m68k/ColdFire system emulation.
[qemu] / target-m68k / op.c
1 /*
2  *  m68k micro operations
3  * 
4  *  Copyright (c) 2006-2007 CodeSourcery
5  *  Written by Paul Brook
6  *
7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * This library 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 GNU
15  * General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with this library; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
20  */
21
22 #include "exec.h"
23 #include "m68k-qreg.h"
24
25 #ifndef offsetof
26 #define offsetof(type, field) ((size_t) &((type *)0)->field)
27 #endif
28
29 static long qreg_offsets[] = {
30 #define DEFO32(name, offset) offsetof(CPUState, offset),
31 #define DEFR(name, reg, mode) -1,
32 #define DEFF64(name, offset) offsetof(CPUState, offset),
33     0,
34 #include "qregs.def"
35 };
36
37 #define CPU_FP_STATUS env->fp_status
38
39 #define RAISE_EXCEPTION(n) do { \
40     env->exception_index = n; \
41     cpu_loop_exit(); \
42     } while(0)
43
44 #define get_op helper_get_op
45 #define set_op helper_set_op
46 #define get_opf64 helper_get_opf64
47 #define set_opf64 helper_set_opf64
48 uint32_t
49 get_op(int qreg)
50 {
51     if (qreg == QREG_T0) {
52         return T0;
53     } else if (qreg < TARGET_NUM_QREGS) {
54         return *(uint32_t *)(((long)env) + qreg_offsets[qreg]);
55     } else {
56         return env->qregs[qreg - TARGET_NUM_QREGS];
57     }
58 }
59
60 void set_op(int qreg, uint32_t val)
61 {
62     if (qreg == QREG_T0) {
63         T0 = val;
64     } else if (qreg < TARGET_NUM_QREGS) {
65         *(uint32_t *)(((long)env) + qreg_offsets[qreg]) = val;
66     } else {
67         env->qregs[qreg - TARGET_NUM_QREGS] = val;
68     }
69 }
70
71 float64 get_opf64(int qreg)
72 {
73     if (qreg < TARGET_NUM_QREGS) {
74         return *(float64 *)(((long)env) + qreg_offsets[qreg]);
75     } else {
76         return *(float64 *)&env->qregs[qreg - TARGET_NUM_QREGS];
77     }
78 }
79
80 void set_opf64(int qreg, float64 val)
81 {
82     if (qreg < TARGET_NUM_QREGS) {
83         *(float64 *)(((long)env) + qreg_offsets[qreg]) = val;
84     } else {
85         *(float64 *)&env->qregs[qreg - TARGET_NUM_QREGS] = val;
86     }
87 }
88
89 #define OP(name) void OPPROTO glue(op_,name) (void)
90
91 OP(mov32)
92 {
93     set_op(PARAM1, get_op(PARAM2));
94     FORCE_RET();
95 }
96
97 OP(mov32_im)
98 {
99     set_op(PARAM1, PARAM2);
100     FORCE_RET();
101 }
102
103 OP(movf64)
104 {
105     set_opf64(PARAM1, get_opf64(PARAM2));
106     FORCE_RET();
107 }
108
109 OP(zerof64)
110 {
111     set_opf64(PARAM1, 0);
112     FORCE_RET();
113 }
114
115 OP(add32)
116 {
117     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
118     uint32_t op3 = get_op(PARAM3);
119     set_op(PARAM1, op2 + op3);
120     FORCE_RET();
121 }
122
123 OP(sub32)
124 {
125     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
126     uint32_t op3 = get_op(PARAM3);
127     set_op(PARAM1, op2 - op3);
128     FORCE_RET();
129 }
130
131 OP(mul32)
132 {
133     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
134     uint32_t op3 = get_op(PARAM3);
135     set_op(PARAM1, op2 * op3);
136     FORCE_RET();
137 }
138
139 OP(not32)
140 {
141     uint32_t arg = get_op(PARAM2);
142     set_op(PARAM1, ~arg);
143     FORCE_RET();
144 }
145
146 OP(neg32)
147 {
148     uint32_t arg = get_op(PARAM2);
149     set_op(PARAM1, -arg);
150     FORCE_RET();
151 }
152
153 OP(bswap32)
154 {
155     uint32_t arg = get_op(PARAM2);
156     arg = (arg >> 24) | (arg << 24)
157           | ((arg >> 16) & 0xff00) | ((arg << 16) & 0xff0000);
158     set_op(PARAM1, arg);
