]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/i386/isa/npx.c
This commit was generated by cvs2svn to compensate for changes in r74713,
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / i386 / isa / npx.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1990 William Jolitz.
3  * Copyright (c) 1991 The Regents of the University of California.
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
15  *    must display the following acknowledgement:
16  *      This product includes software developed by the University of
17  *      California, Berkeley and its contributors.
18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
20  *    without specific prior written permission.
21  *
22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  *
34  *      from: @(#)npx.c 7.2 (Berkeley) 5/12/91
35  * $FreeBSD$
36  */
37
38 #include "opt_debug_npx.h"
39 #include "opt_math_emulate.h"
40
41 #include <sys/param.h>
42 #include <sys/systm.h>
43 #include <sys/bus.h>
44 #include <sys/ipl.h>
45 #include <sys/kernel.h>
46 #include <sys/malloc.h>
47 #include <sys/module.h>
48 #include <sys/sysctl.h>
49 #include <sys/proc.h>
50 #include <sys/mutex.h>
51 #include <machine/bus.h>
52 #include <sys/rman.h>
53 #ifdef NPX_DEBUG
54 #include <sys/syslog.h>
55 #endif
56 #include <sys/signalvar.h>
57
58 #ifndef SMP
59 #include <machine/asmacros.h>
60 #endif
61 #include <machine/cputypes.h>
62 #include <machine/frame.h>
63 #include <machine/md_var.h>
64 #include <machine/pcb.h>
65 #include <machine/psl.h>
66 #ifndef SMP
67 #include <machine/clock.h>
68 #endif
69 #include <machine/resource.h>
70 #include <machine/specialreg.h>
71 #include <machine/segments.h>
72
73 #ifndef SMP
74 #include <i386/isa/icu.h>
75 #include <i386/isa/intr_machdep.h>
76 #include <i386/isa/isa.h>
77 #endif
78 #include <isa/isavar.h>
79
80 /*
81  * 387 and 287 Numeric Coprocessor Extension (NPX) Driver.
82  */
83
84 /* Configuration flags. */
85 #define NPX_DISABLE_I586_OPTIMIZED_BCOPY        (1 << 0)
86 #define NPX_DISABLE_I586_OPTIMIZED_BZERO        (1 << 1)
87 #define NPX_DISABLE_I586_OPTIMIZED_COPYIO       (1 << 2)
88 #define NPX_PREFER_EMULATOR                     (1 << 3)
89
90 #ifdef  __GNUC__
91
92 #define fldcw(addr)             __asm("fldcw %0" : : "m" (*(addr)))
93 #define fnclex()                __asm("fnclex")
94 #define fninit()                __asm("fninit")
95 #define fnop()                  __asm("fnop")
96 #define fnsave(addr)            __asm __volatile("fnsave %0" : "=m" (*(addr)))
97 #define fnstcw(addr)            __asm __volatile("fnstcw %0" : "=m" (*(addr)))
98 #define fnstsw(addr)            __asm __volatile("fnstsw %0" : "=m" (*(addr)))
99 #define fp_divide_by_0()        __asm("fldz; fld1; fdiv %st,%st(1); fnop")
100 #define frstor(addr)            __asm("frstor %0" : : "m" (*(addr)))
101 #define start_emulating()       __asm("smsw %%ax; orb %0,%%al; lmsw %%ax" \
102                                       : : "n" (CR0_TS) : "ax")
103 #define stop_emulating()        __asm("clts")
104
105 #else   /* not __GNUC__ */
106
107 void    fldcw           __P((caddr_t addr));
108 void    fnclex          __P((void));
109 void    fninit          __P((void));
110 void    fnop            __P((void));
111 void    fnsave          __P((caddr_t addr));
112 void    fnstcw          __P((caddr_t addr));
113 void    fnstsw          __P((caddr_t addr));
114 void    fp_divide_by_0  __P((void));
115 void    frstor          __P((caddr_t addr));
116 void    start_emulating __P((void));
117 void    stop_emulating  __P((void));
118
119 #endif  /* __GNUC__ */
120
121 typedef u_char bool_t;
122
123 static  int     npx_attach      __P((device_t dev));
124         void    npx_intr        __P((void *));
125 static  void    npx_identify    __P((driver_t *driver, device_t parent));
126 static  int     npx_probe       __P((device_t dev));
127 static  int     npx_probe1      __P((device_t dev));
128 #ifdef I586_CPU
129 static  long    timezero        __P((const char *funcname,
130                                      void (*func)(void *buf, size_t len)));
131 #endif /* I586_CPU */
132
133 int     hw_float;               /* XXX currently just alias for npx_exists */
134
135 SYSCTL_INT(_hw,HW_FLOATINGPT, floatingpoint,
136         CTLFLAG_RD, &hw_float, 0, 
137         "Floatingpoint instructions executed in hardware");
138
139 #ifndef SMP
140 static  u_int                   npx0_imask = 0;
141 static  struct gate_descriptor  npx_idt_probeintr;
142 static  int                     npx_intrno;
143 static  volatile u_int          npx_intrs_while_probing;
144 static  volatile u_int          npx_traps_while_probing;
145 #endif
146
147 static  bool_t                  npx_ex16;
148 static  bool_t                  npx_exists;
149 static  bool_t                  npx_irq13;
150 static  int                     npx_irq;        /* irq number */
151
152 #ifndef SMP
153 /*
154  * Special interrupt handlers.  Someday intr0-intr15 will be used to count
155  * interrupts.  We'll still need a special exception 16 handler.  The busy
156  * latch stuff in probeintr() can be moved to npxprobe().
