]> git.proxmox.com Git - qemu.git/blobdiff - target-ppc/mmu-hash32.c
hw/i386/Makefile.obj: use $(PYTHON) to run .py scripts consistently
[qemu.git] / target-ppc / mmu-hash32.c
index ce5389d2174c53a6ee1bd92a45f6a1ebd6aa878b..6a77dc4f97e2c8016534710ba213d4d871ff2ca4 100644 (file)
 #include "mmu-hash32.h"
 
 //#define DEBUG_MMU
+//#define DEBUG_BAT
 
 #ifdef DEBUG_MMU
 #  define LOG_MMU(...) qemu_log(__VA_ARGS__)
-#  define LOG_MMU_STATE(env) log_cpu_state((env), 0)
+#  define LOG_MMU_STATE(cpu) log_cpu_state((cpu), 0)
 #else
 #  define LOG_MMU(...) do { } while (0)
-#  define LOG_MMU_STATE(...) do { } while (0)
+#  define LOG_MMU_STATE(cpu) do { } while (0)
 #endif
 
-#define PTE_PTEM_MASK 0x7FFFFFBF
-#define PTE_CHECK_MASK (TARGET_PAGE_MASK | 0x7B)
+#ifdef DEBUG_BATS
+#  define LOG_BATS(...) qemu_log(__VA_ARGS__)
+#else
+#  define LOG_BATS(...) do { } while (0)
+#endif
+
+struct mmu_ctx_hash32 {
+    hwaddr raddr;      /* Real address              */
+    int prot;                      /* Protection bits           */
+    int key;                       /* Access key                */
+};
+
+static int ppc_hash32_pp_prot(int key, int pp, int nx)
+{
+    int prot;
+
+    if (key == 0) {
+        switch (pp) {
+        case 0x0:
+        case 0x1:
+        case 0x2:
+            prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE;
+            break;
+
+        case 0x3:
+            prot = PAGE_READ;
+            break;
+
+        default:
+            abort();
+        }
+    } else {
+        switch (pp) {
+        case 0x0:
+            prot = 0;
+            break;
+
+        case 0x1:
+        case 0x3:
+            prot = PAGE_READ;
+            break;
+
+        case 0x2:
+            prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE;
+            break;
+
+        default:
+            abort();
+        }
+    }
+    if (nx == 0) {
+        prot |= PAGE_EXEC;
+    }
+
+    return prot;
+}
+
+static int ppc_hash32_pte_prot(CPUPPCState *env,
+                               target_ulong sr, ppc_hash_pte32_t pte)
+{
+    unsigned pp, key;
+
+    key = !!(msr_pr ? (sr & SR32_KP) : (sr & SR32_KS));
+    pp = pte.pte1 & HPTE32_R_PP;
+
+    return ppc_hash32_pp_prot(key, pp, !!(sr & SR32_NX));
+}
+
+static target_ulong hash32_bat_size(CPUPPCState *env,
+                                    target_ulong batu, target_ulong batl)
+{
+    if ((msr_pr && !(batu & BATU32_VP))
+        || (!msr_pr && !(batu & BATU32_VS))) {
+        return 0;
+    }
+
+    return BATU32_BEPI & ~((batu & BATU32_BL) << 15);
+}
+
+static int hash32_bat_prot(CPUPPCState *env,
+                           target_ulong batu, target_ulong batl)
+{
+    int pp, prot;
+
+    prot = 0;
+    pp = batl & BATL32_PP;
+    if (pp != 0) {
+        prot = PAGE_READ | PAGE_EXEC;
+        if (pp == 0x2) {
+            prot |= PAGE_WRITE;
+        }
+    }
+    return prot;
+}
+
+static target_ulong hash32_bat_601_size(CPUPPCState *env,
+                                target_ulong batu, target_ulong batl)
+{
+    if (!(batl & BATL32_601_V)) {
+        return 0;
+    }
+
+    return BATU32_BEPI & ~((batl & BATL32_601_BL) << 17);
+}
+
+static int hash32_bat_601_prot(CPUPPCState *env,
+                               target_ulong batu, target_ulong batl)
+{
+    int key, pp;
+
+    pp = batu & BATU32_601_PP;
+    if (msr_pr == 0) {
+        key = !!(batu & BATU32_601_KS);
+    } else {
+        key = !!(batu & BATU32_601_KP);
+    }
+    return ppc_hash32_pp_prot(key, pp, 0);
+}
+
+static hwaddr ppc_hash32_bat_lookup(CPUPPCState *env, target_ulong ea, int rwx,
+                                    int *prot)
+{
+    target_ulong *BATlt, *BATut;
+    int i;
+
