MIPS FPU support (Marius Goeger)
[qemu] / target-mips / cpu.h
1 #if !defined (__MIPS_CPU_H__)
2 #define __MIPS_CPU_H__
3
4 #define TARGET_HAS_ICE 1
5
6 #include "mips-defs.h"
7 #include "cpu-defs.h"
8 #include "config.h"
9 #include "softfloat.h"
10
11 typedef union fpr_t fpr_t;
12 union fpr_t {
13     float64  fd;   /* ieee double precision */
14     float32  fs[2];/* ieee single precision */
15     uint64_t d;    /* binary single fixed-point */
16     uint32_t w[2]; /* binary single fixed-point */
17 };
18 /* define FP_ENDIAN_IDX to access the same location
19  * in the fpr_t union regardless of the host endianess
20  */
21 #if defined(WORDS_BIGENDIAN)
22 #  define FP_ENDIAN_IDX 1
23 #else
24 #  define FP_ENDIAN_IDX 0
25 #endif
26
27 #if defined(MIPS_USES_R4K_TLB)
28 typedef struct tlb_t tlb_t;
29 struct tlb_t {
30     target_ulong VPN;
31     target_ulong end;
32     target_ulong end2;
33     uint_fast8_t ASID;
34     uint_fast16_t G:1;
35     uint_fast16_t C0:3;
36     uint_fast16_t C1:3;
37     uint_fast16_t V0:1;
38     uint_fast16_t V1:1;
39     uint_fast16_t D0:1;
40     uint_fast16_t D1:1;
41     target_ulong PFN[2];
42 };
43 #endif
44
45 typedef struct CPUMIPSState CPUMIPSState;
46 struct CPUMIPSState {
47     /* General integer registers */
48     target_ulong gpr[32];
49     /* Special registers */
50     target_ulong PC;
51     uint32_t HI, LO;
52     uint32_t DCR; /* ? */
53 #if defined(MIPS_USES_FPU)
54     /* Floating point registers */
55     fpr_t fpr[16];
56 #define FPR(cpu, n) ((fpr_t*)&(cpu)->fpr[(n) / 2])
57 #define FPR_FD(cpu, n) (FPR(cpu, n)->fd)
58 #define FPR_FS(cpu, n) (FPR(cpu, n)->fs[((n) & 1) ^ FP_ENDIAN_IDX])
59 #define FPR_D(cpu, n)  (FPR(cpu, n)->d)
60 #define FPR_W(cpu, n)  (FPR(cpu, n)->w[((n) & 1) ^ FP_ENDIAN_IDX])
61
62 #ifndef USE_HOST_FLOAT_REGS
63     fpr_t ft0;
64     fpr_t ft1;
65     fpr_t ft2;
66 #endif
67     float_status fp_status;
68     /* fpu implementation/revision register */
69     uint32_t fcr0;
70     /* fcsr */
71     uint32_t fcr31;
72 #define SET_FP_COND(reg)     do { (reg) |= (1<<23); } while(0)
73 #define CLEAR_FP_COND(reg)   do { (reg) &= ~(1<<23); } while(0)
74 #define IS_FP_COND_SET(reg)  (((reg) & (1<<23)) != 0)
75 #define GET_FP_CAUSE(reg)    (((reg) >> 12) & 0x3f)
76 #define GET_FP_ENABLE(reg)   (((reg) >>  7) & 0x1f)
77 #define GET_FP_FLAGS(reg)    (((reg) >>  2) & 0x1f)
78 #define SET_FP_CAUSE(reg,v)  do { (reg) = ((reg) & ~(0x3f << 12)) | ((v) << 12); } while(0)
79 #define SET_FP_ENABLE(reg,v) do { (reg) = ((reg) & ~(0x1f <<  7)) | ((v) << 7); } while(0)
80 #define SET_FP_FLAGS(reg,v)  do { (reg) = ((reg) & ~(0x1f <<  2)) | ((v) << 2); } while(0)
81 #define FP_INEXACT        1
82 #define FP_UNDERFLOW      2
83 #define FP_OVERFLOW       4
84 #define FP_DIV0           8
85 #define FP_INVALID        16
86 #define FP_UNIMPLEMENTED  32
87                 
88 #endif
89 #if defined(MIPS_USES_R4K_TLB)
90     tlb_t tlb[16];
91 #endif
92     uint32_t CP0_index;
