target-s390x/cc_helper.c

   1 /*
   2  *  S/390 condition code helper routines
   3  *
   4  *  Copyright (c) 2009 Ulrich Hecht
   5  *  Copyright (c) 2009 Alexander Graf
   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 "helper.h"
  23 #include "qemu/host-utils.h"
  24
  25 /* #define DEBUG_HELPER */
  26 #ifdef DEBUG_HELPER
  27 #define HELPER_LOG(x...) qemu_log(x)
  28 #else
  29 #define HELPER_LOG(x...)
  30 #endif
  31
  32 static inline uint32_t cc_calc_ltgt_32(CPUS390XState *env, int32_t src,
  33                                        int32_t dst)
  34 {
  35     if (src == dst) {
  36         return 0;
  37     } else if (src < dst) {
  38         return 1;
  39     } else {
  40         return 2;
  41     }
  42 }
  43
  44 static inline uint32_t cc_calc_ltgt0_32(CPUS390XState *env, int32_t dst)
  45 {
  46     return cc_calc_ltgt_32(env, dst, 0);
  47 }
  48
  49 static inline uint32_t cc_calc_ltgt_64(CPUS390XState *env, int64_t src,
  50                                        int64_t dst)
  51 {
  52     if (src == dst) {
  53         return 0;
  54     } else if (src < dst) {
  55         return 1;
  56     } else {
  57         return 2;
  58     }
  59 }
  60
  61 static inline uint32_t cc_calc_ltgt0_64(CPUS390XState *env, int64_t dst)
  62 {
  63     return cc_calc_ltgt_64(env, dst, 0);
  64 }
  65
  66 static inline uint32_t cc_calc_ltugtu_32(CPUS390XState *env, uint32_t src,
  67                                          uint32_t dst)
  68 {
  69     if (src == dst) {
  70         return 0;
  71     } else if (src < dst) {
  72         return 1;
  73     } else {
  74         return 2;
  75     }
  76 }
  77
  78 static inline uint32_t cc_calc_ltugtu_64(CPUS390XState *env, uint64_t src,
  79                                          uint64_t dst)
  80 {
  81     if (src == dst) {
  82         return 0;
  83     } else if (src < dst) {
  84         return 1;
  85     } else {
  86         return 2;
  87     }
  88 }
  89
  90 static uint32_t cc_calc_tm_32(CPUS390XState *env, uint32_t val, uint32_t mask)
  91 {
  92     uint32_t r = val & mask;
  93
  94     if (r == 0) {
  95         return 0;
  96     } else if (r == mask) {
  97         return 3;
  98     } else {
  99         return 1;
 100     }
 101 }
 102
 103 static uint32_t cc_calc_tm_64(CPUS390XState *env, uint64_t val, uint64_t mask)
 104 {
 105     uint64_t r = val & mask;
 106
 107     if (r == 0) {
 108         return 0;
 109     } else if (r == mask) {
 110         return 3;
 111     } else {
 112         int top = clz64(mask);
 113         if ((int64_t)(val << top) < 0) {
 114             return 2;
 115         } else {
 116             return 1;
 117         }
 118     }
 119 }
 120
 121 static inline uint32_t cc_calc_nz(CPUS390XState *env, uint64_t dst)
 122 {
 123     return !!dst;
 124 }
 125
 126 static inline uint32_t cc_calc_add_64(CPUS390XState *env, int64_t a1,
 127                                       int64_t a2, int64_t ar)
 128 {
 129     if ((a1 > 0 && a2 > 0 && ar < 0) || (a1 < 0 && a2 < 0 && ar > 0)) {
 130         return 3; /* overflow */
 131     } else {
 132         if (ar < 0) {
 133             return 1;
 134         } else if (ar > 0) {
 135             return 2;
 136         } else {
 137             return 0;
 138         }
 139     }
 140 }
 141
