Merge remote-tracking branch 'score/develop' into tizen-arm
[sdk/emulator/qemu.git] / user-exec.c
1 /*
2  *  User emulator execution
3  *
4  *  Copyright (c) 2003-2005 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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19 #include "config.h"
20 #include "cpu.h"
21 #include "dyngen-exec.h"
22 #include "disas.h"
23 #include "tcg.h"
24
25 #undef EAX
26 #undef ECX
27 #undef EDX
28 #undef EBX
29 #undef ESP
30 #undef EBP
31 #undef ESI
32 #undef EDI
33 #undef EIP
34 #include <signal.h>
35 #ifdef __linux__
36 #include <sys/ucontext.h>
37 #endif
38
39 //#define DEBUG_SIGNAL
40
41 static void exception_action(CPUArchState *env1)
42 {
43 #if defined(TARGET_I386)
44     raise_exception_err_env(env1, env1->exception_index, env1->error_code);
45 #else
46     cpu_loop_exit(env1);
47 #endif
48 }
49
50 /* exit the current TB from a signal handler. The host registers are
51    restored in a state compatible with the CPU emulator
52  */
53 void cpu_resume_from_signal(CPUArchState *env1, void *puc)
54 {
55 #ifdef __linux__
56     struct ucontext *uc = puc;
57 #elif defined(__OpenBSD__)
58     struct sigcontext *uc = puc;
59 #endif
60
61     env = env1;
62
63     /* XXX: restore cpu registers saved in host registers */
64
65     if (puc) {
66         /* XXX: use siglongjmp ? */
67 #ifdef __linux__
68 #ifdef __ia64
69         sigprocmask(SIG_SETMASK, (sigset_t *)&uc->uc_sigmask, NULL);
70 #else
71         sigprocmask(SIG_SETMASK, &uc->uc_sigmask, NULL);
72 #endif
73 #elif defined(__OpenBSD__)
74         sigprocmask(SIG_SETMASK, &uc->sc_mask, NULL);
75 #endif
76     }
77     env->exception_index = -1;
78     longjmp(env->jmp_env, 1);
79 }
80
81 /* 'pc' is the host PC at which the exception was raised. 'address' is
82    the effective address of the memory exception. 'is_write' is 1 if a
83    write caused the exception and otherwise 0'. 'old_set' is the
84    signal set which should be restored */
85 static inline int handle_cpu_signal(uintptr_t pc, unsigned long address,
86                                     int is_write, sigset_t *old_set,
87                                     void *puc)
88 {
89     TranslationBlock *tb;
90     int ret;
91
92     if (cpu_single_env) {
93         env = cpu_single_env; /* XXX: find a correct solution for multithread */
94     }
95 #if defined(DEBUG_SIGNAL)
96     qemu_printf("qemu: SIGSEGV pc=0x%08lx address=%08lx w=%d oldset=0x%08lx\n",
97                 pc, address, is_write, *(unsigned long *)old_set);
98 #endif
99     /* XXX: locking issue */
100     if (is_write && h2g_valid(address)
101         && page_unprotect(h2g(address), pc, puc)) {
102         return 1;
103     }
104
105     /* see if it is an MMU fault */
106     ret = cpu_handle_mmu_fault(env, address, is_write, MMU_USER_IDX);
107     if (ret < 0) {
108         return 0; /* not an MMU fault */
109     }
110     if (ret == 0) {
