compilation fix for gcc3.4 on win32 (Paul Brook)
[qemu] / exec-all.h
1 /*
2  * internal execution defines for qemu
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, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
19  */
20
21 /* allow to see translation results - the slowdown should be negligible, so we leave it */
22 #define DEBUG_DISAS
23
24 #ifndef glue
25 #define xglue(x, y) x ## y
26 #define glue(x, y) xglue(x, y)
27 #define stringify(s)    tostring(s)
28 #define tostring(s)     #s
29 #endif
30
31 #if __GNUC__ < 3
32 #define __builtin_expect(x, n) (x)
33 #endif
34
35 #ifdef __i386__
36 #define REGPARM(n) __attribute((regparm(n)))
37 #else
38 #define REGPARM(n)
39 #endif
40
41 /* is_jmp field values */
42 #define DISAS_NEXT    0 /* next instruction can be analyzed */
43 #define DISAS_JUMP    1 /* only pc was modified dynamically */
44 #define DISAS_UPDATE  2 /* cpu state was modified dynamically */
45 #define DISAS_TB_JUMP 3 /* only pc was modified statically */
46
47 struct TranslationBlock;
48
49 /* XXX: make safe guess about sizes */
50 #define MAX_OP_PER_INSTR 32
51 #define OPC_BUF_SIZE 512
52 #define OPC_MAX_SIZE (OPC_BUF_SIZE - MAX_OP_PER_INSTR)
53
54 #define OPPARAM_BUF_SIZE (OPC_BUF_SIZE * 3)
55
56 extern uint16_t gen_opc_buf[OPC_BUF_SIZE];
57 extern uint32_t gen_opparam_buf[OPPARAM_BUF_SIZE];
58 extern long gen_labels[OPC_BUF_SIZE];
59 extern int nb_gen_labels;
60 extern target_ulong gen_opc_pc[OPC_BUF_SIZE];
61 extern target_ulong gen_opc_npc[OPC_BUF_SIZE];
62 extern uint8_t gen_opc_cc_op[OPC_BUF_SIZE];
63 extern uint8_t gen_opc_instr_start[OPC_BUF_SIZE];
64 extern target_ulong gen_opc_jump_pc[2];
65
66 typedef void (GenOpFunc)(void);
67 typedef void (GenOpFunc1)(long);
68 typedef void (GenOpFunc2)(long, long);
69 typedef void (GenOpFunc3)(long, long, long);
70                     
71 #if defined(TARGET_I386)
72
73 void optimize_flags_init(void);
74
75 #endif
76
77 extern FILE *logfile;
78 extern int loglevel;
79
80 int gen_intermediate_code(CPUState *env, struct TranslationBlock *tb);
81 int gen_intermediate_code_pc(CPUState *env, struct TranslationBlock *tb);
82 void dump_ops(const uint16_t *opc_buf, const uint32_t *opparam_buf);
83 int cpu_gen_code(CPUState *env, struct TranslationBlock *tb,
84                  int max_code_size, int *gen_code_size_ptr);
85 int cpu_restore_state(struct TranslationBlock *tb, 
86                       CPUState *env, unsigned long searched_pc,
87                       void *puc);
88 int cpu_gen_code_copy(CPUState *env, struct TranslationBlock *tb,
89                       int max_code_size, int *gen_code_size_ptr);
90 int cpu_restore_state_copy(struct TranslationBlock *tb, 
91                            CPUState *env, unsigned long searched_pc,
92                            void *puc);
93 void cpu_resume_from_signal(CPUState *env1, void *puc);
94 void cpu_exec_init(void);
95 int page_unprotect(unsigned long address, unsigned long pc, void *puc);
96 void tb_invalidate_phys_page_range(target_ulong start, target_ulong end, 
97                                    int is_cpu_write_access);
98 void tb_invalidate_page_range(target_ulong start, target_ulong end);
99 void tlb_flush_page(CPUState *env, target_ulong addr);
100 void tlb_flush(CPUState *env, int flush_global);
101 int tlb_set_page(CPUState *env, target_ulong vaddr, 
