qemu/tests/tcg/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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  */
  19 #define _GNU_SOURCE
  20 #include "qemu/compiler.h"
  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
  32 #if !defined(__x86_64__)
  33 //#define TEST_VM86
  34 #define TEST_SEGS
  35 #endif
  36 //#define LINUX_VM86_IOPL_FIX
  37 //#define TEST_P4_FLAGS
  38 #ifdef __SSE__
  39 #define TEST_SSE
  40 #define TEST_CMOV  1
  41 #define TEST_FCOMI 1
  42 #else
  43 #undef TEST_SSE
  44 #define TEST_CMOV  1
  45 #define TEST_FCOMI 1
  46 #endif
  47
  48 #if defined(__x86_64__)
  49 #define FMT64X "%016lx"
  50 #define FMTLX "%016lx"
  51 #define X86_64_ONLY(x) x
  52 #else
  53 #define FMT64X "%016" PRIx64
  54 #define FMTLX "%08lx"
  55 #define X86_64_ONLY(x)
  56 #endif
  57
  58 #ifdef TEST_VM86
  59 #include <asm/vm86.h>
  60 #endif
  61
  62 #define xglue(x, y) x ## y
  63 #define glue(x, y) xglue(x, y)
  64 #define stringify(s)    tostring(s)
  65 #define tostring(s)     #s
  66
  67 #define CC_C    0x0001
  68 #define CC_P    0x0004
  69 #define CC_A    0x0010
  70 #define CC_Z    0x0040
  71 #define CC_S    0x0080
  72 #define CC_O    0x0800
  73
  74 #define __init_call     __attribute__ ((unused,__section__ ("initcall")))
  75
  76 #define CC_MASK (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O | CC_A)
  77
  78 #if defined(__x86_64__)
  79 static inline long i2l(long v)
  80 {
  81     return v | ((v ^ 0xabcd) << 32);
  82 }
  83 #else
  84 static inline long i2l(long v)
  85 {
  86     return v;
  87 }
  88 #endif
  89
  90 #define OP add
  91 #include "test-i386.h"
  92
  93 #define OP sub
  94 #include "test-i386.h"
  95
  96 #define OP xor
  97 #include "test-i386.h"
  98
  99 #define OP and
 100 #include "test-i386.h"
 101
 102 #define OP or
 103 #include "test-i386.h"
 104
 105 #define OP cmp
 106 #include "test-i386.h"
 107
 108 #define OP adc
 109 #define OP_CC
 110 #include "test-i386.h"
 111
 112 #define OP sbb
 113 #define OP_CC
 114 #include "test-i386.h"
 115
 116 #define OP inc
 117 #define OP_CC
 118 #define OP1
 119 #include "test-i386.h"
 120
 121 #define OP dec
 122 #define OP_CC
 123 #define OP1
 124 #include "test-i386.h"
 125
 126 #define OP neg
 127 #define OP_CC
 128 #define OP1
 129 #include "test-i386.h"
 130
 131 #define OP not
 132 #define OP_CC
 133 #define OP1
 134 #include "test-i386.h"
 135
 136 #undef CC_MASK
 137 #define CC_MASK (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O)
 138
 139 #define OP shl
 140 #include "test-i386-shift.h"
 141
 142 #define OP shr
 143 #include "test-i386-shift.h"
 144
 145 #define OP sar
 146 #include "test-i386-shift.h"
 147
 148 #define OP rol
 149 #include "test-i386-shift.h"
 150
 151 #define OP ror
 152 #include "test-i386-shift.h"
 153
 154 #define OP rcr
 155 #define OP_CC
 156 #include "test-i386-shift.h"
 157
 158 #define OP rcl
 159 #define OP_CC
 160 #include "test-i386-shift.h"
 161
 162 #define OP shld
 163 #define OP_SHIFTD
 164 #define OP_NOBYTE
 165 #include "test-i386-shift.h"
 166
 167 #define OP shrd
 168 #define OP_SHIFTD
 169 #define OP_NOBYTE
 170 #include "test-i386-shift.h"
 171
 172 /* XXX: should be more precise ? */
 173 #undef CC_MASK
 174 #define CC_MASK (CC_C)
 175
 176 #define OP bt
 177 #define OP_NOBYTE
 178 #include "test-i386-shift.h"
 179
 180 #define OP bts
 181 #define OP_NOBYTE
 182 #include "test-i386-shift.h"
 183
 184 #define OP btr
 185 #define OP_NOBYTE
 186 #include "test-i386-shift.h"
 187
 188 #define OP btc
 189 #define OP_NOBYTE
 190 #include "test-i386-shift.h"
 191
 192 /* lea test (modrm support) */
 193 #define TEST_LEAQ(STR)\
 194 {\
 195     asm("lea " STR ", %0"\
 196         : "=r" (res)\
 197         : "a" (eax), "b" (ebx), "c" (ecx), "d" (edx), "S" (esi), "D" (edi));\
 198     printf("lea %s = " FMTLX "\n", STR, res);\
 199 }
 200
 201 #define TEST_LEA(STR)\
 202 {\
 203     asm("lea " STR ", %0"\
 204         : "=r" (res)\
 205         : "a" (eax), "b" (ebx), "c" (ecx), "d" (edx), "S" (esi), "D" (edi));\
 206     printf("lea %s = " FMTLX "\n", STR, res);\
 207 }
 208
 209 #define TEST_LEA16(STR)\
 210 {\
 211     asm(".code16 ; .byte 0x67 ; leal " STR ", %0 ; .code32"\
 212         : "=r" (res)\
 213         : "a" (eax), "b" (ebx), "c" (ecx), "d" (edx), "S" (esi), "D" (edi));\
 214     printf("lea %s = %08lx\n", STR, res);\
 215 }
 216
 217
 218 void test_lea(void)
 219 {
 220     long eax, ebx, ecx, edx, esi, edi, res;
 221     eax = i2l(0x0001);
 222     ebx = i2l(0x0002);
 223     ecx = i2l(0x0004);
 224     edx = i2l(0x0008);
 225     esi = i2l(0x0010);
 226     edi = i2l(0x0020);
 227
 228     TEST_LEA("0x4000");
 229
 230     TEST_LEA("(%%eax)");
 231     TEST_LEA("(%%ebx)");
 232     TEST_LEA("(%%ecx)");
 233     TEST_LEA("(%%edx)");
 234     TEST_LEA("(%%esi)");
 235     TEST_LEA("(%%edi)");
 236
 237     TEST_LEA("0x40(%%eax)");
 238     TEST_LEA("0x40(%%ebx)");
 239     TEST_LEA("0x40(%%ecx)");
 240     TEST_LEA("0x40(%%edx)");
 241     TEST_LEA("0x40(%%esi)");
 242     TEST_LEA("0x40(%%edi)");
 243
 244     TEST_LEA("0x4000(%%eax)");
 245     TEST_LEA("0x4000(%%ebx)");
 246     TEST_LEA("0x4000(%%ecx)");
 247     TEST_LEA("0x4000(%%edx)");
 248     TEST_LEA("0x4000(%%esi)");
 249     TEST_LEA("0x4000(%%edi)");
 250
 251     TEST_LEA("(%%eax, %%ecx)");
 252     TEST_LEA("(%%ebx, %%edx)");
 253     TEST_LEA("(%%ecx, %%ecx)");
 254     TEST_LEA("(%%edx, %%ecx)");
 255     TEST_LEA("(%%esi, %%ecx)");
 256     TEST_LEA("(%%edi, %%ecx)");
 257
 258     TEST_LEA("0x40(%%eax, %%ecx)");
 259     TEST_LEA("0x4000(%%ebx, %%edx)");
 260
 261     TEST_LEA("(%%ecx, %%ecx, 2)");
 262     TEST_LEA("(%%edx, %%ecx, 4)");
 263     TEST_LEA("(%%esi, %%ecx, 8)");
 264
 265     TEST_LEA("(,%%eax, 2)");
 266     TEST_LEA("(,%%ebx, 4)");
 267     TEST_LEA("(,%%ecx, 8)");
 268
 269     TEST_LEA("0x40(,%%eax, 2)");
 270     TEST_LEA("0x40(,%%ebx, 4)");
 271     TEST_LEA("0x40(,%%ecx, 8)");
 272
 273
 274     TEST_LEA("-10(%%ecx, %%ecx, 2)");
 275     TEST_LEA("-10(%%edx, %%ecx, 4)");
 276     TEST_LEA("-10(%%esi, %%ecx, 8)");
 277
 278     TEST_LEA("0x4000(%%ecx, %%ecx, 2)");
 279     TEST_LEA("0x4000(%%edx, %%ecx, 4)");
 280     TEST_LEA("0x4000(%%esi, %%ecx, 8)");
 281
 282 #if defined(__x86_64__)
 283     TEST_LEAQ("0x4000");
 284     TEST_LEAQ("0x4000(%%rip)");
 285
 286     TEST_LEAQ("(%%rax)");
 287     TEST_LEAQ("(%%rbx)");
 288     TEST_LEAQ("(%%rcx)");
 289     TEST_LEAQ("(%%rdx)");
 290     TEST_LEAQ("(%%rsi)");
 291     TEST_LEAQ("(%%rdi)");
 292
 293     TEST_LEAQ("0x40(%%rax)");
 294     TEST_LEAQ("0x40(%%rbx)");
 295     TEST_LEAQ("0x40(%%rcx)");
 296     TEST_LEAQ("0x40(%%rdx)");
 297     TEST_LEAQ("0x40(%%rsi)");
 298     TEST_LEAQ("0x40(%%rdi)");
 299
 300     TEST_LEAQ("0x4000(%%rax)");
 301     TEST_LEAQ("0x4000(%%rbx)");
 302     TEST_LEAQ("0x4000(%%rcx)");
 303     TEST_LEAQ("0x4000(%%rdx)");
 304     TEST_LEAQ("0x4000(%%rsi)");
 305     TEST_LEAQ("0x4000(%%rdi)");
 306
 307     TEST_LEAQ("(%%rax, %%rcx)");
 308     TEST_LEAQ("(%%rbx, %%rdx)");
 309     TEST_LEAQ("(%%rcx, %%rcx)");
 310     TEST_LEAQ("(%%rdx, %%rcx)");
 311     TEST_LEAQ("(%%rsi, %%rcx)");
 312     TEST_LEAQ("(%%rdi, %%rcx)");
 313
 314     TEST_LEAQ("0x40(%%rax, %%rcx)");
 315     TEST_LEAQ("0x4000(%%rbx, %%rdx)");
 316
 317     TEST_LEAQ("(%%rcx, %%rcx, 2)");
 318     TEST_LEAQ("(%%rdx, %%rcx, 4)");
 319     TEST_LEAQ("(%%rsi, %%rcx, 8)");
 320
 321     TEST_LEAQ("(,%%rax, 2)");
 322     TEST_LEAQ("(,%%rbx, 4)");
 323     TEST_LEAQ("(,%%rcx, 8)");
 324
 325     TEST_LEAQ("0x40(,%%rax, 2)");
 326     TEST_LEAQ("0x40(,%%rbx, 4)");
 327     TEST_LEAQ("0x40(,%%rcx, 8)");
 328
 329
 330     TEST_LEAQ("-10(%%rcx, %%rcx, 2)");
 331     TEST_LEAQ("-10(%%rdx, %%rcx, 4)");
 332     TEST_LEAQ("-10(%%rsi, %%rcx, 8)");
 333
 334     TEST_LEAQ("0x4000(%%rcx, %%rcx, 2)");
 335     TEST_LEAQ("0x4000(%%rdx, %%rcx, 4)");
 336     TEST_LEAQ("0x4000(%%rsi, %%rcx, 8)");
 337 #else
 338     /* limited 16 bit addressing test */
 339     TEST_LEA16("0x4000");
 340     TEST_LEA16("(%%bx)");
 341     TEST_LEA16("(%%si)");
 342     TEST_LEA16("(%%di)");
 343     TEST_LEA16("0x40(%%bx)");
 344     TEST_LEA16("0x40(%%si)");
 345     TEST_LEA16("0x40(%%di)");
 346     TEST_LEA16("0x4000(%%bx)");
 347     TEST_LEA16("0x4000(%%si)");
 348     TEST_LEA16("(%%bx,%%si)");
 349     TEST_LEA16("(%%bx,%%di)");
 350     TEST_LEA16("0x40(%%bx,%%si)");
 351     TEST_LEA16("0x40(%%bx,%%di)");
 352     TEST_LEA16("0x4000(%%bx,%%si)");
 353     TEST_LEA16("0x4000(%%bx,%%di)");
 354 #endif
 355 }
 356
 357 #define TEST_JCC(JCC, v1, v2)\
 358 {\
 359     int res;\
 360     asm("movl $1, %0\n\t"\
 361         "cmpl %2, %1\n\t"\
 362         "j" JCC " 1f\n\t"\
 363         "movl $0, %0\n\t"\
 364         "1:\n\t"\
 365         : "=r" (res)\
 366         : "r" (v1), "r" (v2));\
 367     printf("%-10s %d\n", "j" JCC, res);\
 368 \
 369     asm("movl $0, %0\n\t"\
 370         "cmpl %2, %1\n\t"\
 371         "set" JCC " %b0\n\t"\
 372         : "=r" (res)\
 373         : "r" (v1), "r" (v2));\
 374     printf("%-10s %d\n", "set" JCC, res);\
 375  if (TEST_CMOV) {\
 376     long val = i2l(1);\
 377     long res = i2l(0x12345678);\
 378 X86_64_ONLY(\
 379     asm("cmpl %2, %1\n\t"\
 380         "cmov" JCC "q %3, %0\n\t"\
 381         : "=r" (res)\
 382         : "r" (v1), "r" (v2), "m" (val), "0" (res));\
 383         printf("%-10s R=" FMTLX "\n", "cmov" JCC "q", res);)\
 384     asm("cmpl %2, %1\n\t"\
 385         "cmov" JCC "l %k3, %k0\n\t"\
 386         : "=r" (res)\
 387         : "r" (v1), "r" (v2), "m" (val), "0" (res));\
 388         printf("%-10s R=" FMTLX "\n", "cmov" JCC "l", res);\
 389     asm("cmpl %2, %1\n\t"\
 390         "cmov" JCC "w %w3, %w0\n\t"\
 391         : "=r" (res)\
 392         : "r" (v1), "r" (v2), "r" (1), "0" (res));\
 393         printf("%-10s R=" FMTLX "\n", "cmov" JCC "w", res);\
 394  } \
 395 }
 396
 397 /* various jump tests */
 398 void test_jcc(void)
 399 {
 400     TEST_JCC("ne", 1, 1);
 401     TEST_JCC("ne", 1, 0);
 402
 403     TEST_JCC("e", 1, 1);
 404     TEST_JCC("e", 1, 0);
 405
 406     TEST_JCC("l", 1, 1);
 407     TEST_JCC("l", 1, 0);
 408     TEST_JCC("l", 1, -1);
 409
 410     TEST_JCC("le", 1, 1);
 411     TEST_JCC("le", 1, 0);
 412     TEST_JCC("le", 1, -1);
 413
 414     TEST_JCC("ge", 1, 1);
 415     TEST_JCC("ge", 1, 0);
 416     TEST_JCC("ge", -1, 1);
 417
 418     TEST_JCC("g", 1, 1);
 419     TEST_JCC("g", 1, 0);
 420     TEST_JCC("g", 1, -1);
 421
 422     TEST_JCC("b", 1, 1);
 423     TEST_JCC("b", 1, 0);
 424     TEST_JCC("b", 1, -1);
 425
 426     TEST_JCC("be", 1, 1);
 427     TEST_JCC("be", 1, 0);
 428     TEST_JCC("be", 1, -1);
