cpu.c

   1 /*
   2  * Target-specific parts of the CPU object
   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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  */
  19
  20 #include "qemu/osdep.h"
  21 #include "qemu-common.h"
  22 #include "qapi/error.h"
  23
  24 #include "exec/target_page.h"
  25 #include "hw/qdev-core.h"
  26 #include "hw/qdev-properties.h"
  27 #include "qemu/error-report.h"
  28 #include "migration/vmstate.h"
  29 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
  30 #include "qemu.h"
  31 #else
  32 #include "exec/address-spaces.h"
  33 #endif
  34 #include "sysemu/tcg.h"
  35 #include "sysemu/kvm.h"
  36 #include "sysemu/replay.h"
  37 #include "exec/translate-all.h"
  38 #include "exec/log.h"
  39 #include "hw/core/accel-cpu.h"
  40
  41 uintptr_t qemu_host_page_size;
  42 intptr_t qemu_host_page_mask;
  43
  44 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
  45 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
  46 {
  47     CPUState *cpu = opaque;
  48
  49     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
  50        version_id is increased. */
  51     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
  52     tlb_flush(cpu);
  53
  54     /* loadvm has just updated the content of RAM, bypassing the
  55      * usual mechanisms that ensure we flush TBs for writes to
  56      * memory we've translated code from. So we must flush all TBs,
  57      * which will now be stale.
  58      */
  59     tb_flush(cpu);
  60
  61     return 0;
  62 }
  63
  64 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
  65 {
  66     CPUState *cpu = opaque;
  67
  68     cpu->exception_index = -1;
  69
  70     return 0;
  71 }
  72
  73 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
  74 {
  75     CPUState *cpu = opaque;
  76
  77     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
  78 }
  79
  80 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
  81     .name = "cpu_common/exception_index",
  82     .version_id = 1,
  83     .minimum_version_id = 1,
  84     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
  85     .fields = (VMStateField[]) {
  86         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
  87         VMSTATE_END_OF_LIST()
  88     }
  89 };
  90
  91 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
  92 {
  93     CPUState *cpu = opaque;
  94
  95     return cpu->crash_occurred;
  96 }
  97
  98 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
  99     .name = "cpu_common/crash_occurred",
 100     .version_id = 1,
 101     .minimum_version_id = 1,
 102     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
 103     .fields = (VMStateField[]) {
 104         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
 105         VMSTATE_END_OF_LIST()
 106     }
 107 };
 108
 109 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
 110     .name = "cpu_common",
 111     .version_id = 1,
 112     .minimum_version_id = 1,
 113     .pre_load = cpu_common_pre_load,
 114     .post_load = cpu_common_post_load,
 115     .fields = (VMStateField[]) {
 116         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
 117         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
 118         VMSTATE_END_OF_LIST()
 119     },
 120     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
 121         &vmstate_cpu_common_exception_index,
 122         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
 123         NULL
 124     }
 125 };
 126 #endif
 127
 128 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
 129 {
 130     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
 131
 132     cpu_list_add(cpu);
 133
 134     if (cc->accel_cpu) {
 135         /* NB: errp parameter is unused currently */
 136         cc->accel_cpu->cpu_realizefn(cpu, errp);
 137     }
 138
 139 #ifdef CONFIG_TCG
 140     /* NB: errp parameter is unused currently */
 141     if (tcg_enabled()) {
 142         tcg_exec_realizefn(cpu, errp);
 143     }
 144 #endif /* CONFIG_TCG */
 145
 146 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
 147     assert(cc->vmsd == NULL);
 148 #else
 149     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
 150         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
 151     }
 152     if (cc->vmsd != NULL) {
 153         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
 154     }
 155 #endif /* CONFIG_USER_ONLY */
 156 }
 157
 158 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
 159 {
 160     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
 161
 162 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
 163     assert(cc->vmsd == NULL);
 164 #else
 165     if (cc->vmsd != NULL) {
 166         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
 167     }
 168     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
 169         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
 170     }
 171 #endif
 172 #ifdef CONFIG_TCG
 173     /* NB: errp parameter is unused currently */
 174     if (tcg_enabled()) {
 175         tcg_exec_unrealizefn(cpu);
 176     }
 177 #endif /* CONFIG_TCG */
 178
 179     cpu_list_remove(cpu);
 180 }
 181
 182 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
 183 {
 184     cpu->as = NULL;
 185     cpu->num_ases = 0;
 186
 187 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
 188     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
 189     cpu->memory = get_system_memory();
 190     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
 191 #endif
 192 }
 193
 194 const char *parse_cpu_option(const char *cpu_option)
 195 {
 196     ObjectClass *oc;
 197     CPUClass *cc;
 198     gchar **model_pieces;
 199     const char *cpu_type;
 200
 201     model_pieces = g_strsplit(cpu_option, ",", 2);
 202     if (!model_pieces[0]) {
 203         error_report("-cpu option cannot be empty");
 204         exit(1);
 205     }
 206
 207     oc = cpu_class_by_name(CPU_RESOLVING_TYPE, model_pieces[0]);
 208     if (oc == NULL) {
 209         error_report("unable to find CPU model '%s'", model_pieces[0]);
 210         g_strfreev(model_pieces);
 211         exit(EXIT_FAILURE);
 212     }
 213
 214     cpu_type = object_class_get_name(oc);
 215     cc = CPU_CLASS(oc);
 216     cc->parse_features(cpu_type, model_pieces[1], &error_fatal);
 217     g_strfreev(model_pieces);
 218     return cpu_type;
 219 }
 220
 221 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
 222 void tb_invalidate_phys_addr(target_ulong addr)
 223 {
 224     mmap_lock();
 225     tb_invalidate_phys_page_range(addr, addr + 1);
 226     mmap_unlock();
 227 }
 228
 229 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
 230 {
 231     tb_invalidate_phys_addr(pc);
 232 }
 233 #else
 234 void tb_invalidate_phys_addr(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs)
 235 {
 236     ram_addr_t ram_addr;
 237     MemoryRegion *mr;
 238     hwaddr l = 1;
 239
 240     if (!tcg_enabled()) {
 241         return;
 242     }
 243
 244     RCU_READ_LOCK_GUARD();
 245     mr = address_space_translate(as, addr, &addr, &l, false, attrs);
 246     if (!(memory_region_is_ram(mr)
 247           || memory_region_is_romd(mr))) {
 248         return;
 249     }
 250     ram_addr = memory_region_get_ram_addr(mr) + addr;
 251     tb_invalidate_phys_page_range(ram_addr, ram_addr + 1);
 252 }
 253
 254 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
 255 {
 256     /*
 257      * There may not be a virtual to physical translation for the pc
 258      * right now, but there may exist cached TB for this pc.