+    LOG_BATS("%s: %cBAT v " TARGET_FMT_lx "\n", __func__,
+             rwx == 2 ? 'I' : 'D', ea);
+    if (rwx == 2) {
+        BATlt = env->IBAT[1];
+        BATut = env->IBAT[0];
+    } else {
+        BATlt = env->DBAT[1];
+        BATut = env->DBAT[0];
+    }
+    for (i = 0; i < env->nb_BATs; i++) {
+        target_ulong batu = BATut[i];
+        target_ulong batl = BATlt[i];
+        target_ulong mask;
+
+        if (unlikely(env->mmu_model == POWERPC_MMU_601)) {
+            mask = hash32_bat_601_size(env, batu, batl);
+        } else {
+            mask = hash32_bat_size(env, batu, batl);
+        }
+        LOG_BATS("%s: %cBAT%d v " TARGET_FMT_lx " BATu " TARGET_FMT_lx
+                 " BATl " TARGET_FMT_lx "\n", __func__,
+                 type == ACCESS_CODE ? 'I' : 'D', i, ea, batu, batl);
+
+        if (mask && ((ea & mask) == (batu & BATU32_BEPI))) {
+            hwaddr raddr = (batl & mask) | (ea & ~mask);
+
+            if (unlikely(env->mmu_model == POWERPC_MMU_601)) {
+                *prot = hash32_bat_601_prot(env, batu, batl);
+            } else {
+                *prot = hash32_bat_prot(env, batu, batl);
+            }
+
+            return raddr & TARGET_PAGE_MASK;
+        }
+    }
+
+    /* No hit */
+#if defined(DEBUG_BATS)
+    if (qemu_log_enabled()) {
+        LOG_BATS("no BAT match for " TARGET_FMT_lx ":\n", ea);
+        for (i = 0; i < 4; i++) {
+            BATu = &BATut[i];
+            BATl = &BATlt[i];
+            BEPIu = *BATu & BATU32_BEPIU;
+            BEPIl = *BATu & BATU32_BEPIL;
+            bl = (*BATu & 0x00001FFC) << 15;
+            LOG_BATS("%s: %cBAT%d v " TARGET_FMT_lx " BATu " TARGET_FMT_lx
+                     " BATl " TARGET_FMT_lx "\n\t" TARGET_FMT_lx " "
+                     TARGET_FMT_lx " " TARGET_FMT_lx "\n",
+                     __func__, type == ACCESS_CODE ? 'I' : 'D', i, ea,
+                     *BATu, *BATl, BEPIu, BEPIl, bl);
+        }
+    }
+#endif
+
+    return -1;
+}
+
+static int ppc_hash32_direct_store(CPUPPCState *env, target_ulong sr,
+                                   target_ulong eaddr, int rwx,
+                                   hwaddr *raddr, int *prot)
+{
+    int key = !!(msr_pr ? (sr & SR32_KP) : (sr & SR32_KS));
+
+    LOG_MMU("direct store...\n");
+
+    if ((sr & 0x1FF00000) >> 20 == 0x07f) {
+        /* Memory-forced I/O controller interface access */
+        /* If T=1 and BUID=x'07F', the 601 performs a memory access
+         * to SR[28-31] LA[4-31], bypassing all protection mechanisms.
+         */
+        *raddr = ((sr & 0xF) << 28) | (eaddr & 0x0FFFFFFF);
+        *prot = PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC;
+        return 0;
+    }
+
+    if (rwx == 2) {
+        /* No code fetch is allowed in direct-store areas */
+        env->exception_index = POWERPC_EXCP_ISI;
+        env->error_code = 0x10000000;
+        return 1;
+    }
+
+    switch (env->access_type) {
+    case ACCESS_INT:
+        /* Integer load/store : only access allowed */
+        break;
+    case ACCESS_FLOAT:
+        /* Floating point load/store */
+        env->exception_index = POWERPC_EXCP_ALIGN;
+        env->error_code = POWERPC_EXCP_ALIGN_FP;
+        env->spr[SPR_DAR] = eaddr;
+        return 1;
+    case ACCESS_RES:
+        /* lwarx, ldarx or srwcx. */
+        env->error_code = 0;
+        env->spr[SPR_DAR] = eaddr;
+        if (rwx == 1) {
+            env->spr[SPR_DSISR] = 0x06000000;
+        } else {
+            env->spr[SPR_DSISR] = 0x04000000;
+        }
+        return 1;
+    case ACCESS_CACHE:
+        /* dcba, dcbt, dcbtst, dcbf, dcbi, dcbst, dcbz, or icbi */
+        /* Should make the instruction do no-op.