157  */
158 inthand_t probeintr;
159 __asm("                                                         \n\
160         .text                                                   \n\
161         .p2align 2,0x90                                         \n\
162         .type   " __XSTRING(CNAME(probeintr)) ",@function       \n\
163 " __XSTRING(CNAME(probeintr)) ":                                \n\
164         ss                                                      \n\
165         incl    " __XSTRING(CNAME(npx_intrs_while_probing)) "   \n\
166         pushl   %eax                                            \n\
167         movb    $0x20,%al       # EOI (asm in strings loses cpp features) \n\
168         outb    %al,$0xa0       # IO_ICU2                       \n\
169         outb    %al,$0x20       # IO_ICU1                       \n\
170         movb    $0,%al                                          \n\
171         outb    %al,$0xf0       # clear BUSY# latch             \n\
172         popl    %eax                                            \n\
173         iret                                                    \n\
174 ");
175
176 inthand_t probetrap;
177 __asm("                                                         \n\
178         .text                                                   \n\
179         .p2align 2,0x90                                         \n\
180         .type   " __XSTRING(CNAME(probetrap)) ",@function       \n\
181 " __XSTRING(CNAME(probetrap)) ":                                \n\
182         ss                                                      \n\
183         incl    " __XSTRING(CNAME(npx_traps_while_probing)) "   \n\
184         fnclex                                                  \n\
185         iret                                                    \n\
186 ");
187 #endif /* SMP */
188
189 /*
190  * Identify routine.  Create a connection point on our parent for probing.
191  */
192 static void
193 npx_identify(driver, parent)
194         driver_t *driver;
195         device_t parent;
196 {
197         device_t child;
198
199         child = BUS_ADD_CHILD(parent, 0, "npx", 0);
200         if (child == NULL)
201                 panic("npx_identify");
202 }
203
204 /*
205  * Probe routine.  Initialize cr0 to give correct behaviour for [f]wait
206  * whether the device exists or not (XXX should be elsewhere).  Set flags
207  * to tell npxattach() what to do.  Modify device struct if npx doesn't
208  * need to use interrupts.  Return 1 if device exists.
209  */
210 static int
211 npx_probe(dev)
212         device_t dev;
213 {
214 #ifdef SMP
215
216         if (resource_int_value("npx", 0, "irq", &npx_irq) != 0)
217                 npx_irq = 13;
218         return npx_probe1(dev);
219
220 #else /* SMP */
221
222         int     result;
223         u_long  save_eflags;
224         u_char  save_icu1_mask;
225         u_char  save_icu2_mask;
226         struct  gate_descriptor save_idt_npxintr;
227         struct  gate_descriptor save_idt_npxtrap;
228         /*
229          * This routine is now just a wrapper for npxprobe1(), to install
230          * special npx interrupt and trap handlers, to enable npx interrupts
231          * and to disable other interrupts.  Someday isa_configure() will
232          * install suitable handlers and run with interrupts enabled so we
233          * won't need to do so much here.
234          */
235         if (resource_int_value("npx", 0, "irq", &npx_irq) != 0)
236                 npx_irq = 13;
237         npx_intrno = NRSVIDT + npx_irq;
238         save_eflags = read_eflags();
239         disable_intr();
240         save_icu1_mask = inb(IO_ICU1 + 1);
241         save_icu2_mask = inb(IO_ICU2 + 1);
242         save_idt_npxintr = idt[npx_intrno];
243         save_idt_npxtrap = idt[16];
244         outb(IO_ICU1 + 1, ~IRQ_SLAVE);
245         outb(IO_ICU2 + 1, ~(1 << (npx_irq - 8)));
246         setidt(16, probetrap, SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
247         setidt(npx_intrno, probeintr, SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
248         npx_idt_probeintr = idt[npx_intrno];
249
250         /*
251          * XXX This looks highly bogus, but it appears that npc_probe1
252          * needs interrupts enabled.  Does this make any difference
253          * here?
254          */
255         enable_intr();
256         result = npx_probe1(dev);
257         disable_intr();
258         outb(IO_ICU1 + 1, save_icu1_mask);
259         outb(IO_ICU2 + 1, save_icu2_mask);
260         idt[npx_intrno] = save_idt_npxintr;
261         idt[16] = save_idt_npxtrap;
262         write_eflags(save_eflags);
263         return (result);
264
265 #endif /* SMP */
266 }
267
268 static int
269 npx_probe1(dev)
270         device_t dev;
271 {
272 #ifndef SMP
273         u_short control;
274         u_short status;
275 #endif
276
277         /*
278          * Partially reset the coprocessor, if any.  Some BIOS's don't reset
279          * it after a warm boot.
280          */
281         outb(0xf1, 0);          /* full reset on some systems, NOP on others */
282         outb(0xf0, 0);          /* clear BUSY# latch */
283         /*
284          * Prepare to trap all ESC (i.e., NPX) instructions and all WAIT
285          * instructions.  We must set the CR0_MP bit and use the CR0_TS
286          * bit to control the trap, because setting the CR0_EM bit does
287          * not cause WAIT instructions to trap.  It's important to trap
288          * WAIT instructions - otherwise the "wait" variants of no-wait
289          * control instructions would degenerate to the "no-wait" variants
290          * after FP context switches but work correctly otherwise.  It's
291          * particularly important to trap WAITs when there is no NPX -
292          * otherwise the "wait" variants would always degenerate.
