linux-user sigaltstack() syscall, by Thayne Harbaugh.
[qemu] / target-mips / cpu.h
1 #if !defined (__MIPS_CPU_H__)
2 #define __MIPS_CPU_H__
3
4 #define TARGET_HAS_ICE 1
5
6 #define ELF_MACHINE     EM_MIPS
7
8 #include "config.h"
9 #include "mips-defs.h"
10 #include "cpu-defs.h"
11 #include "softfloat.h"
12
13 // uint_fast8_t and uint_fast16_t not in <sys/int_types.h>
14 // XXX: move that elsewhere
15 #if defined(HOST_SOLARIS) && HOST_SOLARIS < 10
16 typedef unsigned char           uint_fast8_t;
17 typedef unsigned int            uint_fast16_t;
18 #endif
19
20 struct CPUMIPSState;
21
22 typedef struct r4k_tlb_t r4k_tlb_t;
23 struct r4k_tlb_t {
24     target_ulong VPN;
25     uint32_t PageMask;
26     uint_fast8_t ASID;
27     uint_fast16_t G:1;
28     uint_fast16_t C0:3;
29     uint_fast16_t C1:3;
30     uint_fast16_t V0:1;
31     uint_fast16_t V1:1;
32     uint_fast16_t D0:1;
33     uint_fast16_t D1:1;
34     target_ulong PFN[2];
35 };
36
37 typedef struct CPUMIPSTLBContext CPUMIPSTLBContext;
38 struct CPUMIPSTLBContext {
39     uint32_t nb_tlb;
40     uint32_t tlb_in_use;
41     int (*map_address) (struct CPUMIPSState *env, target_ulong *physical, int *prot, target_ulong address, int rw, int access_type);
42     void (*do_tlbwi) (void);
43     void (*do_tlbwr) (void);
44     void (*do_tlbp) (void);
45     void (*do_tlbr) (void);
46     union {
47         struct {
48             r4k_tlb_t tlb[MIPS_TLB_MAX];
49         } r4k;
50     } mmu;
51 };
52
53 typedef union fpr_t fpr_t;
54 union fpr_t {
55     float64  fd;   /* ieee double precision */
56     float32  fs[2];/* ieee single precision */
57     uint64_t d;    /* binary double fixed-point */
58     uint32_t w[2]; /* binary single fixed-point */
59 };
60 /* define FP_ENDIAN_IDX to access the same location
61  * in the fpr_t union regardless of the host endianess
62  */
63 #if defined(WORDS_BIGENDIAN)
64 #  define FP_ENDIAN_IDX 1
65 #else
66 #  define FP_ENDIAN_IDX 0
67 #endif
68
69 typedef struct CPUMIPSFPUContext CPUMIPSFPUContext;
70 struct CPUMIPSFPUContext {
71     /* Floating point registers */
72     fpr_t fpr[32];
73 #ifndef USE_HOST_FLOAT_REGS
74     fpr_t ft0;
75     fpr_t ft1;
76     fpr_t ft2;
77 #endif
78     float_status fp_status;
79     /* fpu implementation/revision register (fir) */
80     uint32_t fcr0;
81 #define FCR0_F64 22
82 #define FCR0_L 21
83 #define FCR0_W 20
84 #define FCR0_3D 19
85 #define FCR0_PS 18
86 #define FCR0_D 17
87 #define FCR0_S 16
88 #define FCR0_PRID 8
89 #define FCR0_REV 0
90     /* fcsr */
91     uint32_t fcr31;
92 #define SET_FP_COND(num,env)     do { ((env)->fcr31) |= ((num) ? (1 << ((num) + 24)) : (1 << 23)); } while(0)
93 #define CLEAR_FP_COND(num,env)   do { ((env)->fcr31) &= ~((num) ? (1 << ((num) + 24)) : (1 << 23)); } while(0)
94 #define GET_FP_COND(env)         ((((env)->fcr31 >> 24) & 0xfe) | (((env)->fcr31 >> 23) & 0x1))
95 #define GET_FP_CAUSE(reg)        (((reg) >> 12) & 0x3f)
96 #define GET_FP_ENABLE(reg)       (((reg) >>  7) & 0x1f)
97 #define GET_FP_FLAGS(reg)        (((reg) >>  2) & 0x1f)
