b7f4056aaa1a718492e9d40b138a5073d5ab01d5
[cacao.git] / 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, 2007 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    $Id: codegen.h 7691 2007-04-12 12:45:10Z twisti $
27
28 */
29
30
31 #ifndef _CODEGEN_H
32 #define _CODEGEN_H
33
34 #include "config.h"
35
36 #include "md-abi.h"
37
38 #include "vm/global.h"
39 #include "vm/jit/jit.h"
40 #include "vm/jit/reg.h"
41
42
43 /* additional functions and macros to generate code ***************************/
44
45 /* MCODECHECK(icnt) */
46
47 #define MCODECHECK(icnt) \
48     do { \
49         if ((cd->mcodeptr + (icnt) * 4) > cd->mcodeend) \
50             codegen_increase(cd); \
51     } while (0)
52
53
54 /* M_INTMOVE:
55      generates an integer-move from register a to b.
56      if a and b are the same int-register, no code will be generated.
57 */ 
58
59 #define M_INTMOVE(a,b) \
60     do { \
61         if ((a) != (b)) { \
62             M_MOV(a, b); \
63         } \
64     } while (0)
65
66 #define M_LNGMOVE(a,b) \
67     do { \
68         if (GET_HIGH_REG(a) == GET_LOW_REG(b)) { \
69             assert((GET_LOW_REG(a) != GET_HIGH_REG(b))); \
70             M_INTMOVE(GET_HIGH_REG(a), GET_HIGH_REG(b)); \
71             M_INTMOVE(GET_LOW_REG(a), GET_LOW_REG(b)); \
72         } else { \
73             M_INTMOVE(GET_LOW_REG(a), GET_LOW_REG(b)); \
74             M_INTMOVE(GET_HIGH_REG(a), GET_HIGH_REG(b)); \
75         } \
76     } while (0)
77
78
79 /* M_FLTMOVE:
80     generates a floating-point-move from register a to b.
81     if a and b are the same float-register, no code will be generated
82 */ 
83
84 #define M_FLTMOVE(a,b) \
85     do { \
86         if ((a) != (b)) { \
87             M_FMOV(a, b); \
88         } \
89     } while (0)
90
91
92 #define ICONST(d,c)                     emit_iconst(cd, (d), (c))
93
94 #define LCONST(reg,c) \
95     ICONST(GET_HIGH_REG((reg)), (s4) ((s8) (c) >> 32)); \
96     ICONST(GET_LOW_REG((reg)), (s4) ((s8) (c)));
97
98
99 #define ALIGNCODENOP \
100     if ((s4) ((ptrint) cd->mcodeptr & 7)) { \
101         M_NOP; \
102     }
103
104
105 /* branch defines *************************************************************/
106
107 #define BRANCH_NOPS \
108     do { \
109         if (CODEGENDATA_HAS_FLAG_LONGBRANCHES(cd)) { \
110             M_NOP; \
111             M_NOP; \
112         } \
113         else { \
114             M_NOP; \
115         } \
116     } while (0)
117
118
119 /* patcher defines ************************************************************/
120
121 #define PATCHER_CALL_SIZE    1 * 4      /* an instruction is 4-bytes long     */
122
123 #define PATCHER_NOPS \
124     do { \
125         M_NOP; \
126     } while (0)
127
128
129 /* stub defines ***************************************************************/
130
131 #define COMPILERSTUB_CODESIZE    4 * 4
132
133
134 /* macros to create code ******************************************************/
135
136 #define M_OP3(opcode,y,oe,rc,d,a,b) \
137     do { \
138         *((u4 *) cd->mcodeptr) = (((opcode) << 26) | ((d) << 21) | ((a) << 16) | ((b) << 11) | ((oe) << 10) | ((y) << 1) | (rc)); \
139         cd->mcodeptr += 4; \
140     } while (0)
141
142 #define M_OP3_GET_A(x)                (((x) >> 16) & 0x1f  )
143 #define M_OP3_GET_B(x)                (((x) >> 11) & 0x1f  )
144
145
146 #define M_OP4(x,y,rc,d,a,b,c) \
147     do { \
148         *((u4 *) cd->mcodeptr) = (((x) << 26) | ((d) << 21) | ((a) << 16) | ((b) << 11) | ((c) << 6) | ((y) << 1) | (rc)); \
149         cd->mcodeptr += 4; \
150     } while (0)
151
152
153 #define M_OP2_IMM(x,d,a,i) \
154     do { \
155         *((u4 *) cd->mcodeptr) = (((x) << 26) | ((d) << 21) | ((a) << 16) | ((i) & 0xffff)); \
