src/vm/jit/x86_64/codegen.h

   1 /* src/vm/jit/x86_64/codegen.h - code generation macros for x86_64
   2
   3    Copyright (C) 1996-2005, 2006, 2007 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 */
  26
  27
  28 #ifndef _CODEGEN_H
  29 #define _CODEGEN_H
  30
  31 #include "config.h"
  32
  33 #include <ucontext.h>
  34
  35 #include "vm/types.h"
  36
  37 #include "vm/jit/x86_64/emit.h"
  38
  39 #include "vm/jit/jit.h"
  40
  41
  42 /* additional functions and macros to generate code ***************************/
  43
  44 /* MCODECHECK(icnt) */
  45
  46 #define MCODECHECK(icnt) \
  47     do { \
  48         if ((cd->mcodeptr + (icnt)) > cd->mcodeend) \
  49             codegen_increase(cd); \
  50     } while (0)
  51
  52
  53 #define ALIGNCODENOP \
  54     do { \
  55         for (s1 = 0; s1 < (s4) (((ptrint) cd->mcodeptr) & 7); s1++) \
  56             M_NOP; \
  57     } while (0)
  58
  59
  60 /* M_INTMOVE:
  61     generates an integer-move from register a to b.
  62     if a and b are the same int-register, no code will be generated.
  63 */
  64
  65 #define M_INTMOVE(reg,dreg) \
  66     do { \
  67         if ((reg) != (dreg)) { \
  68             M_MOV(reg, dreg); \
  69         } \
  70     } while (0)
  71
  72
  73 /* M_FLTMOVE:
  74     generates a floating-point-move from register a to b.
  75     if a and b are the same float-register, no code will be generated
  76 */
  77
  78 #define M_FLTMOVE(reg,dreg) \
  79     do { \
  80         if ((reg) != (dreg)) { \
  81             M_FMOV(reg, dreg); \
  82         } \
  83     } while (0)
  84
  85
  86 #define ICONST(r,c) \
  87     do { \
  88         if ((c) == 0) \
  89             M_CLR((d)); \
  90         else \
  91             M_IMOV_IMM((c), (d)); \
  92     } while (0)
  93 /*     do { \ */
  94 /*        M_IMOV_IMM((c), (d)); \ */
  95 /*     } while (0) */
  96
  97
  98 #define LCONST(r,c) \
  99     do { \
 100         if ((c) == 0) \
 101             M_CLR((d)); \
 102         else \
 103             M_MOV_IMM((c), (d)); \
 104     } while (0)
 105
 106
 107 /* branch defines *************************************************************/
 108
 109 #define BRANCH_UNCONDITIONAL_SIZE    5  /* size in bytes of a branch          */
 110 #define BRANCH_CONDITIONAL_SIZE      6  /* size in bytes of a branch          */
 111
 112 #define BRANCH_NOPS \
 113     do { \
 114         M_NOP; \
 115         M_NOP; \
 116         M_NOP; \
 117         M_NOP; \
 118         M_NOP; \
 119         M_NOP; \
 120     } while (0)
 121
 122
 123 /* patcher defines ************************************************************/
 124
 125 #define PATCHER_CALL_SIZE    2          /* size in bytes of a patcher call    */
 126
 127 #define PATCHER_NOPS \
 128     do { \