98 #define SET_FP_CAUSE(reg,v)      do { (reg) = ((reg) & ~(0x3f << 12)) | ((v & 0x3f) << 12); } while(0)
99 #define SET_FP_ENABLE(reg,v)     do { (reg) = ((reg) & ~(0x1f <<  7)) | ((v & 0x1f) << 7); } while(0)
100 #define SET_FP_FLAGS(reg,v)      do { (reg) = ((reg) & ~(0x1f <<  2)) | ((v & 0x1f) << 2); } while(0)
101 #define UPDATE_FP_FLAGS(reg,v)   do { (reg) |= ((v & 0x1f) << 2); } while(0)
102 #define FP_INEXACT        1
103 #define FP_UNDERFLOW      2
104 #define FP_OVERFLOW       4
105 #define FP_DIV0           8
106 #define FP_INVALID        16
107 #define FP_UNIMPLEMENTED  32
108 };
109
110 typedef struct CPUMIPSMVPContext CPUMIPSMVPContext;
111 struct CPUMIPSMVPContext {
112     int32_t CP0_MVPControl;
113 #define CP0MVPCo_CPA    3
114 #define CP0MVPCo_STLB   2
115 #define CP0MVPCo_VPC    1
116 #define CP0MVPCo_EVP    0
117     int32_t CP0_MVPConf0;
118 #define CP0MVPC0_M      31
119 #define CP0MVPC0_TLBS   29
120 #define CP0MVPC0_GS     28
121 #define CP0MVPC0_PCP    27
122 #define CP0MVPC0_PTLBE  16
123 #define CP0MVPC0_TCA    15
124 #define CP0MVPC0_PVPE   10
125 #define CP0MVPC0_PTC    0
126     int32_t CP0_MVPConf1;
127 #define CP0MVPC1_CIM    31
128 #define CP0MVPC1_CIF    30
129 #define CP0MVPC1_PCX    20
130 #define CP0MVPC1_PCP2   10
131 #define CP0MVPC1_PCP1   0
132 };
133
134 typedef struct mips_def_t mips_def_t;
135
136 #define MIPS_SHADOW_SET_MAX 16
137 #define MIPS_TC_MAX 5
138 #define MIPS_DSP_ACC 4
139
140 typedef struct CPUMIPSState CPUMIPSState;
141 struct CPUMIPSState {
142     /* General integer registers */
143     target_ulong gpr[32][MIPS_SHADOW_SET_MAX];
144     /* Special registers */
145     target_ulong PC[MIPS_TC_MAX];
146 #if TARGET_LONG_BITS > HOST_LONG_BITS
147     target_ulong t0;
148     target_ulong t1;
149     target_ulong t2;
150 #endif
151     target_ulong HI[MIPS_DSP_ACC][MIPS_TC_MAX];
152     target_ulong LO[MIPS_DSP_ACC][MIPS_TC_MAX];
153     target_ulong ACX[MIPS_DSP_ACC][MIPS_TC_MAX];
154     target_ulong DSPControl[MIPS_TC_MAX];
155
156     CPUMIPSMVPContext *mvp;
157     CPUMIPSTLBContext *tlb;
158     CPUMIPSFPUContext *fpu;
159     uint32_t current_tc;
160
161     uint32_t SEGBITS;
162     target_ulong SEGMask;
163
164     int32_t CP0_Index;
165     /* CP0_MVP* are per MVP registers. */
166     int32_t CP0_Random;
167     int32_t CP0_VPEControl;
168 #define CP0VPECo_YSI    21
169 #define CP0VPECo_GSI    20
170 #define CP0VPECo_EXCPT  16
171 #define CP0VPECo_TE     15
172 #define CP0VPECo_TargTC 0
173     int32_t CP0_VPEConf0;
174 #define CP0VPEC0_M      31
175 #define CP0VPEC0_XTC    21
176 #define CP0VPEC0_TCS    19
177 #define CP0VPEC0_SCS    18
178 #define CP0VPEC0_DSC    17
179 #define CP0VPEC0_ICS    16
180 #define CP0VPEC0_MVP    1
181 #define CP0VPEC0_VPA    0
182     int32_t CP0_VPEConf1;
183 #define CP0VPEC1_NCX    20
184 #define CP0VPEC1_NCP2   10
185 #define CP0VPEC1_NCP1   0
186     target_ulong CP0_YQMask;
187     target_ulong CP0_VPESchedule;
188     target_ulong CP0_VPEScheFBack;
189     int32_t CP0_VPEOpt;
190 #define CP0VPEOpt_IWX7  15
