xref: /qemu/target/ppc/mmu-hash32.c (revision aea390e4be652d5b5457771d25eded0dba14fe37)
19d7c3f4aSDavid Gibson /*
29d7c3f4aSDavid Gibson  *  PowerPC MMU, TLB and BAT emulation helpers for QEMU.
39d7c3f4aSDavid Gibson  *
49d7c3f4aSDavid Gibson  *  Copyright (c) 2003-2007 Jocelyn Mayer
59d7c3f4aSDavid Gibson  *  Copyright (c) 2013 David Gibson, IBM Corporation
69d7c3f4aSDavid Gibson  *
79d7c3f4aSDavid Gibson  * This library is free software; you can redistribute it and/or
89d7c3f4aSDavid Gibson  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
99d7c3f4aSDavid Gibson  * License as published by the Free Software Foundation; either
109d7c3f4aSDavid Gibson  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
119d7c3f4aSDavid Gibson  *
129d7c3f4aSDavid Gibson  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
139d7c3f4aSDavid Gibson  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
149d7c3f4aSDavid Gibson  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
159d7c3f4aSDavid Gibson  * Lesser General Public License for more details.
169d7c3f4aSDavid Gibson  *
179d7c3f4aSDavid Gibson  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
189d7c3f4aSDavid Gibson  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
199d7c3f4aSDavid Gibson  */
209d7c3f4aSDavid Gibson 
219d7c3f4aSDavid Gibson #include "cpu.h"
229d7c3f4aSDavid Gibson #include "helper.h"
239d7c3f4aSDavid Gibson #include "sysemu/kvm.h"
249d7c3f4aSDavid Gibson #include "kvm_ppc.h"
259d7c3f4aSDavid Gibson #include "mmu-hash32.h"
269d7c3f4aSDavid Gibson 
279d7c3f4aSDavid Gibson //#define DEBUG_MMU
2898132796SDavid Gibson //#define DEBUG_BAT
299d7c3f4aSDavid Gibson 
309d7c3f4aSDavid Gibson #ifdef DEBUG_MMU
319d7c3f4aSDavid Gibson #  define LOG_MMU(...) qemu_log(__VA_ARGS__)
329d7c3f4aSDavid Gibson #  define LOG_MMU_STATE(env) log_cpu_state((env), 0)
339d7c3f4aSDavid Gibson #else
349d7c3f4aSDavid Gibson #  define LOG_MMU(...) do { } while (0)
359d7c3f4aSDavid Gibson #  define LOG_MMU_STATE(...) do { } while (0)
369d7c3f4aSDavid Gibson #endif
379d7c3f4aSDavid Gibson 
3898132796SDavid Gibson #ifdef DEBUG_BATS
3998132796SDavid Gibson #  define LOG_BATS(...) qemu_log(__VA_ARGS__)
4098132796SDavid Gibson #else
4198132796SDavid Gibson #  define LOG_BATS(...) do { } while (0)
4298132796SDavid Gibson #endif
4398132796SDavid Gibson 
445dc68eb0SDavid Gibson struct mmu_ctx_hash32 {
455dc68eb0SDavid Gibson     hwaddr raddr;      /* Real address              */
465dc68eb0SDavid Gibson     int prot;                      /* Protection bits           */
475dc68eb0SDavid Gibson     hwaddr hash[2];    /* Pagetable hash values     */
485dc68eb0SDavid Gibson     target_ulong ptem;             /* Virtual segment ID | API  */
495dc68eb0SDavid Gibson     int key;                       /* Access key                */
505dc68eb0SDavid Gibson     int nx;                        /* Non-execute area          */
515dc68eb0SDavid Gibson };
525dc68eb0SDavid Gibson 
53496272a7SDavid Gibson static int ppc_hash32_pp_check(int key, int pp, int nx)
54496272a7SDavid Gibson {
55496272a7SDavid Gibson     int access;
56496272a7SDavid Gibson 
57496272a7SDavid Gibson     /* Compute access rights */
58496272a7SDavid Gibson     access = 0;
59496272a7SDavid Gibson     if (key == 0) {
60496272a7SDavid Gibson         switch (pp) {
61496272a7SDavid Gibson         case 0x0:
62496272a7SDavid Gibson         case 0x1:
63496272a7SDavid Gibson         case 0x2:
64496272a7SDavid Gibson             access |= PAGE_WRITE;
65496272a7SDavid Gibson             /* No break here */
66496272a7SDavid Gibson         case 0x3:
67496272a7SDavid Gibson             access |= PAGE_READ;
68496272a7SDavid Gibson             break;
69496272a7SDavid Gibson         }
70496272a7SDavid Gibson     } else {
71496272a7SDavid Gibson         switch (pp) {
72496272a7SDavid Gibson         case 0x0:
73496272a7SDavid Gibson             access = 0;
74496272a7SDavid Gibson             break;
75496272a7SDavid Gibson         case 0x1:
76496272a7SDavid Gibson         case 0x3:
77496272a7SDavid Gibson             access = PAGE_READ;
78496272a7SDavid Gibson             break;
79496272a7SDavid Gibson         case 0x2:
80496272a7SDavid Gibson             access = PAGE_READ | PAGE_WRITE;
81496272a7SDavid Gibson             break;
82496272a7SDavid Gibson         }
83496272a7SDavid Gibson     }
84496272a7SDavid Gibson     if (nx == 0) {
85496272a7SDavid Gibson         access |= PAGE_EXEC;
86496272a7SDavid Gibson     }
87496272a7SDavid Gibson 
88496272a7SDavid Gibson     return access;
89496272a7SDavid Gibson }
90496272a7SDavid Gibson 
9191cda45bSDavid Gibson static int ppc_hash32_check_prot(int prot, int rwx)
