mono/arch/arm/arm-codegen.h

   1 /*
   2  * arm-codegen.h
   3  * Copyright (c) 2002-2003 Sergey Chaban <serge@wildwestsoftware.com>
   4  * Copyright 2005-2011 Novell Inc
   5  * Copyright 2011 Xamarin Inc
   6  */
   7
   8
   9 #ifndef ARM_H
  10 #define ARM_H
  11
  12 #ifdef __cplusplus
  13 extern "C" {
  14 #endif
  15
  16 typedef unsigned int arminstr_t;
  17 typedef unsigned int armword_t;
  18
  19 #if defined(_MSC_VER) || defined(__CC_NORCROFT)
  20         void __inline _arm_emit(arminstr_t** p, arminstr_t i) {**p = i; (*p)++;}
  21 #       define ARM_EMIT(p, i) _arm_emit((arminstr_t**)&p, (arminstr_t)(i))
  22 #else
  23 #       define ARM_EMIT(p, i) do { arminstr_t *__ainstrp = (void*)(p); *__ainstrp = (arminstr_t)(i); (p) = (void*)(__ainstrp+1);} while (0)
  24 #endif
  25
  26 #if defined(_MSC_VER) && !defined(ARM_NOIASM)
  27 #       define ARM_IASM(_expr) __emit (_expr)
  28 #else
  29 #       define ARM_IASM(_expr)
  30 #endif
  31
  32 /* even_scale = rot << 1 */
  33 #define ARM_SCALE(imm8, even_scale) ( ((imm8) >> (even_scale)) | ((imm8) << (32 - even_scale)) )
  34
  35
  36
  37 typedef enum {
  38         ARMREG_R0 = 0,
  39         ARMREG_R1,
  40         ARMREG_R2,
  41         ARMREG_R3,
  42         ARMREG_R4,
  43         ARMREG_R5,
  44         ARMREG_R6,
  45         ARMREG_R7,
  46         ARMREG_R8,
  47         ARMREG_R9,
  48         ARMREG_R10,
  49         ARMREG_R11,
  50         ARMREG_R12,
  51         ARMREG_R13,
  52         ARMREG_R14,
  53         ARMREG_R15,
  54
  55
  56         /* aliases */
  57         /* args */
  58         ARMREG_A1 = ARMREG_R0,
  59         ARMREG_A2 = ARMREG_R1,
  60         ARMREG_A3 = ARMREG_R2,
  61         ARMREG_A4 = ARMREG_R3,
  62
  63         /* local vars */
  64         ARMREG_V1 = ARMREG_R4,
  65         ARMREG_V2 = ARMREG_R5,
  66         ARMREG_V3 = ARMREG_R6,
  67         ARMREG_V4 = ARMREG_R7,
  68         ARMREG_V5 = ARMREG_R8,
  69         ARMREG_V6 = ARMREG_R9,
  70         ARMREG_V7 = ARMREG_R10,
  71
  72         ARMREG_FP = ARMREG_R11,
  73         ARMREG_IP = ARMREG_R12,
  74         ARMREG_SP = ARMREG_R13,
  75         ARMREG_LR = ARMREG_R14,
  76         ARMREG_PC = ARMREG_R15,
  77
  78         /* co-processor */
  79         ARMREG_CR0 = 0,
  80         ARMREG_CR1,
  81         ARMREG_CR2,
  82         ARMREG_CR3,
  83         ARMREG_CR4,
  84         ARMREG_CR5,
  85         ARMREG_CR6,
  86         ARMREG_CR7,
  87         ARMREG_CR8,
  88         ARMREG_CR9,
  89         ARMREG_CR10,
  90         ARMREG_CR11,
  91         ARMREG_CR12,
  92         ARMREG_CR13,
  93         ARMREG_CR14,
  94         ARMREG_CR15,
  95
  96         /* XScale: acc0 on CP0 */
  97         ARMREG_ACC0 = ARMREG_CR0,
  98
  99         ARMREG_MAX = ARMREG_R15
 100 } ARMReg;
 101
 102 /* number of argument registers */
 103 #define ARM_NUM_ARG_REGS 4
 104
 105 /* bitvector for all argument regs (A1-A4) */
 106 #define ARM_ALL_ARG_REGS \
 107         (1 << ARMREG_A1) | (1 << ARMREG_A2) | (1 << ARMREG_A3) | (1 << ARMREG_A4)
 108
 109
 110 typedef enum {
 111         ARMCOND_EQ = 0x0,          /* Equal; Z = 1 */
 112         ARMCOND_NE = 0x1,          /* Not equal, or unordered; Z = 0 */
 113         ARMCOND_CS = 0x2,          /* Carry set; C = 1 */
 114         ARMCOND_HS = ARMCOND_CS,   /* Unsigned higher or same; */
 115         ARMCOND_CC = 0x3,          /* Carry clear; C = 0 */
 116         ARMCOND_LO = ARMCOND_CC,   /* Unsigned lower */
 117         ARMCOND_MI = 0x4,          /* Negative; N = 1 */
 118         ARMCOND_PL = 0x5,          /* Positive or zero; N = 0 */
 119         ARMCOND_VS = 0x6,          /* Overflow; V = 1 */
 120         ARMCOND_VC = 0x7,          /* No overflow; V = 0 */
 121         ARMCOND_HI = 0x8,          /* Unsigned higher; C = 1 && Z = 0 */
 122         ARMCOND_LS = 0x9,          /* Unsigned lower or same; C = 0 || Z = 1 */
 123         ARMCOND_GE = 0xA,          /* Signed greater than or equal; N = V */
 124         ARMCOND_LT = 0xB,          /* Signed less than; N != V */
 125         ARMCOND_GT = 0xC,          /* Signed greater than; Z = 0 && N = V */
 126         ARMCOND_LE = 0xD,          /* Signed less than or equal; Z = 1 && N != V */
 127         ARMCOND_AL = 0xE,          /* Always */
 128         ARMCOND_NV = 0xF,          /* Never */
 129
 130         ARMCOND_SHIFT = 28
 131 } ARMCond;
 132
 133 #define ARMCOND_MASK (ARMCOND_NV << ARMCOND_SHIFT)
 134
 135 #define ARM_DEF_COND(cond) (((cond) & 0xF) << ARMCOND_SHIFT)
 136
 137
 138
 139 typedef enum {
 140         ARMSHIFT_LSL = 0,
 141         ARMSHIFT_LSR = 1,
 142         ARMSHIFT_ASR = 2,
 143         ARMSHIFT_ROR = 3,
 144
 145         ARMSHIFT_ASL = ARMSHIFT_LSL
 146         /* rrx = (ror, 1) */
 147 } ARMShiftType;
 148
 149
 150 typedef struct {
 151         armword_t PSR_c : 8;
 152         armword_t PSR_x : 8;
 153         armword_t PSR_s : 8;
 154         armword_t PSR_f : 8;
 155 } ARMPSR;
 156
 157 typedef enum {
 158         ARMOP_AND = 0x0,
 159         ARMOP_EOR = 0x1,
 160         ARMOP_SUB = 0x2,
 161         ARMOP_RSB = 0x3,
 162         ARMOP_ADD = 0x4,
 163         ARMOP_ADC = 0x5,
 164         ARMOP_SBC = 0x6,
 165         ARMOP_RSC = 0x7,
 166         ARMOP_TST = 0x8,
 167         ARMOP_TEQ = 0x9,
 168         ARMOP_CMP = 0xa,
 169         ARMOP_CMN = 0xb,
 170         ARMOP_ORR = 0xc,
 171         ARMOP_MOV = 0xd,
 172         ARMOP_BIC = 0xe,
 173         ARMOP_MVN = 0xf,
 174
 175
 176         /* not really opcodes */
 177
 178         ARMOP_STR = 0x0,
 179         ARMOP_LDR = 0x1,
 180
 181         /* ARM2+ */
 182         ARMOP_MUL   = 0x0, /* Rd := Rm*Rs */
 183         ARMOP_MLA   = 0x1, /* Rd := (Rm*Rs)+Rn */
 184
 185         /* ARM3M+ */
 186         ARMOP_UMULL = 0x4,
 187         ARMOP_UMLAL = 0x5,
