vcs.maemo.org Git - qemu/blob - qemu/tests/test-i386.c

   1 /*
   2  *  x86 CPU test
   3  *
   4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
   5  *
   6  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  *  (at your option) any later version.
  10  *
  11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  *  GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  18  *  Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  19  */
  20 #define _GNU_SOURCE
  21 #include <stdlib.h>
  22 #include <stdio.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include <inttypes.h>
  25 #include <math.h>
  26 #include <signal.h>
  27 #include <setjmp.h>
  28 #include <errno.h>
  29 #include <sys/ucontext.h>
  30 #include <sys/mman.h>
  31 #include <asm/vm86.h>
  32
  33 #define TEST_CMOV  0
  34 #define TEST_FCOMI 0
  35 //#define LINUX_VM86_IOPL_FIX
  36 //#define TEST_P4_FLAGS
  37
  38 #define xglue(x, y) x ## y
  39 #define glue(x, y) xglue(x, y)
  40 #define stringify(s)    tostring(s)
  41 #define tostring(s)     #s
  42
  43 #define CC_C    0x0001
  44 #define CC_P    0x0004
  45 #define CC_A    0x0010
  46 #define CC_Z    0x0040
  47 #define CC_S    0x0080
  48 #define CC_O    0x0800
  49
  50 #define __init_call     __attribute__ ((unused,__section__ (".initcall.init")))
  51
  52 static void *call_start __init_call = NULL;
  53
  54 #define CC_MASK (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O | CC_A)
  55
  56 #define OP add
  57 #include "test-i386.h"
  58
  59 #define OP sub
  60 #include "test-i386.h"
  61
  62 #define OP xor
  63 #include "test-i386.h"
  64
  65 #define OP and
  66 #include "test-i386.h"
  67
  68 #define OP or
  69 #include "test-i386.h"
  70
  71 #define OP cmp
  72 #include "test-i386.h"
  73
  74 #define OP adc
  75 #define OP_CC
  76 #include "test-i386.h"
  77
  78 #define OP sbb
  79 #define OP_CC
  80 #include "test-i386.h"
  81
  82 #define OP inc
  83 #define OP_CC
  84 #define OP1
  85 #include "test-i386.h"
  86
  87 #define OP dec
  88 #define OP_CC
  89 #define OP1
  90 #include "test-i386.h"
  91
  92 #define OP neg
  93 #define OP_CC
  94 #define OP1
  95 #include "test-i386.h"
  96
  97 #define OP not
  98 #define OP_CC
  99 #define OP1
 100 #include "test-i386.h"
 101
 102 #undef CC_MASK
 103 #define CC_MASK (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O)
 104
 105 #define OP shl
 106 #include "test-i386-shift.h"
 107
 108 #define OP shr
 109 #include "test-i386-shift.h"
 110
 111 #define OP sar
 112 #include "test-i386-shift.h"
 113
 114 #define OP rol
 115 #include "test-i386-shift.h"
 116
 117 #define OP ror
 118 #include "test-i386-shift.h"
 119
 120 #define OP rcr
 121 #define OP_CC
 122 #include "test-i386-shift.h"
 123
 124 #define OP rcl
 125 #define OP_CC
 126 #include "test-i386-shift.h"
 127
 128 #define OP shld
 129 #define OP_SHIFTD
 130 #define OP_NOBYTE
 131 #include "test-i386-shift.h"
 132
 133 #define OP shrd
 134 #define OP_SHIFTD
 135 #define OP_NOBYTE
 136 #include "test-i386-shift.h"
 137
 138 /* XXX: should be more precise ? */
 139 #undef CC_MASK
 140 #define CC_MASK (CC_C)
 141
 142 #define OP bt
 143 #define OP_NOBYTE
 144 #include "test-i386-shift.h"
 145
 146 #define OP bts
 147 #define OP_NOBYTE
 148 #include "test-i386-shift.h"
 149
 150 #define OP btr
 151 #define OP_NOBYTE
 152 #include "test-i386-shift.h"
 153
 154 #define OP btc
 155 #define OP_NOBYTE
 156 #include "test-i386-shift.h"
 157
 158 /* lea test (modrm support) */
 159 #define TEST_LEA(STR)\
 160 {\
 161     asm("leal " STR ", %0"\
 162         : "=r" (res)\
 163         : "a" (eax), "b" (ebx), "c" (ecx), "d" (edx), "S" (esi), "D" (edi));\
 164     printf("lea %s = %08x\n", STR, res);\
 165 }
 166
 167 #define TEST_LEA16(STR)\
 168 {\
 169     asm(".code16 ; .byte 0x67 ; leal " STR ", %0 ; .code32"\
 170         : "=wq" (res)\
 171         : "a" (eax), "b" (ebx), "c" (ecx), "d" (edx), "S" (esi), "D" (edi));\
 172     printf("lea %s = %08x\n", STR, res);\
 173 }
 174
 175
 176 void test_lea(void)
 177 {
 178     int eax, ebx, ecx, edx, esi, edi, res;
 179     eax = 0x0001;
 180     ebx = 0x0002;
 181     ecx = 0x0004;
 182     edx = 0x0008;
 183     esi = 0x0010;
 184     edi = 0x0020;
 185
 186     TEST_LEA("0x4000");
 187
 188     TEST_LEA("(%%eax)");
 189     TEST_LEA("(%%ebx)");
 190     TEST_LEA("(%%ecx)");
 191     TEST_LEA("(%%edx)");
 192     TEST_LEA("(%%esi)");
 193     TEST_LEA("(%%edi)");
 194
 195     TEST_LEA("0x40(%%eax)");
 196     TEST_LEA("0x40(%%ebx)");
 197     TEST_LEA("0x40(%%ecx)");
 198     TEST_LEA("0x40(%%edx)");
 199     TEST_LEA("0x40(%%esi)");
 200     TEST_LEA("0x40(%%edi)");
 201
 202     TEST_LEA("0x4000(%%eax)");
 203     TEST_LEA("0x4000(%%ebx)");
 204     TEST_LEA("0x4000(%%ecx)");
 205     TEST_LEA("0x4000(%%edx)");
 206     TEST_LEA("0x4000(%%esi)");
 207     TEST_LEA("0x4000(%%edi)");
 208
 209     TEST_LEA("(%%eax, %%ecx)");
 210     TEST_LEA("(%%ebx, %%edx)");
 211     TEST_LEA("(%%ecx, %%ecx)");
 212     TEST_LEA("(%%edx, %%ecx)");
 213     TEST_LEA("(%%esi, %%ecx)");
 214     TEST_LEA("(%%edi, %%ecx)");
 215
 216     TEST_LEA("0x40(%%eax, %%ecx)");
 217     TEST_LEA("0x4000(%%ebx, %%edx)");
 218
 219     TEST_LEA("(%%ecx, %%ecx, 2)");
 220     TEST_LEA("(%%edx, %%ecx, 4)");
 221     TEST_LEA("(%%esi, %%ecx, 8)");
 222
 223     TEST_LEA("(,%%eax, 2)");
 224     TEST_LEA("(,%%ebx, 4)");
 225     TEST_LEA("(,%%ecx, 8)");
 226
 227     TEST_LEA("0x40(,%%eax, 2)");
 228     TEST_LEA("0x40(,%%ebx, 4)");
 229     TEST_LEA("0x40(,%%ecx, 8)");
 230
 231
 232     TEST_LEA("-10(%%ecx, %%ecx, 2)");
 233     TEST_LEA("-10(%%edx, %%ecx, 4)");
 234     TEST_LEA("-10(%%esi, %%ecx, 8)");
 235
 236     TEST_LEA("0x4000(%%ecx, %%ecx, 2)");
 237     TEST_LEA("0x4000(%%edx, %%ecx, 4)");
 238     TEST_LEA("0x4000(%%esi, %%ecx, 8)");
 239
 240     /* limited 16 bit addressing test */
 241     TEST_LEA16("0x4000");
 242     TEST_LEA16("(%%bx)");
 243     TEST_LEA16("(%%si)");
 244     TEST_LEA16("(%%di)");
 245     TEST_LEA16("0x40(%%bx)");
 246     TEST_LEA16("0x40(%%si)");
 247     TEST_LEA16("0x40(%%di)");
 248     TEST_LEA16("0x4000(%%bx)");
 249     TEST_LEA16("0x4000(%%si)");
 250     TEST_LEA16("(%%bx,%%si)");
 251     TEST_LEA16("(%%bx,%%di)");
 252     TEST_LEA16("0x40(%%bx,%%si)");
 253     TEST_LEA16("0x40(%%bx,%%di)");
 254     TEST_LEA16("0x4000(%%bx,%%si)");
 255     TEST_LEA16("0x4000(%%bx,%%di)");
 256 }
 257
 258 #define TEST_JCC(JCC, v1, v2)\
 259 {\
 260     int res;\
 261     asm("movl $1, %0\n\t"\
 262         "cmpl %2, %1\n\t"\
 263         "j" JCC " 1f\n\t"\
 264         "movl $0, %0\n\t"\
 265         "1:\n\t"\
 266         : "=r" (res)\
 267         : "r" (v1), "r" (v2));\
 268     printf("%-10s %d\n", "j" JCC, res);\
 269 \
 270     asm("movl $0, %0\n\t"\
 271         "cmpl %2, %1\n\t"\
