xref: /qemu/target/sparc/helper.c (revision e8af50a30e89e5cfdc1b2a2fa8fab3ce463a4790)
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 #if 0
25e8af50a3Sbellard #define raise_exception_err(a, b)\
26e8af50a3Sbellard do {\
27e8af50a3Sbellard     fprintf(logfile, "raise_exception line=%d\n", __LINE__);\
28e8af50a3Sbellard     (raise_exception_err)(a, b);\
29e8af50a3Sbellard } while (0)
30e8af50a3Sbellard #endif
31e8af50a3Sbellard 
32e8af50a3Sbellard /* Sparc MMU emulation */
33e8af50a3Sbellard int cpu_sparc_handle_mmu_fault (CPUState *env, uint32_t address, int rw,
34e8af50a3Sbellard                               int is_user, int is_softmmu);
35e8af50a3Sbellard 
36e8af50a3Sbellard 
37e8af50a3Sbellard /* thread support */
38e8af50a3Sbellard 
39e8af50a3Sbellard spinlock_t global_cpu_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
40e8af50a3Sbellard 
41e8af50a3Sbellard void cpu_lock(void)
42e8af50a3Sbellard {
43e8af50a3Sbellard     spin_lock(&global_cpu_lock);
44e8af50a3Sbellard }
45e8af50a3Sbellard 
46e8af50a3Sbellard void cpu_unlock(void)
47e8af50a3Sbellard {
48e8af50a3Sbellard     spin_unlock(&global_cpu_lock);
49e8af50a3Sbellard }
50e8af50a3Sbellard 
51e8af50a3Sbellard #if 0
52e8af50a3Sbellard void cpu_loop_exit(void)
53e8af50a3Sbellard {
54e8af50a3Sbellard     /* NOTE: the register at this point must be saved by hand because
55e8af50a3Sbellard        longjmp restore them */
56e8af50a3Sbellard     longjmp(env->jmp_env, 1);
57e8af50a3Sbellard }
58e8af50a3Sbellard #endif
59e8af50a3Sbellard 
60e8af50a3Sbellard #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
61e8af50a3Sbellard 
62e8af50a3Sbellard #define MMUSUFFIX _mmu
63e8af50a3Sbellard #define GETPC() (__builtin_return_address(0))
64e8af50a3Sbellard 
65e8af50a3Sbellard #define SHIFT 0
66e8af50a3Sbellard #include "softmmu_template.h"
67e8af50a3Sbellard 
68e8af50a3Sbellard #define SHIFT 1
69e8af50a3Sbellard #include "softmmu_template.h"
70e8af50a3Sbellard 
71e8af50a3Sbellard #define SHIFT 2
72e8af50a3Sbellard #include "softmmu_template.h"
73e8af50a3Sbellard 
74e8af50a3Sbellard #define SHIFT 3
75e8af50a3Sbellard #include "softmmu_template.h"
76e8af50a3Sbellard 
77e8af50a3Sbellard 
78e8af50a3Sbellard /* try to fill the TLB and return an exception if error. If retaddr is
79e8af50a3Sbellard    NULL, it means that the function was called in C code (i.e. not
80e8af50a3Sbellard    from generated code or from helper.c) */
81e8af50a3Sbellard /* XXX: fix it to restore all registers */
82e8af50a3Sbellard void tlb_fill(unsigned long addr, int is_write, int is_user, void *retaddr)
83e8af50a3Sbellard {
84e8af50a3Sbellard     TranslationBlock *tb;
85e8af50a3Sbellard     int ret;
86e8af50a3Sbellard     unsigned long pc;
87e8af50a3Sbellard     CPUState *saved_env;
88e8af50a3Sbellard 
89e8af50a3Sbellard     /* XXX: hack to restore env in all cases, even if not called from
90e8af50a3Sbellard        generated code */
91e8af50a3Sbellard     saved_env = env;
92e8af50a3Sbellard     env = cpu_single_env;
93e8af50a3Sbellard 
94e8af50a3Sbellard     ret = cpu_sparc_handle_mmu_fault(env, addr, is_write, is_user, 1);
