vcs.maemo.org Git - qemu/blob - target-mips/translate.c

   1 /*
   2  *  MIPS32 emulation for qemu: main translation routines.
   3  *
   4  *  Copyright (c) 2004-2005 Jocelyn Mayer
   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, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  */
  20
  21 #include <stdarg.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <string.h>
  25 #include <inttypes.h>
  26
  27 #include "cpu.h"
  28 #include "exec-all.h"
  29 #include "disas.h"
  30
  31 //#define MIPS_DEBUG_DISAS
  32 //#define MIPS_SINGLE_STEP
  33
  34 #ifdef USE_DIRECT_JUMP
  35 #define TBPARAM(x)
  36 #else
  37 #define TBPARAM(x) (long)(x)
  38 #endif
  39
  40 enum {
  41 #define DEF(s, n, copy_size) INDEX_op_ ## s,
  42 #include "opc.h"
  43 #undef DEF
  44     NB_OPS,
  45 };
  46
  47 static uint16_t *gen_opc_ptr;
  48 static uint32_t *gen_opparam_ptr;
  49
  50 #include "gen-op.h"
  51
  52 /* MIPS opcodes */
  53 #define EXT_SPECIAL  0x100
  54 #define EXT_SPECIAL2 0x200
  55 #define EXT_REGIMM   0x300
  56 #define EXT_CP0      0x400
  57 #define EXT_CP1      0x500
  58 #define EXT_CP2      0x600
  59 #define EXT_CP3      0x700
  60
  61 enum {
  62     /* indirect opcode tables */
  63     OPC_SPECIAL  = 0x00,
  64     OPC_BREGIMM  = 0x01,
  65     OPC_CP0      = 0x10,
  66     OPC_CP1      = 0x11,
  67     OPC_CP2      = 0x12,
  68     OPC_CP3      = 0x13,
  69     OPC_SPECIAL2 = 0x1C,
  70     /* arithmetic with immediate */
  71     OPC_ADDI     = 0x08,
  72     OPC_ADDIU    = 0x09,
  73     OPC_SLTI     = 0x0A,
  74     OPC_SLTIU    = 0x0B,
  75     OPC_ANDI     = 0x0C,
  76     OPC_ORI      = 0x0D,
  77     OPC_XORI     = 0x0E,
  78     OPC_LUI      = 0x0F,
  79     /* Jump and branches */
  80     OPC_J        = 0x02,
  81     OPC_JAL      = 0x03,
  82     OPC_BEQ      = 0x04,  /* Unconditional if rs = rt = 0 (B) */
  83     OPC_BEQL     = 0x14,
  84     OPC_BNE      = 0x05,
  85     OPC_BNEL     = 0x15,
  86     OPC_BLEZ     = 0x06,
  87     OPC_BLEZL    = 0x16,
  88     OPC_BGTZ     = 0x07,
  89     OPC_BGTZL    = 0x17,
  90     OPC_JALX     = 0x1D,  /* MIPS 16 only */
  91     /* Load and stores */
  92     OPC_LB       = 0x20,
  93     OPC_LH       = 0x21,
  94     OPC_LWL      = 0x22,
  95     OPC_LW       = 0x23,
  96     OPC_LBU      = 0x24,
  97     OPC_LHU      = 0x25,
  98     OPC_LWR      = 0x26,
  99     OPC_SB       = 0x28,
 100     OPC_SH       = 0x29,
 101     OPC_SWL      = 0x2A,
 102     OPC_SW       = 0x2B,
 103     OPC_SWR      = 0x2E,
 104     OPC_LL       = 0x30,
 105     OPC_SC       = 0x38,
 106     /* Floating point load/store */
 107     OPC_LWC1     = 0x31,
 108     OPC_LWC2     = 0x32,
 109     OPC_LDC1     = 0x35,
 110     OPC_LDC2     = 0x36,
 111     OPC_SWC1     = 0x39,
 112     OPC_SWC2     = 0x3A,
 113     OPC_SDC1     = 0x3D,
 114     OPC_SDC2     = 0x3E,
 115     /* Cache and prefetch */
 116     OPC_CACHE    = 0x2F,
 117     OPC_PREF     = 0x33,
 118 };
 119
 120 /* MIPS special opcodes */
 121 enum {
 122     /* Shifts */
 123     OPC_SLL      = 0x00 | EXT_SPECIAL,
 124     /* NOP is SLL r0, r0, 0   */
 125     /* SSNOP is SLL r0, r0, 1 */
 126     OPC_SRL      = 0x02 | EXT_SPECIAL,
 127     OPC_SRA      = 0x03 | EXT_SPECIAL,
 128     OPC_SLLV     = 0x04 | EXT_SPECIAL,
 129     OPC_SRLV     = 0x06 | EXT_SPECIAL,
 130     OPC_SRAV     = 0x07 | EXT_SPECIAL,
 131     /* Multiplication / division */
 132     OPC_MULT     = 0x18 | EXT_SPECIAL,
 133     OPC_MULTU    = 0x19 | EXT_SPECIAL,
 134     OPC_DIV      = 0x1A | EXT_SPECIAL,
 135     OPC_DIVU     = 0x1B | EXT_SPECIAL,
 136     /* 2 registers arithmetic / logic */
 137     OPC_ADD      = 0x20 | EXT_SPECIAL,
 138     OPC_ADDU     = 0x21 | EXT_SPECIAL,
 139     OPC_SUB      = 0x22 | EXT_SPECIAL,
 140     OPC_SUBU     = 0x23 | EXT_SPECIAL,
 141     OPC_AND      = 0x24 | EXT_SPECIAL,
 142     OPC_OR       = 0x25 | EXT_SPECIAL,
 143     OPC_XOR      = 0x26 | EXT_SPECIAL,
 144     OPC_NOR      = 0x27 | EXT_SPECIAL,
 145     OPC_SLT      = 0x2A | EXT_SPECIAL,
 146     OPC_SLTU     = 0x2B | EXT_SPECIAL,
 147     /* Jumps */
 148     OPC_JR       = 0x08 | EXT_SPECIAL,
 149     OPC_JALR     = 0x09 | EXT_SPECIAL,
 150     /* Traps */
 151     OPC_TGE      = 0x30 | EXT_SPECIAL,
 152     OPC_TGEU     = 0x31 | EXT_SPECIAL,
 153     OPC_TLT      = 0x32 | EXT_SPECIAL,
 154     OPC_TLTU     = 0x33 | EXT_SPECIAL,
 155     OPC_TEQ      = 0x34 | EXT_SPECIAL,
 156     OPC_TNE      = 0x36 | EXT_SPECIAL,
 157     /* HI / LO registers load & stores */
 158     OPC_MFHI     = 0x10 | EXT_SPECIAL,
 159     OPC_MTHI     = 0x11 | EXT_SPECIAL,
 160     OPC_MFLO     = 0x12 | EXT_SPECIAL,
 161     OPC_MTLO     = 0x13 | EXT_SPECIAL,
 162     /* Conditional moves */
 163     OPC_MOVZ     = 0x0A | EXT_SPECIAL,
 164     OPC_MOVN     = 0x0B | EXT_SPECIAL,
 165
 166     OPC_MOVCI    = 0x01 | EXT_SPECIAL,
 167
 168     /* Special */
 169     OPC_PMON     = 0x05 | EXT_SPECIAL,
 170     OPC_SYSCALL  = 0x0C | EXT_SPECIAL,
 171     OPC_BREAK    = 0x0D | EXT_SPECIAL,
 172     OPC_SYNC     = 0x0F | EXT_SPECIAL,
 173 };
 174
 175 enum {
 176     /* Mutiply & xxx operations */
 177     OPC_MADD     = 0x00 | EXT_SPECIAL2,
 178     OPC_MADDU    = 0x01 | EXT_SPECIAL2,
 179     OPC_MUL      = 0x02 | EXT_SPECIAL2,
 180     OPC_MSUB     = 0x04 | EXT_SPECIAL2,
 181     OPC_MSUBU    = 0x05 | EXT_SPECIAL2,
 182     /* Misc */
 183     OPC_CLZ      = 0x20 | EXT_SPECIAL2,
 184     OPC_CLO      = 0x21 | EXT_SPECIAL2,
 185     /* Special */
 186     OPC_SDBBP    = 0x3F | EXT_SPECIAL2,
 187 };
 188
 189 /* Branch REGIMM */
 190 enum {
 191     OPC_BLTZ     = 0x00 | EXT_REGIMM,
 192     OPC_BLTZL    = 0x02 | EXT_REGIMM,
 193     OPC_BGEZ     = 0x01 | EXT_REGIMM,
 194     OPC_BGEZL    = 0x03 | EXT_REGIMM,
 195     OPC_BLTZAL   = 0x10 | EXT_REGIMM,
 196     OPC_BLTZALL  = 0x12 | EXT_REGIMM,
 197     OPC_BGEZAL   = 0x11 | EXT_REGIMM,
 198     OPC_BGEZALL  = 0x13 | EXT_REGIMM,
 199     OPC_TGEI     = 0x08 | EXT_REGIMM,
 200     OPC_TGEIU    = 0x09 | EXT_REGIMM,
 201     OPC_TLTI     = 0x0A | EXT_REGIMM,
 202     OPC_TLTIU    = 0x0B | EXT_REGIMM,
 203     OPC_TEQI     = 0x0C | EXT_REGIMM,
 204     OPC_TNEI     = 0x0E | EXT_REGIMM,
 205 };
 206
 207 enum {
 208     /* Coprocessor 0 (MMU) */
 209     OPC_MFC0     = 0x00 | EXT_CP0,
 210     OPC_MTC0     = 0x04 | EXT_CP0,
 211     OPC_TLBR     = 0x01 | EXT_CP0,
 212     OPC_TLBWI    = 0x02 | EXT_CP0,
 213     OPC_TLBWR    = 0x06 | EXT_CP0,
 214     OPC_TLBP     = 0x08 | EXT_CP0,
 215     OPC_ERET     = 0x18 | EXT_CP0,
 216     OPC_DERET    = 0x1F | EXT_CP0,
 217     OPC_WAIT     = 0x20 | EXT_CP0,
 218 };
 219
 220 const unsigned char *regnames[] =
 221     { "r0", "at", "v0", "v1", "a0", "a1", "a2", "a3",
 222       "t0", "t1", "t2", "t3", "t4", "t5", "t6", "t7",
 223       "s0", "s1", "s2", "s3", "s4", "s5", "s6", "s7",
 224       "t8", "t9", "k0", "k1", "gp", "sp", "s8", "ra", };
 225
 226 /* Warning: no function for r0 register (hard wired to zero) */
 227 #define GEN32(func, NAME) \
 228 static GenOpFunc *NAME ## _table [32] = {                                     \
 229 NULL,       NAME ## 1, NAME ## 2, NAME ## 3,                                  \
 230 NAME ## 4,  NAME ## 5, NAME ## 6, NAME ## 7,                                  \
 231 NAME ## 8,  NAME ## 9, NAME ## 10, NAME ## 11,                                \
 232 NAME ## 12, NAME ## 13, NAME ## 14, NAME ## 15,                               \