111         return 1; /* the MMU fault was handled without causing real CPU fault */
112     }
113     /* now we have a real cpu fault */
114     tb = tb_find_pc(pc);
115     if (tb) {
116         /* the PC is inside the translated code. It means that we have
117            a virtual CPU fault */
118         cpu_restore_state(tb, env, pc);
119     }
120
121     /* we restore the process signal mask as the sigreturn should
122        do it (XXX: use sigsetjmp) */
123     sigprocmask(SIG_SETMASK, old_set, NULL);
124     exception_action(env);
125
126     /* never comes here */
127     return 1;
128 }
129
130 #if defined(__i386__)
131
132 #if defined(__APPLE__)
133 #include <sys/ucontext.h>
134
135 #define EIP_sig(context)  (*((unsigned long *)&(context)->uc_mcontext->ss.eip))
136 #define TRAP_sig(context)    ((context)->uc_mcontext->es.trapno)
137 #define ERROR_sig(context)   ((context)->uc_mcontext->es.err)
138 #define MASK_sig(context)    ((context)->uc_sigmask)
139 #elif defined(__NetBSD__)
140 #include <ucontext.h>
141
142 #define EIP_sig(context)     ((context)->uc_mcontext.__gregs[_REG_EIP])
143 #define TRAP_sig(context)    ((context)->uc_mcontext.__gregs[_REG_TRAPNO])
144 #define ERROR_sig(context)   ((context)->uc_mcontext.__gregs[_REG_ERR])
145 #define MASK_sig(context)    ((context)->uc_sigmask)
146 #elif defined(__FreeBSD__) || defined(__DragonFly__)
147 #include <ucontext.h>
148
149 #define EIP_sig(context)  (*((unsigned long *)&(context)->uc_mcontext.mc_eip))
150 #define TRAP_sig(context)    ((context)->uc_mcontext.mc_trapno)
151 #define ERROR_sig(context)   ((context)->uc_mcontext.mc_err)
152 #define MASK_sig(context)    ((context)->uc_sigmask)
153 #elif defined(__OpenBSD__)
154 #define EIP_sig(context)     ((context)->sc_eip)
155 #define TRAP_sig(context)    ((context)->sc_trapno)
156 #define ERROR_sig(context)   ((context)->sc_err)
157 #define MASK_sig(context)    ((context)->sc_mask)
158 #else
159 #define EIP_sig(context)     ((context)->uc_mcontext.gregs[REG_EIP])
160 #define TRAP_sig(context)    ((context)->uc_mcontext.gregs[REG_TRAPNO])
161 #define ERROR_sig(context)   ((context)->uc_mcontext.gregs[REG_ERR])
162 #define MASK_sig(context)    ((context)->uc_sigmask)
163 #endif
164
165 int cpu_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
166                        void *puc)
167 {
168     siginfo_t *info = pinfo;
169 #if defined(__NetBSD__) || defined(__FreeBSD__) || defined(__DragonFly__)
170     ucontext_t *uc = puc;
171 #elif defined(__OpenBSD__)
172     struct sigcontext *uc = puc;
173 #else
174     struct ucontext *uc = puc;
175 #endif
176     unsigned long pc;
177     int trapno;
178
179 #ifndef REG_EIP
180 /* for glibc 2.1 */
181 #define REG_EIP    EIP
182 #define REG_ERR    ERR
183 #define REG_TRAPNO TRAPNO
184 #endif
185     pc = EIP_sig(uc);
186     trapno = TRAP_sig(uc);
187     return handle_cpu_signal(pc, (unsigned long)info->si_addr,
188                              trapno == 0xe ?
