src/vm/jit/powerpc/codegen.h

   1 /* src/vm/jit/powerpc/codegen.h - code generation macros and definitions for
   2                                   32-bit PowerPC
   3
   4    Copyright (C) 1996-2005, 2006 R. Grafl, A. Krall, C. Kruegel,
   5    C. Oates, R. Obermaisser, M. Platter, M. Probst, S. Ring,
   6    E. Steiner, C. Thalinger, D. Thuernbeck, P. Tomsich, C. Ullrich,
   7    J. Wenninger, Institut f. Computersprachen - TU Wien
   8
   9    This file is part of CACAO.
  10
  11    This program is free software; you can redistribute it and/or
  12    modify it under the terms of the GNU General Public License as
  13    published by the Free Software Foundation; either version 2, or (at
  14    your option) any later version.
  15
  16    This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  17    WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19    General Public License for more details.
  20
  21    You should have received a copy of the GNU General Public License
  22    along with this program; if not, write to the Free Software
  23    Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
  24    02110-1301, USA.
  25
  26    Contact: cacao@cacaojvm.org
  27
  28    Authors: Andreas Krall
  29             Stefan Ring
  30             Christian Thalinger
  31             Christian Ullrich
  32
  33    $Id: codegen.h 6078 2006-11-28 22:19:16Z twisti $
  34
  35 */
  36
  37
  38 #ifndef _CODEGEN_H
  39 #define _CODEGEN_H
  40
  41 #include "config.h"
  42
  43 #include "md-abi.h"
  44
  45 #include "vm/global.h"
  46 #include "vm/jit/jit.h"
  47 #include "vm/jit/reg.h"
  48
  49
  50 /* additional functions and macros to generate code ***************************/
  51
  52 /* MCODECHECK(icnt) */
  53
  54 #define MCODECHECK(icnt) \
  55     do { \
  56         if ((cd->mcodeptr + (icnt) * 4) > cd->mcodeend) \
  57             codegen_increase(cd); \
  58     } while (0)
  59
  60
  61 /* M_INTMOVE:
  62      generates an integer-move from register a to b.
  63      if a and b are the same int-register, no code will be generated.
  64 */
  65
  66 #define M_INTMOVE(a,b) \
  67     do { \
  68         if ((a) != (b)) { \
  69             M_MOV(a, b); \
  70         } \
  71     } while (0)
  72
  73 #define M_LNGMOVE(a,b) \
  74     do { \
  75         if (GET_HIGH_REG(a) == GET_LOW_REG(b)) { \
  76             assert((GET_LOW_REG(a) != GET_HIGH_REG(b))); \
  77             M_INTMOVE(GET_HIGH_REG(a), GET_HIGH_REG(b)); \
  78             M_INTMOVE(GET_LOW_REG(a), GET_LOW_REG(b)); \
  79         } else { \
  80             M_INTMOVE(GET_LOW_REG(a), GET_LOW_REG(b)); \
  81             M_INTMOVE(GET_HIGH_REG(a), GET_HIGH_REG(b)); \
  82         } \
  83     } while (0)
  84
  85
  86 /* M_FLTMOVE:
  87     generates a floating-point-move from register a to b.