 188         ARMOP_SMULL = 0x6,
 189         ARMOP_SMLAL = 0x7,
 190
 191         /* for data transfers with register offset */
 192         ARM_UP   = 1,
 193         ARM_DOWN = 0
 194 } ARMOpcode;
 195
 196 typedef enum {
 197         THUMBOP_AND  = 0,
 198         THUMBOP_EOR  = 1,
 199         THUMBOP_LSL  = 2,
 200         THUMBOP_LSR  = 3,
 201         THUMBOP_ASR  = 4,
 202         THUMBOP_ADC  = 5,
 203         THUMBOP_SBC  = 6,
 204         THUMBOP_ROR  = 7,
 205         THUMBOP_TST  = 8,
 206         THUMBOP_NEG  = 9,
 207         THUMBOP_CMP  = 10,
 208         THUMBOP_CMN  = 11,
 209         THUMBOP_ORR  = 12,
 210         THUMBOP_MUL  = 13,
 211         THUMBOP_BIC  = 14,
 212         THUMBOP_MVN  = 15,
 213         THUMBOP_MOV  = 16,
 214         THUMBOP_CMPI = 17,
 215         THUMBOP_ADD  = 18,
 216         THUMBOP_SUB  = 19,
 217         THUMBOP_CMPH = 19,
 218         THUMBOP_MOVH = 20
 219 } ThumbOpcode;
 220
 221
 222 /* Generic form - all ARM instructions are conditional. */
 223 typedef struct {
 224         arminstr_t icode : 28;
 225         arminstr_t cond  :  4;
 226 } ARMInstrGeneric;
 227
 228
 229
 230 /* Branch or Branch with Link instructions. */
 231 typedef struct {
 232         arminstr_t offset : 24;
 233         arminstr_t link   :  1;
 234         arminstr_t tag    :  3; /* 1 0 1 */
 235         arminstr_t cond   :  4;
 236 } ARMInstrBR;
 237
 238 #define ARM_BR_ID 5
 239 #define ARM_BR_MASK 7 << 25
 240 #define ARM_BR_TAG ARM_BR_ID << 25
 241
 242 #define ARM_DEF_BR(offs, l, cond) ((offs) | ((l) << 24) | (ARM_BR_TAG) | (cond << ARMCOND_SHIFT))
 243
 244 /* branch */
 245 #define ARM_B_COND(p, cond, offset) ARM_EMIT(p, ARM_DEF_BR(offset, 0, cond))
 246 #define ARM_B(p, offs) ARM_B_COND((p), ARMCOND_AL, (offs))
 247 /* branch with link */
 248 #define ARM_BL_COND(p, cond, offset) ARM_EMIT(p, ARM_DEF_BR(offset, 1, cond))
 249 #define ARM_BL(p, offs) ARM_BL_COND((p), ARMCOND_AL, (offs))
 250
 251 #define ARM_DEF_BX(reg,sub,cond) (0x12fff << 8 | (reg) | ((sub) << 4) | ((cond) << ARMCOND_SHIFT))
 252
 253 #define ARM_BX_COND(p, cond, reg) ARM_EMIT(p, ARM_DEF_BX(reg, 1, cond))
 254 #define ARM_BX(p, reg) ARM_BX_COND((p), ARMCOND_AL, (reg))
 255
 256 #define ARM_BLX_REG_COND(p, cond, reg) ARM_EMIT(p, ARM_DEF_BX(reg, 3, cond))
 257 #define ARM_BLX_REG(p, reg) ARM_BLX_REG_COND((p), ARMCOND_AL, (reg))
 258
 259 /* Data Processing Instructions - there are 3 types. */
 260
 261 typedef struct {
 262         arminstr_t imm : 8;
 263         arminstr_t rot : 4;
 264 } ARMDPI_op2_imm;
 265
 266 typedef struct {
 267         arminstr_t rm   : 4;
 268         arminstr_t tag  : 1; /* 0 - immediate shift, 1 - reg shift */
 269         arminstr_t type : 2; /* shift type - logical, arithmetic, rotate */
 270 } ARMDPI_op2_reg_shift;
 271
 272
 273 /* op2 is reg shift by imm */
 274 typedef union {
 275         ARMDPI_op2_reg_shift r2;
 276         struct {
 277                 arminstr_t _dummy_r2 : 7;
 278                 arminstr_t shift : 5;
 279         } imm;
 280 } ARMDPI_op2_reg_imm;
 281
 282 /* op2 is reg shift by reg */
 283 typedef union {
 284         ARMDPI_op2_reg_shift r2;
 285         struct {
 286                 arminstr_t _dummy_r2 : 7;
 287                 arminstr_t pad       : 1; /* always 0, to differentiate from HXFER etc. */
 288                 arminstr_t rs        : 4;
 289         } reg;
 290 } ARMDPI_op2_reg_reg;
 291
 292 /* Data processing instrs */
 293 typedef union {
 294         ARMDPI_op2_imm op2_imm;
 295
 296         ARMDPI_op2_reg_shift op2_reg;
 297         ARMDPI_op2_reg_imm op2_reg_imm;
 298         ARMDPI_op2_reg_reg op2_reg_reg;
 299
 300         struct {
 301                 arminstr_t op2    : 12; /* raw operand 2 */
 302                 arminstr_t rd     :  4; /* destination reg */
 303                 arminstr_t rn     :  4; /* first operand reg */
 304                 arminstr_t s      :  1; /* S-bit controls PSR update */
 305                 arminstr_t opcode :  4; /* arithmetic/logic operation */
 306                 arminstr_t type   :  1; /* type of op2, 0 = register, 1 = immediate */
 307                 arminstr_t tag    :  2; /* 0 0 */
 308                 arminstr_t cond   :  4;
 309         } all;
 310 } ARMInstrDPI;
 311
 312 #define ARM_DPI_ID 0
 313 #define ARM_DPI_MASK 3 << 26
 314 #define ARM_DPI_TAG ARM_DPI_ID << 26
 315
 316 #define ARM_DEF_DPI_IMM_COND(imm8, rot, rd, rn, s, op, cond) \
 317         ((imm8) & 0xFF)      | \
 318         (((rot) & 0xF) << 8) | \
 319         ((rd) << 12)         | \
 320         ((rn) << 16)         | \
 321         ((s) << 20)          | \
 322         ((op) << 21)         | \
 323         (1 << 25)            | \
 324         (ARM_DPI_TAG)        | \
 325         ARM_DEF_COND(cond)
 326
 327
 328 #define ARM_DEF_DPI_IMM(imm8, rot, rd, rn, s, op) \
 329         ARM_DEF_DPI_IMM_COND(imm8, rot, rd, rn, s, op, ARMCOND_AL)
 330
 331 /* codegen */
 332 #define ARM_DPIOP_REG_IMM8ROT_COND(p, op, rd, rn, imm8, rot, cond) \
 333         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_DPI_IMM_COND((imm8), ((rot) >> 1), (rd), (rn), 0, (op), cond))
 334 #define ARM_DPIOP_S_REG_IMM8ROT_COND(p, op, rd, rn, imm8, rot, cond) \
 335         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_DPI_IMM_COND((imm8), ((rot) >> 1), (rd), (rn), 1, (op), cond))
 336
 337 /* inline */
 338 #define ARM_IASM_DPIOP_REG_IMM8ROT_COND(p, op, rd, rn, imm8, rot, cond) \
 339         ARM_IASM(ARM_DEF_DPI_IMM_COND((imm8), ((rot) >> 1), (rd), (rn), 0, (op), cond))
 340 #define ARM_IASM_DPIOP_S_REG_IMM8ROT_COND(p, op, rd, rn, imm8, rot, cond) \
 341         ARM_IASM(ARM_DEF_DPI_IMM_COND((imm8), ((rot) >> 1), (rd), (rn), 1, (op), cond))
 342
 343
 344
 345 #define ARM_DEF_DPI_REG_IMMSHIFT_COND(rm, shift_type, imm_shift, rd, rn, s, op, cond) \