 129         M_NOP; \
 130         M_NOP; \
 131     } while (0)
 132
 133
 134 /* stub defines ***************************************************************/
 135
 136 #define COMPILERSTUB_CODESIZE    8
 137
 138
 139 /* macros to create code ******************************************************/
 140
 141 #define M_BYTE1(a) \
 142     do { \
 143         *(cd->mcodeptr) = (a); \
 144         cd->mcodeptr++; \
 145     } while (0)
 146
 147
 148 #define M_BYTE2(a, b) \
 149     do { \
 150         M_BYTE1(a); \
 151         M_BYTE1(b); \
 152     } while (0)
 153
 154
 155 #define M_MOV(a,b)              emit_mov_reg_reg(cd, (a), (b))
 156 #define M_MOV_IMM(a,b)          emit_mov_imm_reg(cd, (u8) (a), (b))
 157
 158 #define M_IMOV(a,b)             emit_movl_reg_reg(cd, (a), (b))
 159 #define M_IMOV_IMM(a,b)         emit_movl_imm_reg(cd, (u4) (a), (b))
 160
 161 #define M_FMOV(a,b)             emit_movq_reg_reg(cd, (a), (b))
 162
 163 #define M_ILD(a,b,disp)         emit_movl_membase_reg(cd, (b), (disp), (a))
 164 #define M_LLD(a,b,disp)         emit_mov_membase_reg(cd, (b), (disp), (a))
 165
 166 #define M_ILD32(a,b,disp)       emit_movl_membase32_reg(cd, (b), (disp), (a))
 167 #define M_LLD32(a,b,disp)       emit_mov_membase32_reg(cd, (b), (disp), (a))
 168
 169 #define M_IST(a,b,disp)         emit_movl_reg_membase(cd, (a), (b), (disp))
 170 #define M_LST(a,b,disp)         emit_mov_reg_membase(cd, (a), (b), (disp))
 171
 172 #define M_IST_IMM(a,b,disp)     emit_movl_imm_membase(cd, (a), (b), (disp))
 173 #define M_LST_IMM32(a,b,disp)   emit_mov_imm_membase(cd, (a), (b), (disp))
 174
 175 #define M_IST32(a,b,disp)       emit_movl_reg_membase32(cd, (a), (b), (disp))
 176 #define M_LST32(a,b,disp)       emit_mov_reg_membase32(cd, (a), (b), (disp))
 177
 178 #define M_IST32_IMM(a,b,disp)   emit_movl_imm_membase32(cd, (a), (b), (disp))
 179 #define M_LST32_IMM32(a,b,disp) emit_mov_imm_membase32(cd, (a), (b), (disp))
 180
 181 #define M_IADD(a,b)             emit_alul_reg_reg(cd, ALU_ADD, (a), (b))
 182 #define M_ISUB(a,b)             emit_alul_reg_reg(cd, ALU_SUB, (a), (b))
 183 #define M_IMUL(a,b)             emit_imull_reg_reg(cd, (a), (b))
 184
 185 #define M_IADD_IMM(a,b)         emit_alul_imm_reg(cd, ALU_ADD, (a), (b))
 186 #define M_ISUB_IMM(a,b)         emit_alul_imm_reg(cd, ALU_SUB, (a), (b))
 187 #define M_IMUL_IMM(a,b,c)       emit_imull_imm_reg_reg(cd, (b), (a), (c))
 188
 189 #define M_LADD(a,b)             emit_alu_reg_reg(cd, ALU_ADD, (a), (b))
 190 #define M_LSUB(a,b)             emit_alu_reg_reg(cd, ALU_SUB, (a), (b))
 191 #define M_LMUL(a,b)             emit_imul_reg_reg(cd, (a), (b))
 192
 193 #define M_LADD_IMM(a,b)         emit_alu_imm_reg(cd, ALU_ADD, (a), (b))
 194 #define M_LSUB_IMM(a,b)         emit_alu_imm_reg(cd, ALU_SUB, (a), (b))