92496272a7SDavid Gibson {
93496272a7SDavid Gibson     int ret;
94496272a7SDavid Gibson 
9591cda45bSDavid Gibson     if (rwx == 2) {
96496272a7SDavid Gibson         if (prot & PAGE_EXEC) {
97496272a7SDavid Gibson             ret = 0;
98496272a7SDavid Gibson         } else {
99496272a7SDavid Gibson             ret = -2;
100496272a7SDavid Gibson         }
10191cda45bSDavid Gibson     } else if (rwx) {
102496272a7SDavid Gibson         if (prot & PAGE_WRITE) {
103496272a7SDavid Gibson             ret = 0;
104496272a7SDavid Gibson         } else {
105496272a7SDavid Gibson             ret = -2;
106496272a7SDavid Gibson         }
107496272a7SDavid Gibson     } else {
108496272a7SDavid Gibson         if (prot & PAGE_READ) {
109496272a7SDavid Gibson             ret = 0;
110496272a7SDavid Gibson         } else {
111496272a7SDavid Gibson             ret = -2;
112496272a7SDavid Gibson         }
113496272a7SDavid Gibson     }
114496272a7SDavid Gibson 
115496272a7SDavid Gibson     return ret;
116496272a7SDavid Gibson }
117496272a7SDavid Gibson 
11898132796SDavid Gibson /* Perform BAT hit & translation */
11998132796SDavid Gibson static void hash32_bat_size_prot(CPUPPCState *env, target_ulong *blp,
12098132796SDavid Gibson                                  int *validp, int *protp, target_ulong *BATu,
12198132796SDavid Gibson                                  target_ulong *BATl)
12298132796SDavid Gibson {
12398132796SDavid Gibson     target_ulong bl;
12498132796SDavid Gibson     int pp, valid, prot;
12598132796SDavid Gibson 
126d5aea6f3SDavid Gibson     bl = (*BATu & BATU32_BL) << 15;
12798132796SDavid Gibson     valid = 0;
12898132796SDavid Gibson     prot = 0;
129d5aea6f3SDavid Gibson     if (((msr_pr == 0) && (*BATu & BATU32_VS)) ||
130d5aea6f3SDavid Gibson         ((msr_pr != 0) && (*BATu & BATU32_VP))) {
13198132796SDavid Gibson         valid = 1;
132d5aea6f3SDavid Gibson         pp = *BATl & BATL32_PP;
13398132796SDavid Gibson         if (pp != 0) {
13498132796SDavid Gibson             prot = PAGE_READ | PAGE_EXEC;
13598132796SDavid Gibson             if (pp == 0x2) {
13698132796SDavid Gibson                 prot |= PAGE_WRITE;
13798132796SDavid Gibson             }
13898132796SDavid Gibson         }
13998132796SDavid Gibson     }
14098132796SDavid Gibson     *blp = bl;
14198132796SDavid Gibson     *validp = valid;
14298132796SDavid Gibson     *protp = prot;
14398132796SDavid Gibson }
14498132796SDavid Gibson 
14598132796SDavid Gibson static void hash32_bat_601_size_prot(CPUPPCState *env, target_ulong *blp,
14698132796SDavid Gibson                                      int *validp, int *protp,
14798132796SDavid Gibson                                      target_ulong *BATu, target_ulong *BATl)
14898132796SDavid Gibson {
14998132796SDavid Gibson     target_ulong bl;
15098132796SDavid Gibson     int key, pp, valid, prot;
15198132796SDavid Gibson 
152d5aea6f3SDavid Gibson     bl = (*BATl & BATL32_601_BL) << 17;
15398132796SDavid Gibson     LOG_BATS("b %02x ==> bl " TARGET_FMT_lx " msk " TARGET_FMT_lx "\n",
154d5aea6f3SDavid Gibson              (uint8_t)(*BATl & BATL32_601_BL), bl, ~bl);
15598132796SDavid Gibson     prot = 0;
156d5aea6f3SDavid Gibson     valid = !!(*BATl & BATL32_601_V);
15798132796SDavid Gibson     if (valid) {
158d5aea6f3SDavid Gibson         pp = *BATu & BATU32_601_PP;
15998132796SDavid Gibson         if (msr_pr == 0) {
160d5aea6f3SDavid Gibson             key = !!(*BATu & BATU32_601_KS);
16198132796SDavid Gibson         } else {
162d5aea6f3SDavid Gibson             key = !!(*BATu & BATU32_601_KP);
16398132796SDavid Gibson         }
16498132796SDavid Gibson         prot = ppc_hash32_pp_check(key, pp, 0);
16598132796SDavid Gibson     }
16698132796SDavid Gibson     *blp = bl;
16798132796SDavid Gibson     *validp = valid;
16898132796SDavid Gibson     *protp = prot;
16998132796SDavid Gibson }
17098132796SDavid Gibson 
1715dc68eb0SDavid Gibson static int ppc_hash32_get_bat(CPUPPCState *env, struct mmu_ctx_hash32 *ctx,
17291cda45bSDavid Gibson                               target_ulong virtual, int rwx)
17398132796SDavid Gibson {
17498132796SDavid Gibson     target_ulong *BATlt, *BATut, *BATu, *BATl;
17598132796SDavid Gibson     target_ulong BEPIl, BEPIu, bl;
17698132796SDavid Gibson     int i, valid, prot;
17798132796SDavid Gibson     int ret = -1;
17898132796SDavid Gibson 
17998132796SDavid Gibson     LOG_BATS("%s: %cBAT v " TARGET_FMT_lx "\n", __func__,
18091cda45bSDavid Gibson              rwx == 2 ? 'I' : 'D', virtual);
18191cda45bSDavid Gibson     if (rwx == 2) {
18298132796SDavid Gibson         BATlt = env->IBAT[1];
18398132796SDavid Gibson         BATut = env->IBAT[0];
18491cda45bSDavid Gibson     } else {
