/[gxemul]/trunk/src/include/cpu.h
This is repository of my old source code which isn't updated any more. Go to git.rot13.org for current projects!
ViewVC logotype

Diff of /trunk/src/include/cpu.h

Parent Directory Parent Directory | Revision Log Revision Log | View Patch Patch

revision 4 by dpavlin, Mon Oct 8 16:18:00 2007 UTC revision 26 by dpavlin, Mon Oct 8 16:20:10 2007 UTC
# Line 2  Line 2 
2  #define CPU_H  #define CPU_H
3    
4  /*  /*
5   *  Copyright (C) 2005  Anders Gavare.  All rights reserved.   *  Copyright (C) 2005-2006  Anders Gavare.  All rights reserved.
6   *   *
7   *  Redistribution and use in source and binary forms, with or without   *  Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8   *  modification, are permitted provided that the following conditions are met:   *  modification, are permitted provided that the following conditions are met:
# Line 28  Line 28 
28   *  SUCH DAMAGE.   *  SUCH DAMAGE.
29   *   *
30   *   *
31   *  $Id: cpu.h,v 1.22 2005/04/15 21:56:25 debug Exp $   *  $Id: cpu.h,v 1.79 2006/06/25 00:27:36 debug Exp $
32   *   *
33   *  See cpu.c.   *  CPU-related definitions.
34   */   */
35    
36    
# Line 38  Line 38 
38  #include <inttypes.h>  #include <inttypes.h>
39  #include <sys/time.h>  #include <sys/time.h>
40    
41  /*  This is needed for undefining 'mips' or 'ppc', on weird systems:  */  /*  This is needed for undefining 'mips', 'ppc' etc. on weird systems:  */
42  #include "../../config.h"  #include "../../config.h"
43    
44    /*
45     *  Dyntrans misc declarations, used throughout the dyntrans code.
46     *
47     *  Note that there is place for all instruction calls within a page,
48     *  and then 2 more. The first one of these "extra" instruction slots is
49     *  the end-of-page slot. It transfers control to the first instruction
50     *  slot on the next (virtual) page.
51     *
52     *  The second of these extra instruction slots is an additional
53     *  end-of-page slot for delay-slot architectures. On e.g. MIPS, a branch
54     *  instruction can "nullify" (skip) the delay-slot. If the end-of-page
55     *  slot is skipped, then we end up one step after that. That's where the
56     *  end_of_page2 slot is. :)
57     */
58    #define DYNTRANS_MISC_DECLARATIONS(arch,ARCH,addrtype)  struct \
59            arch ## _instr_call {                                   \
60                    void    (*f)(struct cpu *, struct arch ## _instr_call *); \
61                    size_t  arg[ARCH ## _N_IC_ARGS];                        \
62            };                                                              \
63                                                                            \
64            /*  Translation cache struct for each physical page:  */        \
65            struct arch ## _tc_physpage {                                   \
66                    struct arch ## _instr_call ics[ARCH ## _IC_ENTRIES_PER_PAGE+2];\
67                    uint32_t        next_ofs;       /*  (0 for end of chain)  */ \
68                    int             flags;                                  \
69                    addrtype        physaddr;                               \
70            };                                                              \
71                                                                            \
72            struct arch ## _vpg_tlb_entry {                                 \
73                    uint8_t         valid;                                  \
74                    uint8_t         writeflag;                              \
75                    addrtype        vaddr_page;                             \
76                    addrtype        paddr_page;                             \
77                    unsigned char   *host_page;                             \
78                    int64_t         timestamp;                              \
79            };
80    
81    #define DYNTRANS_MISC64_DECLARATIONS(arch,ARCH,tlbindextype)            \
82            struct arch ## _l3_64_table {                                   \
83                    unsigned char   *host_load[1 << ARCH ## _L3N];          \
84                    unsigned char   *host_store[1 << ARCH ## _L3N];         \
85                    uint64_t        phys_addr[1 << ARCH ## _L3N];           \
86                    tlbindextype    vaddr_to_tlbindex[1 << ARCH ## _L3N];   \
87                    struct arch ## _tc_physpage *phys_page[1 << ARCH ## _L3N]; \
88                    struct arch ## _l3_64_table     *next;                  \
89                    int             refcount;                               \
90            };                                                              \
91            struct arch ## _l2_64_table {                                   \
92                    struct arch ## _l3_64_table     *l3[1 << ARCH ## _L2N]; \
93                    struct arch ## _l2_64_table     *next;                  \
94                    int                             refcount;               \
95            };
96    
97    /*
98     *  Dyntrans "Instruction Translation Cache":
99     *
100     *  cur_physpage is a pointer to the current physpage. (It _HAPPENS_ to
101     *  be the same as cur_ic_page, because all the instrcalls should be placed
102     *  first in the physpage struct!)