189                              (ERROR_sig(uc) >> 1) & 1 : 0,
190                              &MASK_sig(uc), puc);
191 }
192
193 #elif defined(__x86_64__)
194
195 #ifdef __NetBSD__
196 #define PC_sig(context)       _UC_MACHINE_PC(context)
197 #define TRAP_sig(context)     ((context)->uc_mcontext.__gregs[_REG_TRAPNO])
198 #define ERROR_sig(context)    ((context)->uc_mcontext.__gregs[_REG_ERR])
199 #define MASK_sig(context)     ((context)->uc_sigmask)
200 #elif defined(__OpenBSD__)
201 #define PC_sig(context)       ((context)->sc_rip)
202 #define TRAP_sig(context)     ((context)->sc_trapno)
203 #define ERROR_sig(context)    ((context)->sc_err)
204 #define MASK_sig(context)     ((context)->sc_mask)
205 #elif defined(__FreeBSD__) || defined(__DragonFly__)
206 #include <ucontext.h>
207
208 #define PC_sig(context)  (*((unsigned long *)&(context)->uc_mcontext.mc_rip))
209 #define TRAP_sig(context)     ((context)->uc_mcontext.mc_trapno)
210 #define ERROR_sig(context)    ((context)->uc_mcontext.mc_err)
211 #define MASK_sig(context)     ((context)->uc_sigmask)
212 #else
213 #define PC_sig(context)       ((context)->uc_mcontext.gregs[REG_RIP])
214 #define TRAP_sig(context)     ((context)->uc_mcontext.gregs[REG_TRAPNO])
215 #define ERROR_sig(context)    ((context)->uc_mcontext.gregs[REG_ERR])
216 #define MASK_sig(context)     ((context)->uc_sigmask)
217 #endif
218
219 int cpu_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
220                        void *puc)
221 {
222     siginfo_t *info = pinfo;
223     unsigned long pc;
224 #if defined(__NetBSD__) || defined(__FreeBSD__) || defined(__DragonFly__)
225     ucontext_t *uc = puc;
226 #elif defined(__OpenBSD__)
227     struct sigcontext *uc = puc;
228 #else
229     struct ucontext *uc = puc;
230 #endif
231
232     pc = PC_sig(uc);
233     return handle_cpu_signal(pc, (unsigned long)info->si_addr,
234                              TRAP_sig(uc) == 0xe ?
235                              (ERROR_sig(uc) >> 1) & 1 : 0,
236                              &MASK_sig(uc), puc);
237 }
238
239 #elif defined(_ARCH_PPC)
240
241 /***********************************************************************
242  * signal context platform-specific definitions
243  * From Wine
244  */
245 #ifdef linux
246 /* All Registers access - only for local access */
247 #define REG_sig(reg_name, context)              \
248     ((context)->uc_mcontext.regs->reg_name)
249 /* Gpr Registers access  */
250 #define GPR_sig(reg_num, context)              REG_sig(gpr[reg_num], context)
251 /* Program counter */
252 #define IAR_sig(context)                       REG_sig(nip, context)
253 /* Machine State Register (Supervisor) */
254 #define MSR_sig(context)                       REG_sig(msr, context)
255 /* Count register */
256 #define CTR_sig(context)                       REG_sig(ctr, context)
257 /* User's integer exception register */
258 #define XER_sig(context)                       REG_sig(xer, context)
259 /* Link register */
260 #define LR_sig(context)                        REG_sig(link, context)
261 /* Condition register */
262 #define CR_sig(context)                        REG_sig(ccr, context)
263
264 /* Float Registers access  */
265 #define FLOAT_sig(reg_num, context)                                     \
266     (((double *)((char *)((context)->uc_mcontext.regs + 48 * 4)))[reg_num])
267 #define FPSCR_sig(context) \
268     (*(int *)((char *)((context)->uc_mcontext.regs + (48 + 32 * 2) * 4)))
269 /* Exception Registers access */
270 #define DAR_sig(context)                       REG_sig(dar, context)
271 #define DSISR_sig(context)                     REG_sig(dsisr, context)
272 #define TRAP_sig(context)                      REG_sig(trap, context)
273 #endif /* linux */
274
275 #if defined(__FreeBSD__) || defined(__FreeBSD_kernel__)
276 #include <ucontext.h>
277 #define IAR_sig(context)               ((context)->uc_mcontext.mc_srr0)
278 #define MSR_sig(context)               ((context)->uc_mcontext.mc_srr1)
279 #define CTR_sig(context)               ((context)->uc_mcontext.mc_ctr)
280 #define XER_sig(context)               ((context)->uc_mcontext.mc_xer)
281 #define LR_sig(context)                ((context)->uc_mcontext.mc_lr)
282 #define CR_sig(context)                ((context)->uc_mcontext.mc_cr)
