dev: consistently end device classes in 'Device'
[gem5.git] / src / arch / x86 / faults.cc
index 13341f1ded2a10a88624f6dbe986686c118fe23c..aa859052efbb75f648912f3fd5cd24acba6696d1 100644 (file)
@@ -1,4 +1,16 @@
 /*
+ * Copyright (c) 2007 The Hewlett-Packard Development Company
+ * All rights reserved.
+ *
+ * The license below extends only to copyright in the software and shall
+ * not be construed as granting a license to any other intellectual
+ * property including but not limited to intellectual property relating
+ * to a hardware implementation of the functionality of the software
+ * licensed hereunder.  You may use the software subject to the license
+ * terms below provided that you ensure that this notice is replicated
+ * unmodified and in its entirety in all distributions of the software,
+ * modified or unmodified, in source code or in binary form.
+ *
  * Copyright (c) 2003-2007 The Regents of The University of Michigan
  * All rights reserved.
  *
  * Authors: Gabe Black
  */
 
-/*
- * Copyright (c) 2007 The Hewlett-Packard Development Company
- * All rights reserved.
- *
- * Redistribution and use of this software in source and binary forms,
- * with or without modification, are permitted provided that the
- * following conditions are met:
- *
- * The software must be used only for Non-Commercial Use which means any
- * use which is NOT directed to receiving any direct monetary
- * compensation for, or commercial advantage from such use.  Illustrative
- * examples of non-commercial use are academic research, personal study,
- * teaching, education and corporate research & development.
- * Illustrative examples of commercial use are distributing products for
- * commercial advantage and providing services using the software for
- * commercial advantage.
- *
- * If you wish to use this software or functionality therein that may be
- * covered by patents for commercial use, please contact:
- *     Director of Intellectual Property Licensing
- *     Office of Strategy and Technology
- *     Hewlett-Packard Company
- *     1501 Page Mill Road
- *     Palo Alto, California  94304
- *
- * 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
- * the COPYRIGHT HOLDER(s), HEWLETT-PACKARD COMPANY, nor the names of its
- * contributors may be used to endorse or promote products derived from
- * this software without specific prior written permission.  No right of
- * sublicense is granted herewith.  Derivatives of the software and
- * output created using the software may be prepared, but only for
- * Non-Commercial Uses.  Derivatives of the software may be shared with
- * others provided: (i) the others agree to abide by the list of
- * conditions herein which includes the Non-Commercial Use restrictions;
- * and (ii) such Derivatives of the software include the above copyright
- * notice to acknowledge the contribution from this software where
- * applicable, this list of conditions and the disclaimer below.
- *
- * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND 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.
- *
- * Authors: Gabe Black
- */
-
+#include "arch/x86/generated/decoder.hh"
 #include "arch/x86/faults.hh"
+#include "arch/x86/isa_traits.hh"
 #include "base/trace.hh"
-#include "config/full_system.hh"
 #include "cpu/thread_context.hh"
-#if !FULL_SYSTEM
-#include "arch/x86/isa_traits.hh"
-#include "mem/page_table.hh"
-#include "sim/process.hh"
-#endif
+#include "debug/Faults.hh"
+#include "sim/full_system.hh"
 
 namespace X86ISA
 {
-#if FULL_SYSTEM
-    void X86Trap::invoke(ThreadContext * tc)
+    void X86FaultBase::invoke(ThreadContext * tc, StaticInstPtr inst)
+    {
+        if (!FullSystem) {
+            FaultBase::invoke(tc, inst);
+            return;
+        }
+
+        PCState pcState = tc->pcState();
+        Addr pc = pcState.pc();
+        DPRINTF(Faults, "RIP %#x: vector %d: %s\n",
+                pc, vector, describe());
+        using namespace X86ISAInst::RomLabels;
+        HandyM5Reg m5reg = tc->readMiscRegNoEffect(MISCREG_M5_REG);
+        MicroPC entry;
+        if (m5reg.mode == LongMode) {
+            if (isSoft()) {
+                entry = extern_label_longModeSoftInterrupt;
+            } else {
+                entry = extern_label_longModeInterrupt;
+            }
+        } else {
+            entry = extern_label_legacyModeInterrupt;
+        }
+        tc->setIntReg(INTREG_MICRO(1), vector);
+        tc->setIntReg(INTREG_MICRO(7), pc);
+        if (errorCode != (uint64_t)(-1)) {
+            if (m5reg.mode == LongMode) {
+                entry = extern_label_longModeInterruptWithError;
+            } else {
+                panic("Legacy mode interrupts with error codes "
+                        "aren't implementde.\n");
+            }
+            // Software interrupts shouldn't have error codes. If one
+            // does, there would need to be microcode to set it up.
+            assert(!isSoft());
+            tc->setIntReg(INTREG_MICRO(15), errorCode);
+        }
+        pcState.upc(romMicroPC(entry));
+        pcState.nupc(romMicroPC(entry) + 1);
+        tc->pcState(pcState);
+    }
+
+    std::string
+    X86FaultBase::describe() const
+    {
+        std::stringstream ss;
+        ccprintf(ss, "%s", mnemonic());
+        if (errorCode != (uint64_t)(-1)) {
+            ccprintf(ss, "(%#x)", errorCode);
+        }
+
+        return ss.str();
+    }
+    
+    void X86Trap::invoke(ThreadContext * tc, StaticInstPtr inst)
     {
-        panic("X86 faults are not implemented!");
+        X86FaultBase::invoke(tc);
+        if (!FullSystem)
+            return;
+
+        // This is the same as a fault, but it happens -after- the
+        // instruction.
+        PCState pc = tc->pcState();
+        pc.uEnd();
     }
 
