SPARC FPU optimization (Blue Swirl)
[qemu] / target-sparc / cpu.h
1 #ifndef CPU_SPARC_H
2 #define CPU_SPARC_H
3
4 #include "config.h"
5
6 #if !defined(TARGET_SPARC64)
7 #define TARGET_LONG_BITS 32
8 #define TARGET_FPREGS 32
9 #define TARGET_PAGE_BITS 12 /* 4k */
10 #else
11 #define TARGET_LONG_BITS 64
12 #define TARGET_FPREGS 64
13 #define TARGET_PAGE_BITS 12 /* XXX */
14 #endif
15
16 #include "cpu-defs.h"
17
18 #include "softfloat.h"
19
20 #define TARGET_HAS_ICE 1
21
22 /*#define EXCP_INTERRUPT 0x100*/
23
24 /* trap definitions */
25 #ifndef TARGET_SPARC64
26 #define TT_TFAULT   0x01
27 #define TT_ILL_INSN 0x02
28 #define TT_PRIV_INSN 0x03
29 #define TT_NFPU_INSN 0x04
30 #define TT_WIN_OVF  0x05
31 #define TT_WIN_UNF  0x06 
32 #define TT_FP_EXCP  0x08
33 #define TT_DFAULT   0x09
34 #define TT_EXTINT   0x10
35 #define TT_DIV_ZERO 0x2a
36 #define TT_TRAP     0x80
37 #else
38 #define TT_TFAULT   0x08
39 #define TT_TMISS    0x09
40 #define TT_ILL_INSN 0x10
41 #define TT_PRIV_INSN 0x11
42 #define TT_NFPU_INSN 0x20
43 #define TT_FP_EXCP  0x21
44 #define TT_CLRWIN   0x24
45 #define TT_DIV_ZERO 0x28
46 #define TT_DFAULT   0x30
47 #define TT_DMISS    0x31
48 #define TT_DPROT    0x32
49 #define TT_PRIV_ACT 0x37
50 #define TT_EXTINT   0x40
51 #define TT_SPILL    0x80
52 #define TT_FILL     0xc0
53 #define TT_WOTHER   0x10
54 #define TT_TRAP     0x100
55 #endif
56
57 #define PSR_NEG   (1<<23)
58 #define PSR_ZERO  (1<<22)
59 #define PSR_OVF   (1<<21)
60 #define PSR_CARRY (1<<20)
61 #define PSR_ICC   (PSR_NEG|PSR_ZERO|PSR_OVF|PSR_CARRY)
62 #define PSR_EF    (1<<12)
63 #define PSR_PIL   0xf00
64 #define PSR_S     (1<<7)
65 #define PSR_PS    (1<<6)
66 #define PSR_ET    (1<<5)
67 #define PSR_CWP   0x1f
68
69 /* Trap base register */
70 #define TBR_BASE_MASK 0xfffff000
71
72 #if defined(TARGET_SPARC64)
73 #define PS_IG    (1<<11)
74 #define PS_MG    (1<<10)
75 #define PS_RED   (1<<5)
76 #define PS_PEF   (1<<4)
77 #define PS_AM    (1<<3)
78 #define PS_PRIV  (1<<2)
79 #define PS_IE    (1<<1)
80 #define PS_AG    (1<<0)
81
82 #define FPRS_FEF (1<<2)
83 #endif
84
85 /* Fcc */
86 #define FSR_RD1        (1<<31)
87 #define FSR_RD0        (1<<30)
88 #define FSR_RD_MASK    (FSR_RD1 | FSR_RD0)
89 #define FSR_RD_NEAREST 0
90 #define FSR_RD_ZERO    FSR_RD0
91 #define FSR_RD_POS     FSR_RD1
92 #define FSR_RD_NEG     (FSR_RD1 | FSR_RD0)
93
94 #define FSR_NVM   (1<<27)
95 #define FSR_OFM   (1<<26)
96 #define FSR_UFM   (1<<25)
97 #define FSR_DZM   (1<<24)
98 #define FSR_NXM   (1<<23)
99 #define FSR_TEM_MASK (FSR_NVM | FSR_OFM | FSR_UFM | FSR_DZM | FSR_NXM)
100
101 #define FSR_NVA   (1<<9)
102 #define FSR_OFA   (1<<8)
103 #define FSR_UFA   (1<<7)
104 #define FSR_DZA   (1<<6)
105 #define FSR_NXA   (1<<5)
106 #define FSR_AEXC_MASK (FSR_NVA | FSR_OFA | FSR_UFA | FSR_DZA | FSR_NXA)
107
108 #define FSR_NVC   (1<<4)
109 #define FSR_OFC   (1<<3)
110 #define FSR_UFC   (1<<2)
111 #define FSR_DZC   (1<<1)
112 #define FSR_NXC   (1<<0)
113 #define FSR_CEXC_MASK (FSR_NVC | FSR_OFC | FSR_UFC | FSR_DZC | FSR_NXC)
114
115 #define FSR_FTT2   (1<<16)
116 #define FSR_FTT1   (1<<15)
117 #define FSR_FTT0   (1<<14)
