src/arm/simulator-arm.h

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  27
  28
  29 // Declares a Simulator for ARM instructions if we are not generating a native
  30 // ARM binary. This Simulator allows us to run and debug ARM code generation on
  31 // regular desktop machines.
  32 // V8 calls into generated code by "calling" the CALL_GENERATED_CODE macro,
  33 // which will start execution in the Simulator or forwards to the real entry
  34 // on a ARM HW platform.
  35
  36 #ifndef V8_ARM_SIMULATOR_ARM_H_
  37 #define V8_ARM_SIMULATOR_ARM_H_
  38
  39 #include "allocation.h"
  40
  41 #if defined(__arm__)
  42
  43 // When running without a simulator we call the entry directly.
  44 #define CALL_GENERATED_CODE(entry, p0, p1, p2, p3, p4) \
  45   (entry(p0, p1, p2, p3, p4))
  46
  47 // The stack limit beyond which we will throw stack overflow errors in
  48 // generated code. Because generated code on arm uses the C stack, we
  49 // just use the C stack limit.
  50 class SimulatorStack : public v8::internal::AllStatic {
  51  public:
  52   static inline uintptr_t JsLimitFromCLimit(uintptr_t c_limit) {
  53     return c_limit;
  54   }
  55
  56   static inline uintptr_t RegisterCTryCatch(uintptr_t try_catch_address) {
  57     return try_catch_address;
  58   }
  59
  60   static inline void UnregisterCTryCatch() { }
  61 };
  62
  63
  64 // Call the generated regexp code directly. The entry function pointer should
  65 // expect seven int/pointer sized arguments and return an int.
  66 #define CALL_GENERATED_REGEXP_CODE(entry, p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6) \
  67   entry(p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6)
  68
  69 #define TRY_CATCH_FROM_ADDRESS(try_catch_address) \
  70   reinterpret_cast<TryCatch*>(try_catch_address)
  71
  72
  73 #else  // defined(__arm__)
  74
  75 // When running with the simulator transition into simulated execution at this
  76 // point.
  77 #define CALL_GENERATED_CODE(entry, p0, p1, p2, p3, p4) \
  78   reinterpret_cast<Object*>( \
  79       assembler::arm::Simulator::current()->Call(FUNCTION_ADDR(entry), 5, \
  80                                                  p0, p1, p2, p3, p4))
  81
  82 #define CALL_GENERATED_REGEXP_CODE(entry, p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6) \
  83   assembler::arm::Simulator::current()->Call( \
  84     FUNCTION_ADDR(entry), 7, p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6)
  85
  86 #define TRY_CATCH_FROM_ADDRESS(try_catch_address) \
  87   try_catch_address == NULL ? \
  88       NULL : *(reinterpret_cast<TryCatch**>(try_catch_address))
  89
  90
  91 #include "constants-arm.h"
  92
  93
  94 namespace assembler {
  95 namespace arm {
  96
  97 class Simulator {
  98  public:
  99   friend class Debugger;
 100   enum Register {
 101     no_reg = -1,
 102     r0 = 0, r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7,
 103     r8, r9, r10, r11, r12, r13, r14, r15,
 104     num_registers,
 105     sp = 13,
 106     lr = 14,
 107     pc = 15,
 108     s0 = 0, s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7,
 109     s8, s9, s10, s11, s12, s13, s14, s15,
 110     s16, s17, s18, s19, s20, s21, s22, s23,
 111     s24, s25, s26, s27, s28, s29, s30, s31,
 112     num_s_registers = 32,
 113     d0 = 0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7,
 114     d8, d9, d10, d11, d12, d13, d14, d15,
 115     num_d_registers = 16
 116   };
 117
 118   Simulator();
 119   ~Simulator();
 120
 121   // The currently executing Simulator instance. Potentially there can be one
 122   // for each native thread.
 123   static Simulator* current();
 124
 125   // Accessors for register state. Reading the pc value adheres to the ARM
 126   // architecture specification and is off by a 8 from the currently executing
 127   // instruction.
 128   void set_register(int reg, int32_t value);
 129   int32_t get_register(int reg) const;
 130
 131   // Support for VFP.
 132   void set_s_register(int reg, unsigned int value);
 133   unsigned int get_s_register(int reg) const;
 134   void set_d_register_from_double(int dreg, const double& dbl);
 135   double get_double_from_d_register(int dreg);
 136   void set_s_register_from_float(int sreg, const float dbl);
 137   float get_float_from_s_register(int sreg);
 138   void set_s_register_from_sinteger(int reg, const int value);
 139   int get_sinteger_from_s_register(int reg);
 140
 141   // Special case of set_register and get_register to access the raw PC value.
 142   void set_pc(int32_t value);
 143   int32_t get_pc() const;
 144
 145   // Accessor to the internal simulator stack area.
 146   uintptr_t StackLimit() const;
 147
 148   // Executes ARM instructions until the PC reaches end_sim_pc.
 149   void Execute();
 150
 151   // Call on program start.
 152   static void Initialize();
 153
 154   // V8 generally calls into generated JS code with 5 parameters and into
 155   // generated RegExp code with 7 parameters. This is a convenience function,
 156   // which sets up the simulator state and grabs the result on return.
 157   int32_t Call(byte* entry, int argument_count, ...);
 158
 159   // Push an address onto the JS stack.
 160   uintptr_t PushAddress(uintptr_t address);
 161
 162   // Pop an address from the JS stack.
 163   uintptr_t PopAddress();
 164
 165  private:
 166   enum special_values {
 167     // Known bad pc value to ensure that the simulator does not execute
 168     // without being properly setup.