93     uint32_t CP0_random;
94     uint32_t CP0_EntryLo0;
95     uint32_t CP0_EntryLo1;
96     uint32_t CP0_Context;
97     uint32_t CP0_PageMask;
98     uint32_t CP0_Wired;
99     uint32_t CP0_BadVAddr;
100     uint32_t CP0_Count;
101     uint32_t CP0_EntryHi;
102     uint32_t CP0_Compare;
103     uint32_t CP0_Status;
104 #define CP0St_CU3   31
105 #define CP0St_CU2   30
106 #define CP0St_CU1   29
107 #define CP0St_CU0   28
108 #define CP0St_RP    27
109 #define CP0St_FR    26
110 #define CP0St_RE    25
111 #define CP0St_BEV   22
112 #define CP0St_TS    21
113 #define CP0St_SR    20
114 #define CP0St_NMI   19
115 #define CP0St_IM    8
116 #define CP0St_UM    4
117 #define CP0St_ERL   2
118 #define CP0St_EXL   1
119 #define CP0St_IE    0
120     uint32_t CP0_Cause;
121 #define CP0Ca_IV   23
122     uint32_t CP0_EPC;
123     uint32_t CP0_PRid;
124     uint32_t CP0_Config0;
125 #define CP0C0_M    31
126 #define CP0C0_K23  28
127 #define CP0C0_KU   25
128 #define CP0C0_MDU  20
129 #define CP0C0_MM   17
130 #define CP0C0_BM   16
131 #define CP0C0_BE   15
132 #define CP0C0_AT   13
133 #define CP0C0_AR   10
134 #define CP0C0_MT   7
135 #define CP0C0_K0   0
136     uint32_t CP0_Config1;
137 #define CP0C1_MMU  25
138 #define CP0C1_IS   22
139 #define CP0C1_IL   19
140 #define CP0C1_IA   16
141 #define CP0C1_DS   13
142 #define CP0C1_DL   10
143 #define CP0C1_DA   7
144 #define CP0C1_PC   4
145 #define CP0C1_WR   3
146 #define CP0C1_CA   2
147 #define CP0C1_EP   1
148 #define CP0C1_FP   0
149     uint32_t CP0_LLAddr;
150     uint32_t CP0_WatchLo;
151     uint32_t CP0_WatchHi;
152     uint32_t CP0_Debug;
153 #define CPDB_DBD   31
154 #define CP0DB_DM   30
155 #define CP0DB_LSNM 28
156 #define CP0DB_Doze 27
157 #define CP0DB_Halt 26
158 #define CP0DB_CNT  25
159 #define CP0DB_IBEP 24
160 #define CP0DB_DBEP 21
161 #define CP0DB_IEXI 20
162 #define CP0DB_VER  15
163 #define CP0DB_DEC  10
164 #define CP0DB_SSt  8
165 #define CP0DB_DINT 5
166 #define CP0DB_DIB  4
167 #define CP0DB_DDBS 3
168 #define CP0DB_DDBL 2
169 #define CP0DB_DBp  1
170 #define CP0DB_DSS  0
171     uint32_t CP0_DEPC;
172     uint32_t CP0_TagLo;
173     uint32_t CP0_DataLo;
174     uint32_t CP0_ErrorEPC;
175     uint32_t CP0_DESAVE;
176     /* Qemu */
177     struct QEMUTimer *timer; /* Internal timer */
178     int interrupt_request;
179     jmp_buf jmp_env;
180     int exception_index;
181     int error_code;
182     int user_mode_only; /* user mode only simulation */
183     uint32_t hflags;    /* CPU State */
184     /* TMASK defines different execution modes */
185 #define MIPS_HFLAG_TMASK  0x007F
186 #define MIPS_HFLAG_MODE   0x001F /* execution modes                    */
187 #define MIPS_HFLAG_UM     0x0001 /* user mode                          */
188 #define MIPS_HFLAG_ERL    0x0002 /* Error mode                         */
189 #define MIPS_HFLAG_EXL    0x0004 /* Exception mode                     */
190 #define MIPS_HFLAG_DM     0x0008 /* Debug mode                         */
