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 #ifdef TARGET_X86_64
  25 #define TARGET_LONG_BITS 64
  26 #else
  27 #define TARGET_LONG_BITS 32
  28 #endif
  29
  30 #include "cpu-defs.h"
  31
  32 /* at least 4 register variables are defined */
  33 register struct CPUX86State *env asm(AREG0);
  34
  35 #if TARGET_LONG_BITS > HOST_LONG_BITS
  36
  37 /* no registers can be used */
  38 #define T0 (env->t0)
  39 #define T1 (env->t1)
  40 #define T2 (env->t2)
  41
  42 #else
  43
  44 /* XXX: use unsigned long instead of target_ulong - better code will
  45    be generated for 64 bit CPUs */
  46 register target_ulong T0 asm(AREG1);
  47 register target_ulong T1 asm(AREG2);
  48 register target_ulong T2 asm(AREG3);
  49
  50 /* if more registers are available, we define some registers too */
  51 #ifdef AREG4
  52 register target_ulong EAX asm(AREG4);
  53 #define reg_EAX
  54 #endif
  55
  56 #ifdef AREG5
  57 register target_ulong ESP asm(AREG5);
  58 #define reg_ESP
  59 #endif
  60
  61 #ifdef AREG6
  62 register target_ulong EBP asm(AREG6);
  63 #define reg_EBP
  64 #endif
  65
  66 #ifdef AREG7
  67 register target_ulong ECX asm(AREG7);
  68 #define reg_ECX
  69 #endif
  70
  71 #ifdef AREG8
  72 register target_ulong EDX asm(AREG8);
  73 #define reg_EDX
  74 #endif
  75
  76 #ifdef AREG9
  77 register target_ulong EBX asm(AREG9);
  78 #define reg_EBX
  79 #endif
  80
  81 #ifdef AREG10
  82 register target_ulong ESI asm(AREG10);
  83 #define reg_ESI
  84 #endif
  85
  86 #ifdef AREG11
  87 register target_ulong EDI asm(AREG11);
  88 #define reg_EDI
  89 #endif
  90
  91 #endif /* ! (TARGET_LONG_BITS > HOST_LONG_BITS) */
  92
  93 #define A0 T2
  94
  95 extern FILE *logfile;
  96 extern int loglevel;
  97
  98 #ifndef reg_EAX
  99 #define EAX (env->regs[R_EAX])
 100 #endif
 101 #ifndef reg_ECX
 102 #define ECX (env->regs[R_ECX])
 103 #endif
 104 #ifndef reg_EDX
 105 #define EDX (env->regs[R_EDX])
 106 #endif
 107 #ifndef reg_EBX
 108 #define EBX (env->regs[R_EBX])
 109 #endif
 110 #ifndef reg_ESP
 111 #define ESP (env->regs[R_ESP])
 112 #endif
 113 #ifndef reg_EBP
 114 #define EBP (env->regs[R_EBP])
 115 #endif
 116 #ifndef reg_ESI
 117 #define ESI (env->regs[R_ESI])
 118 #endif
 119 #ifndef reg_EDI
 120 #define EDI (env->regs[R_EDI])
 121 #endif
 122 #define EIP  (env->eip)
 123 #define DF  (env->df)
 124
 125 #define CC_SRC (env->cc_src)
 126 #define CC_DST (env->cc_dst)
 127 #define CC_OP  (env->cc_op)
 128
 129 /* float macros */
 130 #define FT0    (env->ft0)
 131 #define ST0    (env->fpregs[env->fpstt].d)
 132 #define ST(n)  (env->fpregs[(env->fpstt + (n)) & 7].d)
 133 #define ST1    ST(1)
 134
 135 #ifdef USE_FP_CONVERT
 136 #define FP_CONVERT  (env->fp_convert)
 137 #endif
 138
 139 #include "cpu.h"
 140 #include "exec-all.h"
 141
 142 typedef struct CCTable {
 143     int (*compute_all)(void); /* return all the flags */
 144     int (*compute_c)(void);  /* return the C flag */
 145 } CCTable;
 146
 147 extern CCTable cc_table[];
 148
 149 void load_seg(int seg_reg, int selector);
 150 void helper_ljmp_protected_T0_T1(int next_eip);
 151 void helper_lcall_real_T0_T1(int shift, int next_eip);
 152 void helper_lcall_protected_T0_T1(int shift, int next_eip);
 153 void helper_iret_real(int shift);
 154 void helper_iret_protected(int shift, int next_eip);
 155 void helper_lret_protected(int shift, int addend);
