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root/cebix/SheepShaver/src/kpx_cpu/sheepshaver_glue.cpp
(Generate patch)

Comparing SheepShaver/src/kpx_cpu/sheepshaver_glue.cpp (file contents):
Revision 1.17 by gbeauche, 2003-11-10T16:23:58Z vs.
Revision 1.30 by gbeauche, 2004-02-24T11:12:54Z

# Line 1 | Line 1
1   /*
2   *  sheepshaver_glue.cpp - Glue Kheperix CPU to SheepShaver CPU engine interface
3   *
4 < *  SheepShaver (C) 1997-2002 Christian Bauer and Marc Hellwig
4 > *  SheepShaver (C) 1997-2004 Christian Bauer and Marc Hellwig
5   *
6   *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7   *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
# Line 30 | Line 30
30   #include "sigsegv.h"
31   #include "cpu/ppc/ppc-cpu.hpp"
32   #include "cpu/ppc/ppc-operations.hpp"
33 + #include "cpu/ppc/ppc-instructions.hpp"
34 + #include "thunks.h"
35  
36   // Used for NativeOp trampolines
37   #include "video.h"
# Line 71 | Line 73 | static void enter_mon(void)
73   #endif
74   }
75  
76 + // From main_*.cpp
77 + extern uintptr SignalStackBase();
78 +
79 + // From rsrc_patches.cpp
80 + extern "C" void check_load_invoc(uint32 type, int16 id, uint32 h);
81 +
82 + // PowerPC EmulOp to exit from emulation looop
83 + const uint32 POWERPC_EXEC_RETURN = POWERPC_EMUL_OP | 1;
84 +
85   // Enable multicore (main/interrupts) cpu emulation?
86   #define MULTICORE_CPU (ASYNC_IRQ ? 1 : 0)
87  
# Line 92 | Line 103 | static KernelData * const kernel_data =
103   // SIGSEGV handler
104   static sigsegv_return_t sigsegv_handler(sigsegv_address_t, sigsegv_address_t);
105  
106 + // JIT Compiler enabled?
107 + static inline bool enable_jit_p()
108 + {
109 +        return PrefsFindBool("jit");
110 + }
111 +
112  
113   /**
114   *              PowerPC emulator glue with special 'sheep' opcodes
115   **/
116  
117 + enum {
118 +        PPC_I(SHEEP) = PPC_I(MAX),
119 +        PPC_I(SHEEP_MAX)
120 + };
121 +
122   class sheepshaver_cpu
123          : public powerpc_cpu
124   {
# Line 108 | Line 130 | public:
130          // Constructor
131          sheepshaver_cpu();
132  
133 <        // Condition Register accessors
133 >        // CR & XER accessors
134          uint32 get_cr() const           { return cr().get(); }
135          void set_cr(uint32 v)           { cr().set(v); }
136 +        uint32 get_xer() const          { return xer().get(); }
137 +        void set_xer(uint32 v)          { xer().set(v); }
138  
139 <        // Execution loop
140 <        void execute(uint32 entry, bool enable_cache = false);
139 >        // Execute EMUL_OP routine
140 >        void execute_emul_op(uint32 emul_op);
141  
142          // Execute 68k routine
143          void execute_68k(uint32 entry, M68kRegisters *r);
# Line 124 | Line 148 | public:
148          // Execute MacOS/PPC code
149          uint32 execute_macos_code(uint32 tvect, int nargs, uint32 const *args);
150  
151 +        // Compile one instruction
152 +        virtual bool compile1(codegen_context_t & cg_context);
153 +
154          // Resource manager thunk
155          void get_resource(uint32 old_get_resource);
156  
# Line 131 | Line 158 | public:
158          void interrupt(uint32 entry);
159          void handle_interrupt();
160  
134        // Lazy memory allocator (one item at a time)
135        void *operator new(size_t size)
136                { return allocator_helper< sheepshaver_cpu, lazy_allocator >::allocate(); }
137        void operator delete(void *p)
138                { allocator_helper< sheepshaver_cpu, lazy_allocator >::deallocate(p); }
139        // FIXME: really make surre array allocation fail at link time?
