Add qemu 2.4.0
[kvmfornfv.git] / qemu / disas / libvixl / a64 / instructions-a64.h
diff --git a/qemu/disas/libvixl/a64/instructions-a64.h b/qemu/disas/libvixl/a64/instructions-a64.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f1d883c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,384 @@
+// Copyright 2013, ARM Limited
+// All rights reserved.
+//
+// Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+// modification, are permitted provided that the following conditions are met:
+//
+//   * Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
+//     this list of conditions and the following disclaimer.
+//   * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
+//     this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
+//     and/or other materials provided with the distribution.
+//   * Neither the name of ARM Limited nor the names of its contributors may be
+//     used to endorse or promote products derived from this software without
+//     specific prior written permission.
+//
+// THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS CONTRIBUTORS "AS IS" AND
+// ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
+// WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
+// DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
+// FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
+// DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
+// SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER
+// CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
+// OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+// OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+
+#ifndef VIXL_A64_INSTRUCTIONS_A64_H_
+#define VIXL_A64_INSTRUCTIONS_A64_H_
+
+#include "globals.h"
+#include "utils.h"
+#include "a64/constants-a64.h"
+
+namespace vixl {
+// ISA constants. --------------------------------------------------------------
+
+typedef uint32_t Instr;
+const unsigned kInstructionSize = 4;
+const unsigned kInstructionSizeLog2 = 2;
+const unsigned kLiteralEntrySize = 4;
+const unsigned kLiteralEntrySizeLog2 = 2;
+const unsigned kMaxLoadLiteralRange = 1 * MBytes;
+
+// This is the nominal page size (as used by the adrp instruction); the actual
+// size of the memory pages allocated by the kernel is likely to differ.
+const unsigned kPageSize = 4 * KBytes;
+const unsigned kPageSizeLog2 = 12;
+
+const unsigned kWRegSize = 32;
+const unsigned kWRegSizeLog2 = 5;
+const unsigned kWRegSizeInBytes = kWRegSize / 8;
+const unsigned kWRegSizeInBytesLog2 = kWRegSizeLog2 - 3;
+const unsigned kXRegSize = 64;
+const unsigned kXRegSizeLog2 = 6;
+const unsigned kXRegSizeInBytes = kXRegSize / 8;
+const unsigned kXRegSizeInBytesLog2 = kXRegSizeLog2 - 3;
+const unsigned kSRegSize = 32;
+const unsigned kSRegSizeLog2 = 5;
+const unsigned kSRegSizeInBytes = kSRegSize / 8;
+const unsigned kSRegSizeInBytesLog2 = kSRegSizeLog2 - 3;
+const unsigned kDRegSize = 64;
+const unsigned kDRegSizeLog2 = 6;
+const unsigned kDRegSizeInBytes = kDRegSize / 8;
+const unsigned kDRegSizeInBytesLog2 = kDRegSizeLog2 - 3;
+const uint64_t kWRegMask = UINT64_C(0xffffffff);
+const uint64_t kXRegMask = UINT64_C(0xffffffffffffffff);
+const uint64_t kSRegMask = UINT64_C(0xffffffff);
+const uint64_t kDRegMask = UINT64_C(0xffffffffffffffff);
+const uint64_t kSSignMask = UINT64_C(0x80000000);
+const uint64_t kDSignMask = UINT64_C(0x8000000000000000);
+const uint64_t kWSignMask = UINT64_C(0x80000000);
+const uint64_t kXSignMask = UINT64_C(0x8000000000000000);
+const uint64_t kByteMask = UINT64_C(0xff);
+const uint64_t kHalfWordMask = UINT64_C(0xffff);
+const uint64_t kWordMask = UINT64_C(0xffffffff);
+const uint64_t kXMaxUInt = UINT64_C(0xffffffffffffffff);
+const uint64_t kWMaxUInt = UINT64_C(0xffffffff);
+const int64_t kXMaxInt = INT64_C(0x7fffffffffffffff);
+const int64_t kXMinInt = INT64_C(0x8000000000000000);
+const int32_t kWMaxInt = INT32_C(0x7fffffff);
+const int32_t kWMinInt = INT32_C(0x80000000);
+const unsigned kLinkRegCode = 30;
+const unsigned kZeroRegCode = 31;
+const unsigned kSPRegInternalCode = 63;
+const unsigned kRegCodeMask = 0x1f;
+
+const unsigned kAddressTagOffset = 56;
+const unsigned kAddressTagWidth = 8;
+const uint64_t kAddressTagMask =
+    ((UINT64_C(1) << kAddressTagWidth) - 1) << kAddressTagOffset;
+VIXL_STATIC_ASSERT(kAddressTagMask == UINT64_C(0xff00000000000000));
+
+// AArch64 floating-point specifics. These match IEEE-754.
+const unsigned kDoubleMantissaBits = 52;
+const unsigned kDoubleExponentBits = 11;
+const unsigned kFloatMantissaBits = 23;
+const unsigned kFloatExponentBits = 8;
+
+// Floating-point infinity values.