 142 static uint32_t cc_calc_addu_64(CPUS390XState *env, uint64_t a1,
 143                                 uint64_t a2, uint64_t ar)
 144 {
 145     return (ar != 0) + 2 * (ar < a1);
 146 }
 147
 148 static uint32_t cc_calc_addc_64(CPUS390XState *env, uint64_t a1,
 149                                 uint64_t a2, uint64_t ar)
 150 {
 151     /* Recover a2 + carry_in.  */
 152     uint64_t a2c = ar - a1;
 153     /* Check for a2+carry_in overflow, then a1+a2c overflow.  */
 154     int carry_out = (a2c < a2) || (ar < a1);
 155
 156     return (ar != 0) + 2 * carry_out;
 157 }
 158
 159 static inline uint32_t cc_calc_sub_64(CPUS390XState *env, int64_t a1,
 160                                       int64_t a2, int64_t ar)
 161 {
 162     if ((a1 > 0 && a2 < 0 && ar < 0) || (a1 < 0 && a2 > 0 && ar > 0)) {
 163         return 3; /* overflow */
 164     } else {
 165         if (ar < 0) {
 166             return 1;
 167         } else if (ar > 0) {
 168             return 2;
 169         } else {
 170             return 0;
 171         }
 172     }
 173 }
 174
 175 static inline uint32_t cc_calc_subu_64(CPUS390XState *env, uint64_t a1,
 176                                        uint64_t a2, uint64_t ar)
 177 {
 178     if (ar == 0) {
 179         return 2;
 180     } else {
 181         if (a2 > a1) {
 182             return 1;
 183         } else {
 184             return 3;
 185         }
 186     }
 187 }
 188
 189 static uint32_t cc_calc_subb_64(CPUS390XState *env, uint64_t a1,
 190                                 uint64_t a2, uint64_t ar)
 191 {
 192     /* We had borrow-in if normal subtraction isn't equal.  */
 193     int borrow_in = ar - (a1 - a2);
 194     int borrow_out;
 195
 196     /* If a2 was ULONG_MAX, and borrow_in, then a2 is logically 65 bits,
 197        and we must have had borrow out.  */
 198     if (borrow_in && a2 == (uint64_t)-1) {
 199         borrow_out = 1;
 200     } else {
 201         a2 += borrow_in;
 202         borrow_out = (a2 > a1);
 203     }
 204
 205     return (ar != 0) + 2 * !borrow_out;
 206 }
 207
 208 static inline uint32_t cc_calc_abs_64(CPUS390XState *env, int64_t dst)
 209 {
 210     if ((uint64_t)dst == 0x8000000000000000ULL) {
 211         return 3;
 212     } else if (dst) {
 213         return 1;
 214     } else {
 215         return 0;
 216     }
 217 }
 218
 219 static inline uint32_t cc_calc_nabs_64(CPUS390XState *env, int64_t dst)
 220 {
 221     return !!dst;
 222 }
 223
 224 static inline uint32_t cc_calc_comp_64(CPUS390XState *env, int64_t dst)
 225 {
 226     if ((uint64_t)dst == 0x8000000000000000ULL) {
 227         return 3;
 228     } else if (dst < 0) {
 229         return 1;
 230     } else if (dst > 0) {
 231         return 2;
 232     } else {
 233         return 0;
 234     }
 235 }
 236
 237
 238 static inline uint32_t cc_calc_add_32(CPUS390XState *env, int32_t a1,
 239                                       int32_t a2, int32_t ar)
 240 {
 241     if ((a1 > 0 && a2 > 0 && ar < 0) || (a1 < 0 && a2 < 0 && ar > 0)) {
 242         return 3; /* overflow */
 243     } else {
 244         if (ar < 0) {
 245             return 1;
 246         } else if (ar > 0) {
 247             return 2;
 248         } else {
 249             return 0;
 250         }
 251     }
 252 }
 253
 254 static uint32_t cc_calc_addu_32(CPUS390XState *env, uint32_t a1,