283 /* Exception Registers access */
284 #define DAR_sig(context)               ((context)->uc_mcontext.mc_dar)
285 #define DSISR_sig(context)             ((context)->uc_mcontext.mc_dsisr)
286 #define TRAP_sig(context)              ((context)->uc_mcontext.mc_exc)
287 #endif /* __FreeBSD__|| __FreeBSD_kernel__ */
288
289 #ifdef __APPLE__
290 #include <sys/ucontext.h>
291 typedef struct ucontext SIGCONTEXT;
292 /* All Registers access - only for local access */
293 #define REG_sig(reg_name, context)              \
294     ((context)->uc_mcontext->ss.reg_name)
295 #define FLOATREG_sig(reg_name, context)         \
296     ((context)->uc_mcontext->fs.reg_name)
297 #define EXCEPREG_sig(reg_name, context)         \
298     ((context)->uc_mcontext->es.reg_name)
299 #define VECREG_sig(reg_name, context)           \
300     ((context)->uc_mcontext->vs.reg_name)
301 /* Gpr Registers access */
302 #define GPR_sig(reg_num, context)              REG_sig(r##reg_num, context)
303 /* Program counter */
304 #define IAR_sig(context)                       REG_sig(srr0, context)
305 /* Machine State Register (Supervisor) */
306 #define MSR_sig(context)                       REG_sig(srr1, context)
307 #define CTR_sig(context)                       REG_sig(ctr, context)
308 /* Link register */
309 #define XER_sig(context)                       REG_sig(xer, context)
310 /* User's integer exception register */
311 #define LR_sig(context)                        REG_sig(lr, context)
312 /* Condition register */
313 #define CR_sig(context)                        REG_sig(cr, context)
314 /* Float Registers access */
315 #define FLOAT_sig(reg_num, context)             \
316     FLOATREG_sig(fpregs[reg_num], context)
317 #define FPSCR_sig(context)                      \
318     ((double)FLOATREG_sig(fpscr, context))
319 /* Exception Registers access */
320 /* Fault registers for coredump */
321 #define DAR_sig(context)                       EXCEPREG_sig(dar, context)
322 #define DSISR_sig(context)                     EXCEPREG_sig(dsisr, context)
323 /* number of powerpc exception taken */
324 #define TRAP_sig(context)                      EXCEPREG_sig(exception, context)
325 #endif /* __APPLE__ */
326
327 int cpu_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
328                        void *puc)
329 {
330     siginfo_t *info = pinfo;
331 #if defined(__FreeBSD__) || defined(__FreeBSD_kernel__)
332     ucontext_t *uc = puc;
333 #else
334     struct ucontext *uc = puc;
335 #endif
336     unsigned long pc;
337     int is_write;
338
339     pc = IAR_sig(uc);
340     is_write = 0;
341 #if 0
342     /* ppc 4xx case */
343     if (DSISR_sig(uc) & 0x00800000) {
344         is_write = 1;
345     }
346 #else
347     if (TRAP_sig(uc) != 0x400 && (DSISR_sig(uc) & 0x02000000)) {
348         is_write = 1;
349     }
350 #endif
351     return handle_cpu_signal(pc, (unsigned long)info->si_addr,
352                              is_write, &uc->uc_sigmask, puc);
353 }
354
355 #elif defined(__alpha__)
356
357 int cpu_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
358                            void *puc)
359 {
360     siginfo_t *info = pinfo;
361     struct ucontext *uc = puc;
362     uint32_t *pc = uc->uc_mcontext.sc_pc;
363     uint32_t insn = *pc;
364     int is_write = 0;
365
366     /* XXX: need kernel patch to get write flag faster */
367     switch (insn >> 26) {
368     case 0x0d: /* stw */
369     case 0x0e: /* stb */
370     case 0x0f: /* stq_u */
371     case 0x24: /* stf */
372     case 0x25: /* stg */
373     case 0x26: /* sts */
374     case 0x27: /* stt */
375     case 0x2c: /* stl */
376     case 0x2d: /* stq */
377     case 0x2e: /* stl_c */
378     case 0x2f: /* stq_c */
379         is_write = 1;
380     }
381
382     return handle_cpu_signal(pc, (unsigned long)info->si_addr,
383                              is_write, &uc->uc_sigmask, puc);
384 }
385 #elif defined(__sparc__)
386
387 int cpu_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
388                        void *puc)
389 {
390     siginfo_t *info = pinfo;
391     int is_write;
392     uint32_t insn;
393 #if !defined(__arch64__) || defined(CONFIG_SOLARIS)
394     uint32_t *regs = (uint32_t *)(info + 1);