103     *
104     *  cur_ic_page is a pointer to an array of xxx_IC_ENTRIES_PER_PAGE
105     *  instruction call entries.
106     *
107     *  next_ic points to the next such instruction call to be executed.
108     *
109     *  combination_check, when set to non-NULL, is executed automatically after
110     *  an instruction has been translated. (It check for combinations of
111     *  instructions; low_addr is the offset of the translated instruction in the
112     *  current page, NOT shifted right.)
113     */
114    #define DYNTRANS_ITC(arch)      struct arch ## _tc_physpage *cur_physpage;  \
115                                    struct arch ## _instr_call  *cur_ic_page;   \
116                                    struct arch ## _instr_call  *next_ic;       \
117                                    struct arch ## _tc_physpage *physpage_template;\
118                                    void (*combination_check)(struct cpu *,     \
119                                        struct arch ## _instr_call *, int low_addr);
120    
121    /*
122     *  Virtual -> physical -> host address translation TLB entries:
123     *  ------------------------------------------------------------
124     *
125     *  Regardless of whether 32-bit or 64-bit address translation is used, the
126     *  same TLB entry structure is used.
127     */
128    #define VPH_TLBS(arch,ARCH)                                             \
129            struct arch ## _vpg_tlb_entry                                   \
130                vph_tlb_entry[ARCH ## _MAX_VPH_TLB_ENTRIES];
131    
132    /*
133     *  32-bit dyntrans emulated Virtual -> physical -> host address translation:
134     *  -------------------------------------------------------------------------
135     *
136     *  This stuff assumes that 4 KB pages are used. 20 bits to select a page
137     *  means just 1 M entries needed. This is small enough that a couple of
138     *  full-size tables can fit in virtual memory on modern hosts (both 32-bit
139     *  and 64-bit hosts). :-)
140     *
141     *  Usage: e.g. VPH32(arm,ARM,uint32_t,uint8_t)
142     *           or VPH32(sparc,SPARC,uint64_t,uint16_t)
143     *
144     *  The vph_tlb_entry entries are cpu dependent tlb entries.
145     *
146     *  The host_load and host_store entries point to host pages; the phys_addr
147     *  entries are uint32_t or uint64_t (emulated physical addresses).
148     *
149     *  phys_page points to translation cache physpages.
150     *
151     *  phystranslation is a bitmap which tells us whether a physical page has
152     *  a code translation.
153     *
154     *  vaddr_to_tlbindex is a virtual address to tlb index hint table.
155     *  The values in this array are the tlb index plus 1, so a value of, say,
156     *  3 means tlb index 2. A value of 0 would mean a tlb index of -1, which
157     *  is not a valid index. (I.e. no hit.)
158     */
159    #define N_VPH32_ENTRIES         1048576
160    #define VPH32(arch,ARCH,paddrtype,tlbindextype)                         \
161            unsigned char           *host_load[N_VPH32_ENTRIES];            \
162            unsigned char           *host_store[N_VPH32_ENTRIES];           \
163            paddrtype               phys_addr[N_VPH32_ENTRIES];             \
164            struct arch ## _tc_physpage  *phys_page[N_VPH32_ENTRIES];       \
165            uint32_t                phystranslation[N_VPH32_ENTRIES/32];    \
166            tlbindextype            vaddr_to_tlbindex[N_VPH32_ENTRIES];
167    
168    /*
169     *  64-bit dyntrans emulated Virtual -> physical -> host address translation:
170     *  -------------------------------------------------------------------------
171     *
172     *  Usage: e.g. VPH64(alpha,ALPHA,uint8_t)
173     *           or VPH64(sparc,SPARC,uint16_t)
174     *
175     *  l1_64 is an array containing poiners to l2 tables.
176     *
177     *  l2_64_dummy is a pointer to a "dummy l2 table". Instead of having NULL
178     *  pointers in l1_64 for unused slots, a pointer to the dummy table can be
179     *  used.