140        void *operator new[](size_t);
141        void operator delete[](void *p);
142
161          // Make sure the SIGSEGV handler can access CPU registers
162          friend sigsegv_return_t sigsegv_handler(sigsegv_address_t, sigsegv_address_t);
163   };
164  
165 < lazy_allocator< sheepshaver_cpu > allocator_helper< sheepshaver_cpu, lazy_allocator >::allocator;
165 > // Memory allocator returning areas aligned on 16-byte boundaries
166 > void *operator new(size_t size)
167 > {
168 >        void *p;
169 >
170 >        /* XXX: try different approaches */
171 >        if (posix_memalign(&p, 16, size) != 0)
172 >                throw std::bad_alloc();
173 >
174 >        return p;
175 > }
176 >
177 > void operator delete(void *p)
178 > {
179 >        free(p);
180 > }
181  
182   sheepshaver_cpu::sheepshaver_cpu()
183 <        : powerpc_cpu()
183 >        : powerpc_cpu(enable_jit_p())
184   {
185          init_decoder();
186   }
187  
188   void sheepshaver_cpu::init_decoder()
189   {
157 #ifndef PPC_NO_STATIC_II_INDEX_TABLE
158        static bool initialized = false;
159        if (initialized)
160                return;
161        initialized = true;
162 #endif
163
190          static const instr_info_t sheep_ii_table[] = {
191                  { "sheep",
192                    (execute_pmf)&sheepshaver_cpu::execute_sheep,
193                    NULL,
194 +                  PPC_I(SHEEP),
195                    D_form, 6, 0, CFLOW_JUMP | CFLOW_TRAP
196                  }
197          };
# Line 192 | Line 219 | typedef bit_field< 20, 20 > FN_field;
219   typedef bit_field< 21, 25 > NATIVE_OP_field;
220   typedef bit_field< 26, 31 > EMUL_OP_field;
221  
222 + // Execute EMUL_OP routine
223 + void sheepshaver_cpu::execute_emul_op(uint32 emul_op)
224 + {
225 +        M68kRegisters r68;
226 +        WriteMacInt32(XLM_68K_R25, gpr(25));
227 +        WriteMacInt32(XLM_RUN_MODE, MODE_EMUL_OP);
228 +        for (int i = 0; i < 8; i++)
229 +                r68.d[i] = gpr(8 + i);
230 +        for (int i = 0; i < 7; i++)
231 +                r68.a[i] = gpr(16 + i);
232 +        r68.a[7] = gpr(1);
233 +        uint32 saved_cr = get_cr() & CR_field<2>::mask();
234 +        uint32 saved_xer = get_xer();
235 +        EmulOp(&r68, gpr(24), emul_op);
236 +        set_cr(saved_cr);
237 +        set_xer(saved_xer);
238 +        for (int i = 0; i < 8; i++)
239 +                gpr(8 + i) = r68.d[i];
240 +        for (int i = 0; i < 7; i++)
241 +                gpr(16 + i) = r68.a[i];
242 +        gpr(1) = r68.a[7];
243 +        WriteMacInt32(XLM_RUN_MODE, MODE_68K);
244 + }
245 +
246   // Execute SheepShaver instruction
247   void sheepshaver_cpu::execute_sheep(uint32 opcode)
248   {
# Line 215 | Line 266 | void sheepshaver_cpu::execute_sheep(uint
266                          pc() += 4;
267                  break;
268  
269 <        default: {      // EMUL_OP
270 <                M68kRegisters r68;
220 <                WriteMacInt32(XLM_68K_R25, gpr(25));
221 <                WriteMacInt32(XLM_RUN_MODE, MODE_EMUL_OP);
222 <                for (int i = 0; i < 8; i++)
223 <                        r68.d[i] = gpr(8 + i);
224 <                for (int i = 0; i < 7; i++)
225 <                        r68.a[i] = gpr(16 + i);
226 <                r68.a[7] = gpr(1);
227 <                EmulOp(&r68, gpr(24), EMUL_OP_field::extract(opcode) - 3);
228 <                for (int i = 0; i < 8; i++)
229 <                        gpr(8 + i) = r68.d[i];
230 <                for (int i = 0; i < 7; i++)
231 <                        gpr(16 + i) = r68.a[i];
232 <                gpr(1) = r68.a[7];
233 <                WriteMacInt32(XLM_RUN_MODE, MODE_68K);
269 >        default:        // EMUL_OP
270 >                execute_emul_op(EMUL_OP_field::extract(opcode) - 3);
271                  pc() += 4;
272                  break;
273          }
237        }
274   }
275  
276 < // Execution loop
277 < void sheepshaver_cpu::execute(uint32 entry, bool enable_cache)
276 > // Compile one instruction
277 > bool sheepshaver_cpu::compile1(codegen_context_t & cg_context)
278   {
279 <        powerpc_cpu::execute(entry, enable_cache);
279 > #if PPC_ENABLE_JIT
280 >        const instr_info_t *ii = cg_context.instr_info;
281 >        if (ii->mnemo != PPC_I(SHEEP))
282 >                return false;
283 >
