git.maemo.org Git - qemu/blob - target-i386/exec.h

   1 /*
   2  *  i386 execution defines
   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, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  */
  20 #include "config.h"
  21 #include "dyngen-exec.h"
  22
  23 /* XXX: factorize this mess */
  24 #if defined(__alpha__) || defined (__ia64__) || defined(__x86_64__)
  25 #define HOST_LONG_BITS 64
  26 #else
  27 #define HOST_LONG_BITS 32
  28 #endif
  29
  30 #ifdef TARGET_X86_64
  31 #define TARGET_LONG_BITS 64
  32 #else
  33 #define TARGET_LONG_BITS 32
  34 #endif
  35
  36 /* at least 4 register variables are defined */
  37 register struct CPUX86State *env asm(AREG0);
  38
  39 /* XXX: use 64 bit regs if HOST_LONG_BITS == 64 */
  40 #if TARGET_LONG_BITS == 32
  41
  42 register uint32_t T0 asm(AREG1);
  43 register uint32_t T1 asm(AREG2);
  44 register uint32_t T2 asm(AREG3);
  45
  46 /* if more registers are available, we define some registers too */
  47 #ifdef AREG4
  48 register uint32_t EAX asm(AREG4);
  49 #define reg_EAX
  50 #endif
  51
  52 #ifdef AREG5
  53 register uint32_t ESP asm(AREG5);
  54 #define reg_ESP
  55 #endif
  56
  57 #ifdef AREG6
  58 register uint32_t EBP asm(AREG6);
  59 #define reg_EBP
  60 #endif
  61
  62 #ifdef AREG7
  63 register uint32_t ECX asm(AREG7);
  64 #define reg_ECX
  65 #endif
  66
  67 #ifdef AREG8
  68 register uint32_t EDX asm(AREG8);
  69 #define reg_EDX
  70 #endif
  71
  72 #ifdef AREG9
  73 register uint32_t EBX asm(AREG9);
  74 #define reg_EBX
  75 #endif
  76
  77 #ifdef AREG10
  78 register uint32_t ESI asm(AREG10);
  79 #define reg_ESI
  80 #endif
  81
  82 #ifdef AREG11
  83 register uint32_t EDI asm(AREG11);
  84 #define reg_EDI
  85 #endif
  86
  87 #else
  88
  89 /* no registers can be used */
  90 #define T0 (env->t0)
  91 #define T1 (env->t1)
  92 #define T2 (env->t2)
  93
  94 #endif
  95
  96 #define A0 T2
  97
  98 extern FILE *logfile;
  99 extern int loglevel;
 100
 101 #ifndef reg_EAX
 102 #define EAX (env->regs[R_EAX])
 103 #endif
 104 #ifndef reg_ECX
 105 #define ECX (env->regs[R_ECX])
 106 #endif
 107 #ifndef reg_EDX
 108 #define EDX (env->regs[R_EDX])
 109 #endif
 110 #ifndef reg_EBX
 111 #define EBX (env->regs[R_EBX])
 112 #endif
 113 #ifndef reg_ESP
 114 #define ESP (env->regs[R_ESP])
 115 #endif
 116 #ifndef reg_EBP
 117 #define EBP (env->regs[R_EBP])
 118 #endif
 119 #ifndef reg_ESI
 120 #define ESI (env->regs[R_ESI])
 121 #endif
 122 #ifndef reg_EDI
 123 #define EDI (env->regs[R_EDI])
 124 #endif
 125 #define EIP  (env->eip)
 126 #define DF  (env->df)
 127
 128 #define CC_SRC (env->cc_src)
 129 #define CC_DST (env->cc_dst)
 130 #define CC_OP  (env->cc_op)
 131
 132 /* float macros */
 133 #define FT0    (env->ft0)
 134 #define ST0    (env->fpregs[env->fpstt])
 135 #define ST(n)  (env->fpregs[(env->fpstt + (n)) & 7])
 136 #define ST1    ST(1)
 137
 138 #ifdef USE_FP_CONVERT