+extern const float kFP32PositiveInfinity;
+extern const float kFP32NegativeInfinity;
+extern const double kFP64PositiveInfinity;
+extern const double kFP64NegativeInfinity;
+
+// The default NaN values (for FPCR.DN=1).
+extern const double kFP64DefaultNaN;
+extern const float kFP32DefaultNaN;
+
+
+enum LSDataSize {
+  LSByte        = 0,
+  LSHalfword    = 1,
+  LSWord        = 2,
+  LSDoubleWord  = 3
+};
+
+LSDataSize CalcLSPairDataSize(LoadStorePairOp op);
+
+enum ImmBranchType {
+  UnknownBranchType = 0,
+  CondBranchType    = 1,
+  UncondBranchType  = 2,
+  CompareBranchType = 3,
+  TestBranchType    = 4
+};
+
+enum AddrMode {
+  Offset,
+  PreIndex,
+  PostIndex
+};
+
+enum FPRounding {
+  // The first four values are encodable directly by FPCR<RMode>.
+  FPTieEven = 0x0,
+  FPPositiveInfinity = 0x1,
+  FPNegativeInfinity = 0x2,
+  FPZero = 0x3,
+
+  // The final rounding mode is only available when explicitly specified by the
+  // instruction (such as with fcvta). It cannot be set in FPCR.
+  FPTieAway
+};
+
+enum Reg31Mode {
+  Reg31IsStackPointer,
+  Reg31IsZeroRegister
+};
+
+// Instructions. ---------------------------------------------------------------
+
+class Instruction {
+ public:
+  Instr InstructionBits() const {
+    return *(reinterpret_cast<const Instr*>(this));
+  }
+
+  void SetInstructionBits(Instr new_instr) {
+    *(reinterpret_cast<Instr*>(this)) = new_instr;
+  }
+
+  int Bit(int pos) const {
+    return (InstructionBits() >> pos) & 1;
+  }
+
+  uint32_t Bits(int msb, int lsb) const {
+    return unsigned_bitextract_32(msb, lsb, InstructionBits());
+  }
+
+  int32_t SignedBits(int msb, int lsb) const {
+    int32_t bits = *(reinterpret_cast<const int32_t*>(this));
+    return signed_bitextract_32(msb, lsb, bits);
+  }
+
+  Instr Mask(uint32_t mask) const {
+    return InstructionBits() & mask;
+  }
+
+  #define DEFINE_GETTER(Name, HighBit, LowBit, Func)             \
+  int64_t Name() const { return Func(HighBit, LowBit); }
+  INSTRUCTION_FIELDS_LIST(DEFINE_GETTER)
+  #undef DEFINE_GETTER
+
+  // ImmPCRel is a compound field (not present in INSTRUCTION_FIELDS_LIST),
+  // formed from ImmPCRelLo and ImmPCRelHi.
+  int ImmPCRel() const {
+    int const offset = ((ImmPCRelHi() << ImmPCRelLo_width) | ImmPCRelLo());
+    int const width = ImmPCRelLo_width + ImmPCRelHi_width;
+    return signed_bitextract_32(width-1, 0, offset);
+  }
+
+  uint64_t ImmLogical() const;
+  float ImmFP32() const;
+  double ImmFP64() const;
+
+  LSDataSize SizeLSPair() const {
+    return CalcLSPairDataSize(
+             static_cast<LoadStorePairOp>(Mask(LoadStorePairMask)));
+  }
+
+  // Helpers.
+  bool IsCondBranchImm() const {
+    return Mask(ConditionalBranchFMask) == ConditionalBranchFixed;
+  }
+
+  bool IsUncondBranchImm() const {
+    return Mask(UnconditionalBranchFMask) == UnconditionalBranchFixed;
+  }
+
+  bool IsCompareBranch() const {
+    return Mask(CompareBranchFMask) == CompareBranchFixed;
+  }
+
+  bool IsTestBranch() const {
+    return Mask(TestBranchFMask) == TestBranchFixed;
+  }
+
+  bool IsPCRelAddressing() const {
+    return Mask(PCRelAddressingFMask) == PCRelAddressingFixed;
+  }
+
+  bool IsLogicalImmediate() const {
+    return Mask(LogicalImmediateFMask) == LogicalImmediateFixed;
+  }
+
+  bool IsAddSubImmediate() const {
+    return Mask(AddSubImmediateFMask) == AddSubImmediateFixed;
+  }
+
+  bool IsAddSubExtended() const {
+    return Mask(AddSubExtendedFMask) == AddSubExtendedFixed;
+  }
+
+  bool IsLoadOrStore() const {
+    return Mask(LoadStoreAnyFMask) == LoadStoreAnyFixed;
+  }
+
+  bool IsLoad() const;
+  bool IsStore() const;
+
+  bool IsLoadLiteral() const {
+    // This includes PRFM_lit.