156         cd->mcodeptr += 4; \
157     } while (0)
158
159 #define M_INSTR_OP2_IMM_D(x)            (((x) >> 21) & 0x1f  )
160 #define M_INSTR_OP2_IMM_A(x)            (((x) >> 16) & 0x1f  )
161 #define M_INSTR_OP2_IMM_I(x)            ( (x)        & 0xffff)
162
163
164 #define M_BMASK     0x03fffffc                      /* (((1 << 26) - 1) & ~3) */
165 #define M_BCMASK    0x0000fffc                      /* (((1 << 16) - 1) & ~3) */
166
167 #define M_B(LI,AA,LK) \
168     do { \
169         *((u4 *) cd->mcodeptr) = ((18 << 26) | ((((LI) * 4) + 4) & M_BMASK) | ((AA) << 1) | (LK)); \
170         cd->mcodeptr += 4; \
171     } while (0)
172
173 #define M_BC(BO,BI,BD,AA,LK) \
174     do { \
175         *((u4 *) cd->mcodeptr) = ((16 << 26) | ((BO) << 21) | ((BI) << 16) | ((((BD) * 4) + 4) & M_BCMASK) | ((AA) << 1) | (LK)); \
176         cd->mcodeptr += 4; \
177     } while (0)
178
179
180 /* instruction macros *********************************************************/
181
182 #define M_IADD(a,b,c)                   M_OP3(31, 266, 0, 0, c, a, b)
183 #define M_IADD_IMM(a,b,c)               M_OP2_IMM(14, c, a, b)
184 #define M_ADDC(a,b,c)                   M_OP3(31, 10, 0, 0, c, a, b)
185 #define M_ADDIC(a,b,c)                  M_OP2_IMM(12, c, a, b)
186 #define M_ADDICTST(a,b,c)               M_OP2_IMM(13, c, a, b)
187 #define M_ADDE(a,b,c)                   M_OP3(31, 138, 0, 0, c, a, b)
188 #define M_ADDZE(a,b)                    M_OP3(31, 202, 0, 0, b, a, 0)
189 #define M_ADDME(a,b)                    M_OP3(31, 234, 0, 0, b, a, 0)
190 #define M_ISUB(a,b,c)                   M_OP3(31, 40, 0, 0, c, b, a)
191 #define M_ISUBTST(a,b,c)                M_OP3(31, 40, 0, 1, c, b, a)
192 #define M_SUBC(a,b,c)                   M_OP3(31, 8, 0, 0, c, b, a)
193 #define M_SUBIC(a,b,c)                  M_OP2_IMM(8, c, b, a)
194 #define M_SUBE(a,b,c)                   M_OP3(31, 136, 0, 0, c, b, a)
195 #define M_SUBZE(a,b)                    M_OP3(31, 200, 0, 0, b, a, 0)
196 #define M_SUBME(a,b)                    M_OP3(31, 232, 0, 0, b, a, 0)
197
198 #define M_AND(a,b,c)                    M_OP3(31, 28, 0, 0, a, c, b)
199 #define M_AND_IMM(a,b,c)                M_OP2_IMM(28, a, c, b)
200 #define M_ANDIS(a,b,c)                  M_OP2_IMM(29, a, c, b)
201 #define M_OR(a,b,c)                     M_OP3(31, 444, 0, 0, a, c, b)
202 #define M_OR_TST(a,b,c)                 M_OP3(31, 444, 0, 1, a, c, b)
203 #define M_OR_IMM(a,b,c)                 M_OP2_IMM(24, a, c, b)
204 #define M_ORIS(a,b,c)                   M_OP2_IMM(25, a, c, b)
205 #define M_XOR(a,b,c)                    M_OP3(31, 316, 0, 0, a, c, b)
206 #define M_XOR_IMM(a,b,c)                M_OP2_IMM(26, a, c, b)
207 #define M_XORIS(a,b,c)                  M_OP2_IMM(27, a, c, b)
208
209 #define M_SLL(a,b,c)                    M_OP3(31, 24, 0, 0, a, c, b)
210 #define M_SRL(a,b,c)                    M_OP3(31, 536, 0, 0, a, c, b)
211 #define M_SRA(a,b,c)                    M_OP3(31, 792, 0, 0, a, c, b)
212 #define M_SRA_IMM(a,b,c)                M_OP3(31, 824, 0, 0, a, c, b)
213
214 #define M_IMUL(a,b,c)                   M_OP3(31, 235, 0, 0, c, a, b)
215 #define M_IMUL_IMM(a,b,c)               M_OP2_IMM(7, c, a, b)
216 #define M_IDIV(a,b,c)                   M_OP3(31, 491, 0, 0, c, a, b)
217
218 #define M_NEG(a,b)                      M_OP3(31, 104, 0, 0, b, a, 0)
219 #define M_NOT(a,b)                      M_OP3(31, 124, 0, 0, a, b, a)
220
221 #define M_SUBFIC(a,b,c)                 M_OP2_IMM(8, c, a, b)
222 #define M_SUBFZE(a,b)                   M_OP3(31, 200, 0, 0, b, a, 0)
223 #define M_RLWINM(a,b,c,d,e)             M_OP4(21, d, 0, a, e, b, c)
224 #define M_ADDZE(a,b)                    M_OP3(31, 202, 0, 0, b, a, 0)
