sys/cpu/x86_64/include/npx.h

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  *      from: @(#)npx.h 5.3 (Berkeley) 1/18/91
  34  * $FreeBSD: src/sys/i386/include/npx.h,v 1.18.2.1 2001/08/15 01:23:52 peter Exp $
  35  */
  36
  37 /*
  38  * 287/387 NPX Coprocessor Data Structures and Constants
  39  * W. Jolitz 1/90
  40  */
  41
  42 #ifndef _CPU_NPX_H_
  43 #define _CPU_NPX_H_
  44
  45 #ifndef _SYS_STDINT_H_
  46 #include <sys/stdint.h>
  47 #endif
  48
  49 /* Environment information of floating point unit */
  50 struct  env87 {
  51         int32_t         en_cw;          /* control word (16bits) */
  52         int32_t         en_sw;          /* status word (16bits) */
  53         int32_t         en_tw;          /* tag word (16bits) */
  54         int32_t         en_fip;         /* floating point instruction pointer */
  55         uint16_t        en_fcs;         /* floating code segment selector */
  56         uint16_t        en_opcode;      /* opcode last executed (11 bits ) */
  57         int32_t         en_foo;         /* floating operand offset */
  58         int32_t         en_fos;         /* floating operand segment selector */
  59 };
  60
  61 /* Contents of each x87 floating point accumulator */
  62 struct  fpacc87 {
  63         uint8_t         fp_bytes[10];
  64 };
  65
  66 /* Floating point context (i386 fnsave/frstor) */
  67 struct  save87 {
  68         struct  env87 sv_env;   /* floating point control/status */
  69         struct  fpacc87 sv_ac[8];       /* accumulator contents, 0-7 */
  70         uint8_t         sv_pad0[4];     /* saved status word (now unused) */
  71         /*
  72          * Bogus padding for emulators.  Emulators should use their own
  73          * struct and arrange to store into this struct (ending here)
  74          * before it is inspected for ptracing or for core dumps.  Some
  75          * emulators overwrite the whole struct.  We have no good way of
  76          * knowing how much padding to leave.  Leave just enough for the
  77          * GPL emulator's i387_union (176 bytes total).
  78          */
  79         uint8_t         sv_pad[64];
  80 };
  81
  82 struct envxmm {
  83         uint16_t        en_cw;          /* control word (16bits) */
  84         uint16_t        en_sw;          /* status word (16bits) */
  85         uint16_t        en_tw;          /* tag word (16bits) */
  86         uint16_t        en_opcode;      /* opcode last executed (11 bits) */
  87         uint32_t        en_fip;         /* fp instruction pointer */
  88         uint16_t        en_fcs;         /* fp code segment selector */
  89         uint16_t        en_pad0;        /* padding */
  90         uint32_t        en_foo;         /* fp operand offset */
  91         uint16_t        en_fos;         /* fp operand segment selector */
  92         uint16_t        en_pad1;        /* padding */
  93         uint32_t        en_mxcsr;       /* SSE control/status register */
  94         uint32_t        en_mxcsr_mask;  /* valid bits in mxcsr */
  95 };
  96
  97 struct envxmm64 {
  98         uint16_t        en_cw;          /* control word (16bits) */
  99         uint16_t        en_sw;          /* status word (16bits) */
 100         uint8_t         en_tw;          /* tag word (8bits) */
 101         uint8_t         en_zero;
 102         uint16_t        en_opcode;      /* opcode last executed (11 bits ) */
 103         uint64_t        en_rip;         /* fp instruction pointer */
 104         uint64_t        en_rdp;         /* fp operand pointer */
 105         uint32_t        en_mxcsr;       /* SSE control/status register */
 106         uint32_t        en_mxcsr_mask;  /* valid bits in mxcsr */
 107 };
 108
 109 /* Contents of each SSE extended accumulator */
 110 struct  xmmacc {
 111         uint8_t         xmm_bytes[16];
 112 };
 113
 114 /* Contents of the upper 16 bytes of each AVX extended accumulator */
 115 struct ymmacc {
 116         uint8_t         ymm_bytes[16];
 117 };
 118
 119 /*
 120  * Floating point context. (i386 fxsave/fxrstor)
 121  * savexmm is a 512-byte structure
 122  */
 123 struct  savexmm {