 272         "set" JCC " %b0\n\t"\
 273         : "=r" (res)\
 274         : "r" (v1), "r" (v2));\
 275     printf("%-10s %d\n", "set" JCC, res);\
 276  if (TEST_CMOV) {\
 277     asm("movl $0x12345678, %0\n\t"\
 278         "cmpl %2, %1\n\t"\
 279         "cmov" JCC "l %3, %0\n\t"\
 280         : "=r" (res)\
 281         : "r" (v1), "r" (v2), "m" (1));\
 282         printf("%-10s R=0x%08x\n", "cmov" JCC "l", res);\
 283     asm("movl $0x12345678, %0\n\t"\
 284         "cmpl %2, %1\n\t"\
 285         "cmov" JCC "w %w3, %w0\n\t"\
 286         : "=r" (res)\
 287         : "r" (v1), "r" (v2), "r" (1));\
 288         printf("%-10s R=0x%08x\n", "cmov" JCC "w", res);\
 289  } \
 290 }
 291
 292 /* various jump tests */
 293 void test_jcc(void)
 294 {
 295     TEST_JCC("ne", 1, 1);
 296     TEST_JCC("ne", 1, 0);
 297
 298     TEST_JCC("e", 1, 1);
 299     TEST_JCC("e", 1, 0);
 300
 301     TEST_JCC("l", 1, 1);
 302     TEST_JCC("l", 1, 0);
 303     TEST_JCC("l", 1, -1);
 304
 305     TEST_JCC("le", 1, 1);
 306     TEST_JCC("le", 1, 0);
 307     TEST_JCC("le", 1, -1);
 308
 309     TEST_JCC("ge", 1, 1);
 310     TEST_JCC("ge", 1, 0);
 311     TEST_JCC("ge", -1, 1);
 312
 313     TEST_JCC("g", 1, 1);
 314     TEST_JCC("g", 1, 0);
 315     TEST_JCC("g", 1, -1);
 316
 317     TEST_JCC("b", 1, 1);
 318     TEST_JCC("b", 1, 0);
 319     TEST_JCC("b", 1, -1);
 320
 321     TEST_JCC("be", 1, 1);
 322     TEST_JCC("be", 1, 0);
 323     TEST_JCC("be", 1, -1);
 324
 325     TEST_JCC("ae", 1, 1);
 326     TEST_JCC("ae", 1, 0);
 327     TEST_JCC("ae", 1, -1);
 328
 329     TEST_JCC("a", 1, 1);
 330     TEST_JCC("a", 1, 0);
 331     TEST_JCC("a", 1, -1);
 332
 333
 334     TEST_JCC("p", 1, 1);
 335     TEST_JCC("p", 1, 0);
 336
 337     TEST_JCC("np", 1, 1);
 338     TEST_JCC("np", 1, 0);
 339
 340     TEST_JCC("o", 0x7fffffff, 0);
 341     TEST_JCC("o", 0x7fffffff, -1);
 342
 343     TEST_JCC("no", 0x7fffffff, 0);
 344     TEST_JCC("no", 0x7fffffff, -1);
 345
 346     TEST_JCC("s", 0, 1);
 347     TEST_JCC("s", 0, -1);
 348     TEST_JCC("s", 0, 0);
 349
 350     TEST_JCC("ns", 0, 1);
 351     TEST_JCC("ns", 0, -1);
 352     TEST_JCC("ns", 0, 0);
 353 }
 354
 355 #undef CC_MASK
 356 #ifdef TEST_P4_FLAGS
 357 #define CC_MASK (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O | CC_A)
 358 #else
 359 #define CC_MASK (CC_O | CC_C)
 360 #endif
 361
 362 #define OP mul
 363 #include "test-i386-muldiv.h"
 364
 365 #define OP imul
 366 #include "test-i386-muldiv.h"
 367
 368 void test_imulw2(int op0, int op1)
 369 {
 370     int res, s1, s0, flags;
 371     s0 = op0;
 372     s1 = op1;
 373     res = s0;
 374     flags = 0;
 375     asm ("push %4\n\t"
 376          "popf\n\t"
 377          "imulw %w2, %w0\n\t"
 378          "pushf\n\t"
 379          "popl %1\n\t"
 380          : "=q" (res), "=g" (flags)
 381          : "q" (s1), "0" (res), "1" (flags));
 382     printf("%-10s A=%08x B=%08x R=%08x CC=%04x\n",
 383            "imulw", s0, s1, res, flags & CC_MASK);
 384 }
 385
 386 void test_imull2(int op0, int op1)
 387 {
 388     int res, s1, s0, flags;
 389     s0 = op0;
 390     s1 = op1;
 391     res = s0;
 392     flags = 0;
 393     asm ("push %4\n\t"
 394          "popf\n\t"
 395          "imull %2, %0\n\t"
 396          "pushf\n\t"
 397          "popl %1\n\t"
 398          : "=q" (res), "=g" (flags)
 399          : "q" (s1), "0" (res), "1" (flags));
 400     printf("%-10s A=%08x B=%08x R=%08x CC=%04x\n",
 401            "imull", s0, s1, res, flags & CC_MASK);
 402 }
 403
 404 #define TEST_IMUL_IM(size, size1, op0, op1)\
 405 {\
 406     int res, flags;\
 407     flags = 0;\
 408     res = 0;\
 409     asm ("push %3\n\t"\
 410          "popf\n\t"\
 411          "imul" size " $" #op0 ", %" size1 "2, %" size1 "0\n\t" \
 412          "pushf\n\t"\
 413          "popl %1\n\t"\
 414          : "=r" (res), "=g" (flags)\
 415          : "r" (op1), "1" (flags), "0" (res));\
 416     printf("%-10s A=%08x B=%08x R=%08x CC=%04x\n",\
 417            "imul" size, op0, op1, res, flags & CC_MASK);\
 418 }
 419
 420
 421 #undef CC_MASK
 422 #define CC_MASK (0)
 423
 424 #define OP div
 425 #include "test-i386-muldiv.h"
 426
 427 #define OP idiv
 428 #include "test-i386-muldiv.h"
 429
 430 void test_mul(void)
 431 {
 432     test_imulb(0x1234561d, 4);
 433     test_imulb(3, -4);
 434     test_imulb(0x80, 0x80);
 435     test_imulb(0x10, 0x10);
 436
 437     test_imulw(0, 0x1234001d, 45);
 438     test_imulw(0, 23, -45);
 439     test_imulw(0, 0x8000, 0x8000);
 440     test_imulw(0, 0x100, 0x100);
 441
 442     test_imull(0, 0x1234001d, 45);
 443     test_imull(0, 23, -45);
 444     test_imull(0, 0x80000000, 0x80000000);
 445     test_imull(0, 0x10000, 0x10000);
 446
 447     test_mulb(0x1234561d, 4);
 448     test_mulb(3, -4);
 449     test_mulb(0x80, 0x80);
 450     test_mulb(0x10, 0x10);
 451
 452     test_mulw(0, 0x1234001d, 45);
 453     test_mulw(0, 23, -45);
 454     test_mulw(0, 0x8000, 0x8000);
 455     test_mulw(0, 0x100, 0x100);
 456
 457     test_mull(0, 0x1234001d, 45);
 458     test_mull(0, 23, -45);
 459     test_mull(0, 0x80000000, 0x80000000);
 460     test_mull(0, 0x10000, 0x10000);
 461
 462     test_imulw2(0x1234001d, 45);
 463     test_imulw2(23, -45);
 464     test_imulw2(0x8000, 0x8000);
 465     test_imulw2(0x100, 0x100);
 466
 467     test_imull2(0x1234001d, 45);
 468     test_imull2(23, -45);
 469     test_imull2(0x80000000, 0x80000000);
 470     test_imull2(0x10000, 0x10000);
 471
 472     TEST_IMUL_IM("w", "w", 45, 0x1234);
 473     TEST_IMUL_IM("w", "w", -45, 23);
 474     TEST_IMUL_IM("w", "w", 0x8000, 0x80000000);
 475     TEST_IMUL_IM("w", "w", 0x7fff, 0x1000);
 476
 477     TEST_IMUL_IM("l", "", 45, 0x1234);
 478     TEST_IMUL_IM("l", "", -45, 23);
 479     TEST_IMUL_IM("l", "", 0x8000, 0x80000000);
 480     TEST_IMUL_IM("l", "", 0x7fff, 0x1000);
 481
 482     test_idivb(0x12341678, 0x127e);
 483     test_idivb(0x43210123, -5);
 484     test_idivb(0x12340004, -1);
 485
 486     test_idivw(0, 0x12345678, 12347);
 487     test_idivw(0, -23223, -45);
 488     test_idivw(0, 0x12348000, -1);
 489     test_idivw(0x12343, 0x12345678, 0x81238567);
 490
 491     test_idivl(0, 0x12345678, 12347);
 492     test_idivl(0, -233223, -45);
 493     test_idivl(0, 0x80000000, -1);
 494     test_idivl(0x12343, 0x12345678, 0x81234567);
 495
 496     test_divb(0x12341678, 0x127e);
 497     test_divb(0x43210123, -5);
 498     test_divb(0x12340004, -1);
 499
 500     test_divw(0, 0x12345678, 12347);
 501     test_divw(0, -23223, -45);
 502     test_divw(0, 0x12348000, -1);
 503     test_divw(0x12343, 0x12345678, 0x81238567);
 504
 505     test_divl(0, 0x12345678, 12347);
 506     test_divl(0, -233223, -45);
 507     test_divl(0, 0x80000000, -1);
 508     test_divl(0x12343, 0x12345678, 0x81234567);
 509 }
 510
