s390: new contributions GPLv2 or later
[sdk/emulator/qemu.git] / target-s390x / cpu.h
1 /*
2  * S/390 virtual CPU header
3  *
4  *  Copyright (c) 2009 Ulrich Hecht
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  * Contributions after 2012-10-29 are licensed under the terms of the
17  * GNU GPL, version 2 or (at your option) any later version.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU (Lesser) General Public
20  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
21  */
22 #ifndef CPU_S390X_H
23 #define CPU_S390X_H
24
25 #include "config.h"
26 #include "qemu-common.h"
27
28 #define TARGET_LONG_BITS 64
29
30 #define ELF_MACHINE     EM_S390
31
32 #define CPUArchState struct CPUS390XState
33
34 #include "exec/cpu-defs.h"
35 #define TARGET_PAGE_BITS 12
36
37 #define TARGET_PHYS_ADDR_SPACE_BITS 64
38 #define TARGET_VIRT_ADDR_SPACE_BITS 64
39
40 #include "exec/cpu-all.h"
41
42 #include "fpu/softfloat.h"
43
44 #define NB_MMU_MODES 3
45
46 #define MMU_MODE0_SUFFIX _primary
47 #define MMU_MODE1_SUFFIX _secondary
48 #define MMU_MODE2_SUFFIX _home
49
50 #define MMU_USER_IDX 1
51
52 #define MAX_EXT_QUEUE 16
53
54 typedef struct PSW {
55     uint64_t mask;
56     uint64_t addr;
57 } PSW;
58
59 typedef struct ExtQueue {
60     uint32_t code;
61     uint32_t param;
62     uint32_t param64;
63 } ExtQueue;
64
65 typedef struct CPUS390XState {
66     uint64_t regs[16];     /* GP registers */
67     CPU_DoubleU fregs[16]; /* FP registers */
68     uint32_t aregs[16];    /* access registers */
69
70     uint32_t fpc;          /* floating-point control register */
71     uint32_t cc_op;
72
73     float_status fpu_status; /* passed to softfloat lib */
74
75     /* The low part of a 128-bit return, or remainder of a divide.  */
76     uint64_t retxl;
77
78     PSW psw;
79
80     uint64_t cc_src;
81     uint64_t cc_dst;
82     uint64_t cc_vr;
83
84     uint64_t __excp_addr;
85     uint64_t psa;
86
87     uint32_t int_pgm_code;
88     uint32_t int_pgm_ilen;
89
90     uint32_t int_svc_code;
91     uint32_t int_svc_ilen;
92
93     uint64_t cregs[16]; /* control registers */
94
95     ExtQueue ext_queue[MAX_EXT_QUEUE];
96     int pending_int;
97
98     int ext_index;
99
100     CPU_COMMON
101
102     /* reset does memset(0) up to here */
103
104     int cpu_num;
105     uint8_t *storage_keys;
106
107     uint64_t tod_offset;
108     uint64_t tod_basetime;
109     QEMUTimer *tod_timer;
110
111     QEMUTimer *cpu_timer;
112 } CPUS390XState;
113
114 #include "cpu-qom.h"
115
116 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
117 static inline void cpu_clone_regs(CPUS390XState *env, target_ulong newsp)
118 {
119     if (newsp) {
120         env->regs[15] = newsp;
121     }
122     env->regs[2] = 0;
123 }
124 #endif
125
126 /* Interrupt Codes */
127 /* Program Interrupts */
128 #define PGM_OPERATION                   0x0001
129 #define PGM_PRIVILEGED                  0x0002
130 #define PGM_EXECUTE                     0x0003
131 #define PGM_PROTECTION                  0x0004
132 #define PGM_ADDRESSING                  0x0005
133 #define PGM_SPECIFICATION               0x0006
134 #define PGM_DATA                        0x0007
135 #define PGM_FIXPT_OVERFLOW              0x0008
136 #define PGM_FIXPT_DIVIDE                0x0009
137 #define PGM_DEC_OVERFLOW                0x000a
138 #define PGM_DEC_DIVIDE                  0x000b
139 #define PGM_HFP_EXP_OVERFLOW            0x000c
140 #define PGM_HFP_EXP_UNDERFLOW           0x000d
141 #define PGM_HFP_SIGNIFICANCE            0x000e
142 #define PGM_HFP_DIVIDE                  0x000f
143 #define PGM_SEGMENT_TRANS               0x0010
144 #define PGM_PAGE_TRANS                  0x0011
145 #define PGM_TRANS_SPEC                  0x0012
146 #define PGM_SPECIAL_OP                  0x0013
147 #define PGM_OPERAND                     0x0015
148 #define PGM_TRACE_TABLE                 0x0016
149 #define PGM_SPACE_SWITCH                0x001c
150 #define PGM_HFP_SQRT                    0x001d
151 #define PGM_PC_TRANS_SPEC               0x001f
152 #define PGM_AFX_TRANS                   0x0020
153 #define PGM_ASX_TRANS                   0x0021
154 #define PGM_LX_TRANS                    0x0022
155 #define PGM_EX_TRANS                    0x0023
156 #define PGM_PRIM_AUTH                   0x0024
157 #define PGM_SEC_AUTH                    0x0025
158 #define PGM_ALET_SPEC                   0x0028
159 #define PGM_ALEN_SPEC                   0x0029
160 #define PGM_ALE_SEQ                     0x002a
161 #define PGM_ASTE_VALID                  0x002b
162 #define PGM_ASTE_SEQ                    0x002c
163 #define PGM_EXT_AUTH                    0x002d
164 #define PGM_STACK_FULL                  0x0030
165 #define PGM_STACK_EMPTY                 0x0031