 255                                 uint32_t a2, uint32_t ar)
 256 {
 257     return (ar != 0) + 2 * (ar < a1);
 258 }
 259
 260 static uint32_t cc_calc_addc_32(CPUS390XState *env, uint32_t a1,
 261                                 uint32_t a2, uint32_t ar)
 262 {
 263     /* Recover a2 + carry_in.  */
 264     uint32_t a2c = ar - a1;
 265     /* Check for a2+carry_in overflow, then a1+a2c overflow.  */
 266     int carry_out = (a2c < a2) || (ar < a1);
 267
 268     return (ar != 0) + 2 * carry_out;
 269 }
 270
 271 static inline uint32_t cc_calc_sub_32(CPUS390XState *env, int32_t a1,
 272                                       int32_t a2, int32_t ar)
 273 {
 274     if ((a1 > 0 && a2 < 0 && ar < 0) || (a1 < 0 && a2 > 0 && ar > 0)) {
 275         return 3; /* overflow */
 276     } else {
 277         if (ar < 0) {
 278             return 1;
 279         } else if (ar > 0) {
 280             return 2;
 281         } else {
 282             return 0;
 283         }
 284     }
 285 }
 286
 287 static inline uint32_t cc_calc_subu_32(CPUS390XState *env, uint32_t a1,
 288                                        uint32_t a2, uint32_t ar)
 289 {
 290     if (ar == 0) {
 291         return 2;
 292     } else {
 293         if (a2 > a1) {
 294             return 1;
 295         } else {
 296             return 3;
 297         }
 298     }
 299 }
 300
 301 static uint32_t cc_calc_subb_32(CPUS390XState *env, uint32_t a1,
 302                                 uint32_t a2, uint32_t ar)
 303 {
 304     /* We had borrow-in if normal subtraction isn't equal.  */
 305     int borrow_in = ar - (a1 - a2);
 306     int borrow_out;
 307
 308     /* If a2 was UINT_MAX, and borrow_in, then a2 is logically 65 bits,
 309        and we must have had borrow out.  */
 310     if (borrow_in && a2 == (uint32_t)-1) {
 311         borrow_out = 1;
 312     } else {
 313         a2 += borrow_in;
 314         borrow_out = (a2 > a1);
 315     }
 316
 317     return (ar != 0) + 2 * !borrow_out;
 318 }
 319
 320 static inline uint32_t cc_calc_abs_32(CPUS390XState *env, int32_t dst)
 321 {
 322     if ((uint32_t)dst == 0x80000000UL) {
 323         return 3;
 324     } else if (dst) {
 325         return 1;
 326     } else {
 327         return 0;
 328     }
 329 }
 330
 331 static inline uint32_t cc_calc_nabs_32(CPUS390XState *env, int32_t dst)
 332 {
 333     return !!dst;
 334 }
 335
 336 static inline uint32_t cc_calc_comp_32(CPUS390XState *env, int32_t dst)
 337 {
 338     if ((uint32_t)dst == 0x80000000UL) {
 339         return 3;
 340     } else if (dst < 0) {
 341         return 1;
 342     } else if (dst > 0) {
 343         return 2;
 344     } else {
 345         return 0;
 346     }
 347 }
 348
 349 /* calculate condition code for insert character under mask insn */
 350 static inline uint32_t cc_calc_icm_32(CPUS390XState *env, uint32_t mask,
 351                                       uint32_t val)
 352 {
 353     uint32_t cc;
 354
 355     HELPER_LOG("%s: mask 0x%x val %d\n", __func__, mask, val);
 356     if (mask == 0xf) {
 357         if (!val) {
 358             return 0;
 359         } else if (val & 0x80000000) {
 360             return 1;
 361         } else {
 362             return 2;
 363         }
 364     }
 365
 366     if (!val || !mask) {
 367         cc = 0;
 368     } else {
 369         while (mask != 1) {