 156 void helper_lldt_T0(void);
 157 void helper_ltr_T0(void);
 158 void helper_movl_crN_T0(int reg);
 159 void helper_movl_drN_T0(int reg);
 160 void helper_invlpg(unsigned int addr);
 161 void cpu_x86_update_cr0(CPUX86State *env, uint32_t new_cr0);
 162 void cpu_x86_update_cr3(CPUX86State *env, target_ulong new_cr3);
 163 void cpu_x86_update_cr4(CPUX86State *env, uint32_t new_cr4);
 164 void cpu_x86_flush_tlb(CPUX86State *env, uint32_t addr);
 165 int cpu_x86_handle_mmu_fault(CPUX86State *env, target_ulong addr,
 166                              int is_write, int is_user, int is_softmmu);
 167 void tlb_fill(target_ulong addr, int is_write, int is_user,
 168               void *retaddr);
 169 void __hidden cpu_lock(void);
 170 void __hidden cpu_unlock(void);
 171 void do_interrupt(int intno, int is_int, int error_code,
 172                   target_ulong next_eip, int is_hw);
 173 void do_interrupt_user(int intno, int is_int, int error_code,
 174                        target_ulong next_eip);
 175 void raise_interrupt(int intno, int is_int, int error_code,
 176                      int next_eip_addend);
 177 void raise_exception_err(int exception_index, int error_code);
 178 void raise_exception(int exception_index);
 179 void __hidden cpu_loop_exit(void);
 180
 181 void OPPROTO op_movl_eflags_T0(void);
 182 void OPPROTO op_movl_T0_eflags(void);
 183 void helper_divl_EAX_T0(void);
 184 void helper_idivl_EAX_T0(void);
 185 void helper_mulq_EAX_T0(void);
 186 void helper_imulq_EAX_T0(void);
 187 void helper_imulq_T0_T1(void);
 188 void helper_divq_EAX_T0(void);
 189 void helper_idivq_EAX_T0(void);
 190 void helper_cmpxchg8b(void);
 191 void helper_cpuid(void);
 192 void helper_enter_level(int level, int data32);
 193 void helper_sysenter(void);
 194 void helper_sysexit(void);
 195 void helper_syscall(int next_eip_addend);
 196 void helper_sysret(int dflag);
 197 void helper_rdtsc(void);
 198 void helper_rdmsr(void);
 199 void helper_wrmsr(void);
 200 void helper_lsl(void);
 201 void helper_lar(void);
 202 void helper_verr(void);
 203 void helper_verw(void);
 204
 205 void check_iob_T0(void);
 206 void check_iow_T0(void);
 207 void check_iol_T0(void);
 208 void check_iob_DX(void);
 209 void check_iow_DX(void);
 210 void check_iol_DX(void);
 211
 212 /* XXX: move that to a generic header */
 213 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 214
 215 #define ldul_user ldl_user
 216 #define ldul_kernel ldl_kernel
 217
 218 #define ACCESS_TYPE 0
 219 #define MEMSUFFIX _kernel
 220 #define DATA_SIZE 1
 221 #include "softmmu_header.h"
 222
 223 #define DATA_SIZE 2
 224 #include "softmmu_header.h"
 225
 226 #define DATA_SIZE 4
 227 #include "softmmu_header.h"
 228
 229 #define DATA_SIZE 8
 230 #include "softmmu_header.h"
 231 #undef ACCESS_TYPE
 232 #undef MEMSUFFIX
 233
 234 #define ACCESS_TYPE 1
 235 #define MEMSUFFIX _user
 236 #define DATA_SIZE 1
 237 #include "softmmu_header.h"
 238
 239 #define DATA_SIZE 2
 240 #include "softmmu_header.h"
 241
 242 #define DATA_SIZE 4
 243 #include "softmmu_header.h"
 244
 245 #define DATA_SIZE 8
 246 #include "softmmu_header.h"
 247 #undef ACCESS_TYPE
 248 #undef MEMSUFFIX
 249
 250 /* these access are slower, they must be as rare as possible */
 251 #define ACCESS_TYPE 2
 252 #define MEMSUFFIX _data
 253 #define DATA_SIZE 1
 254 #include "softmmu_header.h"
 255
 256 #define DATA_SIZE 2