166 #define PGM_STACK_SPEC                  0x0032
167 #define PGM_STACK_TYPE                  0x0033
168 #define PGM_STACK_OP                    0x0034
169 #define PGM_ASCE_TYPE                   0x0038
170 #define PGM_REG_FIRST_TRANS             0x0039
171 #define PGM_REG_SEC_TRANS               0x003a
172 #define PGM_REG_THIRD_TRANS             0x003b
173 #define PGM_MONITOR                     0x0040
174 #define PGM_PER                         0x0080
175 #define PGM_CRYPTO                      0x0119
176
177 /* External Interrupts */
178 #define EXT_INTERRUPT_KEY               0x0040
179 #define EXT_CLOCK_COMP                  0x1004
180 #define EXT_CPU_TIMER                   0x1005
181 #define EXT_MALFUNCTION                 0x1200
182 #define EXT_EMERGENCY                   0x1201
183 #define EXT_EXTERNAL_CALL               0x1202
184 #define EXT_ETR                         0x1406
185 #define EXT_SERVICE                     0x2401
186 #define EXT_VIRTIO                      0x2603
187
188 /* PSW defines */
189 #undef PSW_MASK_PER
190 #undef PSW_MASK_DAT
191 #undef PSW_MASK_IO
192 #undef PSW_MASK_EXT
193 #undef PSW_MASK_KEY
194 #undef PSW_SHIFT_KEY
195 #undef PSW_MASK_MCHECK
196 #undef PSW_MASK_WAIT
197 #undef PSW_MASK_PSTATE
198 #undef PSW_MASK_ASC
199 #undef PSW_MASK_CC
200 #undef PSW_MASK_PM
201 #undef PSW_MASK_64
202
203 #define PSW_MASK_PER            0x4000000000000000ULL
204 #define PSW_MASK_DAT            0x0400000000000000ULL
205 #define PSW_MASK_IO             0x0200000000000000ULL
206 #define PSW_MASK_EXT            0x0100000000000000ULL
207 #define PSW_MASK_KEY            0x00F0000000000000ULL
208 #define PSW_SHIFT_KEY           56
209 #define PSW_MASK_MCHECK         0x0004000000000000ULL
210 #define PSW_MASK_WAIT           0x0002000000000000ULL
211 #define PSW_MASK_PSTATE         0x0001000000000000ULL
212 #define PSW_MASK_ASC            0x0000C00000000000ULL
213 #define PSW_MASK_CC             0x0000300000000000ULL
214 #define PSW_MASK_PM             0x00000F0000000000ULL
215 #define PSW_MASK_64             0x0000000100000000ULL
216 #define PSW_MASK_32             0x0000000080000000ULL
217
218 #undef PSW_ASC_PRIMARY
219 #undef PSW_ASC_ACCREG
220 #undef PSW_ASC_SECONDARY
221 #undef PSW_ASC_HOME
222
223 #define PSW_ASC_PRIMARY         0x0000000000000000ULL
224 #define PSW_ASC_ACCREG          0x0000400000000000ULL
225 #define PSW_ASC_SECONDARY       0x0000800000000000ULL
226 #define PSW_ASC_HOME            0x0000C00000000000ULL
227
228 /* tb flags */
229
230 #define FLAG_MASK_PER           (PSW_MASK_PER    >> 32)
231 #define FLAG_MASK_DAT           (PSW_MASK_DAT    >> 32)
232 #define FLAG_MASK_IO            (PSW_MASK_IO     >> 32)
233 #define FLAG_MASK_EXT           (PSW_MASK_EXT    >> 32)
234 #define FLAG_MASK_KEY           (PSW_MASK_KEY    >> 32)
235 #define FLAG_MASK_MCHECK        (PSW_MASK_MCHECK >> 32)
236 #define FLAG_MASK_WAIT          (PSW_MASK_WAIT   >> 32)
237 #define FLAG_MASK_PSTATE        (PSW_MASK_PSTATE >> 32)
238 #define FLAG_MASK_ASC           (PSW_MASK_ASC    >> 32)
239 #define FLAG_MASK_CC            (PSW_MASK_CC     >> 32)
240 #define FLAG_MASK_PM            (PSW_MASK_PM     >> 32)
241 #define FLAG_MASK_64            (PSW_MASK_64     >> 32)
242 #define FLAG_MASK_32            0x00001000
243
244 static inline int cpu_mmu_index (CPUS390XState *env)
245 {
246     if (env->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
247         return 1;
248     }
249
250     return 0;
251 }
252
253 static inline void cpu_get_tb_cpu_state(CPUS390XState* env, target_ulong *pc,
254                                         target_ulong *cs_base, int *flags)
255 {
256     *pc = env->psw.addr;
257     *cs_base = 0;
258     *flags = ((env->psw.mask >> 32) & ~FLAG_MASK_CC) |
259              ((env->psw.mask & PSW_MASK_32) ? FLAG_MASK_32 : 0);
260 }
261
262 /* While the PoO talks about ILC (a number between 1-3) what is actually
263    stored in LowCore is shifted left one bit (an even between 2-6).  As
264    this is the actual length of the insn and therefore more useful, that
265    is what we want to pass around and manipulate.  To make sure that we
266    have applied this distinction universally, rename the "ILC" to "ILEN".  */
267 static inline int get_ilen(uint8_t opc)
268 {
269     switch (opc >> 6) {
270     case 0:
271         return 2;
272     case 1:
273     case 2:
274         return 4;
275     default:
276         return 6;
277     }
278 }
279
280 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
281 /* In several cases of runtime exceptions, we havn't recorded the true
282    instruction length.  Use these codes when raising exceptions in order
283    to re-compute the length by examining the insn in memory.  */