102                  target_phys_addr_t paddr, int prot, 
103                  int is_user, int is_softmmu);
104
105 #define CODE_GEN_MAX_SIZE        65536
106 #define CODE_GEN_ALIGN           16 /* must be >= of the size of a icache line */
107
108 #define CODE_GEN_HASH_BITS     15
109 #define CODE_GEN_HASH_SIZE     (1 << CODE_GEN_HASH_BITS)
110
111 #define CODE_GEN_PHYS_HASH_BITS     15
112 #define CODE_GEN_PHYS_HASH_SIZE     (1 << CODE_GEN_PHYS_HASH_BITS)
113
114 /* maximum total translate dcode allocated */
115
116 /* NOTE: the translated code area cannot be too big because on some
117    archs the range of "fast" function calls is limited. Here is a
118    summary of the ranges:
119
120    i386  : signed 32 bits
121    arm   : signed 26 bits
122    ppc   : signed 24 bits
123    sparc : signed 32 bits
124    alpha : signed 23 bits
125 */
126
127 #if defined(__alpha__)
128 #define CODE_GEN_BUFFER_SIZE     (2 * 1024 * 1024)
129 #elif defined(__ia64)
130 #define CODE_GEN_BUFFER_SIZE     (4 * 1024 * 1024)      /* range of addl */
131 #elif defined(__powerpc__)
132 #define CODE_GEN_BUFFER_SIZE     (6 * 1024 * 1024)
133 #else
134 #define CODE_GEN_BUFFER_SIZE     (16 * 1024 * 1024)
135 #endif
136
137 //#define CODE_GEN_BUFFER_SIZE     (128 * 1024)
138
139 /* estimated block size for TB allocation */
140 /* XXX: use a per code average code fragment size and modulate it
141    according to the host CPU */
142 #if defined(CONFIG_SOFTMMU)
143 #define CODE_GEN_AVG_BLOCK_SIZE 128
144 #else
145 #define CODE_GEN_AVG_BLOCK_SIZE 64
146 #endif
147
148 #define CODE_GEN_MAX_BLOCKS    (CODE_GEN_BUFFER_SIZE / CODE_GEN_AVG_BLOCK_SIZE)
149
150 #if defined(__powerpc__) 
151 #define USE_DIRECT_JUMP
152 #endif
153 #if defined(__i386__) && !defined(_WIN32)
154 #define USE_DIRECT_JUMP
155 #endif
156
157 typedef struct TranslationBlock {
158     target_ulong pc;   /* simulated PC corresponding to this block (EIP + CS base) */
159     target_ulong cs_base; /* CS base for this block */
160     unsigned int flags; /* flags defining in which context the code was generated */
161     uint16_t size;      /* size of target code for this block (1 <=
162                            size <= TARGET_PAGE_SIZE) */
163     uint16_t cflags;    /* compile flags */
164 #define CF_CODE_COPY   0x0001 /* block was generated in code copy mode */
165 #define CF_TB_FP_USED  0x0002 /* fp ops are used in the TB */
166 #define CF_FP_USED     0x0004 /* fp ops are used in the TB or in a chained TB */
167 #define CF_SINGLE_INSN 0x0008 /* compile only a single instruction */
168
169     uint8_t *tc_ptr;    /* pointer to the translated code */
170     struct TranslationBlock *hash_next; /* next matching tb for virtual address */
171     /* next matching tb for physical address. */
172     struct TranslationBlock *phys_hash_next; 
173     /* first and second physical page containing code. The lower bit
174        of the pointer tells the index in page_next[] */
175     struct TranslationBlock *page_next[2]; 
176     target_ulong page_addr[2]; 
177
178     /* the following data are used to directly call another TB from
179        the code of this one. */
180     uint16_t tb_next_offset[2]; /* offset of original jump target */
181 #ifdef USE_DIRECT_JUMP
182     uint16_t tb_jmp_offset[4]; /* offset of jump instruction */
183 #else
184     uint32_t tb_next[2]; /* address of jump generated code */