 233 NAME ## 16, NAME ## 17, NAME ## 18, NAME ## 19,                               \
 234 NAME ## 20, NAME ## 21, NAME ## 22, NAME ## 23,                               \
 235 NAME ## 24, NAME ## 25, NAME ## 26, NAME ## 27,                               \
 236 NAME ## 28, NAME ## 29, NAME ## 30, NAME ## 31,                               \
 237 };                                                                            \
 238 static inline void func(int n)                                                \
 239 {                                                                             \
 240     NAME ## _table[n]();                                                      \
 241 }
 242
 243 /* General purpose registers moves */
 244 GEN32(gen_op_load_gpr_T0, gen_op_load_gpr_T0_gpr);
 245 GEN32(gen_op_load_gpr_T1, gen_op_load_gpr_T1_gpr);
 246 GEN32(gen_op_load_gpr_T2, gen_op_load_gpr_T2_gpr);
 247
 248 GEN32(gen_op_store_T0_gpr, gen_op_store_T0_gpr_gpr);
 249 GEN32(gen_op_store_T1_gpr, gen_op_store_T1_gpr_gpr);
 250
 251 typedef struct DisasContext {
 252     struct TranslationBlock *tb;
 253     target_ulong pc, saved_pc;
 254     uint32_t opcode;
 255     /* Routine used to access memory */
 256     int mem_idx;
 257     uint32_t hflags, saved_hflags;
 258     uint32_t CP0_Status;
 259     int bstate;
 260     target_ulong btarget;
 261 } DisasContext;
 262
 263 enum {
 264     BS_NONE     = 0, /* We go out of the TB without reaching a branch or an
 265                       * exception condition
 266                       */
 267     BS_STOP     = 1, /* We want to stop translation for any reason */
 268     BS_BRANCH   = 2, /* We reached a branch condition     */
 269     BS_EXCP     = 3, /* We reached an exception condition */
 270 };
 271
 272 #if defined MIPS_DEBUG_DISAS
 273 #define MIPS_DEBUG(fmt, args...)                                              \
 274 do {                                                                          \
 275     if (loglevel & CPU_LOG_TB_IN_ASM) {                                       \
 276         fprintf(logfile, "%08x: %08x " fmt "\n",                              \
 277                 ctx->pc, ctx->opcode , ##args);                               \
 278     }                                                                         \
 279 } while (0)
 280 #else
 281 #define MIPS_DEBUG(fmt, args...) do { } while(0)
 282 #endif
 283
 284 #define MIPS_INVAL(op)                                                        \
 285 do {                                                                          \
 286     MIPS_DEBUG("Invalid %s %03x %03x %03x", op, ctx->opcode >> 26,            \
 287                ctx->opcode & 0x3F, ((ctx->opcode >> 16) & 0x1F));             \
 288 } while (0)
 289
 290 #define GEN_LOAD_REG_TN(Tn, Rn)                                               \
 291 do {                                                                          \
 292     if (Rn == 0) {                                                            \
 293         glue(gen_op_reset_, Tn)();                                            \
 294     } else {                                                                  \
 295         glue(gen_op_load_gpr_, Tn)(Rn);                                       \
 296     }                                                                         \
 297 } while (0)
 298
 299 #define GEN_LOAD_IMM_TN(Tn, Imm)                                              \
 300 do {                                                                          \
 301     if (Imm == 0) {                                                           \
 302         glue(gen_op_reset_, Tn)();                                            \
 303     } else {                                                                  \
 304         glue(gen_op_set_, Tn)(Imm);                                           \
 305     }                                                                         \
 306 } while (0)
 307
 308 #define GEN_STORE_TN_REG(Rn, Tn)                                              \
 309 do {                                                                          \
 310     if (Rn != 0) {                                                            \
 311         glue(glue(gen_op_store_, Tn),_gpr)(Rn);                               \
 312     }                                                                         \
 313 } while (0)
 314
 315 static inline void save_cpu_state (DisasContext *ctx, int do_save_pc)
 316 {
 317 #if defined MIPS_DEBUG_DISAS
 318     if (loglevel & CPU_LOG_TB_IN_ASM) {
 319             fprintf(logfile, "hflags %08x saved %08x\n",
 320                     ctx->hflags, ctx->saved_hflags);
 321     }
 322 #endif
 323     if (do_save_pc && ctx->pc != ctx->saved_pc) {
 324         gen_op_save_pc(ctx->pc);
 325         ctx->saved_pc = ctx->pc;
 326     }
 327     if (ctx->hflags != ctx->saved_hflags) {
 328         gen_op_save_state(ctx->hflags);
 329         ctx->saved_hflags = ctx->hflags;
 330         if (ctx->hflags & MIPS_HFLAG_BR) {
 331             gen_op_save_breg_target();
 332         } else if (ctx->hflags & MIPS_HFLAG_B) {
 333             gen_op_save_btarget(ctx->btarget);
 334         } else if (ctx->hflags & MIPS_HFLAG_BMASK) {
 335             gen_op_save_bcond();
 336             gen_op_save_btarget(ctx->btarget);
 337         }
 338     }
 339 }
 340
 341 static inline void generate_exception (DisasContext *ctx, int excp)
 342 {
 343 #if defined MIPS_DEBUG_DISAS
 344     if (loglevel & CPU_LOG_TB_IN_ASM)
 345             fprintf(logfile, "%s: raise exception %d\n", __func__, excp);
 346 #endif
 347     save_cpu_state(ctx, 1);
 348     gen_op_raise_exception(excp);
 349     ctx->bstate = BS_EXCP;
 350 }
 351
 352 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
 353 #define op_ldst(name)        gen_op_##name##_raw()
 354 #define OP_LD_TABLE(width)
 355 #define OP_ST_TABLE(width)
 356 #else
 357 #define op_ldst(name)        (*gen_op_##name[ctx->mem_idx])()
 358 #define OP_LD_TABLE(width)                                                    \
 359 static GenOpFunc *gen_op_l##width[] = {                                       \
 360     &gen_op_l##width##_user,                                                  \
 361     &gen_op_l##width##_kernel,                                                \
 362 }
 363 #define OP_ST_TABLE(width)                                                    \
 364 static GenOpFunc *gen_op_s##width[] = {                                       \
 365     &gen_op_s##width##_user,                                                  \
 366     &gen_op_s##width##_kernel,                                                \
 367 }
 368 #endif
 369
 370 #ifdef TARGET_MIPS64
 371 OP_LD_TABLE(d);
 372 OP_LD_TABLE(dl);
 373 OP_LD_TABLE(dr);
 374 OP_ST_TABLE(d);
 375 OP_ST_TABLE(dl);
 376 OP_ST_TABLE(dr);
 377 #endif
 378 OP_LD_TABLE(w);
 379 OP_LD_TABLE(wl);
 380 OP_LD_TABLE(wr);
 381 OP_ST_TABLE(w);
 382 OP_ST_TABLE(wl);
 383 OP_ST_TABLE(wr);
 384 OP_LD_TABLE(h);
 385 OP_LD_TABLE(hu);
 386 OP_ST_TABLE(h);
 387 OP_LD_TABLE(b);
 388 OP_LD_TABLE(bu);
 389 OP_ST_TABLE(b);
 390 OP_LD_TABLE(l);
 391 OP_ST_TABLE(c);
 392
 393 /* Load and store */
 394 static void gen_ldst (DisasContext *ctx, uint16_t opc, int rt,
 395                       int base, int16_t offset)