118 #define FSR_FTT_MASK (FSR_FTT2 | FSR_FTT1 | FSR_FTT0)
119 #define FSR_FTT_IEEE_EXCP (1 << 14)
120 #define FSR_FTT_UNIMPFPOP (3 << 14)
121 #define FSR_FTT_INVAL_FPR (6 << 14)
122
123 #define FSR_FCC1  (1<<11)
124 #define FSR_FCC0  (1<<10)
125
126 /* MMU */
127 #define MMU_E     (1<<0)
128 #define MMU_NF    (1<<1)
129
130 #define PTE_ENTRYTYPE_MASK 3
131 #define PTE_ACCESS_MASK    0x1c
132 #define PTE_ACCESS_SHIFT   2
133 #define PTE_PPN_SHIFT      7
134 #define PTE_ADDR_MASK      0xffffff00
135
136 #define PG_ACCESSED_BIT 5
137 #define PG_MODIFIED_BIT 6
138 #define PG_CACHE_BIT    7
139
140 #define PG_ACCESSED_MASK (1 << PG_ACCESSED_BIT)
141 #define PG_MODIFIED_MASK (1 << PG_MODIFIED_BIT)
142 #define PG_CACHE_MASK    (1 << PG_CACHE_BIT)
143
144 /* 2 <= NWINDOWS <= 32. In QEMU it must also be a power of two. */
145 #define NWINDOWS  8
146
147 typedef struct CPUSPARCState {
148     target_ulong gregs[8]; /* general registers */
149     target_ulong *regwptr; /* pointer to current register window */
150     float32 fpr[TARGET_FPREGS];  /* floating point registers */
151     target_ulong pc;       /* program counter */
152     target_ulong npc;      /* next program counter */
153     target_ulong y;        /* multiply/divide register */
154     uint32_t psr;      /* processor state register */
155     target_ulong fsr;      /* FPU state register */
156     uint32_t cwp;      /* index of current register window (extracted
157                           from PSR) */
158     uint32_t wim;      /* window invalid mask */
159     target_ulong tbr;  /* trap base register */
160     int      psrs;     /* supervisor mode (extracted from PSR) */
161     int      psrps;    /* previous supervisor mode */
162     int      psret;    /* enable traps */
163     uint32_t psrpil;   /* interrupt level */
164     int      psref;    /* enable fpu */
165     jmp_buf  jmp_env;
166     int user_mode_only;
167     int exception_index;
168     int interrupt_index;
169     int interrupt_request;
170     int halted;
171     /* NOTE: we allow 8 more registers to handle wrapping */
172     target_ulong regbase[NWINDOWS * 16 + 8];
173
174     CPU_COMMON
175
176     /* MMU regs */
177 #if defined(TARGET_SPARC64)
178     uint64_t lsu;
179 #define DMMU_E 0x8
180 #define IMMU_E 0x4
181     uint64_t immuregs[16];
182     uint64_t dmmuregs[16];
183     uint64_t itlb_tag[64];
184     uint64_t itlb_tte[64];
185     uint64_t dtlb_tag[64];
186     uint64_t dtlb_tte[64];
187 #else
188     uint32_t mmuregs[16];
189 #endif
190     /* temporary float registers */
191     float32 ft0, ft1;
192     float64 dt0, dt1;
193     float_status fp_status;
194 #if defined(TARGET_SPARC64)
195 #define MAXTL 4
196     uint64_t t0, t1, t2;
197     uint64_t tpc[MAXTL];
198     uint64_t tnpc[MAXTL];
199     uint64_t tstate[MAXTL];
200     uint32_t tt[MAXTL];
201     uint32_t xcc;               /* Extended integer condition codes */
202     uint32_t asi;
203     uint32_t pstate;
204     uint32_t tl;
205     uint32_t cansave, canrestore, otherwin, wstate, cleanwin;
206     uint64_t agregs[8]; /* alternate general registers */