 346         (rm)                        | \
 347         ((shift_type & 3) << 5)     | \
 348         (((imm_shift) & 0x1F) << 7) | \
 349         ((rd) << 12)                | \
 350         ((rn) << 16)                | \
 351         ((s) << 20)                 | \
 352         ((op) << 21)                | \
 353         (ARM_DPI_TAG)               | \
 354         ARM_DEF_COND(cond)
 355
 356 /* codegen */
 357 #define ARM_DPIOP_REG_IMMSHIFT_COND(p, op, rd, rn, rm, shift_t, imm_shift, cond) \
 358         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_DPI_REG_IMMSHIFT_COND((rm), shift_t, imm_shift, (rd), (rn), 0, (op), cond))
 359
 360 #define ARM_DPIOP_S_REG_IMMSHIFT_COND(p, op, rd, rn, rm, shift_t, imm_shift, cond) \
 361         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_DPI_REG_IMMSHIFT_COND((rm), shift_t, imm_shift, (rd), (rn), 1, (op), cond))
 362
 363 #define ARM_DPIOP_REG_REG_COND(p, op, rd, rn, rm, cond) \
 364         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_DPI_REG_IMMSHIFT_COND((rm), ARMSHIFT_LSL, 0, (rd), (rn), 0, (op), cond))
 365
 366 #define ARM_DPIOP_S_REG_REG_COND(p, op, rd, rn, rm, cond) \
 367         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_DPI_REG_IMMSHIFT_COND((rm), ARMSHIFT_LSL, 0, (rd), (rn), 1, (op), cond))
 368
 369 /* inline */
 370 #define ARM_IASM_DPIOP_REG_IMMSHIFT_COND(p, op, rd, rn, rm, shift_t, imm_shift, cond) \
 371         ARM_IASM(ARM_DEF_DPI_REG_IMMSHIFT_COND((rm), shift_t, imm_shift, (rd), (rn), 0, (op), cond))
 372
 373 #define ARM_IASM_DPIOP_S_REG_IMMSHIFT_COND(p, op, rd, rn, rm, shift_t, imm_shift, cond) \
 374         ARM_IASM(ARM_DEF_DPI_REG_IMMSHIFT_COND((rm), shift_t, imm_shift, (rd), (rn), 1, (op), cond))
 375
 376 #define ARM_IASM_DPIOP_REG_REG_COND(p, op, rd, rn, rm, cond) \
 377         ARM_IASM(ARM_DEF_DPI_REG_IMMSHIFT_COND((rm), ARMSHIFT_LSL, 0, (rd), (rn), 0, (op), cond))
 378
 379 #define ARM_IASM_DPIOP_S_REG_REG_COND(p, op, rd, rn, rm, cond) \
 380         ARM_IASM_EMIT(ARM_DEF_DPI_REG_IMMSHIFT_COND((rm), ARMSHIFT_LSL, 0, (rd), (rn), 1, (op), cond))
 381
 382
 383 /* Rd := Rn op (Rm shift_type Rs) */
 384 #define ARM_DEF_DPI_REG_REGSHIFT_COND(rm, shift_type, rs, rd, rn, s, op, cond) \
 385         (rm)                        | \
 386         (1 << 4)                    | \
 387         ((shift_type & 3) << 5)     | \
 388         ((rs) << 8)                 | \
 389         ((rd) << 12)                | \
 390         ((rn) << 16)                | \
 391         ((s) << 20)                 | \
 392         ((op) << 21)                | \
 393         (ARM_DPI_TAG)               | \
 394         ARM_DEF_COND(cond)
 395
 396 /* codegen */
 397 #define ARM_DPIOP_REG_REGSHIFT_COND(p, op, rd, rn, rm, shift_t, rs, cond) \
 398         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_DPI_REG_REGSHIFT_COND((rm), shift_t, (rs), (rd), (rn), 0, (op), cond))
 399
 400 #define ARM_DPIOP_S_REG_REGSHIFT_COND(p, op, rd, rn, rm, shift_t, rs, cond) \
 401         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_DPI_REG_REGSHIFT_COND((rm), shift_t, (rs), (rd), (rn), 1, (op), cond))
 402
 403 /* inline */
 404 #define ARM_IASM_DPIOP_REG_REGSHIFT_COND(p, op, rd, rn, rm, shift_t, rs, cond) \
 405         ARM_IASM(ARM_DEF_DPI_REG_REGSHIFT_COND((rm), shift_t, (rs), (rd), (rn), 0, (op), cond))
 406
 407 #define ARM_IASM_DPIOP_S_REG_REGSHIFT_COND(p, op, rd, rn, rm, shift_t, rs, cond) \
 408         ARM_IASM(ARM_DEF_DPI_REG_REGSHIFT_COND((rm), shift_t, (rs), (rd), (rn), 1, (op), cond))
 409
 410
 411
 412 /* Multiple register transfer. */
 413 typedef struct {
 414         arminstr_t reg_list : 16; /* bitfield */
 415         arminstr_t rn       :  4; /* base reg */
 416         arminstr_t ls       :  1; /* load(1)/store(0) */
 417         arminstr_t wb       :  1; /* write-back "!" */
 418         arminstr_t s        :  1; /* restore PSR, force user bit */
 419         arminstr_t u        :  1; /* up/down */
 420         arminstr_t p        :  1; /* pre(1)/post(0) index */
 421         arminstr_t tag      :  3; /* 1 0 0 */
 422         arminstr_t cond     :  4;
 423 } ARMInstrMRT;
 424
 425 #define ARM_MRT_ID 4
 426 #define ARM_MRT_MASK 7 << 25
 427 #define ARM_MRT_TAG ARM_MRT_ID << 25
 428
 429 #define ARM_DEF_MRT(regs, rn, l, w, s, u, p, cond) \
 430         (regs)        | \
 431         (rn << 16)    | \
 432         (l << 20)     | \
 433         (w << 21)     | \
 434         (s << 22)     | \
 435         (u << 23)     | \
 436         (p << 24)     | \
 437         (ARM_MRT_TAG) | \
 438         ARM_DEF_COND(cond)
 439
 440
 441 #define ARM_LDM(p, base, regs) ARM_EMIT(p, ARM_DEF_MRT(regs, base, 1, 0, 0, 1, 0, ARMCOND_AL))
 442 #define ARM_STM(p, base, regs) ARM_EMIT(p, ARM_DEF_MRT(regs, base, 0, 0, 0, 1, 0, ARMCOND_AL))
 443
 444 /* stmdb sp!, {regs} */
 445 #define ARM_PUSH(p, regs) ARM_EMIT(p, ARM_DEF_MRT(regs, ARMREG_SP, 0, 1, 0, 0, 1, ARMCOND_AL))
 446 #define ARM_IASM_PUSH(regs) ARM_IASM(ARM_DEF_MRT(regs, ARMREG_SP, 0, 1, 0, 0, 1, ARMCOND_AL))
 447
 448 /* ldmia sp!, {regs} */
 449 #define ARM_POP(p, regs) ARM_EMIT(p, ARM_DEF_MRT(regs, ARMREG_SP, 1, 1, 0, 1, 0, ARMCOND_AL))
 450 #define ARM_IASM_POP(regs) ARM_IASM_EMIT(ARM_DEF_MRT(regs, ARMREG_SP, 1, 1, 0, 1, 0, ARMCOND_AL))
 451
 452 /* ldmia sp, {regs} ; (no write-back) */
 453 #define ARM_POP_NWB(p, regs) ARM_EMIT(p, ARM_DEF_MRT(regs, ARMREG_SP, 1, 0, 0, 1, 0, ARMCOND_AL))
 454 #define ARM_IASM_POP_NWB(regs) ARM_IASM_EMIT(ARM_DEF_MRT(regs, ARMREG_SP, 1, 0, 0, 1, 0, ARMCOND_AL))
 455
 456 #define ARM_PUSH1(p, r1) ARM_PUSH(p, (1 << r1))
 457 #define ARM_PUSH2(p, r1, r2) ARM_PUSH(p, (1 << r1) | (1 << r2))
 458 #define ARM_PUSH3(p, r1, r2, r3) ARM_PUSH(p, (1 << r1) | (1 << r2) | (1 << r3))
 459 #define ARM_PUSH4(p, r1, r2, r3, r4) ARM_PUSH(p, (1 << r1) | (1 << r2) | (1 << r3) | (1 << r4))
