removed unused code
[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 /* is_jmp field values */
25 #define DISAS_NEXT    0 /* next instruction can be analyzed */
26 #define DISAS_JUMP    1 /* only pc was modified dynamically */
27 #define DISAS_UPDATE  2 /* cpu state was modified dynamically */
28 #define DISAS_TB_JUMP 3 /* only pc was modified statically */
29
30 struct TranslationBlock;
31
32 /* XXX: make safe guess about sizes */
33 #define MAX_OP_PER_INSTR 64
34 /* A Call op needs up to 6 + 2N parameters (N = number of arguments).  */
35 #define MAX_OPC_PARAM 10
36 #define OPC_BUF_SIZE 512
37 #define OPC_MAX_SIZE (OPC_BUF_SIZE - MAX_OP_PER_INSTR)
38
39 /* Maximum size a TCG op can expand to.  This is complicated because a
40    single op may require several host instructions and regirster reloads.
41    For now take a wild guess at 128 bytes, which should allow at least
42    a couple of fixup instructions per argument.  */
43 #define TCG_MAX_OP_SIZE 128
44
45 #define OPPARAM_BUF_SIZE (OPC_BUF_SIZE * MAX_OPC_PARAM)
46
47 extern target_ulong gen_opc_pc[OPC_BUF_SIZE];
48 extern target_ulong gen_opc_npc[OPC_BUF_SIZE];
49 extern uint8_t gen_opc_cc_op[OPC_BUF_SIZE];
50 extern uint8_t gen_opc_instr_start[OPC_BUF_SIZE];
51 extern target_ulong gen_opc_jump_pc[2];
52 extern uint32_t gen_opc_hflags[OPC_BUF_SIZE];
53
54 typedef void (GenOpFunc)(void);
55 typedef void (GenOpFunc1)(long);
56 typedef void (GenOpFunc2)(long, long);
57 typedef void (GenOpFunc3)(long, long, long);
58
59 #if defined(TARGET_I386)
60
61 void optimize_flags_init(void);
62
63 #endif
64
65 extern FILE *logfile;
66 extern int loglevel;
67
68 int gen_intermediate_code(CPUState *env, struct TranslationBlock *tb);
69 int gen_intermediate_code_pc(CPUState *env, struct TranslationBlock *tb);
70 void gen_pc_load(CPUState *env, struct TranslationBlock *tb,
71                  unsigned long searched_pc, int pc_pos, void *puc);
72
73 unsigned long code_gen_max_block_size(void);
74 void cpu_gen_init(void);
75 int cpu_gen_code(CPUState *env, struct TranslationBlock *tb,
76                  int *gen_code_size_ptr);
77 int cpu_restore_state(struct TranslationBlock *tb,
78                       CPUState *env, unsigned long searched_pc,
79                       void *puc);
80 int cpu_restore_state_copy(struct TranslationBlock *tb,
81                            CPUState *env, unsigned long searched_pc,
82                            void *puc);
83 void cpu_resume_from_signal(CPUState *env1, void *puc);
84 void cpu_exec_init(CPUState *env);
85 int page_unprotect(target_ulong address, unsigned long pc, void *puc);
86 void tb_invalidate_phys_page_range(target_phys_addr_t start, target_phys_addr_t end,
87                                    int is_cpu_write_access);
88 void tb_invalidate_page_range(target_ulong start, target_ulong end);
89 void tlb_flush_page(CPUState *env, target_ulong addr);
90 void tlb_flush(CPUState *env, int flush_global);
91 int tlb_set_page_exec(CPUState *env, target_ulong vaddr,
92                       target_phys_addr_t paddr, int prot,
93                       int mmu_idx, int is_softmmu);
94 static inline int tlb_set_page(CPUState *env1, target_ulong vaddr,
95                                target_phys_addr_t paddr, int prot,
96                                int mmu_idx, int is_softmmu)