 429
 430     TEST_JCC("ae", 1, 1);
 431     TEST_JCC("ae", 1, 0);
 432     TEST_JCC("ae", 1, -1);
 433
 434     TEST_JCC("a", 1, 1);
 435     TEST_JCC("a", 1, 0);
 436     TEST_JCC("a", 1, -1);
 437
 438
 439     TEST_JCC("p", 1, 1);
 440     TEST_JCC("p", 1, 0);
 441
 442     TEST_JCC("np", 1, 1);
 443     TEST_JCC("np", 1, 0);
 444
 445     TEST_JCC("o", 0x7fffffff, 0);
 446     TEST_JCC("o", 0x7fffffff, -1);
 447
 448     TEST_JCC("no", 0x7fffffff, 0);
 449     TEST_JCC("no", 0x7fffffff, -1);
 450
 451     TEST_JCC("s", 0, 1);
 452     TEST_JCC("s", 0, -1);
 453     TEST_JCC("s", 0, 0);
 454
 455     TEST_JCC("ns", 0, 1);
 456     TEST_JCC("ns", 0, -1);
 457     TEST_JCC("ns", 0, 0);
 458 }
 459
 460 #define TEST_LOOP(insn) \
 461 {\
 462     for(i = 0; i < sizeof(ecx_vals) / sizeof(long); i++) {\
 463         ecx = ecx_vals[i];\
 464         for(zf = 0; zf < 2; zf++) {\
 465     asm("test %2, %2\n\t"\
 466         "movl $1, %0\n\t"\
 467           insn " 1f\n\t" \
 468         "movl $0, %0\n\t"\
 469         "1:\n\t"\
 470         : "=a" (res)\
 471         : "c" (ecx), "b" (!zf)); \
 472     printf("%-10s ECX=" FMTLX " ZF=%ld r=%d\n", insn, ecx, zf, res);      \
 473         }\
 474    }\
 475 }
 476
 477 void test_loop(void)
 478 {
 479     long ecx, zf;
 480     const long ecx_vals[] = {
 481         0,
 482         1,
 483         0x10000,
 484         0x10001,
 485 #if defined(__x86_64__)
 486         0x100000000L,
 487         0x100000001L,
 488 #endif
 489     };
 490     int i, res;
 491
 492 #if !defined(__x86_64__)
 493     TEST_LOOP("jcxz");
 494     TEST_LOOP("loopw");
 495     TEST_LOOP("loopzw");
 496     TEST_LOOP("loopnzw");
 497 #endif
 498
 499     TEST_LOOP("jecxz");
 500     TEST_LOOP("loopl");
 501     TEST_LOOP("loopzl");
 502     TEST_LOOP("loopnzl");
 503 }
 504
 505 #undef CC_MASK
 506 #ifdef TEST_P4_FLAGS
 507 #define CC_MASK (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O | CC_A)
 508 #else
 509 #define CC_MASK (CC_O | CC_C)
 510 #endif
 511
 512 #define OP mul
 513 #include "test-i386-muldiv.h"
 514
 515 #define OP imul
 516 #include "test-i386-muldiv.h"
 517
 518 void test_imulw2(long op0, long op1)
 519 {
 520     long res, s1, s0, flags;
 521     s0 = op0;
 522     s1 = op1;
 523     res = s0;
 524     flags = 0;
 525     asm volatile ("push %4\n\t"
 526          "popf\n\t"
 527          "imulw %w2, %w0\n\t"
 528          "pushf\n\t"
 529          "pop %1\n\t"
 530          : "=q" (res), "=g" (flags)
 531          : "q" (s1), "0" (res), "1" (flags));
 532     printf("%-10s A=" FMTLX " B=" FMTLX " R=" FMTLX " CC=%04lx\n",
 533            "imulw", s0, s1, res, flags & CC_MASK);
 534 }
 535
 536 void test_imull2(long op0, long op1)
 537 {
 538     long res, s1, s0, flags;
 539     s0 = op0;
 540     s1 = op1;
 541     res = s0;
 542     flags = 0;
 543     asm volatile ("push %4\n\t"
 544          "popf\n\t"
 545          "imull %k2, %k0\n\t"
 546          "pushf\n\t"
 547          "pop %1\n\t"
 548          : "=q" (res), "=g" (flags)
 549          : "q" (s1), "0" (res), "1" (flags));
 550     printf("%-10s A=" FMTLX " B=" FMTLX " R=" FMTLX " CC=%04lx\n",
 551            "imull", s0, s1, res, flags & CC_MASK);
 552 }
 553
 554 #if defined(__x86_64__)
 555 void test_imulq2(long op0, long op1)
 556 {
 557     long res, s1, s0, flags;
 558     s0 = op0;
 559     s1 = op1;
 560     res = s0;
 561     flags = 0;
 562     asm volatile ("push %4\n\t"
 563          "popf\n\t"
 564          "imulq %2, %0\n\t"
 565          "pushf\n\t"
 566          "pop %1\n\t"
 567          : "=q" (res), "=g" (flags)
 568          : "q" (s1), "0" (res), "1" (flags));
 569     printf("%-10s A=" FMTLX " B=" FMTLX " R=" FMTLX " CC=%04lx\n",
 570            "imulq", s0, s1, res, flags & CC_MASK);
 571 }
 572 #endif
 573
 574 #define TEST_IMUL_IM(size, rsize, op0, op1)\
 575 {\
 576     long res, flags, s1;\
 577     flags = 0;\
 578     res = 0;\
 579     s1 = op1;\
 580     asm volatile ("push %3\n\t"\
 581          "popf\n\t"\
 582          "imul" size " $" #op0 ", %" rsize "2, %" rsize "0\n\t" \
 583          "pushf\n\t"\
 584          "pop %1\n\t"\
 585          : "=r" (res), "=g" (flags)\
 586          : "r" (s1), "1" (flags), "0" (res));\
 587     printf("%-10s A=" FMTLX " B=" FMTLX " R=" FMTLX " CC=%04lx\n",\
 588            "imul" size " im", (long)op0, (long)op1, res, flags & CC_MASK);\
 589 }
 590
 591
 592 #undef CC_MASK
 593 #define CC_MASK (0)
 594
 595 #define OP div
 596 #include "test-i386-muldiv.h"
 597
 598 #define OP idiv
 599 #include "test-i386-muldiv.h"
 600
 601 void test_mul(void)
 602 {
 603     test_imulb(0x1234561d, 4);
 604     test_imulb(3, -4);
 605     test_imulb(0x80, 0x80);
 606     test_imulb(0x10, 0x10);
 607
 608     test_imulw(0, 0x1234001d, 45);
 609     test_imulw(0, 23, -45);
 610     test_imulw(0, 0x8000, 0x8000);
 611     test_imulw(0, 0x100, 0x100);
 612
 613     test_imull(0, 0x1234001d, 45);
 614     test_imull(0, 23, -45);
 615     test_imull(0, 0x80000000, 0x80000000);
 616     test_imull(0, 0x10000, 0x10000);
 617
 618     test_mulb(0x1234561d, 4);
 619     test_mulb(3, -4);
 620     test_mulb(0x80, 0x80);
 621     test_mulb(0x10, 0x10);
 622
 623     test_mulw(0, 0x1234001d, 45);
 624     test_mulw(0, 23, -45);
 625     test_mulw(0, 0x8000, 0x8000);
 626     test_mulw(0, 0x100, 0x100);
 627
 628     test_mull(0, 0x1234001d, 45);
 629     test_mull(0, 23, -45);
 630     test_mull(0, 0x80000000, 0x80000000);
 631     test_mull(0, 0x10000, 0x10000);
 632
 633     test_imulw2(0x1234001d, 45);
 634     test_imulw2(23, -45);
 635     test_imulw2(0x8000, 0x8000);
 636     test_imulw2(0x100, 0x100);
 637
 638     test_imull2(0x1234001d, 45);
 639     test_imull2(23, -45);
 640     test_imull2(0x80000000, 0x80000000);
 641     test_imull2(0x10000, 0x10000);
 642
 643     TEST_IMUL_IM("w", "w", 45, 0x1234);
 644     TEST_IMUL_IM("w", "w", -45, 23);
 645     TEST_IMUL_IM("w", "w", 0x8000, 0x80000000);
 646     TEST_IMUL_IM("w", "w", 0x7fff, 0x1000);
 647
 648     TEST_IMUL_IM("l", "k", 45, 0x1234);
 649     TEST_IMUL_IM("l", "k", -45, 23);
 650     TEST_IMUL_IM("l", "k", 0x8000, 0x80000000);
 651     TEST_IMUL_IM("l", "k", 0x7fff, 0x1000);
 652
 653     test_idivb(0x12341678, 0x127e);
 654     test_idivb(0x43210123, -5);
 655     test_idivb(0x12340004, -1);
 656
 657     test_idivw(0, 0x12345678, 12347);
 658     test_idivw(0, -23223, -45);
 659     test_idivw(0, 0x12348000, -1);
 660     test_idivw(0x12343, 0x12345678, 0x81238567);
 661
 662     test_idivl(0, 0x12345678, 12347);
 663     test_idivl(0, -233223, -45);
 664     test_idivl(0, 0x80000000, -1);
 665     test_idivl(0x12343, 0x12345678, 0x81234567);
 666
 667     test_divb(0x12341678, 0x127e);
 668     test_divb(0x43210123, -5);
 669     test_divb(0x12340004, -1);
 670
 671     test_divw(0, 0x12345678, 12347);
 672     test_divw(0, -23223, -45);
 673     test_divw(0, 0x12348000, -1);
 674     test_divw(0x12343, 0x12345678, 0x81238567);
 675
 676     test_divl(0, 0x12345678, 12347);
 677     test_divl(0, -233223, -45);
 678     test_divl(0, 0x80000000, -1);
 679     test_divl(0x12343, 0x12345678, 0x81234567);
 680
 681 #if defined(__x86_64__)
 682     test_imulq(0, 0x1234001d1234001d, 45);
 683     test_imulq(0, 23, -45);
 684     test_imulq(0, 0x8000000000000000, 0x8000000000000000);
 685     test_imulq(0, 0x100000000, 0x100000000);
 686
 687     test_mulq(0, 0x1234001d1234001d, 45);
 688     test_mulq(0, 23, -45);
 689     test_mulq(0, 0x8000000000000000, 0x8000000000000000);
 690     test_mulq(0, 0x100000000, 0x100000000);
 691
 692     test_imulq2(0x1234001d1234001d, 45);
 693     test_imulq2(23, -45);
 694     test_imulq2(0x8000000000000000, 0x8000000000000000);
 695     test_imulq2(0x100000000, 0x100000000);
 696
 697     TEST_IMUL_IM("q", "", 45, 0x12341234);
 698     TEST_IMUL_IM("q", "", -45, 23);
 699     TEST_IMUL_IM("q", "", 0x8000, 0x8000000000000000);
 700     TEST_IMUL_IM("q", "", 0x7fff, 0x10000000);
 701
 702     test_idivq(0, 0x12345678abcdef, 12347);
 703     test_idivq(0, -233223, -45);
 704     test_idivq(0, 0x8000000000000000, -1);
 705     test_idivq(0x12343, 0x12345678, 0x81234567);
 706
 707     test_divq(0, 0x12345678abcdef, 12347);
 708     test_divq(0, -233223, -45);
 709     test_divq(0, 0x8000000000000000, -1);
 710     test_divq(0x12343, 0x12345678, 0x81234567);
 711 #endif
 712 }
 713
 714 #define TEST_BSX(op, size, op0)\
 715 {\
 716     long res, val, resz;\
 717     val = op0;\
 718     asm("xor %1, %1\n"\
 719         "mov $0x12345678, %0\n"\
 720         #op " %" size "2, %" size "0 ; setz %b1" \
 721         : "=&r" (res), "=&q" (resz)\
 722         : "r" (val));\
 723     printf("%-10s A=" FMTLX " R=" FMTLX " %ld\n", #op, val, res, resz);\
 724 }
 725
 726 void test_bsx(void)
 727 {
 728     TEST_BSX(bsrw, "w", 0);
 729     TEST_BSX(bsrw, "w", 0x12340128);
 730     TEST_BSX(bsfw, "w", 0);
 731     TEST_BSX(bsfw, "w", 0x12340128);
 732     TEST_BSX(bsrl, "k", 0);
 733     TEST_BSX(bsrl, "k", 0x00340128);
 734     TEST_BSX(bsfl, "k", 0);
 735     TEST_BSX(bsfl, "k", 0x00340128);
 736 #if defined(__x86_64__)
 737     TEST_BSX(bsrq, "", 0);
 738     TEST_BSX(bsrq, "", 0x003401281234);
 739     TEST_BSX(bsfq, "", 0);
 740     TEST_BSX(bsfq, "", 0x003401281234);
 741 #endif
 742 }
 743
 744 /**********************************************/
 745
 746 union float64u {
 747     double d;
 748     uint64_t l;
 749 };
 750
 751 union float64u q_nan = { .l = 0xFFF8000000000000LL };
 752 union float64u s_nan = { .l = 0xFFF0000000000000LL };
 753
 754 void test_fops(double a, double b)
 755 {
 756     printf("a=%f b=%f a+b=%f\n", a, b, a + b);
 757     printf("a=%f b=%f a-b=%f\n", a, b, a - b);
 758     printf("a=%f b=%f a*b=%f\n", a, b, a * b);
 759     printf("a=%f b=%f a/b=%f\n", a, b, a / b);
 760     printf("a=%f b=%f fmod(a, b)=%f\n", a, b, fmod(a, b));
 761     printf("a=%f sqrt(a)=%f\n", a, sqrt(a));
 762     printf("a=%f sin(a)=%f\n", a, sin(a));
 763     printf("a=%f cos(a)=%f\n", a, cos(a));
 764     printf("a=%f tan(a)=%f\n", a, tan(a));
 765     printf("a=%f log(a)=%f\n", a, log(a));
 766     printf("a=%f exp(a)=%f\n", a, exp(a));
 767     printf("a=%f b=%f atan2(a, b)=%f\n", a, b, atan2(a, b));
 768     /* just to test some op combining */
 769     printf("a=%f asin(sin(a))=%f\n", a, asin(sin(a)));
 770     printf("a=%f acos(cos(a))=%f\n", a, acos(cos(a)));
 771     printf("a=%f atan(tan(a))=%f\n", a, atan(tan(a)));
 772
 773 }
 774
 775 void fpu_clear_exceptions(void)
 776 {
 777     struct QEMU_PACKED {
 778         uint16_t fpuc;
 779         uint16_t dummy1;
 780         uint16_t fpus;
 781         uint16_t dummy2;