185 #endif
186     /* list of TBs jumping to this one. This is a circular list using
187        the two least significant bits of the pointers to tell what is
188        the next pointer: 0 = jmp_next[0], 1 = jmp_next[1], 2 =
189        jmp_first */
190     struct TranslationBlock *jmp_next[2]; 
191     struct TranslationBlock *jmp_first;
192 } TranslationBlock;
193
194 static inline unsigned int tb_hash_func(target_ulong pc)
195 {
196     return pc & (CODE_GEN_HASH_SIZE - 1);
197 }
198
199 static inline unsigned int tb_phys_hash_func(unsigned long pc)
200 {
201     return pc & (CODE_GEN_PHYS_HASH_SIZE - 1);
202 }
203
204 TranslationBlock *tb_alloc(target_ulong pc);
205 void tb_flush(CPUState *env);
206 void tb_link(TranslationBlock *tb);
207 void tb_link_phys(TranslationBlock *tb, 
208                   target_ulong phys_pc, target_ulong phys_page2);
209
210 extern TranslationBlock *tb_hash[CODE_GEN_HASH_SIZE];
211 extern TranslationBlock *tb_phys_hash[CODE_GEN_PHYS_HASH_SIZE];
212
213 extern uint8_t code_gen_buffer[CODE_GEN_BUFFER_SIZE];
214 extern uint8_t *code_gen_ptr;
215
216 /* find a translation block in the translation cache. If not found,
217    return NULL and the pointer to the last element of the list in pptb */
218 static inline TranslationBlock *tb_find(TranslationBlock ***pptb,
219                                         target_ulong pc, 
220                                         target_ulong cs_base,
221                                         unsigned int flags)
222 {
223     TranslationBlock **ptb, *tb;
224     unsigned int h;
225  
226     h = tb_hash_func(pc);
227     ptb = &tb_hash[h];
228     for(;;) {
229         tb = *ptb;
230         if (!tb)
231             break;
232         if (tb->pc == pc && tb->cs_base == cs_base && tb->flags == flags)
233             return tb;
234         ptb = &tb->hash_next;
235     }
236     *pptb = ptb;
237     return NULL;
238 }
239
240
241 #if defined(USE_DIRECT_JUMP)
242
243 #if defined(__powerpc__)
244 static inline void tb_set_jmp_target1(unsigned long jmp_addr, unsigned long addr)
245 {
246     uint32_t val, *ptr;
247
248     /* patch the branch destination */
249     ptr = (uint32_t *)jmp_addr;
250     val = *ptr;
251     val = (val & ~0x03fffffc) | ((addr - jmp_addr) & 0x03fffffc);
252     *ptr = val;
253     /* flush icache */
254     asm volatile ("dcbst 0,%0" : : "r"(ptr) : "memory");
255     asm volatile ("sync" : : : "memory");
256     asm volatile ("icbi 0,%0" : : "r"(ptr) : "memory");
257     asm volatile ("sync" : : : "memory");
258     asm volatile ("isync" : : : "memory");
259 }
260 #elif defined(__i386__)
261 static inline void tb_set_jmp_target1(unsigned long jmp_addr, unsigned long addr)
262 {
263     /* patch the branch destination */
264     *(uint32_t *)jmp_addr = addr - (jmp_addr + 4);
265     /* no need to flush icache explicitely */
266 }
267 #endif
268
269 static inline void tb_set_jmp_target(TranslationBlock *tb, 
270                                      int n, unsigned long addr)
271 {
272     unsigned long offset;
273
274     offset = tb->tb_jmp_offset[n];
275     tb_set_jmp_target1((unsigned long)(tb->tc_ptr + offset), addr);
276     offset = tb->tb_jmp_offset[n + 2];
277     if (offset != 0xffff)
278         tb_set_jmp_target1((unsigned long)(tb->tc_ptr + offset), addr);
279 }
280
281 #else
282