  88     if a and b are the same float-register, no code will be generated
  89 */
  90
  91 #define M_FLTMOVE(a,b) \
  92     do { \
  93         if ((a) != (b)) { \
  94             M_FMOV(a, b); \
  95         } \
  96     } while (0)
  97
  98
  99 #define ICONST(d,c)                     emit_iconst(cd, (d), (c))
 100
 101 #define LCONST(reg,c) \
 102     ICONST(GET_HIGH_REG((reg)), (s4) ((s8) (c) >> 32)); \
 103     ICONST(GET_LOW_REG((reg)), (s4) ((s8) (c)));
 104
 105
 106 #define ALIGNCODENOP \
 107     if ((s4) ((ptrint) cd->mcodeptr & 7)) { \
 108         M_NOP; \
 109     }
 110
 111
 112 /* branch defines *************************************************************/
 113
 114 #define BRANCH_NOPS \
 115     do { \
 116         M_NOP; \
 117     } while (0)
 118
 119
 120 /* patcher defines ************************************************************/
 121
 122 #define PATCHER_CALL_SIZE    1 * 4      /* an instruction is 4-bytes long     */
 123
 124 #define PATCHER_NOPS \
 125     do { \
 126         M_NOP; \
 127     } while (0)
 128
 129
 130 /* macros to create code ******************************************************/
 131
 132 #define M_OP3(opcode,y,oe,rc,d,a,b) \
 133     do { \
 134         *((u4 *) cd->mcodeptr) = (((opcode) << 26) | ((d) << 21) | ((a) << 16) | ((b) << 11) | ((oe) << 10) | ((y) << 1) | (rc)); \
 135         cd->mcodeptr += 4; \
 136     } while (0)
 137
 138 #define M_OP4(x,y,rc,d,a,b,c) \
 139     do { \
 140         *((u4 *) cd->mcodeptr) = (((x) << 26) | ((d) << 21) | ((a) << 16) | ((b) << 11) | ((c) << 6) | ((y) << 1) | (rc)); \
 141         cd->mcodeptr += 4; \
 142     } while (0)
 143
 144 #define M_OP2_IMM(x,d,a,i) \
 145     do { \
 146         *((u4 *) cd->mcodeptr) = (((x) << 26) | ((d) << 21) | ((a) << 16) | ((i) & 0xffff)); \
 147         cd->mcodeptr += 4; \
 148     } while (0)
 149
 150 #define M_BMASK     0x03fffffc                      /* (((1 << 26) - 1) & ~3) */
 151 #define M_BCMASK    0x0000fffc                      /* (((1 << 16) - 1) & ~3) */
 152
 153 #define M_B(LI,AA,LK) \
 154     do { \
 155         *((u4 *) cd->mcodeptr) = ((18 << 26) | ((((LI) * 4) + 4) & M_BMASK) | ((AA) << 1) | (LK)); \
 156         cd->mcodeptr += 4; \
 157     } while (0)
 158
 159 #define M_BC(BO,BI,BD,AA,LK) \
 160     do { \
 161         *((u4 *) cd->mcodeptr) = ((16 << 26) | ((BO) << 21) | ((BI) << 16) | ((((BD) * 4) + 4) & M_BCMASK) | ((AA) << 1) | (LK)); \
 162         cd->mcodeptr += 4; \
 163     } while (0)
 164
 165
 166 /* instruction macros *********************************************************/
 167
 168 #define M_IADD(a,b,c)                   M_OP3(31, 266, 0, 0, c, a, b)
 169 #define M_IADD_IMM(a,b,c)               M_OP2_IMM(14, c, a, b)
 170 #define M_ADDC(a,b,c)                   M_OP3(31, 10, 0, 0, c, a, b)
 171 #define M_ADDIC(a,b,c)                  M_OP2_IMM(12, c, a, b)
 172 #define M_ADDICTST(a,b,c)               M_OP2_IMM(13, c, a, b)
 173 #define M_ADDE(a,b,c)                   M_OP3(31, 138, 0, 0, c, a, b)
 174 #define M_ADDZE(a,b)                    M_OP3(31, 202, 0, 0, b, a, 0)
 175 #define M_ADDME(a,b)                    M_OP3(31, 234, 0, 0, b, a, 0)
 176 #define M_ISUB(a,b,c)                   M_OP3(31, 40, 0, 0, c, b, a)
 177 #define M_ISUBTST(a,b,c)                M_OP3(31, 40, 0, 1, c, b, a)