 782         uint16_t fptag;
 783         uint16_t dummy3;
 784         uint32_t ignored[4];
 785         long double fpregs[8];
 786     } float_env32;
 787
 788     asm volatile ("fnstenv %0\n" : "=m" (float_env32));
 789     float_env32.fpus &= ~0x7f;
 790     asm volatile ("fldenv %0\n" : : "m" (float_env32));
 791 }
 792
 793 /* XXX: display exception bits when supported */
 794 #define FPUS_EMASK 0x0000
 795 //#define FPUS_EMASK 0x007f
 796
 797 void test_fcmp(double a, double b)
 798 {
 799     long eflags, fpus;
 800
 801     fpu_clear_exceptions();
 802     asm("fcom %2\n"
 803         "fstsw %%ax\n"
 804         : "=a" (fpus)
 805         : "t" (a), "u" (b));
 806     printf("fcom(%f %f)=%04lx\n",
 807            a, b, fpus & (0x4500 | FPUS_EMASK));
 808     fpu_clear_exceptions();
 809     asm("fucom %2\n"
 810         "fstsw %%ax\n"
 811         : "=a" (fpus)
 812         : "t" (a), "u" (b));
 813     printf("fucom(%f %f)=%04lx\n",
 814            a, b, fpus & (0x4500 | FPUS_EMASK));
 815     if (TEST_FCOMI) {
 816         /* test f(u)comi instruction */
 817         fpu_clear_exceptions();
 818         asm("fcomi %3, %2\n"
 819             "fstsw %%ax\n"
 820             "pushf\n"
 821             "pop %0\n"
 822             : "=r" (eflags), "=a" (fpus)
 823             : "t" (a), "u" (b));
 824         printf("fcomi(%f %f)=%04lx %02lx\n",
 825                a, b, fpus & FPUS_EMASK, eflags & (CC_Z | CC_P | CC_C));
 826         fpu_clear_exceptions();
 827         asm("fucomi %3, %2\n"
 828             "fstsw %%ax\n"
 829             "pushf\n"
 830             "pop %0\n"
 831             : "=r" (eflags), "=a" (fpus)
 832             : "t" (a), "u" (b));
 833         printf("fucomi(%f %f)=%04lx %02lx\n",
 834                a, b, fpus & FPUS_EMASK, eflags & (CC_Z | CC_P | CC_C));
 835     }
 836     fpu_clear_exceptions();
 837     asm volatile("fxam\n"
 838                  "fstsw %%ax\n"
 839                  : "=a" (fpus)
 840                  : "t" (a));
 841     printf("fxam(%f)=%04lx\n", a, fpus & 0x4700);
 842     fpu_clear_exceptions();
 843 }
 844
 845 void test_fcvt(double a)
 846 {
 847     float fa;
 848     long double la;
 849     int16_t fpuc;
 850     int i;
 851     int64_t lla;
 852     int ia;
 853     int16_t wa;
 854     double ra;
 855
 856     fa = a;
 857     la = a;
 858     printf("(float)%f = %f\n", a, fa);
 859     printf("(long double)%f = %Lf\n", a, la);
 860     printf("a=" FMT64X "\n", *(uint64_t *)&a);
 861     printf("la=" FMT64X " %04x\n", *(uint64_t *)&la,
 862            *(unsigned short *)((char *)(&la) + 8));
 863
 864     /* test all roundings */
 865     asm volatile ("fstcw %0" : "=m" (fpuc));
 866     for(i=0;i<4;i++) {
 867         uint16_t val16;
 868         val16 = (fpuc & ~0x0c00) | (i << 10);
 869         asm volatile ("fldcw %0" : : "m" (val16));
 870         asm volatile ("fist %0" : "=m" (wa) : "t" (a));
 871         asm volatile ("fistl %0" : "=m" (ia) : "t" (a));
 872         asm volatile ("fistpll %0" : "=m" (lla) : "t" (a) : "st");
 873         asm volatile ("frndint ; fstl %0" : "=m" (ra) : "t" (a));
 874         asm volatile ("fldcw %0" : : "m" (fpuc));
 875         printf("(short)a = %d\n", wa);
 876         printf("(int)a = %d\n", ia);
 877         printf("(int64_t)a = " FMT64X "\n", lla);
 878         printf("rint(a) = %f\n", ra);
 879     }
 880 }
 881
 882 #define TEST(N) \
 883     asm("fld" #N : "=t" (a)); \
 884     printf("fld" #N "= %f\n", a);
 885
 886 void test_fconst(void)
 887 {
 888     double a;
 889     TEST(1);
 890     TEST(l2t);
 891     TEST(l2e);
 892     TEST(pi);
 893     TEST(lg2);
 894     TEST(ln2);
 895     TEST(z);
 896 }
 897
 898 void test_fbcd(double a)
 899 {
 900     unsigned short bcd[5];
 901     double b;
 902
 903     asm("fbstp %0" : "=m" (bcd[0]) : "t" (a) : "st");
 904     asm("fbld %1" : "=t" (b) : "m" (bcd[0]));
 905     printf("a=%f bcd=%04x%04x%04x%04x%04x b=%f\n",
 906            a, bcd[4], bcd[3], bcd[2], bcd[1], bcd[0], b);
 907 }
 908
 909 #define TEST_ENV(env, save, restore)\
 910 {\
 911     memset((env), 0xaa, sizeof(*(env)));\
 912     for(i=0;i<5;i++)\
 913         asm volatile ("fldl %0" : : "m" (dtab[i]));\
 914     asm volatile (save " %0\n" : : "m" (*(env)));\
 915     asm volatile (restore " %0\n": : "m" (*(env)));\
 916     for(i=0;i<5;i++)\
 917         asm volatile ("fstpl %0" : "=m" (rtab[i]));\
 918     for(i=0;i<5;i++)\
 919         printf("res[%d]=%f\n", i, rtab[i]);\
 920     printf("fpuc=%04x fpus=%04x fptag=%04x\n",\
 921            (env)->fpuc,\
 922            (env)->fpus & 0xff00,\
 923            (env)->fptag);\
 924 }
 925
 926 void test_fenv(void)
 927 {
 928     struct __attribute__((__packed__)) {
 929         uint16_t fpuc;
 930         uint16_t dummy1;
 931         uint16_t fpus;
 932         uint16_t dummy2;
 933         uint16_t fptag;
 934         uint16_t dummy3;
 935         uint32_t ignored[4];
 936         long double fpregs[8];
 937     } float_env32;
 938     struct __attribute__((__packed__)) {
 939         uint16_t fpuc;
 940         uint16_t fpus;
 941         uint16_t fptag;
 942         uint16_t ignored[4];
 943         long double fpregs[8];
 944     } float_env16;
 945     double dtab[8];
 946     double rtab[8];
 947     int i;
 948
 949     for(i=0;i<8;i++)
 950         dtab[i] = i + 1;
 951
 952     TEST_ENV(&float_env16, "data16 fnstenv", "data16 fldenv");
 953     TEST_ENV(&float_env16, "data16 fnsave", "data16 frstor");
 954     TEST_ENV(&float_env32, "fnstenv", "fldenv");
 955     TEST_ENV(&float_env32, "fnsave", "frstor");
 956
 957     /* test for ffree */
 958     for(i=0;i<5;i++)
 959         asm volatile ("fldl %0" : : "m" (dtab[i]));
 960     asm volatile("ffree %st(2)");
 961     asm volatile ("fnstenv %0\n" : : "m" (float_env32));
 962     asm volatile ("fninit");
 963     printf("fptag=%04x\n", float_env32.fptag);
 964 }
 965
 966
 967 #define TEST_FCMOV(a, b, eflags, CC)\
 968 {\
 969     double res;\
 970     asm("push %3\n"\
 971         "popf\n"\
 972         "fcmov" CC " %2, %0\n"\
 973         : "=t" (res)\
 974         : "0" (a), "u" (b), "g" (eflags));\
 975     printf("fcmov%s eflags=0x%04lx-> %f\n", \
 976            CC, (long)eflags, res);\
 977 }
 978
 979 void test_fcmov(void)
 980 {
 981     double a, b;
 982     long eflags, i;
 983
 984     a = 1.0;
 985     b = 2.0;
 986     for(i = 0; i < 4; i++) {
 987         eflags = 0;
 988         if (i & 1)
 989             eflags |= CC_C;
 990         if (i & 2)
 991             eflags |= CC_Z;
 992         TEST_FCMOV(a, b, eflags, "b");
 993         TEST_FCMOV(a, b, eflags, "e");
 994         TEST_FCMOV(a, b, eflags, "be");
 995         TEST_FCMOV(a, b, eflags, "nb");
 996         TEST_FCMOV(a, b, eflags, "ne");
 997         TEST_FCMOV(a, b, eflags, "nbe");
 998     }
 999     TEST_FCMOV(a, b, 0, "u");
1000     TEST_FCMOV(a, b, CC_P, "u");
1001     TEST_FCMOV(a, b, 0, "nu");
1002     TEST_FCMOV(a, b, CC_P, "nu");
1003 }
1004
1005 void test_floats(void)
1006 {
1007     test_fops(2, 3);
1008     test_fops(1.4, -5);
1009     test_fcmp(2, -1);
1010     test_fcmp(2, 2);
1011     test_fcmp(2, 3);
1012     test_fcmp(2, q_nan.d);
1013     test_fcmp(q_nan.d, -1);
1014     test_fcmp(-1.0/0.0, -1);
1015     test_fcmp(1.0/0.0, -1);
1016     test_fcvt(0.5);
1017     test_fcvt(-0.5);
1018     test_fcvt(1.0/7.0);
1019     test_fcvt(-1.0/9.0);
1020     test_fcvt(32768);
1021     test_fcvt(-1e20);
1022     test_fcvt(-1.0/0.0);
1023     test_fcvt(1.0/0.0);
1024     test_fcvt(q_nan.d);
1025     test_fconst();
1026     test_fbcd(1234567890123456.0);
1027     test_fbcd(-123451234567890.0);
1028     test_fenv();
1029     if (TEST_CMOV) {
1030         test_fcmov();
1031     }
1032 }
1033
1034 /**********************************************/
1035 #if !defined(__x86_64__)
1036
1037 #define TEST_BCD(op, op0, cc_in, cc_mask)\
1038 {\
1039     int res, flags;\
1040     res = op0;\
1041     flags = cc_in;\
1042     asm ("push %3\n\t"\
1043          "popf\n\t"\
1044          #op "\n\t"\
1045          "pushf\n\t"\
1046          "pop %1\n\t"\
1047         : "=a" (res), "=g" (flags)\
1048         : "0" (res), "1" (flags));\
1049     printf("%-10s A=%08x R=%08x CCIN=%04x CC=%04x\n",\
1050            #op, op0, res, cc_in, flags & cc_mask);\
1051 }
1052
1053 void test_bcd(void)
1054 {
1055     TEST_BCD(daa, 0x12340503, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1056     TEST_BCD(daa, 0x12340506, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1057     TEST_BCD(daa, 0x12340507, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1058     TEST_BCD(daa, 0x12340559, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1059     TEST_BCD(daa, 0x12340560, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1060     TEST_BCD(daa, 0x1234059f, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1061     TEST_BCD(daa, 0x123405a0, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1062     TEST_BCD(daa, 0x12340503, 0, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1063     TEST_BCD(daa, 0x12340506, 0, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1064     TEST_BCD(daa, 0x12340503, CC_C, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1065     TEST_BCD(daa, 0x12340506, CC_C, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1066     TEST_BCD(daa, 0x12340503, CC_C | CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1067     TEST_BCD(daa, 0x12340506, CC_C | CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1068
1069     TEST_BCD(das, 0x12340503, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1070     TEST_BCD(das, 0x12340506, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1071     TEST_BCD(das, 0x12340507, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1072     TEST_BCD(das, 0x12340559, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1073     TEST_BCD(das, 0x12340560, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1074     TEST_BCD(das, 0x1234059f, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1075     TEST_BCD(das, 0x123405a0, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1076     TEST_BCD(das, 0x12340503, 0, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1077     TEST_BCD(das, 0x12340506, 0, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1078     TEST_BCD(das, 0x12340503, CC_C, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1079     TEST_BCD(das, 0x12340506, CC_C, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1080     TEST_BCD(das, 0x12340503, CC_C | CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1081     TEST_BCD(das, 0x12340506, CC_C | CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_A));
1082
