KVM: x86 emulator: SSE support
authorAvi Kivity <avi@redhat.com>
Tue, 29 Mar 2011 09:41:27 +0000 (11:41 +0200)
committerAvi Kivity <avi@redhat.com>
Wed, 11 May 2011 11:56:59 +0000 (07:56 -0400)
Add support for marking an instruction as SSE, switching registers used
to the SSE register file.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
arch/x86/include/asm/kvm_emulate.h
arch/x86/kvm/emulate.c

index 4c0e682261138914e0f059dba74d46505d551bdd..48693f0d38424217f35de70f734e33205cced957 100644 (file)
@@ -162,9 +162,11 @@ struct x86_emulate_ops {
        void (*put_fpu)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt); /* reenables preempt */
 };
 
+typedef u32 __attribute__((vector_size(16))) sse128_t;
+
 /* Type, address-of, and value of an instruction's operand. */
 struct operand {
-       enum { OP_REG, OP_MEM, OP_IMM, OP_NONE } type;
+       enum { OP_REG, OP_MEM, OP_IMM, OP_XMM, OP_NONE } type;
        unsigned int bytes;
        union {
                unsigned long orig_val;
@@ -176,11 +178,13 @@ struct operand {
                        ulong ea;
                        unsigned seg;
                } mem;
+               unsigned xmm;
        } addr;
        union {
                unsigned long val;
                u64 val64;
                char valptr[sizeof(unsigned long) + 2];
+               sse128_t vec_val;
        };
 };
 
index fcce7aeacc84024d830988b72691d09ec0aeaf79..4e11102f56033fb15795b547f2be632788b9116f 100644 (file)
@@ -76,6 +76,7 @@
 #define Group       (1<<14)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
 #define GroupDual   (1<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
 #define Prefix      (1<<16)     /* Instruction varies with 66/f2/f3 prefix */
+#define Sse         (1<<17)     /* SSE Vector instruction */
 /* Misc flags */
 #define VendorSpecific (1<<22) /* Vendor specific instruction */
 #define NoAccess    (1<<23) /* Don't access memory (lea/invlpg/verr etc) */
@@ -505,6 +506,11 @@ static int emulate_de(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
        return emulate_exception(ctxt, DE_VECTOR, 0, false);
 }
 
+static int emulate_nm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
+{
+       return emulate_exception(ctxt, NM_VECTOR, 0, false);
+}
+
 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
                              struct x86_emulate_ops *ops,
                              unsigned long eip, u8 *dest)
@@ -632,7 +638,63 @@ static void fetch_register_operand(struct operand *op)
        }
 }
 
-static void decode_register_operand(struct operand *op,
+static void read_sse_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, sse128_t *data, int reg)
+{
+       ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
+       switch (reg) {
+       case 0: asm("movdqu %%xmm0, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 1: asm("movdqu %%xmm1, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 2: asm("movdqu %%xmm2, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 3: asm("movdqu %%xmm3, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 4: asm("movdqu %%xmm4, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 5: asm("movdqu %%xmm5, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 6: asm("movdqu %%xmm6, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 7: asm("movdqu %%xmm7, %0" : "=m"(*data)); break;
+#ifdef CONFIG_X86_64
+       case 8: asm("movdqu %%xmm8, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 9: asm("movdqu %%xmm9, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 10: asm("movdqu %%xmm10, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 11: asm("movdqu %%xmm11, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 12: asm("movdqu %%xmm12, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 13: asm("movdqu %%xmm13, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 14: asm("movdqu %%xmm14, %0" : "=m"(*data)); break;
+       case 15: asm("movdqu %%xmm15, %0" : "=m"(*data)); break;
+#endif
+       default: BUG();
+       }
+       ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
+}
+
+static void write_sse_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, sse128_t *data,
+                         int reg)
+{
+       ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
+       switch (reg) {
+       case 0: asm("movdqu %0, %%xmm0" : : "m"(*data)); break;
+       case 1: asm("movdqu %0, %%xmm1" : : "m"(*data)); break;
+       case 2: asm("movdqu %0, %%xmm2" : : "m"(*data)); break;
+       case 3: asm("movdqu %0, %%xmm3" : : "m"(*data)); break;
+       case 4: asm("movdqu %0, %%xmm4" : : "m"(*data)); break;
+       case 5: asm("movdqu %0, %%xmm5" : : "m"(*data)); break;
+       case 6: asm("movdqu %0, %%xmm6" : : "m"(*data)); break;
+       case 7: asm("movdqu %0, %%xmm7" : : "m"(*data)); break;
+#ifdef CONFIG_X86_64
+       case 8: asm("movdqu %0, %%xmm8" : : "m"(*data)); break;
+       case 9: asm("movdqu %0, %%xmm9" : : "m"(*data)); break;
+       case 10: asm("movdqu %0, %%xmm10" : : "m"(*data)); break;
+       case 11: asm("movdqu %0, %%xmm11" : : "m"(*data)); break;
+       case 12: asm("movdqu %0, %%xmm12" : : "m"(*data)); break;
+       case 13: asm("movdqu %0, %%xmm13" : : "m"(*data)); break;
+       case 14: asm("movdqu %0, %%xmm14" : : "m"(*data)); break;
+       case 15: asm("movdqu %0, %%xmm15" : : "m"(*data)); break;
+#endif
+       default: BUG();
+       }
+       ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
+}
+
+static void decode_register_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
+                                   struct operand *op,
                                    struct decode_cache *c,
                                    int inhibit_bytereg)
 {
@@ -641,6 +703,15 @@ static void decode_register_operand(struct operand *op,
 