95e8af50a3Sbellard     if (ret) {
96e8af50a3Sbellard         if (retaddr) {
97e8af50a3Sbellard             /* now we have a real cpu fault */
98e8af50a3Sbellard             pc = (unsigned long)retaddr;
99e8af50a3Sbellard             tb = tb_find_pc(pc);
100e8af50a3Sbellard             if (tb) {
101e8af50a3Sbellard                 /* the PC is inside the translated code. It means that we have
102e8af50a3Sbellard                    a virtual CPU fault */
103e8af50a3Sbellard                 cpu_restore_state(tb, env, pc, NULL);
104e8af50a3Sbellard             }
105e8af50a3Sbellard         }
106e8af50a3Sbellard         raise_exception_err(ret, env->error_code);
107e8af50a3Sbellard     }
108e8af50a3Sbellard     env = saved_env;
109e8af50a3Sbellard }
110e8af50a3Sbellard #endif
111e8af50a3Sbellard 
112e8af50a3Sbellard static const int access_table[8][8] = {
113e8af50a3Sbellard     { 0, 0, 0, 0, 2, 0, 3, 3 },
114e8af50a3Sbellard     { 0, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0 },
115e8af50a3Sbellard     { 2, 2, 0, 0, 0, 2, 3, 3 },
116e8af50a3Sbellard     { 2, 2, 0, 0, 0, 2, 0, 0 },
117e8af50a3Sbellard     { 2, 0, 2, 0, 2, 2, 3, 3 },
118e8af50a3Sbellard     { 2, 0, 2, 0, 2, 0, 2, 0 },
119e8af50a3Sbellard     { 2, 2, 2, 0, 2, 2, 3, 3 },
120e8af50a3Sbellard     { 2, 2, 2, 0, 2, 2, 2, 0 }
121e8af50a3Sbellard };
122e8af50a3Sbellard 
123e8af50a3Sbellard /* 1 = write OK */
124e8af50a3Sbellard static const int rw_table[2][8] = {
125e8af50a3Sbellard     { 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1 },
126e8af50a3Sbellard     { 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0 }
127e8af50a3Sbellard };
128e8af50a3Sbellard 
129e8af50a3Sbellard 
130e8af50a3Sbellard /* Perform address translation */
131e8af50a3Sbellard int cpu_sparc_handle_mmu_fault (CPUState *env, uint32_t address, int rw,
132e8af50a3Sbellard                               int is_user, int is_softmmu)
133e8af50a3Sbellard {
134e8af50a3Sbellard     int exception = 0;
135e8af50a3Sbellard     int access_type, access_perms = 0, access_index = 0;
136e8af50a3Sbellard     uint8_t *pde_ptr;
137e8af50a3Sbellard     uint32_t pde, virt_addr;
138e8af50a3Sbellard     int error_code = 0, is_dirty, prot, ret = 0;
139e8af50a3Sbellard     unsigned long paddr, vaddr, page_offset;
140e8af50a3Sbellard 
141e8af50a3Sbellard     access_type = env->access_type;
142e8af50a3Sbellard     if (env->user_mode_only) {
143e8af50a3Sbellard         /* user mode only emulation */
144e8af50a3Sbellard         ret = -2;
145e8af50a3Sbellard         goto do_fault;
146e8af50a3Sbellard     }
147e8af50a3Sbellard 
148e8af50a3Sbellard     virt_addr = address & TARGET_PAGE_MASK;
149e8af50a3Sbellard     if ((env->mmuregs[0] & MMU_E) == 0) { /* MMU disabled */
150e8af50a3Sbellard 	paddr = address;
151e8af50a3Sbellard 	page_offset = address & (TARGET_PAGE_SIZE - 1);
152e8af50a3Sbellard         prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE;
153e8af50a3Sbellard         goto do_mapping;
154e8af50a3Sbellard     }
155e8af50a3Sbellard 
156e8af50a3Sbellard     /* SPARC reference MMU table walk: Context table->L1->L2->PTE */
