These changes are the raw update to qemu-2.6.
[kvmfornfv.git] / qemu / target-arm / arm-semi.c
1 /*
2  *  Arm "Angel" semihosting syscalls
3  *
4  *  Copyright (c) 2005, 2007 CodeSourcery.
5  *  Written by Paul Brook.
6  *
7  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
9  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10  *  (at your option) any later version.
11  *
12  *  This program 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
15  *  GNU General Public License for more details.
16  *
17  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
18  *  along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  */
20
21 #include "qemu/osdep.h"
22
23 #include "cpu.h"
24 #include "exec/semihost.h"
25 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
26 #include "qemu.h"
27
28 #define ARM_ANGEL_HEAP_SIZE (128 * 1024 * 1024)
29 #else
30 #include "qemu-common.h"
31 #include "exec/gdbstub.h"
32 #include "hw/arm/arm.h"
33 #include "qemu/cutils.h"
34 #endif
35
36 #define TARGET_SYS_OPEN        0x01
37 #define TARGET_SYS_CLOSE       0x02
38 #define TARGET_SYS_WRITEC      0x03
39 #define TARGET_SYS_WRITE0      0x04
40 #define TARGET_SYS_WRITE       0x05
41 #define TARGET_SYS_READ        0x06
42 #define TARGET_SYS_READC       0x07
43 #define TARGET_SYS_ISTTY       0x09
44 #define TARGET_SYS_SEEK        0x0a
45 #define TARGET_SYS_FLEN        0x0c
46 #define TARGET_SYS_TMPNAM      0x0d
47 #define TARGET_SYS_REMOVE      0x0e
48 #define TARGET_SYS_RENAME      0x0f
49 #define TARGET_SYS_CLOCK       0x10
50 #define TARGET_SYS_TIME        0x11
51 #define TARGET_SYS_SYSTEM      0x12
52 #define TARGET_SYS_ERRNO       0x13
53 #define TARGET_SYS_GET_CMDLINE 0x15
54 #define TARGET_SYS_HEAPINFO    0x16
55 #define TARGET_SYS_EXIT        0x18
56 #define TARGET_SYS_SYNCCACHE   0x19
57
58 /* ADP_Stopped_ApplicationExit is used for exit(0),
59  * anything else is implemented as exit(1) */
60 #define ADP_Stopped_ApplicationExit     (0x20026)
61
62 #ifndef O_BINARY
63 #define O_BINARY 0
64 #endif
65
66 #define GDB_O_RDONLY  0x000
67 #define GDB_O_WRONLY  0x001
68 #define GDB_O_RDWR    0x002
69 #define GDB_O_APPEND  0x008
70 #define GDB_O_CREAT   0x200
71 #define GDB_O_TRUNC   0x400
72 #define GDB_O_BINARY  0
73
74 static int gdb_open_modeflags[12] = {
75     GDB_O_RDONLY,
76     GDB_O_RDONLY | GDB_O_BINARY,
77     GDB_O_RDWR,
78     GDB_O_RDWR | GDB_O_BINARY,
79     GDB_O_WRONLY | GDB_O_CREAT | GDB_O_TRUNC,
80     GDB_O_WRONLY | GDB_O_CREAT | GDB_O_TRUNC | GDB_O_BINARY,
81     GDB_O_RDWR | GDB_O_CREAT | GDB_O_TRUNC,
82     GDB_O_RDWR | GDB_O_CREAT | GDB_O_TRUNC | GDB_O_BINARY,
83     GDB_O_WRONLY | GDB_O_CREAT | GDB_O_APPEND,
84     GDB_O_WRONLY | GDB_O_CREAT | GDB_O_APPEND | GDB_O_BINARY,
85     GDB_O_RDWR | GDB_O_CREAT | GDB_O_APPEND,
86     GDB_O_RDWR | GDB_O_CREAT | GDB_O_APPEND | GDB_O_BINARY
87 };
88
89 static int open_modeflags[12] = {
90     O_RDONLY,
91     O_RDONLY | O_BINARY,
92     O_RDWR,
93     O_RDWR | O_BINARY,
94     O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC,
95     O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC | O_BINARY,
96     O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,
97     O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC | O_BINARY,
98     O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND,
99     O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND | O_BINARY,
100     O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND,
101     O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND | O_BINARY