284 #define ILEN_LATER       0x20
285 #define ILEN_LATER_INC   0x21
286 #endif
287
288 S390CPU *cpu_s390x_init(const char *cpu_model);
289 void s390x_translate_init(void);
290 int cpu_s390x_exec(CPUS390XState *s);
291 void cpu_s390x_close(CPUS390XState *s);
292 void do_interrupt (CPUS390XState *env);
293
294 /* you can call this signal handler from your SIGBUS and SIGSEGV
295    signal handlers to inform the virtual CPU of exceptions. non zero
296    is returned if the signal was handled by the virtual CPU.  */
297 int cpu_s390x_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
298                            void *puc);
299 int cpu_s390x_handle_mmu_fault (CPUS390XState *env, target_ulong address, int rw,
300                                 int mmu_idx);
301 #define cpu_handle_mmu_fault cpu_s390x_handle_mmu_fault
302
303
304 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
305 void s390x_tod_timer(void *opaque);
306 void s390x_cpu_timer(void *opaque);
307
308 int s390_virtio_hypercall(CPUS390XState *env, uint64_t mem, uint64_t hypercall);
309
310 #ifdef CONFIG_KVM
311 void kvm_s390_interrupt(S390CPU *cpu, int type, uint32_t code);
312 void kvm_s390_virtio_irq(S390CPU *cpu, int config_change, uint64_t token);
313 void kvm_s390_interrupt_internal(S390CPU *cpu, int type, uint32_t parm,
314                                  uint64_t parm64, int vm);
315 #else
316 static inline void kvm_s390_interrupt(S390CPU *cpu, int type, uint32_t code)
317 {
318 }
319
320 static inline void kvm_s390_virtio_irq(S390CPU *cpu, int config_change,
321                                        uint64_t token)
322 {
323 }
324
325 static inline void kvm_s390_interrupt_internal(S390CPU *cpu, int type,
326                                                uint32_t parm, uint64_t parm64,
327                                                int vm)
328 {
329 }
330 #endif
331 S390CPU *s390_cpu_addr2state(uint16_t cpu_addr);
332 void s390_add_running_cpu(CPUS390XState *env);
333 unsigned s390_del_running_cpu(CPUS390XState *env);
334
335 /* service interrupts are floating therefore we must not pass an cpustate */
336 void s390_sclp_extint(uint32_t parm);
337
338 /* from s390-virtio-bus */
339 extern const hwaddr virtio_size;
340
341 #else
342 static inline void s390_add_running_cpu(CPUS390XState *env)
343 {
344 }
345
346 static inline unsigned s390_del_running_cpu(CPUS390XState *env)
347 {
348     return 0;
349 }
350 #endif
351 void cpu_lock(void);
352 void cpu_unlock(void);
353
354 static inline void cpu_set_tls(CPUS390XState *env, target_ulong newtls)
355 {
356     env->aregs[0] = newtls >> 32;
357     env->aregs[1] = newtls & 0xffffffffULL;
358 }
359
360 #define cpu_init(model) (&cpu_s390x_init(model)->env)
361 #define cpu_exec cpu_s390x_exec
362 #define cpu_gen_code cpu_s390x_gen_code
363 #define cpu_signal_handler cpu_s390x_signal_handler
364
365 #include "exec/exec-all.h"
366
367 #define EXCP_EXT 1 /* external interrupt */
368 #define EXCP_SVC 2 /* supervisor call (syscall) */
369 #define EXCP_PGM 3 /* program interruption */
370
371 #define INTERRUPT_EXT        (1 << 0)
372 #define INTERRUPT_TOD        (1 << 1)
373 #define INTERRUPT_CPUTIMER   (1 << 2)
374
375 /* Program Status Word.  */
376 #define S390_PSWM_REGNUM 0
377 #define S390_PSWA_REGNUM 1
378 /* General Purpose Registers.  */
379 #define S390_R0_REGNUM 2
380 #define S390_R1_REGNUM 3
381 #define S390_R2_REGNUM 4
382 #define S390_R3_REGNUM 5
383 #define S390_R4_REGNUM 6
384 #define S390_R5_REGNUM 7
385 #define S390_R6_REGNUM 8
386 #define S390_R7_REGNUM 9
387 #define S390_R8_REGNUM 10
388 #define S390_R9_REGNUM 11
389 #define S390_R10_REGNUM 12
390 #define S390_R11_REGNUM 13
391 #define S390_R12_REGNUM 14
392 #define S390_R13_REGNUM 15
393 #define S390_R14_REGNUM 16
394 #define S390_R15_REGNUM 17
395 /* Access Registers.  */
396 #define S390_A0_REGNUM 18
397 #define S390_A1_REGNUM 19
398 #define S390_A2_REGNUM 20
399 #define S390_A3_REGNUM 21
400 #define S390_A4_REGNUM 22
401 #define S390_A5_REGNUM 23
402 #define S390_A6_REGNUM 24
403 #define S390_A7_REGNUM 25
404 #define S390_A8_REGNUM 26
405 #define S390_A9_REGNUM 27
406 #define S390_A10_REGNUM 28
407 #define S390_A11_REGNUM 29
408 #define S390_A12_REGNUM 30
409 #define S390_A13_REGNUM 31
410 #define S390_A14_REGNUM 32
411 #define S390_A15_REGNUM 33
412 /* Floating Point Control Word.  */
413 #define S390_FPC_REGNUM 34
414 /* Floating Point Registers.  */
415 #define S390_F0_REGNUM 35
416 #define S390_F1_REGNUM 36
417 #define S390_F2_REGNUM 37
418 #define S390_F3_REGNUM 38
419 #define S390_F4_REGNUM 39
420 #define S390_F5_REGNUM 40
421 #define S390_F6_REGNUM 41
422 #define S390_F7_REGNUM 42
423 #define S390_F8_REGNUM 43
424 #define S390_F9_REGNUM 44
425 #define S390_F10_REGNUM 45
