* src/vm/jit/x86_64/codegen.c: Changed the code generator to produce
[cacao.git] / src / vm / jit / x86_64 / md-emit.h
1 /* src/vm/jit/x86_64/md-emit.h - machine dependent emit function prototypes
2
3    Copyright (C) 1996-2005, 2006 R. Grafl, A. Krall, C. Kruegel,
4    C. Oates, R. Obermaisser, M. Platter, M. Probst, S. Ring,
5    E. Steiner, C. Thalinger, D. Thuernbeck, P. Tomsich, C. Ullrich,
6    J. Wenninger, Institut f. Computersprachen - TU Wien
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., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
23    02110-1301, USA.
24
25    Contact: cacao@cacaojvm.org
26
27    Authors: Christian Thalinger
28
29    Changes:
30
31    $Id: md-emit.h 4943 2006-05-23 08:51:33Z twisti $
32
33 */
34
35
36 #ifndef _MD_EMIT_H
37 #define _MD_EMIT_H
38
39 #include "vm/types.h"
40
41
42 /* macros to create code ******************************************************/
43
44 /* immediate data union */
45
46 typedef union {
47     s4 i;
48     s8 l;
49     float f;
50     double d;
51     void *a;
52     u1 b[8];
53 } imm_buf;
54
55
56 /* opcodes for alu instructions */
57
58 #define ALU_ADD      0
59 #define ALU_OR       1
60 #define ALU_ADC      2
61 #define ALU_SBB      3
62 #define ALU_AND      4
63 #define ALU_SUB      5
64 #define ALU_XOR      6
65 #define ALU_CMP      7
66
67
68 #define SHIFT_ROL    0
69 #define SHIFT_ROR    1
70 #define SHIFT_RCL    2
71 #define SHIFT_RCR    3
72 #define SHIFT_SHL    4
73 #define SHIFT_SHR    5
74 #define SHIFT_SAR    7
75
76
77 #define CC_O         0
78 #define CC_NO        1
79 #define CC_B         2
80 #define CC_C         2
81 #define CC_NAE       2
82 #define CC_AE        3
83 #define CC_NB        3
84 #define CC_NC        3
85 #define CC_E         4
86 #define CC_Z         4
87 #define CC_NE        5
88 #define CC_NZ        5
89 #define CC_BE        6
90 #define CC_NA        6
91 #define CC_A         7
92 #define CC_NBE       7
93 #define CC_S         8
94 #define CC_LZ        8
95 #define CC_NS        9
96 #define CC_GEZ       9
97 #define CC_P         0x0a
98 #define CC_PE        0x0a
99 #define CC_NP        0x0b
100 #define CC_PO        0x0b
101 #define CC_L         0x0c
102 #define CC_NGE       0x0c
103 #define CC_GE        0x0d
104 #define CC_NL        0x0d
105 #define CC_LE        0x0e
106 #define CC_NG        0x0e
107 #define CC_G         0x0f
108 #define CC_NLE       0x0f
109
110
111 #define IS_IMM8(imm) \
112     (((long) (imm) >= -128) && ((long) (imm) <= 127))
113
114
115 #define IS_IMM32(imm) \
116     (((long) (imm) >= (-2147483647-1)) && ((long) (imm) <= 2147483647))
117
118
119 /* modrm and stuff */
120
121 #define emit_address_byte(mod,reg,rm) \
122     *(cd->mcodeptr++) = ((((mod) & 0x03) << 6) | (((reg) & 0x07) << 3) | ((rm) & 0x07));
123
124
125 #define emit_reg(reg,rm) \
126     emit_address_byte(3,(reg),(rm));
127
128
129 #define emit_rex(size,reg,index,rm) \
130     if (((size) == 1) || ((reg) > 7) || ((index) > 7) || ((rm) > 7)) { \
131         *(cd->mcodeptr++) = (0x40 | (((size) & 0x01) << 3) | ((((reg) >> 3) & 0x01) << 2) | ((((index) >> 3) & 0x01) << 1) | (((rm) >> 3) & 0x01)); \
132     }
133
134
135 #define emit_byte_rex(reg,index,rm) \
136     *(cd->mcodeptr++) = (0x40 | ((((reg) >> 3) & 0x01) << 2) | ((((index) >> 3) & 0x01) << 1) | (((rm) >> 3) & 0x01));
137
138
139 #define emit_mem(r,disp) \
140     do { \
141         emit_address_byte(0,(r),5); \
142         emit_imm32((disp)); \
143     } while (0)
144
145
146 #define emit_membase32(basereg,disp,dreg) \
147     do { \
148         if ((basereg) == REG_SP || (basereg) == R12) { \
149             emit_address_byte(2,(dreg),REG_SP); \
150             emit_address_byte(0,REG_SP,REG_SP); \
151             emit_imm32((disp)); \
152         } else {\
153             emit_address_byte(2,(dreg),(basereg)); \
154             emit_imm32((disp)); \
155         } \
156     } while (0)
157
158
159 #define emit_memindex(reg,disp,basereg,indexreg,scale) \
160     do { \
161         if ((basereg) == -1) { \
162             emit_address_byte(0,(reg),4); \
163             emit_address_byte((scale),(indexreg),5); \
164             emit_imm32((disp)); \
165         \
166         } else if ((disp) == 0 && (basereg) != RBP && (basereg) != R13) { \
167             emit_address_byte(0,(reg),4); \
168             emit_address_byte((scale),(indexreg),(basereg)); \
169         \
170         } else if (IS_IMM8((disp))) { \
171             emit_address_byte(1,(reg),4); \
172             emit_address_byte((scale),(indexreg),(basereg)); \
173             emit_imm8 ((disp)); \
174         \
175         } else { \
176             emit_address_byte(2,(reg),4); \
177             emit_address_byte((scale),(indexreg),(basereg)); \
178             emit_imm32((disp)); \
179         }    \
180      } while (0)
181
182
183 #define emit_imm8(imm) \