 139 #define FP_CONVERT  (env->fp_convert)
 140 #endif
 141
 142 #include "cpu.h"
 143 #include "exec-all.h"
 144
 145 typedef struct CCTable {
 146     int (*compute_all)(void); /* return all the flags */
 147     int (*compute_c)(void);  /* return the C flag */
 148 } CCTable;
 149
 150 extern CCTable cc_table[];
 151
 152 void load_seg(int seg_reg, int selector);
 153 void helper_ljmp_protected_T0_T1(int next_eip);
 154 void helper_lcall_real_T0_T1(int shift, int next_eip);
 155 void helper_lcall_protected_T0_T1(int shift, int next_eip);
 156 void helper_iret_real(int shift);
 157 void helper_iret_protected(int shift, int next_eip);
 158 void helper_lret_protected(int shift, int addend);
 159 void helper_lldt_T0(void);
 160 void helper_ltr_T0(void);
 161 void helper_movl_crN_T0(int reg);
 162 void helper_movl_drN_T0(int reg);
 163 void helper_invlpg(unsigned int addr);
 164 void cpu_x86_update_cr0(CPUX86State *env, uint32_t new_cr0);
 165 void cpu_x86_update_cr3(CPUX86State *env, target_ulong new_cr3);
 166 void cpu_x86_update_cr4(CPUX86State *env, uint32_t new_cr4);
 167 void cpu_x86_flush_tlb(CPUX86State *env, uint32_t addr);
 168 int cpu_x86_handle_mmu_fault(CPUX86State *env, target_ulong addr,
 169                              int is_write, int is_user, int is_softmmu);
 170 void tlb_fill(target_ulong addr, int is_write, int is_user,
 171               void *retaddr);
 172 void __hidden cpu_lock(void);
 173 void __hidden cpu_unlock(void);
 174 void do_interrupt(int intno, int is_int, int error_code,
 175                   target_ulong next_eip, int is_hw);
 176 void do_interrupt_user(int intno, int is_int, int error_code,
 177                        target_ulong next_eip);
 178 void raise_interrupt(int intno, int is_int, int error_code,
 179                      unsigned int next_eip);
 180 void raise_exception_err(int exception_index, int error_code);
 181 void raise_exception(int exception_index);
 182 void __hidden cpu_loop_exit(void);
 183
 184 void OPPROTO op_movl_eflags_T0(void);
 185 void OPPROTO op_movl_T0_eflags(void);
 186 void raise_interrupt(int intno, int is_int, int error_code,
 187                      unsigned int next_eip);
 188 void raise_exception_err(int exception_index, int error_code);
 189 void raise_exception(int exception_index);
 190 void helper_divl_EAX_T0(void);
 191 void helper_idivl_EAX_T0(void);
 192 void helper_mulq_EAX_T0(void);
 193 void helper_imulq_EAX_T0(void);
 194 void helper_imulq_T0_T1(void);
 195 void helper_divq_EAX_T0(void);
 196 void helper_idivq_EAX_T0(void);
 197 void helper_cmpxchg8b(void);
 198 void helper_cpuid(void);
 199 void helper_enter_level(int level, int data32);
 200 void helper_sysenter(void);
 201 void helper_sysexit(void);
 202 void helper_syscall(int next_eip_addend);
 203 void helper_sysret(int dflag);
 204 void helper_rdtsc(void);
 205 void helper_rdmsr(void);
 206 void helper_wrmsr(void);