97 {
98     if (prot & PAGE_READ)
99         prot |= PAGE_EXEC;
100     return tlb_set_page_exec(env1, vaddr, paddr, prot, mmu_idx, is_softmmu);
101 }
102
103 #define CODE_GEN_ALIGN           16 /* must be >= of the size of a icache line */
104
105 #define CODE_GEN_PHYS_HASH_BITS     15
106 #define CODE_GEN_PHYS_HASH_SIZE     (1 << CODE_GEN_PHYS_HASH_BITS)
107
108 /* maximum total translate dcode allocated */
109
110 /* NOTE: the translated code area cannot be too big because on some
111    archs the range of "fast" function calls is limited. Here is a
112    summary of the ranges:
113
114    i386  : signed 32 bits
115    arm   : signed 26 bits
116    ppc   : signed 24 bits
117    sparc : signed 32 bits
118    alpha : signed 23 bits
119 */
120
121 #if defined(__alpha__)
122 #define CODE_GEN_BUFFER_SIZE     (2 * 1024 * 1024)
123 #elif defined(__ia64)
124 #define CODE_GEN_BUFFER_SIZE     (4 * 1024 * 1024)      /* range of addl */
125 #elif defined(__powerpc__)
126 #define CODE_GEN_BUFFER_SIZE     (6 * 1024 * 1024)
127 #else
128 /* XXX: make it dynamic on x86 */
129 #define CODE_GEN_BUFFER_SIZE     (16 * 1024 * 1024)
130 #endif
131
132 //#define CODE_GEN_BUFFER_SIZE     (128 * 1024)
133
134 /* estimated block size for TB allocation */
135 /* XXX: use a per code average code fragment size and modulate it
136    according to the host CPU */
137 #if defined(CONFIG_SOFTMMU)
138 #define CODE_GEN_AVG_BLOCK_SIZE 128
139 #else
140 #define CODE_GEN_AVG_BLOCK_SIZE 64
141 #endif
142
143 #define CODE_GEN_MAX_BLOCKS    (CODE_GEN_BUFFER_SIZE / CODE_GEN_AVG_BLOCK_SIZE)
144
145 #if defined(__powerpc__) || defined(__x86_64__)
146 #define USE_DIRECT_JUMP
147 #endif
148 #if defined(__i386__) && !defined(_WIN32)
149 #define USE_DIRECT_JUMP
150 #endif
151
152 typedef struct TranslationBlock {
153     target_ulong pc;   /* simulated PC corresponding to this block (EIP + CS base) */
154     target_ulong cs_base; /* CS base for this block */
155     uint64_t flags; /* flags defining in which context the code was generated */
156     uint16_t size;      /* size of target code for this block (1 <=
157                            size <= TARGET_PAGE_SIZE) */
158     uint16_t cflags;    /* compile flags */
159 #define CF_TB_FP_USED  0x0002 /* fp ops are used in the TB */
160 #define CF_FP_USED     0x0004 /* fp ops are used in the TB or in a chained TB */
161 #define CF_SINGLE_INSN 0x0008 /* compile only a single instruction */
162
163     uint8_t *tc_ptr;    /* pointer to the translated code */
164     /* next matching tb for physical address. */
165     struct TranslationBlock *phys_hash_next;
166     /* first and second physical page containing code. The lower bit
167        of the pointer tells the index in page_next[] */
168     struct TranslationBlock *page_next[2];
169     target_ulong page_addr[2];
170
171     /* the following data are used to directly call another TB from
172        the code of this one. */
173     uint16_t tb_next_offset[2]; /* offset of original jump target */
174 #ifdef USE_DIRECT_JUMP
175     uint16_t tb_jmp_offset[4]; /* offset of jump instruction */
176 #else
177     unsigned long tb_next[2]; /* address of jump generated code */
178 #endif
179     /* list of TBs jumping to this one. This is a circular list using
180        the two least significant bits of the pointers to tell what is