184     *(cd->mcodeptr++) = (u1) ((imm) & 0xff);
185
186
187 #define emit_imm16(imm) \
188     do { \
189         imm_buf imb; \
190         imb.i = (s4) (imm); \
191         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[0]; \
192         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[1]; \
193     } while (0)
194
195
196 #define emit_imm32(imm) \
197     do { \
198         imm_buf imb; \
199         imb.i = (s4) (imm); \
200         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[0]; \
201         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[1]; \
202         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[2]; \
203         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[3]; \
204     } while (0)
205
206
207 #define emit_imm64(imm) \
208     do { \
209         imm_buf imb; \
210         imb.l = (s8) (imm); \
211         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[0]; \
212         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[1]; \
213         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[2]; \
214         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[3]; \
215         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[4]; \
216         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[5]; \
217         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[6]; \
218         *(cd->mcodeptr++) = imb.b[7]; \
219     } while (0)
220
221
222 /* function prototypes ********************************************************/
223
224 void emit_cmovxx(codegendata *cd, instruction *iptr, s4 s, s4 d);
225
226
227 /* code generation prototypes */
228
229 void emit_ishift(codegendata *cd, s4 shift_op, stackptr src, instruction *iptr);
230 void emit_lshift(codegendata *cd, s4 shift_op, stackptr src, instruction *iptr);
231
232
233 /* integer instructions */
234
235 void emit_mov_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
236 void emit_mov_imm_reg(codegendata *cd, s8 imm, s8 reg);
237 void emit_movl_imm_reg(codegendata *cd, s8 imm, s8 reg);
238 void emit_mov_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 reg);
239 void emit_mov_membase32_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 reg);
240 void emit_movl_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 reg);
241 void emit_movl_membase32_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 reg);
242 void emit_mov_reg_membase(codegendata *cd, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
243 void emit_mov_reg_membase32(codegendata *cd, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
244 void emit_movl_reg_membase(codegendata *cd, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
245 void emit_movl_reg_membase32(codegendata *cd, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
246 void emit_mov_memindex_reg(codegendata *cd, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale, s8 reg);
247 void emit_movl_memindex_reg(codegendata *cd, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale, s8 reg);
248 void emit_mov_reg_memindex(codegendata *cd, s8 reg, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale);
249 void emit_movl_reg_memindex(codegendata *cd, s8 reg, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale);
250 void emit_movw_reg_memindex(codegendata *cd, s8 reg, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale);
251 void emit_movb_reg_memindex(codegendata *cd, s8 reg, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale);
252 void emit_mov_imm_membase(codegendata *cd, s8 imm, s8 basereg, s8 disp);
253 void emit_mov_imm_membase32(codegendata *cd, s8 imm, s8 basereg, s8 disp);
254 void emit_movl_imm_membase(codegendata *cd, s8 imm, s8 basereg, s8 disp);
255 void emit_movl_imm_membase32(codegendata *cd, s8 imm, s8 basereg, s8 disp);
256 void emit_movsbq_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
257 void emit_movsbq_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
258 void emit_movswq_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
259 void emit_movswq_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
260 void emit_movslq_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
261 void emit_movslq_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
262 void emit_movzwq_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
263 void emit_movzwq_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
264 void emit_movswq_memindex_reg(codegendata *cd, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale, s8 reg);
265 void emit_movsbq_memindex_reg(codegendata *cd, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale, s8 reg);
266 void emit_movzwq_memindex_reg(codegendata *cd, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale, s8 reg);
267 void emit_mov_imm_memindex(codegendata *cd, s4 imm, s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