 207 void helper_lsl(void);
 208 void helper_lar(void);
 209 void helper_verr(void);
 210 void helper_verw(void);
 211
 212 void check_iob_T0(void);
 213 void check_iow_T0(void);
 214 void check_iol_T0(void);
 215 void check_iob_DX(void);
 216 void check_iow_DX(void);
 217 void check_iol_DX(void);
 218
 219 /* XXX: move that to a generic header */
 220 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 221
 222 #define ldul_user ldl_user
 223 #define ldul_kernel ldl_kernel
 224
 225 #define ACCESS_TYPE 0
 226 #define MEMSUFFIX _kernel
 227 #define DATA_SIZE 1
 228 #include "softmmu_header.h"
 229
 230 #define DATA_SIZE 2
 231 #include "softmmu_header.h"
 232
 233 #define DATA_SIZE 4
 234 #include "softmmu_header.h"
 235
 236 #define DATA_SIZE 8
 237 #include "softmmu_header.h"
 238 #undef ACCESS_TYPE
 239 #undef MEMSUFFIX
 240
 241 #define ACCESS_TYPE 1
 242 #define MEMSUFFIX _user
 243 #define DATA_SIZE 1
 244 #include "softmmu_header.h"
 245
 246 #define DATA_SIZE 2
 247 #include "softmmu_header.h"
 248
 249 #define DATA_SIZE 4
 250 #include "softmmu_header.h"
 251
 252 #define DATA_SIZE 8
 253 #include "softmmu_header.h"
 254 #undef ACCESS_TYPE
 255 #undef MEMSUFFIX
 256
 257 /* these access are slower, they must be as rare as possible */
 258 #define ACCESS_TYPE 2
 259 #define MEMSUFFIX _data
 260 #define DATA_SIZE 1
 261 #include "softmmu_header.h"
 262
 263 #define DATA_SIZE 2
 264 #include "softmmu_header.h"
 265
 266 #define DATA_SIZE 4
 267 #include "softmmu_header.h"
 268
 269 #define DATA_SIZE 8
 270 #include "softmmu_header.h"
 271 #undef ACCESS_TYPE
 272 #undef MEMSUFFIX
 273
 274 #define ldub(p) ldub_data(p)
 275 #define ldsb(p) ldsb_data(p)
 276 #define lduw(p) lduw_data(p)
 277 #define ldsw(p) ldsw_data(p)
 278 #define ldl(p) ldl_data(p)
 279 #define ldq(p) ldq_data(p)
 280
 281 #define stb(p, v) stb_data(p, v)
 282 #define stw(p, v) stw_data(p, v)
 283 #define stl(p, v) stl_data(p, v)
 284 #define stq(p, v) stq_data(p, v)
 285
 286 static inline double ldfq(target_ulong ptr)
 287 {
 288     union {
 289         double d;
 290         uint64_t i;
 291     } u;
 292     u.i = ldq(ptr);
 293     return u.d;
 294 }
 295
 296 static inline void stfq(target_ulong ptr, double v)
 297 {
 298     union {
 299         double d;
 300         uint64_t i;
 301     } u;
 302     u.d = v;
 303     stq(ptr, u.i);
 304 }
 305
 306 static inline float ldfl(target_ulong ptr)
 307 {
 308     union {
 309         float f;
 310         uint32_t i;
 311     } u;
 312     u.i = ldl(ptr);
 313     return u.f;
 314 }
 315
 316 static inline void stfl(target_ulong ptr, float v)
 317 {
 318     union {
 319         float f;
 320         uint32_t i;
 321     } u;
 322     u.f = v;
 323     stl(ptr, u.i);
 324 }
 325
 326 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
 327
 328 #ifdef USE_X86LDOUBLE
 329 /* use long double functions */
 330 #define lrint lrintl