1083     TEST_BCD(aaa, 0x12340205, CC_A, (CC_C | CC_A));
1084     TEST_BCD(aaa, 0x12340306, CC_A, (CC_C | CC_A));
1085     TEST_BCD(aaa, 0x1234040a, CC_A, (CC_C | CC_A));
1086     TEST_BCD(aaa, 0x123405fa, CC_A, (CC_C | CC_A));
1087     TEST_BCD(aaa, 0x12340205, 0, (CC_C | CC_A));
1088     TEST_BCD(aaa, 0x12340306, 0, (CC_C | CC_A));
1089     TEST_BCD(aaa, 0x1234040a, 0, (CC_C | CC_A));
1090     TEST_BCD(aaa, 0x123405fa, 0, (CC_C | CC_A));
1091
1092     TEST_BCD(aas, 0x12340205, CC_A, (CC_C | CC_A));
1093     TEST_BCD(aas, 0x12340306, CC_A, (CC_C | CC_A));
1094     TEST_BCD(aas, 0x1234040a, CC_A, (CC_C | CC_A));
1095     TEST_BCD(aas, 0x123405fa, CC_A, (CC_C | CC_A));
1096     TEST_BCD(aas, 0x12340205, 0, (CC_C | CC_A));
1097     TEST_BCD(aas, 0x12340306, 0, (CC_C | CC_A));
1098     TEST_BCD(aas, 0x1234040a, 0, (CC_C | CC_A));
1099     TEST_BCD(aas, 0x123405fa, 0, (CC_C | CC_A));
1100
1101     TEST_BCD(aam, 0x12340547, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O | CC_A));
1102     TEST_BCD(aad, 0x12340407, CC_A, (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O | CC_A));
1103 }
1104 #endif
1105
1106 #define TEST_XCHG(op, size, opconst)\
1107 {\
1108     long op0, op1;\
1109     op0 = i2l(0x12345678);\
1110     op1 = i2l(0xfbca7654);\
1111     asm(#op " %" size "0, %" size "1" \
1112         : "=q" (op0), opconst (op1) \
1113         : "0" (op0));\
1114     printf("%-10s A=" FMTLX " B=" FMTLX "\n",\
1115            #op, op0, op1);\
1116 }
1117
1118 #define TEST_CMPXCHG(op, size, opconst, eax)\
1119 {\
1120     long op0, op1, op2;\
1121     op0 = i2l(0x12345678);\
1122     op1 = i2l(0xfbca7654);\
1123     op2 = i2l(eax);\
1124     asm(#op " %" size "0, %" size "1" \
1125         : "=q" (op0), opconst (op1) \
1126         : "0" (op0), "a" (op2));\
1127     printf("%-10s EAX=" FMTLX " A=" FMTLX " C=" FMTLX "\n",\
1128            #op, op2, op0, op1);\
1129 }
1130
1131 void test_xchg(void)
1132 {
1133 #if defined(__x86_64__)
1134     TEST_XCHG(xchgq, "", "+q");
1135 #endif
1136     TEST_XCHG(xchgl, "k", "+q");
1137     TEST_XCHG(xchgw, "w", "+q");
1138     TEST_XCHG(xchgb, "b", "+q");
1139
1140 #if defined(__x86_64__)
1141     TEST_XCHG(xchgq, "", "=m");
1142 #endif
1143     TEST_XCHG(xchgl, "k", "+m");
1144     TEST_XCHG(xchgw, "w", "+m");
1145     TEST_XCHG(xchgb, "b", "+m");
1146
1147 #if defined(__x86_64__)
1148     TEST_XCHG(xaddq, "", "+q");
1149 #endif
1150     TEST_XCHG(xaddl, "k", "+q");
1151     TEST_XCHG(xaddw, "w", "+q");
1152     TEST_XCHG(xaddb, "b", "+q");
1153
1154     {
1155         int res;
1156         res = 0x12345678;
1157         asm("xaddl %1, %0" : "=r" (res) : "0" (res));
1158         printf("xaddl same res=%08x\n", res);
1159     }
1160
1161 #if defined(__x86_64__)
1162     TEST_XCHG(xaddq, "", "+m");
1163 #endif
1164     TEST_XCHG(xaddl, "k", "+m");
1165     TEST_XCHG(xaddw, "w", "+m");
1166     TEST_XCHG(xaddb, "b", "+m");
1167
1168 #if defined(__x86_64__)
1169     TEST_CMPXCHG(cmpxchgq, "", "+q", 0xfbca7654);
1170 #endif
1171     TEST_CMPXCHG(cmpxchgl, "k", "+q", 0xfbca7654);
1172     TEST_CMPXCHG(cmpxchgw, "w", "+q", 0xfbca7654);
1173     TEST_CMPXCHG(cmpxchgb, "b", "+q", 0xfbca7654);
1174
1175 #if defined(__x86_64__)
1176     TEST_CMPXCHG(cmpxchgq, "", "+q", 0xfffefdfc);
1177 #endif
1178     TEST_CMPXCHG(cmpxchgl, "k", "+q", 0xfffefdfc);
1179     TEST_CMPXCHG(cmpxchgw, "w", "+q", 0xfffefdfc);
1180     TEST_CMPXCHG(cmpxchgb, "b", "+q", 0xfffefdfc);
1181
1182 #if defined(__x86_64__)
1183     TEST_CMPXCHG(cmpxchgq, "", "+m", 0xfbca7654);
1184 #endif
1185     TEST_CMPXCHG(cmpxchgl, "k", "+m", 0xfbca7654);
1186     TEST_CMPXCHG(cmpxchgw, "w", "+m", 0xfbca7654);
1187     TEST_CMPXCHG(cmpxchgb, "b", "+m", 0xfbca7654);
1188
1189 #if defined(__x86_64__)
1190     TEST_CMPXCHG(cmpxchgq, "", "+m", 0xfffefdfc);
1191 #endif
1192     TEST_CMPXCHG(cmpxchgl, "k", "+m", 0xfffefdfc);
1193     TEST_CMPXCHG(cmpxchgw, "w", "+m", 0xfffefdfc);
1194     TEST_CMPXCHG(cmpxchgb, "b", "+m", 0xfffefdfc);
1195
1196     {
1197         uint64_t op0, op1, op2;
1198         long eax, edx;
1199         long i, eflags;
1200
1201         for(i = 0; i < 2; i++) {
1202             op0 = 0x123456789abcdLL;
1203             eax = i2l(op0 & 0xffffffff);
1204             edx = i2l(op0 >> 32);
1205             if (i == 0)
1206                 op1 = 0xfbca765423456LL;
1207             else
1208                 op1 = op0;
1209             op2 = 0x6532432432434LL;
1210             asm("cmpxchg8b %2\n"
1211                 "pushf\n"
1212                 "pop %3\n"
1213                 : "=a" (eax), "=d" (edx), "=m" (op1), "=g" (eflags)
1214                 : "0" (eax), "1" (edx), "m" (op1), "b" ((int)op2), "c" ((int)(op2 >> 32)));
1215             printf("cmpxchg8b: eax=" FMTLX " edx=" FMTLX " op1=" FMT64X " CC=%02lx\n",
1216                    eax, edx, op1, eflags & CC_Z);
1217         }
1218     }
1219 }
1220
1221 #ifdef TEST_SEGS
1222 /**********************************************/
1223 /* segmentation tests */
1224
1225 #include <sys/syscall.h>
1226 #include <unistd.h>
1227 #include <asm/ldt.h>
1228 #include <linux/version.h>
1229
1230 static inline int modify_ldt(int func, void * ptr, unsigned long bytecount)
1231 {
1232     return syscall(__NR_modify_ldt, func, ptr, bytecount);
1233 }
1234
1235 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2, 5, 66)
1236 #define modify_ldt_ldt_s user_desc
1237 #endif
1238
1239 #define MK_SEL(n) (((n) << 3) | 7)
1240
1241 uint8_t seg_data1[4096];
1242 uint8_t seg_data2[4096];
1243
1244 #define TEST_LR(op, size, seg, mask)\
1245 {\
1246     int res, res2;\
1247     uint16_t mseg = seg;\
1248     res = 0x12345678;\
1249     asm (op " %" size "2, %" size "0\n" \
1250          "movl $0, %1\n"\
1251          "jnz 1f\n"\
1252          "movl $1, %1\n"\
1253          "1:\n"\
1254          : "=r" (res), "=r" (res2) : "m" (mseg), "0" (res));\
1255     printf(op ": Z=%d %08x\n", res2, res & ~(mask));\
1256 }
1257
1258 #define TEST_ARPL(op, size, op1, op2)\
1259 {\
1260     long a, b, c;                               \
1261     a = (op1);                                  \
1262     b = (op2);                                  \
1263     asm volatile(op " %" size "3, %" size "0\n"\
1264                  "movl $0,%1\n"\
1265                  "jnz 1f\n"\
1266                  "movl $1,%1\n"\
1267                  "1:\n"\
1268                  : "=r" (a), "=r" (c) : "0" (a), "r" (b));    \
1269     printf(op size " A=" FMTLX " B=" FMTLX " R=" FMTLX " z=%ld\n",\
1270            (long)(op1), (long)(op2), a, c);\
1271 }
1272
1273 /* NOTE: we use Linux modify_ldt syscall */
1274 void test_segs(void)
1275 {
1276     struct modify_ldt_ldt_s ldt;
1277     long long ldt_table[3];
1278     int res, res2;
1279     char tmp;
1280     struct {
1281         uint32_t offset;
1282         uint16_t seg;
1283     } __attribute__((__packed__)) segoff;
1284
1285     ldt.entry_number = 1;
1286     ldt.base_addr = (unsigned long)&seg_data1;
1287     ldt.limit = (sizeof(seg_data1) + 0xfff) >> 12;
1288     ldt.seg_32bit = 1;
1289     ldt.contents = MODIFY_LDT_CONTENTS_DATA;
1290     ldt.read_exec_only = 0;
1291     ldt.limit_in_pages = 1;
1292     ldt.seg_not_present = 0;
1293     ldt.useable = 1;
1294     modify_ldt(1, &ldt, sizeof(ldt)); /* write ldt entry */
1295
1296     ldt.entry_number = 2;
1297     ldt.base_addr = (unsigned long)&seg_data2;
1298     ldt.limit = (sizeof(seg_data2) + 0xfff) >> 12;
1299     ldt.seg_32bit = 1;
1300     ldt.contents = MODIFY_LDT_CONTENTS_DATA;
1301     ldt.read_exec_only = 0;
1302     ldt.limit_in_pages = 1;
1303     ldt.seg_not_present = 0;
1304     ldt.useable = 1;
1305     modify_ldt(1, &ldt, sizeof(ldt)); /* write ldt entry */
1306
1307     modify_ldt(0, &ldt_table, sizeof(ldt_table)); /* read ldt entries */
1308 #if 0
1309     {
1310         int i;
1311         for(i=0;i<3;i++)
1312             printf("%d: %016Lx\n", i, ldt_table[i]);
1313     }
1314 #endif
1315     /* do some tests with fs or gs */
1316     asm volatile ("movl %0, %%fs" : : "r" (MK_SEL(1)));
1317
1318     seg_data1[1] = 0xaa;
1319     seg_data2[1] = 0x55;
1320
1321     asm volatile ("fs movzbl 0x1, %0" : "=r" (res));
1322     printf("FS[1] = %02x\n", res);
1323
1324     asm volatile ("pushl %%gs\n"
1325                   "movl %1, %%gs\n"
1326                   "gs movzbl 0x1, %0\n"
1327                   "popl %%gs\n"
1328                   : "=r" (res)
1329                   : "r" (MK_SEL(2)));
1330     printf("GS[1] = %02x\n", res);
1331
1332     /* tests with ds/ss (implicit segment case) */
1333     tmp = 0xa5;
1334     asm volatile ("pushl %%ebp\n\t"
1335                   "pushl %%ds\n\t"
1336                   "movl %2, %%ds\n\t"
1337                   "movl %3, %%ebp\n\t"
1338                   "movzbl 0x1, %0\n\t"
1339                   "movzbl (%%ebp), %1\n\t"
1340                   "popl %%ds\n\t"
1341                   "popl %%ebp\n\t"
1342                   : "=r" (res), "=r" (res2)
1343                   : "r" (MK_SEL(1)), "r" (&tmp));
1344     printf("DS[1] = %02x\n", res);
1345     printf("SS[tmp] = %02x\n", res2);
1346
1347     segoff.seg = MK_SEL(2);
1348     segoff.offset = 0xabcdef12;
1349     asm volatile("lfs %2, %0\n\t"
1350                  "movl %%fs, %1\n\t"
1351                  : "=r" (res), "=g" (res2)
1352                  : "m" (segoff));
1353     printf("FS:reg = %04x:%08x\n", res2, res);
1354
1355     TEST_LR("larw", "w", MK_SEL(2), 0x0100);
1356     TEST_LR("larl", "", MK_SEL(2), 0x0100);
1357     TEST_LR("lslw", "w", MK_SEL(2), 0);
1358     TEST_LR("lsll", "", MK_SEL(2), 0);
1359
1360     TEST_LR("larw", "w", 0xfff8, 0);
1361     TEST_LR("larl", "", 0xfff8, 0);
1362     TEST_LR("lslw", "w", 0xfff8, 0);
1363     TEST_LR("lsll", "", 0xfff8, 0);
1364
1365     TEST_ARPL("arpl", "w", 0x12345678 | 3, 0x762123c | 1);
1366     TEST_ARPL("arpl", "w", 0x12345678 | 1, 0x762123c | 3);
1367     TEST_ARPL("arpl", "w", 0x12345678 | 1, 0x762123c | 1);
1368 }
1369
1370 /* 16 bit code test */
1371 extern char code16_start, code16_end;
1372 extern char code16_func1;
1373 extern char code16_func2;
1374 extern char code16_func3;
1375
1376 void test_code16(void)
1377 {
1378     struct modify_ldt_ldt_s ldt;
1379     int res, res2;
1380
1381     /* build a code segment */
1382     ldt.entry_number = 1;
1383     ldt.base_addr = (unsigned long)&code16_start;
1384     ldt.limit = &code16_end - &code16_start;
1385     ldt.seg_32bit = 0;
1386     ldt.contents = MODIFY_LDT_CONTENTS_CODE;
1387     ldt.read_exec_only = 0;
1388     ldt.limit_in_pages = 0;
1389     ldt.seg_not_present = 0;
1390     ldt.useable = 1;
1391     modify_ldt(1, &ldt, sizeof(ldt)); /* write ldt entry */
1392