-    void X86Abort::invoke(ThreadContext * tc)
+    void X86Abort::invoke(ThreadContext * tc, StaticInstPtr inst)
     {
-        panic("X86 faults are not implemented!");
+        panic("Abort exception!");
     }
 
-    void X86Interrupt::invoke(ThreadContext * tc)
+    void
+    InvalidOpcode::invoke(ThreadContext * tc, StaticInstPtr inst)
     {
-        panic("X86 faults are not implemented!");
+        if (FullSystem) {
+            X86Fault::invoke(tc, inst);
+        } else {
+            panic("Unrecognized/invalid instruction executed:\n %s",
+                    inst->machInst);
+        }
     }
-#else // !FULL_SYSTEM
-    void FakeITLBFault::invoke(ThreadContext * tc)
+
+    void PageFault::invoke(ThreadContext * tc, StaticInstPtr inst)
     {
-        DPRINTF(TLB, "Invoking an ITLB fault for address %#x at pc %#x.\n",
-                vaddr, tc->readPC());
-        Process *p = tc->getProcessPtr();
-        TlbEntry entry;
-        bool success = p->pTable->lookup(vaddr, entry);
-        if(!success) {
-            panic("Tried to execute unmapped address %#x.\n", vaddr);
+        if (FullSystem) {
+            HandyM5Reg m5reg = tc->readMiscRegNoEffect(MISCREG_M5_REG);
+            X86FaultBase::invoke(tc);
+            /*
+             * If something bad happens while trying to enter the page fault
+             * handler, I'm pretty sure that's a double fault and then all
+             * bets are off. That means it should be safe to update this
+             * state now.
+             */
+            if (m5reg.mode == LongMode) {
+                tc->setMiscReg(MISCREG_CR2, addr);
+            } else {
+                tc->setMiscReg(MISCREG_CR2, (uint32_t)addr);
+            }
         } else {
-            Addr alignedVaddr = p->pTable->pageAlign(vaddr);
-            DPRINTF(TLB, "Mapping %#x to %#x\n", alignedVaddr,
-                    entry.pageStart());
-            tc->getITBPtr()->insert(alignedVaddr, entry);
+            PageFaultErrorCode code = errorCode;
+            const char *modeStr = "";
+            if (code.fetch)
+                modeStr = "execute";
+            else if (code.write)
+                modeStr = "write";
+            else
+                modeStr = "read";
+            panic("Tried to %s unmapped address %#x.\n", modeStr, addr);
         }
     }
 
