xref: /qemu/target/sparc/helper.c (revision 8d5f07fa3bd3433e779d13eb1cda4fbb07acb67f)
1e8af50a3Sbellard /*
2e8af50a3Sbellard  *  sparc helpers
3e8af50a3Sbellard  *
4e8af50a3Sbellard  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5e8af50a3Sbellard  *
6e8af50a3Sbellard  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7e8af50a3Sbellard  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8e8af50a3Sbellard  * License as published by the Free Software Foundation; either
9e8af50a3Sbellard  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10e8af50a3Sbellard  *
11e8af50a3Sbellard  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12e8af50a3Sbellard  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13e8af50a3Sbellard  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14e8af50a3Sbellard  * Lesser General Public License for more details.
15e8af50a3Sbellard  *
16e8af50a3Sbellard  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17e8af50a3Sbellard  * License along with this library; if not, write to the Free Software
18e8af50a3Sbellard  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
19e8af50a3Sbellard  */
20e8af50a3Sbellard #include "exec.h"
21e8af50a3Sbellard 
22e8af50a3Sbellard #define DEBUG_PCALL
23e8af50a3Sbellard 
24e8af50a3Sbellard /* Sparc MMU emulation */
25e8af50a3Sbellard int cpu_sparc_handle_mmu_fault (CPUState *env, uint32_t address, int rw,
26e8af50a3Sbellard                               int is_user, int is_softmmu);
27e8af50a3Sbellard 
28e8af50a3Sbellard /* thread support */
29e8af50a3Sbellard 
30e8af50a3Sbellard spinlock_t global_cpu_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
31e8af50a3Sbellard 
32e8af50a3Sbellard void cpu_lock(void)
33e8af50a3Sbellard {
34e8af50a3Sbellard     spin_lock(&global_cpu_lock);
35e8af50a3Sbellard }
36e8af50a3Sbellard 
37e8af50a3Sbellard void cpu_unlock(void)
38e8af50a3Sbellard {
39e8af50a3Sbellard     spin_unlock(&global_cpu_lock);
40e8af50a3Sbellard }
41e8af50a3Sbellard 
42e8af50a3Sbellard #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
43e8af50a3Sbellard 
44e8af50a3Sbellard #define MMUSUFFIX _mmu
45e8af50a3Sbellard #define GETPC() (__builtin_return_address(0))
46e8af50a3Sbellard 
47e8af50a3Sbellard #define SHIFT 0
48e8af50a3Sbellard #include "softmmu_template.h"
49e8af50a3Sbellard 
50e8af50a3Sbellard #define SHIFT 1
51e8af50a3Sbellard #include "softmmu_template.h"
52e8af50a3Sbellard 
53e8af50a3Sbellard #define SHIFT 2
54e8af50a3Sbellard #include "softmmu_template.h"
55e8af50a3Sbellard 
56e8af50a3Sbellard #define SHIFT 3
57e8af50a3Sbellard #include "softmmu_template.h"
58e8af50a3Sbellard 
59e8af50a3Sbellard 
60e8af50a3Sbellard /* try to fill the TLB and return an exception if error. If retaddr is
61e8af50a3Sbellard    NULL, it means that the function was called in C code (i.e. not
62e8af50a3Sbellard    from generated code or from helper.c) */
63e8af50a3Sbellard /* XXX: fix it to restore all registers */
64e8af50a3Sbellard void tlb_fill(unsigned long addr, int is_write, int is_user, void *retaddr)
65e8af50a3Sbellard {
66e8af50a3Sbellard     TranslationBlock *tb;
67e8af50a3Sbellard     int ret;