191 #define CP0VPEOpt_IWX6  14
192 #define CP0VPEOpt_IWX5  13
193 #define CP0VPEOpt_IWX4  12
194 #define CP0VPEOpt_IWX3  11
195 #define CP0VPEOpt_IWX2  10
196 #define CP0VPEOpt_IWX1  9
197 #define CP0VPEOpt_IWX0  8
198 #define CP0VPEOpt_DWX7  7
199 #define CP0VPEOpt_DWX6  6
200 #define CP0VPEOpt_DWX5  5
201 #define CP0VPEOpt_DWX4  4
202 #define CP0VPEOpt_DWX3  3
203 #define CP0VPEOpt_DWX2  2
204 #define CP0VPEOpt_DWX1  1
205 #define CP0VPEOpt_DWX0  0
206     target_ulong CP0_EntryLo0;
207     int32_t CP0_TCStatus[MIPS_TC_MAX];
208 #define CP0TCSt_TCU3    31
209 #define CP0TCSt_TCU2    30
210 #define CP0TCSt_TCU1    29
211 #define CP0TCSt_TCU0    28
212 #define CP0TCSt_TMX     27
213 #define CP0TCSt_RNST    23
214 #define CP0TCSt_TDS     21
215 #define CP0TCSt_DT      20
216 #define CP0TCSt_DA      15
217 #define CP0TCSt_A       13
218 #define CP0TCSt_TKSU    11
219 #define CP0TCSt_IXMT    10
220 #define CP0TCSt_TASID   0
221     int32_t CP0_TCBind[MIPS_TC_MAX];
222 #define CP0TCBd_CurTC   21
223 #define CP0TCBd_TBE     17
224 #define CP0TCBd_CurVPE  0
225     target_ulong CP0_TCHalt[MIPS_TC_MAX];
226     target_ulong CP0_TCContext[MIPS_TC_MAX];
227     target_ulong CP0_TCSchedule[MIPS_TC_MAX];
228     target_ulong CP0_TCScheFBack[MIPS_TC_MAX];
229     target_ulong CP0_EntryLo1;
230     target_ulong CP0_Context;
231     int32_t CP0_PageMask;
232     int32_t CP0_PageGrain;
233     int32_t CP0_Wired;
234     int32_t CP0_SRSConf0_rw_bitmask;
235     int32_t CP0_SRSConf0;
236 #define CP0SRSC0_M      31
237 #define CP0SRSC0_SRS3   20
238 #define CP0SRSC0_SRS2   10
239 #define CP0SRSC0_SRS1   0
240     int32_t CP0_SRSConf1_rw_bitmask;
241     int32_t CP0_SRSConf1;
242 #define CP0SRSC1_M      31
243 #define CP0SRSC1_SRS6   20
244 #define CP0SRSC1_SRS5   10
245 #define CP0SRSC1_SRS4   0
246     int32_t CP0_SRSConf2_rw_bitmask;
247     int32_t CP0_SRSConf2;
248 #define CP0SRSC2_M      31
249 #define CP0SRSC2_SRS9   20
250 #define CP0SRSC2_SRS8   10
251 #define CP0SRSC2_SRS7   0
252     int32_t CP0_SRSConf3_rw_bitmask;
253     int32_t CP0_SRSConf3;
254 #define CP0SRSC3_M      31
255 #define CP0SRSC3_SRS12  20
256 #define CP0SRSC3_SRS11  10
257 #define CP0SRSC3_SRS10  0
258     int32_t CP0_SRSConf4_rw_bitmask;
259     int32_t CP0_SRSConf4;
260 #define CP0SRSC4_SRS15  20
261 #define CP0SRSC4_SRS14  10
262 #define CP0SRSC4_SRS13  0
263     int32_t CP0_HWREna;
264     target_ulong CP0_BadVAddr;
265     int32_t CP0_Count;
266     target_ulong CP0_EntryHi;
267     int32_t CP0_Compare;
268     int32_t CP0_Status;
269 #define CP0St_CU3   31
270 #define CP0St_CU2   30
271 #define CP0St_CU1   29
272 #define CP0St_CU0   28
273 #define CP0St_RP    27
274 #define CP0St_FR    26
275 #define CP0St_RE    25
276 #define CP0St_MX    24
277 #define CP0St_PX    23
278 #define CP0St_BEV   22
279 #define CP0St_TS    21
280 #define CP0St_SR    20
281 #define CP0St_NMI   19
282 #define CP0St_IM    8
283 #define CP0St_KX    7
284 #define CP0St_SX    6
285 #define CP0St_UX    5
286 #define CP0St_UM    4
287 #define CP0St_R0    3