18598132796SDavid Gibson         BATlt = env->DBAT[1];
18698132796SDavid Gibson         BATut = env->DBAT[0];
18798132796SDavid Gibson     }
18898132796SDavid Gibson     for (i = 0; i < env->nb_BATs; i++) {
18998132796SDavid Gibson         BATu = &BATut[i];
19098132796SDavid Gibson         BATl = &BATlt[i];
191d5aea6f3SDavid Gibson         BEPIu = *BATu & BATU32_BEPIU;
192d5aea6f3SDavid Gibson         BEPIl = *BATu & BATU32_BEPIL;
19398132796SDavid Gibson         if (unlikely(env->mmu_model == POWERPC_MMU_601)) {
19498132796SDavid Gibson             hash32_bat_601_size_prot(env, &bl, &valid, &prot, BATu, BATl);
19598132796SDavid Gibson         } else {
19698132796SDavid Gibson             hash32_bat_size_prot(env, &bl, &valid, &prot, BATu, BATl);
19798132796SDavid Gibson         }
19898132796SDavid Gibson         LOG_BATS("%s: %cBAT%d v " TARGET_FMT_lx " BATu " TARGET_FMT_lx
19998132796SDavid Gibson                  " BATl " TARGET_FMT_lx "\n", __func__,
20098132796SDavid Gibson                  type == ACCESS_CODE ? 'I' : 'D', i, virtual, *BATu, *BATl);
201d5aea6f3SDavid Gibson         if ((virtual & BATU32_BEPIU) == BEPIu &&
202d5aea6f3SDavid Gibson             ((virtual & BATU32_BEPIL) & ~bl) == BEPIl) {
20398132796SDavid Gibson             /* BAT matches */
20498132796SDavid Gibson             if (valid != 0) {
20598132796SDavid Gibson                 /* Get physical address */
206d5aea6f3SDavid Gibson                 ctx->raddr = (*BATl & BATL32_BRPNU) |
207d5aea6f3SDavid Gibson                     ((virtual & BATU32_BEPIL & bl) | (*BATl & BATL32_BRPNL)) |
20898132796SDavid Gibson                     (virtual & 0x0001F000);
20998132796SDavid Gibson                 /* Compute access rights */
21098132796SDavid Gibson                 ctx->prot = prot;
21191cda45bSDavid Gibson                 ret = ppc_hash32_check_prot(ctx->prot, rwx);
21298132796SDavid Gibson                 if (ret == 0) {
21398132796SDavid Gibson                     LOG_BATS("BAT %d match: r " TARGET_FMT_plx " prot=%c%c\n",
21498132796SDavid Gibson                              i, ctx->raddr, ctx->prot & PAGE_READ ? 'R' : '-',
21598132796SDavid Gibson                              ctx->prot & PAGE_WRITE ? 'W' : '-');
21698132796SDavid Gibson                 }
21798132796SDavid Gibson                 break;
21898132796SDavid Gibson             }
21998132796SDavid Gibson         }
22098132796SDavid Gibson     }
22198132796SDavid Gibson     if (ret < 0) {
22298132796SDavid Gibson #if defined(DEBUG_BATS)
22398132796SDavid Gibson         if (qemu_log_enabled()) {
22498132796SDavid Gibson             LOG_BATS("no BAT match for " TARGET_FMT_lx ":\n", virtual);
22598132796SDavid Gibson             for (i = 0; i < 4; i++) {
22698132796SDavid Gibson                 BATu = &BATut[i];
22798132796SDavid Gibson                 BATl = &BATlt[i];
228d5aea6f3SDavid Gibson                 BEPIu = *BATu & BATU32_BEPIU;
229d5aea6f3SDavid Gibson                 BEPIl = *BATu & BATU32_BEPIL;
23098132796SDavid Gibson                 bl = (*BATu & 0x00001FFC) << 15;
23198132796SDavid Gibson                 LOG_BATS("%s: %cBAT%d v " TARGET_FMT_lx " BATu " TARGET_FMT_lx
23298132796SDavid Gibson                          " BATl " TARGET_FMT_lx "\n\t" TARGET_FMT_lx " "
23398132796SDavid Gibson                          TARGET_FMT_lx " " TARGET_FMT_lx "\n",
23498132796SDavid Gibson                          __func__, type == ACCESS_CODE ? 'I' : 'D', i, virtual,
23598132796SDavid Gibson                          *BATu, *BATl, BEPIu, BEPIl, bl);
23698132796SDavid Gibson             }
23798132796SDavid Gibson         }
23898132796SDavid Gibson #endif
23998132796SDavid Gibson     }
24098132796SDavid Gibson     /* No hit */
24198132796SDavid Gibson     return ret;
24298132796SDavid Gibson }
24398132796SDavid Gibson 
244723ed73aSDavid Gibson static int ppc_hash32_direct_store(CPUPPCState *env, target_ulong sr,
245723ed73aSDavid Gibson                                    target_ulong eaddr, int rwx,
246723ed73aSDavid Gibson                                    hwaddr *raddr, int *prot)
247723ed73aSDavid Gibson {
248723ed73aSDavid Gibson     int key = !!(msr_pr ? (sr & SR32_KP) : (sr & SR32_KS));
249723ed73aSDavid Gibson 
250723ed73aSDavid Gibson     LOG_MMU("direct store...\n");
251723ed73aSDavid Gibson 
252723ed73aSDavid Gibson     if ((sr & 0x1FF00000) >> 20 == 0x07f) {
253723ed73aSDavid Gibson         /* Memory-forced I/O controller interface access */
254723ed73aSDavid Gibson         /* If T=1 and BUID=x'07F', the 601 performs a memory access
255723ed73aSDavid Gibson          * to SR[28-31] LA[4-31], bypassing all protection mechanisms.
