]> Git Repo - qemu.git/blobdiff - tcg/README
Merge remote-tracking branch 'remotes/bonzini/nbd-next' into staging
[qemu.git] / tcg / README
index 9d1b1006138971ceb1d3b7703a451ba4ee728b7c..a550ff176da28fa3b75657cef16262b193e830ff 100644 (file)
@@ -14,6 +14,10 @@ the emulated architecture. As TCG started as a generic C backend used
 for cross compiling, it is assumed that the TCG target is different
 from the host, although it is never the case for QEMU.
 
+In this document, we use "guest" to specify what architecture we are
+emulating; "target" always means the TCG target, the machine on which
+we are running QEMU.
+
 A TCG "function" corresponds to a QEMU Translated Block (TB).
 
 A TCG "temporary" is a variable only live in a basic
@@ -32,6 +36,12 @@ or a memory location which is stored in a register outside QEMU TBs
 A TCG "basic block" corresponds to a list of instructions terminated
 by a branch instruction. 
 
+An operation with "undefined behavior" may result in a crash.
+
+An operation with "unspecified behavior" shall not crash.  However,
+the result may be one of several possibilities so may be considered
+an "undefined result".
+
 3) Intermediate representation
 
 3.1) Introduction
@@ -77,11 +87,20 @@ destroyed, but local temporaries and globals are preserved.
 Using the tcg_gen_helper_x_y it is possible to call any function
 taking i32, i64 or pointer types. By default, before calling a helper,
 all globals are stored at their canonical location and it is assumed
-that the function can modify them. This can be overridden by the
-TCG_CALL_CONST function modifier. By default, the helper is allowed to
-modify the CPU state or raise an exception. This can be overridden by
-the TCG_CALL_PURE function modifier, in which case the call to the
-function is removed if the return value is not used.
+that the function can modify them. By default, the helper is allowed to
+modify the CPU state or raise an exception.
+
+This can be overridden using the following function modifiers:
+- TCG_CALL_NO_READ_GLOBALS means that the helper does not read globals,
+  either directly or via an exception. They will not be saved to their
+  canonical locations before calling the helper.
+- TCG_CALL_NO_WRITE_GLOBALS means that the helper does not modify any globals.
+  They will only be saved to their canonical location before calling helpers,
+  but they won't be reloaded afterwise.
+- TCG_CALL_NO_SIDE_EFFECTS means that the call to the function is removed if
+  the return value is not used.
+
+Note that TCG_CALL_NO_READ_GLOBALS implies TCG_CALL_NO_WRITE_GLOBALS.
 
 On some TCG targets (e.g. x86), several calling conventions are
 supported.
@@ -226,23 +245,25 @@ t0=t1|~t2
 
 * shl_i32/i64 t0, t1, t2
 
-t0=t1 << t2. Undefined behavior if t2 < 0 or t2 >= 32 (resp 64)
+t0=t1 << t2. Unspecified behavior if t2 < 0 or t2 >= 32 (resp 64)
 
 * shr_i32/i64 t0, t1, t2
 
-t0=t1 >> t2 (unsigned). Undefined behavior if t2 < 0 or t2 >= 32 (resp 64)
+t0=t1 >> t2 (unsigned). Unspecified behavior if t2 < 0 or t2 >= 32 (resp 64)
 
 * sar_i32/i64 t0, t1, t2
 
-t0=t1 >> t2 (signed). Undefined behavior if t2 < 0 or t2 >= 32 (resp 64)
+t0=t1 >> t2 (signed). Unspecified behavior if t2 < 0 or t2 >= 32 (resp 64)
 
 * rotl_i32/i64 t0, t1, t2
 
-Rotation of t2 bits to the left. Undefined behavior if t2 < 0 or t2 >= 32 (resp 64)
+Rotation of t2 bits to the left.
+Unspecified behavior if t2 < 0 or t2 >= 32 (resp 64)
 
 * rotr_i32/i64 t0, t1, t2
 
-Rotation of t2 bits to the right. Undefined behavior if t2 < 0 or t2 >= 32 (resp 64)
+Rotation of t2 bits to the right.
+Unspecified behavior if t2 < 0 or t2 >= 32 (resp 64)
 
 ********* Misc
 
@@ -293,6 +314,11 @@ This operation would be equivalent to
 
   dest = (t1 & ~0x0f00) | ((t2 << 8) & 0x0f00)
 
+* trunc_shr_i32 t0, t1, pos
+
+For 64-bit hosts only, right shift the 64-bit input T1 by POS and
+truncate to 32-bit output T0.  Depending on the host, this may be
+a simple mov/shift, or may require additional canonicalization.
 
 ********* Conditional moves
 
@@ -352,7 +378,25 @@ Write 8, 16, 32 or 64 bits to host memory.
 All this opcodes assume that the pointed host memory doesn't correspond
 to a global. In the latter case the behaviour is unpredictable.
 