 331 #define llrint llrintl
 332 #define fabs fabsl
 333 #define sin sinl
 334 #define cos cosl
 335 #define sqrt sqrtl
 336 #define pow powl
 337 #define log logl
 338 #define tan tanl
 339 #define atan2 atan2l
 340 #define floor floorl
 341 #define ceil ceill
 342 #define rint rintl
 343 #endif
 344
 345 #if !defined(_BSD)
 346 extern int lrint(CPU86_LDouble x);
 347 extern int64_t llrint(CPU86_LDouble x);
 348 #else
 349 #define lrint(d)                ((int)rint(d))
 350 #define llrint(d)               ((int)rint(d))
 351 #endif
 352 extern CPU86_LDouble fabs(CPU86_LDouble x);
 353 extern CPU86_LDouble sin(CPU86_LDouble x);
 354 extern CPU86_LDouble cos(CPU86_LDouble x);
 355 extern CPU86_LDouble sqrt(CPU86_LDouble x);
 356 extern CPU86_LDouble pow(CPU86_LDouble, CPU86_LDouble);
 357 extern CPU86_LDouble log(CPU86_LDouble x);
 358 extern CPU86_LDouble tan(CPU86_LDouble x);
 359 extern CPU86_LDouble atan2(CPU86_LDouble, CPU86_LDouble);
 360 extern CPU86_LDouble floor(CPU86_LDouble x);
 361 extern CPU86_LDouble ceil(CPU86_LDouble x);
 362 extern CPU86_LDouble rint(CPU86_LDouble x);
 363
 364 #define RC_MASK         0xc00
 365 #define RC_NEAR         0x000
 366 #define RC_DOWN         0x400
 367 #define RC_UP           0x800
 368 #define RC_CHOP         0xc00
 369
 370 #define MAXTAN 9223372036854775808.0
 371
 372 #ifdef __arm__
 373 /* we have no way to do correct rounding - a FPU emulator is needed */
 374 #define FE_DOWNWARD   FE_TONEAREST
 375 #define FE_UPWARD     FE_TONEAREST
 376 #define FE_TOWARDZERO FE_TONEAREST
 377 #endif
 378
 379 #ifdef USE_X86LDOUBLE
 380
 381 /* only for x86 */
 382 typedef union {
 383     long double d;
 384     struct {
 385         unsigned long long lower;
 386         unsigned short upper;
 387     } l;
 388 } CPU86_LDoubleU;
 389
 390 /* the following deal with x86 long double-precision numbers */
 391 #define MAXEXPD 0x7fff
 392 #define EXPBIAS 16383
 393 #define EXPD(fp)        (fp.l.upper & 0x7fff)
 394 #define SIGND(fp)       ((fp.l.upper) & 0x8000)
 395 #define MANTD(fp)       (fp.l.lower)
 396 #define BIASEXPONENT(fp) fp.l.upper = (fp.l.upper & ~(0x7fff)) | EXPBIAS
 397
 398 #else
 399
 400 /* NOTE: arm is horrible as double 32 bit words are stored in big endian ! */
 401 typedef union {
 402     double d;
 403 #if !defined(WORDS_BIGENDIAN) && !defined(__arm__)
 404     struct {
 405         uint32_t lower;
 406         int32_t upper;
 407     } l;
 408 #else
 409     struct {
 410         int32_t upper;
 411         uint32_t lower;
 412     } l;
 413 #endif
 414 #ifndef __arm__
 415     int64_t ll;
 416 #endif
 417 } CPU86_LDoubleU;
 418
 419 /* the following deal with IEEE double-precision numbers */
 420 #define MAXEXPD 0x7ff
 421 #define EXPBIAS 1023
 422 #define EXPD(fp)        (((fp.l.upper) >> 20) & 0x7FF)
 423 #define SIGND(fp)       ((fp.l.upper) & 0x80000000)
 424 #ifdef __arm__