 257 #include "softmmu_header.h"
 258
 259 #define DATA_SIZE 4
 260 #include "softmmu_header.h"
 261
 262 #define DATA_SIZE 8
 263 #include "softmmu_header.h"
 264 #undef ACCESS_TYPE
 265 #undef MEMSUFFIX
 266
 267 #define ldub(p) ldub_data(p)
 268 #define ldsb(p) ldsb_data(p)
 269 #define lduw(p) lduw_data(p)
 270 #define ldsw(p) ldsw_data(p)
 271 #define ldl(p) ldl_data(p)
 272 #define ldq(p) ldq_data(p)
 273
 274 #define stb(p, v) stb_data(p, v)
 275 #define stw(p, v) stw_data(p, v)
 276 #define stl(p, v) stl_data(p, v)
 277 #define stq(p, v) stq_data(p, v)
 278
 279 static inline double ldfq(target_ulong ptr)
 280 {
 281     union {
 282         double d;
 283         uint64_t i;
 284     } u;
 285     u.i = ldq(ptr);
 286     return u.d;
 287 }
 288
 289 static inline void stfq(target_ulong ptr, double v)
 290 {
 291     union {
 292         double d;
 293         uint64_t i;
 294     } u;
 295     u.d = v;
 296     stq(ptr, u.i);
 297 }
 298
 299 static inline float ldfl(target_ulong ptr)
 300 {
 301     union {
 302         float f;
 303         uint32_t i;
 304     } u;
 305     u.i = ldl(ptr);
 306     return u.f;
 307 }
 308
 309 static inline void stfl(target_ulong ptr, float v)
 310 {
 311     union {
 312         float f;
 313         uint32_t i;
 314     } u;
 315     u.f = v;
 316     stl(ptr, u.i);
 317 }
 318
 319 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
 320
 321 #ifdef USE_X86LDOUBLE
 322 /* use long double functions */
 323 #define floatx_to_int32 floatx80_to_int32
 324 #define floatx_to_int64 floatx80_to_int64
 325 #define floatx_abs floatx80_abs
 326 #define floatx_chs floatx80_chs
 327 #define floatx_round_to_int floatx80_round_to_int
 328 #define sin sinl
 329 #define cos cosl
 330 #define sqrt sqrtl
 331 #define pow powl
 332 #define log logl
 333 #define tan tanl
 334 #define atan2 atan2l
 335 #define floor floorl
 336 #define ceil ceill
 337 #else
 338 #define floatx_to_int32 float64_to_int32
 339 #define floatx_to_int64 float64_to_int64
 340 #define floatx_abs float64_abs
 341 #define floatx_chs float64_chs
 342 #define floatx_round_to_int float64_round_to_int
 343 #endif
 344
 345 extern CPU86_LDouble sin(CPU86_LDouble x);
 346 extern CPU86_LDouble cos(CPU86_LDouble x);
 347 extern CPU86_LDouble sqrt(CPU86_LDouble x);
 348 extern CPU86_LDouble pow(CPU86_LDouble, CPU86_LDouble);
 349 extern CPU86_LDouble log(CPU86_LDouble x);
 350 extern CPU86_LDouble tan(CPU86_LDouble x);
 351 extern CPU86_LDouble atan2(CPU86_LDouble, CPU86_LDouble);
 352 extern CPU86_LDouble floor(CPU86_LDouble x);
 353 extern CPU86_LDouble ceil(CPU86_LDouble x);
 354
 355 #define RC_MASK         0xc00
 356 #define RC_NEAR         0x000
 357 #define RC_DOWN         0x400
 358 #define RC_UP           0x800
 359 #define RC_CHOP         0xc00
 360
 361 #define MAXTAN 9223372036854775808.0
 362
 363 #ifdef USE_X86LDOUBLE
 364
 365 /* only for x86 */
 366 typedef union {
 367     long double d;
 368     struct {
 369         unsigned long long lower;
 370         unsigned short upper;
 371     } l;
 372 } CPU86_LDoubleU;
 373
 374 /* the following deal with x86 long double-precision numbers */
 375 #define MAXEXPD 0x7fff
 376 #define EXPBIAS 16383
 377 #define EXPD(fp)        (fp.l.upper & 0x7fff)
 378 #define SIGND(fp)       ((fp.l.upper) & 0x8000)
 379 #define MANTD(fp)       (fp.l.lower)
 380 #define BIASEXPONENT(fp) fp.l.upper = (fp.l.upper & ~(0x7fff)) | EXPBIAS
