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(target_ulong 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, target_ulong addr);
 165 int cpu_x86_handle_mmu_fault(CPUX86State *env, target_ulong addr,
 166                              int is_write, int mmu_idx, int is_softmmu);
 167 void tlb_fill(target_ulong addr, int is_write, int mmu_idx,
 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 do_smm_enter(void);
 180 void __hidden cpu_loop_exit(void);
 181
 182 void OPPROTO op_movl_eflags_T0(void);
 183 void OPPROTO op_movl_T0_eflags(void);
 184
 185 #include "helper.h"
 186
 187 void helper_mulq_EAX_T0(void);
 188 void helper_imulq_EAX_T0(void);
 189 void helper_imulq_T0_T1(void);
 190 void helper_divq_EAX_T0(void);
 191 void helper_idivq_EAX_T0(void);
 192 void helper_bswapq_T0(void);
 193 void helper_cmpxchg8b(void);
 194 void helper_single_step(void);
 195 void helper_cpuid(void);
 196 void helper_enter_level(int level, int data32);
 197 void helper_enter64_level(int level, int data64);
 198 void helper_sysenter(void);
 199 void helper_sysexit(void);
 200 void helper_syscall(int next_eip_addend);
 201 void helper_sysret(int dflag);
 202 void helper_rdtsc(void);
 203 void helper_rdpmc(void);
 204 void helper_rdmsr(void);
 205 void helper_wrmsr(void);
 206 void helper_lsl(void);
 207 void helper_lar(void);
 208 void helper_verr(void);
 209 void helper_verw(void);
 210 void helper_rsm(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 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 220
 221 #include "softmmu_exec.h"
 222
 223 static inline double ldfq(target_ulong ptr)
 224 {
 225     union {
 226         double d;
 227         uint64_t i;
 228     } u;
 229     u.i = ldq(ptr);
 230     return u.d;
 231 }
 232
 233 static inline void stfq(target_ulong ptr, double v)
 234 {
 235     union {
 236         double d;
 237         uint64_t i;
 238     } u;
 239     u.d = v;
 240     stq(ptr, u.i);
 241 }
 242
 243 static inline float ldfl(target_ulong ptr)
 244 {
 245     union {
 246         float f;
 247         uint32_t i;
 248     } u;
 249     u.i = ldl(ptr);
 250     return u.f;
 251 }
 252
 253 static inline void stfl(target_ulong ptr, float v)
 254 {
 255     union {
 256         float f;
 257         uint32_t i;
 258     } u;
 259     u.f = v;
 260     stl(ptr, u.i);
 261 }
 262
 263 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
 264
 265 #ifdef USE_X86LDOUBLE
 266 /* use long double functions */
 267 #define floatx_to_int32 floatx80_to_int32
 268 #define floatx_to_int64 floatx80_to_int64
 269 #define floatx_to_int32_round_to_zero floatx80_to_int32_round_to_zero
 270 #define floatx_to_int64_round_to_zero floatx80_to_int64_round_to_zero
 271 #define floatx_abs floatx80_abs
 272 #define floatx_chs floatx80_chs
 273 #define floatx_round_to_int floatx80_round_to_int
 274 #define floatx_compare floatx80_compare
 275 #define floatx_compare_quiet floatx80_compare_quiet
 276 #define sin sinl
 277 #define cos cosl
 278 #define sqrt sqrtl
 279 #define pow powl
 280 #define log logl
 281 #define tan tanl
 282 #define atan2 atan2l
 283 #define floor floorl
 284 #define ceil ceill
