src/vm/jit/i386/codegen.h

   1 /* jit/i386/codegen.h - code generation macros and definitions for i386
   2
   3    Copyright (C) 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003
   4    R. Grafl, A. Krall, C. Kruegel, C. Oates, R. Obermaisser,
   5    M. Probst, S. Ring, E. Steiner, C. Thalinger, D. Thuernbeck,
   6    P. Tomsich, J. Wenninger
   7
   8    This file is part of CACAO.
   9
  10    This program is free software; you can redistribute it and/or
  11    modify it under the terms of the GNU General Public License as
  12    published by the Free Software Foundation; either version 2, or (at
  13    your option) any later version.
  14
  15    This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  16    WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18    General Public License for more details.
  19
  20    You should have received a copy of the GNU General Public License
  21    along with this program; if not, write to the Free Software
  22    Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
  23    02111-1307, USA.
  24
  25    Contact: cacao@complang.tuwien.ac.at
  26
  27    Authors: Andreas Krall
  28             Christian Thalinger
  29
  30    $Id: codegen.h 766 2003-12-13 22:52:32Z twisti $
  31
  32 */
  33
  34
  35 #ifndef _CODEGEN_H
  36 #define _CODEGEN_H
  37
  38 #include "global.h"
  39 #include "jit.h"
  40
  41
  42 /* define x86 register numbers */
  43 #define EAX    0
  44 #define ECX    1
  45 #define EDX    2
  46 #define EBX    3
  47 #define ESP    4
  48 #define EBP    5
  49 #define ESI    6
  50 #define EDI    7
  51
  52
  53 /* preallocated registers *****************************************************/
  54
  55 /* integer registers */
  56
  57 #define REG_RESULT      EAX      /* to deliver method results                 */
  58 #define REG_RESULT2     EDX      /* to deliver long method results            */
  59
  60 #define REG_ITMP1       EAX      /* temporary register                        */
  61 #define REG_ITMP2       ECX      /* temporary register                        */
  62 #define REG_ITMP3       EDX      /* temporary register                        */
  63
  64 #define REG_NULL        -1       /* used for reg_of_var where d is not needed */
  65
  66 #define REG_ITMP1_XPTR  EAX      /* exception pointer = temporary register 1  */
  67 #define REG_ITMP2_XPC   ECX      /* exception pc = temporary register 2       */
  68
  69 #define REG_SP          ESP      /* stack pointer                             */
  70
  71 /* floating point registers */
  72
  73 #define REG_FRESULT     0    /* to deliver floating point method results      */
  74 #define REG_FTMP1       6    /* temporary floating point register             */
  75 #define REG_FTMP2       7    /* temporary floating point register             */
  76 #define REG_FTMP3       7    /* temporary floating point register             */
  77
  78
  79 static u1 fpu_in_24bit_mode = 0;
  80
  81 static u2 fpu_ctrlwrd_24bit = 0x007f;    /* Round to nearest, 24-bit mode, exceptions masked */
  82 static u2 fpu_ctrlwrd_53bit = 0x027f;    /* Round to nearest, 53-bit mode, exceptions masked */
  83