 178 #define M_SUBC(a,b,c)                   M_OP3(31, 8, 0, 0, c, b, a)
 179 #define M_SUBIC(a,b,c)                  M_OP2_IMM(8, c, b, a)
 180 #define M_SUBE(a,b,c)                   M_OP3(31, 136, 0, 0, c, b, a)
 181 #define M_SUBZE(a,b)                    M_OP3(31, 200, 0, 0, b, a, 0)
 182 #define M_SUBME(a,b)                    M_OP3(31, 232, 0, 0, b, a, 0)
 183
 184 #define M_AND(a,b,c)                    M_OP3(31, 28, 0, 0, a, c, b)
 185 #define M_AND_IMM(a,b,c)                M_OP2_IMM(28, a, c, b)
 186 #define M_ANDIS(a,b,c)                  M_OP2_IMM(29, a, c, b)
 187 #define M_OR(a,b,c)                     M_OP3(31, 444, 0, 0, a, c, b)
 188 #define M_OR_TST(a,b,c)                 M_OP3(31, 444, 0, 1, a, c, b)
 189 #define M_OR_IMM(a,b,c)                 M_OP2_IMM(24, a, c, b)
 190 #define M_ORIS(a,b,c)                   M_OP2_IMM(25, a, c, b)
 191 #define M_XOR(a,b,c)                    M_OP3(31, 316, 0, 0, a, c, b)
 192 #define M_XOR_IMM(a,b,c)                M_OP2_IMM(26, a, c, b)
 193 #define M_XORIS(a,b,c)                  M_OP2_IMM(27, a, c, b)
 194
 195 #define M_SLL(a,b,c)                    M_OP3(31, 24, 0, 0, a, c, b)
 196 #define M_SRL(a,b,c)                    M_OP3(31, 536, 0, 0, a, c, b)
 197 #define M_SRA(a,b,c)                    M_OP3(31, 792, 0, 0, a, c, b)
 198 #define M_SRA_IMM(a,b,c)                M_OP3(31, 824, 0, 0, a, c, b)
 199
 200 #define M_IMUL(a,b,c)                   M_OP3(31, 235, 0, 0, c, a, b)
 201 #define M_IMUL_IMM(a,b,c)               M_OP2_IMM(7, c, a, b)
 202 #define M_IDIV(a,b,c)                   M_OP3(31, 491, 0, 0, c, a, b)
 203
 204 #define M_NEG(a,b)                      M_OP3(31, 104, 0, 0, b, a, 0)
 205 #define M_NOT(a,b)                      M_OP3(31, 124, 0, 0, a, b, a)
 206
 207 #define M_SUBFIC(a,b,c)                 M_OP2_IMM(8, c, a, b)
 208 #define M_SUBFZE(a,b)                   M_OP3(31, 200, 0, 0, b, a, 0)
 209 #define M_RLWINM(a,b,c,d,e)             M_OP4(21, d, 0, a, e, b, c)
 210 #define M_ADDZE(a,b)                    M_OP3(31, 202, 0, 0, b, a, 0)
 211 #define M_SLL_IMM(a,b,c)                M_RLWINM(a,b,0,31-(b),c)
 212 #define M_SRL_IMM(a,b,c)                M_RLWINM(a,32-(b),b,31,c)
 213 #define M_ADDIS(a,b,c)                  M_OP2_IMM(15, c, a, b)
 214 #define M_STFIWX(a,b,c)                 M_OP3(31, 983, 0, 0, a, b, c)
 215 #define M_LWZX(a,b,c)                   M_OP3(31, 23, 0, 0, a, b, c)
 216 #define M_LHZX(a,b,c)                   M_OP3(31, 279, 0, 0, a, b, c)
 217 #define M_LHAX(a,b,c)                   M_OP3(31, 343, 0, 0, a, b, c)
 218 #define M_LBZX(a,b,c)                   M_OP3(31, 87, 0, 0, a, b, c)
 219 #define M_LFSX(a,b,c)                   M_OP3(31, 535, 0, 0, a, b, c)
 220 #define M_LFDX(a,b,c)                   M_OP3(31, 599, 0, 0, a, b, c)
 221 #define M_STWX(a,b,c)                   M_OP3(31, 151, 0, 0, a, b, c)
 222 #define M_STHX(a,b,c)                   M_OP3(31, 407, 0, 0, a, b, c)
 223 #define M_STBX(a,b,c)                   M_OP3(31, 215, 0, 0, a, b, c)
 224 #define M_STFSX(a,b,c)                  M_OP3(31, 663, 0, 0, a, b, c)
 225 #define M_STFDX(a,b,c)                  M_OP3(31, 727, 0, 0, a, b, c)
 226
 227 #define M_STWU_INTERN(a,b,disp)         M_OP2_IMM(37,a,b,disp)
 228
 229 #define M_STWU(a,b,disp) \
 230     do { \
 231         s4 lo = (disp) & 0x0000ffff; \
 232         s4 hi = ((disp) >> 16); \