256723ed73aSDavid Gibson          */
257723ed73aSDavid Gibson         *raddr = ((sr & 0xF) << 28) | (eaddr & 0x0FFFFFFF);
258723ed73aSDavid Gibson         *prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC;
259723ed73aSDavid Gibson         return 0;
260723ed73aSDavid Gibson     }
261723ed73aSDavid Gibson 
262723ed73aSDavid Gibson     if (rwx == 2) {
263723ed73aSDavid Gibson         /* No code fetch is allowed in direct-store areas */
264723ed73aSDavid Gibson         return -4;
265723ed73aSDavid Gibson     }
266723ed73aSDavid Gibson 
267723ed73aSDavid Gibson     switch (env->access_type) {
268723ed73aSDavid Gibson     case ACCESS_INT:
269723ed73aSDavid Gibson         /* Integer load/store : only access allowed */
270723ed73aSDavid Gibson         break;
271723ed73aSDavid Gibson     case ACCESS_FLOAT:
272723ed73aSDavid Gibson         /* Floating point load/store */
273723ed73aSDavid Gibson         return -4;
274723ed73aSDavid Gibson     case ACCESS_RES:
275723ed73aSDavid Gibson         /* lwarx, ldarx or srwcx. */
276723ed73aSDavid Gibson         return -4;
277723ed73aSDavid Gibson     case ACCESS_CACHE:
278723ed73aSDavid Gibson         /* dcba, dcbt, dcbtst, dcbf, dcbi, dcbst, dcbz, or icbi */
279723ed73aSDavid Gibson         /* Should make the instruction do no-op.
280723ed73aSDavid Gibson          * As it already do no-op, it's quite easy :-)
281723ed73aSDavid Gibson          */
282723ed73aSDavid Gibson         *raddr = eaddr;
283723ed73aSDavid Gibson         return 0;
284723ed73aSDavid Gibson     case ACCESS_EXT:
285723ed73aSDavid Gibson         /* eciwx or ecowx */
286723ed73aSDavid Gibson         return -4;
287723ed73aSDavid Gibson     default:
288723ed73aSDavid Gibson         qemu_log("ERROR: instruction should not need "
289723ed73aSDavid Gibson                  "address translation\n");
290723ed73aSDavid Gibson         return -4;
291723ed73aSDavid Gibson     }
292723ed73aSDavid Gibson     if ((rwx == 1 || key != 1) && (rwx == 0 || key != 0)) {
293723ed73aSDavid Gibson         *raddr = eaddr;
294723ed73aSDavid Gibson         return 2;
295723ed73aSDavid Gibson     } else {
296723ed73aSDavid Gibson         return -2;
297723ed73aSDavid Gibson     }
298723ed73aSDavid Gibson }
299723ed73aSDavid Gibson 
300f95d7cc7SDavid Gibson static int pte_check_hash32(struct mmu_ctx_hash32 *ctx, target_ulong pte0,
301f95d7cc7SDavid Gibson                             target_ulong pte1, int rwx)
302f95d7cc7SDavid Gibson {
303d5aea6f3SDavid Gibson     int access, ret, pp;
3049d7c3f4aSDavid Gibson 
305d5aea6f3SDavid Gibson     pp = pte1 & HPTE32_R_PP;
3069d7c3f4aSDavid Gibson     /* Compute access rights */
307496272a7SDavid Gibson     access = ppc_hash32_pp_check(ctx->key, pp, ctx->nx);
3089d7c3f4aSDavid Gibson     /* Keep the matching PTE informations */
3099d7c3f4aSDavid Gibson     ctx->raddr = pte1;
3109d7c3f4aSDavid Gibson     ctx->prot = access;
31191cda45bSDavid Gibson     ret = ppc_hash32_check_prot(ctx->prot, rwx);
3129d7c3f4aSDavid Gibson     if (ret == 0) {
3139d7c3f4aSDavid Gibson         /* Access granted */
3149d7c3f4aSDavid Gibson         LOG_MMU("PTE access granted !\n");
3159d7c3f4aSDavid Gibson     } else {
3169d7c3f4aSDavid Gibson         /* Access right violation */
3179d7c3f4aSDavid Gibson         LOG_MMU("PTE access rejected\n");
3189d7c3f4aSDavid Gibson     }
3199d7c3f4aSDavid Gibson 
3209d7c3f4aSDavid Gibson     return ret;
3219d7c3f4aSDavid Gibson }
322c69b6151SDavid Gibson 
323aea390e4SDavid Gibson static int ppc_hash32_pte_update_flags(struct mmu_ctx_hash32 *ctx,
324aea390e4SDavid Gibson                                        uint32_t *pte1p, int ret, int rwx)
325496272a7SDavid Gibson {
326496272a7SDavid Gibson     int store = 0;
327496272a7SDavid Gibson 
328496272a7SDavid Gibson     /* Update page flags */
329d5aea6f3SDavid Gibson     if (!(*pte1p & HPTE32_R_R)) {
330496272a7SDavid Gibson         /* Update accessed flag */
331d5aea6f3SDavid Gibson         *pte1p |= HPTE32_R_R;
332496272a7SDavid Gibson         store = 1;
333496272a7SDavid Gibson     }
334d5aea6f3SDavid Gibson     if (!(*pte1p & HPTE32_R_C)) {
33591cda45bSDavid Gibson         if (rwx == 1 && ret == 0) {
336496272a7SDavid Gibson             /* Update changed flag */
337d5aea6f3SDavid Gibson             *pte1p |= HPTE32_R_C;
338496272a7SDavid Gibson             store = 1;
339496272a7SDavid Gibson         } else {
340496272a7SDavid Gibson             /* Force page fault for first write access */