  84 static u4 subnormal_bias1[3] = { 0x00000000, 0x80000000, 0x03ff };    /* 2^(-15360) */
  85 static u4 subnormal_bias2[3] = { 0x00000000, 0x80000000, 0x7bff };    /* 2^(+15360) */
  86
  87
  88 /* macros to create code ******************************************************/
  89
  90 typedef enum {
  91     I386_AL = 0,
  92     I386_CL = 1,
  93     I386_DL = 2,
  94     I386_BL = 3,
  95     I386_AH = 4,
  96     I386_CH = 5,
  97     I386_DH = 6,
  98     I386_BH = 7,
  99     I386_NREGB
 100 } I386_RegB_No;
 101
 102
 103 /* opcodes for alu instructions */
 104
 105 typedef enum {
 106     I386_ADD = 0,
 107     I386_OR  = 1,
 108     I386_ADC = 2,
 109     I386_SBB = 3,
 110     I386_AND = 4,
 111     I386_SUB = 5,
 112     I386_XOR = 6,
 113     I386_CMP = 7,
 114     I386_NALU
 115 } I386_ALU_Opcode;
 116
 117 typedef enum {
 118     I386_ROL = 0,
 119     I386_ROR = 1,
 120     I386_RCL = 2,
 121     I386_RCR = 3,
 122     I386_SHL = 4,
 123     I386_SHR = 5,
 124     I386_SAR = 7,
 125     I386_NSHIFT = 8
 126 } I386_Shift_Opcode;
 127
 128 typedef enum {
 129     I386_CC_O = 0,
 130     I386_CC_NO = 1,
 131     I386_CC_B = 2, I386_CC_C = 2, I386_CC_NAE = 2,
 132     I386_CC_BE = 6, I386_CC_NA = 6,
 133     I386_CC_AE = 3, I386_CC_NB = 3, I386_CC_NC = 3,
 134     I386_CC_E = 4, I386_CC_Z = 4,
 135     I386_CC_NE = 5, I386_CC_NZ = 5,
 136     I386_CC_A = 7, I386_CC_NBE = 7,
 137     I386_CC_S = 8, I386_CC_LZ = 8,
 138     I386_CC_NS = 9, I386_CC_GEZ = 9,
 139     I386_CC_P = 0x0a, I386_CC_PE = 0x0a,
 140     I386_CC_NP = 0x0b, I386_CC_PO = 0x0b,
 141     I386_CC_L = 0x0c, I386_CC_NGE = 0x0c,
 142     I386_CC_GE = 0x0d, I386_CC_NL = 0x0d,
 143     I386_CC_LE = 0x0e, I386_CC_NG = 0x0e,
 144     I386_CC_G = 0x0f, I386_CC_NLE = 0x0f,
 145     I386_NCC
 146 } I386_CC;
 147
 148
 149 /* modrm and stuff */
 150
 151 #define i386_address_byte(mod, reg, rm) \
 152     *(mcodeptr++) = ((((mod) & 0x03) << 6) | (((reg) & 0x07) << 3) | (((rm) & 0x07)));
 153
 154
 155 #define i386_emit_reg(reg,rm) \
 156     i386_address_byte(3,(reg),(rm));
 157
 158
 159 #define i386_is_imm8(imm) \
 160     (((int)(imm) >= -128 && (int)(imm) <= 127))
 161
 162
 163 #define i386_emit_imm8(imm) \
 164     *(mcodeptr++) = (u1) ((imm) & 0xff);
 165
 166
 167 #define i386_emit_imm16(imm) \
 168     do { \
 169         imm_union imb; \
 170         imb.i = (int) (imm); \
 171         *(mcodeptr++) = imb.b[0]; \
 172         *(mcodeptr++) = imb.b[1]; \
 173     } while (0)
 174
 175
 176 #define i386_emit_imm32(imm) \
 177     do { \
 178         imm_union imb; \
 179         imb.i = (int) (imm); \
 180         *(mcodeptr++) = imb.b[0]; \
 181         *(mcodeptr++) = imb.b[1]; \
 182         *(mcodeptr++) = imb.b[2]; \
 183         *(mcodeptr++) = imb.b[3]; \
 184     } while (0)
 185
 186
 187 #define i386_emit_mem(r,disp) \
 188     do { \
 189         i386_address_byte(0,(r),5); \
 190         i386_emit_imm32((disp)); \
 191     } while (0)
 192
 193
 194 #define i386_emit_membase(basereg,disp,dreg) \
 195     do { \
 196         if ((basereg) == ESP) { \
 197             if ((disp) == 0) { \
 198                 i386_address_byte(0, (dreg), ESP); \