225 #define M_SLL_IMM(a,b,c)                M_RLWINM(a,b,0,31-(b),c)
226 #define M_SRL_IMM(a,b,c)                M_RLWINM(a,32-(b),b,31,c)
227 #define M_ADDIS(a,b,c)                  M_OP2_IMM(15, c, a, b)
228 #define M_STFIWX(a,b,c)                 M_OP3(31, 983, 0, 0, a, b, c)
229 #define M_LWZX(a,b,c)                   M_OP3(31, 23, 0, 0, a, b, c)
230 #define M_LHZX(a,b,c)                   M_OP3(31, 279, 0, 0, a, b, c)
231 #define M_LHAX(a,b,c)                   M_OP3(31, 343, 0, 0, a, b, c)
232 #define M_LBZX(a,b,c)                   M_OP3(31, 87, 0, 0, a, b, c)
233 #define M_LFSX(a,b,c)                   M_OP3(31, 535, 0, 0, a, b, c)
234 #define M_LFDX(a,b,c)                   M_OP3(31, 599, 0, 0, a, b, c)
235 #define M_STWX(a,b,c)                   M_OP3(31, 151, 0, 0, a, b, c)
236 #define M_STHX(a,b,c)                   M_OP3(31, 407, 0, 0, a, b, c)
237 #define M_STBX(a,b,c)                   M_OP3(31, 215, 0, 0, a, b, c)
238 #define M_STFSX(a,b,c)                  M_OP3(31, 663, 0, 0, a, b, c)
239 #define M_STFDX(a,b,c)                  M_OP3(31, 727, 0, 0, a, b, c)
240
241 #define M_STWU_INTERN(a,b,disp)         M_OP2_IMM(37,a,b,disp)
242
243 #define M_STWU(a,b,disp) \
244     do { \
245         s4 lo = (disp) & 0x0000ffff; \
246         s4 hi = ((disp) >> 16); \
247         if (((disp) >= -32678) && ((disp) <= 32767)) { \
248             M_STWU_INTERN(a,b,lo); \
249         } else { \
250             M_ADDIS(REG_ZERO,hi,REG_ITMP3); \
251             M_OR_IMM(REG_ITMP3,lo,REG_ITMP3); \
252             M_STWUX(REG_SP,REG_SP,REG_ITMP3); \
253         } \
254     } while (0)
255
256 #define M_STWUX(a,b,c)                  M_OP3(31,183,0,0,a,b,c)
257
258 #define M_LDAH(a,b,c)                   M_ADDIS(b, c, a)
259
260 #define M_TRAP                          M_OP3(31, 4, 0, 0, 31, 0, 0)
261 #define M_TRAPGEU(a,b)                  M_OP3(31, 4, 0, 0, 5, a, b)
262
263 #define M_NOP                           M_OR_IMM(0, 0, 0)
264 #define M_MOV(a,b)                      M_OR(a, a, b)
265 #define M_TST(a)                        M_OP3(31, 444, 0, 1, a, a, a)
266
267 #define M_DADD(a,b,c)                   M_OP3(63, 21, 0, 0, c, a, b)
268 #define M_FADD(a,b,c)                   M_OP3(59, 21, 0, 0, c, a, b)
269 #define M_DSUB(a,b,c)                   M_OP3(63, 20, 0, 0, c, a, b)
270 #define M_FSUB(a,b,c)                   M_OP3(59, 20, 0, 0, c, a, b)
271 #define M_DMUL(a,b,c)                   M_OP4(63, 25, 0, c, a, 0, b)
272 #define M_FMUL(a,b,c)                   M_OP4(59, 25, 0, c, a, 0, b)
273 #define M_DDIV(a,b,c)                   M_OP3(63, 18, 0, 0, c, a, b)
274 #define M_FDIV(a,b,c)                   M_OP3(59, 18, 0, 0, c, a, b)
275
276 #define M_FABS(a,b)                     M_OP3(63, 264, 0, 0, b, 0, a)
277 #define M_CVTDL(a,b)                    M_OP3(63, 14, 0, 0, b, 0, a)
278 #define M_CVTDL_C(a,b)                  M_OP3(63, 15, 0, 0, b, 0, a)
279 #define M_CVTDF(a,b)                    M_OP3(63, 12, 0, 0, b, 0, a)
280 #define M_FMOV(a,b)                     M_OP3(63, 72, 0, 0, b, 0, a)
281 #define M_FMOVN(a,b)                    M_OP3(63, 40, 0, 0, b, 0, a)
282 #define M_DSQRT(a,b)                    M_OP3(63, 22, 0, 0, b, 0, a)
283 #define M_FSQRT(a,b)                    M_OP3(59, 22, 0, 0, b, 0, a)
284
285 #define M_FCMPU(a,b)                    M_OP3(63, 0, 0, 0, 0, a, b)
286 #define M_FCMPO(a,b)                    M_OP3(63, 32, 0, 0, 0, a, b)
287
288 #define M_BLDU(a,b,c)                   M_OP2_IMM(34, a, b, c)
289 #define M_SLDU(a,b,c)                   M_OP2_IMM(40, a, b, c)
290
291 #define M_ILD_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(32,a,b,disp)
292
293 #define M_ILD(a,b,disp) \
294     do { \
295         s4 lo = (short) (disp); \