 285 #define ldexp ldexpl
 286 #else
 287 #define floatx_to_int32 float64_to_int32
 288 #define floatx_to_int64 float64_to_int64
 289 #define floatx_to_int32_round_to_zero float64_to_int32_round_to_zero
 290 #define floatx_to_int64_round_to_zero float64_to_int64_round_to_zero
 291 #define floatx_abs float64_abs
 292 #define floatx_chs float64_chs
 293 #define floatx_round_to_int float64_round_to_int
 294 #define floatx_compare float64_compare
 295 #define floatx_compare_quiet float64_compare_quiet
 296 #endif
 297
 298 extern CPU86_LDouble sin(CPU86_LDouble x);
 299 extern CPU86_LDouble cos(CPU86_LDouble x);
 300 extern CPU86_LDouble sqrt(CPU86_LDouble x);
 301 extern CPU86_LDouble pow(CPU86_LDouble, CPU86_LDouble);
 302 extern CPU86_LDouble log(CPU86_LDouble x);
 303 extern CPU86_LDouble tan(CPU86_LDouble x);
 304 extern CPU86_LDouble atan2(CPU86_LDouble, CPU86_LDouble);
 305 extern CPU86_LDouble floor(CPU86_LDouble x);
 306 extern CPU86_LDouble ceil(CPU86_LDouble x);
 307
 308 #define RC_MASK         0xc00
 309 #define RC_NEAR         0x000
 310 #define RC_DOWN         0x400
 311 #define RC_UP           0x800
 312 #define RC_CHOP         0xc00
 313
 314 #define MAXTAN 9223372036854775808.0
 315
 316 #ifdef USE_X86LDOUBLE
 317
 318 /* only for x86 */
 319 typedef union {
 320     long double d;
 321     struct {
 322         unsigned long long lower;
 323         unsigned short upper;
 324     } l;
 325 } CPU86_LDoubleU;
 326
 327 /* the following deal with x86 long double-precision numbers */
 328 #define MAXEXPD 0x7fff
 329 #define EXPBIAS 16383
 330 #define EXPD(fp)        (fp.l.upper & 0x7fff)
 331 #define SIGND(fp)       ((fp.l.upper) & 0x8000)
 332 #define MANTD(fp)       (fp.l.lower)
 333 #define BIASEXPONENT(fp) fp.l.upper = (fp.l.upper & ~(0x7fff)) | EXPBIAS
 334
 335 #else
 336
 337 /* NOTE: arm is horrible as double 32 bit words are stored in big endian ! */
 338 typedef union {
 339     double d;
 340 #if !defined(WORDS_BIGENDIAN) && !defined(__arm__)
 341     struct {
 342         uint32_t lower;
 343         int32_t upper;
 344     } l;
 345 #else
 346     struct {
 347         int32_t upper;
 348         uint32_t lower;
 349     } l;
 350 #endif
 351 #ifndef __arm__
 352     int64_t ll;
 353 #endif
 354 } CPU86_LDoubleU;
 355
 356 /* the following deal with IEEE double-precision numbers */
 357 #define MAXEXPD 0x7ff
 358 #define EXPBIAS 1023
 359 #define EXPD(fp)        (((fp.l.upper) >> 20) & 0x7FF)
 360 #define SIGND(fp)       ((fp.l.upper) & 0x80000000)
 361 #ifdef __arm__
 362 #define MANTD(fp)       (fp.l.lower | ((uint64_t)(fp.l.upper & ((1 << 20) - 1)) << 32))
 363 #else
 364 #define MANTD(fp)       (fp.ll & ((1LL << 52) - 1))
 365 #endif
 366 #define BIASEXPONENT(fp) fp.l.upper = (fp.l.upper & ~(0x7ff << 20)) | (EXPBIAS << 20)
 367 #endif
 368
 369 static inline void fpush(void)
 370 {
 371     env->fpstt = (env->fpstt - 1) & 7;
 372     env->fptags[env->fpstt] = 0; /* validate stack entry */
 373 }
 374
 375 static inline void fpop(void)
 376 {
 377     env->fptags[env->fpstt] = 1; /* invvalidate stack entry */
 378     env->fpstt = (env->fpstt + 1) & 7;
 379 }
 380