 199                 i386_address_byte(0, ESP, ESP); \
 200             } else if (i386_is_imm8((disp))) { \
 201                 i386_address_byte(1, (dreg), ESP); \
 202                 i386_address_byte(0, ESP, ESP); \
 203                 i386_emit_imm8((disp)); \
 204             } else { \
 205                 i386_address_byte(2, (dreg), ESP); \
 206                 i386_address_byte(0, ESP, ESP); \
 207                 i386_emit_imm32((disp)); \
 208             } \
 209             break; \
 210         } \
 211         \
 212         if ((disp) == 0 && (basereg) != EBP) { \
 213             i386_address_byte(0, (dreg), (basereg)); \
 214             break; \
 215         } \
 216         \
 217         if (i386_is_imm8((disp))) { \
 218             i386_address_byte(1, (dreg), (basereg)); \
 219             i386_emit_imm8((disp)); \
 220         } else { \
 221             i386_address_byte(2, (dreg), (basereg)); \
 222             i386_emit_imm32((disp)); \
 223         } \
 224     } while (0)
 225
 226
 227 #define i386_emit_memindex(reg,disp,basereg,indexreg,scale) \
 228     do { \
 229         if ((basereg) == -1) { \
 230             i386_address_byte(0, (reg), 4); \
 231             i386_address_byte((scale), (indexreg), 5); \
 232             i386_emit_imm32((disp)); \
 233         \
 234         } else if ((disp) == 0 && (basereg) != EBP) { \
 235             i386_address_byte(0, (reg), 4); \
 236             i386_address_byte((scale), (indexreg), (basereg)); \
 237         \
 238         } else if (i386_is_imm8((disp))) { \
 239             i386_address_byte(1, (reg), 4); \
 240             i386_address_byte((scale), (indexreg), (basereg)); \
 241             i386_emit_imm8 ((disp)); \
 242         \
 243         } else { \
 244             i386_address_byte(2, (reg), 4); \
 245             i386_address_byte((scale), (indexreg), (basereg)); \
 246             i386_emit_imm32((disp)); \
 247         }    \
 248      } while (0)
 249
 250
 251 /* code generation prototypes */
 252
 253 void i386_emit_ialu(s4 alu_op, stackptr src, instruction *iptr);
 254 void i386_emit_ialuconst(s4 alu_op, stackptr src, instruction *iptr);
 255 void i386_emit_lalu(s4 alu_op, stackptr src, instruction *iptr);
 256 void i386_emit_laluconst(s4 alu_op, stackptr src, instruction *iptr);
 257 void i386_emit_ishift(s4 shift_op, stackptr src, instruction *iptr);
 258 void i386_emit_ishiftconst(s4 shift_op, stackptr src, instruction *iptr);
 259 void i386_emit_ifcc_iconst(s4 if_op, stackptr src, instruction *iptr);
 260
 261
 262 /* integer instructions */
 263
 264 void i386_mov_reg_reg(s4 reg, s4 dreg);
 265 void i386_mov_imm_reg(s4 imm, s4 dreg);
 266 void i386_movb_imm_reg(s4 imm, s4 dreg);
 267 void i386_mov_membase_reg(s4 basereg, s4 disp, s4 reg);
 268 void i386_mov_membase32_reg(s4 basereg, s4 disp, s4 reg);
 269 void i386_mov_reg_membase(s4 reg, s4 basereg, s4 disp);
 270 void i386_mov_memindex_reg(s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale, s4 reg);
 271 void i386_mov_reg_memindex(s4 reg, s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
 272 void i386_movw_reg_memindex(s4 reg, s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