426 #define S390_F11_REGNUM 46
427 #define S390_F12_REGNUM 47
428 #define S390_F13_REGNUM 48
429 #define S390_F14_REGNUM 49
430 #define S390_F15_REGNUM 50
431 /* Total.  */
432 #define S390_NUM_REGS 51
433
434 /* CC optimization */
435
436 enum cc_op {
437     CC_OP_CONST0 = 0,           /* CC is 0 */
438     CC_OP_CONST1,               /* CC is 1 */
439     CC_OP_CONST2,               /* CC is 2 */
440     CC_OP_CONST3,               /* CC is 3 */
441
442     CC_OP_DYNAMIC,              /* CC calculation defined by env->cc_op */
443     CC_OP_STATIC,               /* CC value is env->cc_op */
444
445     CC_OP_NZ,                   /* env->cc_dst != 0 */
446     CC_OP_LTGT_32,              /* signed less/greater than (32bit) */
447     CC_OP_LTGT_64,              /* signed less/greater than (64bit) */
448     CC_OP_LTUGTU_32,            /* unsigned less/greater than (32bit) */
449     CC_OP_LTUGTU_64,            /* unsigned less/greater than (64bit) */
450     CC_OP_LTGT0_32,             /* signed less/greater than 0 (32bit) */
451     CC_OP_LTGT0_64,             /* signed less/greater than 0 (64bit) */
452
453     CC_OP_ADD_64,               /* overflow on add (64bit) */
454     CC_OP_ADDU_64,              /* overflow on unsigned add (64bit) */
455     CC_OP_ADDC_64,              /* overflow on unsigned add-carry (64bit) */
456     CC_OP_SUB_64,               /* overflow on subtraction (64bit) */
457     CC_OP_SUBU_64,              /* overflow on unsigned subtraction (64bit) */
458     CC_OP_SUBB_64,              /* overflow on unsigned sub-borrow (64bit) */
459     CC_OP_ABS_64,               /* sign eval on abs (64bit) */
460     CC_OP_NABS_64,              /* sign eval on nabs (64bit) */
461
462     CC_OP_ADD_32,               /* overflow on add (32bit) */
463     CC_OP_ADDU_32,              /* overflow on unsigned add (32bit) */
464     CC_OP_ADDC_32,              /* overflow on unsigned add-carry (32bit) */
465     CC_OP_SUB_32,               /* overflow on subtraction (32bit) */
466     CC_OP_SUBU_32,              /* overflow on unsigned subtraction (32bit) */
467     CC_OP_SUBB_32,              /* overflow on unsigned sub-borrow (32bit) */
468     CC_OP_ABS_32,               /* sign eval on abs (64bit) */
469     CC_OP_NABS_32,              /* sign eval on nabs (64bit) */
470
471     CC_OP_COMP_32,              /* complement */
472     CC_OP_COMP_64,              /* complement */
473
474     CC_OP_TM_32,                /* test under mask (32bit) */
475     CC_OP_TM_64,                /* test under mask (64bit) */
476
477     CC_OP_NZ_F32,               /* FP dst != 0 (32bit) */
478     CC_OP_NZ_F64,               /* FP dst != 0 (64bit) */
479     CC_OP_NZ_F128,              /* FP dst != 0 (128bit) */
480
481     CC_OP_ICM,                  /* insert characters under mask */
482     CC_OP_SLA_32,               /* Calculate shift left signed (32bit) */
483     CC_OP_SLA_64,               /* Calculate shift left signed (64bit) */
484     CC_OP_FLOGR,                /* find leftmost one */
485     CC_OP_MAX
486 };
487
488 static const char *cc_names[] = {
489     [CC_OP_CONST0]    = "CC_OP_CONST0",
490     [CC_OP_CONST1]    = "CC_OP_CONST1",
491     [CC_OP_CONST2]    = "CC_OP_CONST2",
492     [CC_OP_CONST3]    = "CC_OP_CONST3",
493     [CC_OP_DYNAMIC]   = "CC_OP_DYNAMIC",
494     [CC_OP_STATIC]    = "CC_OP_STATIC",
495     [CC_OP_NZ]        = "CC_OP_NZ",
496     [CC_OP_LTGT_32]   = "CC_OP_LTGT_32",
497     [CC_OP_LTGT_64]   = "CC_OP_LTGT_64",
498     [CC_OP_LTUGTU_32] = "CC_OP_LTUGTU_32",
499     [CC_OP_LTUGTU_64] = "CC_OP_LTUGTU_64",
500     [CC_OP_LTGT0_32]  = "CC_OP_LTGT0_32",
501     [CC_OP_LTGT0_64]  = "CC_OP_LTGT0_64",
502     [CC_OP_ADD_64]    = "CC_OP_ADD_64",
503     [CC_OP_ADDU_64]   = "CC_OP_ADDU_64",
504     [CC_OP_ADDC_64]   = "CC_OP_ADDC_64",
505     [CC_OP_SUB_64]    = "CC_OP_SUB_64",
506     [CC_OP_SUBU_64]   = "CC_OP_SUBU_64",
507     [CC_OP_SUBB_64]   = "CC_OP_SUBB_64",
508     [CC_OP_ABS_64]    = "CC_OP_ABS_64",
509     [CC_OP_NABS_64]   = "CC_OP_NABS_64",
510     [CC_OP_ADD_32]    = "CC_OP_ADD_32",
511     [CC_OP_ADDU_32]   = "CC_OP_ADDU_32",
512     [CC_OP_ADDC_32]   = "CC_OP_ADDC_32",
513     [CC_OP_SUB_32]    = "CC_OP_SUB_32",
514     [CC_OP_SUBU_32]   = "CC_OP_SUBU_32",
515     [CC_OP_SUBB_32]   = "CC_OP_SUBB_32",
516     [CC_OP_ABS_32]    = "CC_OP_ABS_32",
517     [CC_OP_NABS_32]   = "CC_OP_NABS_32",
518     [CC_OP_COMP_32]   = "CC_OP_COMP_32",
519     [CC_OP_COMP_64]   = "CC_OP_COMP_64",
520     [CC_OP_TM_32]     = "CC_OP_TM_32",
521     [CC_OP_TM_64]     = "CC_OP_TM_64",
522     [CC_OP_NZ_F32]    = "CC_OP_NZ_F32",
523     [CC_OP_NZ_F64]    = "CC_OP_NZ_F64",
524     [CC_OP_NZ_F128]   = "CC_OP_NZ_F128",
525     [CC_OP_ICM]       = "CC_OP_ICM",