1393     /* call the first function */
1394     asm volatile ("lcall %1, %2"
1395                   : "=a" (res)
1396                   : "i" (MK_SEL(1)), "i" (&code16_func1): "memory", "cc");
1397     printf("func1() = 0x%08x\n", res);
1398     asm volatile ("lcall %2, %3"
1399                   : "=a" (res), "=c" (res2)
1400                   : "i" (MK_SEL(1)), "i" (&code16_func2): "memory", "cc");
1401     printf("func2() = 0x%08x spdec=%d\n", res, res2);
1402     asm volatile ("lcall %1, %2"
1403                   : "=a" (res)
1404                   : "i" (MK_SEL(1)), "i" (&code16_func3): "memory", "cc");
1405     printf("func3() = 0x%08x\n", res);
1406 }
1407 #endif
1408
1409 #if defined(__x86_64__)
1410 asm(".globl func_lret\n"
1411     "func_lret:\n"
1412     "movl $0x87654641, %eax\n"
1413     "lretq\n");
1414 #else
1415 asm(".globl func_lret\n"
1416     "func_lret:\n"
1417     "movl $0x87654321, %eax\n"
1418     "lret\n"
1419
1420     ".globl func_iret\n"
1421     "func_iret:\n"
1422     "movl $0xabcd4321, %eax\n"
1423     "iret\n");
1424 #endif
1425
1426 extern char func_lret;
1427 extern char func_iret;
1428
1429 void test_misc(void)
1430 {
1431     char table[256];
1432     long res, i;
1433
1434     for(i=0;i<256;i++) table[i] = 256 - i;
1435     res = 0x12345678;
1436     asm ("xlat" : "=a" (res) : "b" (table), "0" (res));
1437     printf("xlat: EAX=" FMTLX "\n", res);
1438
1439 #if defined(__x86_64__)
1440 #if 0
1441     {
1442         /* XXX: see if Intel Core2 and AMD64 behavior really
1443            differ. Here we implemented the Intel way which is not
1444            compatible yet with QEMU. */
1445         static struct QEMU_PACKED {
1446             uint64_t offset;
1447             uint16_t seg;
1448         } desc;
1449         long cs_sel;
1450
1451         asm volatile ("mov %%cs, %0" : "=r" (cs_sel));
1452
1453         asm volatile ("push %1\n"
1454                       "call func_lret\n"
1455                       : "=a" (res)
1456                       : "r" (cs_sel) : "memory", "cc");
1457         printf("func_lret=" FMTLX "\n", res);
1458
1459         desc.offset = (long)&func_lret;
1460         desc.seg = cs_sel;
1461
1462         asm volatile ("xor %%rax, %%rax\n"
1463                       "rex64 lcall *(%%rcx)\n"
1464                       : "=a" (res)
1465                       : "c" (&desc)
1466                       : "memory", "cc");
1467         printf("func_lret2=" FMTLX "\n", res);
1468
1469         asm volatile ("push %2\n"
1470                       "mov $ 1f, %%rax\n"
1471                       "push %%rax\n"
1472                       "rex64 ljmp *(%%rcx)\n"
1473                       "1:\n"
1474                       : "=a" (res)
1475                       : "c" (&desc), "b" (cs_sel)
1476                       : "memory", "cc");
1477         printf("func_lret3=" FMTLX "\n", res);
1478     }
1479 #endif
1480 #else
1481     asm volatile ("push %%cs ; call %1"
1482                   : "=a" (res)
1483                   : "m" (func_lret): "memory", "cc");
1484     printf("func_lret=" FMTLX "\n", res);
1485
1486     asm volatile ("pushf ; push %%cs ; call %1"
1487                   : "=a" (res)
1488                   : "m" (func_iret): "memory", "cc");
1489     printf("func_iret=" FMTLX "\n", res);
1490 #endif
1491
1492 #if defined(__x86_64__)
1493     /* specific popl test */
1494     asm volatile ("push $12345432 ; push $0x9abcdef ; pop (%%rsp) ; pop %0"
1495                   : "=g" (res));
1496     printf("popl esp=" FMTLX "\n", res);
1497 #else
1498     /* specific popl test */
1499     asm volatile ("pushl $12345432 ; pushl $0x9abcdef ; popl (%%esp) ; popl %0"
1500                   : "=g" (res));
1501     printf("popl esp=" FMTLX "\n", res);
1502
1503     /* specific popw test */
1504     asm volatile ("pushl $12345432 ; pushl $0x9abcdef ; popw (%%esp) ; addl $2, %%esp ; popl %0"
1505                   : "=g" (res));
1506     printf("popw esp=" FMTLX "\n", res);
1507 #endif
1508 }
1509
1510 uint8_t str_buffer[4096];
1511
1512 #define TEST_STRING1(OP, size, DF, REP)\
1513 {\
1514     long esi, edi, eax, ecx, eflags;\
1515 \
1516     esi = (long)(str_buffer + sizeof(str_buffer) / 2);\
1517     edi = (long)(str_buffer + sizeof(str_buffer) / 2) + 16;\
1518     eax = i2l(0x12345678);\
1519     ecx = 17;\
1520 \
1521     asm volatile ("push $0\n\t"\
1522                   "popf\n\t"\
1523                   DF "\n\t"\
1524                   REP #OP size "\n\t"\
1525                   "cld\n\t"\
1526                   "pushf\n\t"\
1527                   "pop %4\n\t"\
1528                   : "=S" (esi), "=D" (edi), "=a" (eax), "=c" (ecx), "=g" (eflags)\
1529                   : "0" (esi), "1" (edi), "2" (eax), "3" (ecx));\
1530     printf("%-10s ESI=" FMTLX " EDI=" FMTLX " EAX=" FMTLX " ECX=" FMTLX " EFL=%04x\n",\
1531            REP #OP size, esi, edi, eax, ecx,\
1532            (int)(eflags & (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O | CC_A)));\
1533 }
1534
1535 #define TEST_STRING(OP, REP)\
1536     TEST_STRING1(OP, "b", "", REP);\
1537     TEST_STRING1(OP, "w", "", REP);\
1538     TEST_STRING1(OP, "l", "", REP);\
1539     X86_64_ONLY(TEST_STRING1(OP, "q", "", REP));\
1540     TEST_STRING1(OP, "b", "std", REP);\
1541     TEST_STRING1(OP, "w", "std", REP);\
1542     TEST_STRING1(OP, "l", "std", REP);\
1543     X86_64_ONLY(TEST_STRING1(OP, "q", "std", REP))
1544
1545 void test_string(void)
1546 {
1547     int i;
1548     for(i = 0;i < sizeof(str_buffer); i++)
1549         str_buffer[i] = i + 0x56;
1550    TEST_STRING(stos, "");
1551    TEST_STRING(stos, "rep ");
1552    TEST_STRING(lods, ""); /* to verify stos */
1553    TEST_STRING(lods, "rep ");
1554    TEST_STRING(movs, "");
1555    TEST_STRING(movs, "rep ");
1556    TEST_STRING(lods, ""); /* to verify stos */
1557
1558    /* XXX: better tests */
1559    TEST_STRING(scas, "");
1560    TEST_STRING(scas, "repz ");
1561    TEST_STRING(scas, "repnz ");
1562    TEST_STRING(cmps, "");
1563    TEST_STRING(cmps, "repz ");
1564    TEST_STRING(cmps, "repnz ");
1565 }
1566
1567 #ifdef TEST_VM86
1568 /* VM86 test */
1569
1570 static inline void set_bit(uint8_t *a, unsigned int bit)
1571 {
1572     a[bit / 8] |= (1 << (bit % 8));
1573 }
1574
1575 static inline uint8_t *seg_to_linear(unsigned int seg, unsigned int reg)
1576 {
1577     return (uint8_t *)((seg << 4) + (reg & 0xffff));
1578 }
1579
1580 static inline void pushw(struct vm86_regs *r, int val)
1581 {
1582     r->esp = (r->esp & ~0xffff) | ((r->esp - 2) & 0xffff);
1583     *(uint16_t *)seg_to_linear(r->ss, r->esp) = val;
1584 }
1585
1586 static inline int vm86(int func, struct vm86plus_struct *v86)
1587 {
1588     return syscall(__NR_vm86, func, v86);
1589 }
1590
1591 extern char vm86_code_start;
1592 extern char vm86_code_end;
1593
1594 #define VM86_CODE_CS 0x100
1595 #define VM86_CODE_IP 0x100
1596
1597 void test_vm86(void)
1598 {
1599     struct vm86plus_struct ctx;
1600     struct vm86_regs *r;
1601     uint8_t *vm86_mem;
1602     int seg, ret;
1603
1604     vm86_mem = mmap((void *)0x00000000, 0x110000,
1605                     PROT_WRITE | PROT_READ | PROT_EXEC,
1606                     MAP_FIXED | MAP_ANON | MAP_PRIVATE, -1, 0);
1607     if (vm86_mem == MAP_FAILED) {
1608         printf("ERROR: could not map vm86 memory");
1609         return;
1610     }
1611     memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
1612
1613     /* init basic registers */
1614     r = &ctx.regs;
1615     r->eip = VM86_CODE_IP;
1616     r->esp = 0xfffe;
1617     seg = VM86_CODE_CS;
1618     r->cs = seg;
1619     r->ss = seg;
1620     r->ds = seg;
1621     r->es = seg;
1622     r->fs = seg;
1623     r->gs = seg;
1624     r->eflags = VIF_MASK;
1625
1626     /* move code to proper address. We use the same layout as a .com
1627        dos program. */
1628     memcpy(vm86_mem + (VM86_CODE_CS << 4) + VM86_CODE_IP,
1629            &vm86_code_start, &vm86_code_end - &vm86_code_start);
1630
1631     /* mark int 0x21 as being emulated */
1632     set_bit((uint8_t *)&ctx.int_revectored, 0x21);
1633
1634     for(;;) {
1635         ret = vm86(VM86_ENTER, &ctx);
1636         switch(VM86_TYPE(ret)) {
1637         case VM86_INTx:
1638             {
1639                 int int_num, ah, v;
1640
1641                 int_num = VM86_ARG(ret);
1642                 if (int_num != 0x21)
1643                     goto unknown_int;
1644                 ah = (r->eax >> 8) & 0xff;
1645                 switch(ah) {
1646                 case 0x00: /* exit */
1647                     goto the_end;
1648                 case 0x02: /* write char */
1649                     {
1650                         uint8_t c = r->edx;
1651                         putchar(c);
1652                     }
1653                     break;
1654                 case 0x09: /* write string */
1655                     {
1656                         uint8_t c, *ptr;
1657                         ptr = seg_to_linear(r->ds, r->edx);
1658                         for(;;) {
1659                             c = *ptr++;
1660                             if (c == '$')
1661                                 break;
1662                             putchar(c);
1663                         }
1664                         r->eax = (r->eax & ~0xff) | '$';
1665                     }
1666                     break;
1667                 case 0xff: /* extension: write eflags number in edx */
1668                     v = (int)r->edx;
1669 #ifndef LINUX_VM86_IOPL_FIX
1670                     v &= ~0x3000;
1671 #endif
1672                     printf("%08x\n", v);
1673                     break;
1674                 default:
1675                 unknown_int:
1676                     printf("unsupported int 0x%02x\n", int_num);
1677                     goto the_end;
1678                 }
1679             }
1680             break;
1681         case VM86_SIGNAL:
1682             /* a signal came, we just ignore that */
1683             break;
1684         case VM86_STI:
1685             break;
1686         default:
1687             printf("ERROR: unhandled vm86 return code (0x%x)\n", ret);
1688             goto the_end;
1689         }
1690     }
1691  the_end:
1692     printf("VM86 end\n");
1693     munmap(vm86_mem, 0x110000);
1694 }
1695 #endif
1696
1697 /* exception tests */
1698 #if defined(__i386__) && !defined(REG_EAX)
1699 #define REG_EAX EAX
1700 #define REG_EBX EBX
1701 #define REG_ECX ECX
1702 #define REG_EDX EDX
1703 #define REG_ESI ESI
1704 #define REG_EDI EDI
1705 #define REG_EBP EBP
1706 #define REG_ESP ESP
1707 #define REG_EIP EIP
1708 #define REG_EFL EFL
1709 #define REG_TRAPNO TRAPNO
1710 #define REG_ERR ERR
