Add ARM Angel semihosting to system emulation.
[qemu] / arm-semi.c
1 /*
2  *  Arm "Angel" semihosting syscalls
3  * 
4  *  Copyright (c) 2005, 2007 CodeSourcery.
5  *  Written by Paul Brook.
6  *
7  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
9  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10  *  (at your option) any later version.
11  *
12  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
13  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  *  GNU General Public License for more details.
16  *
17  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
18  *  along with this program; if not, write to the Free Software
19  *  Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
20  */
21
22 #include <sys/types.h>
23 #include <sys/stat.h>
24 #include <fcntl.h>
25 #include <unistd.h>
26 #include <stdlib.h>
27 #include <stdio.h>
28 #include <time.h>
29
30 #include "cpu.h"
31 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
32 #include "qemu.h"
33
34 #define ARM_ANGEL_HEAP_SIZE (128 * 1024 * 1024)
35 #else
36 #include "vl.h"
37 #endif
38
39 #define SYS_OPEN        0x01
40 #define SYS_CLOSE       0x02
41 #define SYS_WRITEC      0x03
42 #define SYS_WRITE0      0x04
43 #define SYS_WRITE       0x05
44 #define SYS_READ        0x06
45 #define SYS_READC       0x07
46 #define SYS_ISTTY       0x09
47 #define SYS_SEEK        0x0a
48 #define SYS_FLEN        0x0c
49 #define SYS_TMPNAM      0x0d
50 #define SYS_REMOVE      0x0e
51 #define SYS_RENAME      0x0f
52 #define SYS_CLOCK       0x10
53 #define SYS_TIME        0x11
54 #define SYS_SYSTEM      0x12
55 #define SYS_ERRNO       0x13
56 #define SYS_GET_CMDLINE 0x15
57 #define SYS_HEAPINFO    0x16
58 #define SYS_EXIT        0x18
59
60 #ifndef O_BINARY
61 #define O_BINARY 0
62 #endif
63
64 int open_modeflags[12] = {
65     O_RDONLY,
66     O_RDONLY | O_BINARY,
67     O_RDWR,
68     O_RDWR | O_BINARY,
69     O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC,
70     O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC | O_BINARY,
71     O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,
72     O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC | O_BINARY,
73     O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND,
74     O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND | O_BINARY,
75     O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND,
76     O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND | O_BINARY
77 };
78
79 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
80 static inline uint32_t set_swi_errno(TaskState *ts, uint32_t code)
81 {
82     if (code == (uint32_t)-1)
83         ts->swi_errno = errno;
84     return code;
85 }
86 #else
87 static inline uint32_t set_swi_errno(CPUState *env, uint32_t code)
88 {
89     return code;
90 }
91
92 static uint32_t softmmu_tget32(CPUState *env, uint32_t addr)
93 {
94     uint32_t val;
95
96     cpu_memory_rw_debug(env, addr, (uint8_t *)&val, 4, 0);
97     return tswap32(val);
98 }
99 static uint32_t softmmu_tget8(CPUState *env, uint32_t addr)
100 {
101     uint8_t val;
102
103     cpu_memory_rw_debug(env, addr, &val, 1, 0);
104     return val;
105 }
106 #define tget32(p) softmmu_tget32(env, p)
107 #define tget8(p) softmmu_tget8(env, p)
108
109 static void *softmmu_lock_user(CPUState *env, uint32_t addr, uint32_t len,
110                                int copy)
111 {
112     char *p;
113     /* TODO: Make this something that isn't fixed size.  */
114     p = malloc(len);
115     if (copy)
116         cpu_memory_rw_debug(env, addr, p, len, 0);
117     return p;
118 }
119 #define lock_user(p, len, copy) softmmu_lock_user(env, p, len, copy)
120 static char *softmmu_lock_user_string(CPUState *env, uint32_t addr)
121 {
122     char *p;
123     char *s;
124     uint8_t c;