102 };
103
104 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
105 static inline uint32_t set_swi_errno(TaskState *ts, uint32_t code)
106 {
107     if (code == (uint32_t)-1)
108         ts->swi_errno = errno;
109     return code;
110 }
111 #else
112 static inline uint32_t set_swi_errno(CPUARMState *env, uint32_t code)
113 {
114     return code;
115 }
116
117 #include "exec/softmmu-semi.h"
118 #endif
119
120 static target_ulong arm_semi_syscall_len;
121
122 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
123 static target_ulong syscall_err;
124 #endif
125
126 static void arm_semi_cb(CPUState *cs, target_ulong ret, target_ulong err)
127 {
128     ARMCPU *cpu = ARM_CPU(cs);
129     CPUARMState *env = &cpu->env;
130 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
131     TaskState *ts = cs->opaque;
132 #endif
133     target_ulong reg0 = is_a64(env) ? env->xregs[0] : env->regs[0];
134
135     if (ret == (target_ulong)-1) {
136 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
137         ts->swi_errno = err;
138 #else
139         syscall_err = err;
140 #endif
141         reg0 = ret;
142     } else {
143         /* Fixup syscalls that use nonstardard return conventions.  */
144         switch (reg0) {
145         case TARGET_SYS_WRITE:
146         case TARGET_SYS_READ:
147             reg0 = arm_semi_syscall_len - ret;
148             break;
149         case TARGET_SYS_SEEK:
150             reg0 = 0;
151             break;
152         default:
153             reg0 = ret;
154             break;
155         }
156     }
157     if (is_a64(env)) {
158         env->xregs[0] = reg0;
159     } else {
160         env->regs[0] = reg0;
161     }
162 }
163
164 static target_ulong arm_flen_buf(ARMCPU *cpu)
165 {
166     /* Return an address in target memory of 64 bytes where the remote
167      * gdb should write its stat struct. (The format of this structure
168      * is defined by GDB's remote protocol and is not target-specific.)
169      * We put this on the guest's stack just below SP.
170      */
171     CPUARMState *env = &cpu->env;
172     target_ulong sp;
173
174     if (is_a64(env)) {
175         sp = env->xregs[31];
176     } else {
177         sp = env->regs[13];
178     }
179
180     return sp - 64;
181 }
182
183 static void arm_semi_flen_cb(CPUState *cs, target_ulong ret, target_ulong err)
184 {
185     ARMCPU *cpu = ARM_CPU(cs);
186     CPUARMState *env = &cpu->env;
187     /* The size is always stored in big-endian order, extract
188        the value. We assume the size always fit in 32 bits.  */
189     uint32_t size;
190     cpu_memory_rw_debug(cs, arm_flen_buf(cpu) + 32, (uint8_t *)&size, 4, 0);
191     size = be32_to_cpu(size);
192     if (is_a64(env)) {
193         env->xregs[0] = size;
194     } else {
195         env->regs[0] = size;
196     }
197 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
198     ((TaskState *)cs->opaque)->swi_errno = err;
199 #else
200     syscall_err = err;
201 #endif
202 }
203
204 static target_ulong arm_gdb_syscall(ARMCPU *cpu, gdb_syscall_complete_cb cb,
205                                     const char *fmt, ...)
206 {
207     va_list va;
208     CPUARMState *env = &cpu->env;
209
210     va_start(va, fmt);
211     gdb_do_syscallv(cb, fmt, va);
212     va_end(va);
213
214     /* FIXME: we are implicitly relying on the syscall completing
215      * before this point, which is not guaranteed. We should
216      * put in an explicit synchronization between this and
217      * the callback function.