526     [CC_OP_SLA_32]    = "CC_OP_SLA_32",
527     [CC_OP_SLA_64]    = "CC_OP_SLA_64",
528     [CC_OP_FLOGR]     = "CC_OP_FLOGR",
529 };
530
531 static inline const char *cc_name(int cc_op)
532 {
533     return cc_names[cc_op];
534 }
535
536 typedef struct LowCore
537 {
538     /* prefix area: defined by architecture */
539     uint32_t        ccw1[2];                  /* 0x000 */
540     uint32_t        ccw2[4];                  /* 0x008 */
541     uint8_t         pad1[0x80-0x18];          /* 0x018 */
542     uint32_t        ext_params;               /* 0x080 */
543     uint16_t        cpu_addr;                 /* 0x084 */
544     uint16_t        ext_int_code;             /* 0x086 */
545     uint16_t        svc_ilen;                 /* 0x088 */
546     uint16_t        svc_code;                 /* 0x08a */
547     uint16_t        pgm_ilen;                 /* 0x08c */
548     uint16_t        pgm_code;                 /* 0x08e */
549     uint32_t        data_exc_code;            /* 0x090 */
550     uint16_t        mon_class_num;            /* 0x094 */
551     uint16_t        per_perc_atmid;           /* 0x096 */
552     uint64_t        per_address;              /* 0x098 */
553     uint8_t         exc_access_id;            /* 0x0a0 */
554     uint8_t         per_access_id;            /* 0x0a1 */
555     uint8_t         op_access_id;             /* 0x0a2 */
556     uint8_t         ar_access_id;             /* 0x0a3 */
557     uint8_t         pad2[0xA8-0xA4];          /* 0x0a4 */
558     uint64_t        trans_exc_code;           /* 0x0a8 */
559     uint64_t        monitor_code;             /* 0x0b0 */
560     uint16_t        subchannel_id;            /* 0x0b8 */
561     uint16_t        subchannel_nr;            /* 0x0ba */
562     uint32_t        io_int_parm;              /* 0x0bc */
563     uint32_t        io_int_word;              /* 0x0c0 */
564     uint8_t         pad3[0xc8-0xc4];          /* 0x0c4 */
565     uint32_t        stfl_fac_list;            /* 0x0c8 */
566     uint8_t         pad4[0xe8-0xcc];          /* 0x0cc */
567     uint32_t        mcck_interruption_code[2]; /* 0x0e8 */
568     uint8_t         pad5[0xf4-0xf0];          /* 0x0f0 */
569     uint32_t        external_damage_code;     /* 0x0f4 */
570     uint64_t        failing_storage_address;  /* 0x0f8 */
571     uint8_t         pad6[0x120-0x100];        /* 0x100 */
572     PSW             restart_old_psw;          /* 0x120 */
573     PSW             external_old_psw;         /* 0x130 */
574     PSW             svc_old_psw;              /* 0x140 */
575     PSW             program_old_psw;          /* 0x150 */
576     PSW             mcck_old_psw;             /* 0x160 */
577     PSW             io_old_psw;               /* 0x170 */
578     uint8_t         pad7[0x1a0-0x180];        /* 0x180 */
579     PSW             restart_psw;              /* 0x1a0 */
580     PSW             external_new_psw;         /* 0x1b0 */
581     PSW             svc_new_psw;              /* 0x1c0 */
582     PSW             program_new_psw;          /* 0x1d0 */
583     PSW             mcck_new_psw;             /* 0x1e0 */
584     PSW             io_new_psw;               /* 0x1f0 */
585     PSW             return_psw;               /* 0x200 */
586     uint8_t         irb[64];                  /* 0x210 */
587     uint64_t        sync_enter_timer;         /* 0x250 */
588     uint64_t        async_enter_timer;        /* 0x258 */
589     uint64_t        exit_timer;               /* 0x260 */
590     uint64_t        last_update_timer;        /* 0x268 */
591     uint64_t        user_timer;               /* 0x270 */
592     uint64_t        system_timer;             /* 0x278 */
593     uint64_t        last_update_clock;        /* 0x280 */
594     uint64_t        steal_clock;              /* 0x288 */
595     PSW             return_mcck_psw;          /* 0x290 */
596     uint8_t         pad8[0xc00-0x2a0];        /* 0x2a0 */
597     /* System info area */
598     uint64_t        save_area[16];            /* 0xc00 */
599     uint8_t         pad9[0xd40-0xc80];        /* 0xc80 */
600     uint64_t        kernel_stack;             /* 0xd40 */
601     uint64_t        thread_info;              /* 0xd48 */
602     uint64_t        async_stack;              /* 0xd50 */
603     uint64_t        kernel_asce;              /* 0xd58 */
604     uint64_t        user_asce;                /* 0xd60 */
605     uint64_t        panic_stack;              /* 0xd68 */
606     uint64_t        user_exec_asce;           /* 0xd70 */
607     uint8_t         pad10[0xdc0-0xd78];       /* 0xd78 */
608
609     /* SMP info area: defined by DJB */
610     uint64_t        clock_comparator;         /* 0xdc0 */
611     uint64_t        ext_call_fast;            /* 0xdc8 */