181        the next pointer: 0 = jmp_next[0], 1 = jmp_next[1], 2 =
182        jmp_first */
183     struct TranslationBlock *jmp_next[2];
184     struct TranslationBlock *jmp_first;
185 } TranslationBlock;
186
187 static inline unsigned int tb_jmp_cache_hash_page(target_ulong pc)
188 {
189     target_ulong tmp;
190     tmp = pc ^ (pc >> (TARGET_PAGE_BITS - TB_JMP_PAGE_BITS));
191     return (tmp >> (TARGET_PAGE_BITS - TB_JMP_PAGE_BITS)) & TB_JMP_PAGE_MASK;
192 }
193
194 static inline unsigned int tb_jmp_cache_hash_func(target_ulong pc)
195 {
196     target_ulong tmp;
197     tmp = pc ^ (pc >> (TARGET_PAGE_BITS - TB_JMP_PAGE_BITS));
198     return (((tmp >> (TARGET_PAGE_BITS - TB_JMP_PAGE_BITS)) & TB_JMP_PAGE_MASK)
199             | (tmp & TB_JMP_ADDR_MASK));
200 }
201
202 static inline unsigned int tb_phys_hash_func(unsigned long pc)
203 {
204     return pc & (CODE_GEN_PHYS_HASH_SIZE - 1);
205 }
206
207 TranslationBlock *tb_alloc(target_ulong pc);
208 void tb_flush(CPUState *env);
209 void tb_link_phys(TranslationBlock *tb,
210                   target_ulong phys_pc, target_ulong phys_page2);
211
212 extern TranslationBlock *tb_phys_hash[CODE_GEN_PHYS_HASH_SIZE];
213
214 extern uint8_t code_gen_buffer[CODE_GEN_BUFFER_SIZE];
215 extern uint8_t *code_gen_ptr;
216
217 #if defined(USE_DIRECT_JUMP)
218
219 #if defined(__powerpc__)
220 static inline void tb_set_jmp_target1(unsigned long jmp_addr, unsigned long addr)
221 {
222     uint32_t val, *ptr;
223
224     /* patch the branch destination */
225     ptr = (uint32_t *)jmp_addr;
226     val = *ptr;
227     val = (val & ~0x03fffffc) | ((addr - jmp_addr) & 0x03fffffc);
228     *ptr = val;
229     /* flush icache */
230     asm volatile ("dcbst 0,%0" : : "r"(ptr) : "memory");
231     asm volatile ("sync" : : : "memory");
232     asm volatile ("icbi 0,%0" : : "r"(ptr) : "memory");
233     asm volatile ("sync" : : : "memory");
234     asm volatile ("isync" : : : "memory");
235 }
236 #elif defined(__i386__) || defined(__x86_64__)
237 static inline void tb_set_jmp_target1(unsigned long jmp_addr, unsigned long addr)
238 {
239     /* patch the branch destination */
240     *(uint32_t *)jmp_addr = addr - (jmp_addr + 4);
241     /* no need to flush icache explicitely */
242 }
243 #endif
244
245 static inline void tb_set_jmp_target(TranslationBlock *tb,
246                                      int n, unsigned long addr)
247 {
248     unsigned long offset;
249
250     offset = tb->tb_jmp_offset[n];
251     tb_set_jmp_target1((unsigned long)(tb->tc_ptr + offset), addr);
252     offset = tb->tb_jmp_offset[n + 2];
253     if (offset != 0xffff)
254         tb_set_jmp_target1((unsigned long)(tb->tc_ptr + offset), addr);
255 }
256
257 #else
258
259 /* set the jump target */
260 static inline void tb_set_jmp_target(TranslationBlock *tb,
261                                      int n, unsigned long addr)
262 {
263     tb->tb_next[n] = addr;
264 }
265
266 #endif
267
268 static inline void tb_add_jump(TranslationBlock *tb, int n,
269                                TranslationBlock *tb_next)
270 {
271     /* NOTE: this test is only needed for thread safety */
272     if (!tb->jmp_next[n]) {
273         /* patch the native jump address */
274         tb_set_jmp_target(tb, n, (unsigned long)tb_next->tc_ptr);
275