284 >        bool compiled = false;
285 >        powerpc_dyngen & dg = cg_context.codegen;
286 >        uint32 opcode = cg_context.opcode;
287 >
288 >        switch (opcode & 0x3f) {
289 >        case 0:         // EMUL_RETURN
290 >                dg.gen_invoke(QuitEmulator);
291 >                compiled = true;
292 >                break;
293 >
294 >        case 1:         // EXEC_RETURN
295 >                dg.gen_spcflags_set(SPCFLAG_CPU_EXEC_RETURN);
296 >                compiled = true;
297 >                break;
298 >
299 >        case 2: {       // EXEC_NATIVE
300 >                uint32 selector = NATIVE_OP_field::extract(opcode);
301 >                switch (selector) {
302 >                case NATIVE_PATCH_NAME_REGISTRY:
303 >                        dg.gen_invoke(DoPatchNameRegistry);
304 >                        compiled = true;
305 >                        break;
306 >                case NATIVE_VIDEO_INSTALL_ACCEL:
307 >                        dg.gen_invoke(VideoInstallAccel);
308 >                        compiled = true;
309 >                        break;
310 >                case NATIVE_VIDEO_VBL:
311 >                        dg.gen_invoke(VideoVBL);
312 >                        compiled = true;
313 >                        break;
314 >                case NATIVE_GET_RESOURCE:
315 >                case NATIVE_GET_1_RESOURCE:
316 >                case NATIVE_GET_IND_RESOURCE:
317 >                case NATIVE_GET_1_IND_RESOURCE:
318 >                case NATIVE_R_GET_RESOURCE: {
319 >                        static const uint32 get_resource_ptr[] = {
320 >                                XLM_GET_RESOURCE,
321 >                                XLM_GET_1_RESOURCE,
322 >                                XLM_GET_IND_RESOURCE,
323 >                                XLM_GET_1_IND_RESOURCE,
324 >                                XLM_R_GET_RESOURCE
325 >                        };
326 >                        uint32 old_get_resource = ReadMacInt32(get_resource_ptr[selector - NATIVE_GET_RESOURCE]);
327 >                        typedef void (*func_t)(dyngen_cpu_base, uint32);
328 >                        func_t func = (func_t)nv_mem_fun(&sheepshaver_cpu::get_resource).ptr();
329 >                        dg.gen_invoke_CPU_im(func, old_get_resource);
330 >                        compiled = true;
331 >                        break;
332 >                }
333 >                case NATIVE_DISABLE_INTERRUPT:
334 >                        dg.gen_invoke(DisableInterrupt);
335 >                        compiled = true;
336 >                        break;
337 >                case NATIVE_ENABLE_INTERRUPT:
338 >                        dg.gen_invoke(EnableInterrupt);
339 >                        compiled = true;
340 >                        break;
341 >                case NATIVE_CHECK_LOAD_INVOC:
342 >                        dg.gen_load_T0_GPR(3);
343 >                        dg.gen_load_T1_GPR(4);
344 >                        dg.gen_se_16_32_T1();
345 >                        dg.gen_load_T2_GPR(5);
346 >                        dg.gen_invoke_T0_T1_T2((void (*)(uint32, uint32, uint32))check_load_invoc);
347 >                        compiled = true;
348 >                        break;
349 >                }
350 >                if (FN_field::test(opcode)) {
351 >                        if (compiled) {
352 >                                dg.gen_load_A0_LR();
353 >                                dg.gen_set_PC_A0();
354 >                        }
355 >                        cg_context.done_compile = true;
356 >                }
357 >                else
358 >                        cg_context.done_compile = false;
359 >                break;
360 >        }
361 >
362 >        default: {      // EMUL_OP
363 >                typedef void (*func_t)(dyngen_cpu_base, uint32);
364 >                func_t func = (func_t)nv_mem_fun(&sheepshaver_cpu::execute_emul_op).ptr();
365 >                dg.gen_invoke_CPU_im(func, EMUL_OP_field::extract(opcode) - 3);
366 >                cg_context.done_compile = false;
367 >                compiled = true;
368 >                break;
369 >        }
370 >        }
371 >        return compiled;
372 > #endif
373 >        return false;
374   }
375  
376   // Handle MacOS interrupt
# Line 260 | Line 390 | void sheepshaver_cpu::interrupt(uint32 e
390   #endif
391  