 273 void i386_movb_reg_memindex(s4 reg, s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
 274 void i386_mov_imm_membase(s4 imm, s4 basereg, s4 disp);
 275 void i386_movsbl_memindex_reg(s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale, s4 reg);
 276 void i386_movswl_memindex_reg(s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale, s4 reg);
 277 void i386_movzwl_memindex_reg(s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale, s4 reg);
 278 void i386_alu_reg_reg(s4 opc, s4 reg, s4 dreg);
 279 void i386_alu_reg_membase(s4 opc, s4 reg, s4 basereg, s4 disp);
 280 void i386_alu_membase_reg(s4 opc, s4 basereg, s4 disp, s4 reg);
 281 void i386_alu_imm_reg(s4 opc, s4 imm, s4 reg);
 282 void i386_alu_imm_membase(s4 opc, s4 imm, s4 basereg, s4 disp);
 283 void i386_test_reg_reg(s4 reg, s4 dreg);
 284 void i386_test_imm_reg(s4 imm, s4 dreg);
 285 void i386_inc_reg(s4 reg);
 286 void i386_inc_membase(s4 basereg, s4 disp);
 287 void i386_dec_reg(s4 reg);
 288 void i386_dec_membase(s4 basereg, s4 disp);
 289 void i386_cltd();
 290 void i386_imul_reg_reg(s4 reg, s4 dreg);
 291 void i386_imul_membase_reg(s4 basereg, s4 disp, s4 dreg);
 292 void i386_imul_imm_reg(s4 imm, s4 reg);
 293 void i386_imul_imm_reg_reg(s4 imm, s4 reg, s4 dreg);
 294 void i386_imul_imm_membase_reg(s4 imm, s4 basereg, s4 disp, s4 dreg);
 295 void i386_mul_membase(s4 basereg, s4 disp);
 296 void i386_idiv_reg(s4 reg);
 297 void i386_ret();
 298 void i386_shift_reg(s4 opc, s4 reg);
 299 void i386_shift_membase(s4 opc, s4 basereg, s4 disp);
 300 void i386_shift_imm_reg(s4 opc, s4 imm, s4 reg);
 301 void i386_shift_imm_membase(s4 opc, s4 imm, s4 basereg, s4 disp);
 302 void i386_shld_reg_reg(s4 reg, s4 dreg);
 303 void i386_shld_imm_reg_reg(s4 imm, s4 reg, s4 dreg);
 304 void i386_shld_reg_membase(s4 reg, s4 basereg, s4 disp);
 305 void i386_shrd_reg_reg(s4 reg, s4 dreg);
 306 void i386_shrd_imm_reg_reg(s4 imm, s4 reg, s4 dreg);
 307 void i386_shrd_reg_membase(s4 reg, s4 basereg, s4 disp);
 308 void i386_jmp_imm(s4 imm);
 309 void i386_jmp_reg(s4 reg);
 310 void i386_jcc(s4 opc, s4 imm);
 311 void i386_setcc_reg(s4 opc, s4 reg);
 312 void i386_setcc_membase(s4 opc, s4 basereg, s4 disp);
 313 void i386_neg_reg(s4 reg);
 314 void i386_neg_membase(s4 basereg, s4 disp);
 315 void i386_push_imm(s4 imm);
 316 void i386_pop_reg(s4 reg);
 317 void i386_nop();
 318 void i386_call_reg(s4 reg);
 319 void i386_call_imm(s4 imm);
 320
 321
 322 /* floating point instructions */
 323
 324 void i386_fld1();
 325 void i386_fldz();
 326 void i386_fld_reg(s4 reg);
 327 void i386_flds_membase(s4 basereg, s4 disp);
 328 void i386_fldl_membase(s4 basereg, s4 disp);
 329 void i386_fldt_membase(s4 basereg, s4 disp);
 330 void i386_flds_memindex(s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
 331 void i386_fldl_memindex(s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
 332 void i386_fildl_membase(s4 basereg, s4 disp);
 333 void i386_fildll_membase(s4 basereg, s4 disp);
 334 void i386_fst_reg(s4 reg);
 335 void i386_fsts_membase(s4 basereg, s4 disp);
 336 void i386_fstl_membase(s4 basereg, s4 disp);
 337 void i386_fsts_memindex(s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