125     /* TODO: Make this something that isn't fixed size.  */
126     s = p = malloc(1024);
127     do {
128         cpu_memory_rw_debug(env, addr, &c, 1, 0);
129         addr++;
130         *(p++) = c;
131     } while (c);
132     return s;
133 }
134 #define lock_user_string(p) softmmu_lock_user_string(env, p)
135 static void softmmu_unlock_user(CPUState *env, void *p, target_ulong addr,
136                                 target_ulong len)
137 {
138     if (len)
139         cpu_memory_rw_debug(env, addr, p, len, 1);
140     free(p);
141 }
142 #define unlock_user(s, args, len) softmmu_unlock_user(env, s, args, len)
143 #endif
144
145 #define ARG(n) tget32(args + (n) * 4)
146 #define SET_ARG(n, val) tput32(args + (n) * 4,val)
147 uint32_t do_arm_semihosting(CPUState *env)
148 {
149     target_ulong args;
150     char * s;
151     int nr;
152     uint32_t ret;
153     uint32_t len;
154 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
155     TaskState *ts = env->opaque;
156 #else
157     CPUState *ts = env;
158 #endif
159
160     nr = env->regs[0];
161     args = env->regs[1];
162     switch (nr) {
163     case SYS_OPEN:
164         s = lock_user_string(ARG(0));
165         if (ARG(1) >= 12)
166           return (uint32_t)-1;
167         if (strcmp(s, ":tt") == 0) {
168             if (ARG(1) < 4)
169                 return STDIN_FILENO;
170             else
171                 return STDOUT_FILENO;
172         }
173         ret = set_swi_errno(ts, open(s, open_modeflags[ARG(1)], 0644));
174         unlock_user(s, ARG(0), 0);
175         return ret;
176     case SYS_CLOSE:
177         return set_swi_errno(ts, close(ARG(0)));
178     case SYS_WRITEC:
179         {
180           char c = tget8(args);
181           /* Write to debug console.  stderr is near enough.  */
182           return write(STDERR_FILENO, &c, 1);
183         }
184     case SYS_WRITE0:
185         s = lock_user_string(args);
186         ret = write(STDERR_FILENO, s, strlen(s));
187         unlock_user(s, args, 0);
188         return ret;
189     case SYS_WRITE:
190         len = ARG(2);
191         s = lock_user(ARG(1), len, 1);
192         ret = set_swi_errno(ts, write(ARG(0), s, len));
193         unlock_user(s, ARG(1), 0);
194         if (ret == (uint32_t)-1)
195             return -1;
196         return ARG(2) - ret;
197     case SYS_READ:
198         len = ARG(2);
199         s = lock_user(ARG(1), len, 0);
200         do
201           ret = set_swi_errno(ts, read(ARG(0), s, len));
202         while (ret == -1 && errno == EINTR);
203         unlock_user(s, ARG(1), len);
204         if (ret == (uint32_t)-1)
205             return -1;
206         return ARG(2) - ret;
207     case SYS_READC:
208        /* XXX: Read from debug cosole. Not implemented.  */
209         return 0;
210     case SYS_ISTTY:
211         return isatty(ARG(0));
212     case SYS_SEEK:
213         ret = set_swi_errno(ts, lseek(ARG(0), ARG(1), SEEK_SET));
214         if (ret == (uint32_t)-1)
215           return -1;
216         return 0;
217     case SYS_FLEN:
218         {
219             struct stat buf;
220             ret = set_swi_errno(ts, fstat(ARG(0), &buf));
221             if (ret == (uint32_t)-1)
222                 return -1;
223             return buf.st_size;
224         }
225     case SYS_TMPNAM:
226         /* XXX: Not implemented.  */
227         return -1;
228     case SYS_REMOVE:
229         s = lock_user_string(ARG(0));
230         ret =  set_swi_errno(ts, remove(s));
231         unlock_user(s, ARG(0), 0);
232         return ret;
233     case SYS_RENAME:
234         {
235             char *s2;
236             s = lock_user_string(ARG(0));
237             s2 = lock_user_string(ARG(2));
238             ret = set_swi_errno(ts, rename(s, s2));
239             unlock_user(s2, ARG(2), 0);
