]> git.proxmox.com Git - qemu.git/blobdiff - target-arm/cpu.h
target-i386: Emulate X86CPU subclasses for global properties
[qemu.git] / target-arm / cpu.h
index 5eac070379d02757c0844ae33399cc8812a140bc..54384446b4d1735236c568b97532e7726b97e2e6 100644 (file)
@@ -27,9 +27,9 @@
 
 #include "config.h"
 #include "qemu-common.h"
-#include "cpu-defs.h"
+#include "exec/cpu-defs.h"
 
-#include "softfloat.h"
+#include "fpu/softfloat.h"
 
 #define TARGET_HAS_ICE 1
 
@@ -79,7 +79,7 @@ struct arm_boot_info;
 typedef struct CPUARMState {
     /* Regs for current mode.  */
     uint32_t regs[16];
-    /* Frequently accessed CPSR bits are stored separately for efficiently.
+    /* Frequently accessed CPSR bits are stored separately for efficiency.
        This contains all the other bits.  Use cpsr_{read,write} to access
        the whole CPSR.  */
     uint32_t uncached_cpsr;
@@ -107,18 +107,15 @@ typedef struct CPUARMState {
     /* System control coprocessor (cp15) */
     struct {
         uint32_t c0_cpuid;
-        uint32_t c0_cachetype;
-        uint32_t c0_ccsid[16]; /* Cache size.  */
-        uint32_t c0_clid; /* Cache level.  */
         uint32_t c0_cssel; /* Cache size selection.  */
-        uint32_t c0_c1[8]; /* Feature registers.  */
-        uint32_t c0_c2[8]; /* Instruction set registers.  */
         uint32_t c1_sys; /* System control register.  */
         uint32_t c1_coproc; /* Coprocessor access register.  */
         uint32_t c1_xscaleauxcr; /* XScale auxiliary control register.  */
         uint32_t c1_scr; /* secure config register.  */
         uint32_t c2_base0; /* MMU translation table base 0.  */
-        uint32_t c2_base1; /* MMU translation table base 1.  */
+        uint32_t c2_base0_hi; /* MMU translation table base 0, high 32 bits */
+        uint32_t c2_base1; /* MMU translation table base 0.  */
+        uint32_t c2_base1_hi; /* MMU translation table base 1, high 32 bits */
         uint32_t c2_control; /* MMU translation table base control.  */
         uint32_t c2_mask; /* MMU translation table base selection mask.  */
         uint32_t c2_base_mask; /* MMU translation table base 0 mask. */
@@ -132,6 +129,7 @@ typedef struct CPUARMState {
         uint32_t c6_insn; /* Fault address registers.  */
         uint32_t c6_data;
         uint32_t c7_par;  /* Translation result. */
+        uint32_t c7_par_hi;  /* Translation result, high 32 bits */
         uint32_t c9_insn; /* Cache lockdown registers.  */
         uint32_t c9_data;
         uint32_t c9_pmcr; /* performance monitor control register */
@@ -226,14 +224,8 @@ typedef struct CPUARMState {
     /* These fields after the common ones so they are preserved on reset.  */
 
     /* Internal CPU feature flags.  */
-    uint32_t features;
+    uint64_t features;
 
-    /* Coprocessor IO used by peripherals */
-    struct {
-        ARMReadCPFunc *cp_read;
-        ARMWriteCPFunc *cp_write;
-        void *opaque;
-    } cp[15];
     void *nvic;
     const struct arm_boot_info *boot_info;
 } CPUARMState;
@@ -242,8 +234,9 @@ typedef struct CPUARMState {
 
 ARMCPU *cpu_arm_init(const char *cpu_model);
 void arm_translate_init(void);
+void arm_cpu_register_gdb_regs_for_features(ARMCPU *cpu);
 int cpu_arm_exec(CPUARMState *s);
-void do_interrupt(CPUARMState *);
+int bank_number(int mode);
 void switch_mode(CPUARMState *, int);
 uint32_t do_arm_semihosting(CPUARMState *env);
 