159     FORCE_RET();
160 }
161
162 OP(btest)
163 {
164     uint32_t op1 = get_op(PARAM1);
165     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
166     if (op1 & op2)
167         env->cc_dest &= ~CCF_Z;
168     else
169         env->cc_dest |= CCF_Z;
170     FORCE_RET();
171 }
172
173 OP(subx_cc)
174 {
175     uint32_t op1 = get_op(PARAM1);
176     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
177     uint32_t res;
178     if (env->cc_x) {
179         env->cc_x = (op1 <= op2);
180         env->cc_op = CC_OP_SUBX;
181         res = op1 - (op2 + 1);
182     } else {
183         env->cc_x = (op1 < op2);
184         env->cc_op = CC_OP_SUB;
185         res = op1 - op2;
186     }
187     set_op(PARAM1, res);
188     FORCE_RET();
189 }
190
191 OP(addx_cc)
192 {
193     uint32_t op1 = get_op(PARAM1);
194     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
195     uint32_t res;
196     if (env->cc_x) {
197         res = op1 + op2 + 1;
198         env->cc_x = (res <= op2);
199         env->cc_op = CC_OP_ADDX;
200     } else {
201         res = op1 + op2;
202         env->cc_x = (res < op2);
203         env->cc_op = CC_OP_ADD;
204     }
205     set_op(PARAM1, res);
206     FORCE_RET();
207 }
208
209 /* Logic ops.  */
210
211 OP(and32)
212 {
213     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
214     uint32_t op3 = get_op(PARAM3);
215     set_op(PARAM1, op2 & op3);
216     FORCE_RET();
217 }
218
219 OP(or32)
220 {
221     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
222     uint32_t op3 = get_op(PARAM3);
223     set_op(PARAM1, op2 | op3);
224     FORCE_RET();
225 }
226
227 OP(xor32)
228 {
229     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
230     uint32_t op3 = get_op(PARAM3);
231     set_op(PARAM1, op2 ^ op3);
232     FORCE_RET();
233 }
234
235 /* Shifts.  */
236 OP(shl32)
237 {
238     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
239     uint32_t op3 = get_op(PARAM3);
240     uint32_t result;
241     result = op2 << op3;
242     set_op(PARAM1, result);
243     FORCE_RET();
244 }
245
246 OP(shl_cc)
247 {
248     uint32_t op1 = get_op(PARAM1);
249     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
250     uint32_t result;
251     result = op1 << op2;
252     set_op(PARAM1, result);
253     env->cc_x = (op1 << (op2 - 1)) & 1;
254     FORCE_RET();
255 }
256
257 OP(shr32)
258 {
259     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
260     uint32_t op3 = get_op(PARAM3);
261     uint32_t result;
262     result = op2 >> op3;
263     set_op(PARAM1, result);
264     FORCE_RET();
265 }
266
267 OP(shr_cc)
268 {
269     uint32_t op1 = get_op(PARAM1);
270     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
271     uint32_t result;
272     result = op1 >> op2;
273     set_op(PARAM1, result);
274     env->cc_x = (op1 >> (op2 - 1)) & 1;
275     FORCE_RET();
276 }
277
278 OP(sar_cc)
279 {
280     int32_t op1 = get_op(PARAM1);
281     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
282     uint32_t result;
283     result = op1 >> op2;
284     set_op(PARAM1, result);
285     env->cc_x = (op1 >> (op2 - 1)) & 1;
286     FORCE_RET();
287 }
288
289 /* Value extend.  */
290
291 OP(ext8u32)
292 {
293     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
294     set_op(PARAM1, (uint8_t)op2);
295     FORCE_RET();
296 }
297
298 OP(ext8s32)
299 {
300     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
301     set_op(PARAM1, (int8_t)op2);
302     FORCE_RET();
303 }
304
305 OP(ext16u32)
306 {
307     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