288 #define CP0St_ERL   2
289 #define CP0St_EXL   1
290 #define CP0St_IE    0
291     int32_t CP0_IntCtl;
292 #define CP0IntCtl_IPTI 29
293 #define CP0IntCtl_IPPC1 26
294 #define CP0IntCtl_VS 5
295     int32_t CP0_SRSCtl;
296 #define CP0SRSCtl_HSS 26
297 #define CP0SRSCtl_EICSS 18
298 #define CP0SRSCtl_ESS 12
299 #define CP0SRSCtl_PSS 6
300 #define CP0SRSCtl_CSS 0
301     int32_t CP0_SRSMap;
302 #define CP0SRSMap_SSV7 28
303 #define CP0SRSMap_SSV6 24
304 #define CP0SRSMap_SSV5 20
305 #define CP0SRSMap_SSV4 16
306 #define CP0SRSMap_SSV3 12
307 #define CP0SRSMap_SSV2 8
308 #define CP0SRSMap_SSV1 4
309 #define CP0SRSMap_SSV0 0
310     int32_t CP0_Cause;
311 #define CP0Ca_BD   31
312 #define CP0Ca_TI   30
313 #define CP0Ca_CE   28
314 #define CP0Ca_DC   27
315 #define CP0Ca_PCI  26
316 #define CP0Ca_IV   23
317 #define CP0Ca_WP   22
318 #define CP0Ca_IP    8
319 #define CP0Ca_IP_mask 0x0000FF00
320 #define CP0Ca_EC    2
321     target_ulong CP0_EPC;
322     int32_t CP0_PRid;
323     int32_t CP0_EBase;
324     int32_t CP0_Config0;
325 #define CP0C0_M    31
326 #define CP0C0_K23  28
327 #define CP0C0_KU   25
328 #define CP0C0_MDU  20
329 #define CP0C0_MM   17
330 #define CP0C0_BM   16
331 #define CP0C0_BE   15
332 #define CP0C0_AT   13
333 #define CP0C0_AR   10
334 #define CP0C0_MT   7
335 #define CP0C0_VI   3
336 #define CP0C0_K0   0
337     int32_t CP0_Config1;
338 #define CP0C1_M    31
339 #define CP0C1_MMU  25
340 #define CP0C1_IS   22
341 #define CP0C1_IL   19
342 #define CP0C1_IA   16
343 #define CP0C1_DS   13
344 #define CP0C1_DL   10
345 #define CP0C1_DA   7
346 #define CP0C1_C2   6
347 #define CP0C1_MD   5
348 #define CP0C1_PC   4
349 #define CP0C1_WR   3
350 #define CP0C1_CA   2
351 #define CP0C1_EP   1
352 #define CP0C1_FP   0
353     int32_t CP0_Config2;
354 #define CP0C2_M    31
355 #define CP0C2_TU   28
356 #define CP0C2_TS   24
357 #define CP0C2_TL   20
358 #define CP0C2_TA   16
359 #define CP0C2_SU   12
360 #define CP0C2_SS   8
361 #define CP0C2_SL   4
362 #define CP0C2_SA   0
363     int32_t CP0_Config3;
364 #define CP0C3_M    31
365 #define CP0C3_DSPP 10
366 #define CP0C3_LPA  7
367 #define CP0C3_VEIC 6
368 #define CP0C3_VInt 5
369 #define CP0C3_SP   4
370 #define CP0C3_MT   2
371 #define CP0C3_SM   1
372 #define CP0C3_TL   0
373     int32_t CP0_Config6;
374     int32_t CP0_Config7;
375     /* XXX: Maybe make LLAddr per-TC? */
376     target_ulong CP0_LLAddr;
377     target_ulong CP0_WatchLo[8];
378     int32_t CP0_WatchHi[8];
379     target_ulong CP0_XContext;
380     int32_t CP0_Framemask;
381     int32_t CP0_Debug;
382 #define CP0DB_DBD  31
383 #define CP0DB_DM   30
384 #define CP0DB_LSNM 28
385 #define CP0DB_Doze 27
386 #define CP0DB_Halt 26
387 #define CP0DB_CNT  25
388 #define CP0DB_IBEP 24
389 #define CP0DB_DBEP 21
390 #define CP0DB_IEXI 20
391 #define CP0DB_VER  15
392 #define CP0DB_DEC  10
393 #define CP0DB_SSt  8
394 #define CP0DB_DINT 5
395 #define CP0DB_DIB  4
396 #define CP0DB_DDBS 3
397 #define CP0DB_DDBL 2
398 #define CP0DB_DBp  1
399 #define CP0DB_DSS  0
