376 /* Function for determing whether guest cp register reads and writes should
1377  * access the secure or non-secure bank of a cp register.  When EL3 is
1378  * operating in AArch32 state, the NS-bit determines whether the secure
1379  * instance of a cp register should be used. When EL3 is AArch64 (or if
1380  * it doesn't exist at all) then there is no register banking, and all
1381  * accesses are to the non-secure version.
1382  */
1383 static inline bool access_secure_reg(CPUARMState *env)
1384 {
1385     bool ret = (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3) &&
1386                 !arm_el_is_aa64(env, 3) &&
1387                 !(env->cp15.scr_el3 & SCR_NS));
1388
1389     return ret;
1390 }
1391
1392 /* Macros for accessing a specified CP register bank */
1393 #define A32_BANKED_REG_GET(_env, _regname, _secure)    \
1394     ((_secure) ? (_env)->cp15._regname##_s : (_env)->cp15._regname##_ns)
1395
1396 #define A32_BANKED_REG_SET(_env, _regname, _secure, _val)   \
1397     do {                                                \
1398         if (_secure) {                                   \
1399             (_env)->cp15._regname##_s = (_val);            \
1400         } else {                                        \
1401             (_env)->cp15._regname##_ns = (_val);           \
1402         }                                               \
1403     } while (0)
1404
1405 /* Macros for automatically accessing a specific CP register bank depending on
1406  * the current secure state of the system.  These macros are not intended for
1407  * supporting instruction translation reads/writes as these are dependent
1408  * solely on the SCR.NS bit and not the mode.
1409  */
1410 #define A32_BANKED_CURRENT_REG_GET(_env, _regname)        \
1411     A32_BANKED_REG_GET((_env), _regname,                \
1412                        (arm_is_secure(_env) && !arm_el_is_aa64((_env), 3)))
1413
1414 #define A32_BANKED_CURRENT_REG_SET(_env, _regname, _val)                       \
1415     A32_BANKED_REG_SET((_env), _regname,                                    \
1416                        (arm_is_secure(_env) && !arm_el_is_aa64((_env), 3)), \
1417                        (_val))
1418
1419 void arm_cpu_list(FILE *f, fprintf_function cpu_fprintf);
1420 uint32_t arm_phys_excp_target_el(CPUState *cs, uint32_t excp_idx,
1421                                  uint32_t cur_el, bool secure);
1422
1423 /* Interface between CPU and Interrupt controller.  */
1424 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
1425 bool armv7m_nvic_can_take_pending_exception(void *opaque);
1426 #else
1427 static inline bool armv7m_nvic_can_take_pending_exception(void *opaque)
1428 {
1429     return true;
1430 }
1431 #endif
1432 void armv7m_nvic_set_pending(void *opaque, int irq);
1433 void armv7m_nvic_acknowledge_irq(void *opaque);
1434 /**
1435  * armv7m_nvic_complete_irq: complete specified interrupt or exception
1436  * @opaque: the NVIC
1437  * @irq: the exception number to complete
1438  *
1439  * Returns: -1 if the irq was not active
1440  *           1 if completing this irq brought us back to base (no active irqs)
1441  *           0 if there is still an irq active after this one was completed
1442  * (Ignoring -1, this is the same as the RETTOBASE value before completion.)
1443  */
1444 int armv7m_nvic_complete_irq(void *opaque, int irq);
1445 /**
1446  * armv7m_nvic_raw_execution_priority: return the raw execution priority
1447  * @opaque: the NVIC
1448  *
1449  * Returns: the raw execution priority as defined by the v8M architecture.
1450  * This is the execution priority minus the effects of AIRCR.PRIS,
1451  * and minus any PRIMASK/FAULTMASK/BASEPRI priority boosting.
1452  * (v8M ARM ARM I_PKLD.)
1453  */
1454 int armv7m_nvic_raw_execution_priority(void *opaque);
1455
1456 /* Interface for defining coprocessor registers.
1457  * Registers are defined in tables of arm_cp_reginfo structs
1458  * which are passed to define_arm_cp_regs().
1459  */
1460
1461 /* When looking up a coprocessor register we look for it
1462  * via an integer which encodes all of:
1463  *  coprocessor number
1464  *  Crn, Crm, opc1, opc2 fields
1465  *  32 or 64 bit register (ie is it accessed via MRC/MCR
1466  *    or via MRRC/MCRR?)
1467  *  non-secure/secure bank (AArch32 only)
1468  * We allow 4 bits for opc1 because MRRC/MCRR have a 4 bit field.
1469  * (In this case crn and opc2 should be zero.)
1470  * For AArch64, there is no 32/64 bit size distinction;
1471  * instead all registers have a 2 bit op0, 3 bit op1 and op2,
1472  * and 4 bit CRn and CRm. The encoding patterns are chosen
1473  * to be easy to convert to and from the KVM encodings, and also
1474  * so that the hashtable can contain both AArch32 and AArch64
1475  * registers (to allow for interprocessing where we might run
1476  * 32 bit code on a 64 bit core).
1477  */
1478 /* This bit is private to our hashtable cpreg; in KVM register
1479  * IDs the AArch64/32 distinction is the KVM_REG_ARM/ARM64
1480  * in the upper bits of the 64 bit ID.
1481  */
1482 #define CP_REG_AA64_SHIFT 28
1483 #define CP_REG_AA64_MASK (1 << CP_REG_AA64_SHIFT)
1484
1485 /* To enable banking of coprocessor registers depending on ns-bit we
1486  * add a bit to distinguish between secure and non-secure cpregs in the
1487  * hashtable.
1488  */
1489 #define CP_REG_NS_SHIFT 29
1490 #define CP_REG_NS_MASK (1 << CP_REG_NS_SHIFT)
1491
1492 #define ENCODE_CP_REG(cp, is64, ns, crn, crm, opc1, opc2)   \
1493     ((ns) << CP_REG_NS_SHIFT | ((cp) << 16) | ((is64) << 15) |   \
1494      ((crn) << 11) | ((crm) << 7) | ((opc1) << 3) | (opc2))
1495
1496 #define ENCODE_AA64_CP_REG(cp, crn, crm, op0, op1, op2) \
1497     (CP_REG_AA64_MASK |                                 \
1498      ((cp) << CP_REG_ARM_COPROC_SHIFT) |                \
1499      ((op0) << CP_REG_ARM64_SYSREG_OP0_SHIFT) |         \
1500      ((op1) << CP_REG_ARM64_SYSREG_OP1_SHIFT) |         \
1501      ((crn) << CP_REG_ARM64_SYSREG_CRN_SHIFT) |         \
1502      ((crm) << CP_REG_ARM64_SYSREG_CRM_SHIFT) |         \
1503      ((op2) << CP_REG_ARM64_SYSREG_OP2_SHIFT))
1504
1505 /* Convert a full 64 bit KVM register ID to the truncated 32 bit
1506  * version used as a key for the coprocessor register hashtable
1507  */
1508 static inline uint32_t kvm_to_cpreg_id(uint64_t kvmid)
1509 {
1510     uint32_t cpregid = kvmid;
1511     if ((kvmid & CP_REG_ARCH_MASK) == CP_REG_ARM64) {
1512         cpregid |= CP_REG_AA64_MASK;
1513     } else {
1514         if ((kvmid & CP_REG_SIZE_MASK) == CP_REG_SIZE_U64) {
1515             cpregid |= (1 << 15);
1516         }
1517
1518         /* KVM is always non-secure so add the NS flag on AArch32 register
1519          * entries.
1520          */
1521          cpregid |= 1 << CP_REG_NS_SHIFT;
1522     }
1523     return cpregid;
1524 }
1525
1526 /* Convert a truncated 32 bit hashtable key into the full
1527  * 64 bit KVM register ID.