 233         if (((disp) >= -32678) && ((disp) <= 32767)) { \
 234             M_STWU_INTERN(a,b,lo); \
 235         } else { \
 236             M_ADDIS(REG_ZERO,hi,REG_ITMP3); \
 237             M_OR_IMM(REG_ITMP3,lo,REG_ITMP3); \
 238             M_STWUX(REG_SP,REG_SP,REG_ITMP3); \
 239         } \
 240     } while (0)
 241
 242 #define M_STWUX(a,b,c)                  M_OP3(31,183,0,0,a,b,c)
 243
 244 #define M_LDAH(a,b,c)                   M_ADDIS(b, c, a)
 245 #define M_TRAP                          M_OP3(31, 4, 0, 0, 31, 0, 0)
 246
 247 #define M_NOP                           M_OR_IMM(0, 0, 0)
 248 #define M_MOV(a,b)                      M_OR(a, a, b)
 249 #define M_TST(a)                        M_OP3(31, 444, 0, 1, a, a, a)
 250
 251 #define M_DADD(a,b,c)                   M_OP3(63, 21, 0, 0, c, a, b)
 252 #define M_FADD(a,b,c)                   M_OP3(59, 21, 0, 0, c, a, b)
 253 #define M_DSUB(a,b,c)                   M_OP3(63, 20, 0, 0, c, a, b)
 254 #define M_FSUB(a,b,c)                   M_OP3(59, 20, 0, 0, c, a, b)
 255 #define M_DMUL(a,b,c)                   M_OP4(63, 25, 0, c, a, 0, b)
 256 #define M_FMUL(a,b,c)                   M_OP4(59, 25, 0, c, a, 0, b)
 257 #define M_DDIV(a,b,c)                   M_OP3(63, 18, 0, 0, c, a, b)
 258 #define M_FDIV(a,b,c)                   M_OP3(59, 18, 0, 0, c, a, b)
 259
 260 #define M_FABS(a,b)                     M_OP3(63, 264, 0, 0, b, 0, a)
 261 #define M_CVTDL(a,b)                    M_OP3(63, 14, 0, 0, b, 0, a)
 262 #define M_CVTDL_C(a,b)                  M_OP3(63, 15, 0, 0, b, 0, a)
 263 #define M_CVTDF(a,b)                    M_OP3(63, 12, 0, 0, b, 0, a)
 264 #define M_FMOV(a,b)                     M_OP3(63, 72, 0, 0, b, 0, a)
 265 #define M_FMOVN(a,b)                    M_OP3(63, 40, 0, 0, b, 0, a)
 266 #define M_DSQRT(a,b)                    M_OP3(63, 22, 0, 0, b, 0, a)
 267 #define M_FSQRT(a,b)                    M_OP3(59, 22, 0, 0, b, 0, a)
 268
 269 #define M_FCMPU(a,b)                    M_OP3(63, 0, 0, 0, 0, a, b)
 270 #define M_FCMPO(a,b)                    M_OP3(63, 32, 0, 0, 0, a, b)
 271
 272 #define M_BLDU(a,b,c)                   M_OP2_IMM(34, a, b, c)
 273 #define M_SLDU(a,b,c)                   M_OP2_IMM(40, a, b, c)
 274
 275 #define M_ILD_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(32,a,b,disp)
 276
 277 #define M_ILD(a,b,disp) \
 278     do { \
 279         s4 lo = (short) (disp); \
 280         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
 281         if (hi == 0) { \
 282             M_ILD_INTERN(a,b,lo); \
 283         } else { \
 284             M_ADDIS(b,hi,a); \
 285             M_ILD_INTERN(a,a,lo); \
 286         } \
 287     } while (0)
 288
 289 #define M_LLD_INTERN(a,b,disp) \
 290     do { \
 291         M_ILD_INTERN(GET_HIGH_REG(a), b, disp); \
 292         M_ILD_INTERN(GET_LOW_REG(a), b, disp + 4); \
 293     } while (0)
 294
 295 #define M_LLD(a,b,disp) \
 296     do { \
 297         s4 lo = (short) (disp); \
 298         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
 299         if (hi == 0) { \
 300             M_LLD_INTERN(a,b,lo); \
 301         } else { \
 302             M_ADDIS(b,hi,a); \
 303             M_LLD_INTERN(a,GET_LOW_REG(a),lo); \
 304         } \
 305     } while (0)
 306
 307 #define M_ALD_INTERN(a,b,disp)          M_ILD_INTERN(a,b,disp)