207     uint64_t bgregs[8]; /* backup for normal global registers */
208     uint64_t igregs[8]; /* interrupt general registers */
209     uint64_t mgregs[8]; /* mmu general registers */
210     uint64_t version;
211     uint64_t fprs;
212     uint64_t tick_cmpr, stick_cmpr;
213 #endif
214 #if !defined(TARGET_SPARC64) && !defined(reg_T2)
215     target_ulong t2;
216 #endif
217 } CPUSPARCState;
218 #if defined(TARGET_SPARC64)
219 #define GET_FSR32(env) (env->fsr & 0xcfc1ffff)
220 #define PUT_FSR32(env, val) do { uint32_t _tmp = val;                   \
221         env->fsr = (_tmp & 0xcfc1c3ff) | (env->fsr & 0x3f00000000ULL);  \
222     } while (0)
223 #define GET_FSR64(env) (env->fsr & 0x3fcfc1ffffULL)
224 #define PUT_FSR64(env, val) do { uint64_t _tmp = val;   \
225         env->fsr = _tmp & 0x3fcfc1c3ffULL;              \
226     } while (0)
227 // Manuf 0x17, version 0x11, mask 0 (UltraSparc-II)
228 #define GET_VER(env) ((0x17ULL << 48) | (0x11ULL << 32) |               \
229                       (0 << 24) | (MAXTL << 8) | (NWINDOWS - 1))
230 #else
231 #define GET_FSR32(env) (env->fsr)
232 #define PUT_FSR32(env, val) do { uint32_t _tmp = val;   \
233         env->fsr = _tmp & 0xcfc1ffff;                   \
234     } while (0)
235 #endif
236
237 CPUSPARCState *cpu_sparc_init(void);
238 int cpu_sparc_exec(CPUSPARCState *s);
239 int cpu_sparc_close(CPUSPARCState *s);
240
241 /* Fake impl 0, version 4 */
242 #define GET_PSR(env) ((0 << 28) | (4 << 24) | (env->psr & PSR_ICC) |    \
243                       (env->psref? PSR_EF : 0) |                        \
244                       (env->psrpil << 8) |                              \
245                       (env->psrs? PSR_S : 0) |                          \
246                       (env->psrps? PSR_PS : 0) |                        \
247                       (env->psret? PSR_ET : 0) | env->cwp)
248
249 #ifndef NO_CPU_IO_DEFS
250 void cpu_set_cwp(CPUSPARCState *env1, int new_cwp);
251 #endif
252
253 #define PUT_PSR(env, val) do { int _tmp = val;                          \
254         env->psr = _tmp & PSR_ICC;                                      \
255         env->psref = (_tmp & PSR_EF)? 1 : 0;                            \
256         env->psrpil = (_tmp & PSR_PIL) >> 8;                            \
257         env->psrs = (_tmp & PSR_S)? 1 : 0;                              \
258         env->psrps = (_tmp & PSR_PS)? 1 : 0;                            \
259         env->psret = (_tmp & PSR_ET)? 1 : 0;                            \
260         cpu_set_cwp(env, _tmp & PSR_CWP & (NWINDOWS - 1));              \
261     } while (0)
262
263 #ifdef TARGET_SPARC64
264 #define GET_CCR(env) ((env->xcc << 4) | (env->psr & PSR_ICC))
265 #define PUT_CCR(env, val) do { int _tmp = val;                          \
266         env->xcc = _tmp >> 4;                                           \
267         env->psr = (_tmp & 0xf) << 20;                                  \
268     } while (0)
269 #endif
270
271 struct siginfo;
272 int cpu_sparc_signal_handler(int hostsignum, struct siginfo *info, void *puc);
273
274 #include "cpu-all.h"
275
276 #endif