157e8af50a3Sbellard     /* Context base + context number */
158e8af50a3Sbellard     pde_ptr = phys_ram_base + (env->mmuregs[1] << 4) + (env->mmuregs[2] << 4);
159e8af50a3Sbellard     env->access_type = ACCESS_MMU;
160e8af50a3Sbellard     pde = ldl_raw(pde_ptr);
161e8af50a3Sbellard 
162e8af50a3Sbellard     /* Ctx pde */
163e8af50a3Sbellard     switch (pde & PTE_ENTRYTYPE_MASK) {
164e8af50a3Sbellard     case 0: /* Invalid */
165e8af50a3Sbellard         error_code = 1;
166e8af50a3Sbellard         goto do_fault;
167e8af50a3Sbellard     case 2: /* PTE, maybe should not happen? */
168e8af50a3Sbellard     case 3: /* Reserved */
169e8af50a3Sbellard         error_code = 4;
170e8af50a3Sbellard         goto do_fault;
171e8af50a3Sbellard     case 1: /* L1 PDE */
172e8af50a3Sbellard 	pde_ptr = phys_ram_base + ((address >> 22) & ~3) + ((pde & ~3) << 4);
173e8af50a3Sbellard 	pde = ldl_raw(pde_ptr);
174e8af50a3Sbellard 
175e8af50a3Sbellard 	switch (pde & PTE_ENTRYTYPE_MASK) {
176e8af50a3Sbellard 	case 0: /* Invalid */
177e8af50a3Sbellard 	    error_code = 1;
178e8af50a3Sbellard 	    goto do_fault;
179e8af50a3Sbellard 	case 3: /* Reserved */
180e8af50a3Sbellard 	    error_code = 4;
181e8af50a3Sbellard 	    goto do_fault;
182e8af50a3Sbellard 	case 1: /* L2 PDE */
183e8af50a3Sbellard 	    pde_ptr = phys_ram_base + ((address & 0xfc0000) >> 16) + ((pde & ~3) << 4);
184e8af50a3Sbellard 	    pde = ldl_raw(pde_ptr);
185e8af50a3Sbellard 
186e8af50a3Sbellard 	    switch (pde & PTE_ENTRYTYPE_MASK) {
187e8af50a3Sbellard 	    case 0: /* Invalid */
188e8af50a3Sbellard 		error_code = 1;
189e8af50a3Sbellard 		goto do_fault;
190e8af50a3Sbellard 	    case 3: /* Reserved */
191e8af50a3Sbellard 		error_code = 4;
192e8af50a3Sbellard 		goto do_fault;
193e8af50a3Sbellard 	    case 1: /* L3 PDE */
194e8af50a3Sbellard 		pde_ptr = phys_ram_base + ((address & 0x3f000) >> 10) + ((pde & ~3) << 4);
195e8af50a3Sbellard 		pde = ldl_raw(pde_ptr);
196e8af50a3Sbellard 
197e8af50a3Sbellard 		switch (pde & PTE_ENTRYTYPE_MASK) {
198e8af50a3Sbellard 		case 0: /* Invalid */
199e8af50a3Sbellard 		    error_code = 1;
200e8af50a3Sbellard 		    goto do_fault;
201e8af50a3Sbellard 		case 1: /* PDE, should not happen */
202e8af50a3Sbellard 		case 3: /* Reserved */
203e8af50a3Sbellard 		    error_code = 4;
204e8af50a3Sbellard 		    goto do_fault;
205e8af50a3Sbellard 		case 2: /* L3 PTE */
206e8af50a3Sbellard 		    virt_addr = address & TARGET_PAGE_MASK;
207e8af50a3Sbellard 		    page_offset = (address & TARGET_PAGE_MASK) & (TARGET_PAGE_SIZE - 1);
208e8af50a3Sbellard 		}
209e8af50a3Sbellard 		break;
210e8af50a3Sbellard 	    case 2: /* L2 PTE */
211e8af50a3Sbellard 		virt_addr = address & ~0x3ffff;
212e8af50a3Sbellard 		page_offset = address & 0x3ffff;
213e8af50a3Sbellard 	    }
214e8af50a3Sbellard 	    break;
215e8af50a3Sbellard 	case 2: /* L1 PTE */
216e8af50a3Sbellard 	    virt_addr = address & ~0xffffff;
217e8af50a3Sbellard 	    page_offset = address & 0xffffff;
218e8af50a3Sbellard 	}
219e8af50a3Sbellard     }
220e8af50a3Sbellard 