218      */
219
220     return is_a64(env) ? env->xregs[0] : env->regs[0];
221 }
222
223 /* Read the input value from the argument block; fail the semihosting
224  * call if the memory read fails.
225  */
226 #define GET_ARG(n) do {                                 \
227     if (is_a64(env)) {                                  \
228         if (get_user_u64(arg ## n, args + (n) * 8)) {   \
229             return -1;                                  \
230         }                                               \
231     } else {                                            \
232         if (get_user_u32(arg ## n, args + (n) * 4)) {   \
233             return -1;                                  \
234         }                                               \
235     }                                                   \
236 } while (0)
237
238 #define SET_ARG(n, val)                                 \
239     (is_a64(env) ?                                      \
240      put_user_u64(val, args + (n) * 8) :                \
241      put_user_u32(val, args + (n) * 4))
242
243 target_ulong do_arm_semihosting(CPUARMState *env)
244 {
245     ARMCPU *cpu = arm_env_get_cpu(env);
246     CPUState *cs = CPU(cpu);
247     target_ulong args;
248     target_ulong arg0, arg1, arg2, arg3;
249     char * s;
250     int nr;
251     uint32_t ret;
252     uint32_t len;
253 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
254     TaskState *ts = cs->opaque;
255 #else
256     CPUARMState *ts = env;
257 #endif
258
259     if (is_a64(env)) {
260         /* Note that the syscall number is in W0, not X0 */
261         nr = env->xregs[0] & 0xffffffffU;
262         args = env->xregs[1];
263     } else {
264         nr = env->regs[0];
265         args = env->regs[1];
266     }
267
268     switch (nr) {
269     case TARGET_SYS_OPEN:
270         GET_ARG(0);
271         GET_ARG(1);
272         GET_ARG(2);
273         s = lock_user_string(arg0);
274         if (!s) {
275             /* FIXME - should this error code be -TARGET_EFAULT ? */
276             return (uint32_t)-1;
277         }
278         if (arg1 >= 12) {
279             unlock_user(s, arg0, 0);
280             return (uint32_t)-1;
281         }
282         if (strcmp(s, ":tt") == 0) {
283             int result_fileno = arg1 < 4 ? STDIN_FILENO : STDOUT_FILENO;
284             unlock_user(s, arg0, 0);
285             return result_fileno;
286         }
287         if (use_gdb_syscalls()) {
288             ret = arm_gdb_syscall(cpu, arm_semi_cb, "open,%s,%x,1a4", arg0,
289                                   (int)arg2+1, gdb_open_modeflags[arg1]);
290         } else {
291             ret = set_swi_errno(ts, open(s, open_modeflags[arg1], 0644));
292         }
293         unlock_user(s, arg0, 0);
294         return ret;
295     case TARGET_SYS_CLOSE:
296         GET_ARG(0);
297         if (use_gdb_syscalls()) {
298             return arm_gdb_syscall(cpu, arm_semi_cb, "close,%x", arg0);
299         } else {
300             return set_swi_errno(ts, close(arg0));
301         }
302     case TARGET_SYS_WRITEC:
303         {
304           char c;
305
306           if (get_user_u8(c, args))
307               /* FIXME - should this error code be -TARGET_EFAULT ? */
308               return (uint32_t)-1;
309           /* Write to debug console.  stderr is near enough.  */
310           if (use_gdb_syscalls()) {
311                 return arm_gdb_syscall(cpu, arm_semi_cb, "write,2,%x,1", args);
312           } else {
313                 return write(STDERR_FILENO, &c, 1);
314           }
315         }
316     case TARGET_SYS_WRITE0:
317         if (!(s = lock_user_string(args)))
318             /* FIXME - should this error code be -TARGET_EFAULT ? */