 460 #define ARM_PUSH5(p, r1, r2, r3, r4, r5) ARM_PUSH(p, (1 << r1) | (1 << r2) | (1 << r3) | (1 << r4) | (1 << r5))
 461 #define ARM_PUSH6(p, r1, r2, r3, r4, r5, r6) ARM_PUSH(p, (1 << r1) | (1 << r2) | (1 << r3) | (1 << r4) | (1 << r5) | (1 << r6))
 462 #define ARM_PUSH7(p, r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7) ARM_PUSH(p, (1 << r1) | (1 << r2) | (1 << r3) | (1 << r4) | (1 << r5) | (1 << r6) | (1 << r7))
 463 #define ARM_PUSH8(p, r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7, r8) ARM_PUSH(p, (1 << r1) | (1 << r2) | (1 << r3) | (1 << r4) | (1 << r5) | (1 << r6) | (1 << r7) | (1 << r8))
 464
 465 #define ARM_POP8(p, r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7, r8) ARM_POP(p, (1 << r1) | (1 << r2) | (1 << r3) | (1 << r4) | (1 << r5) | (1 << r6) | (1 << r7) | (1 << r8))
 466 #define ARM_POP7(p, r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7) ARM_POP(p, (1 << r1) | (1 << r2) | (1 << r3) | (1 << r4) | (1 << r5) | (1 << r6) | (1 << r7))
 467 #define ARM_POP6(p, r1, r2, r3, r4, r5, r6) ARM_POP(p, (1 << r1) | (1 << r2) | (1 << r3) | (1 << r4) | (1 << r5) | (1 << r6))
 468 #define ARM_POP5(p, r1, r2, r3, r4, r5) ARM_POP(p, (1 << r1) | (1 << r2) | (1 << r3) | (1 << r4) | (1 << r5))
 469 #define ARM_POP4(p, r1, r2, r3, r4) ARM_POP(p, (1 << r1) | (1 << r2) | (1 << r3) | (1 << r4))
 470 #define ARM_POP3(p, r1, r2, r3) ARM_POP(p, (1 << r1) | (1 << r2) | (1 << r3))
 471 #define ARM_POP2(p, r1, r2) ARM_POP(p, (1 << r1) | (1 << r2))
 472 #define ARM_POP1(p, r1) ARM_POP(p, (1 << r1))
 473
 474
 475 /* Multiply instructions */
 476 typedef struct {
 477         arminstr_t rm     : 4;
 478         arminstr_t tag2   : 4;   /* 9 */
 479         arminstr_t rs     : 4;
 480         arminstr_t rn     : 4;
 481         arminstr_t rd     : 4;
 482         arminstr_t s      : 1;
 483         arminstr_t opcode : 3;
 484         arminstr_t tag    : 4;
 485         arminstr_t cond   : 4;
 486 } ARMInstrMul;
 487
 488 #define ARM_MUL_ID 9
 489 #define ARM_DEF_MUL_COND(op, rd, rm, rs, rn, s, cond) \
 490         (rm)             | \
 491         ARM_MUL_ID << 4  | \
 492         ((rs) << 8)      | \
 493         ((rn) << 12)     | \
 494         ((rd) << 16)     | \
 495         ((s & 1) << 20)  | \
 496         ((op & 7) << 21) | \
 497         ARM_DEF_COND(cond)
 498
 499 /* Rd := (Rm * Rs)[31:0]; 32 x 32 -> 32 */
 500 #define ARM_MUL_COND(p, rd, rm, rs, cond) \
 501         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_MUL_COND(ARMOP_MUL, rd, rm, rs, 0, 0, cond))
 502 #define ARM_MUL(p, rd, rm, rs) \
 503         ARM_MUL_COND(p, rd, rm, rs, ARMCOND_AL)
 504 #define ARM_MULS_COND(p, rd, rm, rs, cond) \
 505         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_MUL_COND(ARMOP_MUL, rd, rm, rs, 0, 1, cond))
 506 #define ARM_MULS(p, rd, rm, rs) \
 507         ARM_MULS_COND(p, rd, rm, rs, ARMCOND_AL)
 508 #define ARM_MUL_REG_REG(p, rd, rm, rs) ARM_MUL(p, rd, rm, rs)
 509 #define ARM_MULS_REG_REG(p, rd, rm, rs) ARM_MULS(p, rd, rm, rs)
 510
 511 /* inline */
 512 #define ARM_IASM_MUL_COND(rd, rm, rs, cond) \
 513         ARM_IASM_EMIT(ARM_DEF_MUL_COND(ARMOP_MUL, rd, rm, rs, 0, 0, cond))
 514 #define ARM_IASM_MUL(rd, rm, rs) \
 515         ARM_IASM_MUL_COND(rd, rm, rs, ARMCOND_AL)
 516 #define ARM_IASM_MULS_COND(rd, rm, rs, cond) \
 517         ARM_IASM_EMIT(ARM_DEF_MUL_COND(ARMOP_MUL, rd, rm, rs, 0, 1, cond))
 518 #define ARM_IASM_MULS(rd, rm, rs) \
 519         ARM_IASM_MULS_COND(rd, rm, rs, ARMCOND_AL)
 520
 521
 522 /* Rd := (Rm * Rs) + Rn; 32x32+32->32 */
 523 #define ARM_MLA_COND(p, rd, rm, rs, rn, cond) \
 524         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_MUL_COND(ARMOP_MLA, rd, rm, rs, rn, 0, cond))
 525 #define ARM_MLA(p, rd, rm, rs, rn) \
 526         ARM_MLA_COND(p, rd, rm, rs, rn, ARMCOND_AL)
 527 #define ARM_MLAS_COND(p, rd, rm, rs, rn, cond) \
 528         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_MUL_COND(ARMOP_MLA, rd, rm, rs, rn, 1, cond))
 529 #define ARM_MLAS(p, rd, rm, rs, rn) \
 530         ARM_MLAS_COND(p, rd, rm, rs, rn, ARMCOND_AL)
 531
 532 /* inline */
 533 #define ARM_IASM_MLA_COND(rd, rm, rs, rn, cond) \
 534         ARM_IASM_EMIT(ARM_DEF_MUL_COND(ARMOP_MLA, rd, rm, rs, rn, 0, cond))
 535 #define ARM_IASM_MLA(rd, rm, rs, rn) \
 536         ARM_IASM_MLA_COND(rd, rm, rs, rn, ARMCOND_AL)
 537 #define ARM_IASM_MLAS_COND(rd, rm, rs, rn, cond) \
 538         ARM_IASM_EMIT(ARM_DEF_MUL_COND(ARMOP_MLA, rd, rm, rs, rn, 1, cond))
 539 #define ARM_IASM_MLAS(rd, rm, rs, rn) \
 540         ARM_IASM_MLAS_COND(rd, rm, rs, rn, ARMCOND_AL)
 541
 542
 543
 544 /*  Word/byte transfer */
 545 typedef union {
 546         ARMDPI_op2_reg_imm op2_reg_imm;
 547         struct {
 548                 arminstr_t op2_imm : 12;
 549                 arminstr_t rd      :  4;
 550                 arminstr_t rn      :  4;
 551                 arminstr_t ls      :  1;
 552                 arminstr_t wb      :  1;
 553                 arminstr_t b       :  1;
 554                 arminstr_t u       :  1; /* down(0) / up(1) */
 555                 arminstr_t p       :  1; /* post-index(0) / pre-index(1) */
 556                 arminstr_t type    :  1; /* imm(0) / register(1) */
 557                 arminstr_t tag     :  2; /* 0 1 */
 558                 arminstr_t cond    :  4;
 559         } all;
 560 } ARMInstrWXfer;
 561
 562 #define ARM_WXFER_ID 1
 563 #define ARM_WXFER_MASK 3 << 26
 564 #define ARM_WXFER_TAG ARM_WXFER_ID << 26
 565
 566
 567 #define ARM_DEF_WXFER_IMM(imm12, rd, rn, ls, wb, b, p, cond) \
 568         ((((int)imm12) < 0) ? -(int)(imm12) : (imm12)) | \
 569         ((rd) << 12)                                   | \
 570         ((rn) << 16)                                   | \