+         * As it already do no-op, it's quite easy :-)
+         */
+        *raddr = eaddr;
+        return 0;
+    case ACCESS_EXT:
+        /* eciwx or ecowx */
+        env->exception_index = POWERPC_EXCP_DSI;
+        env->error_code = 0;
+        env->spr[SPR_DAR] = eaddr;
+        if (rwx == 1) {
+            env->spr[SPR_DSISR] = 0x06100000;
+        } else {
+            env->spr[SPR_DSISR] = 0x04100000;
+        }
+        return 1;
+    default:
+        qemu_log("ERROR: instruction should not need "
+                 "address translation\n");
+        abort();
+    }
+    if ((rwx == 1 || key != 1) && (rwx == 0 || key != 0)) {
+        *raddr = eaddr;
+        return 0;
+    } else {
+        env->exception_index = POWERPC_EXCP_DSI;
+        env->error_code = 0;
+        env->spr[SPR_DAR] = eaddr;
+        if (rwx == 1) {
+            env->spr[SPR_DSISR] = 0x0a000000;
+        } else {
+            env->spr[SPR_DSISR] = 0x08000000;
+        }
+        return 1;
+    }
+}
+
+hwaddr get_pteg_offset32(CPUPPCState *env, hwaddr hash)
+{
+    return (hash * HASH_PTEG_SIZE_32) & env->htab_mask;
+}
+
+static hwaddr ppc_hash32_pteg_search(CPUPPCState *env, hwaddr pteg_off,
+                                     bool secondary, target_ulong ptem,
+                                     ppc_hash_pte32_t *pte)
+{
+    hwaddr pte_offset = pteg_off;
+    target_ulong pte0, pte1;
+    int i;
+
+    for (i = 0; i < HPTES_PER_GROUP; i++) {
+        pte0 = ppc_hash32_load_hpte0(env, pte_offset);
+        pte1 = ppc_hash32_load_hpte1(env, pte_offset);
+
+        if ((pte0 & HPTE32_V_VALID)
+            && (secondary == !!(pte0 & HPTE32_V_SECONDARY))
+            && HPTE32_V_COMPARE(pte0, ptem)) {
+            pte->pte0 = pte0;
+            pte->pte1 = pte1;
+            return pte_offset;
+        }
+
+        pte_offset += HASH_PTE_SIZE_32;
+    }
+
+    return -1;
+}
+
+static hwaddr ppc_hash32_htab_lookup(CPUPPCState *env,
+                                     target_ulong sr, target_ulong eaddr,
+                                     ppc_hash_pte32_t *pte)
+{
+    hwaddr pteg_off, pte_offset;
+    hwaddr hash;
+    uint32_t vsid, pgidx, ptem;
+
+    vsid = sr & SR32_VSID;
+    pgidx = (eaddr & ~SEGMENT_MASK_256M) >> TARGET_PAGE_BITS;
+    hash = vsid ^ pgidx;
+    ptem = (vsid << 7) | (pgidx >> 10);
+
+    /* Page address translation */
+    LOG_MMU("htab_base " TARGET_FMT_plx " htab_mask " TARGET_FMT_plx
+            " hash " TARGET_FMT_plx "\n",
+            env->htab_base, env->htab_mask, hash);
+
+    /* Primary PTEG lookup */
+    LOG_MMU("0 htab=" TARGET_FMT_plx "/" TARGET_FMT_plx
+            " vsid=%" PRIx32 " ptem=%" PRIx32
+            " hash=" TARGET_FMT_plx "\n",
+            env->htab_base, env->htab_mask, vsid, ptem, hash);
+    pteg_off = get_pteg_offset32(env, hash);
+    pte_offset = ppc_hash32_pteg_search(env, pteg_off, 0, ptem, pte);
+    if (pte_offset == -1) {
+        /* Secondary PTEG lookup */
+        LOG_MMU("1 htab=" TARGET_FMT_plx "/" TARGET_FMT_plx
+                " vsid=%" PRIx32 " api=%" PRIx32
+                " hash=" TARGET_FMT_plx "\n", env->htab_base,
+                env->htab_mask, vsid, ptem, ~hash);
+        pteg_off = get_pteg_offset32(env, ~hash);
+        pte_offset = ppc_hash32_pteg_search(env, pteg_off, 1, ptem, pte);
+    }
 
-static inline int pte_is_valid_hash32(target_ulong pte0)
+    return pte_offset;
+}
+
+static hwaddr ppc_hash32_pte_raddr(target_ulong sr, ppc_hash_pte32_t pte,