319             return (uint32_t)-1;
320         len = strlen(s);
321         if (use_gdb_syscalls()) {
322             return arm_gdb_syscall(cpu, arm_semi_cb, "write,2,%x,%x",
323                                    args, len);
324         } else {
325             ret = write(STDERR_FILENO, s, len);
326         }
327         unlock_user(s, args, 0);
328         return ret;
329     case TARGET_SYS_WRITE:
330         GET_ARG(0);
331         GET_ARG(1);
332         GET_ARG(2);
333         len = arg2;
334         if (use_gdb_syscalls()) {
335             arm_semi_syscall_len = len;
336             return arm_gdb_syscall(cpu, arm_semi_cb, "write,%x,%x,%x",
337                                    arg0, arg1, len);
338         } else {
339             s = lock_user(VERIFY_READ, arg1, len, 1);
340             if (!s) {
341                 /* FIXME - should this error code be -TARGET_EFAULT ? */
342                 return (uint32_t)-1;
343             }
344             ret = set_swi_errno(ts, write(arg0, s, len));
345             unlock_user(s, arg1, 0);
346             if (ret == (uint32_t)-1)
347                 return -1;
348             return len - ret;
349         }
350     case TARGET_SYS_READ:
351         GET_ARG(0);
352         GET_ARG(1);
353         GET_ARG(2);
354         len = arg2;
355         if (use_gdb_syscalls()) {
356             arm_semi_syscall_len = len;
357             return arm_gdb_syscall(cpu, arm_semi_cb, "read,%x,%x,%x",
358                                    arg0, arg1, len);
359         } else {
360             s = lock_user(VERIFY_WRITE, arg1, len, 0);
361             if (!s) {
362                 /* FIXME - should this error code be -TARGET_EFAULT ? */
363                 return (uint32_t)-1;
364             }
365             do {
366                 ret = set_swi_errno(ts, read(arg0, s, len));
367             } while (ret == -1 && errno == EINTR);
368             unlock_user(s, arg1, len);
369             if (ret == (uint32_t)-1)
370                 return -1;
371             return len - ret;
372         }
373     case TARGET_SYS_READC:
374        /* XXX: Read from debug console. Not implemented.  */
375         return 0;
376     case TARGET_SYS_ISTTY:
377         GET_ARG(0);
378         if (use_gdb_syscalls()) {
379             return arm_gdb_syscall(cpu, arm_semi_cb, "isatty,%x", arg0);
380         } else {
381             return isatty(arg0);
382         }
383     case TARGET_SYS_SEEK:
384         GET_ARG(0);
385         GET_ARG(1);
386         if (use_gdb_syscalls()) {
387             return arm_gdb_syscall(cpu, arm_semi_cb, "lseek,%x,%x,0",
388                                    arg0, arg1);
389         } else {
390             ret = set_swi_errno(ts, lseek(arg0, arg1, SEEK_SET));
391             if (ret == (uint32_t)-1)
392               return -1;
393             return 0;
394         }
395     case TARGET_SYS_FLEN:
396         GET_ARG(0);
397         if (use_gdb_syscalls()) {
398             return arm_gdb_syscall(cpu, arm_semi_flen_cb, "fstat,%x,%x",
399                                    arg0, arm_flen_buf(cpu));
400         } else {
401             struct stat buf;
402             ret = set_swi_errno(ts, fstat(arg0, &buf));
403             if (ret == (uint32_t)-1)
404                 return -1;
405             return buf.st_size;
406         }
407     case TARGET_SYS_TMPNAM:
408         /* XXX: Not implemented.  */
409         return -1;
410     case TARGET_SYS_REMOVE:
411         GET_ARG(0);
412         GET_ARG(1);
413         if (use_gdb_syscalls()) {
414             ret = arm_gdb_syscall(cpu, arm_semi_cb, "unlink,%s",
415                                   arg0, (int)arg1+1);
416         } else {
417             s = lock_user_string(arg0);