 370             mask >>= 1;
 371             val >>= 8;
 372         }
 373         if (val & 0x80) {
 374             cc = 1;
 375         } else {
 376             cc = 2;
 377         }
 378     }
 379     return cc;
 380 }
 381
 382 static inline uint32_t cc_calc_slag(CPUS390XState *env, uint64_t src,
 383                                     uint64_t shift)
 384 {
 385     uint64_t mask = ((1ULL << shift) - 1ULL) << (64 - shift);
 386     uint64_t match, r;
 387
 388     /* check if the sign bit stays the same */
 389     if (src & (1ULL << 63)) {
 390         match = mask;
 391     } else {
 392         match = 0;
 393     }
 394
 395     if ((src & mask) != match) {
 396         /* overflow */
 397         return 3;
 398     }
 399
 400     r = ((src << shift) & ((1ULL << 63) - 1)) | (src & (1ULL << 63));
 401
 402     if ((int64_t)r == 0) {
 403         return 0;
 404     } else if ((int64_t)r < 0) {
 405         return 1;
 406     }
 407
 408     return 2;
 409 }
 410
 411
 412 static inline uint32_t do_calc_cc(CPUS390XState *env, uint32_t cc_op,
 413                                   uint64_t src, uint64_t dst, uint64_t vr)
 414 {
 415     uint32_t r = 0;
 416
 417     switch (cc_op) {
 418     case CC_OP_CONST0:
 419     case CC_OP_CONST1:
 420     case CC_OP_CONST2:
 421     case CC_OP_CONST3:
 422         /* cc_op value _is_ cc */
 423         r = cc_op;
 424         break;
 425     case CC_OP_LTGT0_32:
 426         r = cc_calc_ltgt0_32(env, dst);
 427         break;
 428     case CC_OP_LTGT0_64:
 429         r =  cc_calc_ltgt0_64(env, dst);
 430         break;
 431     case CC_OP_LTGT_32:
 432         r =  cc_calc_ltgt_32(env, src, dst);
 433         break;
 434     case CC_OP_LTGT_64:
 435         r =  cc_calc_ltgt_64(env, src, dst);
 436         break;
 437     case CC_OP_LTUGTU_32:
 438         r =  cc_calc_ltugtu_32(env, src, dst);
 439         break;
 440     case CC_OP_LTUGTU_64:
 441         r =  cc_calc_ltugtu_64(env, src, dst);
 442         break;
 443     case CC_OP_TM_32:
 444         r =  cc_calc_tm_32(env, src, dst);
 445         break;
 446     case CC_OP_TM_64:
 447         r =  cc_calc_tm_64(env, src, dst);
 448         break;
 449     case CC_OP_NZ:
 450         r =  cc_calc_nz(env, dst);
 451         break;
 452     case CC_OP_ADD_64:
 453         r =  cc_calc_add_64(env, src, dst, vr);
 454         break;
 455     case CC_OP_ADDU_64:
 456         r =  cc_calc_addu_64(env, src, dst, vr);
 457         break;
 458     case CC_OP_ADDC_64:
 459         r =  cc_calc_addc_64(env, src, dst, vr);
 460         break;
 461     case CC_OP_SUB_64:
 462         r =  cc_calc_sub_64(env, src, dst, vr);
 463         break;
 464     case CC_OP_SUBU_64:
 465         r =  cc_calc_subu_64(env, src, dst, vr);
 466         break;
 467     case CC_OP_SUBB_64:
 468         r =  cc_calc_subb_64(env, src, dst, vr);
 469         break;
 470     case CC_OP_ABS_64:
 471         r =  cc_calc_abs_64(env, dst);
 472         break;
 473     case CC_OP_NABS_64:
 474         r =  cc_calc_nabs_64(env, dst);
 475         break;
 476     case CC_OP_COMP_64:
 477         r =  cc_calc_comp_64(env, dst);
 478         break;
 479
 480     case CC_OP_ADD_32:
 481         r =  cc_calc_add_32(env, src, dst, vr);
 482         break;
 483     case CC_OP_ADDU_32:
 484         r =  cc_calc_addu_32(env, src, dst, vr);