 381
 382 #else
 383
 384 /* NOTE: arm is horrible as double 32 bit words are stored in big endian ! */
 385 typedef union {
 386     double d;
 387 #if !defined(WORDS_BIGENDIAN) && !defined(__arm__)
 388     struct {
 389         uint32_t lower;
 390         int32_t upper;
 391     } l;
 392 #else
 393     struct {
 394         int32_t upper;
 395         uint32_t lower;
 396     } l;
 397 #endif
 398 #ifndef __arm__
 399     int64_t ll;
 400 #endif
 401 } CPU86_LDoubleU;
 402
 403 /* the following deal with IEEE double-precision numbers */
 404 #define MAXEXPD 0x7ff
 405 #define EXPBIAS 1023
 406 #define EXPD(fp)        (((fp.l.upper) >> 20) & 0x7FF)
 407 #define SIGND(fp)       ((fp.l.upper) & 0x80000000)
 408 #ifdef __arm__
 409 #define MANTD(fp)       (fp.l.lower | ((uint64_t)(fp.l.upper & ((1 << 20) - 1)) << 32))
 410 #else
 411 #define MANTD(fp)       (fp.ll & ((1LL << 52) - 1))
 412 #endif
 413 #define BIASEXPONENT(fp) fp.l.upper = (fp.l.upper & ~(0x7ff << 20)) | (EXPBIAS << 20)
 414 #endif
 415
 416 static inline void fpush(void)
 417 {
 418     env->fpstt = (env->fpstt - 1) & 7;
 419     env->fptags[env->fpstt] = 0; /* validate stack entry */
 420 }
 421
 422 static inline void fpop(void)
 423 {
 424     env->fptags[env->fpstt] = 1; /* invvalidate stack entry */
 425     env->fpstt = (env->fpstt + 1) & 7;
 426 }
 427
 428 #ifndef USE_X86LDOUBLE
 429 static inline CPU86_LDouble helper_fldt(target_ulong ptr)
 430 {
 431     CPU86_LDoubleU temp;
 432     int upper, e;
 433     uint64_t ll;
 434
 435     /* mantissa */
 436     upper = lduw(ptr + 8);
 437     /* XXX: handle overflow ? */
 438     e = (upper & 0x7fff) - 16383 + EXPBIAS; /* exponent */
 439     e |= (upper >> 4) & 0x800; /* sign */
 440     ll = (ldq(ptr) >> 11) & ((1LL << 52) - 1);
 441 #ifdef __arm__
 442     temp.l.upper = (e << 20) | (ll >> 32);
 443     temp.l.lower = ll;
 444 #else
 445     temp.ll = ll | ((uint64_t)e << 52);
 446 #endif
 447     return temp.d;
 448 }
 449
 450 static inline void helper_fstt(CPU86_LDouble f, target_ulong ptr)
 451 {
 452     CPU86_LDoubleU temp;
 453     int e;
 454
 455     temp.d = f;
 456     /* mantissa */
 457     stq(ptr, (MANTD(temp) << 11) | (1LL << 63));
 458     /* exponent + sign */
 459     e = EXPD(temp) - EXPBIAS + 16383;
 460     e |= SIGND(temp) >> 16;
 461     stw(ptr + 8, e);
 462 }
 463 #else
 464
 465 /* XXX: same endianness assumed */
 466
 467 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
 468
 469 static inline CPU86_LDouble helper_fldt(target_ulong ptr)
 470 {
 471     return *(CPU86_LDouble *)ptr;
 472 }
 473
 474 static inline void helper_fstt(CPU86_LDouble f, target_ulong ptr)
 475 {
 476     *(CPU86_LDouble *)ptr = f;
 477 }
 478
 479 #else
 480
 481 /* we use memory access macros */
 482
 483 static inline CPU86_LDouble helper_fldt(target_ulong ptr)
 484 {
 485     CPU86_LDoubleU temp;
 486
 487     temp.l.lower = ldq(ptr);
 488     temp.l.upper = lduw(ptr + 8);
 489     return temp.d;
 490 }
 491
 492 static inline void helper_fstt(CPU86_LDouble f, target_ulong ptr)
 493 {
 494     CPU86_LDoubleU temp;
 495
 496     temp.d = f;
 497     stq(ptr, temp.l.lower);
 498     stw(ptr + 8, temp.l.upper);
 499 }
 500
 501 #endif /* !CONFIG_USER_ONLY */
 502
 503 #endif /* USE_X86LDOUBLE */
 504
 505 #define FPUS_IE (1 << 0)
 506 #define FPUS_DE (1 << 1)