293          *
294          * Try setting CR0_NE to get correct error reporting on 486DX's.
295          * Setting it should fail or do nothing on lesser processors.
296          */
297         load_cr0(rcr0() | CR0_MP | CR0_NE);
298         /*
299          * But don't trap while we're probing.
300          */
301         stop_emulating();
302         /*
303          * Finish resetting the coprocessor, if any.  If there is an error
304          * pending, then we may get a bogus IRQ13, but probeintr() will handle
305          * it OK.  Bogus halts have never been observed, but we enabled
306          * IRQ13 and cleared the BUSY# latch early to handle them anyway.
307          */
308         fninit();
309
310 #ifdef SMP
311         /*
312          * Exception 16 MUST work for SMP.
313          */
314         npx_irq13 = 0;
315         npx_ex16 = hw_float = npx_exists = 1;
316         device_set_desc(dev, "math processor");
317         return (0);
318
319 #else /* !SMP */
320         device_set_desc(dev, "math processor");
321
322         /*
323          * Don't use fwait here because it might hang.
324          * Don't use fnop here because it usually hangs if there is no FPU.
325          */
326         DELAY(1000);            /* wait for any IRQ13 */
327 #ifdef DIAGNOSTIC
328         if (npx_intrs_while_probing != 0)
329                 printf("fninit caused %u bogus npx interrupt(s)\n",
330                        npx_intrs_while_probing);
331         if (npx_traps_while_probing != 0)
332                 printf("fninit caused %u bogus npx trap(s)\n",
333                        npx_traps_while_probing);
334 #endif
335         /*
336          * Check for a status of mostly zero.
337          */
338         status = 0x5a5a;
339         fnstsw(&status);
340         if ((status & 0xb8ff) == 0) {
341                 /*
342                  * Good, now check for a proper control word.
343                  */
344                 control = 0x5a5a;
345                 fnstcw(&control);
346                 if ((control & 0x1f3f) == 0x033f) {
347                         hw_float = npx_exists = 1;
348                         /*
349                          * We have an npx, now divide by 0 to see if exception
350                          * 16 works.
351                          */
352                         control &= ~(1 << 2);   /* enable divide by 0 trap */
353                         fldcw(&control);
354                         npx_traps_while_probing = npx_intrs_while_probing = 0;
355                         fp_divide_by_0();
356                         if (npx_traps_while_probing != 0) {
357                                 /*
358                                  * Good, exception 16 works.
359                                  */
360                                 npx_ex16 = 1;
361                                 return (0);
362                         }
363                         if (npx_intrs_while_probing != 0) {
364                                 int     rid;
365                                 struct  resource *r;
366                                 void    *intr;
367                                 /*
368                                  * Bad, we are stuck with IRQ13.
369                                  */
370                                 npx_irq13 = 1;
371                                 /*
372                                  * npxattach would be too late to set npx0_imask
373                                  */
374                                 npx0_imask |= (1 << npx_irq);
375
376                                 /*
377                                  * We allocate these resources permanently,
378                                  * so there is no need to keep track of them.
379                                  */
380                                 rid = 0;
381                                 r = bus_alloc_resource(dev, SYS_RES_IOPORT,
382                                                        &rid, IO_NPX, IO_NPX,
383                                                        IO_NPXSIZE, RF_ACTIVE);
384                                 if (r == 0)
385                                         panic("npx: can't get ports");
386                                 rid = 0;
387                                 r = bus_alloc_resource(dev, SYS_RES_IRQ,
388                                                        &rid, npx_irq, npx_irq,
389                                                        1, RF_ACTIVE);
390                                 if (r == 0)
391                                         panic("npx: can't get IRQ");
392                                 BUS_SETUP_INTR(device_get_parent(dev),
393                                                dev, r,
394                                                INTR_TYPE_MISC | INTR_MPSAFE,
395                                                npx_intr, 0, &intr);
396                                 if (intr == 0)
397                                         panic("npx: can't create intr");
398
399                                 return (0);
400                         }
401                         /*
402                          * Worse, even IRQ13 is broken.  Use emulator.
403                          */
404                 }
405         }
406         /*
407          * Probe failed, but we want to get to npxattach to initialize the
408          * emulator and say that it has been installed.  XXX handle devices
409          * that aren't really devices better.