 195 #define M_LMUL_IMM(a,b,c)       emit_imul_imm_reg_reg(cd, (b), (a), (c))
 196
 197 #define M_IINC(a)               emit_incl_reg(cd, (a))
 198 #define M_LINC(a)               emit_incq_reg(cd, (a))
 199 #define M_IDEC(a)               emit_decl_reg(cd, (a))
 200
 201 #define M_ALD(a,b,disp) \
 202     do { \
 203         if (b == RIP) \
 204             M_LLD(a, b, disp + -((cd->mcodeptr + 7) - cd->mcodebase)); \
 205         else \
 206             M_LLD(a, b, disp); \
 207     } while (0)
 208
 209 #define M_ALD32(a,b,disp)       M_LLD32(a,b,disp)
 210
 211 #define M_ALD_MEM(a,disp)       emit_mov_mem_reg(cd, (disp), (a))
 212
 213 #define M_ALD_MEM_GET_OPC(p)     (  *(        (p) + 1))
 214 #define M_ALD_MEM_GET_MOD(p)     (((*(        (p) + 2)) >> 6) & 0x03)
 215 #define M_ALD_MEM_GET_REG(p)    ((((*(        (p) + 2)) >> 3) & 0x07) + (((*(p) >> 2) & 0x01) << 3))
 216 #define M_ALD_MEM_GET_RM(p)      (((*(        (p) + 2))     ) & 0x07)
 217 #define M_ALD_MEM_GET_DISP(p)    (  *((u4 *) ((p) + 4)))
 218
 219 #define M_AST(a,b,c)            M_LST(a,b,c)
 220 #define M_AST_IMM32(a,b,c)      M_LST_IMM32(a,b,c)
 221
 222 #define M_AADD(a,b)             M_LADD(a,b)
 223 #define M_AADD_IMM(a,b)         M_LADD_IMM(a,b)
 224 #define M_ASUB_IMM(a,b)         M_LSUB_IMM(a,b)
 225
 226 #define M_ISUB_IMM32(a,b)       emit_alul_imm32_reg(cd, ALU_SUB, (a), (b))
 227
 228 #define M_LADD_IMM32(a,b)       emit_alu_imm32_reg(cd, ALU_ADD, (a), (b))
 229 #define M_LSUB_IMM32(a,b)       emit_alu_imm32_reg(cd, ALU_SUB, (a), (b))
 230
 231 #define M_AADD_IMM32(a,b)       M_LADD_IMM32(a,b)
 232
 233 #define M_ILEA(a,b,c)           emit_leal_membase_reg(cd, (a), (b), (c))
 234 #define M_LLEA(a,b,c)           emit_lea_membase_reg(cd, (a), (b), (c))
 235 #define M_ALEA(a,b,c)           M_LLEA(a,b,c)
 236
 237 #define M_INEG(a)               emit_negl_reg(cd, (a))
 238 #define M_LNEG(a)               emit_neg_reg(cd, (a))
 239
 240 #define M_IAND(a,b)             emit_alul_reg_reg(cd, ALU_AND, (a), (b))
 241 #define M_IOR(a,b)              emit_alul_reg_reg(cd, ALU_OR, (a), (b))
 242 #define M_IXOR(a,b)             emit_alul_reg_reg(cd, ALU_XOR, (a), (b))
 243
 244 #define M_IAND_IMM(a,b)         emit_alul_imm_reg(cd, ALU_AND, (a), (b))
 245 #define M_IOR_IMM(a,b)          emit_alul_imm_reg(cd, ALU_OR, (a), (b))
 246 #define M_IXOR_IMM(a,b)         emit_alul_imm_reg(cd, ALU_XOR, (a), (b))
 247
 248 #define M_LAND(a,b)             emit_alu_reg_reg(cd, ALU_AND, (a), (b))
 249 #define M_LOR(a,b)              emit_alu_reg_reg(cd, ALU_OR, (a), (b))
 250 #define M_LXOR(a,b)             emit_alu_reg_reg(cd, ALU_XOR, (a), (b))
 251
 252 #define M_LAND_IMM(a,b)         emit_alu_imm_reg(cd, ALU_AND, (a), (b))
 253 #define M_LOR_IMM(a,b)          emit_alu_imm_reg(cd, ALU_OR, (a), (b))