180     */
181    #define DYNTRANS_L1N            17
182    #define VPH64(arch,ARCH,tlbindextype)                                   \
183            struct arch ## _l3_64_table     *l3_64_dummy;                   \
184            struct arch ## _l3_64_table     *next_free_l3;                  \
185            struct arch ## _l2_64_table     *l2_64_dummy;                   \
186            struct arch ## _l2_64_table     *next_free_l2;                  \
187            struct arch ## _l2_64_table     *l1_64[1 << DYNTRANS_L1N];
188    
189    
190    /*  Include all CPUs' header files here:  */
191  #include "cpu_alpha.h"  #include "cpu_alpha.h"
192    #include "cpu_arm.h"
193    #include "cpu_avr.h"
194  #include "cpu_hppa.h"  #include "cpu_hppa.h"
195    #include "cpu_i960.h"
196    #include "cpu_ia64.h"
197    #include "cpu_m68k.h"
198  #include "cpu_mips.h"  #include "cpu_mips.h"
199  #include "cpu_ppc.h"  #include "cpu_ppc.h"
200    #include "cpu_sh.h"
201  #include "cpu_sparc.h"  #include "cpu_sparc.h"
 #include "cpu_urisc.h"  
202  #include "cpu_x86.h"  #include "cpu_x86.h"
203    
204  struct cpu;  struct cpu;
# Line 61  struct cpu_family { Line 213  struct cpu_family {
213    
214          /*  These are filled in by each CPU family's init function:  */          /*  These are filled in by each CPU family's init function:  */
215          char                    *name;          char                    *name;
216          struct cpu              *(*cpu_new)(struct memory *mem,          int                     (*cpu_new)(struct cpu *cpu, struct memory *mem,
217                                      struct machine *machine,                                      struct machine *machine,
218                                      int cpu_id, char *cpu_type_name);                                      int cpu_id, char *cpu_type_name);
219          void                    (*list_available_types)(void);          void                    (*list_available_types)(void);
# Line 70  struct cpu_family { Line 222  struct cpu_family {
222                                      uint64_t *valuep, int *match_register);                                      uint64_t *valuep, int *match_register);
223          int                     (*disassemble_instr)(struct cpu *cpu,          int                     (*disassemble_instr)(struct cpu *cpu,
224                                      unsigned char *instr, int running,                                      unsigned char *instr, int running,
225                                      uint64_t dumpaddr, int bintrans);                                      uint64_t dumpaddr);
226          void                    (*register_dump)(struct cpu *cpu,          void                    (*register_dump)(struct cpu *cpu,
227                                      int gprs, int coprocs);                                      int gprs, int coprocs);
228          int                     (*run)(struct emul *emul,          int                     (*run_instr)(struct emul *emul,
229                                      struct machine *machine);                                      struct cpu *cpu);
230          void                    (*dumpinfo)(struct cpu *cpu);          void                    (*dumpinfo)(struct cpu *cpu);
         void                    (*show_full_statistics)(struct machine *m);  
231          void                    (*tlbdump)(struct machine *m, int x,          void                    (*tlbdump)(struct machine *m, int x,
232                                      int rawflag);                                      int rawflag);
233          int                     (*interrupt)(struct cpu *cpu, uint64_t irq_nr);          int                     (*interrupt)(struct cpu *cpu, uint64_t irq_nr);
234          int                     (*interrupt_ack)(struct cpu *cpu,          int                     (*interrupt_ack)(struct cpu *cpu,
235                                      uint64_t irq_nr);                                      uint64_t irq_nr);
236            void                    (*functioncall_trace)(struct cpu *,
237                                        uint64_t f, int n_args);
238            char                    *(*gdb_stub)(struct cpu *, char *cmd);
239            void                    (*init_tables)(struct cpu *cpu);
240  };  };
241    
242    
243    /*
244     *  More dyntrans stuff:
245     *
246     *  The translation cache begins with N_BASE_TABLE_ENTRIES uint32_t offsets
247     *  into the cache, for possible translation cache structs for physical pages.