+                                   target_ulong eaddr)
 {
-    return pte0 & 0x80000000 ? 1 : 0;
+    hwaddr rpn = pte.pte1 & HPTE32_R_RPN;
+    hwaddr mask = ~TARGET_PAGE_MASK;
+
+    return (rpn & ~mask) | (eaddr & mask);
 }
 
-int pte_check_hash32(mmu_ctx_t *ctx, target_ulong pte0,
-                     target_ulong pte1, int h, int rw, int type)
+int ppc_hash32_handle_mmu_fault(CPUPPCState *env, target_ulong eaddr, int rwx,
+                                int mmu_idx)
 {
-    target_ulong ptem, mmask;
-    int access, ret, pteh, ptev, pp;
-
-    ret = -1;
-    /* Check validity and table match */
-    ptev = pte_is_valid_hash32(pte0);
-    pteh = (pte0 >> 6) & 1;
-    if (ptev && h == pteh) {
-        /* Check vsid & api */
-        ptem = pte0 & PTE_PTEM_MASK;
-        mmask = PTE_CHECK_MASK;
-        pp = pte1 & 0x00000003;
-        if (ptem == ctx->ptem) {
-            if (ctx->raddr != (hwaddr)-1ULL) {
-                /* all matches should have equal RPN, WIMG & PP */
-                if ((ctx->raddr & mmask) != (pte1 & mmask)) {
-                    qemu_log("Bad RPN/WIMG/PP\n");
-                    return -3;
+    target_ulong sr;
+    hwaddr pte_offset;
+    ppc_hash_pte32_t pte;
+    int prot;
+    uint32_t new_pte1;
+    const int need_prot[] = {PAGE_READ, PAGE_WRITE, PAGE_EXEC};
+    hwaddr raddr;
+
+    assert((rwx == 0) || (rwx == 1) || (rwx == 2));
+
+    /* 1. Handle real mode accesses */
+    if (((rwx == 2) && (msr_ir == 0)) || ((rwx != 2) && (msr_dr == 0))) {
+        /* Translation is off */
+        raddr = eaddr;
+        tlb_set_page(env, eaddr & TARGET_PAGE_MASK, raddr & TARGET_PAGE_MASK,
+                     PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC, mmu_idx,
+                     TARGET_PAGE_SIZE);
+        return 0;
+    }
+
+    /* 2. Check Block Address Translation entries (BATs) */
+    if (env->nb_BATs != 0) {
+        raddr = ppc_hash32_bat_lookup(env, eaddr, rwx, &prot);
+        if (raddr != -1) {
+            if (need_prot[rwx] & ~prot) {
+                if (rwx == 2) {
+                    env->exception_index = POWERPC_EXCP_ISI;
+                    env->error_code = 0x08000000;
+                } else {
+                    env->exception_index = POWERPC_EXCP_DSI;
+                    env->error_code = 0;
+                    env->spr[SPR_DAR] = eaddr;
+                    if (rwx == 1) {
+                        env->spr[SPR_DSISR] = 0x0a000000;
+                    } else {
+                        env->spr[SPR_DSISR] = 0x08000000;
+                    }
                 }
+                return 1;
             }
-            /* Compute access rights */
-            access = pp_check(ctx->key, pp, ctx->nx);
-            /* Keep the matching PTE informations */
-            ctx->raddr = pte1;
-            ctx->prot = access;
-            ret = check_prot(ctx->prot, rw, type);
-            if (ret == 0) {
-                /* Access granted */
-                LOG_MMU("PTE access granted !\n");
+
+            tlb_set_page(env, eaddr & TARGET_PAGE_MASK,
+                         raddr & TARGET_PAGE_MASK, prot, mmu_idx,
+                         TARGET_PAGE_SIZE);
+            return 0;
+        }
+    }
+
+    /* 3. Look up the Segment Register */
+    sr = env->sr[eaddr >> 28];
+
+    /* 4. Handle direct store segments */
+    if (sr & SR32_T) {
+        if (ppc_hash32_direct_store(env, sr, eaddr, rwx,
+                                    &raddr, &prot) == 0) {
+            tlb_set_page(env, eaddr & TARGET_PAGE_MASK,