        if (!(c->d & ModRM))
                reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
+
+       if (c->d & Sse) {
+               op->type = OP_XMM;
+               op->bytes = 16;
+               op->addr.xmm = reg;
+               read_sse_reg(ctxt, &op->vec_val, reg);
+               return;
+       }
+
        op->type = OP_REG;
        if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
                op->addr.reg = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
@@ -680,6 +751,13 @@ static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
                op->bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
                op->addr.reg = decode_register(c->modrm_rm,
                                               c->regs, c->d & ByteOp);
+               if (c->d & Sse) {
+                       op->type = OP_XMM;
+                       op->bytes = 16;
+                       op->addr.xmm = c->modrm_rm;
+                       read_sse_reg(ctxt, &op->vec_val, c->modrm_rm);
+                       return rc;
+               }
                fetch_register_operand(op);
                return rc;
        }
@@ -1107,6 +1185,9 @@ static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
                if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
                        return rc;
                break;
+       case OP_XMM:
+               write_sse_reg(ctxt, &c->dst.vec_val, c->dst.addr.xmm);
+               break;
        case OP_NONE:
                /* no writeback */
                break;
@@ -2785,6 +2866,9 @@ done_prefixes:
                        c->op_bytes = 4;
        }
 
+       if (c->d & Sse)
+               c->op_bytes = 16;
+
        /* ModRM and SIB bytes. */
        if (c->d & ModRM) {
                rc = decode_modrm(ctxt, ops, &memop);
@@ -2814,7 +2898,7 @@ done_prefixes:
        case SrcNone:
                break;
        case SrcReg:
-               decode_register_operand(&c->src, c, 0);
+               decode_register_operand(ctxt, &c->src, c, 0);
                break;
        case SrcMem16:
                memop.bytes = 2;
@@ -2905,7 +2989,7 @@ done_prefixes:
        /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
        switch (c->d & DstMask) {
        case DstReg:
-               decode_register_operand(&c->dst, c,
+               decode_register_operand(ctxt, &c->dst, c,
                         c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
                break;
        case DstImmUByte:
@@ -3001,6 +3085,18 @@ x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
                goto done;
        }
 
+       if ((c->d & Sse)
+           && ((ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) & X86_CR0_EM)
+               || !(ops->get_cr(4, ctxt->vcpu) & X86_CR4_OSFXSR))) {
+               rc = emulate_ud(ctxt);
+               goto done;
+       }
+
+       if ((c->d & Sse) && (ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) & X86_CR0_TS)) {
+               rc = emulate_nm(ctxt);
+               goto done;
+       }
+
        /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
        if ((c->d & Priv) && ops->cpl(ctxt->vcpu)) {
                rc = emulate_gp(ctxt, 0);