exec: move include files to include/exec/
[sdk/emulator/qemu.git] / target-cris / op_helper.c
1 /*
2  *  CRIS helper routines
3  *
4  *  Copyright (c) 2007 AXIS Communications
5  *  Written by Edgar E. Iglesias
6  *
7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  */
20
21 #include "cpu.h"
22 #include "mmu.h"
23 #include "helper.h"
24 #include "host-utils.h"
25
26 //#define CRIS_OP_HELPER_DEBUG
27
28
29 #ifdef CRIS_OP_HELPER_DEBUG
30 #define D(x) x
31 #define D_LOG(...) qemu_log(__VA__ARGS__)
32 #else
33 #define D(x)
34 #define D_LOG(...) do { } while (0)
35 #endif
36
37 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
38 #include "exec/softmmu_exec.h"
39
40 #define MMUSUFFIX _mmu
41
42 #define SHIFT 0
43 #include "exec/softmmu_template.h"
44
45 #define SHIFT 1
46 #include "exec/softmmu_template.h"
47
48 #define SHIFT 2
49 #include "exec/softmmu_template.h"
50
51 #define SHIFT 3
52 #include "exec/softmmu_template.h"
53
54 /* Try to fill the TLB and return an exception if error. If retaddr is
55    NULL, it means that the function was called in C code (i.e. not
56    from generated code or from helper.c) */
57 void tlb_fill(CPUCRISState *env, target_ulong addr, int is_write, int mmu_idx,
58               uintptr_t retaddr)
59 {
60     int ret;
61
62     D_LOG("%s pc=%x tpc=%x ra=%p\n", __func__,
63           env->pc, env->debug1, (void *)retaddr);
64     ret = cpu_cris_handle_mmu_fault(env, addr, is_write, mmu_idx);
65     if (unlikely(ret)) {
66         if (retaddr) {
67             /* now we have a real cpu fault */
68             if (cpu_restore_state(env, retaddr)) {
69                 /* Evaluate flags after retranslation.  */
70                 helper_top_evaluate_flags(env);
71             }
72         }
73         cpu_loop_exit(env);
74     }
75 }
76
77 #endif
78
79 void helper_raise_exception(CPUCRISState *env, uint32_t index)
80 {
81         env->exception_index = index;
82         cpu_loop_exit(env);
83 }
84
85 void helper_tlb_flush_pid(CPUCRISState *env, uint32_t pid)
86 {
87 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
88         pid &= 0xff;
89         if (pid != (env->pregs[PR_PID] & 0xff))
90                 cris_mmu_flush_pid(env, env->pregs[PR_PID]);
91 #endif
92 }
93
94 void helper_spc_write(CPUCRISState *env, uint32_t new_spc)
95 {
96 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
97         tlb_flush_page(env, env->pregs[PR_SPC]);
98         tlb_flush_page(env, new_spc);
99 #endif
100 }
101
102 void helper_dump(uint32_t a0, uint32_t a1, uint32_t a2)
103 {
104         qemu_log("%s: a0=%x a1=%x\n", __func__, a0, a1);
105 }
106
107 /* Used by the tlb decoder.  */
108 #define EXTRACT_FIELD(src, start, end) \
109             (((src) >> start) & ((1 << (end - start + 1)) - 1))
110
111 void helper_movl_sreg_reg(CPUCRISState *env, uint32_t sreg, uint32_t reg)
112 {
113         uint32_t srs;
114         srs = env->pregs[PR_SRS];
115         srs &= 3;
116         env->sregs[srs][sreg] = env->regs[reg];
117
118 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
119         if (srs == 1 || srs == 2) {
120                 if (sreg == 6) {
121                         /* Writes to tlb-hi write to mm_cause as a side 
122                            effect.  */
123                         env->sregs[SFR_RW_MM_TLB_HI] = env->regs[reg];
124                         env->sregs[SFR_R_MM_CAUSE] = env->regs[reg];
125                 }
126                 else if (sreg == 5) {
127                         uint32_t set;
128                         uint32_t idx;
129                         uint32_t lo, hi;
130                         uint32_t vaddr;
131                         int tlb_v;
132
133                         idx = set = env->sregs[SFR_RW_MM_TLB_SEL];
134                         set >>= 4;
135                         set &= 3;
136
137                         idx &= 15;
138                         /* We've just made a write to tlb_lo.  */