395     void *sigmask = (regs + 20);
396     /* XXX: is there a standard glibc define ? */
397     unsigned long pc = regs[1];
398 #else
399 #ifdef __linux__
400     struct sigcontext *sc = puc;
401     unsigned long pc = sc->sigc_regs.tpc;
402     void *sigmask = (void *)sc->sigc_mask;
403 #elif defined(__OpenBSD__)
404     struct sigcontext *uc = puc;
405     unsigned long pc = uc->sc_pc;
406     void *sigmask = (void *)(long)uc->sc_mask;
407 #endif
408 #endif
409
410     /* XXX: need kernel patch to get write flag faster */
411     is_write = 0;
412     insn = *(uint32_t *)pc;
413     if ((insn >> 30) == 3) {
414         switch ((insn >> 19) & 0x3f) {
415         case 0x05: /* stb */
416         case 0x15: /* stba */
417         case 0x06: /* sth */
418         case 0x16: /* stha */
419         case 0x04: /* st */
420         case 0x14: /* sta */
421         case 0x07: /* std */
422         case 0x17: /* stda */
423         case 0x0e: /* stx */
424         case 0x1e: /* stxa */
425         case 0x24: /* stf */
426         case 0x34: /* stfa */
427         case 0x27: /* stdf */
428         case 0x37: /* stdfa */
429         case 0x26: /* stqf */
430         case 0x36: /* stqfa */
431         case 0x25: /* stfsr */
432         case 0x3c: /* casa */
433         case 0x3e: /* casxa */
434             is_write = 1;
435             break;
436         }
437     }
438     return handle_cpu_signal(pc, (unsigned long)info->si_addr,
439                              is_write, sigmask, NULL);
440 }
441
442 #elif defined(__arm__)
443
444 int cpu_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
445                        void *puc)
446 {
447     siginfo_t *info = pinfo;
448     struct ucontext *uc = puc;
449     unsigned long pc;
450     int is_write;
451
452 #if (__GLIBC__ < 2 || (__GLIBC__ == 2 && __GLIBC_MINOR__ <= 3))
453     pc = uc->uc_mcontext.gregs[R15];
454 #else
455     pc = uc->uc_mcontext.arm_pc;
456 #endif
457     /* XXX: compute is_write */
458     is_write = 0;
459     return handle_cpu_signal(pc, (unsigned long)info->si_addr,
460                              is_write,
461                              &uc->uc_sigmask, puc);
462 }
463
464 #elif defined(__mc68000)
465
466 int cpu_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
467                        void *puc)
468 {
469     siginfo_t *info = pinfo;
470     struct ucontext *uc = puc;
471     unsigned long pc;
472     int is_write;
473
474     pc = uc->uc_mcontext.gregs[16];
475     /* XXX: compute is_write */
476     is_write = 0;
477     return handle_cpu_signal(pc, (unsigned long)info->si_addr,
478                              is_write,
479                              &uc->uc_sigmask, puc);
480 }
481
482 #elif defined(__ia64)
483
484 #ifndef __ISR_VALID
485   /* This ought to be in <bits/siginfo.h>... */
486 # define __ISR_VALID    1
487 #endif
488
489 int cpu_signal_handler(int host_signum, void *pinfo, void *puc)
490 {
491     siginfo_t *info = pinfo;
492     struct ucontext *uc = puc;
493     unsigned long ip;
494     int is_write = 0;
495
496     ip = uc->uc_mcontext.sc_ip;
497     switch (host_signum) {
498     case SIGILL:
499     case SIGFPE:
500     case SIGSEGV:
501     case SIGBUS:
502     case SIGTRAP:
503         if (info->si_code && (info->si_segvflags & __ISR_VALID)) {
504             /* ISR.W (write-access) is bit 33:  */
505             is_write = (info->si_isr >> 33) & 1;
506         }
507         break;
508
509     default:
510         break;
511     }
512     return handle_cpu_signal(ip, (unsigned long)info->si_addr,
513                              is_write,
514                              (sigset_t *)&uc->uc_sigmask, puc);
515 }
516
517 #elif defined(__s390__)
518
519 int cpu_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
520                        void *puc)
521 {
522     siginfo_t *info = pinfo;
523     struct ucontext *uc = puc;
524     unsigned long pc;
525     uint16_t *pinsn;
526     int is_write = 0;
527
528     pc = uc->uc_mcontext.psw.addr;
529
530     /* ??? On linux, the non-rt signal handler has 4 (!) arguments instead
531        of the normal 2 arguments.  The 3rd argument contains the "int_code"
532        from the hardware which does in fact contain the is_write value.