 381 #ifndef USE_X86LDOUBLE
 382 static inline CPU86_LDouble helper_fldt(target_ulong ptr)
 383 {
 384     CPU86_LDoubleU temp;
 385     int upper, e;
 386     uint64_t ll;
 387
 388     /* mantissa */
 389     upper = lduw(ptr + 8);
 390     /* XXX: handle overflow ? */
 391     e = (upper & 0x7fff) - 16383 + EXPBIAS; /* exponent */
 392     e |= (upper >> 4) & 0x800; /* sign */
 393     ll = (ldq(ptr) >> 11) & ((1LL << 52) - 1);
 394 #ifdef __arm__
 395     temp.l.upper = (e << 20) | (ll >> 32);
 396     temp.l.lower = ll;
 397 #else
 398     temp.ll = ll | ((uint64_t)e << 52);
 399 #endif
 400     return temp.d;
 401 }
 402
 403 static inline void helper_fstt(CPU86_LDouble f, target_ulong ptr)
 404 {
 405     CPU86_LDoubleU temp;
 406     int e;
 407
 408     temp.d = f;
 409     /* mantissa */
 410     stq(ptr, (MANTD(temp) << 11) | (1LL << 63));
 411     /* exponent + sign */
 412     e = EXPD(temp) - EXPBIAS + 16383;
 413     e |= SIGND(temp) >> 16;
 414     stw(ptr + 8, e);
 415 }
 416 #else
 417
 418 /* XXX: same endianness assumed */
 419
 420 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
 421
 422 static inline CPU86_LDouble helper_fldt(target_ulong ptr)
 423 {
 424     return *(CPU86_LDouble *)(unsigned long)ptr;
 425 }
 426
 427 static inline void helper_fstt(CPU86_LDouble f, target_ulong ptr)
 428 {
 429     *(CPU86_LDouble *)(unsigned long)ptr = f;
 430 }
 431
 432 #else
 433
 434 /* we use memory access macros */
 435
 436 static inline CPU86_LDouble helper_fldt(target_ulong ptr)
 437 {
 438     CPU86_LDoubleU temp;
 439
 440     temp.l.lower = ldq(ptr);
 441     temp.l.upper = lduw(ptr + 8);
 442     return temp.d;
 443 }
 444
 445 static inline void helper_fstt(CPU86_LDouble f, target_ulong ptr)
 446 {
 447     CPU86_LDoubleU temp;
 448
 449     temp.d = f;
 450     stq(ptr, temp.l.lower);
 451     stw(ptr + 8, temp.l.upper);
 452 }
 453
 454 #endif /* !CONFIG_USER_ONLY */
 455
 456 #endif /* USE_X86LDOUBLE */
 457
 458 #define FPUS_IE (1 << 0)
 459 #define FPUS_DE (1 << 1)
 460 #define FPUS_ZE (1 << 2)
 461 #define FPUS_OE (1 << 3)
 462 #define FPUS_UE (1 << 4)
 463 #define FPUS_PE (1 << 5)
 464 #define FPUS_SF (1 << 6)
 465 #define FPUS_SE (1 << 7)
 466 #define FPUS_B  (1 << 15)
 467
 468 #define FPUC_EM 0x3f
 469
 470 extern const CPU86_LDouble f15rk[7];
 471
 472 void helper_fldt_ST0_A0(void);
 473 void helper_fstt_ST0_A0(void);
 474 void fpu_raise_exception(void);
 475 CPU86_LDouble helper_fdiv(CPU86_LDouble a, CPU86_LDouble b);
 476 void helper_fbld_ST0_A0(void);
 477 void helper_fbst_ST0_A0(void);
 478 void helper_f2xm1(void);
 479 void helper_fyl2x(void);
 480 void helper_fptan(void);
 481 void helper_fpatan(void);
 482 void helper_fxtract(void);
 483 void helper_fprem1(void);
 484 void helper_fprem(void);
 485 void helper_fyl2xp1(void);
 486 void helper_fsqrt(void);
 487 void helper_fsincos(void);
 488 void helper_frndint(void);
 489 void helper_fscale(void);
 490 void helper_fsin(void);
 491 void helper_fcos(void);
 492 void helper_fxam_ST0(void);
 493 void helper_fstenv(target_ulong ptr, int data32);
 494 void helper_fldenv(target_ulong ptr, int data32);