1528  */
1529 static inline uint64_t cpreg_to_kvm_id(uint32_t cpregid)
1530 {
1531     uint64_t kvmid;
1532
1533     if (cpregid & CP_REG_AA64_MASK) {
1534         kvmid = cpregid & ~CP_REG_AA64_MASK;
1535         kvmid |= CP_REG_SIZE_U64 | CP_REG_ARM64;
1536     } else {
1537         kvmid = cpregid & ~(1 << 15);
1538         if (cpregid & (1 << 15)) {
1539             kvmid |= CP_REG_SIZE_U64 | CP_REG_ARM;
1540         } else {
1541             kvmid |= CP_REG_SIZE_U32 | CP_REG_ARM;
1542         }
1543     }
1544     return kvmid;
1545 }
1546
1547 /* ARMCPRegInfo type field bits. If the SPECIAL bit is set this is a
1548  * special-behaviour cp reg and bits [15..8] indicate what behaviour
1549  * it has. Otherwise it is a simple cp reg, where CONST indicates that
1550  * TCG can assume the value to be constant (ie load at translate time)
1551  * and 64BIT indicates a 64 bit wide coprocessor register. SUPPRESS_TB_END
1552  * indicates that the TB should not be ended after a write to this register
1553  * (the default is that the TB ends after cp writes). OVERRIDE permits
1554  * a register definition to override a previous definition for the
1555  * same (cp, is64, crn, crm, opc1, opc2) tuple: either the new or the
1556  * old must have the OVERRIDE bit set.
1557  * ALIAS indicates that this register is an alias view of some underlying
1558  * state which is also visible via another register, and that the other
1559  * register is handling migration and reset; registers marked ALIAS will not be
1560  * migrated but may have their state set by syncing of register state from KVM.
1561  * NO_RAW indicates that this register has no underlying state and does not
1562  * support raw access for state saving/loading; it will not be used for either
1563  * migration or KVM state synchronization. (Typically this is for "registers"
1564  * which are actually used as instructions for cache maintenance and so on.)
1565  * IO indicates that this register does I/O and therefore its accesses
1566  * need to be surrounded by gen_io_start()/gen_io_end(). In particular,
1567  * registers which implement clocks or timers require this.
1568  */
1569 #define ARM_CP_SPECIAL 1
1570 #define ARM_CP_CONST 2
1571 #define ARM_CP_64BIT 4
1572 #define ARM_CP_SUPPRESS_TB_END 8
1573 #define ARM_CP_OVERRIDE 16
1574 #define ARM_CP_ALIAS 32
1575 #define ARM_CP_IO 64
1576 #define ARM_CP_NO_RAW 128
1577 #define ARM_CP_NOP (ARM_CP_SPECIAL | (1 << 8))
1578 #define ARM_CP_WFI (ARM_CP_SPECIAL | (2 << 8))
1579 #define ARM_CP_NZCV (ARM_CP_SPECIAL | (3 << 8))
1580 #define ARM_CP_CURRENTEL (ARM_CP_SPECIAL | (4 << 8))
1581 #define ARM_CP_DC_ZVA (ARM_CP_SPECIAL | (5 << 8))
1582 #define ARM_LAST_SPECIAL ARM_CP_DC_ZVA
1583 /* Used only as a terminator for ARMCPRegInfo lists */
1584 #define ARM_CP_SENTINEL 0xffff
1585 /* Mask of only the flag bits in a type field */
1586 #define ARM_CP_FLAG_MASK 0xff
1587
1588 /* Valid values for ARMCPRegInfo state field, indicating which of
1589  * the AArch32 and AArch64 execution states this register is visible in.
1590  * If the reginfo doesn't explicitly specify then it is AArch32 only.
1591  * If the reginfo is declared to be visible in both states then a second
1592  * reginfo is synthesised for the AArch32 view of the AArch64 register,
1593  * such that the AArch32 view is the lower 32 bits of the AArch64 one.
1594  * Note that we rely on the values of these enums as we iterate through
1595  * the various states in some places.
1596  */
1597 enum {
1598     ARM_CP_STATE_AA32 = 0,
1599     ARM_CP_STATE_AA64 = 1,
1600     ARM_CP_STATE_BOTH = 2,
1601 };
1602
1603 /* ARM CP register secure state flags.  These flags identify security state
1604  * attributes for a given CP register entry.
1605  * The existence of both or neither secure and non-secure flags indicates that
1606  * the register has both a secure and non-secure hash entry.  A single one of
1607  * these flags causes the register to only be hashed for the specified
1608  * security state.
1609  * Although definitions may have any combination of the S/NS bits, each
1610  * registered entry will only have one to identify whether the entry is secure
1611  * or non-secure.
1612  */
1613 enum {
1614     ARM_CP_SECSTATE_S =   (1 << 0), /* bit[0]: Secure state register */
1615     ARM_CP_SECSTATE_NS =  (1 << 1), /* bit[1]: Non-secure state register */
1616 };
1617
1618 /* Return true if cptype is a valid type field. This is used to try to
1619  * catch errors where the sentinel has been accidentally left off the end
1620  * of a list of registers.
1621  */
1622 static inline bool cptype_valid(int cptype)
1623 {
1624     return ((cptype & ~ARM_CP_FLAG_MASK) == 0)
1625         || ((cptype & ARM_CP_SPECIAL) &&
1626             ((cptype & ~ARM_CP_FLAG_MASK) <= ARM_LAST_SPECIAL));
1627 }
1628
1629 /* Access rights:
1630  * We define bits for Read and Write access for what rev C of the v7-AR ARM ARM
1631  * defines as PL0 (user), PL1 (fiq/irq/svc/abt/und/sys, ie privileged), and
1632  * PL2 (hyp). The other level which has Read and Write bits is Secure PL1
1633  * (ie any of the privileged modes in Secure state, or Monitor mode).
1634  * If a register is accessible in one privilege level it's always accessible
1635  * in higher privilege levels too. Since "Secure PL1" also follows this rule
1636  * (ie anything visible in PL2 is visible in S-PL1, some things are only
1637  * visible in S-PL1) but "Secure PL1" is a bit of a mouthful, we bend the
1638  * terminology a little and call this PL3.
1639  * In AArch64 things are somewhat simpler as the PLx bits line up exactly
1640  * with the ELx exception levels.
1641  *
1642  * If access permissions for a register are more complex than can be
1643  * described with these bits, then use a laxer set of restrictions, and
1644  * do the more restrictive/complex check inside a helper function.
1645  */
1646 #define PL3_R 0x80
1647 #define PL3_W 0x40
1648 #define PL2_R (0x20 | PL3_R)
1649 #define PL2_W (0x10 | PL3_W)
1650 #define PL1_R (0x08 | PL2_R)
1651 #define PL1_W (0x04 | PL2_W)
1652 #define PL0_R (0x02 | PL1_R)
1653 #define PL0_W (0x01 | PL1_W)
1654
1655 #define PL3_RW (PL3_R | PL3_W)
1656 #define PL2_RW (PL2_R | PL2_W)
1657 #define PL1_RW (PL1_R | PL1_W)
1658 #define PL0_RW (PL0_R | PL0_W)
1659
1660 /* Return the highest implemented Exception Level */
1661 static inline int arm_highest_el(CPUARMState *env)
1662 {
1663     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3)) {
1664         return 3;
1665     }
1666     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL2)) {
1667         return 2;
1668     }
1669     return 1;
1670 }
1671
1672 /* Return true if a v7M CPU is in Handler mode */
1673 static inline bool arm_v7m_is_handler_mode(CPUARMState *env)
1674 {
1675     return env->v7m.exception != 0;
1676 }
1677
1678 /* Return the current Exception Level (as per ARMv8; note that this differs
1679  * from the ARMv7 Privilege Level).
1680  */
1681 static inline int arm_current_el(CPUARMState *env)
1682 {
1683     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_M)) {
1684         return arm_v7m_is_handler_mode(env) ||
1685             !(env->v7m.control[env->v7m.secure] & 1);
1686     }
1687
1688     if (is_a64(env)) {
1689         return extract32(env->pstate, 2, 2);
1690     }
1691
1692     switch (env->uncached_cpsr & 0x1f) {
1693     case ARM_CPU_MODE_USR:
1694         return 0;
1695     case ARM_CPU_MODE_HYP:
1696         return 2;
1697     case ARM_CPU_MODE_MON:
1698         return 3;
1699     default:
1700         if (arm_is_secure(env) && !arm_el_is_aa64(env, 3)) {
1701             /* If EL3 is 32-bit then all secure privileged modes run in
1702              * EL3
1703              */
1704             return 3;
1705         }
1706
1707         return 1;
1708     }
1709 }
1710
1711 typedef struct ARMCPRegInfo ARMCPRegInfo;
1712
1713 typedef enum CPAccessResult {
1714     /* Access is permitted */
1715     CP_ACCESS_OK = 0,
1716     /* Access fails due to a configurable trap or enable which would
1717      * result in a categorized exception syndrome giving information about
1718      * the failing instruction (ie syndrome category 0x3, 0x4, 0x5, 0x6,
1719      * 0xc or 0x18). The exception is taken to the usual target EL (EL1 or
1720      * PL1 if in EL0, otherwise to the current EL).