 511 #define TEST_BSX(op, size, op0)\
 512 {\
 513     int res, val, resz;\
 514     val = op0;\
 515     asm("xorl %1, %1\n"\
 516         "movl $0x12345678, %0\n"\
 517         #op " %" size "2, %" size "0 ; setz %b1" \
 518         : "=r" (res), "=q" (resz)\
 519         : "g" (val));\
 520     printf("%-10s A=%08x R=%08x %d\n", #op, val, res, resz);\
 521 }
 522
 523 void test_bsx(void)
 524 {
 525     TEST_BSX(bsrw, "w", 0);
 526     TEST_BSX(bsrw, "w", 0x12340128);
 527     TEST_BSX(bsrl, "", 0);
 528     TEST_BSX(bsrl, "", 0x00340128);
 529     TEST_BSX(bsfw, "w", 0);
 530     TEST_BSX(bsfw, "w", 0x12340128);
 531     TEST_BSX(bsfl, "", 0);
 532     TEST_BSX(bsfl, "", 0x00340128);
 533 }
 534
 535 /**********************************************/
 536
 537 void test_fops(double a, double b)
 538 {
 539     printf("a=%f b=%f a+b=%f\n", a, b, a + b);
 540     printf("a=%f b=%f a-b=%f\n", a, b, a - b);
 541     printf("a=%f b=%f a*b=%f\n", a, b, a * b);
 542     printf("a=%f b=%f a/b=%f\n", a, b, a / b);
 543     printf("a=%f b=%f fmod(a, b)=%f\n", a, b, fmod(a, b));
 544     printf("a=%f sqrt(a)=%f\n", a, sqrt(a));
 545     printf("a=%f sin(a)=%f\n", a, sin(a));
 546     printf("a=%f cos(a)=%f\n", a, cos(a));
 547     printf("a=%f tan(a)=%f\n", a, tan(a));
 548     printf("a=%f log(a)=%f\n", a, log(a));
 549     printf("a=%f exp(a)=%f\n", a, exp(a));
 550     printf("a=%f b=%f atan2(a, b)=%f\n", a, b, atan2(a, b));
 551     /* just to test some op combining */
 552     printf("a=%f asin(sin(a))=%f\n", a, asin(sin(a)));
 553     printf("a=%f acos(cos(a))=%f\n", a, acos(cos(a)));
 554     printf("a=%f atan(tan(a))=%f\n", a, atan(tan(a)));
 555
 556 }
 557
 558 void test_fcmp(double a, double b)
 559 {
 560     printf("(%f<%f)=%d\n",
 561            a, b, a < b);
 562     printf("(%f<=%f)=%d\n",
 563            a, b, a <= b);
 564     printf("(%f==%f)=%d\n",
 565            a, b, a == b);
 566     printf("(%f>%f)=%d\n",
 567            a, b, a > b);
 568     printf("(%f<=%f)=%d\n",
 569            a, b, a >= b);
 570     if (TEST_FCOMI) {
 571         unsigned int eflags;
 572         /* test f(u)comi instruction */
 573         asm("fcomi %2, %1\n"
 574             "pushf\n"
 575             "pop %0\n"
 576             : "=r" (eflags)
 577             : "t" (a), "u" (b));
 578         printf("fcomi(%f %f)=%08x\n", a, b, eflags & (CC_Z | CC_P | CC_C));
 579     }
 580 }
 581
 582 void test_fcvt(double a)
 583 {
 584     float fa;
 585     long double la;
 586     int16_t fpuc;
 587     int i;
 588     int64_t lla;
 589     int ia;
 590     int16_t wa;
 591     double ra;
 592
 593     fa = a;
 594     la = a;
 595     printf("(float)%f = %f\n", a, fa);
 596     printf("(long double)%f = %Lf\n", a, la);
 597     printf("a=%016Lx\n", *(long long *)&a);
 598     printf("la=%016Lx %04x\n", *(long long *)&la,
 599            *(unsigned short *)((char *)(&la) + 8));
 600
 601     /* test all roundings */
 602     asm volatile ("fstcw %0" : "=m" (fpuc));
 603     for(i=0;i<4;i++) {
 604         asm volatile ("fldcw %0" : : "m" ((fpuc & ~0x0c00) | (i << 10)));
 605         asm volatile ("fist %0" : "=m" (wa) : "t" (a));
 606         asm volatile ("fistl %0" : "=m" (ia) : "t" (a));
 607         asm volatile ("fistpll %0" : "=m" (lla) : "t" (a) : "st");
 608         asm volatile ("frndint ; fstl %0" : "=m" (ra) : "t" (a));
 609         asm volatile ("fldcw %0" : : "m" (fpuc));
 610         printf("(short)a = %d\n", wa);
 611         printf("(int)a = %d\n", ia);
 612         printf("(int64_t)a = %Ld\n", lla);
 613         printf("rint(a) = %f\n", ra);
 614     }
 615 }
 616
 617 #define TEST(N) \
 618     asm("fld" #N : "=t" (a)); \
 619     printf("fld" #N "= %f\n", a);
 620
 621 void test_fconst(void)
 622 {
 623     double a;
 624     TEST(1);
 625     TEST(l2t);
 626     TEST(l2e);
 627     TEST(pi);
 628     TEST(lg2);
 629     TEST(ln2);
 630     TEST(z);
 631 }
 632
 633 void test_fbcd(double a)
 634 {
 635     unsigned short bcd[5];
 636     double b;
 637
 638     asm("fbstp %0" : "=m" (bcd[0]) : "t" (a) : "st");
 639     asm("fbld %1" : "=t" (b) : "m" (bcd[0]));
 640     printf("a=%f bcd=%04x%04x%04x%04x%04x b=%f\n",
 641            a, bcd[4], bcd[3], bcd[2], bcd[1], bcd[0], b);
 642 }
 643
 644 #define TEST_ENV(env, save, restore)\
 645 {\
 646     memset((env), 0xaa, sizeof(*(env)));\
 647     for(i=0;i<5;i++)\
 648         asm volatile ("fldl %0" : : "m" (dtab[i]));\
 649     asm(save " %0\n" : : "m" (*(env)));\
 650     asm(restore " %0\n": : "m" (*(env)));\
 651     for(i=0;i<5;i++)\
 652         asm volatile ("fstpl %0" : "=m" (rtab[i]));\
 653     for(i=0;i<5;i++)\
 654         printf("res[%d]=%f\n", i, rtab[i]);\
 655     printf("fpuc=%04x fpus=%04x fptag=%04x\n",\
 656            (env)->fpuc,\
 657            (env)->fpus & 0xff00,\
 658            (env)->fptag);\
 659 }
 660
 661 void test_fenv(void)
 662 {
 663     struct __attribute__((packed)) {
 664         uint16_t fpuc;
 665         uint16_t dummy1;
 666         uint16_t fpus;
 667         uint16_t dummy2;
 668         uint16_t fptag;
 669         uint16_t dummy3;
 670         uint32_t ignored[4];
 671         long double fpregs[8];
 672     } float_env32;
 673     struct __attribute__((packed)) {
 674         uint16_t fpuc;
 675         uint16_t fpus;
 676         uint16_t fptag;
 677         uint16_t ignored[4];
 678         long double fpregs[8];
 679     } float_env16;
 680     double dtab[8];
 681     double rtab[8];
 682     int i;
 683
 684     for(i=0;i<8;i++)
 685         dtab[i] = i + 1;
 686
 687     TEST_ENV(&float_env16, "data16 fnstenv", "data16 fldenv");
 688     TEST_ENV(&float_env16, "data16 fnsave", "data16 frstor");
 689     TEST_ENV(&float_env32, "fnstenv", "fldenv");
 690     TEST_ENV(&float_env32, "fnsave", "frstor");
 691
 692     /* test for ffree */
 693     for(i=0;i<5;i++)
 694         asm volatile ("fldl %0" : : "m" (dtab[i]));
 695     asm volatile("ffree %st(2)");
 696     asm volatile ("fnstenv %0\n" : : "m" (float_env32));
 697     asm volatile ("fninit");
 698     printf("fptag=%04x\n", float_env32.fptag);
 699 }
 700
 701
 702 #define TEST_FCMOV(a, b, eflags, CC)\
 703 {\
 704     double res;\
 705     asm("push %3\n"\
 706         "popf\n"\
 707         "fcmov" CC " %2, %0\n"\
 708         : "=t" (res)\
 709         : "0" (a), "u" (b), "g" (eflags));\
 710     printf("fcmov%s eflags=0x%04x-> %f\n", \
 711            CC, eflags, res);\
 712 }
 713
 714 void test_fcmov(void)
 715 {
 716     double a, b;
 717     int eflags, i;
 718
 719     a = 1.0;
 720     b = 2.0;
 721     for(i = 0; i < 4; i++) {
 722         eflags = 0;
 723         if (i & 1)
 724             eflags |= CC_C;
 725         if (i & 2)
 726             eflags |= CC_Z;
 727         TEST_FCMOV(a, b, eflags, "b");