 259      * Flush the whole TB cache to force re-translation of such TBs.
 260      * This is heavyweight, but we're debugging anyway.
 261      */
 262     tb_flush(cpu);
 263 }
 264 #endif
 265
 266 /* Add a breakpoint.  */
 267 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
 268                           CPUBreakpoint **breakpoint)
 269 {
 270     CPUBreakpoint *bp;
 271
 272     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
 273
 274     bp->pc = pc;
 275     bp->flags = flags;
 276
 277     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
 278     if (flags & BP_GDB) {
 279         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
 280     } else {
 281         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
 282     }
 283
 284     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
 285
 286     if (breakpoint) {
 287         *breakpoint = bp;
 288     }
 289     return 0;
 290 }
 291
 292 /* Remove a specific breakpoint.  */
 293 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
 294 {
 295     CPUBreakpoint *bp;
 296
 297     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
 298         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
 299             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
 300             return 0;
 301         }
 302     }
 303     return -ENOENT;
 304 }
 305
 306 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
 307 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
 308 {
 309     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
 310
 311     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
 312
 313     g_free(breakpoint);
 314 }
 315
 316 /* Remove all matching breakpoints. */
 317 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
 318 {
 319     CPUBreakpoint *bp, *next;
 320
 321     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
 322         if (bp->flags & mask) {
 323             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
 324         }
 325     }
 326 }
 327
 328 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
 329    CPU loop after each instruction */
 330 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
 331 {
 332     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
 333         cpu->singlestep_enabled = enabled;
 334         if (kvm_enabled()) {
 335             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
 336         } else {
 337             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
 338             /* XXX: only flush what is necessary */
 339             tb_flush(cpu);
 340         }
 341     }
 342 }
 343
 344 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
 345 {
 346     va_list ap;
 347     va_list ap2;
 348
 349     va_start(ap, fmt);
 350     va_copy(ap2, ap);
 351     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
 352     vfprintf(stderr, fmt, ap);
 353     fprintf(stderr, "\n");
 354     cpu_dump_state(cpu, stderr, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
 355     if (qemu_log_separate()) {
 356         FILE *logfile = qemu_log_lock();
 357         qemu_log("qemu: fatal: ");
 358         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
 359         qemu_log("\n");
 360         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
 361         qemu_log_flush();
 362         qemu_log_unlock(logfile);
 363         qemu_log_close();
 364     }
 365     va_end(ap2);
 366     va_end(ap);
 367     replay_finish();
 368 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
 369     {
 370         struct sigaction act;
 371         sigfillset(&act.sa_mask);
 372         act.sa_handler = SIG_DFL;
 373         act.sa_flags = 0;
 374         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
 375     }
 376 #endif
 377     abort();
 378 }
 379
 380 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
 381 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
 382 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
 383                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
 384 {
 385     int flags;
 386     target_ulong l, page;
 387     void * p;
 388     uint8_t *buf = ptr;
 389
 390     while (len > 0) {
 391         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
 392         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
 393         if (l > len)
 394             l = len;
 395         flags = page_get_flags(page);
 396         if (!(flags & PAGE_VALID))
 397             return -1;
 398         if (is_write) {
 399             if (!(flags & PAGE_WRITE))
 400                 return -1;
 401             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
 402             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
 403                 return -1;
 404             memcpy(p, buf, l);
 405             unlock_user(p, addr, l);
 406         } else {
 407             if (!(flags & PAGE_READ))
 408                 return -1;
 409             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
 410             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
 411                 return -1;
 412             memcpy(buf, p, l);
 413             unlock_user(p, addr, 0);
 414         }
 415         len -= l;
 416         buf += l;
 417         addr += l;
 418     }
 419     return 0;
 420 }
 421 #endif
 422
 423 bool target_words_bigendian(void)
 424 {
 425 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
 426     return true;
 427 #else
 428     return false;
 429 #endif
 430 }
 431
 432 void page_size_init(void)
 433 {
 434     /* NOTE: we can always suppose that qemu_host_page_size >=
 435        TARGET_PAGE_SIZE */
 436     if (qemu_host_page_size == 0) {
 437         qemu_host_page_size = qemu_real_host_page_size;
 438     }
 439     if (qemu_host_page_size < TARGET_PAGE_SIZE) {
 440         qemu_host_page_size = TARGET_PAGE_SIZE;
 441     }
 442     qemu_host_page_mask = -(intptr_t)qemu_host_page_size;
 443 }