 571         ((ls) << 20)                                   | \
 572         ((wb) << 21)                                   | \
 573         ((b)  << 22)                                   | \
 574         (((int)(imm12) >= 0) << 23)                    | \
 575         ((p) << 24)                                    | \
 576         ARM_WXFER_TAG                                  | \
 577         ARM_DEF_COND(cond)
 578
 579 #define ARM_WXFER_MAX_OFFS 0xFFF
 580
 581 /* this macro checks for imm12 bounds */
 582 #define ARM_EMIT_WXFER_IMM(ptr, imm12, rd, rn, ls, wb, b, p, cond) \
 583         do { \
 584                 int _imm12 = (int)(imm12) < -ARM_WXFER_MAX_OFFS  \
 585                              ? -ARM_WXFER_MAX_OFFS               \
 586                              : (int)(imm12) > ARM_WXFER_MAX_OFFS \
 587                              ? ARM_WXFER_MAX_OFFS                \
 588                              : (int)(imm12);                     \
 589                 ARM_EMIT((ptr), \
 590                 ARM_DEF_WXFER_IMM(_imm12, (rd), (rn), (ls), (wb), (b), (p), (cond))); \
 591         } while (0)
 592
 593
 594 /* LDRx */
 595 /* immediate offset, post-index */
 596 #define ARM_LDR_IMM_POST_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 597         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_WXFER_IMM(imm, rd, rn, ARMOP_LDR, 0, 0, 0, cond))
 598
 599 #define ARM_LDR_IMM_POST(p, rd, rn, imm) ARM_LDR_IMM_POST_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 600
 601 #define ARM_LDRB_IMM_POST_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 602         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_WXFER_IMM(imm, rd, rn, ARMOP_LDR, 0, 1, 0, cond))
 603
 604 #define ARM_LDRB_IMM_POST(p, rd, rn, imm) ARM_LDRB_IMM_POST_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 605
 606 /* immediate offset, pre-index */
 607 #define ARM_LDR_IMM_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 608         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_WXFER_IMM(imm, rd, rn, ARMOP_LDR, 0, 0, 1, cond))
 609
 610 #define ARM_LDR_IMM(p, rd, rn, imm) ARM_LDR_IMM_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 611
 612 #define ARM_LDRB_IMM_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 613         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_WXFER_IMM(imm, rd, rn, ARMOP_LDR, 0, 1, 1, cond))
 614
 615 #define ARM_LDRB_IMM(p, rd, rn, imm) ARM_LDRB_IMM_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 616
 617 /* STRx */
 618 /* immediate offset, post-index */
 619 #define ARM_STR_IMM_POST_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 620         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_WXFER_IMM(imm, rd, rn, ARMOP_STR, 0, 0, 0, cond))
 621
 622 #define ARM_STR_IMM_POST(p, rd, rn, imm) ARM_STR_IMM_POST_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 623
 624 #define ARM_STRB_IMM_POST_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 625         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_WXFER_IMM(imm, rd, rn, ARMOP_STR, 0, 1, 0, cond))
 626
 627 #define ARM_STRB_IMM_POST(p, rd, rn, imm) ARM_STRB_IMM_POST_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 628
 629 /* immediate offset, pre-index */
 630 #define ARM_STR_IMM_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 631         ARM_EMIT_WXFER_IMM(p, imm, rd, rn, ARMOP_STR, 0, 0, 1, cond)
 632 /*      ARM_EMIT(p, ARM_DEF_WXFER_IMM(imm, rd, rn, ARMOP_STR, 0, 0, 1, cond)) */
 633
 634 #define ARM_STR_IMM(p, rd, rn, imm) ARM_STR_IMM_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 635
 636 #define ARM_STRB_IMM_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 637         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_WXFER_IMM(imm, rd, rn, ARMOP_STR, 0, 1, 1, cond))
 638
 639 #define ARM_STRB_IMM(p, rd, rn, imm) ARM_STRB_IMM_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 640
 641 /* write-back */
 642 #define ARM_STR_IMM_WB_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 643         ARM_EMIT_WXFER_IMM(p, imm, rd, rn, ARMOP_STR, 1, 0, 1, cond)
 644 #define ARM_STR_IMM_WB(p, rd, rn, imm) ARM_STR_IMM_WB_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 645
 646
 647 #define ARM_DEF_WXFER_REG_REG_UPDOWN_COND(rm, shift_type, shift, rd, rn, ls, wb, b, u, p, cond) \
 648         (rm)                | \
 649         ((shift_type) << 5) | \
 650         ((shift) << 7)      | \
 651         ((rd) << 12)        | \
 652         ((rn) << 16)        | \
 653         ((ls) << 20)        | \
 654         ((wb) << 21)        | \
 655         ((b)  << 22)        | \
 656         ((u)  << 23)        | \
 657         ((p)  << 24)        | \
 658         (1    << 25)        | \
 659         ARM_WXFER_TAG       | \
 660         ARM_DEF_COND(cond)
 661
 662 #define ARM_DEF_WXFER_REG_REG_COND(rm, shift_type, shift, rd, rn, ls, wb, b, p, cond) \
 663         ARM_DEF_WXFER_REG_REG_UPDOWN_COND(rm, shift_type, shift, rd, rn, ls, wb, b, ARM_UP, p, cond)
 664 #define ARM_DEF_WXFER_REG_MINUS_REG_COND(rm, shift_type, shift, rd, rn, ls, wb, b, p, cond) \
 665         ARM_DEF_WXFER_REG_REG_UPDOWN_COND(rm, shift_type, shift, rd, rn, ls, wb, b, ARM_DOWN, p, cond)
 666
 667
 668 #define ARM_LDR_REG_REG_SHIFT_COND(p, rd, rn, rm, shift_type, shift, cond) \
 669         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_WXFER_REG_REG_COND(rm, shift_type, shift, rd, rn, ARMOP_LDR, 0, 0, 1, cond))
 670 #define ARM_LDR_REG_REG_SHIFT(p, rd, rn, rm, shift_type, shift) \
 671         ARM_LDR_REG_REG_SHIFT_COND(p, rd, rn, rm, shift_type, shift, ARMCOND_AL)
 672 #define ARM_LDR_REG_REG(p, rd, rn, rm) \
 673         ARM_LDR_REG_REG_SHIFT(p, rd, rn, rm, ARMSHIFT_LSL, 0)
 674
 675 #define ARM_LDRB_REG_REG_SHIFT_COND(p, rd, rn, rm, shift_type, shift, cond) \