 728         TEST_FCMOV(a, b, eflags, "e");
 729         TEST_FCMOV(a, b, eflags, "be");
 730         TEST_FCMOV(a, b, eflags, "nb");
 731         TEST_FCMOV(a, b, eflags, "ne");
 732         TEST_FCMOV(a, b, eflags, "nbe");
 733     }
 734     TEST_FCMOV(a, b, 0, "u");
 735     TEST_FCMOV(a, b, CC_P, "u");
 736     TEST_FCMOV(a, b, 0, "nu");
 737     TEST_FCMOV(a, b, CC_P, "nu");
 738 }
 739
 740 void test_floats(void)
 741 {
 742     test_fops(2, 3);
 743     test_fops(1.4, -5);
 744     test_fcmp(2, -1);
 745     test_fcmp(2, 2);
 746     test_fcmp(2, 3);
 747     test_fcvt(0.5);
 748     test_fcvt(-0.5);
 749     test_fcvt(1.0/7.0);
 750     test_fcvt(-1.0/9.0);
 751     test_fcvt(32768);
 752     test_fcvt(-1e20);
 753     test_fconst();
 754     test_fbcd(1234567890123456);
 755     test_fbcd(-123451234567890);
 756     test_fenv();
 757     if (TEST_CMOV) {
 758         test_fcmov();
 759     }
 760 }
 761
 762 /**********************************************/
 763
 764 #define TEST_BCD(op, op0, cc_in, cc_mask)\
 765 {\
 766     int res, flags;\
 767     res = op0;\
 768     flags = cc_in;\
 769     asm ("push %3\n\t"\
 770          "popf\n\t"\
 771          #op "\n\t"\
 772          "pushf\n\t"\
 773          "popl %1\n\t"\
 774         : "=a" (res), "=g" (flags)\
 775         : "0" (res), "1" (flags));\
 776     printf("%-10s A=%08x R=%08x CCIN=%04x CC=%04x\n",\
 777            #op, op0, res, cc_in, flags & cc_mask);\
 778 }
 779
 780 void test_bcd(void)
 781 {
 782     TEST_BCD(daa, 0x12340503, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 783     TEST_BCD(daa, 0x12340506, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 784     TEST_BCD(daa, 0x12340507, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 785     TEST_BCD(daa, 0x12340559, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 786     TEST_BCD(daa, 0x12340560, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 787     TEST_BCD(daa, 0x1234059f, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 788     TEST_BCD(daa, 0x123405a0, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 789     TEST_BCD(daa, 0x12340503, 0, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 790     TEST_BCD(daa, 0x12340506, 0, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 791     TEST_BCD(daa, 0x12340503, CC_C, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 792     TEST_BCD(daa, 0x12340506, CC_C, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 793     TEST_BCD(daa, 0x12340503, CC_C | CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 794     TEST_BCD(daa, 0x12340506, CC_C | CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 795
 796     TEST_BCD(das, 0x12340503, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 797     TEST_BCD(das, 0x12340506, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 798     TEST_BCD(das, 0x12340507, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 799     TEST_BCD(das, 0x12340559, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 800     TEST_BCD(das, 0x12340560, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 801     TEST_BCD(das, 0x1234059f, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 802     TEST_BCD(das, 0x123405a0, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 803     TEST_BCD(das, 0x12340503, 0, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 804     TEST_BCD(das, 0x12340506, 0, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 805     TEST_BCD(das, 0x12340503, CC_C, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 806     TEST_BCD(das, 0x12340506, CC_C, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 807     TEST_BCD(das, 0x12340503, CC_C | CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 808     TEST_BCD(das, 0x12340506, CC_C | CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
 809
 810     TEST_BCD(aaa, 0x12340205, CC_A, (CC_C | CC_A));
 811     TEST_BCD(aaa, 0x12340306, CC_A, (CC_C | CC_A));
 812     TEST_BCD(aaa, 0x1234040a, CC_A, (CC_C | CC_A));
 813     TEST_BCD(aaa, 0x123405fa, CC_A, (CC_C | CC_A));
 814     TEST_BCD(aaa, 0x12340205, 0, (CC_C | CC_A));
 815     TEST_BCD(aaa, 0x12340306, 0, (CC_C | CC_A));
 816     TEST_BCD(aaa, 0x1234040a, 0, (CC_C | CC_A));
 817     TEST_BCD(aaa, 0x123405fa, 0, (CC_C | CC_A));
 818
 819     TEST_BCD(aas, 0x12340205, CC_A, (CC_C | CC_A));
 820     TEST_BCD(aas, 0x12340306, CC_A, (CC_C | CC_A));
 821     TEST_BCD(aas, 0x1234040a, CC_A, (CC_C | CC_A));
 822     TEST_BCD(aas, 0x123405fa, CC_A, (CC_C | CC_A));
 823     TEST_BCD(aas, 0x12340205, 0, (CC_C | CC_A));
 824     TEST_BCD(aas, 0x12340306, 0, (CC_C | CC_A));
 825     TEST_BCD(aas, 0x1234040a, 0, (CC_C | CC_A));
 826     TEST_BCD(aas, 0x123405fa, 0, (CC_C | CC_A));
 827
 828     TEST_BCD(aam, 0x12340547, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O | CC_A));
 829     TEST_BCD(aad, 0x12340407, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O | CC_A));
 830 }
 831
 832 #define TEST_XCHG(op, size, opconst)\
 833 {\
 834     int op0, op1;\
 835     op0 = 0x12345678;\
 836     op1 = 0xfbca7654;\
 837     asm(#op " %" size "0, %" size "1" \
 838         : "=q" (op0), opconst (op1) \
 839         : "0" (op0), "1" (op1));\
 840     printf("%-10s A=%08x B=%08x\n",\
 841            #op, op0, op1);\
 842 }
 843
 844 #define TEST_CMPXCHG(op, size, opconst, eax)\
 845 {\
 846     int op0, op1;\
 847     op0 = 0x12345678;\
 848     op1 = 0xfbca7654;\
 849     asm(#op " %" size "0, %" size "1" \
 850         : "=q" (op0), opconst (op1) \
 851         : "0" (op0), "1" (op1), "a" (eax));\
 852     printf("%-10s EAX=%08x A=%08x C=%08x\n",\
 853            #op, eax, op0, op1);\
 854 }
 855
 856 void test_xchg(void)
 857 {
 858     TEST_XCHG(xchgl, "", "=q");
 859     TEST_XCHG(xchgw, "w", "=q");
 860     TEST_XCHG(xchgb, "b", "=q");
 861
 862     TEST_XCHG(xchgl, "", "=m");
 863     TEST_XCHG(xchgw, "w", "=m");
 864     TEST_XCHG(xchgb, "b", "=m");
 865
 866     TEST_XCHG(xaddl, "", "=q");
 867     TEST_XCHG(xaddw, "w", "=q");
 868     TEST_XCHG(xaddb, "b", "=q");
 869
 870     {
 871         int res;
 872         res = 0x12345678;
 873         asm("xaddl %1, %0" : "=r" (res) : "0" (res));
 874         printf("xaddl same res=%08x\n", res);
 875     }
 876
 877     TEST_XCHG(xaddl, "", "=m");
 878     TEST_XCHG(xaddw, "w", "=m");
 879     TEST_XCHG(xaddb, "b", "=m");
 880
 881     TEST_CMPXCHG(cmpxchgl, "", "=q", 0xfbca7654);
 882     TEST_CMPXCHG(cmpxchgw, "w", "=q", 0xfbca7654);
 883     TEST_CMPXCHG(cmpxchgb, "b", "=q", 0xfbca7654);
 884
 885     TEST_CMPXCHG(cmpxchgl, "", "=q", 0xfffefdfc);
 886     TEST_CMPXCHG(cmpxchgw, "w", "=q", 0xfffefdfc);
 887     TEST_CMPXCHG(cmpxchgb, "b", "=q", 0xfffefdfc);
 888
 889     TEST_CMPXCHG(cmpxchgl, "", "=m", 0xfbca7654);
 890     TEST_CMPXCHG(cmpxchgw, "w", "=m", 0xfbca7654);