276         /* add in TB jmp circular list */
277         tb->jmp_next[n] = tb_next->jmp_first;
278         tb_next->jmp_first = (TranslationBlock *)((long)(tb) | (n));
279     }
280 }
281
282 TranslationBlock *tb_find_pc(unsigned long pc_ptr);
283
284 #ifndef offsetof
285 #define offsetof(type, field) ((size_t) &((type *)0)->field)
286 #endif
287
288 #if defined(_WIN32)
289 #define ASM_DATA_SECTION ".section \".data\"\n"
290 #define ASM_PREVIOUS_SECTION ".section .text\n"
291 #elif defined(__APPLE__)
292 #define ASM_DATA_SECTION ".data\n"
293 #define ASM_PREVIOUS_SECTION ".text\n"
294 #else
295 #define ASM_DATA_SECTION ".section \".data\"\n"
296 #define ASM_PREVIOUS_SECTION ".previous\n"
297 #endif
298
299 #define ASM_OP_LABEL_NAME(n, opname) \
300     ASM_NAME(__op_label) #n "." ASM_NAME(opname)
301
302 extern CPUWriteMemoryFunc *io_mem_write[IO_MEM_NB_ENTRIES][4];
303 extern CPUReadMemoryFunc *io_mem_read[IO_MEM_NB_ENTRIES][4];
304 extern void *io_mem_opaque[IO_MEM_NB_ENTRIES];
305
306 #if defined(__hppa__)
307
308 typedef int spinlock_t[4];
309
310 #define SPIN_LOCK_UNLOCKED { 1, 1, 1, 1 }
311
312 static inline void resetlock (spinlock_t *p)
313 {
314     (*p)[0] = (*p)[1] = (*p)[2] = (*p)[3] = 1;
315 }
316
317 #else
318
319 typedef int spinlock_t;
320
321 #define SPIN_LOCK_UNLOCKED 0
322
323 static inline void resetlock (spinlock_t *p)
324 {
325     *p = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
326 }
327
328 #endif
329
330 #if defined(__powerpc__)
331 static inline int testandset (int *p)
332 {
333     int ret;
334     __asm__ __volatile__ (
335                           "0:    lwarx %0,0,%1\n"
336                           "      xor. %0,%3,%0\n"
337                           "      bne 1f\n"
338                           "      stwcx. %2,0,%1\n"
339                           "      bne- 0b\n"
340                           "1:    "
341                           : "=&r" (ret)
342                           : "r" (p), "r" (1), "r" (0)
343                           : "cr0", "memory");
344     return ret;
345 }
346 #elif defined(__i386__)
347 static inline int testandset (int *p)
348 {
349     long int readval = 0;
350
351     __asm__ __volatile__ ("lock; cmpxchgl %2, %0"
352                           : "+m" (*p), "+a" (readval)
353                           : "r" (1)
354                           : "cc");
355     return readval;
356 }
357 #elif defined(__x86_64__)
358 static inline int testandset (int *p)
359 {
360     long int readval = 0;
361
362     __asm__ __volatile__ ("lock; cmpxchgl %2, %0"
363                           : "+m" (*p), "+a" (readval)
364                           : "r" (1)
365                           : "cc");
366     return readval;
367 }
368 #elif defined(__s390__)
369 static inline int testandset (int *p)
370 {
371     int ret;
372
373     __asm__ __volatile__ ("0: cs    %0,%1,0(%2)\n"
374                           "   jl    0b"
375                           : "=&d" (ret)
376                           : "r" (1), "a" (p), "0" (*p)
377                           : "cc", "memory" );
378     return ret;
379 }
380 #elif defined(__alpha__)
381 static inline int testandset (int *p)
382 {
383     int ret;
384     unsigned long one;
385
386     __asm__ __volatile__ ("0:   mov 1,%2\n"
387                           "     ldl_l %0,%1\n"