308     set_op(PARAM1, (uint16_t)op2);
309     FORCE_RET();
310 }
311
312 OP(ext16s32)
313 {
314     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
315     set_op(PARAM1, (int16_t)op2);
316     FORCE_RET();
317 }
318
319 OP(flush_flags)
320 {
321     int cc_op  = PARAM1;
322     if (cc_op == CC_OP_DYNAMIC)
323         cc_op = env->cc_op;
324     cpu_m68k_flush_flags(env, cc_op);
325     FORCE_RET();
326 }
327
328 OP(divu)
329 {
330     uint32_t num;
331     uint32_t den;
332     uint32_t quot;
333     uint32_t rem;
334     uint32_t flags;
335     
336     num = env->div1;
337     den = env->div2;
338     /* ??? This needs to make sure the throwing location is accurate.  */
339     if (den == 0)
340         RAISE_EXCEPTION(EXCP_DIV0);
341     quot = num / den;
342     rem = num % den;
343     flags = 0;
344     /* Avoid using a PARAM1 of zero.  This breaks dyngen because it uses
345        the address of a symbol, and gcc knows symbols can't have address
346        zero.  */
347     if (PARAM1 == 2 && quot > 0xffff)
348         flags |= CCF_V;
349     if (quot == 0)
350         flags |= CCF_Z;
351     else if ((int32_t)quot < 0)
352         flags |= CCF_N;
353     env->div1 = quot;
354     env->div2 = rem;
355     env->cc_dest = flags;
356     FORCE_RET();
357 }
358
359 OP(divs)
360 {
361     int32_t num;
362     int32_t den;
363     int32_t quot;
364     int32_t rem;
365     int32_t flags;
366     
367     num = env->div1;
368     den = env->div2;
369     if (den == 0)
370         RAISE_EXCEPTION(EXCP_DIV0);
371     quot = num / den;
372     rem = num % den;
373     flags = 0;
374     if (PARAM1 == 2 && quot != (int16_t)quot)
375         flags |= CCF_V;
376     if (quot == 0)
377         flags |= CCF_Z;
378     else if (quot < 0)
379         flags |= CCF_N;
380     env->div1 = quot;
381     env->div2 = rem;
382     env->cc_dest = flags;
383     FORCE_RET();
384 }
385
386 OP(halt)
387 {
388     env->halted = 1;
389     RAISE_EXCEPTION(EXCP_HLT);
390     FORCE_RET();
391 }
392
393 OP(raise_exception)
394 {
395     RAISE_EXCEPTION(PARAM1);
396     FORCE_RET();
397 }
398
399 /* Floating point comparison sets flags differently to other instructions.  */
400
401 OP(sub_cmpf64)
402 {
403     float64 src0;
404     float64 src1;
405     src0 = get_opf64(PARAM2);
406     src1 = get_opf64(PARAM3);
407     set_opf64(PARAM1, helper_sub_cmpf64(env, src0, src1));
408     FORCE_RET();
409 }
410
411 OP(update_xflag_tst)
412 {
413     uint32_t op1 = get_op(PARAM1);
414     env->cc_x = op1;
415     FORCE_RET();
416 }
417
418 OP(update_xflag_lt)
419 {
420     uint32_t op1 = get_op(PARAM1);
421     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
422     env->cc_x = (op1 < op2);
423     FORCE_RET();
424 }
425
426 OP(get_xflag)
427 {
428     set_op(PARAM1, env->cc_x);
429     FORCE_RET();
430 }
431
432 OP(logic_cc)
433 {
434     uint32_t op1 = get_op(PARAM1);
435     env->cc_dest = op1;
436     FORCE_RET();
437 }
438
439 OP(update_cc_add)
440 {
441     uint32_t op1 = get_op(PARAM1);
442     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
443     env->cc_dest = op1;
444     env->cc_src = op2;
445     FORCE_RET();
446 }
447
448 OP(fp_result)
449 {
450     env->fp_result = get_opf64(PARAM1);
451     FORCE_RET();
452 }
453
454 OP(jmp)
455 {
456     GOTO_LABEL_PARAM(1);
457 }
458
459 /* These ops involve a function call, which probably requires a stack frame
460    and breaks things on some hosts.  */
461 OP(jmp_z32)
462 {
463     uint32_t arg = get_op(PARAM1);
464     if (arg == 0)
465         GOTO_LABEL_PARAM(2);
466     FORCE_RET();
467 }
468
469 OP(jmp_nz32)