 396 {
 397     const unsigned char *opn = "unk";
 398
 399     if (base == 0) {
 400         GEN_LOAD_IMM_TN(T0, offset);
 401     } else if (offset == 0) {
 402         gen_op_load_gpr_T0(base);
 403     } else {
 404         gen_op_load_gpr_T0(base);
 405         gen_op_set_T1(offset);
 406         gen_op_add();
 407     }
 408     /* Don't do NOP if destination is zero: we must perform the actual
 409      * memory access
 410      */
 411     switch (opc) {
 412 #if defined(TARGET_MIPS64)
 413     case OPC_LD:
 414 #if defined (MIPS_HAS_UNALIGNED_LS)
 415     case OPC_ULD:
 416 #endif
 417         op_ldst(ld);
 418         GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 419         opn = "ld";
 420         break;
 421     case OPC_SD:
 422 #if defined (MIPS_HAS_UNALIGNED_LS)
 423     case OPC_USD:
 424 #endif
 425         GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 426         op_ldst(sd);
 427         opn = "sd";
 428         break;
 429     case OPC_LDL:
 430         op_ldst(ldl);
 431         GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 432         opn = "ldl";
 433         break;
 434     case OPC_SDL:
 435         GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 436         op_ldst(sdl);
 437         opn = "sdl";
 438         break;
 439     case OPC_LDR:
 440         op_ldst(ldr);
 441         GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 442         opn = "ldr";
 443         break;
 444     case OPC_SDR:
 445         GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 446         op_ldst(sdr);
 447         opn = "sdr";
 448         break;
 449 #endif
 450     case OPC_LW:
 451 #if defined (MIPS_HAS_UNALIGNED_LS)
 452     case OPC_ULW:
 453 #endif
 454         op_ldst(lw);
 455         GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 456         opn = "lw";
 457         break;
 458     case OPC_SW:
 459 #if defined (MIPS_HAS_UNALIGNED_LS)
 460     case OPC_USW:
 461 #endif
 462         GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 463         op_ldst(sw);
 464         opn = "sw";
 465         break;
 466     case OPC_LH:
 467 #if defined (MIPS_HAS_UNALIGNED_LS)
 468     case OPC_ULH:
 469 #endif
 470         op_ldst(lh);
 471         GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 472         opn = "lh";
 473         break;
 474     case OPC_SH:
 475 #if defined (MIPS_HAS_UNALIGNED_LS)
 476     case OPC_USH:
 477 #endif
 478         GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 479         op_ldst(sh);
 480         opn = "sh";
 481         break;
 482     case OPC_LHU:
 483 #if defined (MIPS_HAS_UNALIGNED_LS)
 484     case OPC_ULHU:
 485 #endif
 486         op_ldst(lhu);
 487         GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 488         opn = "lhu";
 489         break;
 490     case OPC_LB:
 491         op_ldst(lb);
 492         GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 493         opn = "lb";
 494         break;
 495     case OPC_SB:
 496         GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 497         op_ldst(sb);
 498         opn = "sb";
 499         break;
 500     case OPC_LBU:
 501         op_ldst(lbu);
 502         GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 503         opn = "lbu";
 504         break;
 505     case OPC_LWL:
 506         GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 507         op_ldst(lwl);
 508         GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 509         opn = "lwl";
 510         break;
 511     case OPC_SWL:
 512         GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 513         op_ldst(swl);
 514         opn = "swr";
 515         break;
 516     case OPC_LWR:
 517         GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 518         op_ldst(lwr);
 519         GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 520         opn = "lwr";
 521         break;
 522     case OPC_SWR:
 523         GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 524         op_ldst(swr);
 525         opn = "swr";
 526         break;
 527     case OPC_LL:
 528         op_ldst(ll);
 529         GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 530         opn = "ll";
 531         break;
 532     case OPC_SC:
 533         GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 534         op_ldst(sc);
 535         GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 536         opn = "sc";
 537         break;
 538     default:
 539         MIPS_INVAL("load/store");
 540         generate_exception(ctx, EXCP_RI);
 541         return;
 542     }
 543     MIPS_DEBUG("%s %s, %d(%s)", opn, regnames[rt], offset, regnames[base]);
 544 }
 545
 546 /* Arithmetic with immediate operand */
 547 static void gen_arith_imm (DisasContext *ctx, uint16_t opc, int rt,
 548                            int rs, int16_t imm)
 549 {
 550     uint32_t uimm;
 551     const unsigned char *opn = "unk";
 552
 553     if (rt == 0 && opc != OPC_ADDI) {
 554         /* if no destination, treat it as a NOP
 555          * For addi, we must generate the overflow exception when needed.
 556          */
 557         MIPS_DEBUG("NOP");
 558         return;
 559     }
 560     if (opc == OPC_ADDI || opc == OPC_ADDIU ||
 561         opc == OPC_SLTI || opc == OPC_SLTIU)
 562         uimm = (int32_t)imm; /* Sign extent to 32 bits */
 563     else
 564         uimm = (uint16_t)imm;
 565     if (opc != OPC_LUI) {
 566         GEN_LOAD_REG_TN(T0, rs);
 567         GEN_LOAD_IMM_TN(T1, uimm);
 568     } else {
 569         uimm = uimm << 16;
 570         GEN_LOAD_IMM_TN(T0, uimm);
 571     }
 572     switch (opc) {
 573     case OPC_ADDI:
 574         save_cpu_state(ctx, 1);
 575         gen_op_addo();
 576         opn = "addi";
 577         break;
 578     case OPC_ADDIU:
 579         gen_op_add();
 580         opn = "addiu";
 581         break;
 582     case OPC_SLTI:
 583         gen_op_lt();
 584         opn = "slti";
 585         break;
 586     case OPC_SLTIU:
 587         gen_op_ltu();
 588         opn = "sltiu";
 589         break;
 590     case OPC_ANDI:
 591         gen_op_and();
 592         opn = "andi";
 593         break;
 594     case OPC_ORI:
 595         gen_op_or();
 596         opn = "ori";
 597         break;
 598     case OPC_XORI:
 599         gen_op_xor();
 600         opn = "xori";
 601         break;
 602     case OPC_LUI:
 603         opn = "lui";
 604         break;
 605     case OPC_SLL:
 606         gen_op_sll();
 607         opn = "sll";
 608         break;
 609     case OPC_SRA:
 610         gen_op_sra();
 611         opn = "sra";
 612         break;
 613     case OPC_SRL:
 614         gen_op_srl();
 615         opn = "srl";
 616         break;
 617     default:
 618         MIPS_INVAL("imm arith");
 619         generate_exception(ctx, EXCP_RI);
 620         return;
 621     }
 622     GEN_STORE_TN_REG(rt, T0);
 623     MIPS_DEBUG("%s %s, %s, %x", opn, regnames[rt], regnames[rs], uimm);
 624 }
 625
 626 /* Arithmetic */
 627 static void gen_arith (DisasContext *ctx, uint16_t opc,
 628                        int rd, int rs, int rt)
 629 {
 630     const unsigned char *opn = "unk";
 631
 632     if (rd == 0 && opc != OPC_ADD && opc != OPC_SUB) {
 633         /* if no destination, treat it as a NOP
 634          * For add & sub, we must generate the overflow exception when needed.