533        The rt signal handler, as far as I can tell, does not give this value
534        at all.  Not that we could get to it from here even if it were.  */
535     /* ??? This is not even close to complete, since it ignores all
536        of the read-modify-write instructions.  */
537     pinsn = (uint16_t *)pc;
538     switch (pinsn[0] >> 8) {
539     case 0x50: /* ST */
540     case 0x42: /* STC */
541     case 0x40: /* STH */
542         is_write = 1;
543         break;
544     case 0xc4: /* RIL format insns */
545         switch (pinsn[0] & 0xf) {
546         case 0xf: /* STRL */
547         case 0xb: /* STGRL */
548         case 0x7: /* STHRL */
549             is_write = 1;
550         }
551         break;
552     case 0xe3: /* RXY format insns */
553         switch (pinsn[2] & 0xff) {
554         case 0x50: /* STY */
555         case 0x24: /* STG */
556         case 0x72: /* STCY */
557         case 0x70: /* STHY */
558         case 0x8e: /* STPQ */
559         case 0x3f: /* STRVH */
560         case 0x3e: /* STRV */
561         case 0x2f: /* STRVG */
562             is_write = 1;
563         }
564         break;
565     }
566     return handle_cpu_signal(pc, (unsigned long)info->si_addr,
567                              is_write, &uc->uc_sigmask, puc);
568 }
569
570 #elif defined(__mips__)
571
572 int cpu_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
573                        void *puc)
574 {
575     siginfo_t *info = pinfo;
576     struct ucontext *uc = puc;
577     greg_t pc = uc->uc_mcontext.pc;
578     int is_write;
579
580     /* XXX: compute is_write */
581     is_write = 0;
582     return handle_cpu_signal(pc, (unsigned long)info->si_addr,
583                              is_write, &uc->uc_sigmask, puc);
584 }
585
586 #elif defined(__hppa__)
587
588 int cpu_signal_handler(int host_signum, void *pinfo,
589                        void *puc)
590 {
591     struct siginfo *info = pinfo;
592     struct ucontext *uc = puc;
593     unsigned long pc = uc->uc_mcontext.sc_iaoq[0];
594     uint32_t insn = *(uint32_t *)pc;
595     int is_write = 0;
596
597     /* XXX: need kernel patch to get write flag faster.  */
598     switch (insn >> 26) {
599     case 0x1a: /* STW */
600     case 0x19: /* STH */
601     case 0x18: /* STB */
602     case 0x1b: /* STWM */
603         is_write = 1;
604         break;
605
606     case 0x09: /* CSTWX, FSTWX, FSTWS */
607     case 0x0b: /* CSTDX, FSTDX, FSTDS */
608         /* Distinguish from coprocessor load ... */
609         is_write = (insn >> 9) & 1;
610         break;
611
612     case 0x03:
613         switch ((insn >> 6) & 15) {
614         case 0xa: /* STWS */
615         case 0x9: /* STHS */
616         case 0x8: /* STBS */
617         case 0xe: /* STWAS */
618         case 0xc: /* STBYS */
619             is_write = 1;
620         }
621         break;
622     }
623
624     return handle_cpu_signal(pc, (unsigned long)info->si_addr,
625                              is_write, &uc->uc_sigmask, puc);
626 }
627
628 #else
629
630 #error host CPU specific signal handler needed
631
632 #endif