470 {
471     uint32_t arg = get_op(PARAM1);
472     if (arg != 0)
473         GOTO_LABEL_PARAM(2);
474     FORCE_RET();
475 }
476
477 OP(jmp_s32)
478 {
479     int32_t arg = get_op(PARAM1);
480     if (arg < 0)
481         GOTO_LABEL_PARAM(2);
482     FORCE_RET();
483 }
484
485 OP(jmp_ns32)
486 {
487     int32_t arg = get_op(PARAM1);
488     if (arg >= 0)
489         GOTO_LABEL_PARAM(2);
490     FORCE_RET();
491 }
492
493 void OPPROTO op_goto_tb0(void)
494 {
495     GOTO_TB(op_goto_tb0, PARAM1, 0);
496 }
497
498 void OPPROTO op_goto_tb1(void)
499 {
500     GOTO_TB(op_goto_tb1, PARAM1, 1);
501 }
502
503 OP(exit_tb)
504 {
505     EXIT_TB();
506 }
507
508
509 /* Floating point.  */
510 OP(f64_to_i32)
511 {
512     set_op(PARAM1, float64_to_int32(get_opf64(PARAM2), &CPU_FP_STATUS));
513     FORCE_RET();
514 }
515
516 OP(f64_to_f32)
517 {
518     union {
519         float32 f;
520         uint32_t i;
521     } u;
522     u.f = float64_to_float32(get_opf64(PARAM2), &CPU_FP_STATUS);
523     set_op(PARAM1, u.i);
524     FORCE_RET();
525 }
526
527 OP(i32_to_f64)
528 {
529     set_opf64(PARAM1, int32_to_float64(get_op(PARAM2), &CPU_FP_STATUS));
530     FORCE_RET();
531 }
532
533 OP(f32_to_f64)
534 {
535     union {
536         float32 f;
537         uint32_t i;
538     } u;
539     u.i = get_op(PARAM2);
540     set_opf64(PARAM1, float32_to_float64(u.f, &CPU_FP_STATUS));
541     FORCE_RET();
542 }
543
544 OP(absf64)
545 {
546     float64 op0 = get_opf64(PARAM2);
547     set_opf64(PARAM1, float64_abs(op0));
548     FORCE_RET();
549 }
550
551 OP(chsf64)
552 {
553     float64 op0 = get_opf64(PARAM2);
554     set_opf64(PARAM1, float64_chs(op0));
555     FORCE_RET();
556 }
557
558 OP(sqrtf64)
559 {
560     float64 op0 = get_opf64(PARAM2);
561     set_opf64(PARAM1, float64_sqrt(op0, &CPU_FP_STATUS));
562     FORCE_RET();
563 }
564
565 OP(addf64)
566 {
567     float64 op0 = get_opf64(PARAM2);
568     float64 op1 = get_opf64(PARAM3);
569     set_opf64(PARAM1, float64_add(op0, op1, &CPU_FP_STATUS));
570     FORCE_RET();
571 }
572
573 OP(subf64)
574 {
575     float64 op0 = get_opf64(PARAM2);
576     float64 op1 = get_opf64(PARAM3);
577     set_opf64(PARAM1, float64_sub(op0, op1, &CPU_FP_STATUS));
578     FORCE_RET();
579 }
580
581 OP(mulf64)
582 {
583     float64 op0 = get_opf64(PARAM2);
584     float64 op1 = get_opf64(PARAM3);
585     set_opf64(PARAM1, float64_mul(op0, op1, &CPU_FP_STATUS));
586     FORCE_RET();
587 }
588
589 OP(divf64)
590 {
591     float64 op0 = get_opf64(PARAM2);
592     float64 op1 = get_opf64(PARAM3);
593     set_opf64(PARAM1, float64_div(op0, op1, &CPU_FP_STATUS));
594     FORCE_RET();
595 }
596
597 OP(iround_f64)
598 {
599     float64 op0 = get_opf64(PARAM2);
600     set_opf64(PARAM1, float64_round_to_int(op0, &CPU_FP_STATUS));
601     FORCE_RET();
602 }
603
604 OP(itrunc_f64)
605 {
606     float64 op0 = get_opf64(PARAM2);
607     set_opf64(PARAM1, float64_trunc_to_int(op0, &CPU_FP_STATUS));
608     FORCE_RET();
609 }
610
611 OP(compare_quietf64)
612 {
613     float64 op0 = get_opf64(PARAM2);
614     float64 op1 = get_opf64(PARAM3);
615     set_op(PARAM1, float64_compare_quiet(op0, op1, &CPU_FP_STATUS));
616     FORCE_RET();
617 }
618
619 OP(movec)
620 {
621     int op1 = get_op(PARAM1);
622     uint32_t op2 = get_op(PARAM2);
623     helper_movec(env, op1, op2);
624 }
625
626 /* Memory access.  */
627
628 #define MEMSUFFIX _raw
629 #include "op_mem.h"
630
631 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
632 #define MEMSUFFIX _user
633 #include "op_mem.h"
634 #define MEMSUFFIX _kernel
635 #include "op_mem.h"
636 #endif