* Merged in twisti-branch.
[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 7592 2007-03-28 20:12:33Z 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 /* macros to create code ******************************************************/
130
131 #define M_OP3(opcode,y,oe,rc,d,a,b) \
132     do { \
133         *((u4 *) cd->mcodeptr) = (((opcode) << 26) | ((d) << 21) | ((a) << 16) | ((b) << 11) | ((oe) << 10) | ((y) << 1) | (rc)); \
134         cd->mcodeptr += 4; \
135     } while (0)
136
137 #define M_OP3_GET_A(x)                (((x) >> 16) & 0x1f  )
138 #define M_OP3_GET_B(x)                (((x) >> 11) & 0x1f  )
139
140
141 #define M_OP4(x,y,rc,d,a,b,c) \
142     do { \
143         *((u4 *) cd->mcodeptr) = (((x) << 26) | ((d) << 21) | ((a) << 16) | ((b) << 11) | ((c) << 6) | ((y) << 1) | (rc)); \
144         cd->mcodeptr += 4; \
145     } while (0)
146
147
148 #define M_OP2_IMM(x,d,a,i) \
149     do { \
150         *((u4 *) cd->mcodeptr) = (((x) << 26) | ((d) << 21) | ((a) << 16) | ((i) & 0xffff)); \
151         cd->mcodeptr += 4; \
152     } while (0)
153
154 #define M_INSTR_OP2_IMM_D(x)            (((x) >> 21) & 0x1f  )
155 #define M_INSTR_OP2_IMM_A(x)            (((x) >> 16) & 0x1f  )
156 #define M_INSTR_OP2_IMM_I(x)            ( (x)        & 0xffff)
157
158
159 #define M_BMASK     0x03fffffc                      /* (((1 << 26) - 1) & ~3) */
160 #define M_BCMASK    0x0000fffc                      /* (((1 << 16) - 1) & ~3) */
161
162 #define M_B(LI,AA,LK) \
163     do { \
164         *((u4 *) cd->mcodeptr) = ((18 << 26) | ((((LI) * 4) + 4) & M_BMASK) | ((AA) << 1) | (LK)); \
165         cd->mcodeptr += 4; \
166     } while (0)
167
168 #define M_BC(BO,BI,BD,AA,LK) \
169     do { \
170         *((u4 *) cd->mcodeptr) = ((16 << 26) | ((BO) << 21) | ((BI) << 16) | ((((BD) * 4) + 4) & M_BCMASK) | ((AA) << 1) | (LK)); \
171         cd->mcodeptr += 4; \
172     } while (0)
173
174
175 /* instruction macros *********************************************************/
176
177 #define M_IADD(a,b,c)                   M_OP3(31, 266, 0, 0, c, a, b)
178 #define M_IADD_IMM(a,b,c)               M_OP2_IMM(14, c, a, b)
179 #define M_ADDC(a,b,c)                   M_OP3(31, 10, 0, 0, c, a, b)
180 #define M_ADDIC(a,b,c)                  M_OP2_IMM(12, c, a, b)
181 #define M_ADDICTST(a,b,c)               M_OP2_IMM(13, c, a, b)
182 #define M_ADDE(a,b,c)                   M_OP3(31, 138, 0, 0, c, a, b)
183 #define M_ADDZE(a,b)                    M_OP3(31, 202, 0, 0, b, a, 0)
184 #define M_ADDME(a,b)                    M_OP3(31, 234, 0, 0, b, a, 0)
185 #define M_ISUB(a,b,c)                   M_OP3(31, 40, 0, 0, c, b, a)
186 #define M_ISUBTST(a,b,c)                M_OP3(31, 40, 0, 1, c, b, a)
187 #define M_SUBC(a,b,c)                   M_OP3(31, 8, 0, 0, c, b, a)
188 #define M_SUBIC(a,b,c)                  M_OP2_IMM(8, c, b, a)
189 #define M_SUBE(a,b,c)                   M_OP3(31, 136, 0, 0, c, b, a)
190 #define M_SUBZE(a,b)                    M_OP3(31, 200, 0, 0, b, a, 0)
191 #define M_SUBME(a,b)                    M_OP3(31, 232, 0, 0, b, a, 0)
192
193 #define M_AND(a,b,c)                    M_OP3(31, 28, 0, 0, a, c, b)