+                         raddr & TARGET_PAGE_MASK, prot, mmu_idx,
+                         TARGET_PAGE_SIZE);
+            return 0;
+        } else {
+            return 1;
+        }
+    }
+
+    /* 5. Check for segment level no-execute violation */
+    if ((rwx == 2) && (sr & SR32_NX)) {
+        env->exception_index = POWERPC_EXCP_ISI;
+        env->error_code = 0x10000000;
+        return 1;
+    }
+
+    /* 6. Locate the PTE in the hash table */
+    pte_offset = ppc_hash32_htab_lookup(env, sr, eaddr, &pte);
+    if (pte_offset == -1) {
+        if (rwx == 2) {
+            env->exception_index = POWERPC_EXCP_ISI;
+            env->error_code = 0x40000000;
+        } else {
+            env->exception_index = POWERPC_EXCP_DSI;
+            env->error_code = 0;
+            env->spr[SPR_DAR] = eaddr;
+            if (rwx == 1) {
+                env->spr[SPR_DSISR] = 0x42000000;
+            } else {
+                env->spr[SPR_DSISR] = 0x40000000;
+            }
+        }
+
+        return 1;
+    }
+    LOG_MMU("found PTE at offset %08" HWADDR_PRIx "\n", pte_offset);
+
+    /* 7. Check access permissions */
+
+    prot = ppc_hash32_pte_prot(env, sr, pte);
+
+    if (need_prot[rwx] & ~prot) {
+        /* Access right violation */
+        LOG_MMU("PTE access rejected\n");
+        if (rwx == 2) {
+            env->exception_index = POWERPC_EXCP_ISI;
+            env->error_code = 0x08000000;
+        } else {
+            env->exception_index = POWERPC_EXCP_DSI;
+            env->error_code = 0;
+            env->spr[SPR_DAR] = eaddr;
+            if (rwx == 1) {
+                env->spr[SPR_DSISR] = 0x0a000000;
             } else {
-                /* Access right violation */
-                LOG_MMU("PTE access rejected\n");
+                env->spr[SPR_DSISR] = 0x08000000;
             }
         }
+        return 1;
+    }
+
+    LOG_MMU("PTE access granted !\n");
+
+    /* 8. Update PTE referenced and changed bits if necessary */
+
+    new_pte1 = pte.pte1 | HPTE32_R_R; /* set referenced bit */
+    if (rwx == 1) {
+        new_pte1 |= HPTE32_R_C; /* set changed (dirty) bit */
+    } else {
+        /* Treat the page as read-only for now, so that a later write
+         * will pass through this function again to set the C bit */
+        prot &= ~PAGE_WRITE;
+    }
+
+    if (new_pte1 != pte.pte1) {
+        ppc_hash32_store_hpte1(env, pte_offset, new_pte1);
+    }
+
+    /* 9. Determine the real address from the PTE */
+
+    raddr = ppc_hash32_pte_raddr(sr, pte, eaddr);
+
+    tlb_set_page(env, eaddr & TARGET_PAGE_MASK, raddr & TARGET_PAGE_MASK,
+                 prot, mmu_idx, TARGET_PAGE_SIZE);
+
+    return 0;
+}
+
+hwaddr ppc_hash32_get_phys_page_debug(CPUPPCState *env, target_ulong eaddr)
+{
+    target_ulong sr;
+    hwaddr pte_offset;
+    ppc_hash_pte32_t pte;
+    int prot;
+
+    if (msr_dr == 0) {
+        /* Translation is off */
+        return eaddr;
+    }
+
+    if (env->nb_BATs != 0) {
+        hwaddr raddr = ppc_hash32_bat_lookup(env, eaddr, 0, &prot);
+        if (raddr != -1) {
+            return raddr;
+        }
+    }
+
+    sr = env->sr[eaddr >> 28];
+
+    if (sr & SR32_T) {
+        /* FIXME: Add suitable debug support for Direct Store segments */
+        return -1;
+    }
+
+    pte_offset = ppc_hash32_htab_lookup(env, sr, eaddr, &pte);
+    if (pte_offset == -1) {
+        return -1;
     }
 
-    return ret;
+    return ppc_hash32_pte_raddr(sr, pte, eaddr) & TARGET_PAGE_MASK;
 }