 635          */
 636         MIPS_DEBUG("NOP");
 637         return;
 638     }
 639     GEN_LOAD_REG_TN(T0, rs);
 640     GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 641     switch (opc) {
 642     case OPC_ADD:
 643         save_cpu_state(ctx, 1);
 644         gen_op_addo();
 645         opn = "add";
 646         break;
 647     case OPC_ADDU:
 648         gen_op_add();
 649         opn = "addu";
 650         break;
 651     case OPC_SUB:
 652         save_cpu_state(ctx, 1);
 653         gen_op_subo();
 654         opn = "sub";
 655         break;
 656     case OPC_SUBU:
 657         gen_op_sub();
 658         opn = "subu";
 659         break;
 660     case OPC_SLT:
 661         gen_op_lt();
 662         opn = "slt";
 663         break;
 664     case OPC_SLTU:
 665         gen_op_ltu();
 666         opn = "sltu";
 667         break;
 668     case OPC_AND:
 669         gen_op_and();
 670         opn = "and";
 671         break;
 672     case OPC_NOR:
 673         gen_op_nor();
 674         opn = "nor";
 675         break;
 676     case OPC_OR:
 677         gen_op_or();
 678         opn = "or";
 679         break;
 680     case OPC_XOR:
 681         gen_op_xor();
 682         opn = "xor";
 683         break;
 684     case OPC_MUL:
 685         gen_op_mul();
 686         opn = "mul";
 687         break;
 688     case OPC_MOVN:
 689         gen_op_movn(rd);
 690         opn = "movn";
 691         goto print;
 692     case OPC_MOVZ:
 693         gen_op_movz(rd);
 694         opn = "movz";
 695         goto print;
 696     case OPC_SLLV:
 697         gen_op_sllv();
 698         opn = "sllv";
 699         break;
 700     case OPC_SRAV:
 701         gen_op_srav();
 702         opn = "srav";
 703         break;
 704     case OPC_SRLV:
 705         gen_op_srlv();
 706         opn = "srlv";
 707         break;
 708     default:
 709         MIPS_INVAL("arith");
 710         generate_exception(ctx, EXCP_RI);
 711         return;
 712     }
 713     GEN_STORE_TN_REG(rd, T0);
 714  print:
 715     MIPS_DEBUG("%s %s, %s, %s", opn, regnames[rd], regnames[rs], regnames[rt]);
 716 }
 717
 718 /* Arithmetic on HI/LO registers */
 719 static void gen_HILO (DisasContext *ctx, uint16_t opc, int reg)
 720 {
 721     const unsigned char *opn = "unk";
 722
 723     if (reg == 0 && (opc == OPC_MFHI || opc == OPC_MFLO)) {
 724         /* Treat as a NOP */
 725         MIPS_DEBUG("NOP");
 726         return;
 727     }
 728     switch (opc) {
 729     case OPC_MFHI:
 730         gen_op_load_HI();
 731         GEN_STORE_TN_REG(reg, T0);
 732         opn = "mfhi";
 733         break;
 734     case OPC_MFLO:
 735         gen_op_load_LO();
 736         GEN_STORE_TN_REG(reg, T0);
 737         opn = "mflo";
 738         break;
 739     case OPC_MTHI:
 740         GEN_LOAD_REG_TN(T0, reg);
 741         gen_op_store_HI();
 742         opn = "mthi";
 743         break;
 744     case OPC_MTLO:
 745         GEN_LOAD_REG_TN(T0, reg);
 746         gen_op_store_LO();
 747         opn = "mtlo";
 748         break;
 749     default:
 750         MIPS_INVAL("HILO");
 751         generate_exception(ctx, EXCP_RI);
 752         return;
 753     }
 754     MIPS_DEBUG("%s %s", opn, regnames[reg]);
 755 }
 756
 757 static void gen_muldiv (DisasContext *ctx, uint16_t opc,
 758                         int rs, int rt)
 759 {
 760     const unsigned char *opn = "unk";
 761
 762     GEN_LOAD_REG_TN(T0, rs);
 763     GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 764     switch (opc) {
 765     case OPC_DIV:
 766         gen_op_div();
 767         opn = "div";
 768         break;
 769     case OPC_DIVU:
 770         gen_op_divu();
 771         opn = "divu";
 772         break;
 773     case OPC_MULT:
 774         gen_op_mult();
 775         opn = "mult";
 776         break;
 777     case OPC_MULTU:
 778         gen_op_multu();
 779         opn = "multu";
 780         break;
 781     case OPC_MADD:
 782         gen_op_madd();
 783         opn = "madd";
 784         break;
 785     case OPC_MADDU:
 786         gen_op_maddu();
 787         opn = "maddu";
 788         break;
 789     case OPC_MSUB:
 790         gen_op_msub();
 791         opn = "msub";
 792         break;
 793     case OPC_MSUBU:
 794         gen_op_msubu();
 795         opn = "msubu";
 796         break;
 797     default:
 798         MIPS_INVAL("mul/div");
 799         generate_exception(ctx, EXCP_RI);
 800         return;
 801     }
 802     MIPS_DEBUG("%s %s %s", opn, regnames[rs], regnames[rt]);
 803 }
 804
 805 static void gen_cl (DisasContext *ctx, uint16_t opc,
 806                     int rd, int rs)
 807 {
 808     const unsigned char *opn = "unk";
 809     if (rd == 0) {
 810         /* Treat as a NOP */
 811         MIPS_DEBUG("NOP");
 812         return;
 813     }
 814     GEN_LOAD_REG_TN(T0, rs);
 815     switch (opc) {
 816     case OPC_CLO:
 817         /* CLO */
 818         gen_op_clo();
 819         opn = "clo";
 820         break;
 821     case OPC_CLZ:
 822         /* CLZ */
 823         gen_op_clz();
 824         opn = "clz";
 825         break;
 826     default:
 827         MIPS_INVAL("CLx");
 828         generate_exception(ctx, EXCP_RI);
 829         return;
 830     }
 831     gen_op_store_T0_gpr(rd);
 832     MIPS_DEBUG("%s %s, %s", opn, regnames[rd], regnames[rs]);
 833 }
 834
 835 /* Traps */
 836 static void gen_trap (DisasContext *ctx, uint16_t opc,
 837                       int rs, int rt, int16_t imm)
 838 {
 839     int cond;
 840
 841     cond = 0;
 842     /* Load needed operands */
 843     switch (opc) {
 844     case OPC_TEQ:
 845     case OPC_TGE:
 846     case OPC_TGEU:
 847     case OPC_TLT:
 848     case OPC_TLTU:
 849     case OPC_TNE:
 850         /* Compare two registers */
 851         if (rs != rt) {
 852             GEN_LOAD_REG_TN(T0, rs);
 853             GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 854             cond = 1;
 855         }
 856     case OPC_TEQI:
 857     case OPC_TGEI:
 858     case OPC_TGEIU:
 859     case OPC_TLTI:
 860     case OPC_TLTIU:
 861     case OPC_TNEI:
 862         /* Compare register to immediate */
 863         if (rs != 0 || imm != 0) {
 864             GEN_LOAD_REG_TN(T0, rs);
 865             GEN_LOAD_IMM_TN(T1, (int32_t)imm);
 866             cond = 1;
 867         }
 868         break;
 869     }
 870     if (cond == 0) {
 871         switch (opc) {
 872         case OPC_TEQ:   /* rs == rs */
 873         case OPC_TEQI:  /* r0 == 0  */
 874         case OPC_TGE:   /* rs >= rs */
 875         case OPC_TGEI:  /* r0 >= 0  */
 876         case OPC_TGEU:  /* rs >= rs unsigned */
 877         case OPC_TGEIU: /* r0 >= 0  unsigned */
 878             /* Always trap */
 879             gen_op_set_T0(1);
 880             break;
 881         case OPC_TLT:   /* rs < rs           */
 882         case OPC_TLTI:  /* r0 < 0            */
 883         case OPC_TLTU:  /* rs < rs unsigned  */
 884         case OPC_TLTIU: /* r0 < 0  unsigned  */
 885         case OPC_TNE:   /* rs != rs          */
 886         case OPC_TNEI:  /* r0 != 0           */
 887             /* Never trap: treat as NOP */
 888             return;
 889         default:
 890             MIPS_INVAL("TRAP");
 891             generate_exception(ctx, EXCP_RI);
 892             return;
 893         }
 894     } else {