 169     bad_lr = -1,
 170     // A pc value used to signal the simulator to stop execution.  Generally
 171     // the lr is set to this value on transition from native C code to
 172     // simulated execution, so that the simulator can "return" to the native
 173     // C code.
 174     end_sim_pc = -2
 175   };
 176
 177   // Unsupported instructions use Format to print an error and stop execution.
 178   void Format(Instr* instr, const char* format);
 179
 180   // Checks if the current instruction should be executed based on its
 181   // condition bits.
 182   bool ConditionallyExecute(Instr* instr);
 183
 184   // Helper functions to set the conditional flags in the architecture state.
 185   void SetNZFlags(int32_t val);
 186   void SetCFlag(bool val);
 187   void SetVFlag(bool val);
 188   bool CarryFrom(int32_t left, int32_t right);
 189   bool BorrowFrom(int32_t left, int32_t right);
 190   bool OverflowFrom(int32_t alu_out,
 191                     int32_t left,
 192                     int32_t right,
 193                     bool addition);
 194
 195   // Support for VFP.
 196   void Compute_FPSCR_Flags(double val1, double val2);
 197   void Copy_FPSCR_to_APSR();
 198
 199   // Helper functions to decode common "addressing" modes
 200   int32_t GetShiftRm(Instr* instr, bool* carry_out);
 201   int32_t GetImm(Instr* instr, bool* carry_out);
 202   void HandleRList(Instr* instr, bool load);
 203   void SoftwareInterrupt(Instr* instr);
 204
 205   // Read and write memory.
 206   inline uint8_t ReadBU(int32_t addr);
 207   inline int8_t ReadB(int32_t addr);
 208   inline void WriteB(int32_t addr, uint8_t value);
 209   inline void WriteB(int32_t addr, int8_t value);
 210
 211   inline uint16_t ReadHU(int32_t addr, Instr* instr);
 212   inline int16_t ReadH(int32_t addr, Instr* instr);
 213   // Note: Overloaded on the sign of the value.
 214   inline void WriteH(int32_t addr, uint16_t value, Instr* instr);
 215   inline void WriteH(int32_t addr, int16_t value, Instr* instr);
 216
 217   inline int ReadW(int32_t addr, Instr* instr);
 218   inline void WriteW(int32_t addr, int value, Instr* instr);
 219
 220   // Executing is handled based on the instruction type.
 221   void DecodeType01(Instr* instr);  // both type 0 and type 1 rolled into one
 222   void DecodeType2(Instr* instr);
 223   void DecodeType3(Instr* instr);
 224   void DecodeType4(Instr* instr);
 225   void DecodeType5(Instr* instr);
 226   void DecodeType6(Instr* instr);
 227   void DecodeType7(Instr* instr);
 228   void DecodeUnconditional(Instr* instr);
 229
 230   // Support for VFP.
 231   void DecodeTypeVFP(Instr* instr);
 232   void DecodeType6CoprocessorIns(Instr* instr);
 233
 234   // Executes one instruction.
 235   void InstructionDecode(Instr* instr);
 236
 237   // Runtime call support.
 238   static void* RedirectExternalReference(void* external_function,
 239                                          bool fp_return);
 240
 241   // For use in calls that take two double values, constructed from r0, r1, r2
 242   // and r3.
 243   void GetFpArgs(double* x, double* y);
 244   void SetFpResult(const double& result);
 245   void TrashCallerSaveRegisters();
 246
 247   // Architecture state.
 248   int32_t registers_[16];
 249   bool n_flag_;
 250   bool z_flag_;
 251   bool c_flag_;
 252   bool v_flag_;
 253
 254   // VFP architecture state.
 255   unsigned int vfp_register[num_s_registers];
 256   bool n_flag_FPSCR_;
 257   bool z_flag_FPSCR_;
 258   bool c_flag_FPSCR_;
 259   bool v_flag_FPSCR_;
 260
 261   // VFP FP exception flags architecture state.
 262   bool inv_op_vfp_flag_;
 263   bool div_zero_vfp_flag_;
 264   bool overflow_vfp_flag_;
 265   bool underflow_vfp_flag_;
 266   bool inexact_vfp_flag_;
 267
 268   // Simulator support.
 269   char* stack_;
 270   bool pc_modified_;
 271   int icount_;
 272   static bool initialized_;
 273
 274   // Registered breakpoints.
 275   Instr* break_pc_;
 276   instr_t break_instr_;
 277 };
 278
 279 } }  // namespace assembler::arm
 280
 281
 282 // The simulator has its own stack. Thus it has a different stack limit from
 283 // the C-based native code.  Setting the c_limit to indicate a very small
 284 // stack cause stack overflow errors, since the simulator ignores the input.
 285 // This is unlikely to be an issue in practice, though it might cause testing
 286 // trouble down the line.
 287 class SimulatorStack : public v8::internal::AllStatic {
 288  public:
 289   static inline uintptr_t JsLimitFromCLimit(uintptr_t c_limit) {
 290     return assembler::arm::Simulator::current()->StackLimit();
 291   }
 292
 293   static inline uintptr_t RegisterCTryCatch(uintptr_t try_catch_address) {
 294     assembler::arm::Simulator* sim = assembler::arm::Simulator::current();
 295     return sim->PushAddress(try_catch_address);
 296   }
 297
 298   static inline void UnregisterCTryCatch() {
 299     assembler::arm::Simulator::current()->PopAddress();
 300   }
 301 };
 302
 303
 304 #endif  // defined(__arm__)
 305
 306 #endif  // V8_ARM_SIMULATOR_ARM_H_