1721      */
1722     CP_ACCESS_TRAP = 1,
1723     /* Access fails and results in an exception syndrome 0x0 ("uncategorized").
1724      * Note that this is not a catch-all case -- the set of cases which may
1725      * result in this failure is specifically defined by the architecture.
1726      */
1727     CP_ACCESS_TRAP_UNCATEGORIZED = 2,
1728     /* As CP_ACCESS_TRAP, but for traps directly to EL2 or EL3 */
1729     CP_ACCESS_TRAP_EL2 = 3,
1730     CP_ACCESS_TRAP_EL3 = 4,
1731     /* As CP_ACCESS_UNCATEGORIZED, but for traps directly to EL2 or EL3 */
1732     CP_ACCESS_TRAP_UNCATEGORIZED_EL2 = 5,
1733     CP_ACCESS_TRAP_UNCATEGORIZED_EL3 = 6,
1734     /* Access fails and results in an exception syndrome for an FP access,
1735      * trapped directly to EL2 or EL3
1736      */
1737     CP_ACCESS_TRAP_FP_EL2 = 7,
1738     CP_ACCESS_TRAP_FP_EL3 = 8,
1739 } CPAccessResult;
1740
1741 /* Access functions for coprocessor registers. These cannot fail and
1742  * may not raise exceptions.
1743  */
1744 typedef uint64_t CPReadFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque);
1745 typedef void CPWriteFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque,
1746                        uint64_t value);
1747 /* Access permission check functions for coprocessor registers. */
1748 typedef CPAccessResult CPAccessFn(CPUARMState *env,
1749                                   const ARMCPRegInfo *opaque,
1750                                   bool isread);
1751 /* Hook function for register reset */
1752 typedef void CPResetFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque);
1753
1754 #define CP_ANY 0xff
1755
1756 /* Definition of an ARM coprocessor register */
1757 struct ARMCPRegInfo {
1758     /* Name of register (useful mainly for debugging, need not be unique) */
1759     const char *name;
1760     /* Location of register: coprocessor number and (crn,crm,opc1,opc2)
1761      * tuple. Any of crm, opc1 and opc2 may be CP_ANY to indicate a
1762      * 'wildcard' field -- any value of that field in the MRC/MCR insn
1763      * will be decoded to this register. The register read and write
1764      * callbacks will be passed an ARMCPRegInfo with the crn/crm/opc1/opc2
1765      * used by the program, so it is possible to register a wildcard and
1766      * then behave differently on read/write if necessary.
1767      * For 64 bit registers, only crm and opc1 are relevant; crn and opc2
1768      * must both be zero.
1769      * For AArch64-visible registers, opc0 is also used.
1770      * Since there are no "coprocessors" in AArch64, cp is purely used as a
1771      * way to distinguish (for KVM's benefit) guest-visible system registers
1772      * from demuxed ones provided to preserve the "no side effects on
1773      * KVM register read/write from QEMU" semantics. cp==0x13 is guest
1774      * visible (to match KVM's encoding); cp==0 will be converted to
1775      * cp==0x13 when the ARMCPRegInfo is registered, for convenience.
1776      */
1777     uint8_t cp;
1778     uint8_t crn;
1779     uint8_t crm;
1780     uint8_t opc0;
1781     uint8_t opc1;
1782     uint8_t opc2;
1783     /* Execution state in which this register is visible: ARM_CP_STATE_* */
1784     int state;
1785     /* Register type: ARM_CP_* bits/values */
1786     int type;
1787     /* Access rights: PL*_[RW] */
1788     int access;
1789     /* Security state: ARM_CP_SECSTATE_* bits/values */
1790     int secure;
1791     /* The opaque pointer passed to define_arm_cp_regs_with_opaque() when
1792      * this register was defined: can be used to hand data through to the
1793      * register read/write functions, since they are passed the ARMCPRegInfo*.
1794      */
1795     void *opaque;
1796     /* Value of this register, if it is ARM_CP_CONST. Otherwise, if
1797      * fieldoffset is non-zero, the reset value of the register.
1798      */
1799     uint64_t resetvalue;
1800     /* Offset of the field in CPUARMState for this register.
1801      *
1802      * This is not needed if either:
1803      *  1. type is ARM_CP_CONST or one of the ARM_CP_SPECIALs
1804      *  2. both readfn and writefn are specified
1805      */
1806     ptrdiff_t fieldoffset; /* offsetof(CPUARMState, field) */
1807
1808     /* Offsets of the secure and non-secure fields in CPUARMState for the
1809      * register if it is banked.  These fields are only used during the static
1810      * registration of a register.  During hashing the bank associated
1811      * with a given security state is copied to fieldoffset which is used from
1812      * there on out.
1813      *
1814      * It is expected that register definitions use either fieldoffset or
1815      * bank_fieldoffsets in the definition but not both.  It is also expected
1816      * that both bank offsets are set when defining a banked register.  This
1817      * use indicates that a register is banked.
1818      */
1819     ptrdiff_t bank_fieldoffsets[2];
1820
1821     /* Function for making any access checks for this register in addition to
1822      * those specified by the 'access' permissions bits. If NULL, no extra
1823      * checks required. The access check is performed at runtime, not at
1824      * translate time.
1825      */
1826     CPAccessFn *accessfn;
1827     /* Function for handling reads of this register. If NULL, then reads
1828      * will be done by loading from the offset into CPUARMState specified
1829      * by fieldoffset.
1830      */
1831     CPReadFn *readfn;
1832     /* Function for handling writes of this register. If NULL, then writes
1833      * will be done by writing to the offset into CPUARMState specified
1834      * by fieldoffset.
1835      */
1836     CPWriteFn *writefn;
1837     /* Function for doing a "raw" read; used when we need to copy
1838      * coprocessor state to the kernel for KVM or out for
1839      * migration. This only needs to be provided if there is also a
1840      * readfn and it has side effects (for instance clear-on-read bits).
1841      */
1842     CPReadFn *raw_readfn;
1843     /* Function for doing a "raw" write; used when we need to copy KVM
1844      * kernel coprocessor state into userspace, or for inbound
1845      * migration. This only needs to be provided if there is also a
1846      * writefn and it masks out "unwritable" bits or has write-one-to-clear
1847      * or similar behaviour.
1848      */
1849     CPWriteFn *raw_writefn;
1850     /* Function for resetting the register. If NULL, then reset will be done
1851      * by writing resetvalue to the field specified in fieldoffset. If
1852      * fieldoffset is 0 then no reset will be done.
1853      */
1854     CPResetFn *resetfn;
1855 };
1856
1857 /* Macros which are lvalues for the field in CPUARMState for the
1858  * ARMCPRegInfo *ri.
1859  */
1860 #define CPREG_FIELD32(env, ri) \
1861     (*(uint32_t *)((char *)(env) + (ri)->fieldoffset))
1862 #define CPREG_FIELD64(env, ri) \
1863     (*(uint64_t *)((char *)(env) + (ri)->fieldoffset))
1864
1865 #define REGINFO_SENTINEL { .type = ARM_CP_SENTINEL }
1866
1867 void define_arm_cp_regs_with_opaque(ARMCPU *cpu,
1868                                     const ARMCPRegInfo *regs, void *opaque);
1869 void define_one_arm_cp_reg_with_opaque(ARMCPU *cpu,
1870                                        const ARMCPRegInfo *regs, void *opaque);
1871 static inline void define_arm_cp_regs(ARMCPU *cpu, const ARMCPRegInfo *regs)
1872 {
1873     define_arm_cp_regs_with_opaque(cpu, regs, 0);
1874 }
1875 static inline void define_one_arm_cp_reg(ARMCPU *cpu, const ARMCPRegInfo *regs)
1876 {
1877     define_one_arm_cp_reg_with_opaque(cpu, regs, 0);
1878 }
1879 const ARMCPRegInfo *get_arm_cp_reginfo(GHashTable *cpregs, uint32_t encoded_cp);
1880
1881 /* CPWriteFn that can be used to implement writes-ignored behaviour */
1882 void arm_cp_write_ignore(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
1883                          uint64_t value);
1884 /* CPReadFn that can be used for read-as-zero behaviour */
1885 uint64_t arm_cp_read_zero(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri);
1886
1887 /* CPResetFn that does nothing, for use if no reset is required even
1888  * if fieldoffset is non zero.