248     */
249    
250    /*  Physpage flags:  */
251    #define TRANSLATIONS                    1
252    #define COMBINATIONS                    2
253    
254    /*  Meaning of delay_slot:  */
255    #define NOT_DELAYED                     0
256    #define DELAYED                         1
257    #define TO_BE_DELAYED                   2
258    #define EXCEPTION_IN_DELAY_SLOT         0x100
259    
260    #define N_SAFE_DYNTRANS_LIMIT_SHIFT     14
261    #define N_SAFE_DYNTRANS_LIMIT   ((1 << (N_SAFE_DYNTRANS_LIMIT_SHIFT - 1)) - 1)
262    
263    #define DYNTRANS_CACHE_SIZE             (24*1048576)
264    #define DYNTRANS_CACHE_MARGIN           350000
265    
266    #define N_BASE_TABLE_ENTRIES            32768
267    #define PAGENR_TO_TABLE_INDEX(a)        ((a) & (N_BASE_TABLE_ENTRIES-1))
268    
269    
270    /*
271     *  The generic CPU struct:
272     */
273    
274  struct cpu {  struct cpu {
275          /*  Pointer back to the machine this CPU is in:  */          /*  Pointer back to the machine this CPU is in:  */
276          struct machine  *machine;          struct machine  *machine;
# Line 94  struct cpu { Line 280  struct cpu {
280          int             dead;          int             dead;
281          int             bootstrap_cpu_flag;          int             bootstrap_cpu_flag;
282          int             cpu_id;          int             cpu_id;
283            int             is_32bit;       /*  0 for 64-bit, 1 for 32-bit  */
284          char            *name;          char            *name;
285    
286          struct memory   *mem;          struct memory   *mem;
# Line 101  struct cpu { Line 288  struct cpu {
288                              struct memory *mem, uint64_t vaddr,                              struct memory *mem, uint64_t vaddr,
289                              unsigned char *data, size_t len,                              unsigned char *data, size_t len,
290                              int writeflag, int cache_flags);                              int writeflag, int cache_flags);
291          int             (*translate_address)(struct cpu *, uint64_t vaddr,          int             (*translate_v2p)(struct cpu *, uint64_t vaddr,
292                              uint64_t *return_addr, int flags);                              uint64_t *return_paddr, int flags);
293          void            (*useremul_syscall)(struct cpu *cpu,          void            (*update_translation_table)(struct cpu *,
294                              uint32_t code);                              uint64_t vaddr_page, unsigned char *host_page,
295                                int writeflag, uint64_t paddr_page);
296            void            (*invalidate_translation_caches)(struct cpu *,
297                                uint64_t paddr, int flags);
298            void            (*invalidate_code_translation)(struct cpu *,
299                                uint64_t paddr, int flags);
300            void            (*useremul_syscall)(struct cpu *cpu, uint32_t code);
301            int             (*instruction_has_delayslot)(struct cpu *cpu,
302                                unsigned char *ib);
303    
         /*  Things that all CPU families have:  */  
304          uint64_t        pc;          uint64_t        pc;
305    
306          /*  CPU-family dependant:  */          int             trace_tree_depth;
307    
308            /*
309             *  Dynamic translation:
310             */
311            int             running_translated;
312            int             n_translated_instrs;
313            unsigned char   *translation_cache;
314            size_t          translation_cache_cur_ofs;
315    
316            uint64_t        delay_jmpaddr;  /*  only used if delay_slot > 0  */
317            int             delay_slot;
318    
319            /*
320             *  CPU-family dependent:
321             */
322          union {          union {
323                  struct alpha_cpu   alpha;                  struct alpha_cpu   alpha;
324                    struct arm_cpu     arm;
325                    struct avr_cpu     avr;
326                  struct hppa_cpu    hppa;                  struct hppa_cpu    hppa;
327                    struct i960_cpu    i960;
328                    struct ia64_cpu    ia64;
329                    struct m68k_cpu    m68k;
330                  struct mips_cpu    mips;                  struct mips_cpu    mips;
331                  struct ppc_cpu     ppc;                  struct ppc_cpu     ppc;
332                    struct sh_cpu      sh;
333                  struct sparc_cpu   sparc;                  struct sparc_cpu   sparc;