410          */
411         return (0);
412 #endif /* SMP */
413 }
414
415 /*
416  * Attach routine - announce which it is, and wire into system
417  */
418 int
419 npx_attach(dev)
420         device_t dev;
421 {
422         int flags;
423
424         if (resource_int_value("npx", 0, "flags", &flags) != 0)
425                 flags = 0;
426
427         if (flags)
428                 device_printf(dev, "flags 0x%x ", flags);
429         if (npx_irq13) {
430                 device_printf(dev, "using IRQ 13 interface\n");
431         } else {
432 #if defined(MATH_EMULATE) || defined(GPL_MATH_EMULATE)
433                 if (npx_ex16) {
434                         if (!(flags & NPX_PREFER_EMULATOR))
435                                 device_printf(dev, "INT 16 interface\n");
436                         else {
437                                 device_printf(dev, "FPU exists, but flags request "
438                                     "emulator\n");
439                                 hw_float = npx_exists = 0;
440                         }
441                 } else if (npx_exists) {
442                         device_printf(dev, "error reporting broken; using 387 emulator\n");
443                         hw_float = npx_exists = 0;
444                 } else
445                         device_printf(dev, "387 emulator\n");
446 #else
447                 if (npx_ex16) {
448                         device_printf(dev, "INT 16 interface\n");
449                         if (flags & NPX_PREFER_EMULATOR) {
450                                 device_printf(dev, "emulator requested, but none compiled "
451                                     "into kernel, using FPU\n");
452                         }
453                 } else
454                         device_printf(dev, "no 387 emulator in kernel and no FPU!\n");
455 #endif
456         }
457         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
458
459 #ifdef I586_CPU
460         if (cpu_class == CPUCLASS_586 && npx_ex16 && npx_exists &&
461             timezero("i586_bzero()", i586_bzero) <
462             timezero("bzero()", bzero) * 4 / 5) {
463                 if (!(flags & NPX_DISABLE_I586_OPTIMIZED_BCOPY)) {
464                         bcopy_vector = i586_bcopy;
465                         ovbcopy_vector = i586_bcopy;
466                 }
467                 if (!(flags & NPX_DISABLE_I586_OPTIMIZED_BZERO))
468                         bzero = i586_bzero;
469                 if (!(flags & NPX_DISABLE_I586_OPTIMIZED_COPYIO)) {
470                         copyin_vector = i586_copyin;
471                         copyout_vector = i586_copyout;
472                 }
473         }
474 #endif
475
476         return (0);             /* XXX unused */
477 }
478
479 /*
480  * Initialize floating point unit.
481  */
482 void
483 npxinit(control)
484         u_short control;
485 {
486         struct save87 dummy;
487
488         if (!npx_exists)
489                 return;
490         /*
491          * fninit has the same h/w bugs as fnsave.  Use the detoxified
492          * fnsave to throw away any junk in the fpu.  npxsave() initializes
493          * the fpu and sets npxproc = NULL as important side effects.
494          */
495         npxsave(&dummy);
496         stop_emulating();
497         fldcw(&control);
498         if (PCPU_GET(curpcb) != NULL)
499                 fnsave(&PCPU_GET(curpcb)->pcb_savefpu);
500         start_emulating();
501 }
502
503 /*
504  * Free coprocessor (if we have it).
505  */
506 void
507 npxexit(p)
508         struct proc *p;
509 {
510
511         if (p == PCPU_GET(npxproc))
512                 npxsave(&PCPU_GET(curpcb)->pcb_savefpu);
513 #ifdef NPX_DEBUG
514         if (npx_exists) {
515                 u_int   masked_exceptions;
516
517                 masked_exceptions = PCPU_GET(curpcb)->pcb_savefpu.sv_env.en_cw
518                     & PCPU_GET(curpcb)->pcb_savefpu.sv_env.en_sw & 0x7f;
519                 /*
520                  * Log exceptions that would have trapped with the old
521                  * control word (overflow, divide by 0, and invalid operand).
522                  */
523                 if (masked_exceptions & 0x0d)
524                         log(LOG_ERR,
525         "pid %d (%s) exited with masked floating point exceptions 0x%02x\n",
526                             p->p_pid, p->p_comm, masked_exceptions);
527         }
528 #endif
529 }
530
531 /* 
532  * The following mechanism is used to ensure that the FPE_... value
533  * that is passed as a trapcode to the signal handler of the user
534  * process does not have more than one bit set.
535  * 
536  * Multiple bits may be set if the user process modifies the control
537  * word while a status word bit is already set.  While this is a sign
538  * of bad coding, we have no choise than to narrow them down to one
539  * bit, since we must not send a trapcode that is not exactly one of
540  * the FPE_ macros.
541  *
542  * The mechanism has a static table with 127 entries.  Each combination
543  * of the 7 FPU status word exception bits directly translates to a
544  * position in this table, where a single FPE_... value is stored.
545  * This FPE_... value stored there is considered the "most important"
546  * of the exception bits and will be sent as the signal code.  The
547  * precedence of the bits is based upon Intel Document "Numerical
548  * Applications", Chapter "Special Computational Situations".
549  *
550  * The macro to choose one of these values does these steps: 1) Throw
551  * away status word bits that cannot be masked.  2) Throw away the bits
552  * currently masked in the control word, assuming the user isn't
553  * interested in them anymore.  3) Reinsert status word bit 7 (stack
554  * fault) if it is set, which cannot be masked but must be presered.
555  * 4) Use the remaining bits to point into the trapcode table.
556  *
557  * The 6 maskable bits in order of their preference, as stated in the
558  * above referenced Intel manual:
559  * 1  Invalid operation (FP_X_INV)
560  * 1a   Stack underflow
561  * 1b   Stack overflow
562  * 1c   Operand of unsupported format
563  * 1d   SNaN operand.