 891     TEST_CMPXCHG(cmpxchgb, "b", "=m", 0xfbca7654);
 892
 893     TEST_CMPXCHG(cmpxchgl, "", "=m", 0xfffefdfc);
 894     TEST_CMPXCHG(cmpxchgw, "w", "=m", 0xfffefdfc);
 895     TEST_CMPXCHG(cmpxchgb, "b", "=m", 0xfffefdfc);
 896
 897     {
 898         uint64_t op0, op1, op2;
 899         int i, eflags;
 900
 901         for(i = 0; i < 2; i++) {
 902             op0 = 0x123456789abcd;
 903             if (i == 0)
 904                 op1 = 0xfbca765423456;
 905             else
 906                 op1 = op0;
 907             op2 = 0x6532432432434;
 908             asm("cmpxchg8b %1\n"
 909                 "pushf\n"
 910                 "popl %2\n"
 911                 : "=A" (op0), "=m" (op1), "=g" (eflags)
 912                 : "0" (op0), "m" (op1), "b" ((int)op2), "c" ((int)(op2 >> 32)));
 913             printf("cmpxchg8b: op0=%016llx op1=%016llx CC=%02x\n",
 914                     op0, op1, eflags & CC_Z);
 915         }
 916     }
 917 }
 918
 919 /**********************************************/
 920 /* segmentation tests */
 921
 922 #include <asm/ldt.h>
 923 #include <linux/unistd.h>
 924 #include <linux/version.h>
 925
 926 _syscall3(int, modify_ldt, int, func, void *, ptr, unsigned long, bytecount)
 927
 928 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2, 5, 66)
 929 #define modify_ldt_ldt_s user_desc
 930 #endif
 931
 932 uint8_t seg_data1[4096];
 933 uint8_t seg_data2[4096];
 934
 935 #define MK_SEL(n) (((n) << 3) | 7)
 936
 937 #define TEST_LR(op, size, seg, mask)\
 938 {\
 939     int res, res2;\
 940     res = 0x12345678;\
 941     asm (op " %" size "2, %" size "0\n" \
 942          "movl $0, %1\n"\
 943          "jnz 1f\n"\
 944          "movl $1, %1\n"\
 945          "1:\n"\
 946          : "=r" (res), "=r" (res2) : "m" (seg), "0" (res));\
 947     printf(op ": Z=%d %08x\n", res2, res & ~(mask));\
 948 }
 949
 950 /* NOTE: we use Linux modify_ldt syscall */
 951 void test_segs(void)
 952 {
 953     struct modify_ldt_ldt_s ldt;
 954     long long ldt_table[3];
 955     int res, res2;
 956     char tmp;
 957     struct {
 958         uint32_t offset;
 959         uint16_t seg;
 960     } __attribute__((packed)) segoff;
 961
 962     ldt.entry_number = 1;
 963     ldt.base_addr = (unsigned long)&seg_data1;
 964     ldt.limit = (sizeof(seg_data1) + 0xfff) >> 12;
 965     ldt.seg_32bit = 1;
 966     ldt.contents = MODIFY_LDT_CONTENTS_DATA;
 967     ldt.read_exec_only = 0;
 968     ldt.limit_in_pages = 1;
 969     ldt.seg_not_present = 0;
 970     ldt.useable = 1;
 971     modify_ldt(1, &ldt, sizeof(ldt)); /* write ldt entry */
 972
 973     ldt.entry_number = 2;
 974     ldt.base_addr = (unsigned long)&seg_data2;
 975     ldt.limit = (sizeof(seg_data2) + 0xfff) >> 12;
 976     ldt.seg_32bit = 1;
 977     ldt.contents = MODIFY_LDT_CONTENTS_DATA;
 978     ldt.read_exec_only = 0;
 979     ldt.limit_in_pages = 1;
 980     ldt.seg_not_present = 0;
 981     ldt.useable = 1;
 982     modify_ldt(1, &ldt, sizeof(ldt)); /* write ldt entry */
 983
 984     modify_ldt(0, &ldt_table, sizeof(ldt_table)); /* read ldt entries */
 985 #if 0
 986     {
 987         int i;
 988         for(i=0;i<3;i++)
 989             printf("%d: %016Lx\n", i, ldt_table[i]);
 990     }
 991 #endif
 992     /* do some tests with fs or gs */
 993     asm volatile ("movl %0, %%fs" : : "r" (MK_SEL(1)));
 994
 995     seg_data1[1] = 0xaa;
 996     seg_data2[1] = 0x55;
 997
 998     asm volatile ("fs movzbl 0x1, %0" : "=r" (res));
 999     printf("FS[1] = %02x\n", res);
1000
1001     asm volatile ("pushl %%gs\n"
1002                   "movl %1, %%gs\n"
1003                   "gs movzbl 0x1, %0\n"
1004                   "popl %%gs\n"
1005                   : "=r" (res)
1006                   : "r" (MK_SEL(2)));
1007     printf("GS[1] = %02x\n", res);
1008
1009     /* tests with ds/ss (implicit segment case) */
1010     tmp = 0xa5;
1011     asm volatile ("pushl %%ebp\n\t"
1012                   "pushl %%ds\n\t"
1013                   "movl %2, %%ds\n\t"
1014                   "movl %3, %%ebp\n\t"
1015                   "movzbl 0x1, %0\n\t"
1016                   "movzbl (%%ebp), %1\n\t"
1017                   "popl %%ds\n\t"
1018                   "popl %%ebp\n\t"
1019                   : "=r" (res), "=r" (res2)
1020                   : "r" (MK_SEL(1)), "r" (&tmp));
1021     printf("DS[1] = %02x\n", res);
1022     printf("SS[tmp] = %02x\n", res2);
1023
1024     segoff.seg = MK_SEL(2);
1025     segoff.offset = 0xabcdef12;
1026     asm volatile("lfs %2, %0\n\t"
1027                  "movl %%fs, %1\n\t"
1028                  : "=r" (res), "=g" (res2)
1029                  : "m" (segoff));
1030     printf("FS:reg = %04x:%08x\n", res2, res);
1031
1032     TEST_LR("larw", "w", MK_SEL(2), 0x0100);
1033     TEST_LR("larl", "", MK_SEL(2), 0x0100);
1034     TEST_LR("lslw", "w", MK_SEL(2), 0);
1035     TEST_LR("lsll", "", MK_SEL(2), 0);
1036
1037     TEST_LR("larw", "w", 0xfff8, 0);
1038     TEST_LR("larl", "", 0xfff8, 0);
1039     TEST_LR("lslw", "w", 0xfff8, 0);
1040     TEST_LR("lsll", "", 0xfff8, 0);
1041 }
1042
1043 /* 16 bit code test */
1044 extern char code16_start, code16_end;
1045 extern char code16_func1;
1046 extern char code16_func2;
1047 extern char code16_func3;
1048
1049 void test_code16(void)
1050 {
1051     struct modify_ldt_ldt_s ldt;
1052     int res, res2;
1053
1054     /* build a code segment */
1055     ldt.entry_number = 1;
1056     ldt.base_addr = (unsigned long)&code16_start;
1057     ldt.limit = &code16_end - &code16_start;
1058     ldt.seg_32bit = 0;
1059     ldt.contents = MODIFY_LDT_CONTENTS_CODE;
1060     ldt.read_exec_only = 0;
1061     ldt.limit_in_pages = 0;
1062     ldt.seg_not_present = 0;
1063     ldt.useable = 1;
1064     modify_ldt(1, &ldt, sizeof(ldt)); /* write ldt entry */
1065
1066     /* call the first function */
1067     asm volatile ("lcall %1, %2"
1068                   : "=a" (res)
1069                   : "i" (MK_SEL(1)), "i" (&code16_func1): "memory", "cc");
1070     printf("func1() = 0x%08x\n", res);
1071     asm volatile ("lcall %2, %3"
1072                   : "=a" (res), "=c" (res2)
1073                   : "i" (MK_SEL(1)), "i" (&code16_func2): "memory", "cc");
1074     printf("func2() = 0x%08x spdec=%d\n", res, res2);
1075     asm volatile ("lcall %1, %2"
1076                   : "=a" (res)
1077                   : "i" (MK_SEL(1)), "i" (&code16_func3): "memory", "cc");
1078     printf("func3() = 0x%08x\n", res);
1079 }
1080
1081 extern char func_lret32;
1082 extern char func_iret32;
1083
1084 void test_misc(void)
1085 {
1086     char table[256];
1087     int res, i;
1088
1089     for(i=0;i<256;i++) table[i] = 256 - i;
1090     res = 0x12345678;
1091     asm ("xlat" : "=a" (res) : "b" (table), "0" (res));
1092     printf("xlat: EAX=%08x\n", res);
1093
1094     asm volatile ("pushl %%cs ; call %1"
