sys/i386/include/npx.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  * 287/387 NPX Coprocessor Data Structures and Constants
  38  * W. Jolitz 1/90
  39  */
  40
  41 #ifndef _MACHINE_NPX_H_
  42 #define _MACHINE_NPX_H_
  43
  44 /* Environment information of floating point unit */
  45 struct env87 {
  46         long    en_cw;          /* control word (16bits) */
  47         long    en_sw;          /* status word (16bits) */
  48         long    en_tw;          /* tag word (16bits) */
  49         long    en_fip;         /* floating point instruction pointer */
  50         u_short en_fcs;         /* floating code segment selector */
  51         u_short en_opcode;      /* opcode last executed (11 bits ) */
  52         long    en_foo;         /* floating operand offset */
  53         long    en_fos;         /* floating operand segment selector */
  54 };
  55
  56 /* Contents of each floating point accumulator */
  57 struct fpacc87 {
  58 #ifdef dontdef /* too unportable */
  59         u_long  fp_mantlo;      /* mantissa low (31:0) */
  60         u_long  fp_manthi;      /* mantissa high (63:32) */
  61         int     fp_exp:15;      /* exponent */
  62         int     fp_sgn:1;       /* mantissa sign */
  63 #else
  64         u_char  fp_bytes[10];
  65 #endif
  66 };
  67
  68 /* Floating point context */
  69 struct save87 {
  70         struct  env87 sv_env;   /* floating point control/status */
  71         struct  fpacc87 sv_ac[8];       /* accumulator contents, 0-7 */
  72         u_char  sv_pad0[4];     /* padding for (now unused) saved status word */
  73         /*
  74          * Bogus padding for emulators.  Emulators should use their own
  75          * struct and arrange to store into this struct (ending here)
  76          * before it is inspected for ptracing or for core dumps.  Some
  77          * emulators overwrite the whole struct.  We have no good way of
  78          * knowing how much padding to leave.  Leave just enough for the
  79          * GPL emulator's i387_union (176 bytes total).
  80          */
  81         u_char  sv_pad[64];     /* padding; used by emulators */
  82 };
  83
  84 struct  envxmm {
  85         u_int16_t       en_cw;          /* control word (16bits) */
  86         u_int16_t       en_sw;          /* status word (16bits) */
  87         u_int16_t       en_tw;          /* tag word (16bits) */
  88         u_int16_t       en_opcode;      /* opcode last executed (11 bits ) */
  89         u_int32_t       en_fip;         /* floating point instruction pointer */
  90         u_int16_t       en_fcs;         /* floating code segment selector */
  91         u_int16_t       en_pad0;        /* padding */
  92         u_int32_t       en_foo;         /* floating operand offset */
  93         u_int16_t       en_fos;         /* floating operand segment selector */
  94         u_int16_t       en_pad1;        /* padding */
  95         u_int32_t       en_mxcsr;       /* SSE control/status register */
  96         u_int32_t       en_mxcsr_mask;  /* valid bits in mxcsr */
  97 };
  98
  99 /* Contents of each SSE extended accumulator */
 100 struct  xmmacc {
 101         u_char  xmm_bytes[16];
 102 };
 103
 104 /* Contents of the upper 16 bytes of each AVX extended accumulator */
 105 struct  ymmacc {
 106         uint8_t  ymm_bytes[16];
 107 };
 108
 109 struct  savexmm {
 110         struct  envxmm  sv_env;
 111         struct {
 112                 struct fpacc87  fp_acc;
 113                 u_char          fp_pad[6];      /* padding */
 114         } sv_fp[8];
 115         struct xmmacc   sv_xmm[8];
 116         u_char sv_pad[224];
 117 } __aligned(16);
 118
 119 union   savefpu {
 120         struct  save87  sv_87;
 121         struct  savexmm sv_xmm;
 122 };
 123
 124 struct xstate_hdr {
 125         uint64_t xstate_bv;
 126         uint8_t xstate_rsrv0[16];
 127         uint8_t xstate_rsrv[40];
 128 };
 129
 130 struct savexmm_xstate {
 131         struct xstate_hdr sx_hd;
 132         struct ymmacc   sx_ymm[16];
 133 };
 134
 135 struct savexmm_ymm {
 136         struct  envxmm  sv_env;
 137         struct {
 138                 struct fpacc87  fp_acc;
 139                 int8_t          fp_pad[6];      /* padding */
 140         } sv_fp[8];
 141         struct xmmacc   sv_xmm[16];
 142         uint8_t sv_pad[96];
 143         struct savexmm_xstate sv_xstate;
 144 } __aligned(64);
 145
 146 /*
 147  * The hardware default control word for i387's and later coprocessors is
 148  * 0x37F, giving:
 149  *
 150  *      round to nearest
 151  *      64-bit precision
 152  *      all exceptions masked.
 153  *
 154  * We modify the affine mode bit and precision bits in this to give:
 155  *
 156  *      affine mode for 287's (if they work at all) (1 in bitfield 1<<12)
 157  *      53-bit precision (2 in bitfield 3<<8)
 158  *
 159  * 64-bit precision often gives bad results with high level languages
 160  * because it makes the results of calculations depend on whether
 161  * intermediate values are stored in memory or in FPU registers.
 162  */
 163 #define __INITIAL_NPXCW__       0x127F
 164 #define __INITIAL_MXCSR__       0x1F80
 165
 166 #ifdef _KERNEL
 167
 168 #define PCB_USER_FPU(pcb) (((pcb)->pcb_flags & PCB_KERNNPX) == 0)
 169
 170 int     npxdna(void);
 171 void    npxdrop(void);
 172 void    npxexit(struct thread *td);
 173 int     npxformat(void);
 174 int     npxgetregs(struct thread *td);
 175 void    npxinit(void);
 176 void    npxsave(union savefpu *addr);
 177 void    npxsetregs(struct thread *td, union savefpu *addr);
 178 int     npxtrap_x87(void);
 179 int     npxtrap_sse(void);
 180 void    npxuserinited(struct thread *);
 181 struct fpu_kern_ctx *fpu_kern_alloc_ctx(u_int flags);
 182 void    fpu_kern_free_ctx(struct fpu_kern_ctx *ctx);
 183 int     fpu_kern_enter(struct thread *td, struct fpu_kern_ctx *ctx,
 184             u_int flags);
 185 int     fpu_kern_leave(struct thread *td, struct fpu_kern_ctx *ctx);
 186 int     fpu_kern_thread(u_int flags);
 187 int     is_fpu_kern_thread(u_int flags);
 188
 189 /*
 190  * Flags for fpu_kern_enter() and fpu_kern_thread().
 191  */
 192 #define FPU_KERN_NORMAL 0x0000
 193 #define FPU_KERN_NOWAIT 0x0001
 194
 195 #endif
 196
 197 #endif /* !_MACHINE_NPX_H_ */