 676         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_WXFER_REG_REG_COND(rm, shift_type, shift, rd, rn, ARMOP_LDR, 0, 1, 1, cond))
 677 #define ARM_LDRB_REG_REG_SHIFT(p, rd, rn, rm, shift_type, shift) \
 678         ARM_LDRB_REG_REG_SHIFT_COND(p, rd, rn, rm, shift_type, shift, ARMCOND_AL)
 679 #define ARM_LDRB_REG_REG(p, rd, rn, rm) \
 680         ARM_LDRB_REG_REG_SHIFT(p, rd, rn, rm, ARMSHIFT_LSL, 0)
 681
 682 #define ARM_STR_REG_REG_SHIFT_COND(p, rd, rn, rm, shift_type, shift, cond) \
 683         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_WXFER_REG_REG_COND(rm, shift_type, shift, rd, rn, ARMOP_STR, 0, 0, 1, cond))
 684 #define ARM_STR_REG_REG_SHIFT(p, rd, rn, rm, shift_type, shift) \
 685         ARM_STR_REG_REG_SHIFT_COND(p, rd, rn, rm, shift_type, shift, ARMCOND_AL)
 686 #define ARM_STR_REG_REG(p, rd, rn, rm) \
 687         ARM_STR_REG_REG_SHIFT(p, rd, rn, rm, ARMSHIFT_LSL, 0)
 688
 689 /* zero-extend */
 690 #define ARM_STRB_REG_REG_SHIFT_COND(p, rd, rn, rm, shift_type, shift, cond) \
 691         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_WXFER_REG_REG_COND(rm, shift_type, shift, rd, rn, ARMOP_STR, 0, 1, 1, cond))
 692 #define ARM_STRB_REG_REG_SHIFT(p, rd, rn, rm, shift_type, shift) \
 693         ARM_STRB_REG_REG_SHIFT_COND(p, rd, rn, rm, shift_type, shift, ARMCOND_AL)
 694 #define ARM_STRB_REG_REG(p, rd, rn, rm) \
 695         ARM_STRB_REG_REG_SHIFT(p, rd, rn, rm, ARMSHIFT_LSL, 0)
 696
 697
 698 /* ARMv4+ */
 699 /* Half-word or byte (signed) transfer. */
 700 typedef struct {
 701         arminstr_t rm     : 4; /* imm_lo */
 702         arminstr_t tag3   : 1; /* 1 */
 703         arminstr_t h      : 1; /* half-word or byte */
 704         arminstr_t s      : 1; /* sign-extend or zero-extend */
 705         arminstr_t tag2   : 1; /* 1 */
 706         arminstr_t imm_hi : 4;
 707         arminstr_t rd     : 4;
 708         arminstr_t rn     : 4;
 709         arminstr_t ls     : 1;
 710         arminstr_t wb     : 1;
 711         arminstr_t type   : 1; /* imm(1) / reg(0) */
 712         arminstr_t u      : 1; /* +- */
 713         arminstr_t p      : 1; /* pre/post-index */
 714         arminstr_t tag    : 3;
 715         arminstr_t cond   : 4;
 716 } ARMInstrHXfer;
 717
 718 #define ARM_HXFER_ID 0
 719 #define ARM_HXFER_ID2 1
 720 #define ARM_HXFER_ID3 1
 721 #define ARM_HXFER_MASK ((0x7 << 25) | (0x9 << 4))
 722 #define ARM_HXFER_TAG ((ARM_HXFER_ID << 25) | (ARM_HXFER_ID2 << 7) | (ARM_HXFER_ID3 << 4))
 723
 724 #define ARM_DEF_HXFER_IMM_COND(imm, h, s, rd, rn, ls, wb, p, cond) \
 725         ((imm) < 0?(-(imm)) & 0xF:(imm) & 0xF)               | \
 726         ((h) << 5)                  | \
 727         ((s) << 6)                  | \
 728         ((imm) < 0?((-(imm)) << 4) & 0xF00:((imm) << 4) & 0xF00) | \
 729         ((rd) << 12)                | \
 730         ((rn) << 16)                | \
 731         ((ls) << 20)                | \
 732         ((wb) << 21)                | \
 733         (1 << 22)                   | \
 734         (((int)(imm) >= 0) << 23)   | \
 735         ((p) << 24)                 | \
 736         ARM_HXFER_TAG               | \
 737         ARM_DEF_COND(cond)
 738
 739 #define ARM_LDRH_IMM_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 740         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_HXFER_IMM_COND(imm, 1, 0, rd, rn, ARMOP_LDR, 0, 1, cond))
 741 #define ARM_LDRH_IMM(p, rd, rn, imm) \
 742         ARM_LDRH_IMM_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 743 #define ARM_LDRSH_IMM_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 744         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_HXFER_IMM_COND(imm, 1, 1, rd, rn, ARMOP_LDR, 0, 1, cond))
 745 #define ARM_LDRSH_IMM(p, rd, rn, imm) \
 746         ARM_LDRSH_IMM_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 747 #define ARM_LDRSB_IMM_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 748         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_HXFER_IMM_COND(imm, 0, 1, rd, rn, ARMOP_LDR, 0, 1, cond))
 749 #define ARM_LDRSB_IMM(p, rd, rn, imm) \
 750         ARM_LDRSB_IMM_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 751
 752
 753 #define ARM_STRH_IMM_COND(p, rd, rn, imm, cond) \
 754         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_HXFER_IMM_COND(imm, 1, 0, rd, rn, ARMOP_STR, 0, 1, cond))
 755 #define ARM_STRH_IMM(p, rd, rn, imm) \
 756         ARM_STRH_IMM_COND(p, rd, rn, imm, ARMCOND_AL)
 757
 758
 759 #define ARM_DEF_HXFER_REG_REG_UPDOWN_COND(rm, h, s, rd, rn, ls, wb, u, p, cond) \
 760         ((rm) & 0xF)                | \
 761         ((h) << 5)                  | \
 762         ((s) << 6)                  | \
 763         ((rd) << 12)                | \
 764         ((rn) << 16)                | \
 765         ((ls) << 20)                | \
 766         ((wb) << 21)                | \
 767         (0 << 22)                   | \
 768         ((u) << 23)                 | \
 769         ((p) << 24)                 | \
 770         ARM_HXFER_TAG               | \
 771         ARM_DEF_COND(cond)
 772
 773 #define ARM_DEF_HXFER_REG_REG_COND(rm, h, s, rd, rn, ls, wb, p, cond) \
 774         ARM_DEF_HXFER_REG_REG_UPDOWN_COND(rm, h, s, rd, rn, ls, wb, ARM_UP, p, cond)
 775 #define ARM_DEF_HXFER_REG_MINUS_REG_COND(rm, h, s, rd, rn, ls, wb, p, cond) \
 776         ARM_DEF_HXFER_REG_REG_UPDOWN_COND(rm, h, s, rd, rn, ls, wb, ARM_DOWN, p, cond)
 777
 778 #define ARM_LDRH_REG_REG_COND(p, rd, rm, rn, cond) \
 779         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_HXFER_REG_REG_COND(rm, 1, 0, rd, rn, ARMOP_LDR, 0, 1, cond))
 780 #define ARM_LDRH_REG_REG(p, rd, rm, rn) \
 781         ARM_LDRH_REG_REG_COND(p, rd, rm, rn, ARMCOND_AL)
 782 #define ARM_LDRSH_REG_REG_COND(p, rd, rm, rn, cond) \