612     uint64_t        percpu_offset;            /* 0xdd0 */
613     uint64_t        current_task;             /* 0xdd8 */
614     uint32_t        softirq_pending;          /* 0xde0 */
615     uint32_t        pad_0x0de4;               /* 0xde4 */
616     uint64_t        int_clock;                /* 0xde8 */
617     uint8_t         pad12[0xe00-0xdf0];       /* 0xdf0 */
618
619     /* 0xe00 is used as indicator for dump tools */
620     /* whether the kernel died with panic() or not */
621     uint32_t        panic_magic;              /* 0xe00 */
622
623     uint8_t         pad13[0x11b8-0xe04];      /* 0xe04 */
624
625     /* 64 bit extparam used for pfault, diag 250 etc  */
626     uint64_t        ext_params2;               /* 0x11B8 */
627
628     uint8_t         pad14[0x1200-0x11C0];      /* 0x11C0 */
629
630     /* System info area */
631
632     uint64_t        floating_pt_save_area[16]; /* 0x1200 */
633     uint64_t        gpregs_save_area[16];      /* 0x1280 */
634     uint32_t        st_status_fixed_logout[4]; /* 0x1300 */
635     uint8_t         pad15[0x1318-0x1310];      /* 0x1310 */
636     uint32_t        prefixreg_save_area;       /* 0x1318 */
637     uint32_t        fpt_creg_save_area;        /* 0x131c */
638     uint8_t         pad16[0x1324-0x1320];      /* 0x1320 */
639     uint32_t        tod_progreg_save_area;     /* 0x1324 */
640     uint32_t        cpu_timer_save_area[2];    /* 0x1328 */
641     uint32_t        clock_comp_save_area[2];   /* 0x1330 */
642     uint8_t         pad17[0x1340-0x1338];      /* 0x1338 */
643     uint32_t        access_regs_save_area[16]; /* 0x1340 */
644     uint64_t        cregs_save_area[16];       /* 0x1380 */
645
646     /* align to the top of the prefix area */
647
648     uint8_t         pad18[0x2000-0x1400];      /* 0x1400 */
649 } QEMU_PACKED LowCore;
650
651 /* STSI */
652 #define STSI_LEVEL_MASK         0x00000000f0000000ULL
653 #define STSI_LEVEL_CURRENT      0x0000000000000000ULL
654 #define STSI_LEVEL_1            0x0000000010000000ULL
655 #define STSI_LEVEL_2            0x0000000020000000ULL
656 #define STSI_LEVEL_3            0x0000000030000000ULL
657 #define STSI_R0_RESERVED_MASK   0x000000000fffff00ULL
658 #define STSI_R0_SEL1_MASK       0x00000000000000ffULL
659 #define STSI_R1_RESERVED_MASK   0x00000000ffff0000ULL
660 #define STSI_R1_SEL2_MASK       0x000000000000ffffULL
661
662 /* Basic Machine Configuration */
663 struct sysib_111 {
664     uint32_t res1[8];
665     uint8_t  manuf[16];
666     uint8_t  type[4];
667     uint8_t  res2[12];
668     uint8_t  model[16];
669     uint8_t  sequence[16];
670     uint8_t  plant[4];
671     uint8_t  res3[156];
672 };
673
674 /* Basic Machine CPU */
675 struct sysib_121 {
676     uint32_t res1[80];
677     uint8_t  sequence[16];
678     uint8_t  plant[4];
679     uint8_t  res2[2];
680     uint16_t cpu_addr;
681     uint8_t  res3[152];
682 };
683
684 /* Basic Machine CPUs */
685 struct sysib_122 {
686     uint8_t res1[32];
687     uint32_t capability;
688     uint16_t total_cpus;
689     uint16_t active_cpus;
690     uint16_t standby_cpus;
691     uint16_t reserved_cpus;
692     uint16_t adjustments[2026];
693 };
694
695 /* LPAR CPU */
696 struct sysib_221 {
697     uint32_t res1[80];
698     uint8_t  sequence[16];
699     uint8_t  plant[4];
700     uint16_t cpu_id;
701     uint16_t cpu_addr;
702     uint8_t  res3[152];
703 };
704
705 /* LPAR CPUs */
706 struct sysib_222 {
707     uint32_t res1[32];
708     uint16_t lpar_num;
709     uint8_t  res2;
710     uint8_t  lcpuc;
711     uint16_t total_cpus;
712     uint16_t conf_cpus;
713     uint16_t standby_cpus;
714     uint16_t reserved_cpus;
715     uint8_t  name[8];
716     uint32_t caf;
717     uint8_t  res3[16];
718     uint16_t dedicated_cpus;
719     uint16_t shared_cpus;
720     uint8_t  res4[180];
721 };
722
723 /* VM CPUs */
724 struct sysib_322 {
725     uint8_t  res1[31];
726     uint8_t  count;
727     struct {
728         uint8_t  res2[4];
729         uint16_t total_cpus;
730         uint16_t conf_cpus;
731         uint16_t standby_cpus;
732         uint16_t reserved_cpus;
733         uint8_t  name[8];
734         uint32_t caf;
735         uint8_t  cpi[16];
736         uint8_t  res3[24];
737     } vm[8];
738     uint8_t res4[3552];
739 };
740
741 /* MMU defines */
742 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffULL /* segment table origin             */
743 #define _ASCE_SUBSPACE          0x200     /* subspace group control           */
744 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100     /* private space control            */
745 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80      /* storage alteration event control */