194 #define M_AND_IMM(a,b,c)                M_OP2_IMM(28, a, c, b)
195 #define M_ANDIS(a,b,c)                  M_OP2_IMM(29, a, c, b)
196 #define M_OR(a,b,c)                     M_OP3(31, 444, 0, 0, a, c, b)
197 #define M_OR_TST(a,b,c)                 M_OP3(31, 444, 0, 1, a, c, b)
198 #define M_OR_IMM(a,b,c)                 M_OP2_IMM(24, a, c, b)
199 #define M_ORIS(a,b,c)                   M_OP2_IMM(25, a, c, b)
200 #define M_XOR(a,b,c)                    M_OP3(31, 316, 0, 0, a, c, b)
201 #define M_XOR_IMM(a,b,c)                M_OP2_IMM(26, a, c, b)
202 #define M_XORIS(a,b,c)                  M_OP2_IMM(27, a, c, b)
203
204 #define M_SLL(a,b,c)                    M_OP3(31, 24, 0, 0, a, c, b)
205 #define M_SRL(a,b,c)                    M_OP3(31, 536, 0, 0, a, c, b)
206 #define M_SRA(a,b,c)                    M_OP3(31, 792, 0, 0, a, c, b)
207 #define M_SRA_IMM(a,b,c)                M_OP3(31, 824, 0, 0, a, c, b)
208
209 #define M_IMUL(a,b,c)                   M_OP3(31, 235, 0, 0, c, a, b)
210 #define M_IMUL_IMM(a,b,c)               M_OP2_IMM(7, c, a, b)
211 #define M_IDIV(a,b,c)                   M_OP3(31, 491, 0, 0, c, a, b)
212
213 #define M_NEG(a,b)                      M_OP3(31, 104, 0, 0, b, a, 0)
214 #define M_NOT(a,b)                      M_OP3(31, 124, 0, 0, a, b, a)
215
216 #define M_SUBFIC(a,b,c)                 M_OP2_IMM(8, c, a, b)
217 #define M_SUBFZE(a,b)                   M_OP3(31, 200, 0, 0, b, a, 0)
218 #define M_RLWINM(a,b,c,d,e)             M_OP4(21, d, 0, a, e, b, c)
219 #define M_ADDZE(a,b)                    M_OP3(31, 202, 0, 0, b, a, 0)
220 #define M_SLL_IMM(a,b,c)                M_RLWINM(a,b,0,31-(b),c)
221 #define M_SRL_IMM(a,b,c)                M_RLWINM(a,32-(b),b,31,c)
222 #define M_ADDIS(a,b,c)                  M_OP2_IMM(15, c, a, b)
223 #define M_STFIWX(a,b,c)                 M_OP3(31, 983, 0, 0, a, b, c)
224 #define M_LWZX(a,b,c)                   M_OP3(31, 23, 0, 0, a, b, c)
225 #define M_LHZX(a,b,c)                   M_OP3(31, 279, 0, 0, a, b, c)
226 #define M_LHAX(a,b,c)                   M_OP3(31, 343, 0, 0, a, b, c)
227 #define M_LBZX(a,b,c)                   M_OP3(31, 87, 0, 0, a, b, c)
228 #define M_LFSX(a,b,c)                   M_OP3(31, 535, 0, 0, a, b, c)
229 #define M_LFDX(a,b,c)                   M_OP3(31, 599, 0, 0, a, b, c)
230 #define M_STWX(a,b,c)                   M_OP3(31, 151, 0, 0, a, b, c)
231 #define M_STHX(a,b,c)                   M_OP3(31, 407, 0, 0, a, b, c)
232 #define M_STBX(a,b,c)                   M_OP3(31, 215, 0, 0, a, b, c)
233 #define M_STFSX(a,b,c)                  M_OP3(31, 663, 0, 0, a, b, c)
234 #define M_STFDX(a,b,c)                  M_OP3(31, 727, 0, 0, a, b, c)
235
236 #define M_STWU_INTERN(a,b,disp)         M_OP2_IMM(37,a,b,disp)
237
238 #define M_STWU(a,b,disp) \
239     do { \
240         s4 lo = (disp) & 0x0000ffff; \
241         s4 hi = ((disp) >> 16); \
242         if (((disp) >= -32678) && ((disp) <= 32767)) { \
243             M_STWU_INTERN(a,b,lo); \
244         } else { \
245             M_ADDIS(REG_ZERO,hi,REG_ITMP3); \
246             M_OR_IMM(REG_ITMP3,lo,REG_ITMP3); \
247             M_STWUX(REG_SP,REG_SP,REG_ITMP3); \
248         } \
