hardware interrupt support - support forfull ring 0 exception simulation
[qemu] / cpu-i386.h
index c056a46..c4d6006 100644 (file)
@@ -1,6 +1,28 @@
+/*
+ * i386 virtual CPU header
+ * 
+ *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
+ *
+ * This library is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
+ * License as published by the Free Software Foundation; either
+ * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
+ *
+ * This library is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+ * Lesser General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
+ * License along with this library; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
+ */
 #ifndef CPU_I386_H
 #define CPU_I386_H
 
+#include "config.h"
+#include <setjmp.h>
+
 #define R_EAX 0
 #define R_ECX 1
 #define R_EDX 2
 #define R_FS 4
 #define R_GS 5
 
+/* segment descriptor fields */
+#define DESC_G_MASK     (1 << 23)
+#define DESC_B_MASK     (1 << 22)
+#define DESC_AVL_MASK   (1 << 20)
+#define DESC_P_MASK     (1 << 15)
+#define DESC_DPL_SHIFT  13
+#define DESC_S_MASK     (1 << 12)
+#define DESC_TYPE_SHIFT 8
+#define DESC_A_MASK     (1 << 8)
+
+#define DESC_CS_MASK    (1 << 11)
+#define DESC_C_MASK     (1 << 10)
+#define DESC_R_MASK     (1 << 9)
+
+#define DESC_E_MASK     (1 << 10)
+#define DESC_W_MASK     (1 << 9)
+
+/* eflags masks */
 #define CC_C           0x0001
 #define CC_P   0x0004
 #define CC_A   0x0010
 #define CC_S    0x0080
 #define CC_O    0x0800
 
-#define TRAP_FLAG              0x0100
-#define INTERRUPT_FLAG         0x0200
-#define DIRECTION_FLAG         0x0400
-#define IOPL_FLAG_MASK         0x3000
-#define NESTED_FLAG            0x4000
-#define BYTE_FL                        0x8000  /* Intel reserved! */
-#define RF_FLAG                        0x10000
-#define VM_FLAG                        0x20000
-/* AC                          0x40000 */
+#define TF_MASK                0x00000100
+#define IF_MASK                0x00000200
+#define DF_MASK                0x00000400
+#define IOPL_MASK              0x00003000
+#define NT_MASK                        0x00004000
+#define RF_MASK                        0x00010000
+#define VM_MASK                        0x00020000
+#define AC_MASK                        0x00040000 
+#define VIF_MASK                0x00080000
+#define VIP_MASK                0x00100000
+#define ID_MASK                 0x00200000
+
+#define CR0_PE_MASK  (1 << 0)
+#define CR0_TS_MASK  (1 << 3)
+#define CR0_WP_MASK  (1 << 16)
+#define CR0_AM_MASK  (1 << 18)
+#define CR0_PG_MASK  (1 << 31)
+
+#define CR4_VME_MASK  (1 << 0)
+#define CR4_PVI_MASK  (1 << 1)
+#define CR4_TSD_MASK  (1 << 2)
+#define CR4_DE_MASK   (1 << 3)
+
+#define EXCP00_DIVZ    0
+#define EXCP01_SSTP    1
+#define EXCP02_NMI     2
+#define EXCP03_INT3    3
+#define EXCP04_INTO    4
+#define EXCP05_BOUND   5
+#define EXCP06_ILLOP   6
+#define EXCP07_PREX    7
+#define EXCP08_DBLE    8
+#define EXCP09_XERR    9
+#define EXCP0A_TSS     10
+#define EXCP0B_NOSEG   11
+#define EXCP0C_STACK   12
+#define EXCP0D_GPF     13
+#define EXCP0E_PAGE    14
+#define EXCP10_COPR    16
+#define EXCP11_ALGN    17
+#define EXCP12_MCHK    18
+
+#define EXCP_INTERRUPT         256 /* async interruption */
 
 enum {
     CC_OP_DYNAMIC, /* must use dynamic code to get cc_op */
@@ -52,19 +126,27 @@ enum {
     CC_OP_ADDW,
     CC_OP_ADDL,
 
+    CC_OP_ADCB, /* modify all flags, CC_DST = res, CC_SRC = src1 */
+    CC_OP_ADCW,
+    CC_OP_ADCL,
+
     CC_OP_SUBB, /* modify all flags, CC_DST = res, CC_SRC = src1 */
     CC_OP_SUBW,
     CC_OP_SUBL,
 
+    CC_OP_SBBB, /* modify all flags, CC_DST = res, CC_SRC = src1 */
+    CC_OP_SBBW,
+    CC_OP_SBBL,
+
     CC_OP_LOGICB, /* modify all flags, CC_DST = res */
     CC_OP_LOGICW,
     CC_OP_LOGICL,
 
-    CC_OP_INCB, /* modify all flags except, CC_DST = res */
+    CC_OP_INCB, /* modify all flags except, CC_DST = res, CC_SRC = C */
     CC_OP_INCW,
     CC_OP_INCL,
 
-    CC_OP_DECB, /* modify all flags except, CC_DST = res */
+    CC_OP_DECB, /* modify all flags except, CC_DST = res, CC_SRC = C  */
     CC_OP_DECW,
     CC_OP_DECL,
 
@@ -72,6 +154,10 @@ enum {
     CC_OP_SHLW,
     CC_OP_SHLL,
 
+    CC_OP_SARB, /* modify all flags, CC_DST = res, CC_SRC.lsb = C */
+    CC_OP_SARW,
+    CC_OP_SARL,
+
     CC_OP_NB,
 };
 
@@ -85,115 +171,96 @@ typedef long double CPU86_LDouble;
 typedef double CPU86_LDouble;
 #endif
 