1889  */
1890 void arm_cp_reset_ignore(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque);
1891
1892 /* Return true if this reginfo struct's field in the cpu state struct
1893  * is 64 bits wide.
1894  */
1895 static inline bool cpreg_field_is_64bit(const ARMCPRegInfo *ri)
1896 {
1897     return (ri->state == ARM_CP_STATE_AA64) || (ri->type & ARM_CP_64BIT);
1898 }
1899
1900 static inline bool cp_access_ok(int current_el,
1901                                 const ARMCPRegInfo *ri, int isread)
1902 {
1903     return (ri->access >> ((current_el * 2) + isread)) & 1;
1904 }
1905
1906 /* Raw read of a coprocessor register (as needed for migration, etc) */
1907 uint64_t read_raw_cp_reg(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri);
1908
1909 /**
1910  * write_list_to_cpustate
1911  * @cpu: ARMCPU
1912  *
1913  * For each register listed in the ARMCPU cpreg_indexes list, write
1914  * its value from the cpreg_values list into the ARMCPUState structure.
1915  * This updates TCG's working data structures from KVM data or
1916  * from incoming migration state.
1917  *
1918  * Returns: true if all register values were updated correctly,
1919  * false if some register was unknown or could not be written.
1920  * Note that we do not stop early on failure -- we will attempt
1921  * writing all registers in the list.
1922  */
1923 bool write_list_to_cpustate(ARMCPU *cpu);
1924
1925 /**
1926  * write_cpustate_to_list:
1927  * @cpu: ARMCPU
1928  *
1929  * For each register listed in the ARMCPU cpreg_indexes list, write
1930  * its value from the ARMCPUState structure into the cpreg_values list.
1931  * This is used to copy info from TCG's working data structures into
1932  * KVM or for outbound migration.
1933  *
1934  * Returns: true if all register values were read correctly,
1935  * false if some register was unknown or could not be read.
1936  * Note that we do not stop early on failure -- we will attempt
1937  * reading all registers in the list.
1938  */
1939 bool write_cpustate_to_list(ARMCPU *cpu);
1940
1941 #define ARM_CPUID_TI915T      0x54029152
1942 #define ARM_CPUID_TI925T      0x54029252
1943
1944 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1945 #define TARGET_PAGE_BITS 12
1946 #else
1947 /* ARMv7 and later CPUs have 4K pages minimum, but ARMv5 and v6
1948  * have to support 1K tiny pages.
1949  */
1950 #define TARGET_PAGE_BITS_VARY
1951 #define TARGET_PAGE_BITS_MIN 10
1952 #endif
1953
1954 #if defined(TARGET_AARCH64)
1955 #  define TARGET_PHYS_ADDR_SPACE_BITS 48
1956 #  define TARGET_VIRT_ADDR_SPACE_BITS 64
1957 #else
1958 #  define TARGET_PHYS_ADDR_SPACE_BITS 40
1959 #  define TARGET_VIRT_ADDR_SPACE_BITS 32
1960 #endif
1961
1962 static inline bool arm_excp_unmasked(CPUState *cs, unsigned int excp_idx,
1963                                      unsigned int target_el)
1964 {
1965     CPUARMState *env = cs->env_ptr;
1966     unsigned int cur_el = arm_current_el(env);
1967     bool secure = arm_is_secure(env);
1968     bool pstate_unmasked;
1969     int8_t unmasked = 0;
1970
1971     /* Don't take exceptions if they target a lower EL.
1972      * This check should catch any exceptions that would not be taken but left
1973      * pending.
1974      */
1975     if (cur_el > target_el) {
1976         return false;
1977     }
1978
1979     switch (excp_idx) {
1980     case EXCP_FIQ:
1981         pstate_unmasked = !(env->daif & PSTATE_F);
1982         break;
1983
1984     case EXCP_IRQ:
1985         pstate_unmasked = !(env->daif & PSTATE_I);
1986         break;
1987
1988     case EXCP_VFIQ:
1989         if (secure || !(env->cp15.hcr_el2 & HCR_FMO)) {
1990             /* VFIQs are only taken when hypervized and non-secure.  */
1991             return false;
1992         }
1993         return !(env->daif & PSTATE_F);
1994     case EXCP_VIRQ:
1995         if (secure || !(env->cp15.hcr_el2 & HCR_IMO)) {
1996             /* VIRQs are only taken when hypervized and non-secure.  */
1997             return false;
1998         }
1999         return !(env->daif & PSTATE_I);
2000     default:
2001         g_assert_not_reached();
2002     }
2003
2004     /* Use the target EL, current execution state and SCR/HCR settings to
2005      * determine whether the corresponding CPSR bit is used to mask the
2006      * interrupt.
2007      */
2008     if ((target_el > cur_el) && (target_el != 1)) {
2009         /* Exceptions targeting a higher EL may not be maskable */
2010         if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_AARCH64)) {
2011             /* 64-bit masking rules are simple: exceptions to EL3
2012              * can't be masked, and exceptions to EL2 can only be
2013              * masked from Secure state. The HCR and SCR settings
2014              * don't affect the masking logic, only the interrupt routing.
2015              */
2016             if (target_el == 3 || !secure) {
2017                 unmasked = 1;
2018             }
2019         } else {
2020             /* The old 32-bit-only environment has a more complicated
2021              * masking setup. HCR and SCR bits not only affect interrupt
2022              * routing but also change the behaviour of masking.
2023              */
2024             bool hcr, scr;
2025
2026             switch (excp_idx) {
2027             case EXCP_FIQ:
2028                 /* If FIQs are routed to EL3 or EL2 then there are cases where
2029                  * we override the CPSR.F in determining if the exception is
2030                  * masked or not. If neither of these are set then we fall back
2031                  * to the CPSR.F setting otherwise we further assess the state
2032                  * below.
2033                  */
2034                 hcr = (env->cp15.hcr_el2 & HCR_FMO);
2035                 scr = (env->cp15.scr_el3 & SCR_FIQ);
2036
2037                 /* When EL3 is 32-bit, the SCR.FW bit controls whether the
2038                  * CPSR.F bit masks FIQ interrupts when taken in non-secure
2039                  * state. If SCR.FW is set then FIQs can be masked by CPSR.F
2040                  * when non-secure but only when FIQs are only routed to EL3.
2041                  */
2042                 scr = scr && !((env->cp15.scr_el3 & SCR_FW) && !hcr);
2043                 break;
2044             case EXCP_IRQ:
2045                 /* When EL3 execution state is 32-bit, if HCR.IMO is set then
2046                  * we may override the CPSR.I masking when in non-secure state.
2047                  * The SCR.IRQ setting has already been taken into consideration
2048                  * when setting the target EL, so it does not have a further
2049                  * affect here.
2050                  */
2051                 hcr = (env->cp15.hcr_el2 & HCR_IMO);
2052                 scr = false;
2053                 break;
2054             default:
2055                 g_assert_not_reached();
2056             }
2057
2058             if ((scr || hcr) && !secure) {
2059                 unmasked = 1;
2060             }
2061         }
2062     }
2063
2064     /* The PSTATE bits only mask the interrupt if we have not overriden the
2065      * ability above.