68e8af50a3Sbellard     unsigned long pc;
69e8af50a3Sbellard     CPUState *saved_env;
70e8af50a3Sbellard 
71e8af50a3Sbellard     /* XXX: hack to restore env in all cases, even if not called from
72e8af50a3Sbellard        generated code */
73e8af50a3Sbellard     saved_env = env;
74e8af50a3Sbellard     env = cpu_single_env;
75e8af50a3Sbellard 
76e8af50a3Sbellard     ret = cpu_sparc_handle_mmu_fault(env, addr, is_write, is_user, 1);
77e8af50a3Sbellard     if (ret) {
78e8af50a3Sbellard         if (retaddr) {
79e8af50a3Sbellard             /* now we have a real cpu fault */
80e8af50a3Sbellard             pc = (unsigned long)retaddr;
81e8af50a3Sbellard             tb = tb_find_pc(pc);
82e8af50a3Sbellard             if (tb) {
83e8af50a3Sbellard                 /* the PC is inside the translated code. It means that we have
84e8af50a3Sbellard                    a virtual CPU fault */
85e8af50a3Sbellard                 cpu_restore_state(tb, env, pc, NULL);
86e8af50a3Sbellard             }
87e8af50a3Sbellard         }
88e8af50a3Sbellard         raise_exception_err(ret, env->error_code);
89e8af50a3Sbellard     }
90e8af50a3Sbellard     env = saved_env;
91e8af50a3Sbellard }
92e8af50a3Sbellard #endif
93e8af50a3Sbellard 
94e8af50a3Sbellard static const int access_table[8][8] = {
95e8af50a3Sbellard     { 0, 0, 0, 0, 2, 0, 3, 3 },
96e8af50a3Sbellard     { 0, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0 },
97e8af50a3Sbellard     { 2, 2, 0, 0, 0, 2, 3, 3 },
98e8af50a3Sbellard     { 2, 2, 0, 0, 0, 2, 0, 0 },
99e8af50a3Sbellard     { 2, 0, 2, 0, 2, 2, 3, 3 },
100e8af50a3Sbellard     { 2, 0, 2, 0, 2, 0, 2, 0 },
101e8af50a3Sbellard     { 2, 2, 2, 0, 2, 2, 3, 3 },
102e8af50a3Sbellard     { 2, 2, 2, 0, 2, 2, 2, 0 }
103e8af50a3Sbellard };
104e8af50a3Sbellard 
105e8af50a3Sbellard /* 1 = write OK */
106e8af50a3Sbellard static const int rw_table[2][8] = {
107e8af50a3Sbellard     { 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1 },
108e8af50a3Sbellard     { 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0 }
109e8af50a3Sbellard };
110e8af50a3Sbellard 
111e8af50a3Sbellard 
112e8af50a3Sbellard /* Perform address translation */
113e8af50a3Sbellard int cpu_sparc_handle_mmu_fault (CPUState *env, uint32_t address, int rw,
114e8af50a3Sbellard                               int is_user, int is_softmmu)
115e8af50a3Sbellard {
116e8af50a3Sbellard     int exception = 0;
117b769d8feSbellard     int access_perms = 0, access_index = 0;
118e8af50a3Sbellard     uint8_t *pde_ptr;
119e8af50a3Sbellard     uint32_t pde, virt_addr;
120e8af50a3Sbellard     int error_code = 0, is_dirty, prot, ret = 0;
121e8af50a3Sbellard     unsigned long paddr, vaddr, page_offset;
122e8af50a3Sbellard 
123e8af50a3Sbellard     if (env->user_mode_only) {
124e8af50a3Sbellard         /* user mode only emulation */
125e8af50a3Sbellard         ret = -2;
126e8af50a3Sbellard         goto do_fault;
127e8af50a3Sbellard     }
128e8af50a3Sbellard 
129e8af50a3Sbellard     virt_addr = address & TARGET_PAGE_MASK;
130e8af50a3Sbellard     if ((env->mmuregs[0] & MMU_E) == 0) { /* MMU disabled */
131e8af50a3Sbellard 	paddr = address;