1095                   : "=a" (res)
1096                   : "m" (func_lret32): "memory", "cc");
1097     printf("func_lret32=%x\n", res);
1098
1099     asm volatile ("pushfl ; pushl %%cs ; call %1"
1100                   : "=a" (res)
1101                   : "m" (func_iret32): "memory", "cc");
1102     printf("func_iret32=%x\n", res);
1103
1104     /* specific popl test */
1105     asm volatile ("pushl $12345432 ; pushl $0x9abcdef ; popl (%%esp) ; popl %0"
1106                   : "=g" (res));
1107     printf("popl esp=%x\n", res);
1108
1109     /* specific popw test */
1110     asm volatile ("pushl $12345432 ; pushl $0x9abcdef ; popw (%%esp) ; addl $2, %%esp ; popl %0"
1111                   : "=g" (res));
1112     printf("popw esp=%x\n", res);
1113 }
1114
1115 uint8_t str_buffer[4096];
1116
1117 #define TEST_STRING1(OP, size, DF, REP)\
1118 {\
1119     int esi, edi, eax, ecx, eflags;\
1120 \
1121     esi = (long)(str_buffer + sizeof(str_buffer) / 2);\
1122     edi = (long)(str_buffer + sizeof(str_buffer) / 2) + 16;\
1123     eax = 0x12345678;\
1124     ecx = 17;\
1125 \
1126     asm volatile ("pushl $0\n\t"\
1127                   "popf\n\t"\
1128                   DF "\n\t"\
1129                   REP #OP size "\n\t"\
1130                   "cld\n\t"\
1131                   "pushf\n\t"\
1132                   "popl %4\n\t"\
1133                   : "=S" (esi), "=D" (edi), "=a" (eax), "=c" (ecx), "=g" (eflags)\
1134                   : "0" (esi), "1" (edi), "2" (eax), "3" (ecx));\
1135     printf("%-10s ESI=%08x EDI=%08x EAX=%08x ECX=%08x EFL=%04x\n",\
1136            REP #OP size, esi, edi, eax, ecx,\
1137            eflags & (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O | CC_A));\
1138 }
1139
1140 #define TEST_STRING(OP, REP)\
1141     TEST_STRING1(OP, "b", "", REP);\
1142     TEST_STRING1(OP, "w", "", REP);\
1143     TEST_STRING1(OP, "l", "", REP);\
1144     TEST_STRING1(OP, "b", "std", REP);\
1145     TEST_STRING1(OP, "w", "std", REP);\
1146     TEST_STRING1(OP, "l", "std", REP)
1147
1148 void test_string(void)
1149 {
1150     int i;
1151     for(i = 0;i < sizeof(str_buffer); i++)
1152         str_buffer[i] = i + 0x56;
1153    TEST_STRING(stos, "");
1154    TEST_STRING(stos, "rep ");
1155    TEST_STRING(lods, ""); /* to verify stos */
1156    TEST_STRING(lods, "rep ");
1157    TEST_STRING(movs, "");
1158    TEST_STRING(movs, "rep ");
1159    TEST_STRING(lods, ""); /* to verify stos */
1160
1161    /* XXX: better tests */
1162    TEST_STRING(scas, "");
1163    TEST_STRING(scas, "repz ");
1164    TEST_STRING(scas, "repnz ");
1165    TEST_STRING(cmps, "");
1166    TEST_STRING(cmps, "repz ");
1167    TEST_STRING(cmps, "repnz ");
1168 }
1169
1170 /* VM86 test */
1171
1172 static inline void set_bit(uint8_t *a, unsigned int bit)
1173 {
1174     a[bit / 8] |= (1 << (bit % 8));
1175 }
1176
1177 static inline uint8_t *seg_to_linear(unsigned int seg, unsigned int reg)
1178 {
1179     return (uint8_t *)((seg << 4) + (reg & 0xffff));
1180 }
1181
1182 static inline void pushw(struct vm86_regs *r, int val)
1183 {
1184     r->esp = (r->esp & ~0xffff) | ((r->esp - 2) & 0xffff);
1185     *(uint16_t *)seg_to_linear(r->ss, r->esp) = val;
1186 }
1187
1188 #undef __syscall_return
1189 #define __syscall_return(type, res) \
1190 do { \
1191         return (type) (res); \
1192 } while (0)
1193
1194 _syscall2(int, vm86, int, func, struct vm86plus_struct *, v86)
1195
1196 extern char vm86_code_start;
1197 extern char vm86_code_end;
1198
1199 #define VM86_CODE_CS 0x100
1200 #define VM86_CODE_IP 0x100
1201
1202 void test_vm86(void)
1203 {
1204     struct vm86plus_struct ctx;
1205     struct vm86_regs *r;
1206     uint8_t *vm86_mem;
1207     int seg, ret;
1208
1209     vm86_mem = mmap((void *)0x00000000, 0x110000,
1210                     PROT_WRITE | PROT_READ | PROT_EXEC,
1211                     MAP_FIXED | MAP_ANON | MAP_PRIVATE, -1, 0);
1212     if (vm86_mem == MAP_FAILED) {
1213         printf("ERROR: could not map vm86 memory");
1214         return;
1215     }
1216     memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
1217
1218     /* init basic registers */
1219     r = &ctx.regs;
1220     r->eip = VM86_CODE_IP;
1221     r->esp = 0xfffe;
1222     seg = VM86_CODE_CS;
1223     r->cs = seg;
1224     r->ss = seg;
1225     r->ds = seg;
1226     r->es = seg;
1227     r->fs = seg;
1228     r->gs = seg;
1229     r->eflags = VIF_MASK;
1230
1231     /* move code to proper address. We use the same layout as a .com
1232        dos program. */
1233     memcpy(vm86_mem + (VM86_CODE_CS << 4) + VM86_CODE_IP,
1234            &vm86_code_start, &vm86_code_end - &vm86_code_start);
1235
1236     /* mark int 0x21 as being emulated */
1237     set_bit((uint8_t *)&ctx.int_revectored, 0x21);
1238
1239     for(;;) {
1240         ret = vm86(VM86_ENTER, &ctx);
1241         switch(VM86_TYPE(ret)) {
1242         case VM86_INTx:
1243             {
1244                 int int_num, ah, v;
1245
1246                 int_num = VM86_ARG(ret);
1247                 if (int_num != 0x21)
1248                     goto unknown_int;
1249                 ah = (r->eax >> 8) & 0xff;
1250                 switch(ah) {
1251                 case 0x00: /* exit */
1252                     goto the_end;
1253                 case 0x02: /* write char */
1254                     {
1255                         uint8_t c = r->edx;
1256                         putchar(c);
1257                     }
1258                     break;
1259                 case 0x09: /* write string */
1260                     {
1261                         uint8_t c, *ptr;
1262                         ptr = seg_to_linear(r->ds, r->edx);
1263                         for(;;) {
1264                             c = *ptr++;
1265                             if (c == '$')
1266                                 break;
1267                             putchar(c);
1268                         }
1269                         r->eax = (r->eax & ~0xff) | '$';
1270                     }
1271                     break;
1272                 case 0xff: /* extension: write eflags number in edx */
1273                     v = (int)r->edx;
1274 #ifndef LINUX_VM86_IOPL_FIX
1275                     v &= ~0x3000;
1276 #endif
1277                     printf("%08x\n", v);
1278                     break;
1279                 default:
1280                 unknown_int:
1281                     printf("unsupported int 0x%02x\n", int_num);
1282                     goto the_end;
1283                 }
1284             }
1285             break;
1286         case VM86_SIGNAL:
1287             /* a signal came, we just ignore that */
1288             break;
1289         case VM86_STI:
1290             break;
1291         default:
1292             printf("ERROR: unhandled vm86 return code (0x%x)\n", ret);