139                         lo = env->sregs[SFR_RW_MM_TLB_LO];
140                         /* Writes are done via r_mm_cause.  */
141                         hi = env->sregs[SFR_R_MM_CAUSE];
142
143                         vaddr = EXTRACT_FIELD(env->tlbsets[srs-1][set][idx].hi,
144                                               13, 31);
145                         vaddr <<= TARGET_PAGE_BITS;
146                         tlb_v = EXTRACT_FIELD(env->tlbsets[srs-1][set][idx].lo,
147                                             3, 3);
148                         env->tlbsets[srs - 1][set][idx].lo = lo;
149                         env->tlbsets[srs - 1][set][idx].hi = hi;
150
151                         D_LOG("tlb flush vaddr=%x v=%d pc=%x\n", 
152                                   vaddr, tlb_v, env->pc);
153                         if (tlb_v) {
154                                 tlb_flush_page(env, vaddr);
155                         }
156                 }
157         }
158 #endif
159 }
160
161 void helper_movl_reg_sreg(CPUCRISState *env, uint32_t reg, uint32_t sreg)
162 {
163         uint32_t srs;
164         env->pregs[PR_SRS] &= 3;
165         srs = env->pregs[PR_SRS];
166         
167 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
168         if (srs == 1 || srs == 2)
169         {
170                 uint32_t set;
171                 uint32_t idx;
172                 uint32_t lo, hi;
173
174                 idx = set = env->sregs[SFR_RW_MM_TLB_SEL];
175                 set >>= 4;
176                 set &= 3;
177                 idx &= 15;
178
179                 /* Update the mirror regs.  */
180                 hi = env->tlbsets[srs - 1][set][idx].hi;
181                 lo = env->tlbsets[srs - 1][set][idx].lo;
182                 env->sregs[SFR_RW_MM_TLB_HI] = hi;
183                 env->sregs[SFR_RW_MM_TLB_LO] = lo;
184         }
185 #endif
186         env->regs[reg] = env->sregs[srs][sreg];
187 }
188
189 static void cris_ccs_rshift(CPUCRISState *env)
190 {
191         uint32_t ccs;
192
193         /* Apply the ccs shift.  */
194         ccs = env->pregs[PR_CCS];
195         ccs = (ccs & 0xc0000000) | ((ccs & 0x0fffffff) >> 10);
196         if (ccs & U_FLAG)
197         {
198                 /* Enter user mode.  */
199                 env->ksp = env->regs[R_SP];
200                 env->regs[R_SP] = env->pregs[PR_USP];
201         }
202
203         env->pregs[PR_CCS] = ccs;
204 }
205
206 void helper_rfe(CPUCRISState *env)
207 {
208         int rflag = env->pregs[PR_CCS] & R_FLAG;
209
210         D_LOG("rfe: erp=%x pid=%x ccs=%x btarget=%x\n", 
211                  env->pregs[PR_ERP], env->pregs[PR_PID],
212                  env->pregs[PR_CCS],
213                  env->btarget);
214
215         cris_ccs_rshift(env);
216
217         /* RFE sets the P_FLAG only if the R_FLAG is not set.  */
218         if (!rflag)
219                 env->pregs[PR_CCS] |= P_FLAG;
220 }
221
222 void helper_rfn(CPUCRISState *env)
223 {
224         int rflag = env->pregs[PR_CCS] & R_FLAG;
225
226         D_LOG("rfn: erp=%x pid=%x ccs=%x btarget=%x\n", 
227                  env->pregs[PR_ERP], env->pregs[PR_PID],
228                  env->pregs[PR_CCS],
229                  env->btarget);
230
231         cris_ccs_rshift(env);
232
233         /* Set the P_FLAG only if the R_FLAG is not set.  */
234         if (!rflag)
235                 env->pregs[PR_CCS] |= P_FLAG;
236
237         /* Always set the M flag.  */
238         env->pregs[PR_CCS] |= M_FLAG_V32;
239 }
240
241 uint32_t helper_lz(uint32_t t0)
242 {
243         return clz32(t0);
244 }
245
246 uint32_t helper_btst(CPUCRISState *env, uint32_t t0, uint32_t t1, uint32_t ccs)
247 {
248         /* FIXME: clean this up.  */
249
250         /* des ref:
251            The N flag is set according to the selected bit in the dest reg.
252            The Z flag is set if the selected bit and all bits to the right are
253            zero.