 783         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_HXFER_REG_REG_COND(rm, 1, 1, rd, rn, ARMOP_LDR, 0, 1, cond))
 784 #define ARM_LDRSH_REG_REG(p, rd, rm, rn) \
 785         ARM_LDRSH_REG_REG_COND(p, rd, rm, rn, ARMCOND_AL)
 786 #define ARM_LDRSB_REG_REG_COND(p, rd, rm, rn, cond) \
 787         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_HXFER_REG_REG_COND(rm, 0, 1, rd, rn, ARMOP_LDR, 0, 1, cond))
 788 #define ARM_LDRSB_REG_REG(p, rd, rm, rn) ARM_LDRSB_REG_REG_COND(p, rd, rm, rn, ARMCOND_AL)
 789
 790 #define ARM_STRH_REG_REG_COND(p, rd, rm, rn, cond) \
 791         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_HXFER_REG_REG_COND(rm, 1, 0, rd, rn, ARMOP_STR, 0, 1, cond))
 792 #define ARM_STRH_REG_REG(p, rd, rm, rn) \
 793         ARM_STRH_REG_REG_COND(p, rd, rm, rn, ARMCOND_AL)
 794
 795
 796
 797 /* Swap */
 798 typedef struct {
 799         arminstr_t rm   : 4;
 800         arminstr_t tag3 : 8; /* 0x9 */
 801         arminstr_t rd   : 4;
 802         arminstr_t rn   : 4;
 803         arminstr_t tag2 : 2;
 804         arminstr_t b    : 1;
 805         arminstr_t tag  : 5; /* 0x2 */
 806         arminstr_t cond : 4;
 807 } ARMInstrSwap;
 808
 809 #define ARM_SWP_ID 2
 810 #define ARM_SWP_ID2 9
 811 #define ARM_SWP_MASK ((0x1F << 23) | (3 << 20) | (0xFF << 4))
 812 #define ARM_SWP_TAG ((ARM_SWP_ID << 23) | (ARM_SWP_ID2 << 4))
 813
 814
 815
 816 /* Software interrupt */
 817 typedef struct {
 818         arminstr_t num  : 24;
 819         arminstr_t tag  :  4;
 820         arminstr_t cond :  4;
 821 } ARMInstrSWI;
 822
 823 #define ARM_SWI_ID 0xF
 824 #define ARM_SWI_MASK (0xF << 24)
 825 #define ARM_SWI_TAG (ARM_SWI_ID << 24)
 826
 827
 828
 829 /* Co-processor Data Processing */
 830 typedef struct {
 831         arminstr_t crm  : 4;
 832         arminstr_t tag2 : 1; /* 0 */
 833         arminstr_t op2  : 3;
 834         arminstr_t cpn  : 4; /* CP number */
 835         arminstr_t crd  : 4;
 836         arminstr_t crn  : 4;
 837         arminstr_t op   : 4;
 838         arminstr_t tag  : 4; /* 0xE */
 839         arminstr_t cond : 4;
 840 } ARMInstrCDP;
 841
 842 #define ARM_CDP_ID 0xE
 843 #define ARM_CDP_ID2 0
 844 #define ARM_CDP_MASK ((0xF << 24) | (1 << 4))
 845 #define ARM_CDP_TAG ((ARM_CDP_ID << 24) | (ARM_CDP_ID2 << 4))
 846
 847
 848 /* Co-processor Data Transfer (ldc/stc) */
 849 typedef struct {
 850         arminstr_t offs : 8;
 851         arminstr_t cpn  : 4;
 852         arminstr_t crd  : 4;
 853         arminstr_t rn   : 4;
 854         arminstr_t ls   : 1;
 855         arminstr_t wb   : 1;
 856         arminstr_t n    : 1;
 857         arminstr_t u    : 1;
 858         arminstr_t p    : 1;
 859         arminstr_t tag  : 3;
 860         arminstr_t cond : 4;
 861 } ARMInstrCDT;
 862
 863 #define ARM_CDT_ID 6
 864 #define ARM_CDT_MASK (7 << 25)
 865 #define ARM_CDT_TAG (ARM_CDT_ID << 25)
 866
 867
 868 /* Co-processor Register Transfer (mcr/mrc) */
 869 typedef struct {
 870         arminstr_t crm  : 4;
 871         arminstr_t tag2 : 1;
 872         arminstr_t op2  : 3;
 873         arminstr_t cpn  : 4;
 874         arminstr_t rd   : 4;
 875         arminstr_t crn  : 4;
 876         arminstr_t ls   : 1;
 877         arminstr_t op1  : 3;
 878         arminstr_t tag  : 4;
 879         arminstr_t cond : 4;
 880 } ARMInstrCRT;
 881
 882 #define ARM_CRT_ID 0xE
 883 #define ARM_CRT_ID2 0x1
 884 #define ARM_CRT_MASK ((0xF << 24) | (1 << 4))
 885 #define ARM_CRT_TAG ((ARM_CRT_ID << 24) | (ARM_CRT_ID2 << 4))
 886
 887 /* Move register to PSR. */
 888 typedef union {
 889         ARMDPI_op2_imm op2_imm;
 890         struct {
 891                 arminstr_t rm   : 4;
 892                 arminstr_t pad  : 8; /* 0 */
 893                 arminstr_t tag4 : 4; /* 0xF */
 894                 arminstr_t fld  : 4;
 895                 arminstr_t tag3 : 2; /* 0x2 */
 896                 arminstr_t sel  : 1;
 897                 arminstr_t tag2 : 2; /* 0x2 */
 898                 arminstr_t type : 1;
 899                 arminstr_t tag  : 2; /* 0 */
 900                 arminstr_t cond : 4;
 901         } all;
 902 } ARMInstrMSR;
 903
 904 #define ARM_MSR_ID 0
 905 #define ARM_MSR_ID2 2
 906 #define ARM_MSR_ID3 2
 907 #define ARM_MSR_ID4 0xF
 908 #define ARM_MSR_MASK ((3 << 26) | \
 909                       (3 << 23) | \
 910                       (3 << 20) | \
 911                       (0xF << 12))
 912 #define ARM_MSR_TAG ((ARM_MSR_ID << 26)  | \
 913                      (ARM_MSR_ID2 << 23) | \
 914                      (ARM_MSR_ID3 << 20) | \
 915                      (ARM_MSR_ID4 << 12))
 916
 917
 918 /* Move PSR to register. */
 919 typedef struct {
 920         arminstr_t tag3 : 12;
 921         arminstr_t rd   :  4;
 922         arminstr_t tag2 :  6;
 923         arminstr_t sel  :  1; /* CPSR | SPSR */
 924         arminstr_t tag  :  5;
 925         arminstr_t cond :  4;
 926 } ARMInstrMRS;
 927
 928 #define ARM_MRS_ID 2
 929 #define ARM_MRS_ID2 0xF
 930 #define ARM_MRS_ID3 0
 931 #define ARM_MRS_MASK ((0x1F << 23) | (0x3F << 16) | 0xFFF)
 932 #define ARM_MRS_TAG ((ARM_MRS_ID << 23) | (ARM_MRS_ID2 << 16) | ARM_MRS_ID3)
 933
 934
 935
 936 #include "mono/arch/arm/arm_dpimacros.h"
 937
 938 #define ARM_NOP(p) ARM_MOV_REG_REG(p, ARMREG_R0, ARMREG_R0)
 939
 940
 941 #define ARM_SHL_IMM_COND(p, rd, rm, imm, cond) \
 942         ARM_MOV_REG_IMMSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_LSL, imm, cond)
 943 #define ARM_SHL_IMM(p, rd, rm, imm) \
 944         ARM_SHL_IMM_COND(p, rd, rm, imm, ARMCOND_AL)
 945 #define ARM_SHLS_IMM_COND(p, rd, rm, imm, cond) \
 946         ARM_MOVS_REG_IMMSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_LSL, imm, cond)
 947 #define ARM_SHLS_IMM(p, rd, rm, imm) \
 948         ARM_SHLS_IMM_COND(p, rd, rm, imm, ARMCOND_AL)
 949
 950 #define ARM_SHR_IMM_COND(p, rd, rm, imm, cond) \