@@ -392,11 +385,18 @@ enum arm_features {
     ARM_FEATURE_VFP4, /* VFPv4 (implies that NEON is v2) */
     ARM_FEATURE_GENERIC_TIMER,
     ARM_FEATURE_MVFR, /* Media and VFP Feature Registers 0 and 1 */
+    ARM_FEATURE_DUMMY_C15_REGS, /* RAZ/WI all of cp15 crn=15 */
+    ARM_FEATURE_CACHE_TEST_CLEAN, /* 926/1026 style test-and-clean ops */
+    ARM_FEATURE_CACHE_DIRTY_REG, /* 1136/1176 cache dirty status register */
+    ARM_FEATURE_CACHE_BLOCK_OPS, /* v6 optional cache block operations */
+    ARM_FEATURE_MPIDR, /* has cp15 MPIDR */
+    ARM_FEATURE_PXN, /* has Privileged Execute Never bit */
+    ARM_FEATURE_LPAE, /* has Large Physical Address Extension */
 };
 
 static inline int arm_feature(CPUARMState *env, int feature)
 {
-    return (env->features & (1u << feature)) != 0;
+    return (env->features & (1ULL << feature)) != 0;
 }
 
 void arm_cpu_list(FILE *f, fprintf_function cpu_fprintf);
@@ -406,45 +406,213 @@ void armv7m_nvic_set_pending(void *opaque, int irq);
 int armv7m_nvic_acknowledge_irq(void *opaque);
 void armv7m_nvic_complete_irq(void *opaque, int irq);
 