191 #define MIPS_HFLAG_SM     0x0010 /* Supervisor mode                    */
192 #define MIPS_HFLAG_RE     0x0040 /* Reversed endianness                */
193     /* If translation is interrupted between the branch instruction and
194      * the delay slot, record what type of branch it is so that we can
195      * resume translation properly.  It might be possible to reduce
196      * this from three bits to two.  */
197 #define MIPS_HFLAG_BMASK  0x0380
198 #define MIPS_HFLAG_B      0x0080 /* Unconditional branch               */
199 #define MIPS_HFLAG_BC     0x0100 /* Conditional branch                 */
200 #define MIPS_HFLAG_BL     0x0180 /* Likely branch                      */
201 #define MIPS_HFLAG_BR     0x0200 /* branch to register (can't link TB) */
202     target_ulong btarget;        /* Jump / branch target               */
203     int bcond;                   /* Branch condition (if needed)       */
204
205     int halted; /* TRUE if the CPU is in suspend state */
206
207     CPU_COMMON
208 };
209
210 #include "cpu-all.h"
211
212 /* Memory access type :
213  * may be needed for precise access rights control and precise exceptions.
214  */
215 enum {
216     /* 1 bit to define user level / supervisor access */
217     ACCESS_USER  = 0x00,
218     ACCESS_SUPER = 0x01,
219     /* 1 bit to indicate direction */
220     ACCESS_STORE = 0x02,
221     /* Type of instruction that generated the access */
222     ACCESS_CODE  = 0x10, /* Code fetch access                */
223     ACCESS_INT   = 0x20, /* Integer load/store access        */
224     ACCESS_FLOAT = 0x30, /* floating point load/store access */
225 };
226
227 /* Exceptions */
228 enum {
229     EXCP_NONE          = -1,
230     EXCP_RESET         = 0,
231     EXCP_SRESET,
232     EXCP_DSS,
233     EXCP_DINT,
234     EXCP_NMI,
235     EXCP_MCHECK,
236     EXCP_EXT_INTERRUPT,
237     EXCP_DFWATCH,
238     EXCP_DIB, /* 8 */
239     EXCP_IWATCH,
240     EXCP_AdEL,
241     EXCP_AdES,
242     EXCP_TLBF,
243     EXCP_IBE,
244     EXCP_DBp,
245     EXCP_SYSCALL,
246     EXCP_BREAK, /* 16 */
247     EXCP_CpU,
248     EXCP_RI,
249     EXCP_OVERFLOW,
250     EXCP_TRAP,
251     EXCP_DDBS,
252     EXCP_DWATCH,
253     EXCP_LAE,
254     EXCP_SAE, /* 24 */
255     EXCP_LTLBL,
256     EXCP_TLBL,
257     EXCP_TLBS,
258     EXCP_DBE,
259     EXCP_DDBL,
260     EXCP_MTCP0         = 0x104, /* mtmsr instruction:               */
261                                 /* may change privilege level       */
262     EXCP_BRANCH        = 0x108, /* branch instruction               */
263     EXCP_ERET          = 0x10C, /* return from interrupt            */
264     EXCP_SYSCALL_USER  = 0x110, /* System call in user mode only    */
265     EXCP_FLUSH         = 0x109,
266 };
267
268 int cpu_mips_exec(CPUMIPSState *s);
269 CPUMIPSState *cpu_mips_init(void);
270 uint32_t cpu_mips_get_clock (void);
271
272 #endif /* !defined (__MIPS_CPU_H__) */