use the TCG code generator
[qemu] / translate-all.c
1 /*
2  *  Host code generation
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
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 #include <stdarg.h>
21 #include <stdlib.h>
22 #include <stdio.h>
23 #include <string.h>
24 #include <inttypes.h>
25
26 #include "config.h"
27
28 #define NO_CPU_IO_DEFS
29 #include "cpu.h"
30 #include "exec-all.h"
31 #include "disas.h"
32 #include "tcg.h"
33
34 /* code generation context */
35 TCGContext tcg_ctx;
36
37 uint16_t gen_opc_buf[OPC_BUF_SIZE];
38 TCGArg gen_opparam_buf[OPPARAM_BUF_SIZE];
39
40 target_ulong gen_opc_pc[OPC_BUF_SIZE];
41 uint8_t gen_opc_instr_start[OPC_BUF_SIZE];
42 #if defined(TARGET_I386)
43 uint8_t gen_opc_cc_op[OPC_BUF_SIZE];
44 #elif defined(TARGET_SPARC)
45 target_ulong gen_opc_npc[OPC_BUF_SIZE];
46 target_ulong gen_opc_jump_pc[2];
47 #elif defined(TARGET_MIPS) || defined(TARGET_SH4)
48 uint32_t gen_opc_hflags[OPC_BUF_SIZE];
49 #endif
50
51 int code_copy_enabled = 1;
52
53 #ifdef CONFIG_PROFILER
54 int64_t dyngen_tb_count1;
55 int64_t dyngen_tb_count;
56 int64_t dyngen_op_count;
57 int64_t dyngen_old_op_count;
58 int64_t dyngen_tcg_del_op_count;
59 int dyngen_op_count_max;
60 int64_t dyngen_code_in_len;
61 int64_t dyngen_code_out_len;
62 int64_t dyngen_interm_time;
63 int64_t dyngen_code_time;
64 int64_t dyngen_restore_count;
65 int64_t dyngen_restore_time;
66 #endif
67
68 /* XXX: suppress that */
69 unsigned long code_gen_max_block_size(void)
70 {
71     static unsigned long max;
72
73     if (max == 0) {
74 #define DEF(s, n, copy_size) max = copy_size > max? copy_size : max;
75 #include "tcg-opc.h"
76 #undef DEF
77         max *= OPC_MAX_SIZE;
78     }
79
80     return max;
81 }
82
83 void cpu_gen_init(void)
84 {
85     tcg_context_init(&tcg_ctx); 
86     tcg_set_frame(&tcg_ctx, TCG_AREG0, offsetof(CPUState, temp_buf),
87                   128 * sizeof(long));
88 }
89
90 /* return non zero if the very first instruction is invalid so that
91    the virtual CPU can trigger an exception.
92
93    '*gen_code_size_ptr' contains the size of the generated code (host
94    code).
95 */
96 int cpu_gen_code(CPUState *env, TranslationBlock *tb, int *gen_code_size_ptr)
97 {
98     TCGContext *s = &tcg_ctx;
99     uint8_t *gen_code_buf;
100     int gen_code_size;
101 #ifdef CONFIG_PROFILER
102     int64_t ti;
103 #endif
104
105 #ifdef CONFIG_PROFILER
106     dyngen_tb_count1++; /* includes aborted translations because of
107                            exceptions */
108     ti = profile_getclock();
109 #endif
110     tcg_func_start(s);
111
112     if (gen_intermediate_code(env, tb) < 0)
113         return -1;
114     
115     /* generate machine code */
116     gen_code_buf = tb->tc_ptr;
117     tb->tb_next_offset[0] = 0xffff;
118     tb->tb_next_offset[1] = 0xffff;
119     s->tb_next_offset = tb->tb_next_offset;
120 #ifdef USE_DIRECT_JUMP
121     s->tb_jmp_offset = tb->tb_jmp_offset;
122     s->tb_next = NULL;
123     /* the following two entries are optional (only used for string ops) */
124     /* XXX: not used ? */
125     tb->tb_jmp_offset[2] = 0xffff;
126     tb->tb_jmp_offset[3] = 0xffff;
127 #else
128     s->tb_jmp_offset = NULL;
129     s->tb_next = tb->tb_next;
130 #endif
131
132 #ifdef CONFIG_PROFILER
133     dyngen_tb_count++;
134     dyngen_interm_time += profile_getclock() - ti;
135     dyngen_code_time -= profile_getclock();
136 #endif
137     gen_code_size = dyngen_code(s, gen_code_buf);
138     *gen_code_size_ptr = gen_code_size;
139 #ifdef CONFIG_PROFILER
140     dyngen_code_time += profile_getclock();
141     dyngen_code_in_len += tb->size;
142     dyngen_code_out_len += gen_code_size;
143 #endif
144
145 #ifdef DEBUG_DISAS
146     if (loglevel & CPU_LOG_TB_OUT_ASM) {
147         fprintf(logfile, "OUT: [size=%d]\n", *gen_code_size_ptr);
148         disas(logfile, tb->tc_ptr, *gen_code_size_ptr);
149         fprintf(logfile, "\n");
150         fflush(logfile);
151     }
152 #endif
153     return 0;
154 }
155
156 /* The cpu state corresponding to 'searched_pc' is restored.