1711 #endif
1712
1713 #if defined(__x86_64__)
1714 #define REG_EIP REG_RIP
1715 #endif
1716
1717 jmp_buf jmp_env;
1718 int v1;
1719 int tab[2];
1720
1721 void sig_handler(int sig, siginfo_t *info, void *puc)
1722 {
1723     struct ucontext *uc = puc;
1724
1725     printf("si_signo=%d si_errno=%d si_code=%d",
1726            info->si_signo, info->si_errno, info->si_code);
1727     printf(" si_addr=0x%08lx",
1728            (unsigned long)info->si_addr);
1729     printf("\n");
1730
1731     printf("trapno=" FMTLX " err=" FMTLX,
1732            (long)uc->uc_mcontext.gregs[REG_TRAPNO],
1733            (long)uc->uc_mcontext.gregs[REG_ERR]);
1734     printf(" EIP=" FMTLX, (long)uc->uc_mcontext.gregs[REG_EIP]);
1735     printf("\n");
1736     longjmp(jmp_env, 1);
1737 }
1738
1739 void test_exceptions(void)
1740 {
1741     struct sigaction act;
1742     volatile int val;
1743
1744     act.sa_sigaction = sig_handler;
1745     sigemptyset(&act.sa_mask);
1746     act.sa_flags = SA_SIGINFO | SA_NODEFER;
1747     sigaction(SIGFPE, &act, NULL);
1748     sigaction(SIGILL, &act, NULL);
1749     sigaction(SIGSEGV, &act, NULL);
1750     sigaction(SIGBUS, &act, NULL);
1751     sigaction(SIGTRAP, &act, NULL);
1752
1753     /* test division by zero reporting */
1754     printf("DIVZ exception:\n");
1755     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1756         /* now divide by zero */
1757         v1 = 0;
1758         v1 = 2 / v1;
1759     }
1760
1761 #if !defined(__x86_64__)
1762     printf("BOUND exception:\n");
1763     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1764         /* bound exception */
1765         tab[0] = 1;
1766         tab[1] = 10;
1767         asm volatile ("bound %0, %1" : : "r" (11), "m" (tab[0]));
1768     }
1769 #endif
1770
1771 #ifdef TEST_SEGS
1772     printf("segment exceptions:\n");
1773     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1774         /* load an invalid segment */
1775         asm volatile ("movl %0, %%fs" : : "r" ((0x1234 << 3) | 1));
1776     }
1777     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1778         /* null data segment is valid */
1779         asm volatile ("movl %0, %%fs" : : "r" (3));
1780         /* null stack segment */
1781         asm volatile ("movl %0, %%ss" : : "r" (3));
1782     }
1783
1784     {
1785         struct modify_ldt_ldt_s ldt;
1786         ldt.entry_number = 1;
1787         ldt.base_addr = (unsigned long)&seg_data1;
1788         ldt.limit = (sizeof(seg_data1) + 0xfff) >> 12;
1789         ldt.seg_32bit = 1;
1790         ldt.contents = MODIFY_LDT_CONTENTS_DATA;
1791         ldt.read_exec_only = 0;
1792         ldt.limit_in_pages = 1;
1793         ldt.seg_not_present = 1;
1794         ldt.useable = 1;
1795         modify_ldt(1, &ldt, sizeof(ldt)); /* write ldt entry */
1796
1797         if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1798             /* segment not present */
1799             asm volatile ("movl %0, %%fs" : : "r" (MK_SEL(1)));
1800         }
1801     }
1802 #endif
1803
1804     /* test SEGV reporting */
1805     printf("PF exception:\n");
1806     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1807         val = 1;
1808         /* we add a nop to test a weird PC retrieval case */
1809         asm volatile ("nop");
1810         /* now store in an invalid address */
1811         *(char *)0x1234 = 1;
1812     }
1813
1814     /* test SEGV reporting */
1815     printf("PF exception:\n");
1816     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1817         val = 1;
1818         /* read from an invalid address */
1819         v1 = *(char *)0x1234;
1820     }
1821
1822     /* test illegal instruction reporting */
1823     printf("UD2 exception:\n");
1824     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1825         /* now execute an invalid instruction */
1826         asm volatile("ud2");
1827     }
1828     printf("lock nop exception:\n");
1829     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1830         /* now execute an invalid instruction */
1831         asm volatile(".byte 0xf0, 0x90");
1832     }
1833
1834     printf("INT exception:\n");
1835     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1836         asm volatile ("int $0xfd");
1837     }
1838     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1839         asm volatile ("int $0x01");
1840     }
1841     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1842         asm volatile (".byte 0xcd, 0x03");
1843     }
1844     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1845         asm volatile ("int $0x04");
1846     }
1847     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1848         asm volatile ("int $0x05");
1849     }
1850
1851     printf("INT3 exception:\n");
1852     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1853         asm volatile ("int3");
1854     }
1855
1856     printf("CLI exception:\n");
1857     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1858         asm volatile ("cli");
1859     }
1860
1861     printf("STI exception:\n");
1862     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1863         asm volatile ("cli");
1864     }
1865
1866 #if !defined(__x86_64__)
1867     printf("INTO exception:\n");
1868     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1869         /* overflow exception */
1870         asm volatile ("addl $1, %0 ; into" : : "r" (0x7fffffff));
1871     }
1872 #endif
1873
1874     printf("OUTB exception:\n");
1875     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1876         asm volatile ("outb %%al, %%dx" : : "d" (0x4321), "a" (0));
1877     }
1878
1879     printf("INB exception:\n");
1880     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1881         asm volatile ("inb %%dx, %%al" : "=a" (val) : "d" (0x4321));
1882     }
1883
1884     printf("REP OUTSB exception:\n");
1885     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1886         asm volatile ("rep outsb" : : "d" (0x4321), "S" (tab), "c" (1));
1887     }
1888
1889     printf("REP INSB exception:\n");
1890     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1891         asm volatile ("rep insb" : : "d" (0x4321), "D" (tab), "c" (1));
1892     }
1893
1894     printf("HLT exception:\n");
1895     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1896         asm volatile ("hlt");
1897     }
1898
1899     printf("single step exception:\n");
1900     val = 0;
1901     if (setjmp(jmp_env) == 0) {
1902         asm volatile ("pushf\n"
1903                       "orl $0x00100, (%%esp)\n"
1904                       "popf\n"
1905                       "movl $0xabcd, %0\n"
1906                       "movl $0x0, %0\n" : "=m" (val) : : "cc", "memory");
1907     }
1908     printf("val=0x%x\n", val);
1909 }
1910
1911 #if !defined(__x86_64__)
1912 /* specific precise single step test */
1913 void sig_trap_handler(int sig, siginfo_t *info, void *puc)
1914 {
1915     struct ucontext *uc = puc;
1916     printf("EIP=" FMTLX "\n", (long)uc->uc_mcontext.gregs[REG_EIP]);
1917 }
1918
1919 const uint8_t sstep_buf1[4] = { 1, 2, 3, 4};
1920 uint8_t sstep_buf2[4];
1921
1922 void test_single_step(void)
1923 {
1924     struct sigaction act;
1925     volatile int val;
1926     int i;
1927
1928     val = 0;
1929     act.sa_sigaction = sig_trap_handler;
1930     sigemptyset(&act.sa_mask);
1931     act.sa_flags = SA_SIGINFO;
1932     sigaction(SIGTRAP, &act, NULL);
1933     asm volatile ("pushf\n"
1934                   "orl $0x00100, (%%esp)\n"
1935                   "popf\n"
1936                   "movl $0xabcd, %0\n"
1937
1938                   /* jmp test */
1939                   "movl $3, %%ecx\n"
1940                   "1:\n"
1941                   "addl $1, %0\n"
1942                   "decl %%ecx\n"
1943                   "jnz 1b\n"
1944
1945                   /* movsb: the single step should stop at each movsb iteration */
1946                   "movl $sstep_buf1, %%esi\n"
1947                   "movl $sstep_buf2, %%edi\n"
1948                   "movl $0, %%ecx\n"
1949                   "rep movsb\n"
1950                   "movl $3, %%ecx\n"
1951                   "rep movsb\n"
1952                   "movl $1, %%ecx\n"
1953                   "rep movsb\n"
1954
1955                   /* cmpsb: the single step should stop at each cmpsb iteration */
1956                   "movl $sstep_buf1, %%esi\n"
1957                   "movl $sstep_buf2, %%edi\n"
1958                   "movl $0, %%ecx\n"
1959                   "rep cmpsb\n"
1960                   "movl $4, %%ecx\n"
1961                   "rep cmpsb\n"
1962
1963                   /* getpid() syscall: single step should skip one
1964                      instruction */
1965                   "movl $20, %%eax\n"
1966                   "int $0x80\n"
1967                   "movl $0, %%eax\n"
1968
1969                   /* when modifying SS, trace is not done on the next
1970                      instruction */
1971                   "movl %%ss, %%ecx\n"
1972                   "movl %%ecx, %%ss\n"
1973                   "addl $1, %0\n"
1974                   "movl $1, %%eax\n"
1975                   "movl %%ecx, %%ss\n"
1976                   "jmp 1f\n"
1977                   "addl $1, %0\n"
1978                   "1:\n"
1979                   "movl $1, %%eax\n"
1980                   "pushl %%ecx\n"
1981                   "popl %%ss\n"
1982                   "addl $1, %0\n"
1983                   "movl $1, %%eax\n"
1984
1985                   "pushf\n"
1986                   "andl $~0x00100, (%%esp)\n"
1987                   "popf\n"
1988                   : "=m" (val)
1989                   :
1990                   : "cc", "memory", "eax", "ecx", "esi", "edi");
1991     printf("val=%d\n", val);
1992     for(i = 0; i < 4; i++)
1993         printf("sstep_buf2[%d] = %d\n", i, sstep_buf2[i]);
1994 }
1995
1996 /* self modifying code test */
1997 uint8_t code[] = {
1998     0xb8, 0x1, 0x00, 0x00, 0x00, /* movl $1, %eax */
1999     0xc3, /* ret */
2000 };
2001
2002 asm(".section \".data\"\n"
2003     "smc_code2:\n"
2004     "movl 4(%esp), %eax\n"
2005     "movl %eax, smc_patch_addr2 + 1\n"
2006     "nop\n"
2007     "nop\n"
2008     "nop\n"
2009     "nop\n"
2010     "nop\n"
2011     "nop\n"
2012     "nop\n"
2013     "nop\n"
2014     "smc_patch_addr2:\n"
2015     "movl $1, %eax\n"
2016     "ret\n"
2017     ".previous\n"
2018     );
2019
2020 typedef int FuncType(void);
2021 extern int smc_code2(int);
2022 void test_self_modifying_code(void)
2023 {
2024     int i;
2025     printf("self modifying code:\n");
2026     printf("func1 = 0x%x\n", ((FuncType *)code)());
2027     for(i = 2; i <= 4; i++) {