1293             goto the_end;
1294         }
1295     }
1296  the_end:
1297     printf("VM86 end\n");
1298     munmap(vm86_mem, 0x110000);
1299 }
1300
1301 /* exception tests */
1302 #ifndef REG_EAX
1303 #define REG_EAX EAX
1304 #define REG_EBX EBX
1305 #define REG_ECX ECX
1306 #define REG_EDX EDX
1307 #define REG_ESI ESI
1308 #define REG_EDI EDI
1309 #define REG_EBP EBP
1310 #define REG_ESP ESP
1311 #define REG_EIP EIP
1312 #define REG_EFL EFL
1313 #define REG_TRAPNO TRAPNO
1314 #define REG_ERR ERR
1315 #endif
1316
1317 jmp_buf jmp_env;
1318 int v1;
1319 int tab[2];
1320
1321 void sig_handler(int sig, siginfo_t *info, void *puc)
1322 {
1323     struct ucontext *uc = puc;
1324
1325     printf("si_signo=%d si_errno=%d si_code=%d",
1326            info->si_signo, info->si_errno, info->si_code);
1327     printf(" si_addr=0x%08lx",
1328            (unsigned long)info->si_addr);
1329     printf("\n");
1330
1331     printf("trapno=0x%02x err=0x%08x",
1332            uc->uc_mcontext.gregs[REG_TRAPNO],
1333            uc->uc_mcontext.gregs[REG_ERR]);
1334     printf(" EIP=0x%08x", uc->uc_mcontext.gregs[REG_EIP]);
1335     printf("\n");
1336     longjmp(jmp_env, 1);
1337 }
1338
1339 void test_exceptions(void)
1340 {
1341     struct modify_ldt_ldt_s ldt;
1342     struct sigaction act;
1343     volatile int val;
1344
1345     act.sa_sigaction = sig_handler;
1346     sigemptyset(&act.sa_mask);
1347     act.sa_flags = SA_SIGINFO;
1348     sigaction(SIGFPE, &act, NULL);
1349     sigaction(SIGILL, &act, NULL);
1350     sigaction(SIGSEGV, &act, NULL);
1351     sigaction(SIGBUS, &act, NULL);
1352     sigaction(SIGTRAP, &act, NULL);
1353
1354     /* test division by zero reporting */
1355     printf("DIVZ exception:\n");
1356     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1357         /* now divide by zero */
1358         v1 = 0;
1359         v1 = 2 / v1;
1360     }
1361
1362     printf("BOUND exception:\n");
1363     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1364         /* bound exception */
1365         tab[0] = 1;
1366         tab[1] = 10;
1367         asm volatile ("bound %0, %1" : : "r" (11), "m" (tab[0]));
1368     }
1369
1370     printf("segment exceptions:\n");
1371     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1372         /* load an invalid segment */
1373         asm volatile ("movl %0, %%fs" : : "r" ((0x1234 << 3) | 1));
1374     }
1375     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1376         /* null data segment is valid */
1377         asm volatile ("movl %0, %%fs" : : "r" (3));
1378         /* null stack segment */
1379         asm volatile ("movl %0, %%ss" : : "r" (3));
1380     }
1381
1382     ldt.entry_number = 1;
1383     ldt.base_addr = (unsigned long)&seg_data1;
1384     ldt.limit = (sizeof(seg_data1) + 0xfff) >> 12;
1385     ldt.seg_32bit = 1;
1386     ldt.contents = MODIFY_LDT_CONTENTS_DATA;
1387     ldt.read_exec_only = 0;
1388     ldt.limit_in_pages = 1;
1389     ldt.seg_not_present = 1;
1390     ldt.useable = 1;
1391     modify_ldt(1, &ldt, sizeof(ldt)); /* write ldt entry */
1392
1393     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1394         /* segment not present */
1395         asm volatile ("movl %0, %%fs" : : "r" (MK_SEL(1)));
1396     }
1397
1398     /* test SEGV reporting */
1399     printf("PF exception:\n");
1400     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1401         val = 1;
1402         /* we add a nop to test a weird PC retrieval case */
1403         asm volatile ("nop");
1404         /* now store in an invalid address */
1405         *(char *)0x1234 = 1;
1406     }
1407
1408     /* test SEGV reporting */
1409     printf("PF exception:\n");
1410     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1411         val = 1;
1412         /* read from an invalid address */
1413         v1 = *(char *)0x1234;
1414     }
1415
1416     /* test illegal instruction reporting */
1417     printf("UD2 exception:\n");
1418     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1419         /* now execute an invalid instruction */
1420         asm volatile("ud2");
1421     }
1422     printf("lock nop exception:\n");
1423     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1424         /* now execute an invalid instruction */
1425         asm volatile("lock nop");
1426     }
1427
1428     printf("INT exception:\n");
1429     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1430         asm volatile ("int $0xfd");
1431     }
1432     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1433         asm volatile ("int $0x01");
1434     }
1435     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1436         asm volatile (".byte 0xcd, 0x03");
1437     }
1438     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1439         asm volatile ("int $0x04");
1440     }
1441     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1442         asm volatile ("int $0x05");
1443     }
1444
1445     printf("INT3 exception:\n");
1446     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1447         asm volatile ("int3");
1448     }
1449
1450     printf("CLI exception:\n");
1451     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1452         asm volatile ("cli");
1453     }
1454
1455     printf("STI exception:\n");
1456     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1457         asm volatile ("cli");
1458     }
1459
1460     printf("INTO exception:\n");
1461     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1462         /* overflow exception */
1463         asm volatile ("addl $1, %0 ; into" : : "r" (0x7fffffff));
1464     }
1465
1466     printf("OUTB exception:\n");
1467     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1468         asm volatile ("outb %%al, %%dx" : : "d" (0x4321), "a" (0));
1469     }
1470
1471     printf("INB exception:\n");
1472     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1473         asm volatile ("inb %%dx, %%al" : "=a" (val) : "d" (0x4321));
1474     }
1475
1476     printf("REP OUTSB exception:\n");
1477     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1478         asm volatile ("rep outsb" : : "d" (0x4321), "S" (tab), "c" (1));
1479     }
1480
1481     printf("REP INSB exception:\n");
1482     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1483         asm volatile ("rep insb" : : "d" (0x4321), "D" (tab), "c" (1));
1484     }
1485
1486     printf("HLT exception:\n");
1487     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1488         asm volatile ("hlt");
1489     }
1490
1491     printf("single step exception:\n");
1492     val = 0;
1493     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1494         asm volatile ("pushf\n"
1495                       "orl $0x00100, (%%esp)\n"
1496                       "popf\n"