564  * 2  QNaN operand (not an exception, irrelavant here)
565  * 3  Any other invalid-operation not mentioned above or zero divide
566  *      (FP_X_INV, FP_X_DZ)
567  * 4  Denormal operand (FP_X_DNML)
568  * 5  Numeric over/underflow (FP_X_OFL, FP_X_UFL)
569  * 6  Inexact result (FP_X_IMP) 
570  */
571 static char fpetable[128] = {
572         0,
573         FPE_FLTINV,     /*  1 - INV */
574         FPE_FLTUND,     /*  2 - DNML */
575         FPE_FLTINV,     /*  3 - INV | DNML */
576         FPE_FLTDIV,     /*  4 - DZ */
577         FPE_FLTINV,     /*  5 - INV | DZ */
578         FPE_FLTDIV,     /*  6 - DNML | DZ */
579         FPE_FLTINV,     /*  7 - INV | DNML | DZ */
580         FPE_FLTOVF,     /*  8 - OFL */
581         FPE_FLTINV,     /*  9 - INV | OFL */
582         FPE_FLTUND,     /*  A - DNML | OFL */
583         FPE_FLTINV,     /*  B - INV | DNML | OFL */
584         FPE_FLTDIV,     /*  C - DZ | OFL */
585         FPE_FLTINV,     /*  D - INV | DZ | OFL */
586         FPE_FLTDIV,     /*  E - DNML | DZ | OFL */
587         FPE_FLTINV,     /*  F - INV | DNML | DZ | OFL */
588         FPE_FLTUND,     /* 10 - UFL */
589         FPE_FLTINV,     /* 11 - INV | UFL */
590         FPE_FLTUND,     /* 12 - DNML | UFL */
591         FPE_FLTINV,     /* 13 - INV | DNML | UFL */
592         FPE_FLTDIV,     /* 14 - DZ | UFL */
593         FPE_FLTINV,     /* 15 - INV | DZ | UFL */
594         FPE_FLTDIV,     /* 16 - DNML | DZ | UFL */
595         FPE_FLTINV,     /* 17 - INV | DNML | DZ | UFL */
596         FPE_FLTOVF,     /* 18 - OFL | UFL */
597         FPE_FLTINV,     /* 19 - INV | OFL | UFL */
598         FPE_FLTUND,     /* 1A - DNML | OFL | UFL */
599         FPE_FLTINV,     /* 1B - INV | DNML | OFL | UFL */
600         FPE_FLTDIV,     /* 1C - DZ | OFL | UFL */
601         FPE_FLTINV,     /* 1D - INV | DZ | OFL | UFL */
602         FPE_FLTDIV,     /* 1E - DNML | DZ | OFL | UFL */
603         FPE_FLTINV,     /* 1F - INV | DNML | DZ | OFL | UFL */
604         FPE_FLTRES,     /* 20 - IMP */
605         FPE_FLTINV,     /* 21 - INV | IMP */
606         FPE_FLTUND,     /* 22 - DNML | IMP */
607         FPE_FLTINV,     /* 23 - INV | DNML | IMP */
608         FPE_FLTDIV,     /* 24 - DZ | IMP */
609         FPE_FLTINV,     /* 25 - INV | DZ | IMP */
610         FPE_FLTDIV,     /* 26 - DNML | DZ | IMP */
611         FPE_FLTINV,     /* 27 - INV | DNML | DZ | IMP */
612         FPE_FLTOVF,     /* 28 - OFL | IMP */
613         FPE_FLTINV,     /* 29 - INV | OFL | IMP */
614         FPE_FLTUND,     /* 2A - DNML | OFL | IMP */
615         FPE_FLTINV,     /* 2B - INV | DNML | OFL | IMP */
616         FPE_FLTDIV,     /* 2C - DZ | OFL | IMP */
617         FPE_FLTINV,     /* 2D - INV | DZ | OFL | IMP */
618         FPE_FLTDIV,     /* 2E - DNML | DZ | OFL | IMP */
619         FPE_FLTINV,     /* 2F - INV | DNML | DZ | OFL | IMP */
620         FPE_FLTUND,     /* 30 - UFL | IMP */
621         FPE_FLTINV,     /* 31 - INV | UFL | IMP */
622         FPE_FLTUND,     /* 32 - DNML | UFL | IMP */
623         FPE_FLTINV,     /* 33 - INV | DNML | UFL | IMP */
624         FPE_FLTDIV,     /* 34 - DZ | UFL | IMP */
625         FPE_FLTINV,     /* 35 - INV | DZ | UFL | IMP */
626         FPE_FLTDIV,     /* 36 - DNML | DZ | UFL | IMP */
627         FPE_FLTINV,     /* 37 - INV | DNML | DZ | UFL | IMP */
628         FPE_FLTOVF,     /* 38 - OFL | UFL | IMP */
629         FPE_FLTINV,     /* 39 - INV | OFL | UFL | IMP */
630         FPE_FLTUND,     /* 3A - DNML | OFL | UFL | IMP */
631         FPE_FLTINV,     /* 3B - INV | DNML | OFL | UFL | IMP */
632         FPE_FLTDIV,     /* 3C - DZ | OFL | UFL | IMP */
633         FPE_FLTINV,     /* 3D - INV | DZ | OFL | UFL | IMP */
634         FPE_FLTDIV,     /* 3E - DNML | DZ | OFL | UFL | IMP */
635         FPE_FLTINV,     /* 3F - INV | DNML | DZ | OFL | UFL | IMP */
636         FPE_FLTSUB,     /* 40 - STK */
637         FPE_FLTSUB,     /* 41 - INV | STK */
638         FPE_FLTUND,     /* 42 - DNML | STK */
639         FPE_FLTSUB,     /* 43 - INV | DNML | STK */
640         FPE_FLTDIV,     /* 44 - DZ | STK */
641         FPE_FLTSUB,     /* 45 - INV | DZ | STK */