132e8af50a3Sbellard 	page_offset = address & (TARGET_PAGE_SIZE - 1);
133e8af50a3Sbellard         prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE;
134e8af50a3Sbellard         goto do_mapping;
135e8af50a3Sbellard     }
136e8af50a3Sbellard 
137e8af50a3Sbellard     /* SPARC reference MMU table walk: Context table->L1->L2->PTE */
138e8af50a3Sbellard     /* Context base + context number */
139e8af50a3Sbellard     pde_ptr = phys_ram_base + (env->mmuregs[1] << 4) + (env->mmuregs[2] << 4);
140e8af50a3Sbellard     pde = ldl_raw(pde_ptr);
141e8af50a3Sbellard 
142e8af50a3Sbellard     /* Ctx pde */
143e8af50a3Sbellard     switch (pde & PTE_ENTRYTYPE_MASK) {
144e8af50a3Sbellard     case 0: /* Invalid */
145e8af50a3Sbellard         error_code = 1;
146e8af50a3Sbellard         goto do_fault;
147e8af50a3Sbellard     case 2: /* PTE, maybe should not happen? */
148e8af50a3Sbellard     case 3: /* Reserved */
149e8af50a3Sbellard         error_code = 4;
150e8af50a3Sbellard         goto do_fault;
151e8af50a3Sbellard     case 1: /* L1 PDE */
152e8af50a3Sbellard 	pde_ptr = phys_ram_base + ((address >> 22) & ~3) + ((pde & ~3) << 4);
153e8af50a3Sbellard 	pde = ldl_raw(pde_ptr);
154e8af50a3Sbellard 
155e8af50a3Sbellard 	switch (pde & PTE_ENTRYTYPE_MASK) {
156e8af50a3Sbellard 	case 0: /* Invalid */
157e8af50a3Sbellard 	    error_code = 1;
158e8af50a3Sbellard 	    goto do_fault;
159e8af50a3Sbellard 	case 3: /* Reserved */
160e8af50a3Sbellard 	    error_code = 4;
161e8af50a3Sbellard 	    goto do_fault;
162e8af50a3Sbellard 	case 1: /* L2 PDE */
163e8af50a3Sbellard 	    pde_ptr = phys_ram_base + ((address & 0xfc0000) >> 16) + ((pde & ~3) << 4);
164e8af50a3Sbellard 	    pde = ldl_raw(pde_ptr);
165e8af50a3Sbellard 
166e8af50a3Sbellard 	    switch (pde & PTE_ENTRYTYPE_MASK) {
167e8af50a3Sbellard 	    case 0: /* Invalid */
168e8af50a3Sbellard 		error_code = 1;
169e8af50a3Sbellard 		goto do_fault;
170e8af50a3Sbellard 	    case 3: /* Reserved */
171e8af50a3Sbellard 		error_code = 4;
172e8af50a3Sbellard 		goto do_fault;
173e8af50a3Sbellard 	    case 1: /* L3 PDE */
174e8af50a3Sbellard 		pde_ptr = phys_ram_base + ((address & 0x3f000) >> 10) + ((pde & ~3) << 4);
175e8af50a3Sbellard 		pde = ldl_raw(pde_ptr);
176e8af50a3Sbellard 
177e8af50a3Sbellard 		switch (pde & PTE_ENTRYTYPE_MASK) {
178e8af50a3Sbellard 		case 0: /* Invalid */
179e8af50a3Sbellard 		    error_code = 1;
180e8af50a3Sbellard 		    goto do_fault;
181e8af50a3Sbellard 		case 1: /* PDE, should not happen */
182e8af50a3Sbellard 		case 3: /* Reserved */
183e8af50a3Sbellard 		    error_code = 4;
184e8af50a3Sbellard 		    goto do_fault;
185e8af50a3Sbellard 		case 2: /* L3 PTE */
186e8af50a3Sbellard 		    virt_addr = address & TARGET_PAGE_MASK;
187e8af50a3Sbellard 		    page_offset = (address & TARGET_PAGE_MASK) & (TARGET_PAGE_SIZE - 1);
188e8af50a3Sbellard 		}
189e8af50a3Sbellard 		break;
190e8af50a3Sbellard 	    case 2: /* L2 PTE */
191e8af50a3Sbellard 		virt_addr = address & ~0x3ffff;
192e8af50a3Sbellard 		page_offset = address & 0x3ffff;
193e8af50a3Sbellard 	    }
194e8af50a3Sbellard 	    break;
195e8af50a3Sbellard 	case 2: /* L1 PTE */