1497                       "movl $0xabcd, %0\n"
1498                       "movl $0x0, %0\n" : "=m" (val) : : "cc", "memory");
1499     }
1500     printf("val=0x%x\n", val);
1501 }
1502
1503 /* specific precise single step test */
1504 void sig_trap_handler(int sig, siginfo_t *info, void *puc)
1505 {
1506     struct ucontext *uc = puc;
1507     printf("EIP=0x%08x\n", uc->uc_mcontext.gregs[REG_EIP]);
1508 }
1509
1510 const uint8_t sstep_buf1[4] = { 1, 2, 3, 4};
1511 uint8_t sstep_buf2[4];
1512
1513 void test_single_step(void)
1514 {
1515     struct sigaction act;
1516     volatile int val;
1517     int i;
1518
1519     val = 0;
1520     act.sa_sigaction = sig_trap_handler;
1521     sigemptyset(&act.sa_mask);
1522     act.sa_flags = SA_SIGINFO;
1523     sigaction(SIGTRAP, &act, NULL);
1524     asm volatile ("pushf\n"
1525                   "orl $0x00100, (%%esp)\n"
1526                   "popf\n"
1527                   "movl $0xabcd, %0\n"
1528
1529                   /* jmp test */
1530                   "movl $3, %%ecx\n"
1531                   "1:\n"
1532                   "addl $1, %0\n"
1533                   "decl %%ecx\n"
1534                   "jnz 1b\n"
1535
1536                   /* movsb: the single step should stop at each movsb iteration */
1537                   "movl $sstep_buf1, %%esi\n"
1538                   "movl $sstep_buf2, %%edi\n"
1539                   "movl $0, %%ecx\n"
1540                   "rep movsb\n"
1541                   "movl $3, %%ecx\n"
1542                   "rep movsb\n"
1543                   "movl $1, %%ecx\n"
1544                   "rep movsb\n"
1545
1546                   /* cmpsb: the single step should stop at each cmpsb iteration */
1547                   "movl $sstep_buf1, %%esi\n"
1548                   "movl $sstep_buf2, %%edi\n"
1549                   "movl $0, %%ecx\n"
1550                   "rep cmpsb\n"
1551                   "movl $4, %%ecx\n"
1552                   "rep cmpsb\n"
1553
1554                   /* getpid() syscall: single step should skip one
1555                      instruction */
1556                   "movl $20, %%eax\n"
1557                   "int $0x80\n"
1558                   "movl $0, %%eax\n"
1559
1560                   /* when modifying SS, trace is not done on the next
1561                      instruction */
1562                   "movl %%ss, %%ecx\n"
1563                   "movl %%ecx, %%ss\n"
1564                   "addl $1, %0\n"
1565                   "movl $1, %%eax\n"
1566                   "movl %%ecx, %%ss\n"
1567                   "jmp 1f\n"
1568                   "addl $1, %0\n"
1569                   "1:\n"
1570                   "movl $1, %%eax\n"
1571                   "pushl %%ecx\n"
1572                   "popl %%ss\n"
1573                   "addl $1, %0\n"
1574                   "movl $1, %%eax\n"
1575
1576                   "pushf\n"
1577                   "andl $~0x00100, (%%esp)\n"
1578                   "popf\n"
1579                   : "=m" (val)
1580                   :
1581                   : "cc", "memory", "eax", "ecx", "esi", "edi");
1582     printf("val=%d\n", val);
1583     for(i = 0; i < 4; i++)
1584         printf("sstep_buf2[%d] = %d\n", i, sstep_buf2[i]);
1585 }
1586
1587 /* self modifying code test */
1588 uint8_t code[] = {
1589     0xb8, 0x1, 0x00, 0x00, 0x00, /* movl $1, %eax */
1590     0xc3, /* ret */
1591 };
1592
1593 asm("smc_code2:\n"
1594     "movl 4(%esp), %eax\n"
1595     "movl %eax, smc_patch_addr2 + 1\n"
1596     "nop\n"
1597     "nop\n"
1598     "nop\n"
1599     "nop\n"
1600     "nop\n"
1601     "nop\n"
1602     "nop\n"
1603     "nop\n"
1604     "smc_patch_addr2:\n"
1605     "movl $1, %eax\n"
1606     "ret\n");
1607
1608 typedef int FuncType(void);
1609 extern int smc_code2(int);
1610 void test_self_modifying_code(void)
1611 {
1612     int i;
1613
1614     printf("self modifying code:\n");
1615     printf("func1 = 0x%x\n", ((FuncType *)code)());
1616     for(i = 2; i <= 4; i++) {
1617         code[1] = i;
1618         printf("func%d = 0x%x\n", i, ((FuncType *)code)());
1619     }
1620
1621     /* more difficult test : the modified code is just after the
1622        modifying instruction. It is forbidden in Intel specs, but it
1623        is used by old DOS programs */
1624     for(i = 2; i <= 4; i++) {
1625         printf("smc_code2(%d) = %d\n", i, smc_code2(i));
1626     }
1627 }
1628
1629 int enter_stack[4096];
1630
1631 #define TEST_ENTER(size, stack_type, level)\
1632 {\
1633     int esp_save, esp_val, ebp_val, ebp_save, i;\
1634     stack_type *ptr, *stack_end, *stack_ptr;\
1635     memset(enter_stack, 0, sizeof(enter_stack));\
1636     stack_end = stack_ptr = (stack_type *)(enter_stack + 4096);\
1637     ebp_val = (long)stack_ptr;\
1638     for(i=1;i<=32;i++)\
1639        *--stack_ptr = i;\
1640     esp_val = (long)stack_ptr;\
1641     asm("movl %%esp, %[esp_save]\n"\
1642         "movl %%ebp, %[ebp_save]\n"\
1643         "movl %[esp_val], %%esp\n"\
1644         "movl %[ebp_val], %%ebp\n"\
1645         "enter" size " $12, $" #level "\n"\
1646         "movl %%esp, %[esp_val]\n"\
1647         "movl %%ebp, %[ebp_val]\n"\
1648         "movl %[esp_save], %%esp\n"\
1649         "movl %[ebp_save], %%ebp\n"\
1650         : [esp_save] "=r" (esp_save),\
1651         [ebp_save] "=r" (ebp_save),\
1652         [esp_val] "=r" (esp_val),\
1653         [ebp_val] "=r" (ebp_val)\
1654         :  "[esp_val]" (esp_val),\
1655         "[ebp_val]" (ebp_val));\
1656     printf("level=%d:\n", level);\
1657     printf("esp_val=0x%08lx\n", esp_val - (long)stack_end);\
1658     printf("ebp_val=0x%08lx\n", ebp_val - (long)stack_end);\
1659     for(ptr = (stack_type *)esp_val; ptr < stack_end; ptr++)\
1660         printf("%08x\n", ptr[0]);\
1661 }
1662
1663 static void test_enter(void)
1664 {
1665     TEST_ENTER("l", uint32_t, 0);
1666     TEST_ENTER("l", uint32_t, 1);
1667     TEST_ENTER("l", uint32_t, 2);
1668     TEST_ENTER("l", uint32_t, 31);
1669
1670     TEST_ENTER("w", uint16_t, 0);
1671     TEST_ENTER("w", uint16_t, 1);
1672     TEST_ENTER("w", uint16_t, 2);
1673     TEST_ENTER("w", uint16_t, 31);
1674 }
1675
1676
1677 static void *call_end __init_call = NULL;
1678
1679 int main(int argc, char **argv)
1680 {
1681     void **ptr;
1682     void (*func)(void);
1683
1684     ptr = &call_start + 1;
1685     while (*ptr != NULL) {
1686         func = *ptr++;
1687         func();
1688     }
1689     test_bsx();
1690     test_mul();
1691     test_jcc();
1692     test_floats();
1693     test_bcd();
1694     test_xchg();
1695     test_string();
1696     test_misc();
1697     test_lea();
1698     test_segs();
1699     test_code16();
1700     test_vm86();
1701     test_exceptions();
1702     test_self_modifying_code();
1703     test_single_step();
1704     test_enter();
1705     return 0;
1706 }