                 struct urisc_cpu   urisc;  
334                  struct x86_cpu     x86;                  struct x86_cpu     x86;
335          } cd;          } cd;
336  };  };
# Line 125  struct cpu { Line 339  struct cpu {
339  /*  cpu.c:  */  /*  cpu.c:  */
340  struct cpu *cpu_new(struct memory *mem, struct machine *machine,  struct cpu *cpu_new(struct memory *mem, struct machine *machine,
341          int cpu_id, char *cpu_type_name);          int cpu_id, char *cpu_type_name);
 void cpu_show_full_statistics(struct machine *m);  
342  void cpu_tlbdump(struct machine *m, int x, int rawflag);  void cpu_tlbdump(struct machine *m, int x, int rawflag);
343  void cpu_register_match(struct machine *m, char *name,  void cpu_register_match(struct machine *m, char *name,
344          int writeflag, uint64_t *valuep, int *match_register);          int writeflag, uint64_t *valuep, int *match_register);
345  void cpu_register_dump(struct machine *m, struct cpu *cpu,  void cpu_register_dump(struct machine *m, struct cpu *cpu,
346          int gprs, int coprocs);          int gprs, int coprocs);
347  int cpu_disassemble_instr(struct machine *m, struct cpu *cpu,  int cpu_disassemble_instr(struct machine *m, struct cpu *cpu,
348          unsigned char *instr, int running, uint64_t addr, int bintrans);          unsigned char *instr, int running, uint64_t addr);
349    char *cpu_gdb_stub(struct cpu *cpu, char *cmd);
350  int cpu_interrupt(struct cpu *cpu, uint64_t irq_nr);  int cpu_interrupt(struct cpu *cpu, uint64_t irq_nr);
351  int cpu_interrupt_ack(struct cpu *cpu, uint64_t irq_nr);  int cpu_interrupt_ack(struct cpu *cpu, uint64_t irq_nr);
352  void cpu_run_init(struct emul *emul, struct machine *machine);  void cpu_functioncall_trace(struct cpu *cpu, uint64_t f);
353  int cpu_run(struct emul *emul, struct machine *machine);  void cpu_functioncall_trace_return(struct cpu *cpu);
354  void cpu_run_deinit(struct emul *emul, struct machine *machine);  void cpu_create_or_reset_tc(struct cpu *cpu);
355    void cpu_run_init(struct machine *machine);
356    void cpu_run_deinit(struct machine *machine);
357  void cpu_dumpinfo(struct machine *m, struct cpu *cpu);  void cpu_dumpinfo(struct machine *m, struct cpu *cpu);
358  void cpu_list_available_types(void);  void cpu_list_available_types(void);
359  void cpu_show_cycles(struct machine *machine,  void cpu_show_cycles(struct machine *machine, int forced);
         struct timeval *starttime, int64_t ncycles, int forced);  
360  struct cpu_family *cpu_family_ptr_by_number(int arch);  struct cpu_family *cpu_family_ptr_by_number(int arch);
361  void cpu_init(void);  void cpu_init(void);
362    
363    
364    #define JUST_MARK_AS_NON_WRITABLE       1
365    #define INVALIDATE_ALL                  2
366    #define INVALIDATE_PADDR                4
367    #define INVALIDATE_VADDR                8
368    #define INVALIDATE_VADDR_UPPER4         16      /*  useful for PPC emulation  */
369    
370    
371    #define CPU_FAMILY_INIT(n,s)    int n ## _cpu_family_init(              \
372            struct cpu_family *fp) {                                        \
373            /*  Fill in the cpu_family struct with valid data for this arch.  */ \
374            fp->name = s;                                                   \
375            fp->cpu_new = n ## _cpu_new;                                    \
376            fp->list_available_types = n ## _cpu_list_available_types;      \
377            fp->register_match = n ## _cpu_register_match;                  \
378            fp->disassemble_instr = n ## _cpu_disassemble_instr;            \
379            fp->register_dump = n ## _cpu_register_dump;                    \
380            fp->dumpinfo = n ## _cpu_dumpinfo;                              \
381            fp->interrupt = n ## _cpu_interrupt;                            \
382            fp->interrupt_ack = n ## _cpu_interrupt_ack;                    \
383            fp->functioncall_trace = n ## _cpu_functioncall_trace;          \
384            fp->gdb_stub = n ## _cpu_gdb_stub;                              \
385            fp->tlbdump = n ## _cpu_tlbdump;                                \
386            fp->run_instr = n ## _cpu_run_instr;                            \
387            fp->init_tables = n ## _cpu_init_tables;                        \
388            return 1;                                                       \
389            }
390    
391    
392  #endif  /*  CPU_H  */  #endif  /*  CPU_H  */

Legend:
Removed from v.4  
changed lines
  Added in v.26

  ViewVC Help
Powered by ViewVC 1.1.26