249     } while (0)
250
251 #define M_STWUX(a,b,c)                  M_OP3(31,183,0,0,a,b,c)
252
253 #define M_LDAH(a,b,c)                   M_ADDIS(b, c, a)
254
255 #define M_TRAP                          M_OP3(31, 4, 0, 0, 31, 0, 0)
256 #define M_TRAPGEU(a,b)                  M_OP3(31, 4, 0, 0, 5, a, b)
257
258 #define M_NOP                           M_OR_IMM(0, 0, 0)
259 #define M_MOV(a,b)                      M_OR(a, a, b)
260 #define M_TST(a)                        M_OP3(31, 444, 0, 1, a, a, a)
261
262 #define M_DADD(a,b,c)                   M_OP3(63, 21, 0, 0, c, a, b)
263 #define M_FADD(a,b,c)                   M_OP3(59, 21, 0, 0, c, a, b)
264 #define M_DSUB(a,b,c)                   M_OP3(63, 20, 0, 0, c, a, b)
265 #define M_FSUB(a,b,c)                   M_OP3(59, 20, 0, 0, c, a, b)
266 #define M_DMUL(a,b,c)                   M_OP4(63, 25, 0, c, a, 0, b)
267 #define M_FMUL(a,b,c)                   M_OP4(59, 25, 0, c, a, 0, b)
268 #define M_DDIV(a,b,c)                   M_OP3(63, 18, 0, 0, c, a, b)
269 #define M_FDIV(a,b,c)                   M_OP3(59, 18, 0, 0, c, a, b)
270
271 #define M_FABS(a,b)                     M_OP3(63, 264, 0, 0, b, 0, a)
272 #define M_CVTDL(a,b)                    M_OP3(63, 14, 0, 0, b, 0, a)
273 #define M_CVTDL_C(a,b)                  M_OP3(63, 15, 0, 0, b, 0, a)
274 #define M_CVTDF(a,b)                    M_OP3(63, 12, 0, 0, b, 0, a)
275 #define M_FMOV(a,b)                     M_OP3(63, 72, 0, 0, b, 0, a)
276 #define M_FMOVN(a,b)                    M_OP3(63, 40, 0, 0, b, 0, a)
277 #define M_DSQRT(a,b)                    M_OP3(63, 22, 0, 0, b, 0, a)
278 #define M_FSQRT(a,b)                    M_OP3(59, 22, 0, 0, b, 0, a)
279
280 #define M_FCMPU(a,b)                    M_OP3(63, 0, 0, 0, 0, a, b)
281 #define M_FCMPO(a,b)                    M_OP3(63, 32, 0, 0, 0, a, b)
282
283 #define M_BLDU(a,b,c)                   M_OP2_IMM(34, a, b, c)
284 #define M_SLDU(a,b,c)                   M_OP2_IMM(40, a, b, c)
285
286 #define M_ILD_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(32,a,b,disp)
287
288 #define M_ILD(a,b,disp) \
289     do { \
290         s4 lo = (short) (disp); \
291         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
292         if (hi == 0) { \
293             M_ILD_INTERN(a,b,lo); \
294         } else { \
295             M_ADDIS(b,hi,a); \
296             M_ILD_INTERN(a,a,lo); \
297         } \
298     } while (0)
299
300 #define M_LLD_INTERN(a,b,disp) \
301     do { \
302         M_ILD_INTERN(GET_HIGH_REG(a), b, disp); \
303         M_ILD_INTERN(GET_LOW_REG(a), b, disp + 4); \
304     } while (0)
305
306 #define M_LLD(a,b,disp) \
307     do { \
308         s4 lo = (short) (disp); \
309         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
310         if (hi == 0) { \
311             M_LLD_INTERN(a,b,lo); \
312         } else { \
313             M_ADDIS(b,hi,a); \
314             M_LLD_INTERN(a,GET_LOW_REG(a),lo); \
315         } \
316     } while (0)
317
318 #define M_ALD_INTERN(a,b,disp)          M_ILD_INTERN(a,b,disp)
319 #define M_ALD(a,b,disp)                 M_ILD(a,b,disp)
320
321 #define M_BST(a,b,c)                    M_OP2_IMM(38, a, b, c)