392          // Initialize stack pointer to SheepShaver alternate stack base
393 <        gpr(1) = SheepStack1Base - 64;
393 >        gpr(1) = SignalStackBase() - 64;
394  
395          // Build trampoline to return from interrupt
396 <        uint32 trampoline[] = { htonl(POWERPC_EMUL_OP | 1) };
396 >        SheepVar32 trampoline = POWERPC_EXEC_RETURN;
397  
398          // Prepare registers for nanokernel interrupt routine
399          kernel_data->v[0x004 >> 2] = htonl(gpr(1));
# Line 282 | Line 412 | void sheepshaver_cpu::interrupt(uint32 e
412          gpr(1)  = KernelDataAddr;
413          gpr(7)  = ntohl(kernel_data->v[0x660 >> 2]);
414          gpr(8)  = 0;
415 <        gpr(10) = (uint32)trampoline;
416 <        gpr(12) = (uint32)trampoline;
415 >        gpr(10) = trampoline.addr();
416 >        gpr(12) = trampoline.addr();
417          gpr(13) = get_cr();
418  
419          // rlwimi. r7,r7,8,0,0
# Line 420 | Line 550 | uint32 sheepshaver_cpu::execute_macos_co
550          uint32 saved_ctr= ctr();
551  
552          // Build trampoline with EXEC_RETURN
553 <        uint32 trampoline[] = { htonl(POWERPC_EMUL_OP | 1) };
554 <        lr() = (uint32)trampoline;
553 >        SheepVar32 trampoline = POWERPC_EXEC_RETURN;
554 >        lr() = trampoline.addr();
555  
556          gpr(1) -= 64;                                                           // Create stack frame
557          uint32 proc = ReadMacInt32(tvect);                      // Get routine address
# Line 465 | Line 595 | inline void sheepshaver_cpu::execute_ppc
595          // Save branch registers
596          uint32 saved_lr = lr();
597  
598 <        const uint32 trampoline[] = { htonl(POWERPC_EMUL_OP | 1) };
599 <        lr() = (uint32)trampoline;
598 >        SheepVar32 trampoline = POWERPC_EXEC_RETURN;
599 >        WriteMacInt32(trampoline.addr(), POWERPC_EXEC_RETURN);
600 >        lr() = trampoline.addr();
601  
602          execute(entry);
603  
# Line 475 | Line 606 | inline void sheepshaver_cpu::execute_ppc
606   }
607  
608   // Resource Manager thunk
478 extern "C" void check_load_invoc(uint32 type, int16 id, uint32 h);
479
609   inline void sheepshaver_cpu::get_resource(uint32 old_get_resource)
610   {
611          uint32 type = gpr(3);
# Line 586 | Line 715 | static sigsegv_return_t sigsegv_handler(
715                  else if (pc == ROM_BASE + 0x4a10a0 && (cpu->gpr(20) == 0xf3012002 || cpu->gpr(20) == 0xf3012000))
716                          return SIGSEGV_RETURN_SKIP_INSTRUCTION;
717  
718 +                // Ignore writes to the zero page
719 +                else if ((uint32)(addr - SheepMem::ZeroPage()) < (uint32)SheepMem::PageSize())
720 +                        return SIGSEGV_RETURN_SKIP_INSTRUCTION;
721 +
722                  // Ignore all other faults, if requested
723                  if (PrefsFindBool("ignoresegv"))
724                          return SIGSEGV_RETURN_SKIP_INSTRUCTION;
# Line 611 | Line 744 | void init_emul_ppc(void)
744          // Initialize main CPU emulator
745          main_cpu = new sheepshaver_cpu();
746          main_cpu->set_register(powerpc_registers::GPR(3), any_register((uint32)ROM_BASE + 0x30d000));
747 +        main_cpu->set_register(powerpc_registers::GPR(4), any_register(KernelDataAddr + 0x1000));
748          WriteMacInt32(XLM_RUN_MODE, MODE_68K);
749  
750   #if MULTICORE_CPU
# Line 675 | Line 809 | void exit_emul_ppc(void)
809   void emul_ppc(uint32 entry)
810   {
811          current_cpu = main_cpu;
812 < #if DEBUG
812 > #if 0
813          current_cpu->start_log();
814   #endif
815          // start emulation loop and enable code translation or caching
816 <        current_cpu->execute(entry, true);
816 >        current_cpu->execute(entry);
817   }
818  
819   /*
# Line 774 | Line 908 | void sheepshaver_cpu::handle_interrupt(v
908                                  if (InterruptFlags & INTFLAG_VIA) {
909                                          ClearInterruptFlag(INTFLAG_VIA);
910                                          ADBInterrupt();
911 <                                        ExecutePPC(VideoVBL);
911 >                                        ExecuteNative(NATIVE_VIDEO_VBL);
912                                  }
913                          }
914   #endif
# Line 784 | Line 918 | void sheepshaver_cpu::handle_interrupt(v
918          }
919   }