296         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
297         if (hi == 0) { \
298             M_ILD_INTERN(a,b,lo); \
299         } else { \
300             M_ADDIS(b,hi,a); \
301             M_ILD_INTERN(a,a,lo); \
302         } \
303     } while (0)
304
305 #define M_LLD_INTERN(a,b,disp) \
306     do { \
307         M_ILD_INTERN(GET_HIGH_REG(a), b, disp); \
308         M_ILD_INTERN(GET_LOW_REG(a), b, disp + 4); \
309     } while (0)
310
311 #define M_LLD(a,b,disp) \
312     do { \
313         s4 lo = (short) (disp); \
314         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
315         if (hi == 0) { \
316             M_LLD_INTERN(a,b,lo); \
317         } else { \
318             M_ADDIS(b,hi,a); \
319             M_LLD_INTERN(a,GET_LOW_REG(a),lo); \
320         } \
321     } while (0)
322
323 #define M_ALD_INTERN(a,b,disp)          M_ILD_INTERN(a,b,disp)
324 #define M_ALD(a,b,disp)                 M_ILD(a,b,disp)
325
326 #define M_BST(a,b,c)                    M_OP2_IMM(38, a, b, c)
327 #define M_SST(a,b,c)                    M_OP2_IMM(44, a, b, c)
328
329 #define M_IST_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(36,a,b,disp)
330
331 /* Stores with displacement overflow should only happen with PUTFIELD
332    or on the stack. The PUTFIELD instruction does not use REG_ITMP3
333    and a reg_of_var call should not use REG_ITMP3!!! */
334
335 #define M_IST(a,b,disp) \
336     do { \
337         s4 lo = (short) (disp); \
338         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
339         if (hi == 0) { \
340             M_IST_INTERN(a,b,lo); \
341         } else { \
342             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
343             M_IST_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
344         } \
345     } while (0)
346
347 #define M_LST_INTERN(a,b,disp) \
348     do { \
349         M_IST_INTERN(GET_HIGH_REG(a), b, disp); \
350         M_IST_INTERN(GET_LOW_REG(a), b, disp + 4); \
351     } while (0)
352
353 #define M_LST(a,b,disp) \
354     do { \
355         s4 lo = (short) (disp); \
356         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
357         if (hi == 0) { \
358             M_LST_INTERN(a,b,lo); \
359         } else { \
360             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
361             M_LST_INTERN(a,REG_ITMP3, lo); \
362         } \
363     } while (0)
364
365 #define M_AST_INTERN(a,b,disp)          M_IST_INTERN(a,b,disp)
366 #define M_AST(a,b,disp)                 M_IST(a,b,disp)
367
368 #define M_BSEXT(a,b)                    M_OP3(31, 954, 0, 0, a, b, 0)
369 #define M_SSEXT(a,b)                    M_OP3(31, 922, 0, 0, a, b, 0)
370 #define M_CZEXT(a,b)                    M_RLWINM(a,0,16,31,b)
371
372 #define M_BR(a)                         M_B(a, 0, 0)
373 #define M_BL(a)                         M_B(a, 0, 1)
374 #define M_RET                           M_OP3(19, 16, 0, 0, 20, 0, 0)
375 #define M_JSR                           M_OP3(19, 528, 0, 1, 20, 0, 0)
376 #define M_RTS                           M_OP3(19, 528, 0, 0, 20, 0, 0)
377
378 #define M_CMP(a,b)                      M_OP3(31, 0, 0, 0, 0, a, b)
379 #define M_CMPU(a,b)                     M_OP3(31, 32, 0, 0, 0, a, b)
380 #define M_CMPI(a,b)                     M_OP2_IMM(11, 0, a, b)
381 #define M_CMPUI(a,b)                    M_OP2_IMM(10, 0, a, b)
382
383 #define M_BLT(a)                        M_BC(12, 0, a, 0, 0)
384 #define M_BLE(a)                        M_BC(4,  1, a, 0, 0)
385 #define M_BGT(a)                        M_BC(12, 1, a, 0, 0)
386 #define M_BGE(a)                        M_BC(4,  0, a, 0, 0)
387 #define M_BEQ(a)                        M_BC(12, 2, a, 0, 0)