-typedef struct CPU86State {
+typedef struct SegmentCache {
+    uint32_t selector;
+    uint8_t *base;
+    unsigned long limit;
+    uint8_t seg_32bit;
+} SegmentCache;
+
+typedef struct CPUX86State {
     /* standard registers */
     uint32_t regs[8];
-    uint32_t pc; /* cs_case + eip value */
+    uint32_t eip;
+    uint32_t eflags; /* eflags register. During CPU emulation, CC
+                        flags and DF are set to zero because they are
+                        stored elsewhere */
 
-    /* eflags handling */
-    uint32_t eflags;
+    /* emulator internal eflags handling */
     uint32_t cc_src;
     uint32_t cc_dst;
     uint32_t cc_op;
     int32_t df; /* D flag : 1 if D = 0, -1 if D = 1 */
-    
-    /* segments */
-    uint8_t *segs_base[6];
-    uint32_t segs[6];
 
     /* FPU state */
-    CPU86_LDouble fpregs[8];    
-    uint8_t fptags[8];   /* 0 = valid, 1 = empty */
     unsigned int fpstt; /* top of stack index */
     unsigned int fpus;
     unsigned int fpuc;
+    uint8_t fptags[8];   /* 0 = valid, 1 = empty */
+    CPU86_LDouble fpregs[8];    
 
     /* emulator internal variables */
-    uint32_t t0; /* temporary t0 storage */
-    uint32_t t1; /* temporary t1 storage */
-    uint32_t a0; /* temporary a0 storage (address) */
     CPU86_LDouble ft0;
-} CPU86State;
-
-static inline int ldub(void *ptr)
-{
-    return *(uint8_t *)ptr;
-}
-
-static inline int ldsb(void *ptr)
-{
-    return *(int8_t *)ptr;
-}
-
-static inline int lduw(void *ptr)
-{
-    return *(uint16_t *)ptr;
-}
-
-static inline int ldsw(void *ptr)
-{
-    return *(int16_t *)ptr;
-}
-
-static inline int ldl(void *ptr)
-{
-    return *(uint32_t *)ptr;
-}
-
-static inline uint64_t ldq(void *ptr)
-{
-    return *(uint64_t *)ptr;
-}
-
-static inline void stb(void *ptr, int v)
-{
-    *(uint8_t *)ptr = v;
-}
-
-static inline void stw(void *ptr, int v)
-{
-    *(uint16_t *)ptr = v;
-}
-
-static inline void stl(void *ptr, int v)
-{
-    *(uint32_t *)ptr = v;
-}
-
-static inline void stq(void *ptr, int v)
-{
-    *(uint64_t *)ptr = v;
-}
-
-/* float access */
-
-static inline float ldfl(void *ptr)
-{
-    return *(float *)ptr;
-}
-
-static inline double ldfq(void *ptr)
-{
-    return *(double *)ptr;
-}
-
-static inline void stfl(void *ptr, float v)
-{
-    *(float *)ptr = v;
-}
-
-static inline void stfq(void *ptr, double v)
-{
-    *(double *)ptr = v;
-}
+    union {
+       float f;
+        double d;
+       int i32;
+        int64_t i64;
+    } fp_convert;
+    
+    /* segments */
+    SegmentCache segs[6]; /* selector values */
+    SegmentCache ldt;
+    SegmentCache tr;
+    SegmentCache gdt; /* only base and limit are used */
+    SegmentCache idt; /* only base and limit are used */
+    
+    /* exception/interrupt handling */
+    jmp_buf jmp_env;
+    int exception_index;
+    int error_code;
+    uint32_t cr[5]; /* NOTE: cr1 is unused */
+    uint32_t dr[8]; /* debug registers */
+    int interrupt_request;
+
+    /* user data */
+    void *opaque;
+} CPUX86State;
 
 #ifndef IN_OP_I386
-void port_outb(int addr, int val);
-void port_outw(int addr, int val);
-void port_outl(int addr, int val);
-int port_inb(int addr);
-int port_inw(int addr);
-int port_inl(int addr);
+void cpu_x86_outb(CPUX86State *env, int addr, int val);
+void cpu_x86_outw(CPUX86State *env, int addr, int val);
+void cpu_x86_outl(CPUX86State *env, int addr, int val);
+int cpu_x86_inb(CPUX86State *env, int addr);
+int cpu_x86_inw(CPUX86State *env, int addr);
+int cpu_x86_inl(CPUX86State *env, int addr);
 #endif
 
+CPUX86State *cpu_x86_init(void);
+int cpu_x86_exec(CPUX86State *s);
+void cpu_x86_interrupt(CPUX86State *s);
+void cpu_x86_close(CPUX86State *s);
+
+/* needed to load some predefinied segment registers */
+void cpu_x86_load_seg(CPUX86State *s, int seg_reg, int selector);
+
+/* simulate fsave/frstor */
+void cpu_x86_fsave(CPUX86State *s, uint8_t *ptr, int data32);
+void cpu_x86_frstor(CPUX86State *s, uint8_t *ptr, int data32);
+
+/* you can call this signal handler from your SIGBUS and SIGSEGV
+   signal handlers to inform the virtual CPU of exceptions. non zero
+   is returned if the signal was handled by the virtual CPU.  */
+struct siginfo;
+int cpu_x86_signal_handler(int host_signum, struct siginfo *info, 
+                           void *puc);
+
+/* used to debug */
+#define X86_DUMP_FPU  0x0001 /* dump FPU state too */
+#define X86_DUMP_CCOP 0x0002 /* dump qemu flag cache */
+void cpu_x86_dump_state(CPUX86State *env, FILE *f, int flags);
+
+#define TARGET_PAGE_BITS 12
+#include "cpu-all.h"
+
 #endif /* CPU_I386_H */