341496272a7SDavid Gibson             ctx->prot &= ~PAGE_WRITE;
342496272a7SDavid Gibson         }
343496272a7SDavid Gibson     }
344496272a7SDavid Gibson 
345496272a7SDavid Gibson     return store;
346496272a7SDavid Gibson }
347496272a7SDavid Gibson 
34859191721SDavid Gibson hwaddr get_pteg_offset32(CPUPPCState *env, hwaddr hash)
34959191721SDavid Gibson {
350d5aea6f3SDavid Gibson     return (hash * HASH_PTEG_SIZE_32) & env->htab_mask;
35159191721SDavid Gibson }
35259191721SDavid Gibson 
353aea390e4SDavid Gibson static hwaddr ppc_hash32_pteg_search(CPUPPCState *env, hwaddr pteg_off,
354aea390e4SDavid Gibson                                      bool secondary, target_ulong ptem,
355aea390e4SDavid Gibson                                      ppc_hash_pte32_t *pte)
356aea390e4SDavid Gibson {
357aea390e4SDavid Gibson     hwaddr pte_offset = pteg_off;
358aea390e4SDavid Gibson     target_ulong pte0, pte1;
359aea390e4SDavid Gibson     int i;
360aea390e4SDavid Gibson 
361aea390e4SDavid Gibson     for (i = 0; i < HPTES_PER_GROUP; i++) {
362aea390e4SDavid Gibson         pte0 = ppc_hash32_load_hpte0(env, pte_offset);
363aea390e4SDavid Gibson         pte1 = ppc_hash32_load_hpte1(env, pte_offset);
364aea390e4SDavid Gibson 
365aea390e4SDavid Gibson         if ((pte0 & HPTE32_V_VALID)
366aea390e4SDavid Gibson             && (secondary == !!(pte0 & HPTE32_V_SECONDARY))
367aea390e4SDavid Gibson             && HPTE32_V_COMPARE(pte0, ptem)) {
368aea390e4SDavid Gibson             pte->pte0 = pte0;
369aea390e4SDavid Gibson             pte->pte1 = pte1;
370aea390e4SDavid Gibson             return pte_offset;
371aea390e4SDavid Gibson         }
372aea390e4SDavid Gibson 
373aea390e4SDavid Gibson         pte_offset += HASH_PTE_SIZE_32;
374aea390e4SDavid Gibson     }
375aea390e4SDavid Gibson 
376aea390e4SDavid Gibson     return -1;
377aea390e4SDavid Gibson }
378aea390e4SDavid Gibson 
379f078cd46SDavid Gibson static int find_pte32(CPUPPCState *env, struct mmu_ctx_hash32 *ctx,
380f078cd46SDavid Gibson                       target_ulong eaddr, int h, int rwx, int target_page_bits)
381c69b6151SDavid Gibson {
382aea390e4SDavid Gibson     hwaddr pteg_off, pte_offset;
383aea390e4SDavid Gibson     ppc_hash_pte32_t pte;
384f95d7cc7SDavid Gibson     int ret;
385c69b6151SDavid Gibson 
386c69b6151SDavid Gibson     ret = -1; /* No entry found */
38759191721SDavid Gibson     pteg_off = get_pteg_offset32(env, ctx->hash[h]);
388aea390e4SDavid Gibson     pte_offset = ppc_hash32_pteg_search(env, pteg_off, h, ctx->ptem, &pte);
389aea390e4SDavid Gibson     if (pte_offset != -1) {
390aea390e4SDavid Gibson         ret = pte_check_hash32(ctx, pte.pte0, pte.pte1, rwx);
391c69b6151SDavid Gibson         LOG_MMU("found PTE at addr %08" HWADDR_PRIx " prot=%01x ret=%d\n",
392c69b6151SDavid Gibson                 ctx->raddr, ctx->prot, ret);
393c69b6151SDavid Gibson         /* Update page flags */
394aea390e4SDavid Gibson         if (ppc_hash32_pte_update_flags(ctx, &pte.pte1, ret, rwx) == 1) {
395aea390e4SDavid Gibson             ppc_hash32_store_hpte1(env, pte_offset, pte.pte1);
396c69b6151SDavid Gibson         }
397c69b6151SDavid Gibson     }
398c69b6151SDavid Gibson 
399c69b6151SDavid Gibson     /* We have a TLB that saves 4K pages, so let's
400c69b6151SDavid Gibson      * split a huge page to 4k chunks */
401c69b6151SDavid Gibson     if (target_page_bits != TARGET_PAGE_BITS) {
402f078cd46SDavid Gibson         ctx->raddr |= (eaddr & ((1 << target_page_bits) - 1))
403c69b6151SDavid Gibson                       & TARGET_PAGE_MASK;
404c69b6151SDavid Gibson     }
405c69b6151SDavid Gibson     return ret;
406c69b6151SDavid Gibson }
4070480884fSDavid Gibson 
40865d61643SDavid Gibson static int ppc_hash32_translate(CPUPPCState *env, struct mmu_ctx_hash32 *ctx,
40991cda45bSDavid Gibson                                 target_ulong eaddr, int rwx)
4100480884fSDavid Gibson {
4110480884fSDavid Gibson     hwaddr hash;
4120480884fSDavid Gibson     target_ulong vsid;
4134b9605a5SDavid Gibson     int pr, target_page_bits;
4140480884fSDavid Gibson     int ret, ret2;
4150480884fSDavid Gibson     target_ulong sr, pgidx;
4160480884fSDavid Gibson 
41765d61643SDavid Gibson     /* 1. Handle real mode accesses */
41865d61643SDavid Gibson     if (((rwx == 2) && (msr_ir == 0)) || ((rwx != 2) && (msr_dr == 0))) {
41965d61643SDavid Gibson         /* Translation is off */
42065d61643SDavid Gibson         ctx->raddr = eaddr;