2028         code[1] = i;
2029         printf("func%d = 0x%x\n", i, ((FuncType *)code)());
2030     }
2031
2032     /* more difficult test : the modified code is just after the
2033        modifying instruction. It is forbidden in Intel specs, but it
2034        is used by old DOS programs */
2035     for(i = 2; i <= 4; i++) {
2036         printf("smc_code2(%d) = %d\n", i, smc_code2(i));
2037     }
2038 }
2039 #endif
2040
2041 long enter_stack[4096];
2042
2043 #if defined(__x86_64__)
2044 #define RSP "%%rsp"
2045 #define RBP "%%rbp"
2046 #else
2047 #define RSP "%%esp"
2048 #define RBP "%%ebp"
2049 #endif
2050
2051 #if !defined(__x86_64__)
2052 /* causes an infinite loop, disable it for now.  */
2053 #define TEST_ENTER(size, stack_type, level)
2054 #else
2055 #define TEST_ENTER(size, stack_type, level)\
2056 {\
2057     long esp_save, esp_val, ebp_val, ebp_save, i;\
2058     stack_type *ptr, *stack_end, *stack_ptr;\
2059     memset(enter_stack, 0, sizeof(enter_stack));\
2060     stack_end = stack_ptr = (stack_type *)(enter_stack + 4096);\
2061     ebp_val = (long)stack_ptr;\
2062     for(i=1;i<=32;i++)\
2063        *--stack_ptr = i;\
2064     esp_val = (long)stack_ptr;\
2065     asm("mov " RSP ", %[esp_save]\n"\
2066         "mov " RBP ", %[ebp_save]\n"\
2067         "mov %[esp_val], " RSP "\n"\
2068         "mov %[ebp_val], " RBP "\n"\
2069         "enter" size " $8, $" #level "\n"\
2070         "mov " RSP ", %[esp_val]\n"\
2071         "mov " RBP ", %[ebp_val]\n"\
2072         "mov %[esp_save], " RSP "\n"\
2073         "mov %[ebp_save], " RBP "\n"\
2074         : [esp_save] "=r" (esp_save),\
2075         [ebp_save] "=r" (ebp_save),\
2076         [esp_val] "=r" (esp_val),\
2077         [ebp_val] "=r" (ebp_val)\
2078         :  "[esp_val]" (esp_val),\
2079         "[ebp_val]" (ebp_val));\
2080     printf("level=%d:\n", level);\
2081     printf("esp_val=" FMTLX "\n", esp_val - (long)stack_end);\
2082     printf("ebp_val=" FMTLX "\n", ebp_val - (long)stack_end);\
2083     for(ptr = (stack_type *)esp_val; ptr < stack_end; ptr++)\
2084         printf(FMTLX "\n", (long)ptr[0]);\
2085 }
2086 #endif
2087
2088 static void test_enter(void)
2089 {
2090 #if defined(__x86_64__)
2091     TEST_ENTER("q", uint64_t, 0);
2092     TEST_ENTER("q", uint64_t, 1);
2093     TEST_ENTER("q", uint64_t, 2);
2094     TEST_ENTER("q", uint64_t, 31);
2095 #else
2096     TEST_ENTER("l", uint32_t, 0);
2097     TEST_ENTER("l", uint32_t, 1);
2098     TEST_ENTER("l", uint32_t, 2);
2099     TEST_ENTER("l", uint32_t, 31);
2100 #endif
2101
2102     TEST_ENTER("w", uint16_t, 0);
2103     TEST_ENTER("w", uint16_t, 1);
2104     TEST_ENTER("w", uint16_t, 2);
2105     TEST_ENTER("w", uint16_t, 31);
2106 }
2107
2108 #ifdef TEST_SSE
2109
2110 typedef int __m64 __attribute__ ((__mode__ (__V2SI__)));
2111 typedef float __m128 __attribute__ ((__mode__(__V4SF__)));
2112
2113 typedef union {
2114     double d[2];
2115     float s[4];
2116     uint32_t l[4];
2117     uint64_t q[2];
2118     __m128 dq;
2119 } XMMReg;
2120
2121 static uint64_t __attribute__((aligned(16))) test_values[4][2] = {
2122     { 0x456723c698694873, 0xdc515cff944a58ec },
2123     { 0x1f297ccd58bad7ab, 0x41f21efba9e3e146 },
2124     { 0x007c62c2085427f8, 0x231be9e8cde7438d },
2125     { 0x0f76255a085427f8, 0xc233e9e8c4c9439a },
2126 };
2127
2128 #define SSE_OP(op)\
2129 {\
2130     asm volatile (#op " %2, %0" : "=x" (r.dq) : "0" (a.dq), "x" (b.dq));\
2131     printf("%-9s: a=" FMT64X "" FMT64X " b=" FMT64X "" FMT64X " r=" FMT64X "" FMT64X "\n",\
2132            #op,\
2133            a.q[1], a.q[0],\
2134            b.q[1], b.q[0],\
2135            r.q[1], r.q[0]);\
2136 }
2137
2138 #define SSE_OP2(op)\
2139 {\
2140     int i;\
2141     for(i=0;i<2;i++) {\
2142     a.q[0] = test_values[2*i][0];\
2143     a.q[1] = test_values[2*i][1];\
2144     b.q[0] = test_values[2*i+1][0];\
2145     b.q[1] = test_values[2*i+1][1];\
2146     SSE_OP(op);\
2147     }\
2148 }
2149
2150 #define MMX_OP2(op)\
2151 {\
2152     int i;\
2153     for(i=0;i<2;i++) {\
2154     a.q[0] = test_values[2*i][0];\
2155     b.q[0] = test_values[2*i+1][0];\
2156     asm volatile (#op " %2, %0" : "=y" (r.q[0]) : "0" (a.q[0]), "y" (b.q[0]));\
2157     printf("%-9s: a=" FMT64X " b=" FMT64X " r=" FMT64X "\n",\
2158            #op,\
2159            a.q[0],\
2160            b.q[0],\
2161            r.q[0]);\
2162     }\
2163     SSE_OP2(op);\
2164 }
2165
2166 #define SHUF_OP(op, ib)\
2167 {\
2168     a.q[0] = test_values[0][0];\
2169     a.q[1] = test_values[0][1];\
2170     b.q[0] = test_values[1][0];\
2171     b.q[1] = test_values[1][1];\
2172     asm volatile (#op " $" #ib ", %2, %0" : "=x" (r.dq) : "0" (a.dq), "x" (b.dq));\
2173     printf("%-9s: a=" FMT64X "" FMT64X " b=" FMT64X "" FMT64X " ib=%02x r=" FMT64X "" FMT64X "\n",\
2174            #op,\
2175            a.q[1], a.q[0],\
2176            b.q[1], b.q[0],\
2177            ib,\
2178            r.q[1], r.q[0]);\
2179 }
2180
2181 #define PSHUF_OP(op, ib)\
2182 {\
2183     int i;\
2184     for(i=0;i<2;i++) {\
2185     a.q[0] = test_values[2*i][0];\
2186     a.q[1] = test_values[2*i][1];\
2187     asm volatile (#op " $" #ib ", %1, %0" : "=x" (r.dq) : "x" (a.dq));\
2188     printf("%-9s: a=" FMT64X "" FMT64X " ib=%02x r=" FMT64X "" FMT64X "\n",\
2189            #op,\
2190            a.q[1], a.q[0],\
2191            ib,\
2192            r.q[1], r.q[0]);\
2193     }\
2194 }
2195
2196 #define SHIFT_IM(op, ib)\
2197 {\
2198     int i;\
2199     for(i=0;i<2;i++) {\
2200     a.q[0] = test_values[2*i][0];\
2201     a.q[1] = test_values[2*i][1];\
2202     asm volatile (#op " $" #ib ", %0" : "=x" (r.dq) : "0" (a.dq));\
2203     printf("%-9s: a=" FMT64X "" FMT64X " ib=%02x r=" FMT64X "" FMT64X "\n",\
2204            #op,\
2205            a.q[1], a.q[0],\
2206            ib,\
2207            r.q[1], r.q[0]);\
2208     }\
2209 }
2210
2211 #define SHIFT_OP(op, ib)\
2212 {\
2213     int i;\
2214     SHIFT_IM(op, ib);\
2215     for(i=0;i<2;i++) {\
2216     a.q[0] = test_values[2*i][0];\
2217     a.q[1] = test_values[2*i][1];\
2218     b.q[0] = ib;\
2219     b.q[1] = 0;\
2220     asm volatile (#op " %2, %0" : "=x" (r.dq) : "0" (a.dq), "x" (b.dq));\
2221     printf("%-9s: a=" FMT64X "" FMT64X " b=" FMT64X "" FMT64X " r=" FMT64X "" FMT64X "\n",\
2222            #op,\
2223            a.q[1], a.q[0],\
2224            b.q[1], b.q[0],\
2225            r.q[1], r.q[0]);\
2226     }\
2227 }
2228
2229 #define MOVMSK(op)\
2230 {\
2231     int i, reg;\
2232     for(i=0;i<2;i++) {\
2233     a.q[0] = test_values[2*i][0];\
2234     a.q[1] = test_values[2*i][1];\
2235     asm volatile (#op " %1, %0" : "=r" (reg) : "x" (a.dq));\
2236     printf("%-9s: a=" FMT64X "" FMT64X " r=%08x\n",\
2237            #op,\
2238            a.q[1], a.q[0],\
2239            reg);\
2240     }\
2241 }
2242
2243 #define SSE_OPS(a) \
2244 SSE_OP(a ## ps);\
2245 SSE_OP(a ## ss);
2246
2247 #define SSE_OPD(a) \
2248 SSE_OP(a ## pd);\
2249 SSE_OP(a ## sd);
2250
2251 #define SSE_COMI(op, field)\
2252 {\
2253     unsigned int eflags;\
2254     XMMReg a, b;\
2255     a.field[0] = a1;\
2256     b.field[0] = b1;\
2257     asm volatile (#op " %2, %1\n"\
2258         "pushf\n"\
2259         "pop %0\n"\
2260         : "=m" (eflags)\
2261         : "x" (a.dq), "x" (b.dq));\
2262     printf("%-9s: a=%f b=%f cc=%04x\n",\
2263            #op, a1, b1,\
2264            eflags & (CC_C | CC_P | CC_Z | CC_S | CC_O | CC_A));\
2265 }
2266
2267 void test_sse_comi(double a1, double b1)
2268 {
2269     SSE_COMI(ucomiss, s);
2270     SSE_COMI(ucomisd, d);
2271     SSE_COMI(comiss, s);
2272     SSE_COMI(comisd, d);
2273 }
2274
2275 #define CVT_OP_XMM(op)\
2276 {\
2277     asm volatile (#op " %1, %0" : "=x" (r.dq) : "x" (a.dq));\
2278     printf("%-9s: a=" FMT64X "" FMT64X " r=" FMT64X "" FMT64X "\n",\
2279            #op,\
2280            a.q[1], a.q[0],\
2281            r.q[1], r.q[0]);\
2282 }
2283
2284 /* Force %xmm0 usage to avoid the case where both register index are 0
2285    to test instruction decoding more extensively */
2286 #define CVT_OP_XMM2MMX(op)\
2287 {\
2288     asm volatile (#op " %1, %0" : "=y" (r.q[0]) : "x" (a.dq) \
2289                   : "%xmm0"); \
2290     asm volatile("emms\n"); \
2291     printf("%-9s: a=" FMT64X "" FMT64X " r=" FMT64X "\n",\
2292            #op,\
2293            a.q[1], a.q[0],\
2294            r.q[0]);\
2295 }
2296
2297 #define CVT_OP_MMX2XMM(op)\
2298 {\
2299     asm volatile (#op " %1, %0" : "=x" (r.dq) : "y" (a.q[0]));\
2300     asm volatile("emms\n"); \
2301     printf("%-9s: a=" FMT64X " r=" FMT64X "" FMT64X "\n",\
2302            #op,\
2303            a.q[0],\
2304            r.q[1], r.q[0]);\
2305 }
2306
2307 #define CVT_OP_REG2XMM(op)\
2308 {\
2309     asm volatile (#op " %1, %0" : "=x" (r.dq) : "r" (a.l[0]));\
2310     printf("%-9s: a=%08x r=" FMT64X "" FMT64X "\n",\
2311            #op,\
2312            a.l[0],\
2313            r.q[1], r.q[0]);\
2314 }
2315
2316 #define CVT_OP_XMM2REG(op)\
2317 {\
2318     asm volatile (#op " %1, %0" : "=r" (r.l[0]) : "x" (a.dq));\
2319     printf("%-9s: a=" FMT64X "" FMT64X " r=%08x\n",\
2320            #op,\
2321            a.q[1], a.q[0],\
2322            r.l[0]);\
2323 }
2324
2325 struct fpxstate {
2326     uint16_t fpuc;
2327     uint16_t fpus;
2328     uint16_t fptag;
2329     uint16_t fop;
2330     uint32_t fpuip;
2331     uint16_t cs_sel;
2332     uint16_t dummy0;
2333     uint32_t fpudp;
2334     uint16_t ds_sel;
2335     uint16_t dummy1;
2336     uint32_t mxcsr;
2337     uint32_t mxcsr_mask;
2338     uint8_t fpregs1[8 * 16];
2339     uint8_t xmm_regs[8 * 16];
2340     uint8_t dummy2[224];
2341 };
2342
2343 static struct fpxstate fpx_state __attribute__((aligned(16)));
2344 static struct fpxstate fpx_state2 __attribute__((aligned(16)));
2345
2346 void test_fxsave(void)
2347 {
2348     struct fpxstate *fp = &fpx_state;
2349     struct fpxstate *fp2 = &fpx_state2;
2350     int i, nb_xmm;
2351     XMMReg a, b;
2352     a.q[0] = test_values[0][0];
2353     a.q[1] = test_values[0][1];
2354     b.q[0] = test_values[1][0];
2355     b.q[1] = test_values[1][1];
2356
2357     asm("movdqa %2, %%xmm0\n"
2358         "movdqa %3, %%xmm7\n"
2359 #if defined(__x86_64__)
2360         "movdqa %2, %%xmm15\n"
2361 #endif
2362         " fld1\n"
2363         " fldpi\n"
2364         " fldln2\n"
2365         " fxsave %0\n"
2366         " fxrstor %0\n"
2367         " fxsave %1\n"
2368         " fninit\n"
2369         : "=m" (*(uint32_t *)fp2), "=m" (*(uint32_t *)fp)
2370         : "m" (a), "m" (b));
2371     printf("fpuc=%04x\n", fp->fpuc);
2372     printf("fpus=%04x\n", fp->fpus);
2373     printf("fptag=%04x\n", fp->fptag);
2374     for(i = 0; i < 3; i++) {