196e8af50a3Sbellard 	    virt_addr = address & ~0xffffff;
197e8af50a3Sbellard 	    page_offset = address & 0xffffff;
198e8af50a3Sbellard 	}
199e8af50a3Sbellard     }
200e8af50a3Sbellard 
201e8af50a3Sbellard     /* update page modified and dirty bits */
202b769d8feSbellard     is_dirty = (rw & 1) && !(pde & PG_MODIFIED_MASK);
203e8af50a3Sbellard     if (!(pde & PG_ACCESSED_MASK) || is_dirty) {
204e8af50a3Sbellard 	pde |= PG_ACCESSED_MASK;
205e8af50a3Sbellard 	if (is_dirty)
206e8af50a3Sbellard 	    pde |= PG_MODIFIED_MASK;
207e8af50a3Sbellard 	stl_raw(pde_ptr, pde);
208e8af50a3Sbellard     }
209e8af50a3Sbellard 
210e8af50a3Sbellard     /* check access */
211b769d8feSbellard     access_index = ((rw & 1) << 2) | (rw & 2) | (is_user? 0 : 1);
212e8af50a3Sbellard     access_perms = (pde & PTE_ACCESS_MASK) >> PTE_ACCESS_SHIFT;
213e8af50a3Sbellard     error_code = access_table[access_index][access_perms];
214e8af50a3Sbellard     if (error_code)
215e8af50a3Sbellard 	goto do_fault;
216e8af50a3Sbellard 
217e8af50a3Sbellard     /* the page can be put in the TLB */
218e8af50a3Sbellard     prot = PAGE_READ;
219e8af50a3Sbellard     if (pde & PG_MODIFIED_MASK) {
220e8af50a3Sbellard         /* only set write access if already dirty... otherwise wait
221e8af50a3Sbellard            for dirty access */
222e8af50a3Sbellard 	if (rw_table[is_user][access_perms])
223e8af50a3Sbellard 	        prot |= PAGE_WRITE;
224e8af50a3Sbellard     }
225e8af50a3Sbellard 
226e8af50a3Sbellard     /* Even if large ptes, we map only one 4KB page in the cache to
227e8af50a3Sbellard        avoid filling it too fast */
228e8af50a3Sbellard     virt_addr = address & TARGET_PAGE_MASK;
229e8af50a3Sbellard     paddr = ((pde & PTE_ADDR_MASK) << 4) + page_offset;
230e8af50a3Sbellard 
231e8af50a3Sbellard  do_mapping:
232e8af50a3Sbellard     vaddr = virt_addr + ((address & TARGET_PAGE_MASK) & (TARGET_PAGE_SIZE - 1));
233e8af50a3Sbellard 
234e8af50a3Sbellard     ret = tlb_set_page(env, vaddr, paddr, prot, is_user, is_softmmu);
235e8af50a3Sbellard     return ret;
236e8af50a3Sbellard 
237e8af50a3Sbellard  do_fault:
238e8af50a3Sbellard     if (env->mmuregs[3]) /* Fault status register */
239e8af50a3Sbellard 	env->mmuregs[3] = 1; /* overflow (not read before another fault) */
240e8af50a3Sbellard     env->mmuregs[3] |= (access_index << 5) | (error_code << 2) | 2;
241e8af50a3Sbellard     env->mmuregs[4] = address; /* Fault address register */
242e8af50a3Sbellard 
2438d5f07faSbellard     if (env->mmuregs[0] & MMU_NF || env->psret == 0) // No fault
244e8af50a3Sbellard 	return 0;
245e8af50a3Sbellard 
246e8af50a3Sbellard     env->exception_index = exception;
247e8af50a3Sbellard     env->error_code = error_code;
248e8af50a3Sbellard     return error_code;
249e8af50a3Sbellard }
250e8af50a3Sbellard 
251e8af50a3Sbellard void memcpy32(uint32_t *dst, const uint32_t *src)
252e8af50a3Sbellard {
253e8af50a3Sbellard     dst[0] = src[0];
254e8af50a3Sbellard     dst[1] = src[1];
255e8af50a3Sbellard     dst[2] = src[2];
256e8af50a3Sbellard     dst[3] = src[3];
257e8af50a3Sbellard     dst[4] = src[4];
258e8af50a3Sbellard     dst[5] = src[5];