418             if (!s) {
419                 /* FIXME - should this error code be -TARGET_EFAULT ? */
420                 return (uint32_t)-1;
421             }
422             ret =  set_swi_errno(ts, remove(s));
423             unlock_user(s, arg0, 0);
424         }
425         return ret;
426     case TARGET_SYS_RENAME:
427         GET_ARG(0);
428         GET_ARG(1);
429         GET_ARG(2);
430         GET_ARG(3);
431         if (use_gdb_syscalls()) {
432             return arm_gdb_syscall(cpu, arm_semi_cb, "rename,%s,%s",
433                                    arg0, (int)arg1+1, arg2, (int)arg3+1);
434         } else {
435             char *s2;
436             s = lock_user_string(arg0);
437             s2 = lock_user_string(arg2);
438             if (!s || !s2)
439                 /* FIXME - should this error code be -TARGET_EFAULT ? */
440                 ret = (uint32_t)-1;
441             else
442                 ret = set_swi_errno(ts, rename(s, s2));
443             if (s2)
444                 unlock_user(s2, arg2, 0);
445             if (s)
446                 unlock_user(s, arg0, 0);
447             return ret;
448         }
449     case TARGET_SYS_CLOCK:
450         return clock() / (CLOCKS_PER_SEC / 100);
451     case TARGET_SYS_TIME:
452         return set_swi_errno(ts, time(NULL));
453     case TARGET_SYS_SYSTEM:
454         GET_ARG(0);
455         GET_ARG(1);
456         if (use_gdb_syscalls()) {
457             return arm_gdb_syscall(cpu, arm_semi_cb, "system,%s",
458                                    arg0, (int)arg1+1);
459         } else {
460             s = lock_user_string(arg0);
461             if (!s) {
462                 /* FIXME - should this error code be -TARGET_EFAULT ? */
463                 return (uint32_t)-1;
464             }
465             ret = set_swi_errno(ts, system(s));
466             unlock_user(s, arg0, 0);
467             return ret;
468         }
469     case TARGET_SYS_ERRNO:
470 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
471         return ts->swi_errno;
472 #else
473         return syscall_err;
474 #endif
475     case TARGET_SYS_GET_CMDLINE:
476         {
477             /* Build a command-line from the original argv.
478              *
479              * The inputs are:
480              *     * arg0, pointer to a buffer of at least the size
481              *               specified in arg1.
482              *     * arg1, size of the buffer pointed to by arg0 in
483              *               bytes.
484              *
485              * The outputs are:
486              *     * arg0, pointer to null-terminated string of the
487              *               command line.
488              *     * arg1, length of the string pointed to by arg0.
489              */
490
491             char *output_buffer;
492             size_t input_size;
493             size_t output_size;
494             int status = 0;
495 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
496             const char *cmdline;
497 #endif
498             GET_ARG(0);
499             GET_ARG(1);
500             input_size = arg1;
501             /* Compute the size of the output string.  */
502 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
503             cmdline = semihosting_get_cmdline();
504             if (cmdline == NULL) {
505                 cmdline = ""; /* Default to an empty line. */
506             }
507             output_size = strlen(cmdline) + 1; /* Count terminating 0. */
508 #else
509             unsigned int i;
510
511             output_size = ts->info->arg_end - ts->info->arg_start;
512             if (!output_size) {
513                 /* We special-case the "empty command line" case (argc==0).