746 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40      /* space switch event               */
747 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20      /* real space control               */
748 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c      /* asce table type mask             */
749 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c      /* region first table type          */
750 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08      /* region second table type         */
751 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04      /* region third table type          */
752 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00      /* segment table type               */
753 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03      /* region table length              */
754
755 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffULL /* region/segment table origin      */
756 #define _REGION_ENTRY_INV       0x20      /* invalid region table entry       */
757 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c      /* region/segment table type mask   */
758 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c      /* region first table type          */
759 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08      /* region second table type         */
760 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04      /* region third table type          */
761 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03      /* region third length              */
762
763 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffULL /* segment table origin             */
764 #define _SEGMENT_ENTRY_RO       0x200     /* page protection bit              */
765 #define _SEGMENT_ENTRY_INV      0x20      /* invalid segment table entry      */
766
767 #define _PAGE_RO        0x200            /* HW read-only bit  */
768 #define _PAGE_INVALID   0x400            /* HW invalid bit    */
769
770 #define SK_C                    (0x1 << 1)
771 #define SK_R                    (0x1 << 2)
772 #define SK_F                    (0x1 << 3)
773 #define SK_ACC_MASK             (0xf << 4)
774
775
776 /* EBCDIC handling */
777 static const uint8_t ebcdic2ascii[] = {
778     0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x07, 0x09, 0x07, 0x7F,
779     0x07, 0x07, 0x07, 0x0B, 0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F,
780     0x10, 0x11, 0x12, 0x13, 0x07, 0x0A, 0x08, 0x07,
781     0x18, 0x19, 0x07, 0x07, 0x07, 0x07, 0x07, 0x07,
782     0x07, 0x07, 0x1C, 0x07, 0x07, 0x0A, 0x17, 0x1B,
783     0x07, 0x07, 0x07, 0x07, 0x07, 0x05, 0x06, 0x07,
784     0x07, 0x07, 0x16, 0x07, 0x07, 0x07, 0x07, 0x04,
785     0x07, 0x07, 0x07, 0x07, 0x14, 0x15, 0x07, 0x1A,
786     0x20, 0xFF, 0x83, 0x84, 0x85, 0xA0, 0x07, 0x86,
787     0x87, 0xA4, 0x5B, 0x2E, 0x3C, 0x28, 0x2B, 0x21,
788     0x26, 0x82, 0x88, 0x89, 0x8A, 0xA1, 0x8C, 0x07,
789     0x8D, 0xE1, 0x5D, 0x24, 0x2A, 0x29, 0x3B, 0x5E,
790     0x2D, 0x2F, 0x07, 0x8E, 0x07, 0x07, 0x07, 0x8F,
791     0x80, 0xA5, 0x07, 0x2C, 0x25, 0x5F, 0x3E, 0x3F,
792     0x07, 0x90, 0x07, 0x07, 0x07, 0x07, 0x07, 0x07,
793     0x70, 0x60, 0x3A, 0x23, 0x40, 0x27, 0x3D, 0x22,
794     0x07, 0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66, 0x67,
795     0x68, 0x69, 0xAE, 0xAF, 0x07, 0x07, 0x07, 0xF1,
796     0xF8, 0x6A, 0x6B, 0x6C, 0x6D, 0x6E, 0x6F, 0x70,
797     0x71, 0x72, 0xA6, 0xA7, 0x91, 0x07, 0x92, 0x07,
798     0xE6, 0x7E, 0x73, 0x74, 0x75, 0x76, 0x77, 0x78,
799     0x79, 0x7A, 0xAD, 0xAB, 0x07, 0x07, 0x07, 0x07,
800     0x9B, 0x9C, 0x9D, 0xFA, 0x07, 0x07, 0x07, 0xAC,
801     0xAB, 0x07, 0xAA, 0x7C, 0x07, 0x07, 0x07, 0x07,
802     0x7B, 0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47,
803     0x48, 0x49, 0x07, 0x93, 0x94, 0x95, 0xA2, 0x07,
804     0x7D, 0x4A, 0x4B, 0x4C, 0x4D, 0x4E, 0x4F, 0x50,
805     0x51, 0x52, 0x07, 0x96, 0x81, 0x97, 0xA3, 0x98,
806     0x5C, 0xF6, 0x53, 0x54, 0x55, 0x56, 0x57, 0x58,
807     0x59, 0x5A, 0xFD, 0x07, 0x99, 0x07, 0x07, 0x07,
808     0x30, 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x36, 0x37,
809     0x38, 0x39, 0x07, 0x07, 0x9A, 0x07, 0x07, 0x07,
810 };
811
812 static const uint8_t ascii2ebcdic [] = {
813     0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x37, 0x2D, 0x2E, 0x2F,
814     0x16, 0x05, 0x15, 0x0B, 0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F,
815     0x10, 0x11, 0x12, 0x13, 0x3C, 0x3D, 0x32, 0x26,
816     0x18, 0x19, 0x3F, 0x27, 0x22, 0x1D, 0x1E, 0x1F,
817     0x40, 0x5A, 0x7F, 0x7B, 0x5B, 0x6C, 0x50, 0x7D,
818     0x4D, 0x5D, 0x5C, 0x4E, 0x6B, 0x60, 0x4B, 0x61,
819     0xF0, 0xF1, 0xF2, 0xF3, 0xF4, 0xF5, 0xF6, 0xF7,
820     0xF8, 0xF9, 0x7A, 0x5E, 0x4C, 0x7E, 0x6E, 0x6F,
821     0x7C, 0xC1, 0xC2, 0xC3, 0xC4, 0xC5, 0xC6, 0xC7,