+    return Mask(LoadLiteralFMask) == LoadLiteralFixed;
+  }
+
+  bool IsMovn() const {
+    return (Mask(MoveWideImmediateMask) == MOVN_x) ||
+           (Mask(MoveWideImmediateMask) == MOVN_w);
+  }
+
+  // Indicate whether Rd can be the stack pointer or the zero register. This
+  // does not check that the instruction actually has an Rd field.
+  Reg31Mode RdMode() const {
+    // The following instructions use sp or wsp as Rd:
+    //  Add/sub (immediate) when not setting the flags.
+    //  Add/sub (extended) when not setting the flags.
+    //  Logical (immediate) when not setting the flags.
+    // Otherwise, r31 is the zero register.
+    if (IsAddSubImmediate() || IsAddSubExtended()) {
+      if (Mask(AddSubSetFlagsBit)) {
+        return Reg31IsZeroRegister;
+      } else {
+        return Reg31IsStackPointer;
+      }
+    }
+    if (IsLogicalImmediate()) {
+      // Of the logical (immediate) instructions, only ANDS (and its aliases)
+      // can set the flags. The others can all write into sp.
+      // Note that some logical operations are not available to
+      // immediate-operand instructions, so we have to combine two masks here.
+      if (Mask(LogicalImmediateMask & LogicalOpMask) == ANDS) {
+        return Reg31IsZeroRegister;
+      } else {
+        return Reg31IsStackPointer;
+      }
+    }
+    return Reg31IsZeroRegister;
+  }
+
+  // Indicate whether Rn can be the stack pointer or the zero register. This
+  // does not check that the instruction actually has an Rn field.
+  Reg31Mode RnMode() const {
+    // The following instructions use sp or wsp as Rn:
+    //  All loads and stores.
+    //  Add/sub (immediate).
+    //  Add/sub (extended).
+    // Otherwise, r31 is the zero register.
+    if (IsLoadOrStore() || IsAddSubImmediate() || IsAddSubExtended()) {
+      return Reg31IsStackPointer;
+    }
+    return Reg31IsZeroRegister;
+  }
+
+  ImmBranchType BranchType() const {
+    if (IsCondBranchImm()) {
+      return CondBranchType;
+    } else if (IsUncondBranchImm()) {
+      return UncondBranchType;
+    } else if (IsCompareBranch()) {
+      return CompareBranchType;
+    } else if (IsTestBranch()) {
+      return TestBranchType;
+    } else {
+      return UnknownBranchType;
+    }
+  }
+
+  // Find the target of this instruction. 'this' may be a branch or a
+  // PC-relative addressing instruction.
+  const Instruction* ImmPCOffsetTarget() const;
+
+  // Patch a PC-relative offset to refer to 'target'. 'this' may be a branch or
+  // a PC-relative addressing instruction.
+  void SetImmPCOffsetTarget(const Instruction* target);
+  // Patch a literal load instruction to load from 'source'.
+  void SetImmLLiteral(const Instruction* source);
+
+  // Calculate the address of a literal referred to by a load-literal
+  // instruction, and return it as the specified type.
+  //
+  // The literal itself is safely mutable only if the backing buffer is safely
+  // mutable.
+  template <typename T>
+  T LiteralAddress() const {
+    uint64_t base_raw = reinterpret_cast<uintptr_t>(this);
+    ptrdiff_t offset = ImmLLiteral() << kLiteralEntrySizeLog2;
+    uint64_t address_raw = base_raw + offset;
+
+    // Cast the address using a C-style cast. A reinterpret_cast would be
+    // appropriate, but it can't cast one integral type to another.
+    T address = (T)(address_raw);
+
+    // Assert that the address can be represented by the specified type.
+    VIXL_ASSERT((uint64_t)(address) == address_raw);
+
+    return address;
+  }
+
+  uint32_t Literal32() const {
+    uint32_t literal;
+    memcpy(&literal, LiteralAddress<const void*>(), sizeof(literal));
+    return literal;
+  }
+
+  uint64_t Literal64() const {
+    uint64_t literal;
+    memcpy(&literal, LiteralAddress<const void*>(), sizeof(literal));
+    return literal;
+  }
+
+  float LiteralFP32() const {
+    return rawbits_to_float(Literal32());
+  }
+
+  double LiteralFP64() const {
+    return rawbits_to_double(Literal64());
+  }
+
+  const Instruction* NextInstruction() const {
+    return this + kInstructionSize;
+  }
+
+  const Instruction* InstructionAtOffset(int64_t offset) const {
+    VIXL_ASSERT(IsWordAligned(this + offset));
+    return this + offset;
+  }
+
+  template<typename T> static Instruction* Cast(T src) {
+    return reinterpret_cast<Instruction*>(src);
+  }
+
+  template<typename T> static const Instruction* CastConst(T src) {
+    return reinterpret_cast<const Instruction*>(src);
+  }
+
+ private:
+  int ImmBranch() const;
+
+  void SetPCRelImmTarget(const Instruction* target);
+  void SetBranchImmTarget(const Instruction* target);
+};
+}  // namespace vixl
+
+#endif  // VIXL_A64_INSTRUCTIONS_A64_H_