 507 #define FPUS_ZE (1 << 2)
 508 #define FPUS_OE (1 << 3)
 509 #define FPUS_UE (1 << 4)
 510 #define FPUS_PE (1 << 5)
 511 #define FPUS_SF (1 << 6)
 512 #define FPUS_SE (1 << 7)
 513 #define FPUS_B  (1 << 15)
 514
 515 #define FPUC_EM 0x3f
 516
 517 extern const CPU86_LDouble f15rk[7];
 518
 519 void helper_fldt_ST0_A0(void);
 520 void helper_fstt_ST0_A0(void);
 521 void fpu_raise_exception(void);
 522 CPU86_LDouble helper_fdiv(CPU86_LDouble a, CPU86_LDouble b);
 523 void helper_fbld_ST0_A0(void);
 524 void helper_fbst_ST0_A0(void);
 525 void helper_f2xm1(void);
 526 void helper_fyl2x(void);
 527 void helper_fptan(void);
 528 void helper_fpatan(void);
 529 void helper_fxtract(void);
 530 void helper_fprem1(void);
 531 void helper_fprem(void);
 532 void helper_fyl2xp1(void);
 533 void helper_fsqrt(void);
 534 void helper_fsincos(void);
 535 void helper_frndint(void);
 536 void helper_fscale(void);
 537 void helper_fsin(void);
 538 void helper_fcos(void);
 539 void helper_fxam_ST0(void);
 540 void helper_fstenv(target_ulong ptr, int data32);
 541 void helper_fldenv(target_ulong ptr, int data32);
 542 void helper_fsave(target_ulong ptr, int data32);
 543 void helper_frstor(target_ulong ptr, int data32);
 544 void helper_fxsave(target_ulong ptr, int data64);
 545 void helper_fxrstor(target_ulong ptr, int data64);
 546 void restore_native_fp_state(CPUState *env);
 547 void save_native_fp_state(CPUState *env);
 548 float approx_rsqrt(float a);
 549 float approx_rcp(float a);
 550 double helper_sqrt(double a);
 551 int fpu_isnan(double a);
 552 void update_fp_status(void);
 553
 554 extern const uint8_t parity_table[256];
 555 extern const uint8_t rclw_table[32];
 556 extern const uint8_t rclb_table[32];
 557
 558 static inline uint32_t compute_eflags(void)
 559 {
 560     return env->eflags | cc_table[CC_OP].compute_all() | (DF & DF_MASK);
 561 }
 562
 563 /* NOTE: CC_OP must be modified manually to CC_OP_EFLAGS */
 564 static inline void load_eflags(int eflags, int update_mask)
 565 {
 566     CC_SRC = eflags & (CC_O | CC_S | CC_Z | CC_A | CC_P | CC_C);
 567     DF = 1 - (2 * ((eflags >> 10) & 1));
 568     env->eflags = (env->eflags & ~update_mask) |
 569         (eflags & update_mask);
 570 }
 571
 572 static inline void env_to_regs(void)
 573 {
 574 #ifdef reg_EAX
 575     EAX = env->regs[R_EAX];
 576 #endif
 577 #ifdef reg_ECX
 578     ECX = env->regs[R_ECX];
 579 #endif
 580 #ifdef reg_EDX
 581     EDX = env->regs[R_EDX];
 582 #endif
 583 #ifdef reg_EBX
 584     EBX = env->regs[R_EBX];
 585 #endif
 586 #ifdef reg_ESP
 587     ESP = env->regs[R_ESP];
 588 #endif
 589 #ifdef reg_EBP
 590     EBP = env->regs[R_EBP];
 591 #endif
 592 #ifdef reg_ESI
 593     ESI = env->regs[R_ESI];
 594 #endif
 595 #ifdef reg_EDI
 596     EDI = env->regs[R_EDI];
 597 #endif
 598 }
 599
 600 static inline void regs_to_env(void)
 601 {
 602 #ifdef reg_EAX
 603     env->regs[R_EAX] = EAX;
 604 #endif
 605 #ifdef reg_ECX
 606     env->regs[R_ECX] = ECX;
 607 #endif
 608 #ifdef reg_EDX
 609     env->regs[R_EDX] = EDX;
 610 #endif
 611 #ifdef reg_EBX
 612     env->regs[R_EBX] = EBX;
 613 #endif
 614 #ifdef reg_ESP
 615     env->regs[R_ESP] = ESP;
 616 #endif
 617 #ifdef reg_EBP
 618     env->regs[R_EBP] = EBP;
 619 #endif
 620 #ifdef reg_ESI
 621     env->regs[R_ESI] = ESI;
 622 #endif
 623 #ifdef reg_EDI
 624     env->regs[R_EDI] = EDI;
 625 #endif
 626 }