322 #define M_SST(a,b,c)                    M_OP2_IMM(44, a, b, c)
323
324 #define M_IST_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(36,a,b,disp)
325
326 /* Stores with displacement overflow should only happen with PUTFIELD
327    or on the stack. The PUTFIELD instruction does not use REG_ITMP3
328    and a reg_of_var call should not use REG_ITMP3!!! */
329
330 #define M_IST(a,b,disp) \
331     do { \
332         s4 lo = (short) (disp); \
333         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
334         if (hi == 0) { \
335             M_IST_INTERN(a,b,lo); \
336         } else { \
337             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
338             M_IST_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
339         } \
340     } while (0)
341
342 #define M_LST_INTERN(a,b,disp) \
343     do { \
344         M_IST_INTERN(GET_HIGH_REG(a), b, disp); \
345         M_IST_INTERN(GET_LOW_REG(a), b, disp + 4); \
346     } while (0)
347
348 #define M_LST(a,b,disp) \
349     do { \
350         s4 lo = (short) (disp); \
351         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
352         if (hi == 0) { \
353             M_LST_INTERN(a,b,lo); \
354         } else { \
355             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
356             M_LST_INTERN(a,REG_ITMP3, lo); \
357         } \
358     } while (0)
359
360 #define M_AST_INTERN(a,b,disp)          M_IST_INTERN(a,b,disp)
361 #define M_AST(a,b,disp)                 M_IST(a,b,disp)
362
363 #define M_BSEXT(a,b)                    M_OP3(31, 954, 0, 0, a, b, 0)
364 #define M_SSEXT(a,b)                    M_OP3(31, 922, 0, 0, a, b, 0)
365 #define M_CZEXT(a,b)                    M_RLWINM(a,0,16,31,b)
366
367 #define M_BR(a)                         M_B(a, 0, 0)
368 #define M_BL(a)                         M_B(a, 0, 1)
369 #define M_RET                           M_OP3(19, 16, 0, 0, 20, 0, 0)
370 #define M_JSR                           M_OP3(19, 528, 0, 1, 20, 0, 0)
371 #define M_RTS                           M_OP3(19, 528, 0, 0, 20, 0, 0)
372
373 #define M_CMP(a,b)                      M_OP3(31, 0, 0, 0, 0, a, b)
374 #define M_CMPU(a,b)                     M_OP3(31, 32, 0, 0, 0, a, b)
375 #define M_CMPI(a,b)                     M_OP2_IMM(11, 0, a, b)
376 #define M_CMPUI(a,b)                    M_OP2_IMM(10, 0, a, b)
377
378 #define M_BLT(a)                        M_BC(12, 0, a, 0, 0)
379 #define M_BLE(a)                        M_BC(4,  1, a, 0, 0)
380 #define M_BGT(a)                        M_BC(12, 1, a, 0, 0)
381 #define M_BGE(a)                        M_BC(4,  0, a, 0, 0)
382 #define M_BEQ(a)                        M_BC(12, 2, a, 0, 0)
383 #define M_BNE(a)                        M_BC(4,  2, a, 0, 0)
384 #define M_BNAN(a)                       M_BC(12, 3, a, 0, 0)
385
386 #define M_FLD_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(48,a,b,disp)
387 #define M_DLD_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(50,a,b,disp)
388
389 #define M_FLD(a,b,disp) \
390     do { \
391         s4 lo = (short) (disp); \
392         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