 254 #define M_LXOR_IMM(a,b)         emit_alu_imm_reg(cd, ALU_XOR, (a), (b))
 255
 256 #define M_BSEXT(a,b)            emit_movsbq_reg_reg(cd, (a), (b))
 257 #define M_SSEXT(a,b)            emit_movswq_reg_reg(cd, (a), (b))
 258 #define M_ISEXT(a,b)            emit_movslq_reg_reg(cd, (a), (b))
 259
 260 #define M_CZEXT(a,b)            emit_movzwq_reg_reg(cd, (a), (b))
 261
 262 #define M_ISLL_IMM(a,b)         emit_shiftl_imm_reg(cd, SHIFT_SHL, (a), (b))
 263 #define M_ISRA_IMM(a,b)         emit_shiftl_imm_reg(cd, SHIFT_SAR, (a), (b))
 264 #define M_ISRL_IMM(a,b)         emit_shiftl_imm_reg(cd, SHIFT_SHR, (a), (b))
 265
 266 #define M_LSLL_IMM(a,b)         emit_shift_imm_reg(cd, SHIFT_SHL, (a), (b))
 267 #define M_LSRA_IMM(a,b)         emit_shift_imm_reg(cd, SHIFT_SAR, (a), (b))
 268 #define M_LSRL_IMM(a,b)         emit_shift_imm_reg(cd, SHIFT_SHR, (a), (b))
 269
 270 #define M_TEST(a)               emit_test_reg_reg(cd, (a), (a))
 271 #define M_ITEST(a)              emit_testl_reg_reg(cd, (a), (a))
 272
 273 #define M_LCMP(a,b)             emit_alu_reg_reg(cd, ALU_CMP, (a), (b))
 274 #define M_LCMP_IMM(a,b)         emit_alu_imm_reg(cd, ALU_CMP, (a), (b))
 275 #define M_LCMP_IMM_MEMBASE(a,b,c) emit_alu_imm_membase(cd, ALU_CMP, (a), (b), (c))
 276 #define M_LCMP_MEMBASE(a,b,c)   emit_alu_membase_reg(cd, ALU_CMP, (a), (b), (c))
 277
 278 #define M_ICMP(a,b)             emit_alul_reg_reg(cd, ALU_CMP, (a), (b))
 279 #define M_ICMP_IMM(a,b)         emit_alul_imm_reg(cd, ALU_CMP, (a), (b))
 280 #define M_ICMP_IMM32(a,b)       emit_alul_imm32_reg(cd, ALU_CMP, (a), (b))
 281 #define M_ICMP_IMM_MEMBASE(a,b,c) emit_alul_imm_membase(cd, ALU_CMP, (a), (b), (c))
 282 #define M_ICMP_MEMBASE(a,b,c)   emit_alul_membase_reg(cd, ALU_CMP, (a), (b), (c))
 283
 284 #define M_BEQ(disp)             emit_jcc(cd, CC_E, (disp))
 285 #define M_BNE(disp)             emit_jcc(cd, CC_NE, (disp))
 286 #define M_BLT(disp)             emit_jcc(cd, CC_L, (disp))
 287 #define M_BLE(disp)             emit_jcc(cd, CC_LE, (disp))
 288 #define M_BGE(disp)             emit_jcc(cd, CC_GE, (disp))
 289 #define M_BGT(disp)             emit_jcc(cd, CC_G, (disp))
 290
 291 #define M_BULT(disp)            emit_jcc(cd, CC_B, (disp))
 292 #define M_BULE(disp)            emit_jcc(cd, CC_BE, (disp))
 293 #define M_BUGE(disp)            emit_jcc(cd, CC_AE, (disp))
 294 #define M_BUGT(disp)            emit_jcc(cd, CC_A, (disp))
 295
 296 #define M_SETNE(a)              emit_setcc_reg(cd, CC_NE, (a))
 297 #define M_SETULE(a)             emit_setcc_reg(cd, CC_BE, (a))
 298
 299 #define M_CMOVEQ(a,b)           emit_cmovcc_reg_reg(cd, CC_E, (a), (b))
 300 #define M_CMOVNE(a,b)           emit_cmovcc_reg_reg(cd, CC_NE, (a), (b))