 308 #define M_ALD(a,b,disp)                 M_ILD(a,b,disp)
 309
 310 #define M_BST(a,b,c)                    M_OP2_IMM(38, a, b, c)
 311 #define M_SST(a,b,c)                    M_OP2_IMM(44, a, b, c)
 312
 313 #define M_IST_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(36,a,b,disp)
 314
 315 /* Stores with displacement overflow should only happen with PUTFIELD
 316    or on the stack. The PUTFIELD instruction does not use REG_ITMP3
 317    and a reg_of_var call should not use REG_ITMP3!!! */
 318
 319 #define M_IST(a,b,disp) \
 320     do { \
 321         s4 lo = (short) (disp); \
 322         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
 323         if (hi == 0) { \
 324             M_IST_INTERN(a,b,lo); \
 325         } else { \
 326             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
 327             M_IST_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
 328         } \
 329     } while (0)
 330
 331 #define M_LST_INTERN(a,b,disp) \
 332     do { \
 333         M_IST_INTERN(GET_HIGH_REG(a), b, disp); \
 334         M_IST_INTERN(GET_LOW_REG(a), b, disp + 4); \
 335     } while (0)
 336
 337 #define M_LST(a,b,disp) \
 338     do { \
 339         s4 lo = (short) (disp); \
 340         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
 341         if (hi == 0) { \
 342             M_LST_INTERN(a,b,lo); \
 343         } else { \
 344             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
 345             M_LST_INTERN(a,REG_ITMP3, lo); \
 346         } \
 347     } while (0)
 348
 349 #define M_AST_INTERN(a,b,disp)          M_IST_INTERN(a,b,disp)
 350 #define M_AST(a,b,disp)                 M_IST(a,b,disp)
 351
 352 #define M_BSEXT(a,b)                    M_OP3(31, 954, 0, 0, a, b, 0)
 353 #define M_SSEXT(a,b)                    M_OP3(31, 922, 0, 0, a, b, 0)
 354 #define M_CZEXT(a,b)                    M_RLWINM(a,0,16,31,b)
 355
 356 #define M_BR(a)                         M_B(a, 0, 0)
 357 #define M_BL(a)                         M_B(a, 0, 1)
 358 #define M_RET                           M_OP3(19, 16, 0, 0, 20, 0, 0)
 359 #define M_JSR                           M_OP3(19, 528, 0, 1, 20, 0, 0)
 360 #define M_RTS                           M_OP3(19, 528, 0, 0, 20, 0, 0)
 361
 362 #define M_CMP(a,b)                      M_OP3(31, 0, 0, 0, 0, a, b)
 363 #define M_CMPU(a,b)                     M_OP3(31, 32, 0, 0, 0, a, b)
 364 #define M_CMPI(a,b)                     M_OP2_IMM(11, 0, a, b)
 365 #define M_CMPUI(a,b)                    M_OP2_IMM(10, 0, a, b)
 366
 367 #define M_BLT(a)                        M_BC(12, 0, a, 0, 0)
 368 #define M_BLE(a)                        M_BC(4,  1, a, 0, 0)
 369 #define M_BGT(a)                        M_BC(12, 1, a, 0, 0)
 370 #define M_BGE(a)                        M_BC(4,  0, a, 0, 0)
 371 #define M_BEQ(a)                        M_BC(12, 2, a, 0, 0)
 372 #define M_BNE(a)                        M_BC(4,  2, a, 0, 0)
 373 #define M_BNAN(a)                       M_BC(12, 3, a, 0, 0)
 374
 375 #define M_FLD_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(48,a,b,disp)
 376 #define M_DLD_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(50,a,b,disp)
 377
 378 #define M_FLD(a,b,disp) \
 379     do { \
 380         s4 lo = (short) (disp); \
 381         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