 895         switch (opc) {
 896         case OPC_TEQ:
 897         case OPC_TEQI:
 898             gen_op_eq();
 899             break;
 900         case OPC_TGE:
 901         case OPC_TGEI:
 902             gen_op_ge();
 903             break;
 904         case OPC_TGEU:
 905         case OPC_TGEIU:
 906             gen_op_geu();
 907             break;
 908         case OPC_TLT:
 909         case OPC_TLTI:
 910             gen_op_lt();
 911             break;
 912         case OPC_TLTU:
 913         case OPC_TLTIU:
 914             gen_op_ltu();
 915             break;
 916         case OPC_TNE:
 917         case OPC_TNEI:
 918             gen_op_ne();
 919             break;
 920         default:
 921             MIPS_INVAL("TRAP");
 922             generate_exception(ctx, EXCP_RI);
 923             return;
 924         }
 925     }
 926     save_cpu_state(ctx, 1);
 927     gen_op_trap();
 928     ctx->bstate = BS_STOP;
 929 }
 930
 931 static inline void gen_goto_tb(DisasContext *ctx, int n, target_ulong dest)
 932 {
 933     TranslationBlock *tb;
 934     tb = ctx->tb;
 935     if ((tb->pc & TARGET_PAGE_MASK) == (dest & TARGET_PAGE_MASK)) {
 936         if (n == 0)
 937             gen_op_goto_tb0(TBPARAM(tb));
 938         else
 939             gen_op_goto_tb1(TBPARAM(tb));
 940         gen_op_save_pc(dest);
 941         gen_op_set_T0((long)tb + n);
 942         gen_op_exit_tb();
 943     } else {
 944         gen_op_save_pc(dest);
 945         gen_op_set_T0(0);
 946         gen_op_exit_tb();
 947     }
 948 }
 949
 950 /* Branches (before delay slot) */
 951 static void gen_compute_branch (DisasContext *ctx, uint16_t opc,
 952                                 int rs, int rt, int32_t offset)
 953 {
 954     target_ulong btarget;
 955     int blink, bcond;
 956
 957     btarget = -1;
 958     blink = 0;
 959     bcond = 0;
 960     /* Load needed operands */
 961     switch (opc) {
 962     case OPC_BEQ:
 963     case OPC_BEQL:
 964     case OPC_BNE:
 965     case OPC_BNEL:
 966         /* Compare two registers */
 967         if (rs != rt) {
 968             GEN_LOAD_REG_TN(T0, rs);
 969             GEN_LOAD_REG_TN(T1, rt);
 970             bcond = 1;
 971         }
 972         btarget = ctx->pc + 4 + offset;
 973         break;
 974     case OPC_BGEZ:
 975     case OPC_BGEZAL:
 976     case OPC_BGEZALL:
 977     case OPC_BGEZL:
 978     case OPC_BGTZ:
 979     case OPC_BGTZL:
 980     case OPC_BLEZ:
 981     case OPC_BLEZL:
 982     case OPC_BLTZ:
 983     case OPC_BLTZAL:
 984     case OPC_BLTZALL:
 985     case OPC_BLTZL:
 986         /* Compare to zero */
 987         if (rs != 0) {
 988             gen_op_load_gpr_T0(rs);
 989             bcond = 1;
 990         }
 991         btarget = ctx->pc + 4 + offset;
 992         break;
 993     case OPC_J:
 994     case OPC_JAL:
 995         /* Jump to immediate */
 996         btarget = ((ctx->pc + 4) & 0xF0000000) | offset;
 997         break;
 998     case OPC_JR:
 999     case OPC_JALR:
1000         /* Jump to register */
1001         if (offset != 0) {
1002             /* Only hint = 0 is valid */
1003             generate_exception(ctx, EXCP_RI);
1004             return;
1005         }
1006         GEN_LOAD_REG_TN(T2, rs);
1007         break;
1008     default:
1009         MIPS_INVAL("branch/jump");
1010         generate_exception(ctx, EXCP_RI);
1011         return;
1012     }
1013     if (bcond == 0) {
1014         /* No condition to be computed */
1015         switch (opc) {
1016         case OPC_BEQ:     /* rx == rx        */
1017         case OPC_BEQL:    /* rx == rx likely */
1018         case OPC_BGEZ:    /* 0 >= 0          */
1019         case OPC_BGEZL:   /* 0 >= 0 likely   */
1020         case OPC_BLEZ:    /* 0 <= 0          */
1021         case OPC_BLEZL:   /* 0 <= 0 likely   */
1022             /* Always take */
1023             ctx->hflags |= MIPS_HFLAG_DS | MIPS_HFLAG_B;
1024             MIPS_DEBUG("balways");
1025             break;
1026         case OPC_BGEZAL:  /* 0 >= 0          */
1027         case OPC_BGEZALL: /* 0 >= 0 likely   */
1028             /* Always take and link */
1029             blink = 31;
1030             ctx->hflags |= MIPS_HFLAG_DS | MIPS_HFLAG_B;
1031             MIPS_DEBUG("balways and link");
1032             break;
1033         case OPC_BNE:     /* rx != rx        */
1034         case OPC_BGTZ:    /* 0 > 0           */
1035         case OPC_BLTZ:    /* 0 < 0           */
1036             /* Treated as NOP */
1037             MIPS_DEBUG("bnever (NOP)");
1038             return;
1039         case OPC_BLTZAL:  /* 0 < 0           */
1040             gen_op_set_T0(ctx->pc + 8);
1041             gen_op_store_T0_gpr(31);
1042             return;
1043         case OPC_BLTZALL: /* 0 < 0 likely */
1044             gen_op_set_T0(ctx->pc + 8);
1045             gen_op_store_T0_gpr(31);
1046             gen_goto_tb(ctx, 0, ctx->pc + 4);
1047             return;
1048         case OPC_BNEL:    /* rx != rx likely */
1049         case OPC_BGTZL:   /* 0 > 0 likely */
1050         case OPC_BLTZL:   /* 0 < 0 likely */
1051             /* Skip the instruction in the delay slot */
1052             MIPS_DEBUG("bnever and skip");
1053             gen_goto_tb(ctx, 0, ctx->pc + 4);
1054             return;
1055         case OPC_J:
1056             ctx->hflags |= MIPS_HFLAG_DS | MIPS_HFLAG_B;
1057             MIPS_DEBUG("j %08x", btarget);
1058             break;
1059         case OPC_JAL:
1060             blink = 31;
1061             ctx->hflags |= MIPS_HFLAG_DS | MIPS_HFLAG_B;
1062             MIPS_DEBUG("jal %08x", btarget);
1063             break;
1064         case OPC_JR:
1065             ctx->hflags |= MIPS_HFLAG_DS | MIPS_HFLAG_BR;
1066             MIPS_DEBUG("jr %s", regnames[rs]);
1067             break;
1068         case OPC_JALR:
1069             blink = rt;
1070             ctx->hflags |= MIPS_HFLAG_DS | MIPS_HFLAG_BR;
1071             MIPS_DEBUG("jalr %s, %s", regnames[rt], regnames[rs]);
1072             break;
1073         default:
1074             MIPS_INVAL("branch/jump");
1075             generate_exception(ctx, EXCP_RI);
1076             return;
1077         }
1078     } else {
1079         switch (opc) {
1080         case OPC_BEQ:
1081             gen_op_eq();
1082             MIPS_DEBUG("beq %s, %s, %08x",
1083                        regnames[rs], regnames[rt], btarget);
1084             goto not_likely;
1085         case OPC_BEQL:
1086             gen_op_eq();
1087             MIPS_DEBUG("beql %s, %s, %08x",
1088                        regnames[rs], regnames[rt], btarget);
1089             goto likely;
1090         case OPC_BNE:
1091             gen_op_ne();
1092             MIPS_DEBUG("bne %s, %s, %08x",
1093                        regnames[rs], regnames[rt], btarget);
1094             goto not_likely;
1095         case OPC_BNEL:
1096             gen_op_ne();
1097             MIPS_DEBUG("bnel %s, %s, %08x",
1098                        regnames[rs], regnames[rt], btarget);
1099             goto likely;
1100         case OPC_BGEZ:
1101             gen_op_gez();
1102             MIPS_DEBUG("bgez %s, %08x", regnames[rs], btarget);
1103             goto not_likely;
1104         case OPC_BGEZL:
1105             gen_op_gez();
1106             MIPS_DEBUG("bgezl %s, %08x", regnames[rs], btarget);