514                    Just provide the terminating 0. */
515                 output_size = 1;
516             }
517 #endif
518
519             if (output_size > input_size) {
520                  /* Not enough space to store command-line arguments.  */
521                 return -1;
522             }
523
524             /* Adjust the command-line length.  */
525             if (SET_ARG(1, output_size - 1)) {
526                 /* Couldn't write back to argument block */
527                 return -1;
528             }
529
530             /* Lock the buffer on the ARM side.  */
531             output_buffer = lock_user(VERIFY_WRITE, arg0, output_size, 0);
532             if (!output_buffer) {
533                 return -1;
534             }
535
536             /* Copy the command-line arguments.  */
537 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
538             pstrcpy(output_buffer, output_size, cmdline);
539 #else
540             if (output_size == 1) {
541                 /* Empty command-line.  */
542                 output_buffer[0] = '\0';
543                 goto out;
544             }
545
546             if (copy_from_user(output_buffer, ts->info->arg_start,
547                                output_size)) {
548                 status = -1;
549                 goto out;
550             }
551
552             /* Separate arguments by white spaces.  */
553             for (i = 0; i < output_size - 1; i++) {
554                 if (output_buffer[i] == 0) {
555                     output_buffer[i] = ' ';
556                 }
557             }
558         out:
559 #endif
560             /* Unlock the buffer on the ARM side.  */
561             unlock_user(output_buffer, arg0, output_size);
562
563             return status;
564         }
565     case TARGET_SYS_HEAPINFO:
566         {
567             uint32_t *ptr;
568             uint32_t limit;
569             GET_ARG(0);
570
571 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
572             /* Some C libraries assume the heap immediately follows .bss, so
573                allocate it using sbrk.  */
574             if (!ts->heap_limit) {
575                 abi_ulong ret;
576
577                 ts->heap_base = do_brk(0);
578                 limit = ts->heap_base + ARM_ANGEL_HEAP_SIZE;
579                 /* Try a big heap, and reduce the size if that fails.  */
580                 for (;;) {
581                     ret = do_brk(limit);
582                     if (ret >= limit) {
583                         break;
584                     }
585                     limit = (ts->heap_base >> 1) + (limit >> 1);
586                 }
587                 ts->heap_limit = limit;
588             }
589
590             ptr = lock_user(VERIFY_WRITE, arg0, 16, 0);
591             if (!ptr) {
592                 /* FIXME - should this error code be -TARGET_EFAULT ? */
593                 return (uint32_t)-1;
594             }
595             ptr[0] = tswap32(ts->heap_base);
596             ptr[1] = tswap32(ts->heap_limit);
597             ptr[2] = tswap32(ts->stack_base);
598             ptr[3] = tswap32(0); /* Stack limit.  */
599             unlock_user(ptr, arg0, 16);
600 #else
601             limit = ram_size;
602             ptr = lock_user(VERIFY_WRITE, arg0, 16, 0);
603             if (!ptr) {
604                 /* FIXME - should this error code be -TARGET_EFAULT ? */
605                 return (uint32_t)-1;
606             }
607             /* TODO: Make this use the limit of the loaded application.  */
608             ptr[0] = tswap32(limit / 2);
609             ptr[1] = tswap32(limit);
610             ptr[2] = tswap32(limit); /* Stack base */
611             ptr[3] = tswap32(0); /* Stack limit.  */
612             unlock_user(ptr, arg0, 16);
613 #endif
614             return 0;
615         }
616     case TARGET_SYS_EXIT:
617         if (is_a64(env)) {
618             /* The A64 version of this call takes a parameter block,
619              * so the application-exit type can return a subcode which
620              * is the exit status code from the application.
621              */
622             GET_ARG(0);
623             GET_ARG(1);
624
625             if (arg0 == ADP_Stopped_ApplicationExit) {
626                 ret = arg1;
627             } else {
628                 ret = 1;
629             }
630         } else {
631             /* ARM specifies only Stopped_ApplicationExit as normal
632              * exit, everything else is considered an error */
633             ret = (args == ADP_Stopped_ApplicationExit) ? 0 : 1;
634         }
635         gdb_exit(env, ret);
636         exit(ret);
637     case TARGET_SYS_SYNCCACHE:
638         /* Clean the D-cache and invalidate the I-cache for the specified
639          * virtual address range. This is a nop for us since we don't
640          * implement caches. This is only present on A64.
641          */
642         if (is_a64(env)) {
643             return 0;
644         }
645         /* fall through -- invalid for A32/T32 */
646     default:
647         fprintf(stderr, "qemu: Unsupported SemiHosting SWI 0x%02x\n", nr);
648         cpu_dump_state(cs, stderr, fprintf, 0);
649         abort();
650     }
651 }