42165d61643SDavid Gibson         ctx->prot = PAGE_READ | PAGE_EXEC | PAGE_WRITE;
42265d61643SDavid Gibson         return 0;
42365d61643SDavid Gibson     }
42465d61643SDavid Gibson 
42565d61643SDavid Gibson     /* 2. Check Block Address Translation entries (BATs) */
42665d61643SDavid Gibson     if (env->nb_BATs != 0) {
42765d61643SDavid Gibson         ret = ppc_hash32_get_bat(env, ctx, eaddr, rwx);
42865d61643SDavid Gibson         if (ret == 0) {
42965d61643SDavid Gibson             return 0;
43065d61643SDavid Gibson         }
43165d61643SDavid Gibson     }
43265d61643SDavid Gibson 
4334b9605a5SDavid Gibson     /* 3. Look up the Segment Register */
4340480884fSDavid Gibson     sr = env->sr[eaddr >> 28];
4354b9605a5SDavid Gibson 
436723ed73aSDavid Gibson     /* 4. Handle direct store segments */
437723ed73aSDavid Gibson     if (sr & SR32_T) {
438723ed73aSDavid Gibson         return ppc_hash32_direct_store(env, sr, eaddr, rwx,
439723ed73aSDavid Gibson                                        &ctx->raddr, &ctx->prot);
440723ed73aSDavid Gibson     }
441723ed73aSDavid Gibson 
442bb218042SDavid Gibson     /* 5. Check for segment level no-execute violation */
443bb218042SDavid Gibson     ctx->nx = !!(sr & SR32_NX);
444bb218042SDavid Gibson     if ((rwx == 2) && ctx->nx) {
445bb218042SDavid Gibson         return -3;
446bb218042SDavid Gibson     }
447bb218042SDavid Gibson 
4484b9605a5SDavid Gibson     pr = msr_pr;
449d5aea6f3SDavid Gibson     ctx->key = (((sr & SR32_KP) && (pr != 0)) ||
450d5aea6f3SDavid Gibson                 ((sr & SR32_KS) && (pr == 0))) ? 1 : 0;
451bb218042SDavid Gibson 
452d5aea6f3SDavid Gibson     vsid = sr & SR32_VSID;
4530480884fSDavid Gibson     target_page_bits = TARGET_PAGE_BITS;
4540480884fSDavid Gibson     LOG_MMU("Check segment v=" TARGET_FMT_lx " %d " TARGET_FMT_lx " nip="
4550480884fSDavid Gibson             TARGET_FMT_lx " lr=" TARGET_FMT_lx
45691cda45bSDavid Gibson             " ir=%d dr=%d pr=%d %d\n",
4570480884fSDavid Gibson             eaddr, (int)(eaddr >> 28), sr, env->nip, env->lr, (int)msr_ir,
45891cda45bSDavid Gibson             (int)msr_dr, pr != 0 ? 1 : 0, rwx);
4590480884fSDavid Gibson     pgidx = (eaddr & ~SEGMENT_MASK_256M) >> target_page_bits;
4600480884fSDavid Gibson     hash = vsid ^ pgidx;
4610480884fSDavid Gibson     ctx->ptem = (vsid << 7) | (pgidx >> 10);
4620480884fSDavid Gibson 
4634b9605a5SDavid Gibson     LOG_MMU("pte segment: key=%d nx %d vsid " TARGET_FMT_lx "\n",
4644b9605a5SDavid Gibson             ctx->key, ctx->nx, vsid);
4650480884fSDavid Gibson     ret = -1;
4664b9605a5SDavid Gibson 
4670480884fSDavid Gibson     /* Page address translation */
4680480884fSDavid Gibson     LOG_MMU("htab_base " TARGET_FMT_plx " htab_mask " TARGET_FMT_plx
4690480884fSDavid Gibson             " hash " TARGET_FMT_plx "\n",
4700480884fSDavid Gibson             env->htab_base, env->htab_mask, hash);
4710480884fSDavid Gibson     ctx->hash[0] = hash;
4720480884fSDavid Gibson     ctx->hash[1] = ~hash;
4730480884fSDavid Gibson 
4740480884fSDavid Gibson     LOG_MMU("0 htab=" TARGET_FMT_plx "/" TARGET_FMT_plx
4750480884fSDavid Gibson             " vsid=" TARGET_FMT_lx " ptem=" TARGET_FMT_lx
4760480884fSDavid Gibson             " hash=" TARGET_FMT_plx "\n",
4770480884fSDavid Gibson             env->htab_base, env->htab_mask, vsid, ctx->ptem,
4780480884fSDavid Gibson             ctx->hash[0]);
4790480884fSDavid Gibson     /* Primary table lookup */
480f078cd46SDavid Gibson     ret = find_pte32(env, ctx, eaddr, 0, rwx, target_page_bits);
481f95d7cc7SDavid Gibson     if (ret == -1) {
4820480884fSDavid Gibson         /* Secondary table lookup */
4830480884fSDavid Gibson         LOG_MMU("1 htab=" TARGET_FMT_plx "/" TARGET_FMT_plx
4840480884fSDavid Gibson                 " vsid=" TARGET_FMT_lx " api=" TARGET_FMT_lx
4850480884fSDavid Gibson                 " hash=" TARGET_FMT_plx "\n", env->htab_base,
4860480884fSDavid Gibson                 env->htab_mask, vsid, ctx->ptem, ctx->hash[1]);
487f078cd46SDavid Gibson         ret2 = find_pte32(env, ctx, eaddr, 1, rwx, target_page_bits);
4880480884fSDavid Gibson         if (ret2 != -1) {
4890480884fSDavid Gibson             ret = ret2;
4900480884fSDavid Gibson         }
4910480884fSDavid Gibson     }
4920480884fSDavid Gibson #if defined(DUMP_PAGE_TABLES)
4930480884fSDavid Gibson     if (qemu_log_enabled()) {
4940480884fSDavid Gibson         hwaddr curaddr;