920  
787 /*
788 *  Execute NATIVE_OP opcode (called by PowerPC emulator)
789 */
790
791 #define POWERPC_NATIVE_OP_INIT(LR, OP) \
792                tswap32(POWERPC_EMUL_OP | ((LR) << 11) | (((uint32)OP) << 6) | 2)
793
794 // FIXME: Make sure 32-bit relocations are used
795 const uint32 NativeOpTable[NATIVE_OP_MAX] = {
796        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_PATCH_NAME_REGISTRY),
797        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_VIDEO_INSTALL_ACCEL),
798        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_VIDEO_VBL),
799        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_VIDEO_DO_DRIVER_IO),
800        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_ETHER_IRQ),
801        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_ETHER_INIT),
802        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_ETHER_TERM),
803        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_ETHER_OPEN),
804        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_ETHER_CLOSE),
805        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_ETHER_WPUT),
806        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_ETHER_RSRV),
807        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_SERIAL_NOTHING),
808        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_SERIAL_OPEN),
809        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_SERIAL_PRIME_IN),
810        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_SERIAL_PRIME_OUT),
811        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_SERIAL_CONTROL),
812        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_SERIAL_STATUS),
813        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_SERIAL_CLOSE),
814        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_GET_RESOURCE),
815        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_GET_1_RESOURCE),
816        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_GET_IND_RESOURCE),
817        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_GET_1_IND_RESOURCE),
818        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_R_GET_RESOURCE),
819        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(0, NATIVE_DISABLE_INTERRUPT),
820        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(0, NATIVE_ENABLE_INTERRUPT),
821        POWERPC_NATIVE_OP_INIT(1, NATIVE_MAKE_EXECUTABLE),
822 };
823
921   static void get_resource(void);
922   static void get_1_resource(void);
923   static void get_ind_resource(void);
# Line 923 | Line 1020 | static void NativeOp(int selector)
1020          case NATIVE_MAKE_EXECUTABLE:
1021                  MakeExecutable(0, (void *)GPR(4), GPR(5));
1022                  break;
1023 +        case NATIVE_CHECK_LOAD_INVOC:
1024 +                check_load_invoc(GPR(3), GPR(4), GPR(5));
1025 +                break;
1026          default:
1027                  printf("FATAL: NATIVE_OP called with bogus selector %d\n", selector);
1028                  QuitEmulator();
# Line 935 | Line 1035 | static void NativeOp(int selector)
1035   }
1036  
1037   /*
938 *  Execute native subroutine (LR must contain return address)
939 */
940
941 void ExecuteNative(int selector)
942 {
943        uint32 tvect[2];
944        tvect[0] = tswap32(POWERPC_NATIVE_OP_FUNC(selector));
945        tvect[1] = 0; // Fake TVECT
946        RoutineDescriptor desc = BUILD_PPC_ROUTINE_DESCRIPTOR(0, tvect);
947        M68kRegisters r;
948        Execute68k((uint32)&desc, &r);
949 }
950
951 /*
1038   *  Execute 68k subroutine (must be ended with EXEC_RETURN)
1039   *  This must only be called by the emul_thread when in EMUL_OP mode
1040   *  r->a[7] is unused, the routine runs on the caller's stack
# Line 966 | Line 1052 | void Execute68k(uint32 pc, M68kRegisters
1052  
1053   void Execute68kTrap(uint16 trap, M68kRegisters *r)
1054   {
1055 <        uint16 proc[2];
1056 <        proc[0] = htons(trap);
1057 <        proc[1] = htons(M68K_RTS);
1058 <        Execute68k((uint32)proc, r);
1055 >        SheepVar proc_var(4);
1056 >        uint32 proc = proc_var.addr();
1057 >        WriteMacInt16(proc, trap);
1058 >        WriteMacInt16(proc + 2, M68K_RTS);
1059 >        Execute68k(proc, r);
1060   }
1061  
1062   /*

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