1107             goto likely;
1108         case OPC_BGEZAL:
1109             gen_op_gez();
1110             MIPS_DEBUG("bgezal %s, %08x", regnames[rs], btarget);
1111             blink = 31;
1112             goto not_likely;
1113         case OPC_BGEZALL:
1114             gen_op_gez();
1115             blink = 31;
1116             MIPS_DEBUG("bgezall %s, %08x", regnames[rs], btarget);
1117             goto likely;
1118         case OPC_BGTZ:
1119             gen_op_gtz();
1120             MIPS_DEBUG("bgtz %s, %08x", regnames[rs], btarget);
1121             goto not_likely;
1122         case OPC_BGTZL:
1123             gen_op_gtz();
1124             MIPS_DEBUG("bgtzl %s, %08x", regnames[rs], btarget);
1125             goto likely;
1126         case OPC_BLEZ:
1127             gen_op_lez();
1128             MIPS_DEBUG("blez %s, %08x", regnames[rs], btarget);
1129             goto not_likely;
1130         case OPC_BLEZL:
1131             gen_op_lez();
1132             MIPS_DEBUG("blezl %s, %08x", regnames[rs], btarget);
1133             goto likely;
1134         case OPC_BLTZ:
1135             gen_op_ltz();
1136             MIPS_DEBUG("bltz %s, %08x", regnames[rs], btarget);
1137             goto not_likely;
1138         case OPC_BLTZL:
1139             gen_op_ltz();
1140             MIPS_DEBUG("bltzl %s, %08x", regnames[rs], btarget);
1141             goto likely;
1142         case OPC_BLTZAL:
1143             gen_op_ltz();
1144             blink = 31;
1145             MIPS_DEBUG("bltzal %s, %08x", regnames[rs], btarget);
1146         not_likely:
1147             ctx->hflags |= MIPS_HFLAG_DS | MIPS_HFLAG_BC;
1148             break;
1149         case OPC_BLTZALL:
1150             gen_op_ltz();
1151             blink = 31;
1152             MIPS_DEBUG("bltzall %s, %08x", regnames[rs], btarget);
1153         likely:
1154             ctx->hflags |= MIPS_HFLAG_DS | MIPS_HFLAG_BL;
1155             break;
1156         }
1157         gen_op_set_bcond();
1158     }
1159     MIPS_DEBUG("enter ds: link %d cond %02x target %08x",
1160                blink, ctx->hflags, btarget);
1161     ctx->btarget = btarget;
1162     if (blink > 0) {
1163         gen_op_set_T0(ctx->pc + 8);
1164         gen_op_store_T0_gpr(blink);
1165     }
1166     return;
1167 }
1168
1169 /* CP0 (MMU and control) */
1170 static void gen_cp0 (DisasContext *ctx, uint16_t opc, int rt, int rd)
1171 {
1172     const unsigned char *opn = "unk";
1173
1174     if (!(ctx->CP0_Status & (1 << CP0St_CU0)) &&
1175         !(ctx->hflags & MIPS_HFLAG_UM) &&
1176         !(ctx->hflags & MIPS_HFLAG_ERL) &&
1177         !(ctx->hflags & MIPS_HFLAG_EXL)) {
1178         if (loglevel & CPU_LOG_TB_IN_ASM) {
1179             fprintf(logfile, "CP0 is not usable\n");
1180         }
1181         gen_op_raise_exception_err(EXCP_CpU, 0);
1182         return;
1183     }
1184     switch (opc) {
1185     case OPC_MFC0:
1186         if (rt == 0) {
1187             /* Treat as NOP */
1188             return;
1189         }
1190         gen_op_mfc0(rd, ctx->opcode & 0x7);
1191         gen_op_store_T0_gpr(rt);
1192         opn = "mfc0";
1193         break;
1194     case OPC_MTC0:
1195         /* If we get an exception, we want to restart at next instruction */
1196         ctx->pc += 4;
1197         save_cpu_state(ctx, 1);
1198         ctx->pc -= 4;
1199         GEN_LOAD_REG_TN(T0, rt);
1200         gen_op_mtc0(rd, ctx->opcode & 0x7);
1201         /* Stop translation as we may have switched the execution mode */
1202         ctx->bstate = BS_STOP;
1203         opn = "mtc0";
1204         break;
1205 #if defined(MIPS_USES_R4K_TLB)
1206     case OPC_TLBWI:
1207         gen_op_tlbwi();
1208         opn = "tlbwi";
1209         break;
1210     case OPC_TLBWR:
1211         gen_op_tlbwr();
1212         opn = "tlbwr";
1213         break;
1214     case OPC_TLBP:
1215         gen_op_tlbp();
1216         opn = "tlbp";
1217         break;
1218     case OPC_TLBR:
1219         gen_op_tlbr();
1220         opn = "tlbr";
1221         break;
1222 #endif
1223     case OPC_ERET:
1224         opn = "eret";
1225         save_cpu_state(ctx, 0);
1226         gen_op_eret();
1227         ctx->bstate = BS_EXCP;
1228         break;
1229     case OPC_DERET:
1230         opn = "deret";
1231         if (!(ctx->hflags & MIPS_HFLAG_DM)) {
1232             generate_exception(ctx, EXCP_RI);
1233         } else {
1234             save_cpu_state(ctx, 0);
1235             gen_op_deret();
1236             ctx->bstate = BS_EXCP;
1237         }
1238         break;
1239     /* XXX: TODO: WAIT */
1240     default:
1241         if (loglevel & CPU_LOG_TB_IN_ASM) {
1242             fprintf(logfile, "Invalid CP0 opcode: %08x %03x %03x %03x\n",
1243                     ctx->opcode, ctx->opcode >> 26, ctx->opcode & 0x3F,
1244                     ((ctx->opcode >> 16) & 0x1F));
1245         }
1246         generate_exception(ctx, EXCP_RI);
1247         return;
1248     }
1249     MIPS_DEBUG("%s %s %d", opn, regnames[rt], rd);
1250 }
1251
1252 /* Coprocessor 1 (FPU) */
1253
1254 /* ISA extensions */
1255 /* MIPS16 extension to MIPS32 */
1256 /* SmartMIPS extension to MIPS32 */
1257
1258 #ifdef TARGET_MIPS64
1259 static void gen_arith64 (DisasContext *ctx, uint16_t opc)
1260 {
1261     if (func == 0x02 && rd == 0) {
1262         /* NOP */
1263         return;
1264     }
1265     if (rs == 0 || rt == 0) {
1266         gen_op_reset_T0();
1267         gen_op_save64();
1268     } else {
1269         gen_op_load_gpr_T0(rs);
1270         gen_op_load_gpr_T1(rt);
1271         gen_op_save64();
1272         if (func & 0x01)
1273             gen_op_mul64u();
1274         else
1275             gen_op_mul64s();
1276     }
1277     if (func & 0x02)
1278         gen_op_add64();
1279     else
1280         gen_op_sub64();
1281 }
1282
1283 /* Coprocessor 3 (FPU) */
1284
1285 /* MDMX extension to MIPS64 */
1286 /* MIPS-3D extension to MIPS64 */
1287
1288 #endif
1289
1290 static void gen_blikely(DisasContext *ctx)
1291 {
1292     int l1;
1293     l1 = gen_new_label();
1294     gen_op_jnz_T2(l1);
1295     gen_op_save_state(ctx->hflags & ~(MIPS_HFLAG_BMASK | MIPS_HFLAG_DS));
1296     gen_goto_tb(ctx, 1, ctx->pc + 4);
1297     gen_set_label(l1);
1298 }
1299
1300 static void decode_opc (DisasContext *ctx)
1301 {
1302     int32_t offset;
1303     int rs, rt, rd, sa;
1304     uint16_t op, op1;
1305     int16_t imm;
1306
1307     if ((ctx->hflags & MIPS_HFLAG_DS) &&
1308         (ctx->hflags & MIPS_HFLAG_BL)) {
1309         /* Handle blikely not taken case */
1310         MIPS_DEBUG("blikely condition (%08x)", ctx->pc + 4);
1311         gen_blikely(ctx);
1312     }
1313     op = ctx->opcode >> 26;
1314     rs = ((ctx->opcode >> 21) & 0x1F);
1315     rt = ((ctx->opcode >> 16) & 0x1F);
1316     rd = ((ctx->opcode >> 11) & 0x1F);
1317     sa = ((ctx->opcode >> 6) & 0x1F);
1318     imm = (int16_t)ctx->opcode;
1319     switch (op) {
1320     case 0x00:          /* Special opcode */
1321         op1 = ctx->opcode & 0x3F;
1322         switch (op1) {
1323         case 0x00:          /* Arithmetic with immediate */
1324         case 0x02 ... 0x03:
1325             gen_arith_imm(ctx, op1 | EXT_SPECIAL, rd, rt, sa);
1326             break;
1327         case 0x04:          /* Arithmetic */
1328         case 0x06 ... 0x07:
1329         case 0x0A ... 0x0B:
1330         case 0x20 ... 0x27:
1331         case 0x2A ... 0x2B:
1332             gen_arith(ctx, op1 | EXT_SPECIAL, rd, rs, rt);
1333             break;
1334         case 0x18 ... 0x1B: /* MULT / DIV */
1335             gen_muldiv(ctx, op1 | EXT_SPECIAL, rs, rt);
1336             break;
1337         case 0x08 ... 0x09: /* Jumps */
1338             gen_compute_branch(ctx, op1 | EXT_SPECIAL, rs, rd, sa);
1339             return;
1340         case 0x30 ... 0x34: /* Traps */
1341         case 0x36:
1342             gen_trap(ctx, op1 | EXT_SPECIAL, rs, rt, -1);
1343             break;
1344         case 0x10:          /* Move from HI/LO */
1345         case 0x12:
1346             gen_HILO(ctx, op1 | EXT_SPECIAL, rd);
1347             break;
1348         case 0x11:
1349         case 0x13:          /* Move to HI/LO */
1350             gen_HILO(ctx, op1 | EXT_SPECIAL, rs);
1351             break;
1352         case 0x0C:          /* SYSCALL */
1353             generate_exception(ctx, EXCP_SYSCALL);
1354             break;
1355         case 0x0D:          /* BREAK */
1356             generate_exception(ctx, EXCP_BREAK);
1357             break;
1358         case 0x0F:          /* SYNC */
1359             /* Treat as a noop */
1360             break;
1361         case 0x05:          /* Pmon entry point */
1362             gen_op_pmon((ctx->opcode >> 6) & 0x1F);
1363             break;
1364 #if defined (MIPS_HAS_MOVCI)
1365         case 0x01:          /* MOVCI */
1366 #endif
1367 #if defined (TARGET_MIPS64)
1368         case 0x14: /* MIPS64 specific opcodes */
1369         case 0x16:
1370         case 0x17:
1371         case 0x1C ... 0x1F:
1372         case 0x2C ... 0x2F:
1373         case 0x37:
1374         case 0x39 ... 0x3B:
1375         case 0x3E ... 0x3F:
1376 #endif
1377         default:            /* Invalid */
1378             MIPS_INVAL("special");
1379             generate_exception(ctx, EXCP_RI);
1380             break;
1381         }
1382         break;
1383     case 0x1C:          /* Special2 opcode */
1384         op1 = ctx->opcode & 0x3F;
1385         switch (op1) {
1386 #if defined (MIPS_USES_R4K_EXT)
1387         /* Those instructions are not part of MIPS32 core */
1388         case 0x00 ... 0x01: /* Multiply and add/sub */
1389         case 0x04 ... 0x05:
1390             gen_muldiv(ctx, op1 | EXT_SPECIAL2, rs, rt);
1391             break;
1392         case 0x02:          /* MUL */
1393             gen_arith(ctx, op1 | EXT_SPECIAL2, rd, rs, rt);
1394             break;
1395         case 0x20 ... 0x21: /* CLO / CLZ */
1396             gen_cl(ctx, op1 | EXT_SPECIAL2, rd, rs);
1397             break;
1398 #endif
1399         case 0x3F:          /* SDBBP */
1400             /* XXX: not clear which exception should be raised
1401              *      when in debug mode...
1402              */
1403             if (!(ctx->hflags & MIPS_HFLAG_DM)) {
1404                 generate_exception(ctx, EXCP_DBp);
1405             } else {
1406                 generate_exception(ctx, EXCP_DBp);
1407             }
1408             /* Treat as a noop */
1409             break;
1410         default:            /* Invalid */
1411             MIPS_INVAL("special2");
1412             generate_exception(ctx, EXCP_RI);
1413             break;
1414         }
1415         break;
1416     case 0x01:          /* B REGIMM opcode */
1417         op1 = ((ctx->opcode >> 16) & 0x1F);
1418         switch (op1) {
1419         case 0x00 ... 0x03: /* REGIMM branches */
1420         case 0x10 ... 0x13:
1421             gen_compute_branch(ctx, op1 | EXT_REGIMM, rs, -1, imm << 2);
1422             return;
1423         case 0x08 ... 0x0C: /* Traps */
1424         case 0x0E:
1425             gen_trap(ctx, op1 | EXT_REGIMM, rs, -1, imm);
1426             break;
1427         default:            /* Invalid */
1428             MIPS_INVAL("REGIMM");
1429             generate_exception(ctx, EXCP_RI);
1430             break;
1431         }
1432         break;
1433     case 0x10:          /* CP0 opcode */
1434         op1 = ((ctx->opcode >> 21) & 0x1F);
1435         switch (op1) {
1436         case 0x00:
1437         case 0x04:
1438             gen_cp0(ctx, op1 | EXT_CP0, rt, rd);
1439             break;
1440         default:
1441             gen_cp0(ctx, (ctx->opcode & 0x1F) | EXT_CP0, rt, rd);
1442             break;
1443         }
1444         break;
1445     case 0x08 ... 0x0F: /* Arithmetic with immediate opcode */
1446         gen_arith_imm(ctx, op, rt, rs, imm);
1447         break;
1448     case 0x02 ... 0x03: /* Jump */
1449         offset = (int32_t)(ctx->opcode & 0x03FFFFFF) << 2;
1450         gen_compute_branch(ctx, op, rs, rt, offset);
1451         return;
1452     case 0x04 ... 0x07: /* Branch */
1453     case 0x14 ... 0x17:
1454         gen_compute_branch(ctx, op, rs, rt, imm << 2);
1455         return;
1456     case 0x20 ... 0x26: /* Load and stores */
1457     case 0x28 ... 0x2E:
1458     case 0x30:
1459     case 0x38:
1460         gen_ldst(ctx, op, rt, rs, imm);
1461         break;
1462     case 0x2F:          /* Cache operation */
1463         /* Treat as a noop */
1464         break;
1465     case 0x33:          /* Prefetch */
1466         /* Treat as a noop */
1467         break;
1468     case 0x3F: /* HACK */
1469         break;
1470 #if defined(MIPS_USES_FPU)
1471     case 0x31 ... 0x32: /* Floating point load/store */
1472     case 0x35 ... 0x36:
1473     case 0x3A ... 0x3B:
1474     case 0x3D ... 0x3E:
1475         /* Not implemented */
1476         /* XXX: not correct */
1477 #endif
1478     case 0x11:          /* CP1 opcode */
1479         /* Not implemented */
1480         /* XXX: not correct */
1481     case 0x12:          /* CP2 opcode */
1482         /* Not implemented */
1483         /* XXX: not correct */
1484     case 0x13:          /* CP3 opcode */
1485         /* Not implemented */
1486         /* XXX: not correct */
1487 #if defined (TARGET_MIPS64)
1488     case 0x18 ... 0x1B:
1489     case 0x27:
1490     case 0x34:
1491     case 0x37:
1492         /* MIPS64 opcodes */
1493 #endif
1494 #if defined (MIPS_HAS_JALX)
1495     case 0x1D:
1496         /* JALX: not implemented */
1497 #endif
1498     case 0x1E:
1499         /* ASE specific */
1500 #if defined (MIPS_HAS_LSC)
1501     case 0x31: /* LWC1 */
1502     case 0x32: /* LWC2 */
1503     case 0x35: /* SDC1 */
1504     case 0x36: /* SDC2 */
1505 #endif
1506     default:            /* Invalid */
1507         MIPS_INVAL("");
1508         generate_exception(ctx, EXCP_RI);
1509         break;
1510     }
1511     if (ctx->hflags & MIPS_HFLAG_DS) {
1512         int hflags = ctx->hflags;
1513         /* Branches completion */
1514         ctx->hflags &= ~(MIPS_HFLAG_BMASK | MIPS_HFLAG_DS);
1515         ctx->bstate = BS_BRANCH;
1516         save_cpu_state(ctx, 0);
1517         switch (hflags & MIPS_HFLAG_BMASK) {
1518         case MIPS_HFLAG_B:
1519             /* unconditional branch */
1520             MIPS_DEBUG("unconditional branch");
1521             gen_goto_tb(ctx, 0, ctx->btarget);
1522             break;
1523         case MIPS_HFLAG_BL:
1524             /* blikely taken case */
1525             MIPS_DEBUG("blikely branch taken");
1526             gen_goto_tb(ctx, 0, ctx->btarget);
1527             break;
1528         case MIPS_HFLAG_BC:
1529             /* Conditional branch */