240             unlock_user(s, ARG(0), 0);
241             return ret;
242         }
243     case SYS_CLOCK:
244         return clock() / (CLOCKS_PER_SEC / 100);
245     case SYS_TIME:
246         return set_swi_errno(ts, time(NULL));
247     case SYS_SYSTEM:
248         s = lock_user_string(ARG(0));
249         ret = set_swi_errno(ts, system(s));
250         unlock_user(s, ARG(0), 0);
251     case SYS_ERRNO:
252 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
253         return ts->swi_errno;
254 #else
255         return 0;
256 #endif
257     case SYS_GET_CMDLINE:
258 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
259         /* Build a commandline from the original argv.  */
260         {
261             char **arg = ts->info->host_argv;
262             int len = ARG(1);
263             /* lock the buffer on the ARM side */
264             char *cmdline_buffer = (char*)lock_user(ARG(0), len, 0);
265
266             s = cmdline_buffer;
267             while (*arg && len > 2) {
268                 int n = strlen(*arg);
269
270                 if (s != cmdline_buffer) {
271                     *(s++) = ' ';
272                     len--;
273                 }
274                 if (n >= len)
275                     n = len - 1;
276                 memcpy(s, *arg, n);
277                 s += n;
278                 len -= n;
279                 arg++;
280             }
281             /* Null terminate the string.  */
282             *s = 0;
283             len = s - cmdline_buffer;
284
285             /* Unlock the buffer on the ARM side.  */
286             unlock_user(cmdline_buffer, ARG(0), len);
287
288             /* Adjust the commandline length argument.  */
289             SET_ARG(1, len);
290
291             /* Return success if commandline fit into buffer.  */
292             return *arg ? -1 : 0;
293         }
294 #else
295       return -1;
296 #endif
297     case SYS_HEAPINFO:
298         {
299             uint32_t *ptr;
300             uint32_t limit;
301
302 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
303             /* Some C libraries assume the heap immediately follows .bss, so
304                allocate it using sbrk.  */
305             if (!ts->heap_limit) {
306                 long ret;
307
308                 ts->heap_base = do_brk(0);
309                 limit = ts->heap_base + ARM_ANGEL_HEAP_SIZE;
310                 /* Try a big heap, and reduce the size if that fails.  */
311                 for (;;) {
312                     ret = do_brk(limit);
313                     if (ret != -1)
314                         break;
315                     limit = (ts->heap_base >> 1) + (limit >> 1);
316                 }
317                 ts->heap_limit = limit;
318             }
319               
320             ptr = lock_user(ARG(0), 16, 0);
321             ptr[0] = tswap32(ts->heap_base);
322             ptr[1] = tswap32(ts->heap_limit);
323             ptr[2] = tswap32(ts->stack_base);
324             ptr[3] = tswap32(0); /* Stack limit.  */
325             unlock_user(ptr, ARG(0), 16);
326 #else
327             limit = ram_size;
328             ptr = lock_user(ARG(0), 16, 0);
329             /* TODO: Make this use the limit of the loaded application.  */
330             ptr[0] = tswap32(limit / 2);
331             ptr[1] = tswap32(limit);
332             ptr[2] = tswap32(limit); /* Stack base */
333             ptr[3] = tswap32(0); /* Stack limit.  */
334             unlock_user(ptr, ARG(0), 16);
335 #endif
336             return 0;
337         }
338     case SYS_EXIT:
339         exit(0);
340     default:
341         fprintf(stderr, "qemu: Unsupported SemiHosting SWI 0x%02x\n", nr);
342         cpu_dump_state(env, stderr, fprintf, 0);
343         abort();
344     }
345 }