-    void FakeDTLBFault::invoke(ThreadContext * tc)
+    std::string
+    PageFault::describe() const
     {
-        DPRINTF(TLB, "Invoking an DTLB fault for address %#x at pc %#x.\n",
-                vaddr, tc->readPC());
-        Process *p = tc->getProcessPtr();
-        TlbEntry entry;
-        bool success = p->pTable->lookup(vaddr, entry);
-        if(!success) {
-            p->checkAndAllocNextPage(vaddr);
-            success = p->pTable->lookup(vaddr, entry);
+        std::stringstream ss;
+        ccprintf(ss, "%s at %#x", X86FaultBase::describe(), addr);
+        return ss.str();
+    }
+
+    void
+    InitInterrupt::invoke(ThreadContext *tc, StaticInstPtr inst)
+    {
+        DPRINTF(Faults, "Init interrupt.\n");
+        // The otherwise unmodified integer registers should be set to 0.
+        for (int index = 0; index < NUM_INTREGS; index++) {
+            tc->setIntReg(index, 0);
         }
-        if(!success) {
-            panic("Tried to access unmapped address %#x.\n", vaddr);
-        } else {
-            Addr alignedVaddr = p->pTable->pageAlign(vaddr);
-            DPRINTF(TLB, "Mapping %#x to %#x\n", alignedVaddr,
-                    entry.pageStart());
-            tc->getDTBPtr()->insert(alignedVaddr, entry);
+
+        CR0 cr0 = tc->readMiscReg(MISCREG_CR0);
+        CR0 newCR0 = 1 << 4;
+        newCR0.cd = cr0.cd;
+        newCR0.nw = cr0.nw;
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CR0, newCR0);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CR2, 0);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CR3, 0);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CR4, 0);
+
+        tc->setMiscReg(MISCREG_RFLAGS, 0x0000000000000002ULL);
+
+        tc->setMiscReg(MISCREG_EFER, 0);
+
+        SegAttr dataAttr = 0;
+        dataAttr.dpl = 0;
+        dataAttr.unusable = 0;
+        dataAttr.defaultSize = 0;
+        dataAttr.longMode = 0;
+        dataAttr.avl = 0;
+        dataAttr.granularity = 0;
+        dataAttr.present = 1;
+        dataAttr.type = 3;
+        dataAttr.writable = 1;
+        dataAttr.readable = 1;
+        dataAttr.expandDown = 0;
+        dataAttr.system = 1;
+
+        for (int seg = 0; seg != NUM_SEGMENTREGS; seg++) {
+            tc->setMiscReg(MISCREG_SEG_SEL(seg), 0);
+            tc->setMiscReg(MISCREG_SEG_BASE(seg), 0);
+            tc->setMiscReg(MISCREG_SEG_EFF_BASE(seg), 0);
+            tc->setMiscReg(MISCREG_SEG_LIMIT(seg), 0xffff);
+            tc->setMiscReg(MISCREG_SEG_ATTR(seg), dataAttr);
         }
+
+        SegAttr codeAttr = 0;
+        codeAttr.dpl = 0;
+        codeAttr.unusable = 0;
+        codeAttr.defaultSize = 0;
+        codeAttr.longMode = 0;
+        codeAttr.avl = 0;
+        codeAttr.granularity = 0;
+        codeAttr.present = 1;
+        codeAttr.type = 10;
+        codeAttr.writable = 0;
+        codeAttr.readable = 1;
+        codeAttr.expandDown = 0;
+        codeAttr.system = 1;
+
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CS, 0xf000);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CS_BASE,
+                0x00000000ffff0000ULL);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CS_EFF_BASE,
+                0x00000000ffff0000ULL);
+        // This has the base value pre-added.
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CS_LIMIT, 0xffffffff);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CS_ATTR, codeAttr);
+
+        PCState pc(0x000000000000fff0ULL + tc->readMiscReg(MISCREG_CS_BASE));
+        tc->pcState(pc);
+
+        tc->setMiscReg(MISCREG_TSG_BASE, 0);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_TSG_LIMIT, 0xffff);
+
+        tc->setMiscReg(MISCREG_IDTR_BASE, 0);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_IDTR_LIMIT, 0xffff);
+
+        tc->setMiscReg(MISCREG_TSL, 0);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_TSL_BASE, 0);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_TSL_LIMIT, 0xffff);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_TSL_ATTR, 0);
+
+        tc->setMiscReg(MISCREG_TR, 0);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_TR_BASE, 0);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_TR_LIMIT, 0xffff);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_TR_ATTR, 0);
+
+        // This value should be the family/model/stepping of the processor.
+        // (page 418). It should be consistent with the value from CPUID, but
+        // the actual value probably doesn't matter much.
+        tc->setIntReg(INTREG_RDX, 0);
+
+        tc->setMiscReg(MISCREG_DR0, 0);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_DR1, 0);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_DR2, 0);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_DR3, 0);
+
+        tc->setMiscReg(MISCREG_DR6, 0x00000000ffff0ff0ULL);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_DR7, 0x0000000000000400ULL);
+
+        tc->setMiscReg(MISCREG_MXCSR, 0x1f80);
+
+        // Flag all elements on the x87 stack as empty.
+        tc->setMiscReg(MISCREG_FTW, 0xFFFF);
+
+        // Update the handy M5 Reg.
+        tc->setMiscReg(MISCREG_M5_REG, 0);
+        MicroPC entry = X86ISAInst::RomLabels::extern_label_initIntHalt;
+        pc.upc(romMicroPC(entry));
+        pc.nupc(romMicroPC(entry) + 1);
+        tc->pcState(pc);
+    }
+
+    void
+    StartupInterrupt::invoke(ThreadContext *tc, StaticInstPtr inst)
+    {
+        DPRINTF(Faults, "Startup interrupt with vector %#x.\n", vector);
+        HandyM5Reg m5Reg = tc->readMiscReg(MISCREG_M5_REG);
+        if (m5Reg.mode != LegacyMode || m5Reg.submode != RealMode) {
+            panic("Startup IPI recived outside of real mode. "
+                    "Don't know what to do. %d, %d", m5Reg.mode, m5Reg.submode);
+        }
+
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CS, vector << 8);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CS_BASE, vector << 12);
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CS_EFF_BASE, vector << 12);
+        // This has the base value pre-added.
+        tc->setMiscReg(MISCREG_CS_LIMIT, 0xffff);
+
+        tc->pcState(tc->readMiscReg(MISCREG_CS_BASE));
     }
-#endif
 } // namespace X86ISA