283 /* set the jump target */
284 static inline void tb_set_jmp_target(TranslationBlock *tb, 
285                                      int n, unsigned long addr)
286 {
287     tb->tb_next[n] = addr;
288 }
289
290 #endif
291
292 static inline void tb_add_jump(TranslationBlock *tb, int n, 
293                                TranslationBlock *tb_next)
294 {
295     /* NOTE: this test is only needed for thread safety */
296     if (!tb->jmp_next[n]) {
297         /* patch the native jump address */
298         tb_set_jmp_target(tb, n, (unsigned long)tb_next->tc_ptr);
299         
300         /* add in TB jmp circular list */
301         tb->jmp_next[n] = tb_next->jmp_first;
302         tb_next->jmp_first = (TranslationBlock *)((long)(tb) | (n));
303     }
304 }
305
306 TranslationBlock *tb_find_pc(unsigned long pc_ptr);
307
308 #ifndef offsetof
309 #define offsetof(type, field) ((size_t) &((type *)0)->field)
310 #endif
311
312 #if defined(_WIN32)
313 #define ASM_DATA_SECTION ".section \".data\"\n"
314 #define ASM_PREVIOUS_SECTION ".section .text\n"
315 #elif defined(__APPLE__)
316 #define ASM_DATA_SECTION ".data\n"
317 #define ASM_PREVIOUS_SECTION ".text\n"
318 #else
319 #define ASM_DATA_SECTION ".section \".data\"\n"
320 #define ASM_PREVIOUS_SECTION ".previous\n"
321 #endif
322
323 #define ASM_OP_LABEL_NAME(n, opname) \
324     ASM_NAME(__op_label) #n "." ASM_NAME(opname)
325
326 #if defined(__powerpc__)
327
328 /* we patch the jump instruction directly */
329 #define GOTO_TB(opname, tbparam, n)\
330 do {\
331     asm volatile (ASM_DATA_SECTION\
332                   ASM_OP_LABEL_NAME(n, opname) ":\n"\
333                   ".long 1f\n"\
334                   ASM_PREVIOUS_SECTION \
335                   "b " ASM_NAME(__op_jmp) #n "\n"\
336                   "1:\n");\
337 } while (0)
338
339 #elif defined(__i386__) && defined(USE_DIRECT_JUMP)
340
341 /* we patch the jump instruction directly */
342 #define GOTO_TB(opname, tbparam, n)\
343 do {\
344     asm volatile (".section .data\n"\
345                   ASM_OP_LABEL_NAME(n, opname) ":\n"\
346                   ".long 1f\n"\
347                   ASM_PREVIOUS_SECTION \
348                   "jmp " ASM_NAME(__op_jmp) #n "\n"\
349                   "1:\n");\
350 } while (0)
351
352 #else
353
354 /* jump to next block operations (more portable code, does not need
355    cache flushing, but slower because of indirect jump) */
356 #define GOTO_TB(opname, tbparam, n)\
357 do {\
358     static void __attribute__((unused)) *dummy ## n = &&dummy_label ## n;\
359     static void __attribute__((unused)) *__op_label ## n \
360         __asm__(ASM_OP_LABEL_NAME(n, opname)) = &&label ## n;\
361     goto *(void *)(((TranslationBlock *)tbparam)->tb_next[n]);\
362 label ## n: ;\
363 dummy_label ## n: ;\
364 } while (0)
365
366 #endif
367
368 /* XXX: will be suppressed */
369 #define JUMP_TB(opname, tbparam, n, eip)\
370 do {\
371     GOTO_TB(opname, tbparam, n);\
372     T0 = (long)(tbparam) + (n);\
373     EIP = (int32_t)eip;\
374     EXIT_TB();\
375 } while (0)
376
377 extern CPUWriteMemoryFunc *io_mem_write[IO_MEM_NB_ENTRIES][4];
378 extern CPUReadMemoryFunc *io_mem_read[IO_MEM_NB_ENTRIES][4];
379 extern void *io_mem_opaque[IO_MEM_NB_ENTRIES];
380
381 #ifdef __powerpc__
382 static inline int testandset (int *p)
383 {
384     int ret;
385     __asm__ __volatile__ (