1530             MIPS_DEBUG("conditional branch");
1531             {
1532               int l1;
1533               l1 = gen_new_label();
1534               gen_op_jnz_T2(l1);
1535               gen_goto_tb(ctx, 1, ctx->pc + 4);
1536               gen_set_label(l1);
1537               gen_goto_tb(ctx, 0, ctx->btarget);
1538             }
1539             break;
1540         case MIPS_HFLAG_BR:
1541             /* unconditional branch to register */
1542             MIPS_DEBUG("branch to register");
1543             gen_op_breg();
1544             break;
1545         default:
1546             MIPS_DEBUG("unknown branch");
1547             break;
1548         }
1549     }
1550 }
1551
1552 int gen_intermediate_code_internal (CPUState *env, TranslationBlock *tb,
1553                                     int search_pc)
1554 {
1555     DisasContext ctx, *ctxp = &ctx;
1556     target_ulong pc_start;
1557     uint16_t *gen_opc_end;
1558     int j, lj = -1;
1559
1560     pc_start = tb->pc;
1561     gen_opc_ptr = gen_opc_buf;
1562     gen_opc_end = gen_opc_buf + OPC_MAX_SIZE;
1563     gen_opparam_ptr = gen_opparam_buf;
1564     nb_gen_labels = 0;
1565     ctx.pc = pc_start;
1566     ctx.tb = tb;
1567     ctx.bstate = BS_NONE;
1568     /* Restore delay slot state */
1569     ctx.hflags = env->hflags;
1570     ctx.saved_hflags = ctx.hflags;
1571     if (ctx.hflags & MIPS_HFLAG_BR) {
1572         gen_op_restore_breg_target();
1573     } else if (ctx.hflags & MIPS_HFLAG_B) {
1574         ctx.btarget = env->btarget;
1575     } else if (ctx.hflags & MIPS_HFLAG_BMASK) {
1576         /* If we are in the delay slot of a conditional branch,
1577          * restore the branch condition from env->bcond to T2
1578          */
1579         ctx.btarget = env->btarget;
1580         gen_op_restore_bcond();
1581     }
1582 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1583     ctx.mem_idx = 0;
1584 #else
1585     ctx.mem_idx = (ctx.hflags & MIPS_HFLAG_MODE) == MIPS_HFLAG_UM ? 0 : 1;
1586 #endif
1587     ctx.CP0_Status = env->CP0_Status;
1588 #ifdef DEBUG_DISAS
1589     if (loglevel & CPU_LOG_TB_CPU) {
1590         fprintf(logfile, "------------------------------------------------\n");
1591         cpu_dump_state(env, logfile, fprintf, 0);
1592     }
1593 #endif
1594 #if defined MIPS_DEBUG_DISAS
1595     if (loglevel & CPU_LOG_TB_IN_ASM)
1596         fprintf(logfile, "\ntb %p super %d cond %04x %04x\n",
1597                 tb, ctx.mem_idx, ctx.hflags, env->hflags);
1598 #endif
1599     while (ctx.bstate == BS_NONE && gen_opc_ptr < gen_opc_end) {
1600         if (search_pc) {
1601             j = gen_opc_ptr - gen_opc_buf;
1602             save_cpu_state(ctxp, 1);
1603             if (lj < j) {
1604                 lj++;
1605                 while (lj < j)
1606                     gen_opc_instr_start[lj++] = 0;
1607                 gen_opc_pc[lj] = ctx.pc;
1608                 gen_opc_instr_start[lj] = 1;
1609             }
1610         }
1611         ctx.opcode = ldl_code(ctx.pc);
1612         decode_opc(&ctx);
1613         ctx.pc += 4;
1614         if ((ctx.pc & (TARGET_PAGE_SIZE - 1)) == 0)
1615             break;
1616 #if defined (MIPS_SINGLE_STEP)
1617         break;
1618 #endif
1619     }
1620     if (ctx.bstate != BS_BRANCH && ctx.bstate != BS_EXCP) {
1621         save_cpu_state(ctxp, 0);
1622         gen_goto_tb(&ctx, 0, ctx.pc);
1623     }
1624     gen_op_reset_T0();
1625     /* Generate the return instruction */
1626     gen_op_exit_tb();
1627     *gen_opc_ptr = INDEX_op_end;
1628     if (search_pc) {
1629         j = gen_opc_ptr - gen_opc_buf;
1630         lj++;
1631         while (lj <= j)
1632             gen_opc_instr_start[lj++] = 0;
1633         tb->size = 0;
1634     } else {
1635         tb->size = ctx.pc - pc_start;
1636     }
1637 #ifdef DEBUG_DISAS
1638 #if defined MIPS_DEBUG_DISAS
1639     if (loglevel & CPU_LOG_TB_IN_ASM)
1640         fprintf(logfile, "\n");
1641 #endif
1642     if (loglevel & CPU_LOG_TB_IN_ASM) {
1643         fprintf(logfile, "IN: %s\n", lookup_symbol(pc_start));
1644         target_disas(logfile, pc_start, ctx.pc - pc_start, 0);
1645         fprintf(logfile, "\n");
1646     }
1647     if (loglevel & CPU_LOG_TB_OP) {
1648         fprintf(logfile, "OP:\n");
1649         dump_ops(gen_opc_buf, gen_opparam_buf);
1650         fprintf(logfile, "\n");
1651     }
1652     if (loglevel & CPU_LOG_TB_CPU) {
1653         fprintf(logfile, "---------------- %d %08x\n", ctx.bstate, ctx.hflags);
1654     }
1655 #endif
1656
1657     return 0;
1658 }
1659
1660 int gen_intermediate_code (CPUState *env, struct TranslationBlock *tb)
1661 {
1662     return gen_intermediate_code_internal(env, tb, 0);
1663 }
1664
1665 int gen_intermediate_code_pc (CPUState *env, struct TranslationBlock *tb)
1666 {
1667     return gen_intermediate_code_internal(env, tb, 1);
1668 }
1669
1670 void cpu_dump_state (CPUState *env, FILE *f,
1671                      int (*cpu_fprintf)(FILE *f, const char *fmt, ...),
1672                      int flags)
1673 {
1674     uint32_t c0_status;
1675     int i;
1676
1677     cpu_fprintf(f, "pc=0x%08x HI=0x%08x LO=0x%08x ds %04x %08x %d\n",
1678                 env->PC, env->HI, env->LO, env->hflags, env->btarget, env->bcond);
1679     for (i = 0; i < 32; i++) {
1680         if ((i & 3) == 0)
1681             cpu_fprintf(f, "GPR%02d:", i);
1682         cpu_fprintf(f, " %s %08x", regnames[i], env->gpr[i]);
1683         if ((i & 3) == 3)
1684             cpu_fprintf(f, "\n");
1685     }
1686
1687     c0_status = env->CP0_Status;
1688     if (env->hflags & MIPS_HFLAG_UM)
1689         c0_status |= (1 << CP0St_UM);
1690     if (env->hflags & MIPS_HFLAG_ERL)
1691         c0_status |= (1 << CP0St_ERL);
1692     if (env->hflags & MIPS_HFLAG_EXL)
1693         c0_status |= (1 << CP0St_EXL);
1694
1695     cpu_fprintf(f, "CP0 Status  0x%08x Cause   0x%08x EPC    0x%08x\n",
1696                 c0_status, env->CP0_Cause, env->CP0_EPC);
1697     cpu_fprintf(f, "    Config0 0x%08x Config1 0x%08x LLAddr 0x%08x\n",
1698                 env->CP0_Config0, env->CP0_Config1, env->CP0_LLAddr);
1699 }
1700
1701 CPUMIPSState *cpu_mips_init (void)
1702 {
1703     CPUMIPSState *env;
1704
1705     env = qemu_mallocz(sizeof(CPUMIPSState));
1706     if (!env)
1707         return NULL;
1708     cpu_exec_init(env);
1709     tlb_flush(env, 1);
1710     /* Minimal init */
1711     env->PC = 0xBFC00000;
1712 #if defined (MIPS_USES_R4K_TLB)
1713     env->CP0_random = MIPS_TLB_NB - 1;
1714 #endif
1715     env->CP0_Wired = 0;
1716     env->CP0_Config0 = MIPS_CONFIG0;
1717 #if defined (MIPS_CONFIG1)
1718         env->CP0_Config1 = MIPS_CONFIG1;
1719 #endif
1720 #if defined (MIPS_CONFIG2)
1721         env->CP0_Config2 = MIPS_CONFIG2;
1722 #endif
1723 #if defined (MIPS_CONFIG3)
1724         env->CP0_Config3 = MIPS_CONFIG3;
1725 #endif
1726     env->CP0_Status = (1 << CP0St_CU0) | (1 << CP0St_BEV);
1727     env->CP0_WatchLo = 0;
1728     env->hflags = MIPS_HFLAG_ERL;
1729     /* Count register increments in debug mode, EJTAG version 1 */
1730     env->CP0_Debug = (1 << CP0DB_CNT) | (0x1 << CP0DB_VER);
1731     env->CP0_PRid = MIPS_CPU;
1732     env->exception_index = EXCP_NONE;
1733 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1734     env->hflags |= MIPS_HFLAG_UM;
1735 #endif
1736     return env;
1737 }