2066      */
2067     return unmasked || pstate_unmasked;
2068 }
2069
2070 #define cpu_init(cpu_model) cpu_generic_init(TYPE_ARM_CPU, cpu_model)
2071
2072 #define cpu_signal_handler cpu_arm_signal_handler
2073 #define cpu_list arm_cpu_list
2074
2075 /* ARM has the following "translation regimes" (as the ARM ARM calls them):
2076  *
2077  * If EL3 is 64-bit:
2078  *  + NonSecure EL1 & 0 stage 1
2079  *  + NonSecure EL1 & 0 stage 2
2080  *  + NonSecure EL2
2081  *  + Secure EL1 & EL0
2082  *  + Secure EL3
2083  * If EL3 is 32-bit:
2084  *  + NonSecure PL1 & 0 stage 1
2085  *  + NonSecure PL1 & 0 stage 2
2086  *  + NonSecure PL2
2087  *  + Secure PL0 & PL1
2088  * (reminder: for 32 bit EL3, Secure PL1 is *EL3*, not EL1.)
2089  *
2090  * For QEMU, an mmu_idx is not quite the same as a translation regime because:
2091  *  1. we need to split the "EL1 & 0" regimes into two mmu_idxes, because they
2092  *     may differ in access permissions even if the VA->PA map is the same
2093  *  2. we want to cache in our TLB the full VA->IPA->PA lookup for a stage 1+2
2094  *     translation, which means that we have one mmu_idx that deals with two
2095  *     concatenated translation regimes [this sort of combined s1+2 TLB is
2096  *     architecturally permitted]
2097  *  3. we don't need to allocate an mmu_idx to translations that we won't be
2098  *     handling via the TLB. The only way to do a stage 1 translation without
2099  *     the immediate stage 2 translation is via the ATS or AT system insns,
2100  *     which can be slow-pathed and always do a page table walk.
2101  *  4. we can also safely fold together the "32 bit EL3" and "64 bit EL3"
2102  *     translation regimes, because they map reasonably well to each other
2103  *     and they can't both be active at the same time.
2104  * This gives us the following list of mmu_idx values:
2105  *
2106  * NS EL0 (aka NS PL0) stage 1+2
2107  * NS EL1 (aka NS PL1) stage 1+2
2108  * NS EL2 (aka NS PL2)
2109  * S EL3 (aka S PL1)
2110  * S EL0 (aka S PL0)
2111  * S EL1 (not used if EL3 is 32 bit)
2112  * NS EL0+1 stage 2
2113  *
2114  * (The last of these is an mmu_idx because we want to be able to use the TLB
2115  * for the accesses done as part of a stage 1 page table walk, rather than
2116  * having to walk the stage 2 page table over and over.)
2117  *
2118  * R profile CPUs have an MPU, but can use the same set of MMU indexes
2119  * as A profile. They only need to distinguish NS EL0 and NS EL1 (and
2120  * NS EL2 if we ever model a Cortex-R52).
2121  *
2122  * M profile CPUs are rather different as they do not have a true MMU.
2123  * They have the following different MMU indexes:
2124  *  User
2125  *  Privileged
2126  *  Execution priority negative (this is like privileged, but the
2127  *  MPU HFNMIENA bit means that it may have different access permission
2128  *  check results to normal privileged code, so can't share a TLB).
2129  * If the CPU supports the v8M Security Extension then there are also:
2130  *  Secure User
2131  *  Secure Privileged
2132  *  Secure, execution priority negative
2133  *
2134  * The ARMMMUIdx and the mmu index value used by the core QEMU TLB code
2135  * are not quite the same -- different CPU types (most notably M profile
2136  * vs A/R profile) would like to use MMU indexes with different semantics,
2137  * but since we don't ever need to use all of those in a single CPU we
2138  * can avoid setting NB_MMU_MODES to more than 8. The lower bits of
2139  * ARMMMUIdx are the core TLB mmu index, and the higher bits are always
2140  * the same for any particular CPU.
2141  * Variables of type ARMMUIdx are always full values, and the core
2142  * index values are in variables of type 'int'.
2143  *
2144  * Our enumeration includes at the end some entries which are not "true"
2145  * mmu_idx values in that they don't have corresponding TLBs and are only
2146  * valid for doing slow path page table walks.
2147  *
2148  * The constant names here are patterned after the general style of the names
2149  * of the AT/ATS operations.
2150  * The values used are carefully arranged to make mmu_idx => EL lookup easy.
2151  */
2152 #define ARM_MMU_IDX_A 0x10 /* A profile */
2153 #define ARM_MMU_IDX_NOTLB 0x20 /* does not have a TLB */
2154 #define ARM_MMU_IDX_M 0x40 /* M profile */
2155
2156 #define ARM_MMU_IDX_TYPE_MASK (~0x7)
2157 #define ARM_MMU_IDX_COREIDX_MASK 0x7
2158
2159 typedef enum ARMMMUIdx {
2160     ARMMMUIdx_S12NSE0 = 0 | ARM_MMU_IDX_A,
2161     ARMMMUIdx_S12NSE1 = 1 | ARM_MMU_IDX_A,
2162     ARMMMUIdx_S1E2 = 2 | ARM_MMU_IDX_A,
2163     ARMMMUIdx_S1E3 = 3 | ARM_MMU_IDX_A,
2164     ARMMMUIdx_S1SE0 = 4 | ARM_MMU_IDX_A,
2165     ARMMMUIdx_S1SE1 = 5 | ARM_MMU_IDX_A,
2166     ARMMMUIdx_S2NS = 6 | ARM_MMU_IDX_A,
2167     ARMMMUIdx_MUser = 0 | ARM_MMU_IDX_M,
2168     ARMMMUIdx_MPriv = 1 | ARM_MMU_IDX_M,
2169     ARMMMUIdx_MNegPri = 2 | ARM_MMU_IDX_M,
2170     ARMMMUIdx_MSUser = 3 | ARM_MMU_IDX_M,
2171     ARMMMUIdx_MSPriv = 4 | ARM_MMU_IDX_M,
2172     ARMMMUIdx_MSNegPri = 5 | ARM_MMU_IDX_M,
2173     /* Indexes below here don't have TLBs and are used only for AT system
2174      * instructions or for the first stage of an S12 page table walk.
2175      */
2176     ARMMMUIdx_S1NSE0 = 0 | ARM_MMU_IDX_NOTLB,
2177     ARMMMUIdx_S1NSE1 = 1 | ARM_MMU_IDX_NOTLB,
2178 } ARMMMUIdx;
2179
2180 /* Bit macros for the core-mmu-index values for each index,
2181  * for use when calling tlb_flush_by_mmuidx() and friends.
2182  */
2183 typedef enum ARMMMUIdxBit {
2184     ARMMMUIdxBit_S12NSE0 = 1 << 0,
2185     ARMMMUIdxBit_S12NSE1 = 1 << 1,
2186     ARMMMUIdxBit_S1E2 = 1 << 2,
2187     ARMMMUIdxBit_S1E3 = 1 << 3,
2188     ARMMMUIdxBit_S1SE0 = 1 << 4,
2189     ARMMMUIdxBit_S1SE1 = 1 << 5,
2190     ARMMMUIdxBit_S2NS = 1 << 6,
2191     ARMMMUIdxBit_MUser = 1 << 0,
2192     ARMMMUIdxBit_MPriv = 1 << 1,
2193     ARMMMUIdxBit_MNegPri = 1 << 2,
2194     ARMMMUIdxBit_MSUser = 1 << 3,
2195     ARMMMUIdxBit_MSPriv = 1 << 4,
2196     ARMMMUIdxBit_MSNegPri = 1 << 5,
2197 } ARMMMUIdxBit;
2198
2199 #define MMU_USER_IDX 0
2200
2201 static inline int arm_to_core_mmu_idx(ARMMMUIdx mmu_idx)
2202 {
2203     return mmu_idx & ARM_MMU_IDX_COREIDX_MASK;
2204 }
2205
2206 static inline ARMMMUIdx core_to_arm_mmu_idx(CPUARMState *env, int mmu_idx)
2207 {
2208     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_M)) {
2209         return mmu_idx | ARM_MMU_IDX_M;
2210     } else {
2211         return mmu_idx | ARM_MMU_IDX_A;
2212     }
2213 }
2214
2215 /* Return the exception level we're running at if this is our mmu_idx */
2216 static inline int arm_mmu_idx_to_el(ARMMMUIdx mmu_idx)
2217 {
2218     switch (mmu_idx & ARM_MMU_IDX_TYPE_MASK) {
2219     case ARM_MMU_IDX_A:
2220         return mmu_idx & 3;
2221     case ARM_MMU_IDX_M:
2222         return (mmu_idx == ARMMMUIdx_MUser || mmu_idx == ARMMMUIdx_MSUser)
2223             ? 0 : 1;
2224     default:
2225         g_assert_not_reached();
2226     }
2227 }
2228
2229 /* Determine the current mmu_idx to use for normal loads/stores */
2230 static inline int cpu_mmu_index(CPUARMState *env, bool ifetch)
2231 {
2232     int el = arm_current_el(env);
2233
2234     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_M)) {
2235         ARMMMUIdx mmu_idx = el == 0 ? ARMMMUIdx_MUser : ARMMMUIdx_MPriv;
2236
2237         /* Execution priority is negative if FAULTMASK is set or
2238          * we're in a HardFault or NMI handler.