822     0xC8, 0xC9, 0xD1, 0xD2, 0xD3, 0xD4, 0xD5, 0xD6,
823     0xD7, 0xD8, 0xD9, 0xE2, 0xE3, 0xE4, 0xE5, 0xE6,
824     0xE7, 0xE8, 0xE9, 0xBA, 0xE0, 0xBB, 0xB0, 0x6D,
825     0x79, 0x81, 0x82, 0x83, 0x84, 0x85, 0x86, 0x87,
826     0x88, 0x89, 0x91, 0x92, 0x93, 0x94, 0x95, 0x96,
827     0x97, 0x98, 0x99, 0xA2, 0xA3, 0xA4, 0xA5, 0xA6,
828     0xA7, 0xA8, 0xA9, 0xC0, 0x4F, 0xD0, 0xA1, 0x07,
829     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
830     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
831     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
832     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
833     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
834     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
835     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
836     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
837     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
838     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
839     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
840     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
841     0x3F, 0x59, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
842     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
843     0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F,
844     0x90, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0x3F, 0xEA, 0x3F, 0xFF
845 };
846
847 static inline void ebcdic_put(uint8_t *p, const char *ascii, int len)
848 {
849     int i;
850
851     for (i = 0; i < len; i++) {
852         p[i] = ascii2ebcdic[(int)ascii[i]];
853     }
854 }
855
856 #define SIGP_SENSE             0x01
857 #define SIGP_EXTERNAL_CALL     0x02
858 #define SIGP_EMERGENCY         0x03
859 #define SIGP_START             0x04
860 #define SIGP_STOP              0x05
861 #define SIGP_RESTART           0x06
862 #define SIGP_STOP_STORE_STATUS 0x09
863 #define SIGP_INITIAL_CPU_RESET 0x0b
864 #define SIGP_CPU_RESET         0x0c
865 #define SIGP_SET_PREFIX        0x0d
866 #define SIGP_STORE_STATUS_ADDR 0x0e
867 #define SIGP_SET_ARCH          0x12
868
869 /* cpu status bits */
870 #define SIGP_STAT_EQUIPMENT_CHECK   0x80000000UL
871 #define SIGP_STAT_INCORRECT_STATE   0x00000200UL
872 #define SIGP_STAT_INVALID_PARAMETER 0x00000100UL
873 #define SIGP_STAT_EXT_CALL_PENDING  0x00000080UL
874 #define SIGP_STAT_STOPPED           0x00000040UL
875 #define SIGP_STAT_OPERATOR_INTERV   0x00000020UL
876 #define SIGP_STAT_CHECK_STOP        0x00000010UL
877 #define SIGP_STAT_INOPERATIVE       0x00000004UL
878 #define SIGP_STAT_INVALID_ORDER     0x00000002UL
879 #define SIGP_STAT_RECEIVER_CHECK    0x00000001UL
880
881 void load_psw(CPUS390XState *env, uint64_t mask, uint64_t addr);
882 int mmu_translate(CPUS390XState *env, target_ulong vaddr, int rw, uint64_t asc,
883                   target_ulong *raddr, int *flags);
884 int sclp_service_call(uint32_t sccb, uint64_t code);
885 uint32_t calc_cc(CPUS390XState *env, uint32_t cc_op, uint64_t src, uint64_t dst,
886                  uint64_t vr);
887
888 #define TARGET_HAS_ICE 1
889
890 /* The value of the TOD clock for 1.1.1970. */
891 #define TOD_UNIX_EPOCH 0x7d91048bca000000ULL
892
893 /* Converts ns to s390's clock format */
894 static inline uint64_t time2tod(uint64_t ns) {
895     return (ns << 9) / 125;
896 }
897
898 static inline void cpu_inject_ext(CPUS390XState *env, uint32_t code, uint32_t param,
899                                   uint64_t param64)
900 {
901     if (env->ext_index == MAX_EXT_QUEUE - 1) {
902         /* ugh - can't queue anymore. Let's drop. */
903         return;
904     }
905
906     env->ext_index++;
907     assert(env->ext_index < MAX_EXT_QUEUE);
908
909     env->ext_queue[env->ext_index].code = code;
910     env->ext_queue[env->ext_index].param = param;
911     env->ext_queue[env->ext_index].param64 = param64;
912
913     env->pending_int |= INTERRUPT_EXT;
914     cpu_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
915 }
916
917 static inline bool cpu_has_work(CPUState *cpu)
918 {
919     CPUS390XState *env = &S390_CPU(cpu)->env;
920
921     return (env->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_HARD) &&
922         (env->psw.mask & PSW_MASK_EXT);
923 }
924
925 static inline void cpu_pc_from_tb(CPUS390XState *env, TranslationBlock* tb)
926 {
927     env->psw.addr = tb->pc;
928 }
929
930 /* fpu_helper.c */
931 uint32_t set_cc_nz_f32(float32 v);
932 uint32_t set_cc_nz_f64(float64 v);
933 uint32_t set_cc_nz_f128(float128 v);
934
935 /* misc_helper.c */
936 void program_interrupt(CPUS390XState *env, uint32_t code, int ilen);
937 void QEMU_NORETURN runtime_exception(CPUS390XState *env, int excp,
938                                      uintptr_t retaddr);
939
940 #endif