 382         if (hi == 0) { \
 383             M_FLD_INTERN(a,b,lo); \
 384         } else { \
 385             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
 386             M_FLD_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
 387         } \
 388     } while (0)
 389
 390 #define M_DLD(a,b,disp) \
 391     do { \
 392         s4 lo = (short) (disp); \
 393         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
 394         if (hi == 0) { \
 395             M_DLD_INTERN(a,b,lo); \
 396         } else { \
 397             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
 398             M_DLD_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
 399         } \
 400     } while (0)
 401
 402 #define M_FST_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(52,a,b,disp)
 403 #define M_DST_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(54,a,b,disp)
 404
 405 #define M_FST(a,b,disp) \
 406     do { \
 407         s4 lo = (short) (disp); \
 408         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
 409         if (hi == 0) { \
 410             M_FST_INTERN(a,b,lo); \
 411         } else { \
 412             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
 413             M_FST_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
 414         } \
 415     } while (0)
 416
 417 #define M_DST(a,b,disp) \
 418     do { \
 419         s4 lo = (short) (disp); \
 420         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
 421         if (hi == 0) { \
 422             M_DST_INTERN(a,b,lo); \
 423         } else { \
 424             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
 425             M_DST_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
 426         } \
 427     } while (0)
 428
 429 #define M_MFLR(a)                       M_OP3(31, 339, 0, 0, a, 8, 0)
 430 #define M_MFXER(a)                      M_OP3(31, 339, 0, 0, a, 1, 0)
 431 #define M_MFCTR(a)                      M_OP3(31, 339, 0, 0, a, 9, 0)
 432 #define M_MTLR(a)                       M_OP3(31, 467, 0, 0, a, 8, 0)
 433 #define M_MTXER(a)                      M_OP3(31, 467, 0, 0, a, 1, 0)
 434 #define M_MTCTR(a)                      M_OP3(31, 467, 0, 0, a, 9, 0)
 435
 436 #define M_LDA_INTERN(a,b,c)             M_IADD_IMM(b, c, a)
 437
 438 #define M_LDA(a,b,disp) \
 439     do { \
 440         s4 lo = (short) (disp); \
 441         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
 442         if (hi == 0) { \
 443             M_LDA_INTERN(a,b,lo); \
 444         } else { \
 445             M_ADDIS(b,hi,a); \
 446             M_LDA_INTERN(a,a,lo); \
 447         } \
 448     } while (0)
 449
 450
 451 #define M_LDATST(a,b,c)                 M_ADDICTST(b, c, a)
 452 #define M_CLR(a)                        M_IADD_IMM(0, 0, a)
 453 #define M_AADD_IMM(a,b,c)               M_IADD_IMM(a, b, c)
 454
 455 #endif /* _CODEGEN_H */
 456
 457
 458 /*
 459  * These are local overrides for various environment variables in Emacs.
 460  * Please do not remove this and leave it at the end of the file, where
 461  * Emacs will automagically detect them.
 462  * ---------------------------------------------------------------------
 463  * Local variables:
 464  * mode: c
 465  * indent-tabs-mode: t
 466  * c-basic-offset: 4
 467  * tab-width: 4
 468  * End:
 469  */