sys/amd64/include/fpu.h

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   6  * William Jolitz.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  18  *    without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30  * SUCH DAMAGE.
  31  *
  32  *      from: @(#)npx.h 5.3 (Berkeley) 1/18/91
  33  * $FreeBSD$
  34  */
  35
  36 /*
  37  * Floating Point Data Structures and Constants
  38  * W. Jolitz 1/90
  39  */
  40
  41 #ifndef _MACHINE_FPU_H_
  42 #define _MACHINE_FPU_H_
  43
  44 /* Contents of each x87 floating point accumulator */
  45 struct fpacc87 {
  46         uint8_t fp_bytes[10];
  47 };
  48
  49 /* Contents of each SSE extended accumulator */
  50 struct  xmmacc {
  51         uint8_t xmm_bytes[16];
  52 };
  53
  54 /* Contents of the upper 16 bytes of each AVX extended accumulator */
  55 struct  ymmacc {
  56         uint8_t  ymm_bytes[16];
  57 };
  58
  59 struct  envxmm {
  60         uint16_t        en_cw;          /* control word (16bits) */
  61         uint16_t        en_sw;          /* status word (16bits) */
  62         uint8_t         en_tw;          /* tag word (8bits) */
  63         uint8_t         en_zero;
  64         uint16_t        en_opcode;      /* opcode last executed (11 bits ) */
  65         uint64_t        en_rip;         /* floating point instruction pointer */
  66         uint64_t        en_rdp;         /* floating operand pointer */
  67         uint32_t        en_mxcsr;       /* SSE sontorol/status register */
  68         uint32_t        en_mxcsr_mask;  /* valid bits in mxcsr */
  69 };
  70
  71 struct  savefpu {
  72         struct  envxmm  sv_env;
  73         struct {
  74                 struct fpacc87  fp_acc;
  75                 uint8_t         fp_pad[6];      /* padding */
  76         } sv_fp[8];
  77         struct xmmacc   sv_xmm[16];
  78         uint8_t sv_pad[96];
  79 } __aligned(16);
  80
  81 struct xstate_hdr {
  82         uint64_t xstate_bv;
  83         uint8_t xstate_rsrv0[16];
  84         uint8_t xstate_rsrv[40];
  85 };
  86
  87 struct savefpu_xstate {
  88         struct xstate_hdr sx_hd;
  89         struct ymmacc   sx_ymm[16];
  90 };
  91
  92 struct savefpu_ymm {
  93         struct  envxmm  sv_env;
  94         struct {
  95                 struct fpacc87  fp_acc;
  96                 int8_t          fp_pad[6];      /* padding */
  97         } sv_fp[8];
  98         struct xmmacc   sv_xmm[16];
  99         uint8_t sv_pad[96];
 100         struct savefpu_xstate sv_xstate;
 101 } __aligned(64);
 102
 103 #ifdef _KERNEL
 104
 105 struct fpu_kern_ctx;
 106
 107 #define PCB_USER_FPU(pcb) (((pcb)->pcb_flags & PCB_KERNFPU) == 0)
 108
 109 #define XSAVE_AREA_ALIGN        64
 110
 111 #endif
 112
 113 /*
 114  * The hardware default control word for i387's and later coprocessors is
 115  * 0x37F, giving:
 116  *
 117  *      round to nearest
 118  *      64-bit precision
 119  *      all exceptions masked.
 120  *
 121  * FreeBSD/i386 uses 53 bit precision for things like fadd/fsub/fsqrt etc
 122  * because of the difference between memory and fpu register stack arguments.
 123  * If its using an intermediate fpu register, it has 80/64 bits to work
 124  * with.  If it uses memory, it has 64/53 bits to work with.  However,
 125  * gcc is aware of this and goes to a fair bit of trouble to make the
 126  * best use of it.
 127  *
 128  * This is mostly academic for AMD64, because the ABI prefers the use
 129  * SSE2 based math.  For FreeBSD/amd64, we go with the default settings.
 130  */
 131 #define __INITIAL_FPUCW__       0x037F
 132 #define __INITIAL_FPUCW_I386__  0x127F
 133 #define __INITIAL_MXCSR__       0x1F80
 134 #define __INITIAL_MXCSR_MASK__  0xFFBF
 135
 136 #ifdef _KERNEL
 137 void    fpudna(void);
 138 void    fpudrop(void);
 139 void    fpuexit(struct thread *td);
 140 int     fpuformat(void);
 141 int     fpugetregs(struct thread *td);
 142 void    fpuinit(void);
 143 void    fpurestore(void *addr);
 144 void    fpusave(void *addr);
 145 int     fpusetregs(struct thread *td, struct savefpu *addr,
 146             char *xfpustate, size_t xfpustate_size);
 147 int     fpusetxstate(struct thread *td, char *xfpustate,
 148             size_t xfpustate_size);
 149 int     fputrap_sse(void);
 150 int     fputrap_x87(void);
 151 void    fpuuserinited(struct thread *td);
 152 struct fpu_kern_ctx *fpu_kern_alloc_ctx(u_int flags);
 153 void    fpu_kern_free_ctx(struct fpu_kern_ctx *ctx);
 154 int     fpu_kern_enter(struct thread *td, struct fpu_kern_ctx *ctx,
 155             u_int flags);
 156 int     fpu_kern_leave(struct thread *td, struct fpu_kern_ctx *ctx);
 157 int     fpu_kern_thread(u_int flags);
 158 int     is_fpu_kern_thread(u_int flags);
 159
 160 struct savefpu  *fpu_save_area_alloc(void);
 161 void    fpu_save_area_free(struct savefpu *fsa);
 162 void    fpu_save_area_reset(struct savefpu *fsa);
 163
 164 /*
 165  * Flags for fpu_kern_alloc_ctx(), fpu_kern_enter() and fpu_kern_thread().
 166  */
 167 #define FPU_KERN_NORMAL 0x0000
 168 #define FPU_KERN_NOWAIT 0x0001
 169
 170 #endif
 171
 172 #endif /* !_MACHINE_FPU_H_ */