-void cpu_arm_set_cp_io(CPUARMState *env, int cpnum,
-                       ARMReadCPFunc *cp_read, ARMWriteCPFunc *cp_write,
-                       void *opaque);
+/* Interface for defining coprocessor registers.
+ * Registers are defined in tables of arm_cp_reginfo structs
+ * which are passed to define_arm_cp_regs().
+ */
+
+/* When looking up a coprocessor register we look for it
+ * via an integer which encodes all of:
+ *  coprocessor number
+ *  Crn, Crm, opc1, opc2 fields
+ *  32 or 64 bit register (ie is it accessed via MRC/MCR
+ *    or via MRRC/MCRR?)
+ * We allow 4 bits for opc1 because MRRC/MCRR have a 4 bit field.
+ * (In this case crn and opc2 should be zero.)
+ */
+#define ENCODE_CP_REG(cp, is64, crn, crm, opc1, opc2)   \
+    (((cp) << 16) | ((is64) << 15) | ((crn) << 11) |    \
+     ((crm) << 7) | ((opc1) << 3) | (opc2))
+
+/* ARMCPRegInfo type field bits. If the SPECIAL bit is set this is a
+ * special-behaviour cp reg and bits [15..8] indicate what behaviour
+ * it has. Otherwise it is a simple cp reg, where CONST indicates that
+ * TCG can assume the value to be constant (ie load at translate time)
+ * and 64BIT indicates a 64 bit wide coprocessor register. SUPPRESS_TB_END
+ * indicates that the TB should not be ended after a write to this register
+ * (the default is that the TB ends after cp writes). OVERRIDE permits
+ * a register definition to override a previous definition for the
+ * same (cp, is64, crn, crm, opc1, opc2) tuple: either the new or the
+ * old must have the OVERRIDE bit set.
+ */
+#define ARM_CP_SPECIAL 1
+#define ARM_CP_CONST 2
+#define ARM_CP_64BIT 4
+#define ARM_CP_SUPPRESS_TB_END 8
+#define ARM_CP_OVERRIDE 16
+#define ARM_CP_NOP (ARM_CP_SPECIAL | (1 << 8))
+#define ARM_CP_WFI (ARM_CP_SPECIAL | (2 << 8))
+#define ARM_LAST_SPECIAL ARM_CP_WFI
+/* Used only as a terminator for ARMCPRegInfo lists */
+#define ARM_CP_SENTINEL 0xffff
+/* Mask of only the flag bits in a type field */
+#define ARM_CP_FLAG_MASK 0x1f
+
+/* Return true if cptype is a valid type field. This is used to try to
+ * catch errors where the sentinel has been accidentally left off the end
+ * of a list of registers.
+ */
+static inline bool cptype_valid(int cptype)
+{
+    return ((cptype & ~ARM_CP_FLAG_MASK) == 0)
+        || ((cptype & ARM_CP_SPECIAL) &&
+            (cptype <= ARM_LAST_SPECIAL));
+}
+
+/* Access rights:
+ * We define bits for Read and Write access for what rev C of the v7-AR ARM ARM
+ * defines as PL0 (user), PL1 (fiq/irq/svc/abt/und/sys, ie privileged), and
+ * PL2 (hyp). The other level which has Read and Write bits is Secure PL1
+ * (ie any of the privileged modes in Secure state, or Monitor mode).
+ * If a register is accessible in one privilege level it's always accessible
+ * in higher privilege levels too. Since "Secure PL1" also follows this rule
+ * (ie anything visible in PL2 is visible in S-PL1, some things are only
+ * visible in S-PL1) but "Secure PL1" is a bit of a mouthful, we bend the
+ * terminology a little and call this PL3.
+ *
+ * If access permissions for a register are more complex than can be
+ * described with these bits, then use a laxer set of restrictions, and
+ * do the more restrictive/complex check inside a helper function.
+ */
+#define PL3_R 0x80
+#define PL3_W 0x40
+#define PL2_R (0x20 | PL3_R)
+#define PL2_W (0x10 | PL3_W)
+#define PL1_R (0x08 | PL2_R)
+#define PL1_W (0x04 | PL2_W)
+#define PL0_R (0x02 | PL1_R)
+#define PL0_W (0x01 | PL1_W)
+
+#define PL3_RW (PL3_R | PL3_W)
+#define PL2_RW (PL2_R | PL2_W)
+#define PL1_RW (PL1_R | PL1_W)
+#define PL0_RW (PL0_R | PL0_W)
+
+static inline int arm_current_pl(CPUARMState *env)
+{
+    if ((env->uncached_cpsr & 0x1f) == ARM_CPU_MODE_USR) {
+        return 0;
+    }
+    /* We don't currently implement the Virtualization or TrustZone
+     * extensions, so PL2 and PL3 don't exist for us.
+     */
+    return 1;
+}
+
+typedef struct ARMCPRegInfo ARMCPRegInfo;
+
+/* Access functions for coprocessor registers. These should return
+ * 0 on success, or one of the EXCP_* constants if access should cause
+ * an exception (in which case *value is not written).
+ */
+typedef int CPReadFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque,
+                     uint64_t *value);
+typedef int CPWriteFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque,
+                      uint64_t value);
+/* Hook function for register reset */
+typedef void CPResetFn(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *opaque);
+
+#define CP_ANY 0xff
+
+/* Definition of an ARM coprocessor register */
+struct ARMCPRegInfo {
+    /* Name of register (useful mainly for debugging, need not be unique) */
+    const char *name;
+    /* Location of register: coprocessor number and (crn,crm,opc1,opc2)
+     * tuple. Any of crm, opc1 and opc2 may be CP_ANY to indicate a
+     * 'wildcard' field -- any value of that field in the MRC/MCR insn
+     * will be decoded to this register. The register read and write
+     * callbacks will be passed an ARMCPRegInfo with the crn/crm/opc1/opc2
+     * used by the program, so it is possible to register a wildcard and
+     * then behave differently on read/write if necessary.
+     * For 64 bit registers, only crm and opc1 are relevant; crn and opc2
+     * must both be zero.
+     */
+    uint8_t cp;
+    uint8_t crn;
+    uint8_t crm;
+    uint8_t opc1;
+    uint8_t opc2;
+    /* Register type: ARM_CP_* bits/values */
+    int type;
+    /* Access rights: PL*_[RW] */
+    int access;
+    /* The opaque pointer passed to define_arm_cp_regs_with_opaque() when
+     * this register was defined: can be used to hand data through to the
+     * register read/write functions, since they are passed the ARMCPRegInfo*.
+     */
+    void *opaque;
+    /* Value of this register, if it is ARM_CP_CONST. Otherwise, if
+     * fieldoffset is non-zero, the reset value of the register.
+     */
+    uint64_t resetvalue;
+    /* Offset of the field in CPUARMState for this register. This is not
+     * needed if either:
+     *  1. type is ARM_CP_CONST or one of the ARM_CP_SPECIALs
+     *  2. both readfn and writefn are specified
+     */
+    ptrdiff_t fieldoffset; /* offsetof(CPUARMState, field) */
+    /* Function for handling reads of this register. If NULL, then reads
+     * will be done by loading from the offset into CPUARMState specified
+     * by fieldoffset.
+     */
+    CPReadFn *readfn;
+    /* Function for handling writes of this register. If NULL, then writes
+     * will be done by writing to the offset into CPUARMState specified
+     * by fieldoffset.
+     */
+    CPWriteFn *writefn;
+    /* Function for resetting the register. If NULL, then reset will be done
+     * by writing resetvalue to the field specified in fieldoffset. If
+     * fieldoffset is 0 then no reset will be done.
+     */
+    CPResetFn *resetfn;
+};
+
+/* Macros which are lvalues for the field in CPUARMState for the
+ * ARMCPRegInfo *ri.
+ */
+#define CPREG_FIELD32(env, ri) \
+    (*(uint32_t *)((char *)(env) + (ri)->fieldoffset))
+#define CPREG_FIELD64(env, ri) \
+    (*(uint64_t *)((char *)(env) + (ri)->fieldoffset))
+
+#define REGINFO_SENTINEL { .type = ARM_CP_SENTINEL }
+
+void define_arm_cp_regs_with_opaque(ARMCPU *cpu,
+                                    const ARMCPRegInfo *regs, void *opaque);
+void define_one_arm_cp_reg_with_opaque(ARMCPU *cpu,
+                                       const ARMCPRegInfo *regs, void *opaque);
+static inline void define_arm_cp_regs(ARMCPU *cpu, const ARMCPRegInfo *regs)
+{
+    define_arm_cp_regs_with_opaque(cpu, regs, 0);
+}
+static inline void define_one_arm_cp_reg(ARMCPU *cpu, const ARMCPRegInfo *regs)
+{
+    define_one_arm_cp_reg_with_opaque(cpu, regs, 0);
+}
+const ARMCPRegInfo *get_arm_cp_reginfo(ARMCPU *cpu, uint32_t encoded_cp);
+
+/* CPWriteFn that can be used to implement writes-ignored behaviour */
+int arm_cp_write_ignore(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
+                        uint64_t value);
+/* CPReadFn that can be used for read-as-zero behaviour */
+int arm_cp_read_zero(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t *value);
+
+static inline bool cp_access_ok(CPUARMState *env,
+                                const ARMCPRegInfo *ri, int isread)
+{
+    return (ri->access >> ((arm_current_pl(env) * 2) + isread)) & 1;
+}
 