268 void emit_movl_imm_memindex(codegendata *cd, s4 imm, s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
269 void emit_movw_imm_memindex(codegendata *cd, s4 imm, s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
270 void emit_movb_imm_memindex(codegendata *cd, s4 imm, s4 disp, s4 basereg, s4 indexreg, s4 scale);
271 void emit_alu_reg_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 reg, s8 dreg);
272 void emit_alul_reg_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 reg, s8 dreg);
273 void emit_alu_reg_membase(codegendata *cd, s8 opc, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
274 void emit_alul_reg_membase(codegendata *cd, s8 opc, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
275 void emit_alu_membase_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 basereg, s8 disp, s8 reg);
276 void emit_alul_membase_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 basereg, s8 disp, s8 reg);
277 void emit_alu_imm_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 imm, s8 dreg);
278 void emit_alu_imm32_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 imm, s8 dreg);
279 void emit_alul_imm_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 imm, s8 dreg);
280 void emit_alu_imm_membase(codegendata *cd, s8 opc, s8 imm, s8 basereg, s8 disp);
281 void emit_alul_imm_membase(codegendata *cd, s8 opc, s8 imm, s8 basereg, s8 disp);
282 void emit_test_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
283 void emit_testl_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
284 void emit_test_imm_reg(codegendata *cd, s8 imm, s8 reg);
285 void emit_testw_imm_reg(codegendata *cd, s8 imm, s8 reg);
286 void emit_testb_imm_reg(codegendata *cd, s8 imm, s8 reg);
287 void emit_lea_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 reg);
288 void emit_leal_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 reg);
289
290 void emit_incl_membase(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp);
291
292 void emit_cltd(codegendata *cd);
293 void emit_cqto(codegendata *cd);
294 void emit_imul_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
295 void emit_imull_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
296 void emit_imul_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
297 void emit_imull_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
298 void emit_imul_imm_reg(codegendata *cd, s8 imm, s8 dreg);
299 void emit_imul_imm_reg_reg(codegendata *cd, s8 imm,s8 reg, s8 dreg);
300 void emit_imull_imm_reg_reg(codegendata *cd, s8 imm, s8 reg, s8 dreg);
301 void emit_imul_imm_membase_reg(codegendata *cd, s8 imm, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
302 void emit_imull_imm_membase_reg(codegendata *cd, s8 imm, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
303 void emit_idiv_reg(codegendata *cd, s8 reg);
304 void emit_idivl_reg(codegendata *cd, s8 reg);
305 void emit_ret(codegendata *cd);
306 void emit_shift_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 reg);
307 void emit_shiftl_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 reg);
308 void emit_shift_membase(codegendata *cd, s8 opc, s8 basereg, s8 disp);
309 void emit_shiftl_membase(codegendata *cd, s8 opc, s8 basereg, s8 disp);
310 void emit_shift_imm_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 imm, s8 dreg);
311 void emit_shiftl_imm_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 imm, s8 dreg);
312 void emit_shift_imm_membase(codegendata *cd, s8 opc, s8 imm, s8 basereg, s8 disp);
313 void emit_shiftl_imm_membase(codegendata *cd, s8 opc, s8 imm, s8 basereg, s8 disp);
314 void emit_jmp_imm(codegendata *cd, s8 imm);
315 void emit_jmp_reg(codegendata *cd, s8 reg);
316 void emit_jcc(codegendata *cd, s8 opc, s8 imm);
317 void emit_setcc_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 reg);
318 void emit_setcc_membase(codegendata *cd, s8 opc, s8 basereg, s8 disp);
319 void emit_cmovcc_reg_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 reg, s8 dreg);
320 void emit_cmovccl_reg_reg(codegendata *cd, s8 opc, s8 reg, s8 dreg);
321 void emit_neg_reg(codegendata *cd, s8 reg);
322 void emit_negl_reg(codegendata *cd, s8 reg);
323 void emit_neg_membase(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp);
324 void emit_negl_membase(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp);
325 void emit_push_reg(codegendata *cd, s8 reg);
326 void emit_push_imm(codegendata *cd, s8 imm);
327 void emit_pop_reg(codegendata *cd, s8 reg);
328 void emit_xchg_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
329 void emit_nop(codegendata *cd);
330 void emit_call_reg(codegendata *cd, s8 reg);
331 void emit_call_imm(codegendata *cd, s8 imm);
332 void emit_call_mem(codegendata *cd, ptrint mem);
333
334
335 /* floating point instructions (SSE2) */
336
337 void emit_addsd_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