388                           "     stl_c %2,%1\n"
389                           "     beq %2,1f\n"
390                           ".subsection 2\n"
391                           "1:   br 0b\n"
392                           ".previous"
393                           : "=r" (ret), "=m" (*p), "=r" (one)
394                           : "m" (*p));
395     return ret;
396 }
397 #elif defined(__sparc__)
398 static inline int testandset (int *p)
399 {
400         int ret;
401
402         __asm__ __volatile__("ldstub    [%1], %0"
403                              : "=r" (ret)
404                              : "r" (p)
405                              : "memory");
406
407         return (ret ? 1 : 0);
408 }
409 #elif defined(__arm__)
410 static inline int testandset (int *spinlock)
411 {
412     register unsigned int ret;
413     __asm__ __volatile__("swp %0, %1, [%2]"
414                          : "=r"(ret)
415                          : "0"(1), "r"(spinlock));
416
417     return ret;
418 }
419 #elif defined(__mc68000)
420 static inline int testandset (int *p)
421 {
422     char ret;
423     __asm__ __volatile__("tas %1; sne %0"
424                          : "=r" (ret)
425                          : "m" (p)
426                          : "cc","memory");
427     return ret;
428 }
429 #elif defined(__hppa__)
430
431 /* Because malloc only guarantees 8-byte alignment for malloc'd data,
432    and GCC only guarantees 8-byte alignment for stack locals, we can't
433    be assured of 16-byte alignment for atomic lock data even if we
434    specify "__attribute ((aligned(16)))" in the type declaration.  So,
435    we use a struct containing an array of four ints for the atomic lock
436    type and dynamically select the 16-byte aligned int from the array
437    for the semaphore.  */
438 #define __PA_LDCW_ALIGNMENT 16
439 static inline void *ldcw_align (void *p) {
440     unsigned long a = (unsigned long)p;
441     a = (a + __PA_LDCW_ALIGNMENT - 1) & ~(__PA_LDCW_ALIGNMENT - 1);
442     return (void *)a;
443 }
444
445 static inline int testandset (spinlock_t *p)
446 {
447     unsigned int ret;
448     p = ldcw_align(p);
449     __asm__ __volatile__("ldcw 0(%1),%0"
450                          : "=r" (ret)
451                          : "r" (p)
452                          : "memory" );
453     return !ret;
454 }
455
456 #elif defined(__ia64)
457
458 #include <ia64intrin.h>
459
460 static inline int testandset (int *p)
461 {
462     return __sync_lock_test_and_set (p, 1);
463 }
464 #elif defined(__mips__)
465 static inline int testandset (int *p)
466 {
467     int ret;
468
469     __asm__ __volatile__ (
470         "       .set push               \n"
471         "       .set noat               \n"
472         "       .set mips2              \n"
473         "1:     li      $1, 1           \n"
474         "       ll      %0, %1          \n"
475         "       sc      $1, %1          \n"
476         "       beqz    $1, 1b          \n"
477         "       .set pop                "
478         : "=r" (ret), "+R" (*p)
479         :
480         : "memory");
481
482     return ret;
483 }
484 #else
485 #error unimplemented CPU support
486 #endif
487
488 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
489 static inline void spin_lock(spinlock_t *lock)
490 {
491     while (testandset(lock));
492 }
493