 /* Does the core conform to the the "MicroController" profile. e.g. Cortex-M3.
    Note the M in older cores (eg. ARM7TDMI) stands for Multiply. These are
    conventional cores (ie. Application or Realtime profile).  */
 
 #define IS_M(env) arm_feature(env, ARM_FEATURE_M)
-#define ARM_CPUID(env) (env->cp15.c0_cpuid)
 
-#define ARM_CPUID_ARM1026     0x4106a262
-#define ARM_CPUID_ARM926      0x41069265
-#define ARM_CPUID_ARM946      0x41059461
 #define ARM_CPUID_TI915T      0x54029152
 #define ARM_CPUID_TI925T      0x54029252
-#define ARM_CPUID_SA1100      0x4401A11B
-#define ARM_CPUID_SA1110      0x6901B119
-#define ARM_CPUID_PXA250      0x69052100
-#define ARM_CPUID_PXA255      0x69052d00
-#define ARM_CPUID_PXA260      0x69052903
-#define ARM_CPUID_PXA261      0x69052d05
-#define ARM_CPUID_PXA262      0x69052d06
-#define ARM_CPUID_PXA270      0x69054110
-#define ARM_CPUID_PXA270_A0   0x69054110
-#define ARM_CPUID_PXA270_A1   0x69054111
-#define ARM_CPUID_PXA270_B0   0x69054112
-#define ARM_CPUID_PXA270_B1   0x69054113
-#define ARM_CPUID_PXA270_C0   0x69054114
-#define ARM_CPUID_PXA270_C5   0x69054117
-#define ARM_CPUID_ARM1136     0x4117b363
-#define ARM_CPUID_ARM1136_R2  0x4107b362
-#define ARM_CPUID_ARM1176     0x410fb767
-#define ARM_CPUID_ARM11MPCORE 0x410fb022
-#define ARM_CPUID_CORTEXA8    0x410fc080
-#define ARM_CPUID_CORTEXA9    0x410fc090
-#define ARM_CPUID_CORTEXA15   0x412fc0f1
-#define ARM_CPUID_CORTEXM3    0x410fc231
-#define ARM_CPUID_ANY         0xffffffff
 