386                           "0:    lwarx %0,0,%1\n"
387                           "      xor. %0,%3,%0\n"
388                           "      bne 1f\n"
389                           "      stwcx. %2,0,%1\n"
390                           "      bne- 0b\n"
391                           "1:    "
392                           : "=&r" (ret)
393                           : "r" (p), "r" (1), "r" (0)
394                           : "cr0", "memory");
395     return ret;
396 }
397 #endif
398
399 #ifdef __i386__
400 static inline int testandset (int *p)
401 {
402     long int readval = 0;
403     
404     __asm__ __volatile__ ("lock; cmpxchgl %2, %0"
405                           : "+m" (*p), "+a" (readval)
406                           : "r" (1)
407                           : "cc");
408     return readval;
409 }
410 #endif
411
412 #ifdef __x86_64__
413 static inline int testandset (int *p)
414 {
415     long int readval = 0;
416     
417     __asm__ __volatile__ ("lock; cmpxchgl %2, %0"
418                           : "+m" (*p), "+a" (readval)
419                           : "r" (1)
420                           : "cc");
421     return readval;
422 }
423 #endif
424
425 #ifdef __s390__
426 static inline int testandset (int *p)
427 {
428     int ret;
429
430     __asm__ __volatile__ ("0: cs    %0,%1,0(%2)\n"
431                           "   jl    0b"
432                           : "=&d" (ret)
433                           : "r" (1), "a" (p), "0" (*p) 
434                           : "cc", "memory" );
435     return ret;
436 }
437 #endif
438
439 #ifdef __alpha__
440 static inline int testandset (int *p)
441 {
442     int ret;
443     unsigned long one;
444
445     __asm__ __volatile__ ("0:   mov 1,%2\n"
446                           "     ldl_l %0,%1\n"
447                           "     stl_c %2,%1\n"
448                           "     beq %2,1f\n"
449                           ".subsection 2\n"
450                           "1:   br 0b\n"
451                           ".previous"
452                           : "=r" (ret), "=m" (*p), "=r" (one)
453                           : "m" (*p));
454     return ret;
455 }
456 #endif
457
458 #ifdef __sparc__
459 static inline int testandset (int *p)
460 {
461         int ret;
462
463         __asm__ __volatile__("ldstub    [%1], %0"
464                              : "=r" (ret)
465                              : "r" (p)
466                              : "memory");
467
468         return (ret ? 1 : 0);
469 }
470 #endif
471
472 #ifdef __arm__
473 static inline int testandset (int *spinlock)
474 {
475     register unsigned int ret;
476     __asm__ __volatile__("swp %0, %1, [%2]"
477                          : "=r"(ret)
478                          : "0"(1), "r"(spinlock));
479     
480     return ret;
481 }
482 #endif
483
484 #ifdef __mc68000
485 static inline int testandset (int *p)
486 {
487     char ret;
488     __asm__ __volatile__("tas %1; sne %0"
489                          : "=r" (ret)
490                          : "m" (p)
491                          : "cc","memory");
492     return ret;
493 }
494 #endif
495
496 #ifdef __ia64
497 #include <ia64intrin.h>
498
499 static inline int testandset (int *p)
500 {
501     return __sync_lock_test_and_set (p, 1);
502 }
503 #endif
504
505 typedef int spinlock_t;
506
507 #define SPIN_LOCK_UNLOCKED 0
508