4950480884fSDavid Gibson         uint32_t a0, a1, a2, a3;
4960480884fSDavid Gibson 
4970480884fSDavid Gibson         qemu_log("Page table: " TARGET_FMT_plx " len " TARGET_FMT_plx
4980480884fSDavid Gibson                  "\n", sdr, mask + 0x80);
4990480884fSDavid Gibson         for (curaddr = sdr; curaddr < (sdr + mask + 0x80);
5000480884fSDavid Gibson              curaddr += 16) {
5010480884fSDavid Gibson             a0 = ldl_phys(curaddr);
5020480884fSDavid Gibson             a1 = ldl_phys(curaddr + 4);
5030480884fSDavid Gibson             a2 = ldl_phys(curaddr + 8);
5040480884fSDavid Gibson             a3 = ldl_phys(curaddr + 12);
5050480884fSDavid Gibson             if (a0 != 0 || a1 != 0 || a2 != 0 || a3 != 0) {
5060480884fSDavid Gibson                 qemu_log(TARGET_FMT_plx ": %08x %08x %08x %08x\n",
5070480884fSDavid Gibson                          curaddr, a0, a1, a2, a3);
5080480884fSDavid Gibson             }
5090480884fSDavid Gibson         }
5100480884fSDavid Gibson     }
5110480884fSDavid Gibson #endif
5120480884fSDavid Gibson 
5130480884fSDavid Gibson     return ret;
5140480884fSDavid Gibson }
515629bd516SDavid Gibson 
516f2ad6be8SDavid Gibson hwaddr ppc_hash32_get_phys_page_debug(CPUPPCState *env, target_ulong addr)
517f2ad6be8SDavid Gibson {
5185dc68eb0SDavid Gibson     struct mmu_ctx_hash32 ctx;
519f2ad6be8SDavid Gibson 
52091cda45bSDavid Gibson     /* FIXME: Will not behave sanely for direct store segments, but
52191cda45bSDavid Gibson      * they're almost never used */
52265d61643SDavid Gibson     if (unlikely(ppc_hash32_translate(env, &ctx, addr, 0)
523f2ad6be8SDavid Gibson                  != 0)) {
524f2ad6be8SDavid Gibson         return -1;
525f2ad6be8SDavid Gibson     }
526f2ad6be8SDavid Gibson 
527f2ad6be8SDavid Gibson     return ctx.raddr & TARGET_PAGE_MASK;
528f2ad6be8SDavid Gibson }
529f2ad6be8SDavid Gibson 
53091cda45bSDavid Gibson int ppc_hash32_handle_mmu_fault(CPUPPCState *env, target_ulong address, int rwx,
53125de24abSDavid Gibson                                 int mmu_idx)
53225de24abSDavid Gibson {
5335dc68eb0SDavid Gibson     struct mmu_ctx_hash32 ctx;
53425de24abSDavid Gibson     int ret = 0;
53525de24abSDavid Gibson 
53665d61643SDavid Gibson     ret = ppc_hash32_translate(env, &ctx, address, rwx);
53725de24abSDavid Gibson     if (ret == 0) {
53825de24abSDavid Gibson         tlb_set_page(env, address & TARGET_PAGE_MASK,
53925de24abSDavid Gibson                      ctx.raddr & TARGET_PAGE_MASK, ctx.prot,
54025de24abSDavid Gibson                      mmu_idx, TARGET_PAGE_SIZE);
54125de24abSDavid Gibson         ret = 0;
54225de24abSDavid Gibson     } else if (ret < 0) {
54325de24abSDavid Gibson         LOG_MMU_STATE(env);
54491cda45bSDavid Gibson         if (rwx == 2) {
54525de24abSDavid Gibson             switch (ret) {
54625de24abSDavid Gibson             case -1:
54725de24abSDavid Gibson                 /* No matches in page tables or TLB */
54825de24abSDavid Gibson                 env->exception_index = POWERPC_EXCP_ISI;
54925de24abSDavid Gibson                 env->error_code = 0x40000000;
55025de24abSDavid Gibson                 break;
55125de24abSDavid Gibson             case -2:
55225de24abSDavid Gibson                 /* Access rights violation */
55325de24abSDavid Gibson                 env->exception_index = POWERPC_EXCP_ISI;
55425de24abSDavid Gibson                 env->error_code = 0x08000000;
55525de24abSDavid Gibson                 break;
55625de24abSDavid Gibson             case -3:
55725de24abSDavid Gibson                 /* No execute protection violation */
55825de24abSDavid Gibson                 env->exception_index = POWERPC_EXCP_ISI;
55925de24abSDavid Gibson                 env->error_code = 0x10000000;
56025de24abSDavid Gibson                 break;
56125de24abSDavid Gibson             case -4:
56225de24abSDavid Gibson                 /* Direct store exception */
56325de24abSDavid Gibson                 /* No code fetch is allowed in direct-store areas */
56425de24abSDavid Gibson                 env->exception_index = POWERPC_EXCP_ISI;
56525de24abSDavid Gibson                 env->error_code = 0x10000000;
56625de24abSDavid Gibson                 break;
56725de24abSDavid Gibson             }
56825de24abSDavid Gibson         } else {
56925de24abSDavid Gibson             switch (ret) {
57025de24abSDavid Gibson             case -1:
57125de24abSDavid Gibson                 /* No matches in page tables or TLB */