254            The X flag is cleared.
255            Other flags are left untouched.
256            The destination reg is not affected.*/
257         unsigned int fz, sbit, bset, mask, masked_t0;
258
259         sbit = t1 & 31;
260         bset = !!(t0 & (1 << sbit));
261         mask = sbit == 31 ? -1 : (1 << (sbit + 1)) - 1;
262         masked_t0 = t0 & mask;
263         fz = !(masked_t0 | bset);
264
265         /* Clear the X, N and Z flags.  */
266         ccs = ccs & ~(X_FLAG | N_FLAG | Z_FLAG);
267         if (env->pregs[PR_VR] < 32)
268                 ccs &= ~(V_FLAG | C_FLAG);
269         /* Set the N and Z flags accordingly.  */
270         ccs |= (bset << 3) | (fz << 2);
271         return ccs;
272 }
273
274 static inline uint32_t evaluate_flags_writeback(CPUCRISState *env,
275                                                 uint32_t flags, uint32_t ccs)
276 {
277         unsigned int x, z, mask;
278
279         /* Extended arithmetics, leave the z flag alone.  */
280         x = env->cc_x;
281         mask = env->cc_mask | X_FLAG;
282         if (x) {
283                 z = flags & Z_FLAG;
284                 mask = mask & ~z;
285         }
286         flags &= mask;
287
288         /* all insn clear the x-flag except setf or clrf.  */
289         ccs &= ~mask;
290         ccs |= flags;
291         return ccs;
292 }
293
294 uint32_t helper_evaluate_flags_muls(CPUCRISState *env,
295                                     uint32_t ccs, uint32_t res, uint32_t mof)
296 {
297         uint32_t flags = 0;
298         int64_t tmp;
299         int dneg;
300
301         dneg = ((int32_t)res) < 0;
302
303         tmp = mof;
304         tmp <<= 32;
305         tmp |= res;
306         if (tmp == 0)
307                 flags |= Z_FLAG;
308         else if (tmp < 0)
309                 flags |= N_FLAG;
310         if ((dneg && mof != -1)
311             || (!dneg && mof != 0))
312                 flags |= V_FLAG;
313         return evaluate_flags_writeback(env, flags, ccs);
314 }
315
316 uint32_t helper_evaluate_flags_mulu(CPUCRISState *env,
317                                     uint32_t ccs, uint32_t res, uint32_t mof)
318 {
319         uint32_t flags = 0;
320         uint64_t tmp;
321
322         tmp = mof;
323         tmp <<= 32;
324         tmp |= res;
325         if (tmp == 0)
326                 flags |= Z_FLAG;
327         else if (tmp >> 63)
328                 flags |= N_FLAG;
329         if (mof)
330                 flags |= V_FLAG;
331
332         return evaluate_flags_writeback(env, flags, ccs);
333 }
334
335 uint32_t helper_evaluate_flags_mcp(CPUCRISState *env, uint32_t ccs,
336                                    uint32_t src, uint32_t dst, uint32_t res)
337 {
338         uint32_t flags = 0;
339
340         src = src & 0x80000000;
341         dst = dst & 0x80000000;
342
343         if ((res & 0x80000000L) != 0L)
344         {
345                 flags |= N_FLAG;
346                 if (!src && !dst)
347                         flags |= V_FLAG;
348                 else if (src & dst)
349                         flags |= R_FLAG;
350         }
351         else
352         {
353                 if (res == 0L)
354                         flags |= Z_FLAG;
355                 if (src & dst) 
356                         flags |= V_FLAG;
357                 if (dst | src) 
358                         flags |= R_FLAG;
359         }
360
361         return evaluate_flags_writeback(env, flags, ccs);
362 }
363
364 uint32_t helper_evaluate_flags_alu_4(CPUCRISState *env, uint32_t ccs,
365                                      uint32_t src, uint32_t dst, uint32_t res)
366 {
367         uint32_t flags = 0;
368
369         src = src & 0x80000000;
370         dst = dst & 0x80000000;
371
372         if ((res & 0x80000000L) != 0L)
373         {
374                 flags |= N_FLAG;
375                 if (!src && !dst)
376                         flags |= V_FLAG;
377                 else if (src & dst)
378                         flags |= C_FLAG;
379         }
380         else
381         {
382                 if (res == 0L)
383                         flags |= Z_FLAG;
384                 if (src & dst) 
385                         flags |= V_FLAG;
386                 if (dst | src) 
387                         flags |= C_FLAG;
388         }
389
390         return evaluate_flags_writeback(env, flags, ccs);
391 }
392
393 uint32_t helper_evaluate_flags_sub_4(CPUCRISState *env, uint32_t ccs,
394                                      uint32_t src, uint32_t dst, uint32_t res)
395 {
396         uint32_t flags = 0;
397
398         src = (~src) & 0x80000000;
399         dst = dst & 0x80000000;
400
401         if ((res & 0x80000000L) != 0L)
402         {
403                 flags |= N_FLAG;
404                 if (!src && !dst)
405                         flags |= V_FLAG;
406                 else if (src & dst)
407                         flags |= C_FLAG;
408         }
409         else
410         {
411                 if (res == 0L)
412                         flags |= Z_FLAG;
413                 if (src & dst) 
414                         flags |= V_FLAG;
415                 if (dst | src) 