400     int32_t CP0_Debug_tcstatus[MIPS_TC_MAX];
401     target_ulong CP0_DEPC;
402     int32_t CP0_Performance0;
403     int32_t CP0_TagLo;
404     int32_t CP0_DataLo;
405     int32_t CP0_TagHi;
406     int32_t CP0_DataHi;
407     target_ulong CP0_ErrorEPC;
408     int32_t CP0_DESAVE;
409     /* Qemu */
410     int interrupt_request;
411     jmp_buf jmp_env;
412     int exception_index;
413     int error_code;
414     int user_mode_only; /* user mode only simulation */
415     uint32_t hflags;    /* CPU State */
416     /* TMASK defines different execution modes */
417 #define MIPS_HFLAG_TMASK  0x00FF
418 #define MIPS_HFLAG_MODE   0x0007 /* execution modes                    */
419 #define MIPS_HFLAG_UM     0x0001 /* user mode                          */
420 #define MIPS_HFLAG_DM     0x0002 /* Debug mode                         */
421 #define MIPS_HFLAG_SM     0x0004 /* Supervisor mode                    */
422 #define MIPS_HFLAG_64     0x0008 /* 64-bit instructions enabled        */
423 #define MIPS_HFLAG_CP0    0x0010 /* CP0 enabled                        */
424 #define MIPS_HFLAG_FPU    0x0020 /* FPU enabled                        */
425 #define MIPS_HFLAG_F64    0x0040 /* 64-bit FPU enabled                 */
426 #define MIPS_HFLAG_RE     0x0080 /* Reversed endianness                */
427     /* If translation is interrupted between the branch instruction and
428      * the delay slot, record what type of branch it is so that we can
429      * resume translation properly.  It might be possible to reduce
430      * this from three bits to two.  */
431 #define MIPS_HFLAG_BMASK  0x0700
432 #define MIPS_HFLAG_B      0x0100 /* Unconditional branch               */
433 #define MIPS_HFLAG_BC     0x0200 /* Conditional branch                 */
434 #define MIPS_HFLAG_BL     0x0300 /* Likely branch                      */
435 #define MIPS_HFLAG_BR     0x0400 /* branch to register (can't link TB) */
436     target_ulong btarget;        /* Jump / branch target               */
437     int bcond;                   /* Branch condition (if needed)       */
438
439     int halted; /* TRUE if the CPU is in suspend state */
440
441     int SYNCI_Step; /* Address step size for SYNCI */
442     int CCRes; /* Cycle count resolution/divisor */
443     uint32_t CP0_Status_rw_bitmask; /* Read/write bits in CP0_Status */
444     uint32_t CP0_TCStatus_rw_bitmask; /* Read/write bits in CP0_TCStatus */
445     int insn_flags; /* Supported instruction set */
446
447 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
448     target_ulong tls_value;
449 #endif
450
451     CPU_COMMON
452
453     int ram_size;
454     const char *kernel_filename;
455     const char *kernel_cmdline;
456     const char *initrd_filename;
457
458     mips_def_t *cpu_model;
459 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
460     void *irq[8];
461 #endif
462
463     struct QEMUTimer *timer; /* Internal timer */
464 };
465
466 int no_mmu_map_address (CPUMIPSState *env, target_ulong *physical, int *prot,
467                         target_ulong address, int rw, int access_type);