338 void emit_addss_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
339 void emit_cvtsi2ssq_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
340 void emit_cvtsi2ss_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
341 void emit_cvtsi2sdq_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
342 void emit_cvtsi2sd_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
343 void emit_cvtss2sd_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
344 void emit_cvtsd2ss_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
345 void emit_cvttss2siq_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
346 void emit_cvttss2si_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
347 void emit_cvttsd2siq_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
348 void emit_cvttsd2si_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
349 void emit_divss_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
350 void emit_divsd_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
351 void emit_movd_reg_freg(codegendata *cd, s8 reg, s8 freg);
352 void emit_movd_freg_reg(codegendata *cd, s8 freg, s8 reg);
353 void emit_movd_reg_membase(codegendata *cd, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
354 void emit_movd_reg_memindex(codegendata *cd, s8 reg, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale);
355 void emit_movd_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
356 void emit_movdl_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
357 void emit_movd_memindex_reg(codegendata *cd, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale, s8 dreg);
358 void emit_movq_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
359 void emit_movq_reg_membase(codegendata *cd, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
360 void emit_movq_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
361 void emit_movss_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
362 void emit_movsd_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
363 void emit_movss_reg_membase(codegendata *cd, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
364 void emit_movss_reg_membase32(codegendata *cd, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
365 void emit_movsd_reg_membase(codegendata *cd, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
366 void emit_movsd_reg_membase32(codegendata *cd, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
367 void emit_movss_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
368 void emit_movss_membase32_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
369 void emit_movlps_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
370 void emit_movlps_reg_membase(codegendata *cd, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
371 void emit_movsd_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
372 void emit_movsd_membase32_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
373 void emit_movlpd_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
374 void emit_movlpd_reg_membase(codegendata *cd, s8 reg, s8 basereg, s8 disp);
375 void emit_movss_reg_memindex(codegendata *cd, s8 reg, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale);
376 void emit_movsd_reg_memindex(codegendata *cd, s8 reg, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale);
377 void emit_movss_memindex_reg(codegendata *cd, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale, s8 dreg);
378 void emit_movsd_memindex_reg(codegendata *cd, s8 disp, s8 basereg, s8 indexreg, s8 scale, s8 dreg);
379 void emit_mulss_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
380 void emit_mulsd_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
381 void emit_subss_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
382 void emit_subsd_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
383 void emit_ucomiss_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
384 void emit_ucomisd_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
385 void emit_xorps_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
386 void emit_xorps_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
387 void emit_xorpd_reg_reg(codegendata *cd, s8 reg, s8 dreg);
388 void emit_xorpd_membase_reg(codegendata *cd, s8 basereg, s8 disp, s8 dreg);
389
390
391 /* system instructions ********************************************************/
392
393 void emit_rdtsc(codegendata *cd);
394
395 #endif /* _MD_EMIT_H */
396
397
398 /*
399  * These are local overrides for various environment variables in Emacs.
400  * Please do not remove this and leave it at the end of the file, where
401  * Emacs will automagically detect them.
402  * ---------------------------------------------------------------------
403  * Local variables:
404  * mode: c
405  * indent-tabs-mode: t
406  * c-basic-offset: 4
407  * tab-width: 4
408  * End:
409  */