642         FPE_FLTDIV,     /* 46 - DNML | DZ | STK */
643         FPE_FLTSUB,     /* 47 - INV | DNML | DZ | STK */
644         FPE_FLTOVF,     /* 48 - OFL | STK */
645         FPE_FLTSUB,     /* 49 - INV | OFL | STK */
646         FPE_FLTUND,     /* 4A - DNML | OFL | STK */
647         FPE_FLTSUB,     /* 4B - INV | DNML | OFL | STK */
648         FPE_FLTDIV,     /* 4C - DZ | OFL | STK */
649         FPE_FLTSUB,     /* 4D - INV | DZ | OFL | STK */
650         FPE_FLTDIV,     /* 4E - DNML | DZ | OFL | STK */
651         FPE_FLTSUB,     /* 4F - INV | DNML | DZ | OFL | STK */
652         FPE_FLTUND,     /* 50 - UFL | STK */
653         FPE_FLTSUB,     /* 51 - INV | UFL | STK */
654         FPE_FLTUND,     /* 52 - DNML | UFL | STK */
655         FPE_FLTSUB,     /* 53 - INV | DNML | UFL | STK */
656         FPE_FLTDIV,     /* 54 - DZ | UFL | STK */
657         FPE_FLTSUB,     /* 55 - INV | DZ | UFL | STK */
658         FPE_FLTDIV,     /* 56 - DNML | DZ | UFL | STK */
659         FPE_FLTSUB,     /* 57 - INV | DNML | DZ | UFL | STK */
660         FPE_FLTOVF,     /* 58 - OFL | UFL | STK */
661         FPE_FLTSUB,     /* 59 - INV | OFL | UFL | STK */
662         FPE_FLTUND,     /* 5A - DNML | OFL | UFL | STK */
663         FPE_FLTSUB,     /* 5B - INV | DNML | OFL | UFL | STK */
664         FPE_FLTDIV,     /* 5C - DZ | OFL | UFL | STK */
665         FPE_FLTSUB,     /* 5D - INV | DZ | OFL | UFL | STK */
666         FPE_FLTDIV,     /* 5E - DNML | DZ | OFL | UFL | STK */
667         FPE_FLTSUB,     /* 5F - INV | DNML | DZ | OFL | UFL | STK */
668         FPE_FLTRES,     /* 60 - IMP | STK */
669         FPE_FLTSUB,     /* 61 - INV | IMP | STK */
670         FPE_FLTUND,     /* 62 - DNML | IMP | STK */
671         FPE_FLTSUB,     /* 63 - INV | DNML | IMP | STK */
672         FPE_FLTDIV,     /* 64 - DZ | IMP | STK */
673         FPE_FLTSUB,     /* 65 - INV | DZ | IMP | STK */
674         FPE_FLTDIV,     /* 66 - DNML | DZ | IMP | STK */
675         FPE_FLTSUB,     /* 67 - INV | DNML | DZ | IMP | STK */
676         FPE_FLTOVF,     /* 68 - OFL | IMP | STK */
677         FPE_FLTSUB,     /* 69 - INV | OFL | IMP | STK */
678         FPE_FLTUND,     /* 6A - DNML | OFL | IMP | STK */
679         FPE_FLTSUB,     /* 6B - INV | DNML | OFL | IMP | STK */
680         FPE_FLTDIV,     /* 6C - DZ | OFL | IMP | STK */
681         FPE_FLTSUB,     /* 6D - INV | DZ | OFL | IMP | STK */
682         FPE_FLTDIV,     /* 6E - DNML | DZ | OFL | IMP | STK */
683         FPE_FLTSUB,     /* 6F - INV | DNML | DZ | OFL | IMP | STK */
684         FPE_FLTUND,     /* 70 - UFL | IMP | STK */
685         FPE_FLTSUB,     /* 71 - INV | UFL | IMP | STK */
686         FPE_FLTUND,     /* 72 - DNML | UFL | IMP | STK */
687         FPE_FLTSUB,     /* 73 - INV | DNML | UFL | IMP | STK */
688         FPE_FLTDIV,     /* 74 - DZ | UFL | IMP | STK */
689         FPE_FLTSUB,     /* 75 - INV | DZ | UFL | IMP | STK */
690         FPE_FLTDIV,     /* 76 - DNML | DZ | UFL | IMP | STK */
691         FPE_FLTSUB,     /* 77 - INV | DNML | DZ | UFL | IMP | STK */
692         FPE_FLTOVF,     /* 78 - OFL | UFL | IMP | STK */
693         FPE_FLTSUB,     /* 79 - INV | OFL | UFL | IMP | STK */
694         FPE_FLTUND,     /* 7A - DNML | OFL | UFL | IMP | STK */
695         FPE_FLTSUB,     /* 7B - INV | DNML | OFL | UFL | IMP | STK */
696         FPE_FLTDIV,     /* 7C - DZ | OFL | UFL | IMP | STK */
697         FPE_FLTSUB,     /* 7D - INV | DZ | OFL | UFL | IMP | STK */
698         FPE_FLTDIV,     /* 7E - DNML | DZ | OFL | UFL | IMP | STK */
699         FPE_FLTSUB,     /* 7F - INV | DNML | DZ | OFL | UFL | IMP | STK */
700 };
701
702 /*
703  * Preserve the FP status word, clear FP exceptions, then generate a SIGFPE.
704  *
705  * Clearing exceptions is necessary mainly to avoid IRQ13 bugs.  We now
706  * depend on longjmp() restoring a usable state.  Restoring the state
707  * or examining it might fail if we didn't clear exceptions.
708  *
709  * The error code chosen will be one of the FPE_... macros. It will be
710  * sent as the second argument to old BSD-style signal handlers and as
711  * "siginfo_t->si_code" (second argument) to SA_SIGINFO signal handlers.