-********* 64-bit target on 32-bit host support
+********* Multiword arithmetic support
+
+* add2_i32/i64 t0_low, t0_high, t1_low, t1_high, t2_low, t2_high
+* sub2_i32/i64 t0_low, t0_high, t1_low, t1_high, t2_low, t2_high
+
+Similar to add/sub, except that the double-word inputs T1 and T2 are
+formed from two single-word arguments, and the double-word output T0
+is returned in two single-word outputs.
+
+* mulu2_i32/i64 t0_low, t0_high, t1, t2
+
+Similar to mul, except two unsigned inputs T1 and T2 yielding the full
+double-word product T0.  The later is returned in two single-word outputs.
+
+* muls2_i32/i64 t0_low, t0_high, t1, t2
+
+Similar to mulu2, except the two inputs T1 and T2 are signed.
+
+********* 64-bit guest on 32-bit host support
 
 The following opcodes are internal to TCG.  Thus they are to be implemented by
 32-bit host code generators, but are not to be emitted by guest translators.
@@ -363,18 +407,6 @@ They are emitted as needed by inline functions within "tcg-op.h".
 Similar to brcond, except that the 64-bit values T0 and T1
 are formed from two 32-bit arguments.
 
-* add2_i32 t0_low, t0_high, t1_low, t1_high, t2_low, t2_high
-* sub2_i32 t0_low, t0_high, t1_low, t1_high, t2_low, t2_high
-
-Similar to add/sub, except that the 64-bit inputs T1 and T2 are
-formed from two 32-bit arguments, and the 64-bit output T0
-is returned in two 32-bit outputs.
-
-* mulu2_i32 t0_low, t0_high, t1, t2
-
-Similar to mul, except two 32-bit (unsigned) inputs T1 and T2 yielding
-the full 64-bit product T0.  The later is returned in two 32-bit outputs.
-
 * setcond2_i32 dest, t1_low, t1_high, t2_low, t2_high, cond
 
 Similar to setcond, except that the 64-bit values T1 and T2 are
@@ -393,30 +425,25 @@ current TB was linked to this TB. Otherwise execute the next
 instructions. Only indices 0 and 1 are valid and tcg_gen_goto_tb may be issued
 at most once with each slot index per TB.
 
-* qemu_ld8u t0, t1, flags
-qemu_ld8s t0, t1, flags
-qemu_ld16u t0, t1, flags
-qemu_ld16s t0, t1, flags
-qemu_ld32 t0, t1, flags
-qemu_ld32u t0, t1, flags
-qemu_ld32s t0, t1, flags
-qemu_ld64 t0, t1, flags
+* qemu_ld_i32/i64 t0, t1, flags, memidx
+* qemu_st_i32/i64 t0, t1, flags, memidx
+
+Load data at the guest address t1 into t0, or store data in t0 at guest
+address t1.  The _i32/_i64 size applies to the size of the input/output
+register t0 only.  The address t1 is always sized according to the guest,
+and the width of the memory operation is controlled by flags.
 
-Load data at the QEMU CPU address t1 into t0. t1 has the QEMU CPU address
-type. 'flags' contains the QEMU memory index (selects user or kernel access)
-for example.
+Both t0 and t1 may be split into little-endian ordered pairs of registers
+if dealing with 64-bit quantities on a 32-bit host.
 
-Note that "qemu_ld32" implies a 32-bit result, while "qemu_ld32u" and
-"qemu_ld32s" imply a 64-bit result appropriately extended from 32 bits.
+The memidx selects the qemu tlb index to use (e.g. user or kernel access).
+The flags are the TCGMemOp bits, selecting the sign, width, and endianness
+of the memory access.
 
-* qemu_st8 t0, t1, flags
-qemu_st16 t0, t1, flags
-qemu_st32 t0, t1, flags
-qemu_st64 t0, t1, flags
+For a 32-bit host, qemu_ld/st_i64 is guaranteed to only be used with a
+64-bit memory access specified in flags.
 
-Store the data t0 at the QEMU CPU Address t1. t1 has the QEMU CPU
-address type. 'flags' contains the QEMU memory index (selects user or
-kernel access) for example.
+*********
 
 Note 1: Some shortcuts are defined when the last operand is known to be
 a constant (e.g. addi for add, movi for mov).
@@ -506,9 +533,9 @@ register.
   a better generated code, but it reduces the memory usage of TCG and
   the speed of the translation.
 
-- Don't hesitate to use helpers for complicated or seldom used target
+- Don't hesitate to use helpers for complicated or seldom used guest
   instructions. There is little performance advantage in using TCG to
-  implement target instructions taking more than about twenty TCG
+  implement guest instructions taking more than about twenty TCG
   instructions. Note that this rule of thumb is more applicable to
   helpers doing complex logic or arithmetic, where the C compiler has
   scope to do a good job of optimisation; it is less relevant where
@@ -516,9 +543,9 @@ register.
   inline TCG may still be faster for longer sequences.
 
 - The hard limit on the number of TCG instructions you can generate
-  per target instruction is set by MAX_OP_PER_INSTR in exec-all.h --
+  per guest instruction is set by MAX_OP_PER_INSTR in exec-all.h --
   you cannot exceed this without risking a buffer overrun.
 
 - Use the 'discard' instruction if you know that TCG won't be able to
   prove that a given global is "dead" at a given program point. The
-  x86 target uses it to improve the condition codes optimisation.
+  x86 guest uses it to improve the condition codes optimisation.
This page took 0.030677 seconds and 4 git commands to generate.