388 #define M_BNE(a)                        M_BC(4,  2, a, 0, 0)
389 #define M_BNAN(a)                       M_BC(12, 3, a, 0, 0)
390
391 #define M_FLD_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(48,a,b,disp)
392 #define M_DLD_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(50,a,b,disp)
393
394 #define M_FLD(a,b,disp) \
395     do { \
396         s4 lo = (short) (disp); \
397         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
398         if (hi == 0) { \
399             M_FLD_INTERN(a,b,lo); \
400         } else { \
401             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
402             M_FLD_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
403         } \
404     } while (0)
405
406 #define M_DLD(a,b,disp) \
407     do { \
408         s4 lo = (short) (disp); \
409         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
410         if (hi == 0) { \
411             M_DLD_INTERN(a,b,lo); \
412         } else { \
413             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
414             M_DLD_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
415         } \
416     } while (0)
417
418 #define M_FST_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(52,a,b,disp)
419 #define M_DST_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(54,a,b,disp)
420
421 #define M_FST(a,b,disp) \
422     do { \
423         s4 lo = (short) (disp); \
424         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
425         if (hi == 0) { \
426             M_FST_INTERN(a,b,lo); \
427         } else { \
428             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
429             M_FST_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
430         } \
431     } while (0)
432
433 #define M_DST(a,b,disp) \
434     do { \
435         s4 lo = (short) (disp); \
436         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
437         if (hi == 0) { \
438             M_DST_INTERN(a,b,lo); \
439         } else { \
440             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
441             M_DST_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
442         } \
443     } while (0)
444
445 #define M_MFLR(a)                       M_OP3(31, 339, 0, 0, a, 8, 0)
446 #define M_MFXER(a)                      M_OP3(31, 339, 0, 0, a, 1, 0)
447 #define M_MFCTR(a)                      M_OP3(31, 339, 0, 0, a, 9, 0)
448 #define M_MTLR(a)                       M_OP3(31, 467, 0, 0, a, 8, 0)
449 #define M_MTXER(a)                      M_OP3(31, 467, 0, 0, a, 1, 0)
450 #define M_MTCTR(a)                      M_OP3(31, 467, 0, 0, a, 9, 0)
451
452 #define M_LDA_INTERN(a,b,c)             M_IADD_IMM(b, c, a)
453
454 #define M_LDA(a,b,disp) \
455     do { \
456         s4 lo = (short) (disp); \
457         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
458         if (hi == 0) { \
459             M_LDA_INTERN(a,b,lo); \
460         } else { \
461             M_ADDIS(b,hi,a); \
462             M_LDA_INTERN(a,a,lo); \
463         } \
464     } while (0)
465
466
467 #define M_LDATST(a,b,c)                 M_ADDICTST(b, c, a)
468 #define M_CLR(a)                        M_IADD_IMM(0, 0, a)
469 #define M_AADD_IMM(a,b,c)               M_IADD_IMM(a, b, c)
470
471 #endif /* _CODEGEN_H */
472
473
474 /*
475  * These are local overrides for various environment variables in Emacs.
476  * Please do not remove this and leave it at the end of the file, where
477  * Emacs will automagically detect them.
478  * ---------------------------------------------------------------------
479  * Local variables:
480  * mode: c
481  * indent-tabs-mode: t
482  * c-basic-offset: 4
483  * tab-width: 4
484  * End:
485  */