57225de24abSDavid Gibson                 env->exception_index = POWERPC_EXCP_DSI;
57325de24abSDavid Gibson                 env->error_code = 0;
57425de24abSDavid Gibson                 env->spr[SPR_DAR] = address;
57591cda45bSDavid Gibson                 if (rwx == 1) {
57625de24abSDavid Gibson                     env->spr[SPR_DSISR] = 0x42000000;
57725de24abSDavid Gibson                 } else {
57825de24abSDavid Gibson                     env->spr[SPR_DSISR] = 0x40000000;
57925de24abSDavid Gibson                 }
58025de24abSDavid Gibson                 break;
58125de24abSDavid Gibson             case -2:
58225de24abSDavid Gibson                 /* Access rights violation */
58325de24abSDavid Gibson                 env->exception_index = POWERPC_EXCP_DSI;
58425de24abSDavid Gibson                 env->error_code = 0;
58525de24abSDavid Gibson                 env->spr[SPR_DAR] = address;
58691cda45bSDavid Gibson                 if (rwx == 1) {
58725de24abSDavid Gibson                     env->spr[SPR_DSISR] = 0x0A000000;
58825de24abSDavid Gibson                 } else {
58925de24abSDavid Gibson                     env->spr[SPR_DSISR] = 0x08000000;
59025de24abSDavid Gibson                 }
59125de24abSDavid Gibson                 break;
59225de24abSDavid Gibson             case -4:
59325de24abSDavid Gibson                 /* Direct store exception */
59491cda45bSDavid Gibson                 switch (env->access_type) {
59525de24abSDavid Gibson                 case ACCESS_FLOAT:
59625de24abSDavid Gibson                     /* Floating point load/store */
59725de24abSDavid Gibson                     env->exception_index = POWERPC_EXCP_ALIGN;
59825de24abSDavid Gibson                     env->error_code = POWERPC_EXCP_ALIGN_FP;
59925de24abSDavid Gibson                     env->spr[SPR_DAR] = address;
60025de24abSDavid Gibson                     break;
60125de24abSDavid Gibson                 case ACCESS_RES:
60225de24abSDavid Gibson                     /* lwarx, ldarx or stwcx. */
60325de24abSDavid Gibson                     env->exception_index = POWERPC_EXCP_DSI;
60425de24abSDavid Gibson                     env->error_code = 0;
60525de24abSDavid Gibson                     env->spr[SPR_DAR] = address;
60691cda45bSDavid Gibson                     if (rwx == 1) {
60725de24abSDavid Gibson                         env->spr[SPR_DSISR] = 0x06000000;
60825de24abSDavid Gibson                     } else {
60925de24abSDavid Gibson                         env->spr[SPR_DSISR] = 0x04000000;
61025de24abSDavid Gibson                     }
61125de24abSDavid Gibson                     break;
61225de24abSDavid Gibson                 case ACCESS_EXT:
61325de24abSDavid Gibson                     /* eciwx or ecowx */
61425de24abSDavid Gibson                     env->exception_index = POWERPC_EXCP_DSI;
61525de24abSDavid Gibson                     env->error_code = 0;
61625de24abSDavid Gibson                     env->spr[SPR_DAR] = address;
61791cda45bSDavid Gibson                     if (rwx == 1) {
61825de24abSDavid Gibson                         env->spr[SPR_DSISR] = 0x06100000;
61925de24abSDavid Gibson                     } else {
62025de24abSDavid Gibson                         env->spr[SPR_DSISR] = 0x04100000;
62125de24abSDavid Gibson                     }
62225de24abSDavid Gibson                     break;
62325de24abSDavid Gibson                 default:
62425de24abSDavid Gibson                     printf("DSI: invalid exception (%d)\n", ret);
62525de24abSDavid Gibson                     env->exception_index = POWERPC_EXCP_PROGRAM;
62625de24abSDavid Gibson                     env->error_code =
62725de24abSDavid Gibson                         POWERPC_EXCP_INVAL | POWERPC_EXCP_INVAL_INVAL;
62825de24abSDavid Gibson                     env->spr[SPR_DAR] = address;
62925de24abSDavid Gibson                     break;
63025de24abSDavid Gibson                 }
63125de24abSDavid Gibson                 break;
63225de24abSDavid Gibson             }
63325de24abSDavid Gibson         }
63425de24abSDavid Gibson #if 0
63525de24abSDavid Gibson         printf("%s: set exception to %d %02x\n", __func__,
63625de24abSDavid Gibson                env->exception, env->error_code);
63725de24abSDavid Gibson #endif
63825de24abSDavid Gibson         ret = 1;
63925de24abSDavid Gibson     }
64025de24abSDavid Gibson 
64125de24abSDavid Gibson     return ret;
64225de24abSDavid Gibson }
643