2239          */
2240         if ((env->v7m.exception > 0 && env->v7m.exception <= 3)
2241             || env->v7m.faultmask[env->v7m.secure]) {
2242             mmu_idx = ARMMMUIdx_MNegPri;
2243         }
2244
2245         if (env->v7m.secure) {
2246             mmu_idx += ARMMMUIdx_MSUser;
2247         }
2248
2249         return arm_to_core_mmu_idx(mmu_idx);
2250     }
2251
2252     if (el < 2 && arm_is_secure_below_el3(env)) {
2253         return arm_to_core_mmu_idx(ARMMMUIdx_S1SE0 + el);
2254     }
2255     return el;
2256 }
2257
2258 /* Indexes used when registering address spaces with cpu_address_space_init */
2259 typedef enum ARMASIdx {
2260     ARMASIdx_NS = 0,
2261     ARMASIdx_S = 1,
2262 } ARMASIdx;
2263
2264 /* Return the Exception Level targeted by debug exceptions. */
2265 static inline int arm_debug_target_el(CPUARMState *env)
2266 {
2267     bool secure = arm_is_secure(env);
2268     bool route_to_el2 = false;
2269
2270     if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL2) && !secure) {
2271         route_to_el2 = env->cp15.hcr_el2 & HCR_TGE ||
2272                        env->cp15.mdcr_el2 & (1 << 8);
2273     }
2274
2275     if (route_to_el2) {
2276         return 2;
2277     } else if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3) &&
2278                !arm_el_is_aa64(env, 3) && secure) {
2279         return 3;
2280     } else {
2281         return 1;
2282     }
2283 }
2284
2285 static inline bool aa64_generate_debug_exceptions(CPUARMState *env)
2286 {
2287     if (arm_is_secure(env)) {
2288         /* MDCR_EL3.SDD disables debug events from Secure state */
2289         if (extract32(env->cp15.mdcr_el3, 16, 1) != 0
2290             || arm_current_el(env) == 3) {
2291             return false;
2292         }
2293     }
2294
2295     if (arm_current_el(env) == arm_debug_target_el(env)) {
2296         if ((extract32(env->cp15.mdscr_el1, 13, 1) == 0)
2297             || (env->daif & PSTATE_D)) {
2298             return false;
2299         }
2300     }
2301     return true;
2302 }
2303
2304 static inline bool aa32_generate_debug_exceptions(CPUARMState *env)
2305 {
2306     int el = arm_current_el(env);
2307
2308     if (el == 0 && arm_el_is_aa64(env, 1)) {
2309         return aa64_generate_debug_exceptions(env);
2310     }
2311
2312     if (arm_is_secure(env)) {
2313         int spd;
2314
2315         if (el == 0 && (env->cp15.sder & 1)) {
2316             /* SDER.SUIDEN means debug exceptions from Secure EL0
2317              * are always enabled. Otherwise they are controlled by
2318              * SDCR.SPD like those from other Secure ELs.
2319              */
2320             return true;
2321         }
2322
2323         spd = extract32(env->cp15.mdcr_el3, 14, 2);
2324         switch (spd) {
2325         case 1:
2326             /* SPD == 0b01 is reserved, but behaves as 0b00. */
2327         case 0:
2328             /* For 0b00 we return true if external secure invasive debug
2329              * is enabled. On real hardware this is controlled by external
2330              * signals to the core. QEMU always permits debug, and behaves
2331              * as if DBGEN, SPIDEN, NIDEN and SPNIDEN are all tied high.
2332              */
2333             return true;
2334         case 2:
2335             return false;
2336         case 3:
2337             return true;
2338         }
2339     }
2340
2341     return el != 2;
2342 }
2343
2344 /* Return true if debugging exceptions are currently enabled.
2345  * This corresponds to what in ARM ARM pseudocode would be
2346  *    if UsingAArch32() then
2347  *        return AArch32.GenerateDebugExceptions()
2348  *    else
2349  *        return AArch64.GenerateDebugExceptions()
2350  * We choose to push the if() down into this function for clarity,
2351  * since the pseudocode has it at all callsites except for the one in
2352  * CheckSoftwareStep(), where it is elided because both branches would
2353  * always return the same value.
2354  *
2355  * Parts of the pseudocode relating to EL2 and EL3 are omitted because we
2356  * don't yet implement those exception levels or their associated trap bits.
2357  */
2358 static inline bool arm_generate_debug_exceptions(CPUARMState *env)
2359 {
2360     if (env->aarch64) {
2361         return aa64_generate_debug_exceptions(env);
2362     } else {
2363         return aa32_generate_debug_exceptions(env);
2364     }
2365 }
2366
2367 /* Is single-stepping active? (Note that the "is EL_D AArch64?" check
2368  * implicitly means this always returns false in pre-v8 CPUs.)
2369  */
2370 static inline bool arm_singlestep_active(CPUARMState *env)
2371 {
2372     return extract32(env->cp15.mdscr_el1, 0, 1)
2373         && arm_el_is_aa64(env, arm_debug_target_el(env))
2374         && arm_generate_debug_exceptions(env);
2375 }
2376
2377 static inline bool arm_sctlr_b(CPUARMState *env)
2378 {
2379     return
2380         /* We need not implement SCTLR.ITD in user-mode emulation, so
2381          * let linux-user ignore the fact that it conflicts with SCTLR_B.
2382          * This lets people run BE32 binaries with "-cpu any".
2383          */
2384 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
2385         !arm_feature(env, ARM_FEATURE_V7) &&
2386 #endif
2387         (env->cp15.sctlr_el[1] & SCTLR_B) != 0;
2388 }
2389
2390 /* Return true if the processor is in big-endian mode. */
2391 static inline bool arm_cpu_data_is_big_endian(CPUARMState *env)
2392 {
2393     int cur_el;
2394
2395     /* In 32bit endianness is determined by looking at CPSR's E bit */
2396     if (!is_a64(env)) {
2397         return
2398 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
2399             /* In system mode, BE32 is modelled in line with the
2400              * architecture (as word-invariant big-endianness), where loads
2401              * and stores are done little endian but from addresses which
2402              * are adjusted by XORing with the appropriate constant. So the
2403              * endianness to use for the raw data access is not affected by
2404              * SCTLR.B.
2405              * In user mode, however, we model BE32 as byte-invariant
2406              * big-endianness (because user-only code cannot tell the
2407              * difference), and so we need to use a data access endianness
2408              * that depends on SCTLR.B.
2409              */
2410             arm_sctlr_b(env) ||
2411 #endif
2412                 ((env->uncached_cpsr & CPSR_E) ? 1 : 0);
2413     }
2414
2415     cur_el = arm_current_el(env);
2416
2417     if (cur_el == 0) {
2418         return (env->cp15.sctlr_el[1] & SCTLR_E0E) != 0;
2419     }
2420
2421     return (env->cp15.sctlr_el[cur_el] & SCTLR_EE) != 0;
2422 }
2423
2424 #include "exec/cpu-all.h"
2425
2426 /* Bit usage in the TB flags field: bit 31 indicates whether we are
2427  * in 32 or 64 bit mode. The meaning of the other bits depends on that.
2428  * We put flags which are shared between 32 and 64 bit mode at the top
2429  * of the word, and flags which apply to only one mode at the bottom.