712  *
713  * XXX the FP state is not preserved across signal handlers.  So signal
714  * handlers cannot afford to do FP unless they preserve the state or
715  * longjmp() out.  Both preserving the state and longjmp()ing may be
716  * destroyed by IRQ13 bugs.  Clearing FP exceptions is not an acceptable
717  * solution for signals other than SIGFPE.
718  */
719 void
720 npx_intr(dummy)
721         void *dummy;
722 {
723         int code;
724         u_short control;
725         struct intrframe *frame;
726
727         mtx_lock(&Giant);
728         if (PCPU_GET(npxproc) == NULL || !npx_exists) {
729                 printf("npxintr: npxproc = %p, curproc = %p, npx_exists = %d\n",
730                        PCPU_GET(npxproc), curproc, npx_exists);
731                 panic("npxintr from nowhere");
732         }
733         if (PCPU_GET(npxproc) != curproc) {
734                 printf("npxintr: npxproc = %p, curproc = %p, npx_exists = %d\n",
735                        PCPU_GET(npxproc), curproc, npx_exists);
736                 panic("npxintr from non-current process");
737         }
738
739         outb(0xf0, 0);
740         fnstsw(&PCPU_GET(curpcb)->pcb_savefpu.sv_ex_sw);
741         fnstcw(&control);
742         fnclex();
743
744         /*
745          * Pass exception to process.
746          */
747         frame = (struct intrframe *)&dummy;     /* XXX */
748         if ((ISPL(frame->if_cs) == SEL_UPL) || (frame->if_eflags & PSL_VM)) {
749                 /*
750                  * Interrupt is essentially a trap, so we can afford to call
751                  * the SIGFPE handler (if any) as soon as the interrupt
752                  * returns.
753                  *
754                  * XXX little or nothing is gained from this, and plenty is
755                  * lost - the interrupt frame has to contain the trap frame
756                  * (this is otherwise only necessary for the rescheduling trap
757                  * in doreti, and the frame for that could easily be set up
758                  * just before it is used).
759                  */
760                 curproc->p_md.md_regs = INTR_TO_TRAPFRAME(frame);
761                 /*
762                  * Encode the appropriate code for detailed information on
763                  * this exception.
764                  */
765                 code = 
766                     fpetable[(PCPU_GET(curpcb)->pcb_savefpu.sv_ex_sw & ~control & 0x3f) |
767                         (PCPU_GET(curpcb)->pcb_savefpu.sv_ex_sw & 0x40)];
768                 trapsignal(curproc, SIGFPE, code);
769         } else {
770                 /*
771                  * Nested interrupt.  These losers occur when:
772                  *      o an IRQ13 is bogusly generated at a bogus time, e.g.:
773                  *              o immediately after an fnsave or frstor of an
774                  *                error state.
775                  *              o a couple of 386 instructions after
776                  *                "fstpl _memvar" causes a stack overflow.
777                  *        These are especially nasty when combined with a
778                  *        trace trap.
779                  *      o an IRQ13 occurs at the same time as another higher-
780                  *        priority interrupt.
781                  *
782                  * Treat them like a true async interrupt.
783                  */
784                 PROC_LOCK(curproc);
785                 psignal(curproc, SIGFPE);
786                 PROC_UNLOCK(curproc);
787         }
788         mtx_unlock(&Giant);
789 }
790
791 /*
792  * Implement device not available (DNA) exception
793  *
794  * It would be better to switch FP context here (if curproc != npxproc)
795  * and not necessarily for every context switch, but it is too hard to
796  * access foreign pcb's.
797  */
798 int
799 npxdna()
800 {
801         int s;
802
803         if (!npx_exists)
804                 return (0);
805         if (PCPU_GET(npxproc) != NULL) {
806                 printf("npxdna: npxproc = %p, curproc = %p\n",
807                        PCPU_GET(npxproc), curproc);
808                 panic("npxdna");
809         }
810         s = save_intr();
811         disable_intr();
812         stop_emulating();
813         /*
814          * Record new context early in case frstor causes an IRQ13.
815          */
816         PCPU_SET(npxproc, CURPROC);
817         PCPU_GET(curpcb)->pcb_savefpu.sv_ex_sw = 0;
818         /*
819          * The following frstor may cause an IRQ13 when the state being
820          * restored has a pending error.  The error will appear to have been
821          * triggered by the current (npx) user instruction even when that
822          * instruction is a no-wait instruction that should not trigger an
823          * error (e.g., fnclex).  On at least one 486 system all of the
824          * no-wait instructions are broken the same as frstor, so our
825          * treatment does not amplify the breakage.  On at least one
826          * 386/Cyrix 387 system, fnclex works correctly while frstor and
827          * fnsave are broken, so our treatment breaks fnclex if it is the
828          * first FPU instruction after a context switch.
829          */
830         frstor(&PCPU_GET(curpcb)->pcb_savefpu);
831         restore_intr(s);
832
833         return (1);
834 }
835
836 /*
837  * Wrapper for fnsave instruction to handle h/w bugs.  If there is an error
838  * pending, then fnsave generates a bogus IRQ13 on some systems.  Force
839  * any IRQ13 to be handled immediately, and then ignore it.  This routine is
840  * often called at splhigh so it must not use many system services.  In
841  * particular, it's much easier to install a special handler than to
842  * guarantee that it's safe to use npxintr() and its supporting code.