157  */
158 int cpu_restore_state(TranslationBlock *tb,
159                       CPUState *env, unsigned long searched_pc,
160                       void *puc)
161 {
162     TCGContext *s = &tcg_ctx;
163     int j;
164     unsigned long tc_ptr;
165 #ifdef CONFIG_PROFILER
166     int64_t ti;
167 #endif
168
169 #ifdef CONFIG_PROFILER
170     ti = profile_getclock();
171 #endif
172     tcg_func_start(s);
173
174     if (gen_intermediate_code_pc(env, tb) < 0)
175         return -1;
176
177     /* find opc index corresponding to search_pc */
178     tc_ptr = (unsigned long)tb->tc_ptr;
179     if (searched_pc < tc_ptr)
180         return -1;
181
182     s->tb_next_offset = tb->tb_next_offset;
183 #ifdef USE_DIRECT_JUMP
184     s->tb_jmp_offset = tb->tb_jmp_offset;
185     s->tb_next = NULL;
186 #else
187     s->tb_jmp_offset = NULL;
188     s->tb_next = tb->tb_next;
189 #endif
190     j = dyngen_code_search_pc(s, (uint8_t *)tc_ptr, 
191                               (void *)searched_pc); 
192     if (j < 0)
193         return -1;
194     /* now find start of instruction before */
195     while (gen_opc_instr_start[j] == 0)
196         j--;
197 #if defined(TARGET_I386)
198     {
199         int cc_op;
200 #ifdef DEBUG_DISAS
201         if (loglevel & CPU_LOG_TB_OP) {
202             int i;
203             fprintf(logfile, "RESTORE:\n");
204             for(i=0;i<=j; i++) {
205                 if (gen_opc_instr_start[i]) {
206                     fprintf(logfile, "0x%04x: " TARGET_FMT_lx "\n", i, gen_opc_pc[i]);
207                 }
208             }
209             fprintf(logfile, "spc=0x%08lx j=0x%x eip=" TARGET_FMT_lx " cs_base=%x\n",
210                     searched_pc, j, gen_opc_pc[j] - tb->cs_base,
211                     (uint32_t)tb->cs_base);
212         }
213 #endif
214         env->eip = gen_opc_pc[j] - tb->cs_base;
215         cc_op = gen_opc_cc_op[j];
216         if (cc_op != CC_OP_DYNAMIC)
217             env->cc_op = cc_op;
218     }
219 #elif defined(TARGET_ARM)
220     env->regs[15] = gen_opc_pc[j];
221 #elif defined(TARGET_SPARC)
222     {
223         target_ulong npc;
224         env->pc = gen_opc_pc[j];
225         npc = gen_opc_npc[j];
226         if (npc == 1) {
227             /* dynamic NPC: already stored */
228         } else if (npc == 2) {
229             target_ulong t2 = (target_ulong)(unsigned long)puc;
230             /* jump PC: use T2 and the jump targets of the translation */
231             if (t2)
232                 env->npc = gen_opc_jump_pc[0];
233             else
234                 env->npc = gen_opc_jump_pc[1];
235         } else {
236             env->npc = npc;
237         }
238     }
239 #elif defined(TARGET_PPC)
240     {
241         int type, c;
242         /* for PPC, we need to look at the micro operation to get the
243            access type */
244         env->nip = gen_opc_pc[j];
245         c = gen_opc_buf[j];
246         switch(c) {
247 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
248 #define CASE3(op)\
249         case INDEX_op_ ## op ## _raw
250 #else
251 #define CASE3(op)\
252         case INDEX_op_ ## op ## _user:\
253         case INDEX_op_ ## op ## _kernel:\
254         case INDEX_op_ ## op ## _hypv
255 #endif
256
257         CASE3(stfd):
258         CASE3(stfs):
259         CASE3(lfd):
260         CASE3(lfs):
261             type = ACCESS_FLOAT;
262             break;
263         CASE3(lwarx):
264             type = ACCESS_RES;
265             break;
266         CASE3(stwcx):
267             type = ACCESS_RES;
268             break;
269         CASE3(eciwx):
270         CASE3(ecowx):
271             type = ACCESS_EXT;
272             break;
273         default:
274             type = ACCESS_INT;
275             break;
276         }
277         env->access_type = type;
278     }
279 #elif defined(TARGET_M68K)
280     env->pc = gen_opc_pc[j];
281 #elif defined(TARGET_MIPS)
282     env->PC[env->current_tc] = gen_opc_pc[j];
283     env->hflags &= ~MIPS_HFLAG_BMASK;
284     env->hflags |= gen_opc_hflags[j];
285 #elif defined(TARGET_ALPHA)
286     env->pc = gen_opc_pc[j];
287 #elif defined(TARGET_SH4)
288     env->pc = gen_opc_pc[j];
289     env->flags = gen_opc_hflags[j];
290 #endif
291
292 #ifdef CONFIG_PROFILER
293     dyngen_restore_time += profile_getclock() - ti;
294     dyngen_restore_count++;
295 #endif
296     return 0;
297 }