 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
 #define TARGET_PAGE_BITS 12
@@ -455,17 +623,23 @@ void cpu_arm_set_cp_io(CPUARMState *env, int cpnum,
 #define TARGET_PAGE_BITS 10
 #endif
 
-#define TARGET_PHYS_ADDR_SPACE_BITS 32
+#define TARGET_PHYS_ADDR_SPACE_BITS 40
 #define TARGET_VIRT_ADDR_SPACE_BITS 32
 
-#define cpu_init(model) (&cpu_arm_init(model)->env)
+static inline CPUARMState *cpu_init(const char *cpu_model)
+{
+    ARMCPU *cpu = cpu_arm_init(cpu_model);
+    if (cpu) {
+        return &cpu->env;
+    }
+    return NULL;
+}
+
 #define cpu_exec cpu_arm_exec
 #define cpu_gen_code cpu_arm_gen_code
 #define cpu_signal_handler cpu_arm_signal_handler
 #define cpu_list arm_cpu_list
 
-#define CPU_SAVE_VERSION 6
-
 /* MMU modes definitions */
 #define MMU_MODE0_SUFFIX _kernel
 #define MMU_MODE1_SUFFIX _user
@@ -484,7 +658,7 @@ static inline void cpu_clone_regs(CPUARMState *env, target_ulong newsp)
 }
 #endif
 
-#include "cpu-all.h"
+#include "exec/cpu-all.h"
 
 /* Bit usage in the TB flags field: */
 #define ARM_TBFLAG_THUMB_SHIFT      0
@@ -543,13 +717,13 @@ static inline void cpu_get_tb_cpu_state(CPUARMState *env, target_ulong *pc,
     }
 }
 
-static inline bool cpu_has_work(CPUARMState *env)
+static inline bool cpu_has_work(CPUState *cpu)
 {
-    return env->interrupt_request &
+    return cpu->interrupt_request &
         (CPU_INTERRUPT_FIQ | CPU_INTERRUPT_HARD | CPU_INTERRUPT_EXITTB);
 }
 
-#include "exec-all.h"
+#include "exec/exec-all.h"
 
 static inline void cpu_pc_from_tb(CPUARMState *env, TranslationBlock *tb)
 {
@@ -557,9 +731,10 @@ static inline void cpu_pc_from_tb(CPUARMState *env, TranslationBlock *tb)
 }
 
 /* Load an instruction and return it in the standard little-endian order */
-static inline uint32_t arm_ldl_code(uint32_t addr, bool do_swap)
+static inline uint32_t arm_ldl_code(CPUARMState *env, uint32_t addr,
+                                    bool do_swap)
 {
-    uint32_t insn = ldl_code(addr);
+    uint32_t insn = cpu_ldl_code(env, addr);
     if (do_swap) {
         return bswap32(insn);
     }
@@ -567,9 +742,10 @@ static inline uint32_t arm_ldl_code(uint32_t addr, bool do_swap)
 }
 
 /* Ditto, for a halfword (Thumb) instruction */
-static inline uint16_t arm_lduw_code(uint32_t addr, bool do_swap)
+static inline uint16_t arm_lduw_code(CPUARMState *env, uint32_t addr,
+                                     bool do_swap)
 {
-    uint16_t insn = lduw_code(addr);
+    uint16_t insn = cpu_lduw_code(env, addr);
     if (do_swap) {
         return bswap16(insn);
     }