259e8af50a3Sbellard     dst[6] = src[6];
260e8af50a3Sbellard     dst[7] = src[7];
261e8af50a3Sbellard }
262e8af50a3Sbellard 
263e8af50a3Sbellard void set_cwp(int new_cwp)
264e8af50a3Sbellard {
265e8af50a3Sbellard     /* put the modified wrap registers at their proper location */
266e8af50a3Sbellard     if (env->cwp == (NWINDOWS - 1))
267e8af50a3Sbellard         memcpy32(env->regbase, env->regbase + NWINDOWS * 16);
268e8af50a3Sbellard     env->cwp = new_cwp;
269e8af50a3Sbellard     /* put the wrap registers at their temporary location */
270e8af50a3Sbellard     if (new_cwp == (NWINDOWS - 1))
271e8af50a3Sbellard         memcpy32(env->regbase + NWINDOWS * 16, env->regbase);
272e8af50a3Sbellard     env->regwptr = env->regbase + (new_cwp * 16);
273e8af50a3Sbellard }
274e8af50a3Sbellard 
275e8af50a3Sbellard /*
276e8af50a3Sbellard  * Begin execution of an interruption. is_int is TRUE if coming from
277e8af50a3Sbellard  * the int instruction. next_eip is the EIP value AFTER the interrupt
278e8af50a3Sbellard  * instruction. It is only relevant if is_int is TRUE.
279e8af50a3Sbellard  */
280e8af50a3Sbellard void do_interrupt(int intno, int is_int, int error_code,
281e8af50a3Sbellard                   unsigned int next_eip, int is_hw)
282e8af50a3Sbellard {
283e8af50a3Sbellard     int cwp;
284e8af50a3Sbellard 
285e8af50a3Sbellard #ifdef DEBUG_PCALL
286e8af50a3Sbellard     if (loglevel & CPU_LOG_INT) {
287e8af50a3Sbellard 	static int count;
288e8af50a3Sbellard 	fprintf(logfile, "%6d: v=%02x e=%04x i=%d pc=%08x npc=%08x SP=%08x\n",
289e8af50a3Sbellard                     count, intno, error_code, is_int,
290e8af50a3Sbellard                     env->pc,
2918d5f07faSbellard                     env->npc, env->regwptr[6]);
292e8af50a3Sbellard #if 0
293e8af50a3Sbellard 	cpu_sparc_dump_state(env, logfile, 0);
294e8af50a3Sbellard 	{
295e8af50a3Sbellard 	    int i;
296e8af50a3Sbellard 	    uint8_t *ptr;
297e8af50a3Sbellard 	    fprintf(logfile, "       code=");
298e8af50a3Sbellard 	    ptr = env->pc;
299e8af50a3Sbellard 	    for(i = 0; i < 16; i++) {
300e8af50a3Sbellard 		fprintf(logfile, " %02x", ldub(ptr + i));
301e8af50a3Sbellard 	    }
302e8af50a3Sbellard 	    fprintf(logfile, "\n");
303e8af50a3Sbellard 	}
304e8af50a3Sbellard #endif
305e8af50a3Sbellard 	count++;
306e8af50a3Sbellard     }
307e8af50a3Sbellard #endif
308e8af50a3Sbellard     env->psret = 0;
309e8af50a3Sbellard     cwp = (env->cwp - 1) & (NWINDOWS - 1);
310e8af50a3Sbellard     set_cwp(cwp);
311e8af50a3Sbellard     env->regwptr[9] = env->pc;
312e8af50a3Sbellard     env->regwptr[10] = env->npc;
313e8af50a3Sbellard     env->psrps = env->psrs;
314e8af50a3Sbellard     env->psrs = 1;
315e8af50a3Sbellard     env->tbr = (env->tbr & TBR_BASE_MASK) | (intno << 4);
316e8af50a3Sbellard     env->pc = env->tbr;
317e8af50a3Sbellard     env->npc = env->pc + 4;
318e8af50a3Sbellard     env->exception_index = 0;
319e8af50a3Sbellard }
320e8af50a3Sbellard 
321e8af50a3Sbellard void raise_exception_err(int exception_index, int error_code)
322e8af50a3Sbellard {
323e8af50a3Sbellard     raise_exception(exception_index);
324e8af50a3Sbellard }
325