 301 #define M_CMOVLT(a,b)           emit_cmovcc_reg_reg(cd, CC_L, (a), (b))
 302 #define M_CMOVLE(a,b)           emit_cmovcc_reg_reg(cd, CC_LE, (a), (b))
 303 #define M_CMOVGE(a,b)           emit_cmovcc_reg_reg(cd, CC_GE, (a), (b))
 304 #define M_CMOVGT(a,b)           emit_cmovcc_reg_reg(cd, CC_G, (a), (b))
 305
 306 #define M_CMOVULT(a,b)          emit_cmovcc_reg_reg(cd, CC_B, (a), (b))
 307 #define M_CMOVUGT(a,b)          emit_cmovcc_reg_reg(cd, CC_A, (a), (b))
 308 #define M_CMOVP(a,b)            emit_cmovcc_reg_reg(cd, CC_P, (a), (b))
 309
 310 #define M_PUSH(a)               emit_push_reg(cd, (a))
 311 #define M_PUSH_IMM(a)           emit_push_imm(cd, (a))
 312 #define M_POP(a)                emit_pop_reg(cd, (a))
 313
 314 #define M_JMP(a)                emit_jmp_reg(cd, (a))
 315 #define M_JMP_IMM(a)            emit_jmp_imm(cd, (a))
 316 #define M_JMP_IMM2(a)           emit_jmp_imm2(cd, (a))
 317 #define M_CALL(a)               emit_call_reg(cd, (a))
 318 #define M_CALL_IMM(a)           emit_call_imm(cd, (a))
 319 #define M_RET                   M_BYTE1(0xc3)
 320
 321 #define M_NOP                   M_BYTE1(0x90)
 322 #define M_UD2                   M_BYTE2(0x0f, 0x0b)
 323
 324 #define M_CLR(a)                M_LXOR(a,a)
 325
 326
 327 #define M_FLD(a,b,disp)         emit_movss_membase_reg(cd, (b), (disp), (a))
 328 #define M_DLD(a,b,disp)         emit_movsd_membase_reg(cd, (b), (disp), (a))
 329
 330 #define M_FLD32(a,b,disp)       emit_movss_membase32_reg(cd, (b), (disp), (a))
 331 #define M_DLD32(a,b,disp)       emit_movsd_membase32_reg(cd, (b), (disp), (a))
 332
 333 #define M_FST(a,b,disp)         emit_movss_reg_membase(cd, (a), (b), (disp))
 334 #define M_DST(a,b,disp)         emit_movsd_reg_membase(cd, (a), (b), (disp))
 335
 336 #define M_FST32(a,b,disp)       emit_movss_reg_membase32(cd, (a), (b), (disp))
 337 #define M_DST32(a,b,disp)       emit_movsd_reg_membase32(cd, (a), (b), (disp))
 338
 339 #define M_FADD(a,b)             emit_addss_reg_reg(cd, (a), (b))
 340 #define M_DADD(a,b)             emit_addsd_reg_reg(cd, (a), (b))
 341 #define M_FSUB(a,b)             emit_subss_reg_reg(cd, (a), (b))
 342 #define M_DSUB(a,b)             emit_subsd_reg_reg(cd, (a), (b))
 343 #define M_FMUL(a,b)             emit_mulss_reg_reg(cd, (a), (b))
 344 #define M_DMUL(a,b)             emit_mulsd_reg_reg(cd, (a), (b))
 345 #define M_FDIV(a,b)             emit_divss_reg_reg(cd, (a), (b))
 346 #define M_DDIV(a,b)             emit_divsd_reg_reg(cd, (a), (b))
 347
 348 #define M_CVTIF(a,b)            emit_cvtsi2ss_reg_reg(cd, (a), (b))
 349 #define M_CVTID(a,b)            emit_cvtsi2sd_reg_reg(cd, (a), (b))
 350 #define M_CVTLF(a,b)            emit_cvtsi2ssq_reg_reg(cd, (a), (b))
 351 #define M_CVTLD(a,b)            emit_cvtsi2sdq_reg_reg(cd, (a), (b))