843  */
844 void
845 npxsave(addr)
846         struct save87 *addr;
847 {
848 #ifdef SMP
849
850         stop_emulating();
851         fnsave(addr);
852         /* fnop(); */
853         start_emulating();
854         PCPU_SET(npxproc, NULL);
855
856 #else /* SMP */
857
858         int     intrstate;
859         u_char  icu1_mask;
860         u_char  icu2_mask;
861         u_char  old_icu1_mask;
862         u_char  old_icu2_mask;
863         struct gate_descriptor  save_idt_npxintr;
864
865         intrstate = save_intr();
866         disable_intr();
867         old_icu1_mask = inb(IO_ICU1 + 1);
868         old_icu2_mask = inb(IO_ICU2 + 1);
869         save_idt_npxintr = idt[npx_intrno];
870         outb(IO_ICU1 + 1, old_icu1_mask & ~(IRQ_SLAVE | npx0_imask));
871         outb(IO_ICU2 + 1, old_icu2_mask & ~(npx0_imask >> 8));
872         idt[npx_intrno] = npx_idt_probeintr;
873         write_eflags(intrstate);
874         stop_emulating();
875         fnsave(addr);
876         fnop();
877         start_emulating();
878         PCPU_SET(npxproc, NULL);
879         disable_intr();
880         icu1_mask = inb(IO_ICU1 + 1);   /* masks may have changed */
881         icu2_mask = inb(IO_ICU2 + 1);
882         outb(IO_ICU1 + 1,
883              (icu1_mask & ~npx0_imask) | (old_icu1_mask & npx0_imask));
884         outb(IO_ICU2 + 1,
885              (icu2_mask & ~(npx0_imask >> 8))
886              | (old_icu2_mask & (npx0_imask >> 8)));
887         idt[npx_intrno] = save_idt_npxintr;
888         restore_intr(intrstate);        /* back to previous state */
889
890 #endif /* SMP */
891 }
892
893 #ifdef I586_CPU
894 static long
895 timezero(funcname, func)
896         const char *funcname;
897         void (*func) __P((void *buf, size_t len));
898
899 {
900         void *buf;
901 #define BUFSIZE         1048576
902         long usec;
903         struct timeval finish, start;
904
905         buf = malloc(BUFSIZE, M_TEMP, M_NOWAIT);
906         if (buf == NULL)
907                 return (BUFSIZE);
908         microtime(&start);
909         (*func)(buf, BUFSIZE);
910         microtime(&finish);
911         usec = 1000000 * (finish.tv_sec - start.tv_sec) +
912             finish.tv_usec - start.tv_usec;
913         if (usec <= 0)
914                 usec = 1;
915         if (bootverbose)
916                 printf("%s bandwidth = %lu kBps\n", funcname,
917                     (u_int32_t)(((BUFSIZE >> 10) * 1000000) / usec));
918         free(buf, M_TEMP);
919         return (usec);
920 }
921 #endif /* I586_CPU */
922
923 static device_method_t npx_methods[] = {
924         /* Device interface */
925         DEVMETHOD(device_identify,      npx_identify),
926         DEVMETHOD(device_probe,         npx_probe),
927         DEVMETHOD(device_attach,        npx_attach),
928         DEVMETHOD(device_detach,        bus_generic_detach),
929         DEVMETHOD(device_shutdown,      bus_generic_shutdown),
930         DEVMETHOD(device_suspend,       bus_generic_suspend),
931         DEVMETHOD(device_resume,        bus_generic_resume),
932         
933         { 0, 0 }
934 };
935
936 static driver_t npx_driver = {
937         "npx",
938         npx_methods,
939         1,                      /* no softc */
940 };
941
942 static devclass_t npx_devclass;
943
944 /*
945  * We prefer to attach to the root nexus so that the usual case (exception 16)
946  * doesn't describe the processor as being `on isa'.
947  */
948 DRIVER_MODULE(npx, nexus, npx_driver, npx_devclass, 0, 0);
949
950 /*
951  * This sucks up the legacy ISA support assignments from PNPBIOS.
952  */
953 static struct isa_pnp_id npxisa_ids[] = {
954         { 0x040cd041, "Legacy ISA coprocessor support" }, /* PNP0C04 */
955         { 0 }
956 };
957
958 static int
959 npxisa_probe(device_t dev)
960 {
961         int result;
962         if ((result = ISA_PNP_PROBE(device_get_parent(dev), dev, npxisa_ids)) <= 0) {
963                 device_quiet(dev);
964         }
965         return(result);
966 }
967
968 static int
969 npxisa_attach(device_t dev)
970 {
971         return (0);
972 }
973
974 static device_method_t npxisa_methods[] = {
975         /* Device interface */
976         DEVMETHOD(device_probe,         npxisa_probe),
977         DEVMETHOD(device_attach,        npxisa_attach),
978         DEVMETHOD(device_detach,        bus_generic_detach),
979         DEVMETHOD(device_shutdown,      bus_generic_shutdown),
980         DEVMETHOD(device_suspend,       bus_generic_suspend),
981         DEVMETHOD(device_resume,        bus_generic_resume),
982         
983         { 0, 0 }
984 };
985
986 static driver_t npxisa_driver = {
987         "npxisa",
988         npxisa_methods,
989         1,                      /* no softc */
990 };
991
992 static devclass_t npxisa_devclass;
993
994 DRIVER_MODULE(npxisa, isa, npxisa_driver, npxisa_devclass, 0, 0);
995