 485         break;
 486     case CC_OP_ADDC_32:
 487         r =  cc_calc_addc_32(env, src, dst, vr);
 488         break;
 489     case CC_OP_SUB_32:
 490         r =  cc_calc_sub_32(env, src, dst, vr);
 491         break;
 492     case CC_OP_SUBU_32:
 493         r =  cc_calc_subu_32(env, src, dst, vr);
 494         break;
 495     case CC_OP_SUBB_32:
 496         r =  cc_calc_subb_32(env, src, dst, vr);
 497         break;
 498     case CC_OP_ABS_32:
 499         r =  cc_calc_abs_64(env, dst);
 500         break;
 501     case CC_OP_NABS_32:
 502         r =  cc_calc_nabs_64(env, dst);
 503         break;
 504     case CC_OP_COMP_32:
 505         r =  cc_calc_comp_32(env, dst);
 506         break;
 507
 508     case CC_OP_ICM:
 509         r =  cc_calc_icm_32(env, src, dst);
 510         break;
 511     case CC_OP_SLAG:
 512         r =  cc_calc_slag(env, src, dst);
 513         break;
 514
 515     case CC_OP_LTGT_F32:
 516         r = set_cc_f32(env, src, dst);
 517         break;
 518     case CC_OP_LTGT_F64:
 519         r = set_cc_f64(env, src, dst);
 520         break;
 521     case CC_OP_NZ_F32:
 522         r = set_cc_nz_f32(dst);
 523         break;
 524     case CC_OP_NZ_F64:
 525         r = set_cc_nz_f64(dst);
 526         break;
 527
 528     default:
 529         cpu_abort(env, "Unknown CC operation: %s\n", cc_name(cc_op));
 530     }
 531
 532     HELPER_LOG("%s: %15s 0x%016lx 0x%016lx 0x%016lx = %d\n", __func__,
 533                cc_name(cc_op), src, dst, vr, r);
 534     return r;
 535 }
 536
 537 uint32_t calc_cc(CPUS390XState *env, uint32_t cc_op, uint64_t src, uint64_t dst,
 538                  uint64_t vr)
 539 {
 540     return do_calc_cc(env, cc_op, src, dst, vr);
 541 }
 542
 543 uint32_t HELPER(calc_cc)(CPUS390XState *env, uint32_t cc_op, uint64_t src,
 544                          uint64_t dst, uint64_t vr)
 545 {
 546     return do_calc_cc(env, cc_op, src, dst, vr);
 547 }
 548
 549 /* insert psw mask and condition code into r1 */
 550 void HELPER(ipm)(CPUS390XState *env, uint32_t cc, uint32_t r1)
 551 {
 552     uint64_t r = env->regs[r1];
 553
 554     r &= 0xffffffff00ffffffULL;
 555     r |= (cc << 28) | ((env->psw.mask >> 40) & 0xf);
 556     env->regs[r1] = r;
 557     HELPER_LOG("%s: cc %d psw.mask 0x%lx r1 0x%lx\n", __func__,
 558                cc, env->psw.mask, r);
 559 }
 560
 561 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
 562 void HELPER(load_psw)(CPUS390XState *env, uint64_t mask, uint64_t addr)
 563 {
 564     load_psw(env, mask, addr);
 565     cpu_loop_exit(env);
 566 }
 567
 568 void HELPER(sacf)(CPUS390XState *env, uint64_t a1)
 569 {
 570     HELPER_LOG("%s: %16" PRIx64 "\n", __func__, a1);
 571
 572     switch (a1 & 0xf00) {
 573     case 0x000:
 574         env->psw.mask &= ~PSW_MASK_ASC;
 575         env->psw.mask |= PSW_ASC_PRIMARY;
 576         break;
 577     case 0x100:
 578         env->psw.mask &= ~PSW_MASK_ASC;
 579         env->psw.mask |= PSW_ASC_SECONDARY;
 580         break;
 581     case 0x300:
 582         env->psw.mask &= ~PSW_MASK_ASC;
 583         env->psw.mask |= PSW_ASC_HOME;
 584         break;
 585     default:
 586         qemu_log("unknown sacf mode: %" PRIx64 "\n", a1);
 587         program_interrupt(env, PGM_SPECIFICATION, 2);
 588         break;
 589     }
 590 }
 591 #endif