416                         flags |= C_FLAG;
417         }
418
419         flags ^= C_FLAG;
420         return evaluate_flags_writeback(env, flags, ccs);
421 }
422
423 uint32_t helper_evaluate_flags_move_4(CPUCRISState *env,
424                                       uint32_t ccs, uint32_t res)
425 {
426         uint32_t flags = 0;
427
428         if ((int32_t)res < 0)
429                 flags |= N_FLAG;
430         else if (res == 0L)
431                 flags |= Z_FLAG;
432
433         return evaluate_flags_writeback(env, flags, ccs);
434 }
435 uint32_t helper_evaluate_flags_move_2(CPUCRISState *env,
436                                       uint32_t ccs, uint32_t res)
437 {
438         uint32_t flags = 0;
439
440         if ((int16_t)res < 0L)
441                 flags |= N_FLAG;
442         else if (res == 0)
443                 flags |= Z_FLAG;
444
445         return evaluate_flags_writeback(env, flags, ccs);
446 }
447
448 /* TODO: This is expensive. We could split things up and only evaluate part of
449    CCR on a need to know basis. For now, we simply re-evaluate everything.  */
450 void helper_evaluate_flags(CPUCRISState *env)
451 {
452         uint32_t src, dst, res;
453         uint32_t flags = 0;
454
455         src = env->cc_src;
456         dst = env->cc_dest;
457         res = env->cc_result;
458
459         if (env->cc_op == CC_OP_SUB || env->cc_op == CC_OP_CMP)
460                 src = ~src;
461
462         /* Now, evaluate the flags. This stuff is based on
463            Per Zander's CRISv10 simulator.  */
464         switch (env->cc_size)
465         {
466                 case 1:
467                         if ((res & 0x80L) != 0L)
468                         {
469                                 flags |= N_FLAG;
470                                 if (((src & 0x80L) == 0L)
471                                     && ((dst & 0x80L) == 0L))
472                                 {
473                                         flags |= V_FLAG;
474                                 }
475                                 else if (((src & 0x80L) != 0L)
476                                          && ((dst & 0x80L) != 0L))
477                                 {
478                                         flags |= C_FLAG;
479                                 }
480                         }
481                         else
482                         {
483                                 if ((res & 0xFFL) == 0L)
484                                 {
485                                         flags |= Z_FLAG;
486                                 }
487                                 if (((src & 0x80L) != 0L)
488                                     && ((dst & 0x80L) != 0L))
489                                 {
490                                         flags |= V_FLAG;
491                                 }
492                                 if ((dst & 0x80L) != 0L
493                                     || (src & 0x80L) != 0L)
494                                 {
495                                         flags |= C_FLAG;
496                                 }
497                         }
498                         break;
499                 case 2:
500                         if ((res & 0x8000L) != 0L)
501                         {
502                                 flags |= N_FLAG;
503                                 if (((src & 0x8000L) == 0L)
504                                     && ((dst & 0x8000L) == 0L))
505                                 {
506                                         flags |= V_FLAG;
507                                 }
508                                 else if (((src & 0x8000L) != 0L)
509                                          && ((dst & 0x8000L) != 0L))
510                                 {
511                                         flags |= C_FLAG;
512                                 }
513                         }
514                         else
515                         {
516                                 if ((res & 0xFFFFL) == 0L)
517                                 {
518                                         flags |= Z_FLAG;
519                                 }
520                                 if (((src & 0x8000L) != 0L)
521                                     && ((dst & 0x8000L) != 0L))
522                                 {
523                                         flags |= V_FLAG;
524                                 }
525                                 if ((dst & 0x8000L) != 0L
526                                     || (src & 0x8000L) != 0L)
527                                 {
528                                         flags |= C_FLAG;
529                                 }
530                         }
531                         break;
532                 case 4:
533                         if ((res & 0x80000000L) != 0L)
534                         {
535                                 flags |= N_FLAG;
536                                 if (((src & 0x80000000L) == 0L)
537                                     && ((dst & 0x80000000L) == 0L))
538                                 {