221e8af50a3Sbellard     /* update page modified and dirty bits */
222e8af50a3Sbellard     is_dirty = rw && !(pde & PG_MODIFIED_MASK);
223e8af50a3Sbellard     if (!(pde & PG_ACCESSED_MASK) || is_dirty) {
224e8af50a3Sbellard 	pde |= PG_ACCESSED_MASK;
225e8af50a3Sbellard 	if (is_dirty)
226e8af50a3Sbellard 	    pde |= PG_MODIFIED_MASK;
227e8af50a3Sbellard 	stl_raw(pde_ptr, pde);
228e8af50a3Sbellard     }
229e8af50a3Sbellard 
230e8af50a3Sbellard     /* check access */
231e8af50a3Sbellard     access_index = (rw << 2) | ((access_type == ACCESS_CODE)? 2 : 0) | (is_user? 0 : 1);
232e8af50a3Sbellard     access_perms = (pde & PTE_ACCESS_MASK) >> PTE_ACCESS_SHIFT;
233e8af50a3Sbellard     error_code = access_table[access_index][access_perms];
234e8af50a3Sbellard     if (error_code)
235e8af50a3Sbellard 	goto do_fault;
236e8af50a3Sbellard 
237e8af50a3Sbellard     /* the page can be put in the TLB */
238e8af50a3Sbellard     prot = PAGE_READ;
239e8af50a3Sbellard     if (pde & PG_MODIFIED_MASK) {
240e8af50a3Sbellard         /* only set write access if already dirty... otherwise wait
241e8af50a3Sbellard            for dirty access */
242e8af50a3Sbellard 	if (rw_table[is_user][access_perms])
243e8af50a3Sbellard 	        prot |= PAGE_WRITE;
244e8af50a3Sbellard     }
245e8af50a3Sbellard 
246e8af50a3Sbellard     /* Even if large ptes, we map only one 4KB page in the cache to
247e8af50a3Sbellard        avoid filling it too fast */
248e8af50a3Sbellard     virt_addr = address & TARGET_PAGE_MASK;
249e8af50a3Sbellard     paddr = ((pde & PTE_ADDR_MASK) << 4) + page_offset;
250e8af50a3Sbellard 
251e8af50a3Sbellard  do_mapping:
252e8af50a3Sbellard     env->access_type = access_type;
253e8af50a3Sbellard     vaddr = virt_addr + ((address & TARGET_PAGE_MASK) & (TARGET_PAGE_SIZE - 1));
254e8af50a3Sbellard 
255e8af50a3Sbellard     ret = tlb_set_page(env, vaddr, paddr, prot, is_user, is_softmmu);
256e8af50a3Sbellard     return ret;
257e8af50a3Sbellard 
258e8af50a3Sbellard  do_fault:
259e8af50a3Sbellard     env->access_type = access_type;
260e8af50a3Sbellard     if (env->mmuregs[3]) /* Fault status register */
261e8af50a3Sbellard 	env->mmuregs[3] = 1; /* overflow (not read before another fault) */
262e8af50a3Sbellard     env->mmuregs[3] |= (access_index << 5) | (error_code << 2) | 2;
263e8af50a3Sbellard     env->mmuregs[4] = address; /* Fault address register */
264e8af50a3Sbellard 
265e8af50a3Sbellard     if (env->mmuregs[0] & MMU_NF) // No fault
266e8af50a3Sbellard 	return 0;
267e8af50a3Sbellard 
268e8af50a3Sbellard     env->exception_index = exception;
269e8af50a3Sbellard     env->error_code = error_code;
270e8af50a3Sbellard     return error_code;
271e8af50a3Sbellard }
272e8af50a3Sbellard 
273e8af50a3Sbellard void memcpy32(uint32_t *dst, const uint32_t *src)
274e8af50a3Sbellard {
275e8af50a3Sbellard     dst[0] = src[0];
276e8af50a3Sbellard     dst[1] = src[1];
277e8af50a3Sbellard     dst[2] = src[2];
278e8af50a3Sbellard     dst[3] = src[3];
279e8af50a3Sbellard     dst[4] = src[4];
280e8af50a3Sbellard     dst[5] = src[5];
281e8af50a3Sbellard     dst[6] = src[6];
282e8af50a3Sbellard     dst[7] = src[7];