 338 void i386_fstl_memindex(s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
 339 void i386_fstp_reg(s4 reg);
 340 void i386_fstps_membase(s4 basereg, s4 disp);
 341 void i386_fstpl_membase(s4 basereg, s4 disp);
 342 void i386_fstpt_membase(s4 basereg, s4 disp);
 343 void i386_fstps_memindex(s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
 344 void i386_fstpl_memindex(s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
 345 void i386_fistl_membase(s4 basereg, s4 disp);
 346 void i386_fistpl_membase(s4 basereg, s4 disp);
 347 void i386_fistpll_membase(s4 basereg, s4 disp);
 348 void i386_fchs();
 349 void i386_faddp();
 350 void i386_fadd_reg_st(s4 reg);
 351 void i386_fadd_st_reg(s4 reg);
 352 void i386_faddp_st_reg(s4 reg);
 353 void i386_fadds_membase(s4 basereg, s4 disp);
 354 void i386_faddl_membase(s4 basereg, s4 disp);
 355 void i386_fsub_reg_st(s4 reg);
 356 void i386_fsub_st_reg(s4 reg);
 357 void i386_fsubp_st_reg(s4 reg);
 358 void i386_fsubp();
 359 void i386_fsubs_membase(s4 basereg, s4 disp);
 360 void i386_fsubl_membase(s4 basereg, s4 disp);
 361 void i386_fmul_reg_st(s4 reg);
 362 void i386_fmul_st_reg(s4 reg);
 363 void i386_fmulp();
 364 void i386_fmulp_st_reg(s4 reg);
 365 void i386_fmuls_membase(s4 basereg, s4 disp);
 366 void i386_fmull_membase(s4 basereg, s4 disp);
 367 void i386_fdiv_reg_st(s4 reg);
 368 void i386_fdiv_st_reg(s4 reg);
 369 void i386_fdivp();
 370 void i386_fdivp_st_reg(s4 reg);
 371 void i386_fxch();
 372 void i386_fxch_reg(s4 reg);
 373 void i386_fprem();
 374 void i386_fprem1();
 375 void i386_fucom();
 376 void i386_fucom_reg(s4 reg);
 377 void i386_fucomp_reg(s4 reg);
 378 void i386_fucompp();
 379 void i386_fnstsw();
 380 void i386_sahf();
 381 void i386_finit();
 382 void i386_fldcw_mem(s4 mem);
 383 void i386_fldcw_membase(s4 basereg, s4 disp);
 384 void i386_wait();
 385 void i386_ffree_reg(s4 reg);
 386 void i386_fdecstp();
 387 void i386_fincstp();
 388
 389
 390 /* function gen_resolvebranch **************************************************
 391
 392     backpatches a branch instruction
 393
 394     parameters: ip ... pointer to instruction after branch (void*)
 395                 so ... offset of instruction after branch  (s4)
 396                 to ... offset of branch target             (s4)
 397
 398 *******************************************************************************/
 399
 400 #define gen_resolvebranch(ip,so,to) \
 401     *((void **) ((ip) - 4)) = (void **) ((to) - (so));
 402
 403
 404 /* function prototypes */
 405
 406 void codegen_init();
 407 void init_exceptions();
 408 void codegen();
 409 void codegen_close();
 410 void dseg_display(s4 *s4ptr);
 411
 412 #endif /* _CODEGEN_H */
 413
 414
 415 /*
 416  * These are local overrides for various environment variables in Emacs.
 417  * Please do not remove this and leave it at the end of the file, where
 418  * Emacs will automagically detect them.
 419  * ---------------------------------------------------------------------
 420  * Local variables:
 421  * mode: c
 422  * indent-tabs-mode: t
 423  * c-basic-offset: 4
 424  * tab-width: 4
 425  * End:
 426  */