539                                         flags |= V_FLAG;
540                                 }
541                                 else if (((src & 0x80000000L) != 0L) &&
542                                          ((dst & 0x80000000L) != 0L))
543                                 {
544                                         flags |= C_FLAG;
545                                 }
546                         }
547                         else
548                         {
549                                 if (res == 0L)
550                                         flags |= Z_FLAG;
551                                 if (((src & 0x80000000L) != 0L)
552                                     && ((dst & 0x80000000L) != 0L))
553                                         flags |= V_FLAG;
554                                 if ((dst & 0x80000000L) != 0L
555                                     || (src & 0x80000000L) != 0L)
556                                         flags |= C_FLAG;
557                         }
558                         break;
559                 default:
560                         break;
561         }
562
563         if (env->cc_op == CC_OP_SUB || env->cc_op == CC_OP_CMP)
564                 flags ^= C_FLAG;
565
566         env->pregs[PR_CCS] = evaluate_flags_writeback(env, flags,
567                                                       env->pregs[PR_CCS]);
568 }
569
570 void helper_top_evaluate_flags(CPUCRISState *env)
571 {
572         switch (env->cc_op)
573         {
574                 case CC_OP_MCP:
575                         env->pregs[PR_CCS] = helper_evaluate_flags_mcp(env,
576                                         env->pregs[PR_CCS], env->cc_src,
577                                         env->cc_dest, env->cc_result);
578                         break;
579                 case CC_OP_MULS:
580                         env->pregs[PR_CCS] = helper_evaluate_flags_muls(env,
581                                         env->pregs[PR_CCS], env->cc_result,
582                                         env->pregs[PR_MOF]);
583                         break;
584                 case CC_OP_MULU:
585                         env->pregs[PR_CCS] = helper_evaluate_flags_mulu(env,
586                                         env->pregs[PR_CCS], env->cc_result,
587                                         env->pregs[PR_MOF]);
588                         break;
589                 case CC_OP_MOVE:
590                 case CC_OP_AND:
591                 case CC_OP_OR:
592                 case CC_OP_XOR:
593                 case CC_OP_ASR:
594                 case CC_OP_LSR:
595                 case CC_OP_LSL:
596                 switch (env->cc_size)
597                 {
598                         case 4:
599                                 env->pregs[PR_CCS] =
600                                         helper_evaluate_flags_move_4(env,
601                                                         env->pregs[PR_CCS],
602                                                         env->cc_result);
603                                 break;
604                         case 2:
605                                 env->pregs[PR_CCS] =
606                                         helper_evaluate_flags_move_2(env,
607                                                         env->pregs[PR_CCS],
608                                                         env->cc_result);
609                                 break;
610                         default:
611                                 helper_evaluate_flags(env);
612                                 break;
613                 }
614                 break;
615                 case CC_OP_FLAGS:
616                         /* live.  */
617                         break;
618                 case CC_OP_SUB:
619                 case CC_OP_CMP:
620                         if (env->cc_size == 4)
621                                 env->pregs[PR_CCS] =
622                                         helper_evaluate_flags_sub_4(env,
623                                                 env->pregs[PR_CCS],
624                                                 env->cc_src, env->cc_dest,
625                                                 env->cc_result);
626                         else
627                                 helper_evaluate_flags(env);
628                         break;
629                 default:
630                 {
631                         switch (env->cc_size)
632                         {
633                         case 4:
634                                 env->pregs[PR_CCS] =
635                                         helper_evaluate_flags_alu_4(env,
636                                                 env->pregs[PR_CCS],
637                                                 env->cc_src, env->cc_dest,
638                                                 env->cc_result);
639                                 break;
640                         default:
641                                 helper_evaluate_flags(env);
642                                 break;
643                         }
644                 }
645                 break;
646         }
647 }