 352 #define M_CVTFI(a,b)            emit_cvttss2si_reg_reg(cd, (a), (b))
 353 #define M_CVTDI(a,b)            emit_cvttsd2si_reg_reg(cd, (a), (b))
 354 #define M_CVTFL(a,b)            emit_cvttss2siq_reg_reg(cd, (a), (b))
 355 #define M_CVTDL(a,b)            emit_cvttsd2siq_reg_reg(cd, (a), (b))
 356
 357 #define M_CVTFD(a,b)            emit_cvtss2sd_reg_reg(cd, (a), (b))
 358 #define M_CVTDF(a,b)            emit_cvtsd2ss_reg_reg(cd, (a), (b))
 359
 360
 361 /* system instructions ********************************************************/
 362
 363 #define M_RDTSC                 emit_rdtsc(cd)
 364
 365 #define M_IINC_MEMBASE(a,b)     emit_incl_membase(cd, (a), (b))
 366 #define M_LINC_MEMBASE(a,b)     emit_incq_membase(cd, (a), (b))
 367
 368 #define M_IADD_MEMBASE(a,b,c)   emit_alul_reg_membase(cd, ALU_ADD, (a), (b), (c))
 369 #define M_IADC_MEMBASE(a,b,c)   emit_alul_reg_membase(cd, ALU_ADC, (a), (b), (c))
 370 #define M_ISUB_MEMBASE(a,b,c)   emit_alul_reg_membase(cd, ALU_SUB, (a), (b), (c))
 371 #define M_ISBB_MEMBASE(a,b,c)   emit_alul_reg_membase(cd, ALU_SBB, (a), (b), (c))
 372
 373
 374 #if defined(ENABLE_PROFILING)
 375
 376 #define PROFILE_CYCLE_START \
 377     do { \
 378         if (JITDATA_HAS_FLAG_INSTRUMENT(jd)) { \
 379             M_PUSH(RAX); \
 380             M_PUSH(RDX); \
 381             \
 382             M_MOV_IMM(code, REG_ITMP3); \
 383             M_RDTSC; \
 384             M_ISUB_MEMBASE(RAX, REG_ITMP3, OFFSET(codeinfo, cycles)); \
 385             M_ISBB_MEMBASE(RDX, REG_ITMP3, OFFSET(codeinfo, cycles) + 4); \
 386             \
 387             M_POP(RDX); \
 388             M_POP(RAX); \
 389         } \
 390     } while (0)
 391
 392 #define PROFILE_CYCLE_STOP \
 393     do { \
 394         if (JITDATA_HAS_FLAG_INSTRUMENT(jd)) { \
 395             M_PUSH(RAX); \
 396             M_PUSH(RDX); \
 397             \
 398             M_MOV_IMM(code, REG_ITMP3); \
 399             M_RDTSC; \
 400             M_IADD_MEMBASE(RAX, REG_ITMP3, OFFSET(codeinfo, cycles)); \
 401             M_IADC_MEMBASE(RDX, REG_ITMP3, OFFSET(codeinfo, cycles) + 4); \
 402             \
 403             M_POP(RDX); \
 404             M_POP(RAX); \
 405         } \
 406     } while (0)
 407
 408 #else
 409
 410 #define PROFILE_CYCLE_START
 411 #define PROFILE_CYCLE_STOP
 412
 413 #endif
 414
 415 #endif /* _CODEGEN_H */
 416
 417
 418 /*
 419  * These are local overrides for various environment variables in Emacs.
 420  * Please do not remove this and leave it at the end of the file, where
 421  * Emacs will automagically detect them.
 422  * ---------------------------------------------------------------------
 423  * Local variables:
 424  * mode: c
 425  * indent-tabs-mode: t
 426  * c-basic-offset: 4
 427  * tab-width: 4
 428  * End:
 429  */