2375         printf("ST%d: " FMT64X " %04x\n",
2376                i,
2377                *(uint64_t *)&fp->fpregs1[i * 16],
2378                *(uint16_t *)&fp->fpregs1[i * 16 + 8]);
2379     }
2380     printf("mxcsr=%08x\n", fp->mxcsr & 0x1f80);
2381 #if defined(__x86_64__)
2382     nb_xmm = 16;
2383 #else
2384     nb_xmm = 8;
2385 #endif
2386     for(i = 0; i < nb_xmm; i++) {
2387         printf("xmm%d: " FMT64X "" FMT64X "\n",
2388                i,
2389                *(uint64_t *)&fp->xmm_regs[i * 16],
2390                *(uint64_t *)&fp->xmm_regs[i * 16 + 8]);
2391     }
2392 }
2393
2394 void test_sse(void)
2395 {
2396     XMMReg r, a, b;
2397     int i;
2398
2399     MMX_OP2(punpcklbw);
2400     MMX_OP2(punpcklwd);
2401     MMX_OP2(punpckldq);
2402     MMX_OP2(packsswb);
2403     MMX_OP2(pcmpgtb);
2404     MMX_OP2(pcmpgtw);
2405     MMX_OP2(pcmpgtd);
2406     MMX_OP2(packuswb);
2407     MMX_OP2(punpckhbw);
2408     MMX_OP2(punpckhwd);
2409     MMX_OP2(punpckhdq);
2410     MMX_OP2(packssdw);
2411     MMX_OP2(pcmpeqb);
2412     MMX_OP2(pcmpeqw);
2413     MMX_OP2(pcmpeqd);
2414
2415     MMX_OP2(paddq);
2416     MMX_OP2(pmullw);
2417     MMX_OP2(psubusb);
2418     MMX_OP2(psubusw);
2419     MMX_OP2(pminub);
2420     MMX_OP2(pand);
2421     MMX_OP2(paddusb);
2422     MMX_OP2(paddusw);
2423     MMX_OP2(pmaxub);
2424     MMX_OP2(pandn);
2425
2426     MMX_OP2(pmulhuw);
2427     MMX_OP2(pmulhw);
2428
2429     MMX_OP2(psubsb);
2430     MMX_OP2(psubsw);
2431     MMX_OP2(pminsw);
2432     MMX_OP2(por);
2433     MMX_OP2(paddsb);
2434     MMX_OP2(paddsw);
2435     MMX_OP2(pmaxsw);
2436     MMX_OP2(pxor);
2437     MMX_OP2(pmuludq);
2438     MMX_OP2(pmaddwd);
2439     MMX_OP2(psadbw);
2440     MMX_OP2(psubb);
2441     MMX_OP2(psubw);
2442     MMX_OP2(psubd);
2443     MMX_OP2(psubq);
2444     MMX_OP2(paddb);
2445     MMX_OP2(paddw);
2446     MMX_OP2(paddd);
2447
2448     MMX_OP2(pavgb);
2449     MMX_OP2(pavgw);
2450
2451     asm volatile ("pinsrw $1, %1, %0" : "=y" (r.q[0]) : "r" (0x12345678));
2452     printf("%-9s: r=" FMT64X "\n", "pinsrw", r.q[0]);
2453
2454     asm volatile ("pinsrw $5, %1, %0" : "=x" (r.dq) : "r" (0x12345678));
2455     printf("%-9s: r=" FMT64X "" FMT64X "\n", "pinsrw", r.q[1], r.q[0]);
2456
2457     a.q[0] = test_values[0][0];
2458     a.q[1] = test_values[0][1];
2459     asm volatile ("pextrw $1, %1, %0" : "=r" (r.l[0]) : "y" (a.q[0]));
2460     printf("%-9s: r=%08x\n", "pextrw", r.l[0]);
2461
2462     asm volatile ("pextrw $5, %1, %0" : "=r" (r.l[0]) : "x" (a.dq));
2463     printf("%-9s: r=%08x\n", "pextrw", r.l[0]);
2464
2465     asm volatile ("pmovmskb %1, %0" : "=r" (r.l[0]) : "y" (a.q[0]));
2466     printf("%-9s: r=%08x\n", "pmovmskb", r.l[0]);
2467
2468     asm volatile ("pmovmskb %1, %0" : "=r" (r.l[0]) : "x" (a.dq));
2469     printf("%-9s: r=%08x\n", "pmovmskb", r.l[0]);
2470
2471     {
2472         r.q[0] = -1;
2473         r.q[1] = -1;
2474
2475         a.q[0] = test_values[0][0];
2476         a.q[1] = test_values[0][1];
2477         b.q[0] = test_values[1][0];
2478         b.q[1] = test_values[1][1];
2479         asm volatile("maskmovq %1, %0" :
2480                      : "y" (a.q[0]), "y" (b.q[0]), "D" (&r)
2481                      : "memory");
2482         printf("%-9s: r=" FMT64X " a=" FMT64X " b=" FMT64X "\n",
2483                "maskmov",
2484                r.q[0],
2485                a.q[0],
2486                b.q[0]);
2487         asm volatile("maskmovdqu %1, %0" :
2488                      : "x" (a.dq), "x" (b.dq), "D" (&r)
2489                      : "memory");
2490         printf("%-9s: r=" FMT64X "" FMT64X " a=" FMT64X "" FMT64X " b=" FMT64X "" FMT64X "\n",
2491                "maskmov",
2492                r.q[1], r.q[0],
2493                a.q[1], a.q[0],
2494                b.q[1], b.q[0]);
2495     }
2496
2497     asm volatile ("emms");
2498
2499     SSE_OP2(punpcklqdq);
2500     SSE_OP2(punpckhqdq);
2501     SSE_OP2(andps);
2502     SSE_OP2(andpd);
2503     SSE_OP2(andnps);
2504     SSE_OP2(andnpd);
2505     SSE_OP2(orps);
2506     SSE_OP2(orpd);
2507     SSE_OP2(xorps);
2508     SSE_OP2(xorpd);
2509
2510     SSE_OP2(unpcklps);
2511     SSE_OP2(unpcklpd);
2512     SSE_OP2(unpckhps);
2513     SSE_OP2(unpckhpd);
2514
2515     SHUF_OP(shufps, 0x78);
2516     SHUF_OP(shufpd, 0x02);
2517
2518     PSHUF_OP(pshufd, 0x78);
2519     PSHUF_OP(pshuflw, 0x78);
2520     PSHUF_OP(pshufhw, 0x78);
2521
2522     SHIFT_OP(psrlw, 7);
2523     SHIFT_OP(psrlw, 16);
2524     SHIFT_OP(psraw, 7);
2525     SHIFT_OP(psraw, 16);
2526     SHIFT_OP(psllw, 7);
2527     SHIFT_OP(psllw, 16);
2528
2529     SHIFT_OP(psrld, 7);
2530     SHIFT_OP(psrld, 32);
2531     SHIFT_OP(psrad, 7);
2532     SHIFT_OP(psrad, 32);
2533     SHIFT_OP(pslld, 7);
2534     SHIFT_OP(pslld, 32);
2535
2536     SHIFT_OP(psrlq, 7);
2537     SHIFT_OP(psrlq, 32);
2538     SHIFT_OP(psllq, 7);
2539     SHIFT_OP(psllq, 32);
2540
2541     SHIFT_IM(psrldq, 16);
2542     SHIFT_IM(psrldq, 7);
2543     SHIFT_IM(pslldq, 16);
2544     SHIFT_IM(pslldq, 7);
2545
2546     MOVMSK(movmskps);
2547     MOVMSK(movmskpd);
2548
2549     /* FPU specific ops */
2550
2551     {
2552         uint32_t mxcsr;
2553         asm volatile("stmxcsr %0" : "=m" (mxcsr));
2554         printf("mxcsr=%08x\n", mxcsr & 0x1f80);
2555         asm volatile("ldmxcsr %0" : : "m" (mxcsr));
2556     }
2557
2558     test_sse_comi(2, -1);
2559     test_sse_comi(2, 2);
2560     test_sse_comi(2, 3);
2561     test_sse_comi(2, q_nan.d);
2562     test_sse_comi(q_nan.d, -1);
2563
2564     for(i = 0; i < 2; i++) {
2565         a.s[0] = 2.7;
2566         a.s[1] = 3.4;
2567         a.s[2] = 4;
2568         a.s[3] = -6.3;
2569         b.s[0] = 45.7;
2570         b.s[1] = 353.4;
2571         b.s[2] = 4;
2572         b.s[3] = 56.3;
2573         if (i == 1) {
2574             a.s[0] = q_nan.d;
2575             b.s[3] = q_nan.d;
2576         }
2577
2578         SSE_OPS(add);
2579         SSE_OPS(mul);
2580         SSE_OPS(sub);
2581         SSE_OPS(min);
2582         SSE_OPS(div);
2583         SSE_OPS(max);
2584         SSE_OPS(sqrt);
2585         SSE_OPS(cmpeq);
2586         SSE_OPS(cmplt);
2587         SSE_OPS(cmple);
2588         SSE_OPS(cmpunord);
2589         SSE_OPS(cmpneq);
2590         SSE_OPS(cmpnlt);
2591         SSE_OPS(cmpnle);
2592         SSE_OPS(cmpord);
2593
2594
2595         a.d[0] = 2.7;
2596         a.d[1] = -3.4;
2597         b.d[0] = 45.7;
2598         b.d[1] = -53.4;
2599         if (i == 1) {
2600             a.d[0] = q_nan.d;
2601             b.d[1] = q_nan.d;
2602         }
2603         SSE_OPD(add);
2604         SSE_OPD(mul);
2605         SSE_OPD(sub);
2606         SSE_OPD(min);
2607         SSE_OPD(div);
2608         SSE_OPD(max);
2609         SSE_OPD(sqrt);
2610         SSE_OPD(cmpeq);
2611         SSE_OPD(cmplt);
2612         SSE_OPD(cmple);
2613         SSE_OPD(cmpunord);
2614         SSE_OPD(cmpneq);
2615         SSE_OPD(cmpnlt);
2616         SSE_OPD(cmpnle);
2617         SSE_OPD(cmpord);
2618     }
2619
2620     /* float to float/int */
2621     a.s[0] = 2.7;
2622     a.s[1] = 3.4;
2623     a.s[2] = 4;
2624     a.s[3] = -6.3;
2625     CVT_OP_XMM(cvtps2pd);
2626     CVT_OP_XMM(cvtss2sd);
2627     CVT_OP_XMM2MMX(cvtps2pi);
2628     CVT_OP_XMM2MMX(cvttps2pi);
2629     CVT_OP_XMM2REG(cvtss2si);
2630     CVT_OP_XMM2REG(cvttss2si);
2631     CVT_OP_XMM(cvtps2dq);
2632     CVT_OP_XMM(cvttps2dq);
2633
2634     a.d[0] = 2.6;
2635     a.d[1] = -3.4;
2636     CVT_OP_XMM(cvtpd2ps);
2637     CVT_OP_XMM(cvtsd2ss);
2638     CVT_OP_XMM2MMX(cvtpd2pi);
2639     CVT_OP_XMM2MMX(cvttpd2pi);
2640     CVT_OP_XMM2REG(cvtsd2si);
2641     CVT_OP_XMM2REG(cvttsd2si);
2642     CVT_OP_XMM(cvtpd2dq);
2643     CVT_OP_XMM(cvttpd2dq);
2644
2645     /* sse/mmx moves */
2646     CVT_OP_XMM2MMX(movdq2q);
2647     CVT_OP_MMX2XMM(movq2dq);
2648
2649     /* int to float */
2650     a.l[0] = -6;
2651     a.l[1] = 2;
2652     a.l[2] = 100;
2653     a.l[3] = -60000;
2654     CVT_OP_MMX2XMM(cvtpi2ps);
2655     CVT_OP_MMX2XMM(cvtpi2pd);
2656     CVT_OP_REG2XMM(cvtsi2ss);
2657     CVT_OP_REG2XMM(cvtsi2sd);
2658     CVT_OP_XMM(cvtdq2ps);
2659     CVT_OP_XMM(cvtdq2pd);
2660
2661     /* XXX: test PNI insns */
2662 #if 0
2663     SSE_OP2(movshdup);
2664 #endif
2665     asm volatile ("emms");
2666 }
2667
2668 #endif
2669
2670 #define TEST_CONV_RAX(op)\
2671 {\
2672     unsigned long a, r;\
2673     a = i2l(0x8234a6f8);\
2674     r = a;\
2675     asm volatile(#op : "=a" (r) : "0" (r));\
2676     printf("%-10s A=" FMTLX " R=" FMTLX "\n", #op, a, r);\
2677 }
2678
2679 #define TEST_CONV_RAX_RDX(op)\
2680 {\
2681     unsigned long a, d, r, rh;                   \
2682     a = i2l(0x8234a6f8);\
2683     d = i2l(0x8345a1f2);\
2684     r = a;\
2685     rh = d;\
2686     asm volatile(#op : "=a" (r), "=d" (rh) : "0" (r), "1" (rh));   \
2687     printf("%-10s A=" FMTLX " R=" FMTLX ":" FMTLX "\n", #op, a, r, rh);  \
2688 }
2689
2690 void test_conv(void)
2691 {
2692     TEST_CONV_RAX(cbw);
2693     TEST_CONV_RAX(cwde);
2694 #if defined(__x86_64__)
2695     TEST_CONV_RAX(cdqe);
2696 #endif
2697
2698     TEST_CONV_RAX_RDX(cwd);
2699     TEST_CONV_RAX_RDX(cdq);
2700 #if defined(__x86_64__)
2701     TEST_CONV_RAX_RDX(cqo);
2702 #endif
2703
2704     {
2705         unsigned long a, r;
2706         a = i2l(0x12345678);
2707         asm volatile("bswapl %k0" : "=r" (r) : "0" (a));
2708         printf("%-10s: A=" FMTLX " R=" FMTLX "\n", "bswapl", a, r);
2709     }
2710 #if defined(__x86_64__)
2711     {
2712         unsigned long a, r;
2713         a = i2l(0x12345678);
2714         asm volatile("bswapq %0" : "=r" (r) : "0" (a));
2715         printf("%-10s: A=" FMTLX " R=" FMTLX "\n", "bswapq", a, r);
2716     }
2717 #endif
2718 }
2719
2720 extern void *__start_initcall;
2721 extern void *__stop_initcall;
2722
2723
2724 int main(int argc, char **argv)
2725 {
2726     void **ptr;
2727     void (*func)(void);
2728
2729     ptr = &__start_initcall;
2730     while (ptr != &__stop_initcall) {
2731         func = *ptr++;
2732         func();
2733     }
2734     test_bsx();
2735     test_mul();
2736     test_jcc();
2737     test_loop();
2738     test_floats();
2739 #if !defined(__x86_64__)
2740     test_bcd();
2741 #endif
2742     test_xchg();
2743     test_string();
2744     test_misc();
2745     test_lea();
2746 #ifdef TEST_SEGS
2747     test_segs();
2748     test_code16();
2749 #endif
2750 #ifdef TEST_VM86
2751     test_vm86();
2752 #endif
2753 #if !defined(__x86_64__)
2754     test_exceptions();
2755     test_self_modifying_code();
2756     test_single_step();
2757 #endif
2758     test_enter();
2759     test_conv();
2760 #ifdef TEST_SSE
2761     test_sse();
2762     test_fxsave();
2763 #endif
2764     return 0;
2765 }