2430  */
2431 #define ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_SHIFT 31
2432 #define ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_MASK  (1U << ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_SHIFT)
2433 #define ARM_TBFLAG_MMUIDX_SHIFT 28
2434 #define ARM_TBFLAG_MMUIDX_MASK (0x7 << ARM_TBFLAG_MMUIDX_SHIFT)
2435 #define ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE_SHIFT 27
2436 #define ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE_MASK (1 << ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE_SHIFT)
2437 #define ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_SHIFT 26
2438 #define ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_MASK (1 << ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_SHIFT)
2439 /* Target EL if we take a floating-point-disabled exception */
2440 #define ARM_TBFLAG_FPEXC_EL_SHIFT 24
2441 #define ARM_TBFLAG_FPEXC_EL_MASK (0x3 << ARM_TBFLAG_FPEXC_EL_SHIFT)
2442
2443 /* Bit usage when in AArch32 state: */
2444 #define ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT      0
2445 #define ARM_TBFLAG_THUMB_MASK       (1 << ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT)
2446 #define ARM_TBFLAG_VECLEN_SHIFT     1
2447 #define ARM_TBFLAG_VECLEN_MASK      (0x7 << ARM_TBFLAG_VECLEN_SHIFT)
2448 #define ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_SHIFT  4
2449 #define ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_MASK   (0x3 << ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_SHIFT)
2450 #define ARM_TBFLAG_VFPEN_SHIFT      7
2451 #define ARM_TBFLAG_VFPEN_MASK       (1 << ARM_TBFLAG_VFPEN_SHIFT)
2452 #define ARM_TBFLAG_CONDEXEC_SHIFT   8
2453 #define ARM_TBFLAG_CONDEXEC_MASK    (0xff << ARM_TBFLAG_CONDEXEC_SHIFT)
2454 #define ARM_TBFLAG_SCTLR_B_SHIFT    16
2455 #define ARM_TBFLAG_SCTLR_B_MASK     (1 << ARM_TBFLAG_SCTLR_B_SHIFT)
2456 /* We store the bottom two bits of the CPAR as TB flags and handle
2457  * checks on the other bits at runtime
2458  */
2459 #define ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR_SHIFT 17
2460 #define ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR_MASK (3 << ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR_SHIFT)
2461 /* Indicates whether cp register reads and writes by guest code should access
2462  * the secure or nonsecure bank of banked registers; note that this is not
2463  * the same thing as the current security state of the processor!
2464  */
2465 #define ARM_TBFLAG_NS_SHIFT         19
2466 #define ARM_TBFLAG_NS_MASK          (1 << ARM_TBFLAG_NS_SHIFT)
2467 #define ARM_TBFLAG_BE_DATA_SHIFT    20
2468 #define ARM_TBFLAG_BE_DATA_MASK     (1 << ARM_TBFLAG_BE_DATA_SHIFT)
2469 /* For M profile only, Handler (ie not Thread) mode */
2470 #define ARM_TBFLAG_HANDLER_SHIFT    21
2471 #define ARM_TBFLAG_HANDLER_MASK     (1 << ARM_TBFLAG_HANDLER_SHIFT)
2472
2473 /* Bit usage when in AArch64 state */
2474 #define ARM_TBFLAG_TBI0_SHIFT 0        /* TBI0 for EL0/1 or TBI for EL2/3 */
2475 #define ARM_TBFLAG_TBI0_MASK (0x1ull << ARM_TBFLAG_TBI0_SHIFT)
2476 #define ARM_TBFLAG_TBI1_SHIFT 1        /* TBI1 for EL0/1  */
2477 #define ARM_TBFLAG_TBI1_MASK (0x1ull << ARM_TBFLAG_TBI1_SHIFT)
2478
2479 /* some convenience accessor macros */
2480 #define ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE(F) \
2481     (((F) & ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_MASK) >> ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_SHIFT)
2482 #define ARM_TBFLAG_MMUIDX(F) \
2483     (((F) & ARM_TBFLAG_MMUIDX_MASK) >> ARM_TBFLAG_MMUIDX_SHIFT)
2484 #define ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE(F) \
2485     (((F) & ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE_MASK) >> ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE_SHIFT)
2486 #define ARM_TBFLAG_PSTATE_SS(F) \
2487     (((F) & ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_MASK) >> ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_SHIFT)
2488 #define ARM_TBFLAG_FPEXC_EL(F) \
2489     (((F) & ARM_TBFLAG_FPEXC_EL_MASK) >> ARM_TBFLAG_FPEXC_EL_SHIFT)
2490 #define ARM_TBFLAG_THUMB(F) \
2491     (((F) & ARM_TBFLAG_THUMB_MASK) >> ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT)
2492 #define ARM_TBFLAG_VECLEN(F) \
2493     (((F) & ARM_TBFLAG_VECLEN_MASK) >> ARM_TBFLAG_VECLEN_SHIFT)
2494 #define ARM_TBFLAG_VECSTRIDE(F) \
2495     (((F) & ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_MASK) >> ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_SHIFT)
2496 #define ARM_TBFLAG_VFPEN(F) \
2497     (((F) & ARM_TBFLAG_VFPEN_MASK) >> ARM_TBFLAG_VFPEN_SHIFT)
2498 #define ARM_TBFLAG_CONDEXEC(F) \
2499     (((F) & ARM_TBFLAG_CONDEXEC_MASK) >> ARM_TBFLAG_CONDEXEC_SHIFT)
2500 #define ARM_TBFLAG_SCTLR_B(F) \
2501     (((F) & ARM_TBFLAG_SCTLR_B_MASK) >> ARM_TBFLAG_SCTLR_B_SHIFT)
2502 #define ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR(F) \
2503     (((F) & ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR_MASK) >> ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR_SHIFT)
2504 #define ARM_TBFLAG_NS(F) \
2505     (((F) & ARM_TBFLAG_NS_MASK) >> ARM_TBFLAG_NS_SHIFT)
2506 #define ARM_TBFLAG_BE_DATA(F) \
2507     (((F) & ARM_TBFLAG_BE_DATA_MASK) >> ARM_TBFLAG_BE_DATA_SHIFT)
2508 #define ARM_TBFLAG_HANDLER(F) \
2509     (((F) & ARM_TBFLAG_HANDLER_MASK) >> ARM_TBFLAG_HANDLER_SHIFT)
2510 #define ARM_TBFLAG_TBI0(F) \
2511     (((F) & ARM_TBFLAG_TBI0_MASK) >> ARM_TBFLAG_TBI0_SHIFT)
2512 #define ARM_TBFLAG_TBI1(F) \
2513     (((F) & ARM_TBFLAG_TBI1_MASK) >> ARM_TBFLAG_TBI1_SHIFT)
2514
2515 static inline bool bswap_code(bool sctlr_b)
2516 {
2517 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
2518     /* BE8 (SCTLR.B = 0, TARGET_WORDS_BIGENDIAN = 1) is mixed endian.
2519      * The invalid combination SCTLR.B=1/CPSR.E=1/TARGET_WORDS_BIGENDIAN=0
2520      * would also end up as a mixed-endian mode with BE code, LE data.
2521      */
2522     return
2523 #ifdef TARGET_WORDS_BIGENDIAN
2524         1 ^
2525 #endif
2526         sctlr_b;
2527 #else
2528     /* All code access in ARM is little endian, and there are no loaders
2529      * doing swaps that need to be reversed
2530      */
2531     return 0;
2532 #endif
2533 }
2534
2535 /* Return the exception level to which FP-disabled exceptions should
2536  * be taken, or 0 if FP is enabled.
2537  */
2538 static inline int fp_exception_el(CPUARMState *env)
2539 {
2540     int fpen;
2541     int cur_el = arm_current_el(env);
2542
2543     /* CPACR and the CPTR registers don't exist before v6, so FP is
2544      * always accessible
2545      */
2546     if (!arm_feature(env, ARM_FEATURE_V6)) {
2547         return 0;
2548     }
2549
2550     /* The CPACR controls traps to EL1, or PL1 if we're 32 bit:
2551      * 0, 2 : trap EL0 and EL1/PL1 accesses
2552      * 1    : trap only EL0 accesses
2553      * 3    : trap no accesses
2554      */
2555     fpen = extract32(env->cp15.cpacr_el1, 20, 2);
2556     switch (fpen) {
2557     case 0:
2558     case 2:
2559         if (cur_el == 0 || cur_el == 1) {
2560             /* Trap to PL1, which might be EL1 or EL3 */
2561             if (arm_is_secure(env) && !arm_el_is_aa64(env, 3)) {
2562                 return 3;
2563             }
2564             return 1;
2565         }
2566         if (cur_el == 3 && !is_a64(env)) {
2567             /* Secure PL1 running at EL3 */
2568             return 3;
2569         }
2570         break;
2571     case 1:
2572         if (cur_el == 0) {
2573             return 1;
2574         }
2575         break;
2576     case 3:
2577         break;
2578     }
2579
2580     /* For the CPTR registers we don't need to guard with an ARM_FEATURE
2581      * check because zero bits in the registers mean "don't trap".