 425 #define MANTD(fp)       (fp.l.lower | ((uint64_t)(fp.l.upper & ((1 << 20) - 1)) << 32))
 426 #else
 427 #define MANTD(fp)       (fp.ll & ((1LL << 52) - 1))
 428 #endif
 429 #define BIASEXPONENT(fp) fp.l.upper = (fp.l.upper & ~(0x7ff << 20)) | (EXPBIAS << 20)
 430 #endif
 431
 432 static inline void fpush(void)
 433 {
 434     env->fpstt = (env->fpstt - 1) & 7;
 435     env->fptags[env->fpstt] = 0; /* validate stack entry */
 436 }
 437
 438 static inline void fpop(void)
 439 {
 440     env->fptags[env->fpstt] = 1; /* invvalidate stack entry */
 441     env->fpstt = (env->fpstt + 1) & 7;
 442 }
 443
 444 #ifndef USE_X86LDOUBLE
 445 static inline CPU86_LDouble helper_fldt(target_ulong ptr)
 446 {
 447     CPU86_LDoubleU temp;
 448     int upper, e;
 449     uint64_t ll;
 450
 451     /* mantissa */
 452     upper = lduw(ptr + 8);
 453     /* XXX: handle overflow ? */
 454     e = (upper & 0x7fff) - 16383 + EXPBIAS; /* exponent */
 455     e |= (upper >> 4) & 0x800; /* sign */
 456     ll = (ldq(ptr) >> 11) & ((1LL << 52) - 1);
 457 #ifdef __arm__
 458     temp.l.upper = (e << 20) | (ll >> 32);
 459     temp.l.lower = ll;
 460 #else
 461     temp.ll = ll | ((uint64_t)e << 52);
 462 #endif
 463     return temp.d;
 464 }
 465
 466 static inline void helper_fstt(CPU86_LDouble f, uint8_t *ptr)
 467 {
 468     CPU86_LDoubleU temp;
 469     int e;
 470
 471     temp.d = f;
 472     /* mantissa */
 473     stq(ptr, (MANTD(temp) << 11) | (1LL << 63));
 474     /* exponent + sign */
 475     e = EXPD(temp) - EXPBIAS + 16383;
 476     e |= SIGND(temp) >> 16;
 477     stw(ptr + 8, e);
 478 }
 479 #else
 480
 481 /* XXX: same endianness assumed */
 482
 483 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
 484
 485 static inline CPU86_LDouble helper_fldt(target_ulong ptr)
 486 {
 487     return *(CPU86_LDouble *)ptr;
 488 }
 489
 490 static inline void helper_fstt(CPU86_LDouble f, target_ulong ptr)
 491 {
 492     *(CPU86_LDouble *)ptr = f;
 493 }
 494
 495 #else
 496
 497 /* we use memory access macros */
 498
 499 static inline CPU86_LDouble helper_fldt(target_ulong ptr)
 500 {
 501     CPU86_LDoubleU temp;
 502
 503     temp.l.lower = ldq(ptr);
 504     temp.l.upper = lduw(ptr + 8);
 505     return temp.d;
 506 }
 507
 508 static inline void helper_fstt(CPU86_LDouble f, target_ulong ptr)
 509 {
 510     CPU86_LDoubleU temp;
 511
 512     temp.d = f;
 513     stq(ptr, temp.l.lower);
 514     stw(ptr + 8, temp.l.upper);
 515 }
 516
 517 #endif /* !CONFIG_USER_ONLY */
 518
 519 #endif /* USE_X86LDOUBLE */
 520
 521 #define FPUS_IE (1 << 0)
 522 #define FPUS_DE (1 << 1)
 523 #define FPUS_ZE (1 << 2)
 524 #define FPUS_OE (1 << 3)
 525 #define FPUS_UE (1 << 4)
 526 #define FPUS_PE (1 << 5)
 527 #define FPUS_SF (1 << 6)
 528 #define FPUS_SE (1 << 7)
 529 #define FPUS_B  (1 << 15)
 530
 531 #define FPUC_EM 0x3f
 532
 533 extern const CPU86_LDouble f15rk[7];
 534
 535 void helper_fldt_ST0_A0(void);