509 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
510 static inline void spin_lock(spinlock_t *lock)
511 {
512     while (testandset(lock));
513 }
514
515 static inline void spin_unlock(spinlock_t *lock)
516 {
517     *lock = 0;
518 }
519
520 static inline int spin_trylock(spinlock_t *lock)
521 {
522     return !testandset(lock);
523 }
524 #else
525 static inline void spin_lock(spinlock_t *lock)
526 {
527 }
528
529 static inline void spin_unlock(spinlock_t *lock)
530 {
531 }
532
533 static inline int spin_trylock(spinlock_t *lock)
534 {
535     return 1;
536 }
537 #endif
538
539 extern spinlock_t tb_lock;
540
541 extern int tb_invalidated_flag;
542
543 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
544
545 void tlb_fill(target_ulong addr, int is_write, int is_user, 
546               void *retaddr);
547
548 #define ACCESS_TYPE 3
549 #define MEMSUFFIX _code
550 #define env cpu_single_env
551
552 #define DATA_SIZE 1
553 #include "softmmu_header.h"
554
555 #define DATA_SIZE 2
556 #include "softmmu_header.h"
557
558 #define DATA_SIZE 4
559 #include "softmmu_header.h"
560
561 #define DATA_SIZE 8
562 #include "softmmu_header.h"
563
564 #undef ACCESS_TYPE
565 #undef MEMSUFFIX
566 #undef env
567
568 #endif
569
570 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
571 static inline target_ulong get_phys_addr_code(CPUState *env, target_ulong addr)
572 {
573     return addr;
574 }
575 #else
576 /* NOTE: this function can trigger an exception */
577 /* NOTE2: the returned address is not exactly the physical address: it
578    is the offset relative to phys_ram_base */
579 static inline target_ulong get_phys_addr_code(CPUState *env, target_ulong addr)
580 {
581     int is_user, index, pd;
582
583     index = (addr >> TARGET_PAGE_BITS) & (CPU_TLB_SIZE - 1);
584 #if defined(TARGET_I386)
585     is_user = ((env->hflags & HF_CPL_MASK) == 3);
586 #elif defined (TARGET_PPC)
587     is_user = msr_pr;
588 #elif defined (TARGET_MIPS)
589     is_user = ((env->hflags & MIPS_HFLAG_MODE) == MIPS_HFLAG_UM);
590 #elif defined (TARGET_SPARC)
591     is_user = (env->psrs == 0);
592 #else
593 #error "Unimplemented !"
594 #endif
595     if (__builtin_expect(env->tlb_read[is_user][index].address != 
596                          (addr & TARGET_PAGE_MASK), 0)) {
597         ldub_code(addr);
598     }
599     pd = env->tlb_read[is_user][index].address & ~TARGET_PAGE_MASK;
600     if (pd > IO_MEM_ROM) {
601         cpu_abort(env, "Trying to execute code outside RAM or ROM at 0x%08lx\n", addr);
602     }
603     return addr + env->tlb_read[is_user][index].addend - (unsigned long)phys_ram_base;
604 }
605 #endif
606
607
608 #ifdef USE_KQEMU
609 int kqemu_init(CPUState *env);
610 int kqemu_cpu_exec(CPUState *env);
611 void kqemu_flush_page(CPUState *env, target_ulong addr);
612 void kqemu_flush(CPUState *env, int global);
613 void kqemu_set_notdirty(CPUState *env, ram_addr_t ram_addr);
614
615 static inline int kqemu_is_ok(CPUState *env)
616 {
617     return(env->kqemu_enabled &&
618            (env->hflags & HF_CPL_MASK) == 3 &&
619            (env->eflags & IOPL_MASK) != IOPL_MASK &&
620            (env->cr[0] & CR0_PE_MASK) && 
621            (env->eflags & IF_MASK) &&
622            !(env->eflags & VM_MASK)
623 #if 1
624            && (env->ldt.limit == 0 || env->ldt.limit == 0x27)
625 #endif
626            );
627 }
628
629 #endif