 495 void helper_fsave(target_ulong ptr, int data32);
 496 void helper_frstor(target_ulong ptr, int data32);
 497 void helper_fxsave(target_ulong ptr, int data64);
 498 void helper_fxrstor(target_ulong ptr, int data64);
 499 void restore_native_fp_state(CPUState *env);
 500 void save_native_fp_state(CPUState *env);
 501 float approx_rsqrt(float a);
 502 float approx_rcp(float a);
 503 void update_fp_status(void);
 504 void helper_hlt(void);
 505 void helper_monitor(void);
 506 void helper_mwait(void);
 507 void helper_vmrun(target_ulong addr);
 508 void helper_vmmcall(void);
 509 void helper_vmload(target_ulong addr);
 510 void helper_vmsave(target_ulong addr);
 511 void helper_stgi(void);
 512 void helper_clgi(void);
 513 void helper_skinit(void);
 514 void helper_invlpga(void);
 515 void vmexit(uint64_t exit_code, uint64_t exit_info_1);
 516
 517 extern const uint8_t parity_table[256];
 518 extern const uint8_t rclw_table[32];
 519 extern const uint8_t rclb_table[32];
 520
 521 static inline uint32_t compute_eflags(void)
 522 {
 523     return env->eflags | cc_table[CC_OP].compute_all() | (DF & DF_MASK);
 524 }
 525
 526 /* NOTE: CC_OP must be modified manually to CC_OP_EFLAGS */
 527 static inline void load_eflags(int eflags, int update_mask)
 528 {
 529     CC_SRC = eflags & (CC_O | CC_S | CC_Z | CC_A | CC_P | CC_C);
 530     DF = 1 - (2 * ((eflags >> 10) & 1));
 531     env->eflags = (env->eflags & ~update_mask) |
 532         (eflags & update_mask);
 533 }
 534
 535 static inline void env_to_regs(void)
 536 {
 537 #ifdef reg_EAX
 538     EAX = env->regs[R_EAX];
 539 #endif
 540 #ifdef reg_ECX
 541     ECX = env->regs[R_ECX];
 542 #endif
 543 #ifdef reg_EDX
 544     EDX = env->regs[R_EDX];
 545 #endif
 546 #ifdef reg_EBX
 547     EBX = env->regs[R_EBX];
 548 #endif
 549 #ifdef reg_ESP
 550     ESP = env->regs[R_ESP];
 551 #endif
 552 #ifdef reg_EBP
 553     EBP = env->regs[R_EBP];
 554 #endif
 555 #ifdef reg_ESI
 556     ESI = env->regs[R_ESI];
 557 #endif
 558 #ifdef reg_EDI
 559     EDI = env->regs[R_EDI];
 560 #endif
 561 }
 562
 563 static inline void regs_to_env(void)
 564 {
 565 #ifdef reg_EAX
 566     env->regs[R_EAX] = EAX;
 567 #endif
 568 #ifdef reg_ECX
 569     env->regs[R_ECX] = ECX;
 570 #endif
 571 #ifdef reg_EDX
 572     env->regs[R_EDX] = EDX;
 573 #endif
 574 #ifdef reg_EBX
 575     env->regs[R_EBX] = EBX;
 576 #endif
 577 #ifdef reg_ESP
 578     env->regs[R_ESP] = ESP;
 579 #endif
 580 #ifdef reg_EBP
 581     env->regs[R_EBP] = EBP;
 582 #endif
 583 #ifdef reg_ESI
 584     env->regs[R_ESI] = ESI;
 585 #endif
 586 #ifdef reg_EDI
 587     env->regs[R_EDI] = EDI;
 588 #endif
 589 }
 590
 591 static inline int cpu_halted(CPUState *env) {
 592     /* handle exit of HALTED state */
 593     if (!(env->hflags & HF_HALTED_MASK))
 594         return 0;
 595     /* disable halt condition */
 596     if (((env->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_HARD) &&
 597          (env->eflags & IF_MASK)) ||
 598         (env->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_NMI)) {
 599         env->hflags &= ~HF_HALTED_MASK;
 600         return 0;
 601     }
 602     return EXCP_HALTED;
 603 }
 604