283e8af50a3Sbellard }
284e8af50a3Sbellard 
285e8af50a3Sbellard void set_cwp(int new_cwp)
286e8af50a3Sbellard {
287e8af50a3Sbellard     /* put the modified wrap registers at their proper location */
288e8af50a3Sbellard     if (env->cwp == (NWINDOWS - 1))
289e8af50a3Sbellard         memcpy32(env->regbase, env->regbase + NWINDOWS * 16);
290e8af50a3Sbellard     env->cwp = new_cwp;
291e8af50a3Sbellard     /* put the wrap registers at their temporary location */
292e8af50a3Sbellard     if (new_cwp == (NWINDOWS - 1))
293e8af50a3Sbellard         memcpy32(env->regbase + NWINDOWS * 16, env->regbase);
294e8af50a3Sbellard     env->regwptr = env->regbase + (new_cwp * 16);
295e8af50a3Sbellard }
296e8af50a3Sbellard 
297e8af50a3Sbellard /*
298e8af50a3Sbellard  * Begin execution of an interruption. is_int is TRUE if coming from
299e8af50a3Sbellard  * the int instruction. next_eip is the EIP value AFTER the interrupt
300e8af50a3Sbellard  * instruction. It is only relevant if is_int is TRUE.
301e8af50a3Sbellard  */
302e8af50a3Sbellard void do_interrupt(int intno, int is_int, int error_code,
303e8af50a3Sbellard                   unsigned int next_eip, int is_hw)
304e8af50a3Sbellard {
305e8af50a3Sbellard     int cwp;
306e8af50a3Sbellard 
307e8af50a3Sbellard #ifdef DEBUG_PCALL
308e8af50a3Sbellard     if (loglevel & CPU_LOG_INT) {
309e8af50a3Sbellard 	static int count;
310e8af50a3Sbellard 	fprintf(logfile, "%6d: v=%02x e=%04x i=%d pc=%08x npc=%08x SP=%08x\n",
311e8af50a3Sbellard                     count, intno, error_code, is_int,
312e8af50a3Sbellard                     env->pc,
313e8af50a3Sbellard                     env->npc, env->gregs[7]);
314e8af50a3Sbellard #if 0
315e8af50a3Sbellard 	cpu_sparc_dump_state(env, logfile, 0);
316e8af50a3Sbellard 	{
317e8af50a3Sbellard 	    int i;
318e8af50a3Sbellard 	    uint8_t *ptr;
319e8af50a3Sbellard 	    fprintf(logfile, "       code=");
320e8af50a3Sbellard 	    ptr = env->pc;
321e8af50a3Sbellard 	    for(i = 0; i < 16; i++) {
322e8af50a3Sbellard 		fprintf(logfile, " %02x", ldub(ptr + i));
323e8af50a3Sbellard 	    }
324e8af50a3Sbellard 	    fprintf(logfile, "\n");
325e8af50a3Sbellard 	}
326e8af50a3Sbellard #endif
327e8af50a3Sbellard 	count++;
328e8af50a3Sbellard     }
329e8af50a3Sbellard #endif
330e8af50a3Sbellard     env->psret = 0;
331e8af50a3Sbellard     cwp = (env->cwp - 1) & (NWINDOWS - 1);
332e8af50a3Sbellard     set_cwp(cwp);
333e8af50a3Sbellard     env->regwptr[9] = env->pc;
334e8af50a3Sbellard     env->regwptr[10] = env->npc;
335e8af50a3Sbellard     env->psrps = env->psrs;
336e8af50a3Sbellard     env->psrs = 1;
337e8af50a3Sbellard     env->tbr = (env->tbr & TBR_BASE_MASK) | (intno << 4);
338e8af50a3Sbellard     env->pc = env->tbr;
339e8af50a3Sbellard     env->npc = env->pc + 4;
340e8af50a3Sbellard     env->exception_index = 0;
341e8af50a3Sbellard }
342e8af50a3Sbellard 
343e8af50a3Sbellard void raise_exception_err(int exception_index, int error_code)
344e8af50a3Sbellard {
345e8af50a3Sbellard     raise_exception(exception_index);
346e8af50a3Sbellard }
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