393         if (hi == 0) { \
394             M_FLD_INTERN(a,b,lo); \
395         } else { \
396             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
397             M_FLD_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
398         } \
399     } while (0)
400
401 #define M_DLD(a,b,disp) \
402     do { \
403         s4 lo = (short) (disp); \
404         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
405         if (hi == 0) { \
406             M_DLD_INTERN(a,b,lo); \
407         } else { \
408             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
409             M_DLD_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
410         } \
411     } while (0)
412
413 #define M_FST_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(52,a,b,disp)
414 #define M_DST_INTERN(a,b,disp)          M_OP2_IMM(54,a,b,disp)
415
416 #define M_FST(a,b,disp) \
417     do { \
418         s4 lo = (short) (disp); \
419         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
420         if (hi == 0) { \
421             M_FST_INTERN(a,b,lo); \
422         } else { \
423             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
424             M_FST_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
425         } \
426     } while (0)
427
428 #define M_DST(a,b,disp) \
429     do { \
430         s4 lo = (short) (disp); \
431         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
432         if (hi == 0) { \
433             M_DST_INTERN(a,b,lo); \
434         } else { \
435             M_ADDIS(b,hi,REG_ITMP3); \
436             M_DST_INTERN(a,REG_ITMP3,lo); \
437         } \
438     } while (0)
439
440 #define M_MFLR(a)                       M_OP3(31, 339, 0, 0, a, 8, 0)
441 #define M_MFXER(a)                      M_OP3(31, 339, 0, 0, a, 1, 0)
442 #define M_MFCTR(a)                      M_OP3(31, 339, 0, 0, a, 9, 0)
443 #define M_MTLR(a)                       M_OP3(31, 467, 0, 0, a, 8, 0)
444 #define M_MTXER(a)                      M_OP3(31, 467, 0, 0, a, 1, 0)
445 #define M_MTCTR(a)                      M_OP3(31, 467, 0, 0, a, 9, 0)
446
447 #define M_LDA_INTERN(a,b,c)             M_IADD_IMM(b, c, a)
448
449 #define M_LDA(a,b,disp) \
450     do { \
451         s4 lo = (short) (disp); \
452         s4 hi = (short) (((disp) - lo) >> 16); \
453         if (hi == 0) { \
454             M_LDA_INTERN(a,b,lo); \
455         } else { \
456             M_ADDIS(b,hi,a); \
457             M_LDA_INTERN(a,a,lo); \
458         } \
459     } while (0)
460
461
462 #define M_LDATST(a,b,c)                 M_ADDICTST(b, c, a)
463 #define M_CLR(a)                        M_IADD_IMM(0, 0, a)
464 #define M_AADD_IMM(a,b,c)               M_IADD_IMM(a, b, c)
465
466 #endif /* _CODEGEN_H */
467
468
469 /*
470  * These are local overrides for various environment variables in Emacs.
471  * Please do not remove this and leave it at the end of the file, where
472  * Emacs will automagically detect them.
473  * ---------------------------------------------------------------------
474  * Local variables:
475  * mode: c
476  * indent-tabs-mode: t
477  * c-basic-offset: 4
478  * tab-width: 4
479  * End:
480  */