494 static inline void spin_unlock(spinlock_t *lock)
495 {
496     resetlock(lock);
497 }
498
499 static inline int spin_trylock(spinlock_t *lock)
500 {
501     return !testandset(lock);
502 }
503 #else
504 static inline void spin_lock(spinlock_t *lock)
505 {
506 }
507
508 static inline void spin_unlock(spinlock_t *lock)
509 {
510 }
511
512 static inline int spin_trylock(spinlock_t *lock)
513 {
514     return 1;
515 }
516 #endif
517
518 extern spinlock_t tb_lock;
519
520 extern int tb_invalidated_flag;
521
522 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
523
524 void tlb_fill(target_ulong addr, int is_write, int mmu_idx,
525               void *retaddr);
526
527 #define ACCESS_TYPE (NB_MMU_MODES + 1)
528 #define MEMSUFFIX _code
529 #define env cpu_single_env
530
531 #define DATA_SIZE 1
532 #include "softmmu_header.h"
533
534 #define DATA_SIZE 2
535 #include "softmmu_header.h"
536
537 #define DATA_SIZE 4
538 #include "softmmu_header.h"
539
540 #define DATA_SIZE 8
541 #include "softmmu_header.h"
542
543 #undef ACCESS_TYPE
544 #undef MEMSUFFIX
545 #undef env
546
547 #endif
548
549 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
550 static inline target_ulong get_phys_addr_code(CPUState *env1, target_ulong addr)
551 {
552     return addr;
553 }
554 #else
555 /* NOTE: this function can trigger an exception */
556 /* NOTE2: the returned address is not exactly the physical address: it
557    is the offset relative to phys_ram_base */
558 static inline target_ulong get_phys_addr_code(CPUState *env1, target_ulong addr)
559 {
560     int mmu_idx, page_index, pd;
561
562     page_index = (addr >> TARGET_PAGE_BITS) & (CPU_TLB_SIZE - 1);
563     mmu_idx = cpu_mmu_index(env1);
564     if (__builtin_expect(env1->tlb_table[mmu_idx][page_index].addr_code !=
565                          (addr & TARGET_PAGE_MASK), 0)) {
566         ldub_code(addr);
567     }
568     pd = env1->tlb_table[mmu_idx][page_index].addr_code & ~TARGET_PAGE_MASK;
569     if (pd > IO_MEM_ROM && !(pd & IO_MEM_ROMD)) {
570 #if defined(TARGET_SPARC) || defined(TARGET_MIPS)
571         do_unassigned_access(addr, 0, 1, 0);
572 #else
573         cpu_abort(env1, "Trying to execute code outside RAM or ROM at 0x" TARGET_FMT_lx "\n", addr);
574 #endif
575     }
576     return addr + env1->tlb_table[mmu_idx][page_index].addend - (unsigned long)phys_ram_base;
577 }
578 #endif
579
580 #ifdef USE_KQEMU
581 #define KQEMU_MODIFY_PAGE_MASK (0xff & ~(VGA_DIRTY_FLAG | CODE_DIRTY_FLAG))
582
583 int kqemu_init(CPUState *env);
584 int kqemu_cpu_exec(CPUState *env);
585 void kqemu_flush_page(CPUState *env, target_ulong addr);
586 void kqemu_flush(CPUState *env, int global);
587 void kqemu_set_notdirty(CPUState *env, ram_addr_t ram_addr);
588 void kqemu_modify_page(CPUState *env, ram_addr_t ram_addr);
589 void kqemu_cpu_interrupt(CPUState *env);
590 void kqemu_record_dump(void);
591
592 static inline int kqemu_is_ok(CPUState *env)
593 {
594     return(env->kqemu_enabled &&
595            (env->cr[0] & CR0_PE_MASK) &&
596            !(env->hflags & HF_INHIBIT_IRQ_MASK) &&
597            (env->eflags & IF_MASK) &&
598            !(env->eflags & VM_MASK) &&
599            (env->kqemu_enabled == 2 ||
600             ((env->hflags & HF_CPL_MASK) == 3 &&
601              (env->eflags & IOPL_MASK) != IOPL_MASK)));
602 }
603
604 #endif