468 int fixed_mmu_map_address (CPUMIPSState *env, target_ulong *physical, int *prot,
469                            target_ulong address, int rw, int access_type);
470 int r4k_map_address (CPUMIPSState *env, target_ulong *physical, int *prot,
471                      target_ulong address, int rw, int access_type);
472 void r4k_do_tlbwi (void);
473 void r4k_do_tlbwr (void);
474 void r4k_do_tlbp (void);
475 void r4k_do_tlbr (void);
476 int mips_find_by_name (const unsigned char *name, mips_def_t **def);
477 void mips_cpu_list (FILE *f, int (*cpu_fprintf)(FILE *f, const char *fmt, ...));
478 int cpu_mips_register (CPUMIPSState *env, mips_def_t *def);
479
480 #define CPUState CPUMIPSState
481 #define cpu_init cpu_mips_init
482 #define cpu_exec cpu_mips_exec
483 #define cpu_gen_code cpu_mips_gen_code
484 #define cpu_signal_handler cpu_mips_signal_handler
485
486 #include "cpu-all.h"
487
488 /* Memory access type :
489  * may be needed for precise access rights control and precise exceptions.
490  */
491 enum {
492     /* 1 bit to define user level / supervisor access */
493     ACCESS_USER  = 0x00,
494     ACCESS_SUPER = 0x01,
495     /* 1 bit to indicate direction */
496     ACCESS_STORE = 0x02,
497     /* Type of instruction that generated the access */
498     ACCESS_CODE  = 0x10, /* Code fetch access                */
499     ACCESS_INT   = 0x20, /* Integer load/store access        */
500     ACCESS_FLOAT = 0x30, /* floating point load/store access */
501 };
502
503 /* Exceptions */
504 enum {
505     EXCP_NONE          = -1,
506     EXCP_RESET         = 0,
507     EXCP_SRESET,
508     EXCP_DSS,
509     EXCP_DINT,
510     EXCP_NMI,
511     EXCP_MCHECK,
512     EXCP_EXT_INTERRUPT,
513     EXCP_DFWATCH,
514     EXCP_DIB, /* 8 */
515     EXCP_IWATCH,
516     EXCP_AdEL,
517     EXCP_AdES,
518     EXCP_TLBF,
519     EXCP_IBE,
520     EXCP_DBp,
521     EXCP_SYSCALL,
522     EXCP_BREAK, /* 16 */
523     EXCP_CpU,
524     EXCP_RI,
525     EXCP_OVERFLOW,
526     EXCP_TRAP,
527     EXCP_FPE,
528     EXCP_DDBS,
529     EXCP_DWATCH,
530     EXCP_LAE, /* 24 */
531     EXCP_SAE,
532     EXCP_LTLBL,
533     EXCP_TLBL,
534     EXCP_TLBS,
535     EXCP_DBE,
536     EXCP_DDBL,
537     EXCP_THREAD,
538     EXCP_MTCP0         = 0x104, /* mtmsr instruction:               */
539                                 /* may change privilege level       */
540     EXCP_BRANCH        = 0x108, /* branch instruction               */
541     EXCP_ERET          = 0x10C, /* return from interrupt            */
542     EXCP_SYSCALL_USER  = 0x110, /* System call in user mode only    */
543     EXCP_FLUSH         = 0x109,
544 };
545
546 int cpu_mips_exec(CPUMIPSState *s);
547 CPUMIPSState *cpu_mips_init(void);
548 uint32_t cpu_mips_get_clock (void);
549 int cpu_mips_signal_handler(int host_signum, void *pinfo, void *puc);
550
551 static inline target_ulong get_sp_from_cpustate(CPUMIPSState *state)
552 {
553     return state->gpr[29][state->current_tc];
554 }
555
556 #endif /* !defined (__MIPS_CPU_H__) */