2582      */
2583
2584     /* CPTR_EL2 : present in v7VE or v8 */
2585     if (cur_el <= 2 && extract32(env->cp15.cptr_el[2], 10, 1)
2586         && !arm_is_secure_below_el3(env)) {
2587         /* Trap FP ops at EL2, NS-EL1 or NS-EL0 to EL2 */
2588         return 2;
2589     }
2590
2591     /* CPTR_EL3 : present in v8 */
2592     if (extract32(env->cp15.cptr_el[3], 10, 1)) {
2593         /* Trap all FP ops to EL3 */
2594         return 3;
2595     }
2596
2597     return 0;
2598 }
2599
2600 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
2601 static inline bool arm_cpu_bswap_data(CPUARMState *env)
2602 {
2603     return
2604 #ifdef TARGET_WORDS_BIGENDIAN
2605        1 ^
2606 #endif
2607        arm_cpu_data_is_big_endian(env);
2608 }
2609 #endif
2610
2611 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
2612 /**
2613  * arm_regime_tbi0:
2614  * @env: CPUARMState
2615  * @mmu_idx: MMU index indicating required translation regime
2616  *
2617  * Extracts the TBI0 value from the appropriate TCR for the current EL
2618  *
2619  * Returns: the TBI0 value.
2620  */
2621 uint32_t arm_regime_tbi0(CPUARMState *env, ARMMMUIdx mmu_idx);
2622
2623 /**
2624  * arm_regime_tbi1:
2625  * @env: CPUARMState
2626  * @mmu_idx: MMU index indicating required translation regime
2627  *
2628  * Extracts the TBI1 value from the appropriate TCR for the current EL
2629  *
2630  * Returns: the TBI1 value.
2631  */
2632 uint32_t arm_regime_tbi1(CPUARMState *env, ARMMMUIdx mmu_idx);
2633 #else
2634 /* We can't handle tagged addresses properly in user-only mode */
2635 static inline uint32_t arm_regime_tbi0(CPUARMState *env, ARMMMUIdx mmu_idx)
2636 {
2637     return 0;
2638 }
2639
2640 static inline uint32_t arm_regime_tbi1(CPUARMState *env, ARMMMUIdx mmu_idx)
2641 {
2642     return 0;
2643 }
2644 #endif
2645
2646 static inline void cpu_get_tb_cpu_state(CPUARMState *env, target_ulong *pc,
2647                                         target_ulong *cs_base, uint32_t *flags)
2648 {
2649     ARMMMUIdx mmu_idx = core_to_arm_mmu_idx(env, cpu_mmu_index(env, false));
2650     if (is_a64(env)) {
2651         *pc = env->pc;
2652         *flags = ARM_TBFLAG_AARCH64_STATE_MASK;
2653         /* Get control bits for tagged addresses */
2654         *flags |= (arm_regime_tbi0(env, mmu_idx) << ARM_TBFLAG_TBI0_SHIFT);
2655         *flags |= (arm_regime_tbi1(env, mmu_idx) << ARM_TBFLAG_TBI1_SHIFT);
2656     } else {
2657         *pc = env->regs[15];
2658         *flags = (env->thumb << ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT)
2659             | (env->vfp.vec_len << ARM_TBFLAG_VECLEN_SHIFT)
2660             | (env->vfp.vec_stride << ARM_TBFLAG_VECSTRIDE_SHIFT)
2661             | (env->condexec_bits << ARM_TBFLAG_CONDEXEC_SHIFT)
2662             | (arm_sctlr_b(env) << ARM_TBFLAG_SCTLR_B_SHIFT);
2663         if (!(access_secure_reg(env))) {
2664             *flags |= ARM_TBFLAG_NS_MASK;
2665         }
2666         if (env->vfp.xregs[ARM_VFP_FPEXC] & (1 << 30)
2667             || arm_el_is_aa64(env, 1)) {
2668             *flags |= ARM_TBFLAG_VFPEN_MASK;
2669         }
2670         *flags |= (extract32(env->cp15.c15_cpar, 0, 2)
2671                    << ARM_TBFLAG_XSCALE_CPAR_SHIFT);
2672     }
2673
2674     *flags |= (arm_to_core_mmu_idx(mmu_idx) << ARM_TBFLAG_MMUIDX_SHIFT);
2675
2676     /* The SS_ACTIVE and PSTATE_SS bits correspond to the state machine
2677      * states defined in the ARM ARM for software singlestep:
2678      *  SS_ACTIVE   PSTATE.SS   State
2679      *     0            x       Inactive (the TB flag for SS is always 0)
2680      *     1            0       Active-pending
2681      *     1            1       Active-not-pending
2682      */
2683     if (arm_singlestep_active(env)) {
2684         *flags |= ARM_TBFLAG_SS_ACTIVE_MASK;
2685         if (is_a64(env)) {
2686             if (env->pstate & PSTATE_SS) {
2687                 *flags |= ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_MASK;
2688             }
2689         } else {
2690             if (env->uncached_cpsr & PSTATE_SS) {
2691                 *flags |= ARM_TBFLAG_PSTATE_SS_MASK;
2692             }
2693         }
2694     }
2695     if (arm_cpu_data_is_big_endian(env)) {
2696         *flags |= ARM_TBFLAG_BE_DATA_MASK;
2697     }
2698     *flags |= fp_exception_el(env) << ARM_TBFLAG_FPEXC_EL_SHIFT;
2699
2700     if (arm_v7m_is_handler_mode(env)) {
2701         *flags |= ARM_TBFLAG_HANDLER_MASK;
2702     }
2703
2704     *cs_base = 0;
2705 }
2706
2707 enum {
2708     QEMU_PSCI_CONDUIT_DISABLED = 0,
2709     QEMU_PSCI_CONDUIT_SMC = 1,
2710     QEMU_PSCI_CONDUIT_HVC = 2,
2711 };
2712
2713 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
2714 /* Return the address space index to use for a memory access */
2715 static inline int arm_asidx_from_attrs(CPUState *cs, MemTxAttrs attrs)
2716 {
2717     return attrs.secure ? ARMASIdx_S : ARMASIdx_NS;
2718 }
2719
2720 /* Return the AddressSpace to use for a memory access
2721  * (which depends on whether the access is S or NS, and whether
2722  * the board gave us a separate AddressSpace for S accesses).
2723  */
2724 static inline AddressSpace *arm_addressspace(CPUState *cs, MemTxAttrs attrs)
2725 {
2726     return cpu_get_address_space(cs, arm_asidx_from_attrs(cs, attrs));
2727 }
2728 #endif
2729
2730 /**
2731  * arm_register_el_change_hook:
2732  * Register a hook function which will be called back whenever this
2733  * CPU changes exception level or mode. The hook function will be
2734  * passed a pointer to the ARMCPU and the opaque data pointer passed
2735  * to this function when the hook was registered.
2736  *
2737  * Note that we currently only support registering a single hook function,
2738  * and will assert if this function is called twice.
2739  * This facility is intended for the use of the GICv3 emulation.
2740  */
2741 void arm_register_el_change_hook(ARMCPU *cpu, ARMELChangeHook *hook,
2742                                  void *opaque);
2743
2744 /**
2745  * arm_get_el_change_hook_opaque:
2746  * Return the opaque data that will be used by the el_change_hook
2747  * for this CPU.
2748  */
2749 static inline void *arm_get_el_change_hook_opaque(ARMCPU *cpu)
2750 {
2751     return cpu->el_change_hook_opaque;
2752 }
2753
2754 #endif
This page took 0.169558 seconds and 4 git commands to generate.