 124         struct  envxmm  sv_env;                 /*  32 */
 125         struct {
 126                 struct fpacc87  fp_acc;         /*     -- 10 */
 127                 uint8_t         fp_pad[6];      /*     -- 6  */
 128         } sv_fp[8];                             /* 128 */
 129         struct xmmacc   sv_xmm[8];              /* 128 */
 130         uint8_t                 sv_pad[224];    /* 224 (padding) */
 131 } __attribute__((aligned(16)));
 132
 133 /*
 134  * Floating point context. (amd64 fxsave/fxrstor)
 135  * savexmm64 is a 512-byte structure
 136  */
 137 struct  savexmm64 {
 138         struct  envxmm64        sv_env;         /*  32 */
 139         struct {
 140                 struct fpacc87  fp_acc;
 141                 uint8_t         fp_pad[6];
 142         } sv_fp[8];                             /* 128 */
 143         struct xmmacc   sv_xmm[8];              /* 128 */
 144         uint8_t                 sv_pad[224];    /* 224 */
 145 } __attribute__((aligned(16)));
 146
 147 /* xstate_hdr is a 64-byte structure */
 148 struct  xstate_hdr {
 149         uint64_t        xstate_bv;
 150         uint64_t        xstate_xcomp_bv;
 151         uint8_t         xstate_rsrv0[8];
 152         uint8_t         xstate_rsrv[40];
 153 };
 154 #define XSTATE_XCOMP_BV_COMPACT (1ULL << 63)
 155
 156 /* savexmm_xstate is a 320-byte structure (64 + 256) */
 157 struct  savexmm_xstate {
 158         struct xstate_hdr       sx_hd;
 159         struct ymmacc           sx_ymm[16];
 160 };
 161
 162 /* saveymm is a 832-byte structure (i386) */
 163 struct  saveymm {
 164         struct envxmm   sv_env;                 /*  32 */
 165         struct {
 166                 struct fpacc87  fp_acc;
 167                 uint8_t         fp_pad[6];
 168         } sv_fp[8];                             /* 128 */
 169         struct xmmacc   sv_xmm[16];             /* 256 */
 170         uint8_t                 sv_pad[96];     /*  96 */
 171         struct savexmm_xstate   sv_xstate;      /* 320 */
 172 } __attribute__((aligned(64)));
 173
 174 /* saveymm64 is a 832-byte structure (amd64) */
 175 struct  saveymm64 {
 176         struct envxmm64 sv_env;                 /*  32 */
 177         struct {
 178                 struct fpacc87  fp_acc;
 179                 int8_t          fp_pad[6];
 180         } sv_fp[8];                             /* 128 */
 181         struct xmmacc   sv_xmm[16];             /* 256 */
 182         uint8_t                 sv_pad[96];     /*  96 */
 183         struct savexmm_xstate   sv_xstate;      /* 320 */
 184 } __attribute__((aligned(64)));
 185
 186 union   savefpu {
 187         struct  save87  sv_87;
 188         struct  savexmm sv_xmm;
 189         struct  saveymm sv_ymm;
 190         struct  savexmm64       sv_xmm64;
 191         struct  saveymm64       sv_ymm64;
 192         char            sv_savearea[1024];      /* see mcontext_t */
 193 };
 194
 195 /*
 196  * The hardware default control word for i387's and later coprocessors is
 197  * 0x37F, giving:
 198  *
 199  *      round to nearest
 200  *      64-bit precision
 201  *      all exceptions masked.
 202  *
 203  * We modify the affine mode bit and precision bits in this to give:
 204  *
 205  *      affine mode for 287's (if they work at all) (1 in bitfield 1<<12)
 206  *      53-bit precision (2 in bitfield 3<<8)
 207  *
 208  * 64-bit precision often gives bad results with high level languages
 209  * because it makes the results of calculations depend on whether
 210  * intermediate values are stored in memory or in FPU registers.
 211  */
 212 #define __INITIAL_NPXCW__       0x127F
 213
 214 #define __INITIAL_FPUCW__       0x037F  /* used by libm/arch/x86_64/fenv.c */
 215 #define __INITIAL_FPUCW_I386__  0x127F
 216 #define __INITIAL_MXCSR__       0x1F80  /* used by libm/arch/x86_64/fenv.c */
 217 #define __INITIAL_MXCSR_MASK__  0xFFBF
 218
 219 #ifdef _KERNEL
 220
 221 struct proc;
 222 struct trapframe;
 223
 224 extern uint32_t npx_mxcsr_mask;
 225
 226 void    npxprobemask (void);
 227 void    npxexit (void);
 228 void    npxinit (void);
 229 void    npxsave (union savefpu *addr);
 230 #endif
 231
 232 #endif /* !_CPU_NPX_H_ */