 536 void helper_fstt_ST0_A0(void);
 537 void fpu_raise_exception(void);
 538 CPU86_LDouble helper_fdiv(CPU86_LDouble a, CPU86_LDouble b);
 539 void helper_fbld_ST0_A0(void);
 540 void helper_fbst_ST0_A0(void);
 541 void helper_f2xm1(void);
 542 void helper_fyl2x(void);
 543 void helper_fptan(void);
 544 void helper_fpatan(void);
 545 void helper_fxtract(void);
 546 void helper_fprem1(void);
 547 void helper_fprem(void);
 548 void helper_fyl2xp1(void);
 549 void helper_fsqrt(void);
 550 void helper_fsincos(void);
 551 void helper_frndint(void);
 552 void helper_fscale(void);
 553 void helper_fsin(void);
 554 void helper_fcos(void);
 555 void helper_fxam_ST0(void);
 556 void helper_fstenv(target_ulong ptr, int data32);
 557 void helper_fldenv(target_ulong ptr, int data32);
 558 void helper_fsave(target_ulong ptr, int data32);
 559 void helper_frstor(target_ulong ptr, int data32);
 560 void helper_fxsave(target_ulong ptr, int data64);
 561 void helper_fxrstor(target_ulong ptr, int data64);
 562 void restore_native_fp_state(CPUState *env);
 563 void save_native_fp_state(CPUState *env);
 564
 565 extern const uint8_t parity_table[256];
 566 extern const uint8_t rclw_table[32];
 567 extern const uint8_t rclb_table[32];
 568
 569 static inline uint32_t compute_eflags(void)
 570 {
 571     return env->eflags | cc_table[CC_OP].compute_all() | (DF & DF_MASK);
 572 }
 573
 574 /* NOTE: CC_OP must be modified manually to CC_OP_EFLAGS */
 575 static inline void load_eflags(int eflags, int update_mask)
 576 {
 577     CC_SRC = eflags & (CC_O | CC_S | CC_Z | CC_A | CC_P | CC_C);
 578     DF = 1 - (2 * ((eflags >> 10) & 1));
 579     env->eflags = (env->eflags & ~update_mask) |
 580         (eflags & update_mask);
 581 }
 582
 583 static inline void env_to_regs(void)
 584 {
 585 #ifdef reg_EAX
 586     EAX = env->regs[R_EAX];
 587 #endif
 588 #ifdef reg_ECX
 589     ECX = env->regs[R_ECX];
 590 #endif
 591 #ifdef reg_EDX
 592     EDX = env->regs[R_EDX];
 593 #endif
 594 #ifdef reg_EBX
 595     EBX = env->regs[R_EBX];
 596 #endif
 597 #ifdef reg_ESP
 598     ESP = env->regs[R_ESP];
 599 #endif
 600 #ifdef reg_EBP
 601     EBP = env->regs[R_EBP];
 602 #endif
 603 #ifdef reg_ESI
 604     ESI = env->regs[R_ESI];
 605 #endif
 606 #ifdef reg_EDI
 607     EDI = env->regs[R_EDI];
 608 #endif
 609 }
 610
 611 static inline void regs_to_env(void)
 612 {
 613 #ifdef reg_EAX
 614     env->regs[R_EAX] = EAX;
 615 #endif
 616 #ifdef reg_ECX
 617     env->regs[R_ECX] = ECX;
 618 #endif
 619 #ifdef reg_EDX
 620     env->regs[R_EDX] = EDX;
 621 #endif
 622 #ifdef reg_EBX
 623     env->regs[R_EBX] = EBX;
 624 #endif
 625 #ifdef reg_ESP
 626     env->regs[R_ESP] = ESP;
 627 #endif
 628 #ifdef reg_EBP
 629     env->regs[R_EBP] = EBP;
 630 #endif
 631 #ifdef reg_ESI
 632     env->regs[R_ESI] = ESI;
 633 #endif
 634 #ifdef reg_EDI
 635     env->regs[R_EDI] = EDI;
 636 #endif
 637 }