 951         ARM_MOV_REG_IMMSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_LSR, imm, cond)
 952 #define ARM_SHR_IMM(p, rd, rm, imm) \
 953         ARM_SHR_IMM_COND(p, rd, rm, imm, ARMCOND_AL)
 954 #define ARM_SHRS_IMM_COND(p, rd, rm, imm, cond) \
 955         ARM_MOVS_REG_IMMSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_LSR, imm, cond)
 956 #define ARM_SHRS_IMM(p, rd, rm, imm) \
 957         ARM_SHRS_IMM_COND(p, rd, rm, imm, ARMCOND_AL)
 958
 959 #define ARM_SAR_IMM_COND(p, rd, rm, imm, cond) \
 960         ARM_MOV_REG_IMMSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_ASR, imm, cond)
 961 #define ARM_SAR_IMM(p, rd, rm, imm) \
 962         ARM_SAR_IMM_COND(p, rd, rm, imm, ARMCOND_AL)
 963 #define ARM_SARS_IMM_COND(p, rd, rm, imm, cond) \
 964         ARM_MOVS_REG_IMMSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_ASR, imm, cond)
 965 #define ARM_SARS_IMM(p, rd, rm, imm) \
 966         ARM_SARS_IMM_COND(p, rd, rm, imm, ARMCOND_AL)
 967
 968 #define ARM_ROR_IMM_COND(p, rd, rm, imm, cond) \
 969         ARM_MOV_REG_IMMSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_ROR, imm, cond)
 970 #define ARM_ROR_IMM(p, rd, rm, imm) \
 971         ARM_ROR_IMM_COND(p, rd, rm, imm, ARMCOND_AL)
 972 #define ARM_RORS_IMM_COND(p, rd, rm, imm, cond) \
 973         ARM_MOVS_REG_IMMSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_ROR, imm, cond)
 974 #define ARM_RORS_IMM(p, rd, rm, imm) \
 975         ARM_RORS_IMM_COND(p, rd, rm, imm, ARMCOND_AL)
 976
 977 #define ARM_SHL_REG_COND(p, rd, rm, rs, cond) \
 978         ARM_MOV_REG_REGSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_LSL, rs, cond)
 979 #define ARM_SHL_REG(p, rd, rm, rs) \
 980         ARM_SHL_REG_COND(p, rd, rm, rs, ARMCOND_AL)
 981 #define ARM_SHLS_REG_COND(p, rd, rm, rs, cond) \
 982         ARM_MOVS_REG_REGSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_LSL, rs, cond)
 983 #define ARM_SHLS_REG(p, rd, rm, rs) \
 984         ARM_SHLS_REG_COND(p, rd, rm, rs, ARMCOND_AL)
 985 #define ARM_SHLS_REG_REG(p, rd, rm, rs) ARM_SHLS_REG(p, rd, rm, rs)
 986
 987 #define ARM_SHR_REG_COND(p, rd, rm, rs, cond) \
 988         ARM_MOV_REG_REGSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_LSR, rs, cond)
 989 #define ARM_SHR_REG(p, rd, rm, rs) \
 990         ARM_SHR_REG_COND(p, rd, rm, rs, ARMCOND_AL)
 991 #define ARM_SHRS_REG_COND(p, rd, rm, rs, cond) \
 992         ARM_MOVS_REG_REGSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_LSR, rs, cond)
 993 #define ARM_SHRS_REG(p, rd, rm, rs) \
 994         ARM_SHRS_REG_COND(p, rd, rm, rs, ARMCOND_AL)
 995 #define ARM_SHRS_REG_REG(p, rd, rm, rs) ARM_SHRS_REG(p, rd, rm, rs)
 996
 997 #define ARM_SAR_REG_COND(p, rd, rm, rs, cond) \
 998         ARM_MOV_REG_REGSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_ASR, rs, cond)
 999 #define ARM_SAR_REG(p, rd, rm, rs) \
1000         ARM_SAR_REG_COND(p, rd, rm, rs, ARMCOND_AL)
1001 #define ARM_SARS_REG_COND(p, rd, rm, rs, cond) \
1002         ARM_MOVS_REG_REGSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_ASR, rs, cond)
1003 #define ARM_SARS_REG(p, rd, rm, rs) \
1004         ARM_SARS_REG_COND(p, rd, rm, rs, ARMCOND_AL)
1005 #define ARM_SARS_REG_REG(p, rd, rm, rs) ARM_SARS_REG(p, rd, rm, rs)
1006
1007 #define ARM_ROR_REG_COND(p, rd, rm, rs, cond) \
1008         ARM_MOV_REG_REGSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_ROR, rs, cond)
1009 #define ARM_ROR_REG(p, rd, rm, rs) \
1010         ARM_ROR_REG_COND(p, rd, rm, rs, ARMCOND_AL)
1011 #define ARM_RORS_REG_COND(p, rd, rm, rs, cond) \
1012         ARM_MOVS_REG_REGSHIFT_COND(p, rd, rm, ARMSHIFT_ROR, rs, cond)
1013 #define ARM_RORS_REG(p, rd, rm, rs) \
1014         ARM_RORS_REG_COND(p, rd, rm, rs, ARMCOND_AL)
1015 #define ARM_RORS_REG_REG(p, rd, rm, rs) ARM_RORS_REG(p, rd, rm, rs)
1016
1017 #ifdef __native_client_codegen__
1018 #define ARM_DBRK(p) ARM_EMIT(p, 0xE7FEDEF0)
1019 #else
1020 #define ARM_DBRK(p) ARM_EMIT(p, 0xE6000010)
1021 #endif
1022 #define ARM_IASM_DBRK() ARM_IASM_EMIT(0xE6000010)
1023
1024 #define ARM_INC(p, reg) ARM_ADD_REG_IMM8(p, reg, reg, 1)
1025 #define ARM_DEC(p, reg) ARM_SUB_REG_IMM8(p, reg, reg, 1)
1026
1027 #define ARM_MLS(p, rd, rn, rm, ra) ARM_EMIT((p), (ARMCOND_AL << 28) | (0x6 << 20) | ((rd) << 16) | ((ra) << 12) | ((rm) << 8) | (0x9 << 4) | ((rn) << 0))
1028
1029 /* ARM V5 */
1030
1031 /* Count leading zeros, CLZ{cond} Rd, Rm */
1032 typedef struct {
1033         arminstr_t rm   :  4;
1034         arminstr_t tag2 :  8;
1035         arminstr_t rd   :  4;
1036         arminstr_t tag  :  12;
1037         arminstr_t cond :  4;
1038 } ARMInstrCLZ;
1039
1040 #define ARM_CLZ_ID 0x16F
1041 #define ARM_CLZ_ID2 0xF1
1042 #define ARM_CLZ_MASK ((0xFFF << 16) | (0xFF < 4))
1043 #define ARM_CLZ_TAG ((ARM_CLZ_ID << 16) | (ARM_CLZ_ID2 << 4))
1044
1045
1046
1047
1048 typedef union {
1049         ARMInstrBR    br;
1050         ARMInstrDPI   dpi;
1051         ARMInstrMRT   mrt;
1052         ARMInstrMul   mul;
1053         ARMInstrWXfer wxfer;
1054         ARMInstrHXfer hxfer;
1055         ARMInstrSwap  swp;
1056         ARMInstrCDP   cdp;
1057         ARMInstrCDT   cdt;
1058         ARMInstrCRT   crt;
1059         ARMInstrSWI   swi;
1060         ARMInstrMSR   msr;
1061         ARMInstrMRS   mrs;
1062         ARMInstrCLZ   clz;
1063
1064         ARMInstrGeneric generic;
1065         arminstr_t      raw;
1066 } ARMInstr;
1067
1068 /* ARMv6t2 */
1069
1070 #define ARM_MOVW_REG_IMM_COND(p, rd, imm16, cond) ARM_EMIT(p, (((cond) << 28) | (3 << 24) | (0 << 20) | ((((guint32)(imm16)) >> 12) << 16) | ((rd) << 12) | (((guint32)(imm16)) & 0xfff)))
1071 #define ARM_MOVW_REG_IMM(p, rd, imm16) ARM_MOVW_REG_IMM_COND ((p), (rd), (imm16), ARMCOND_AL)
1072
1073 #define ARM_MOVT_REG_IMM_COND(p, rd, imm16, cond) ARM_EMIT(p, (((cond) << 28) | (3 << 24) | (4 << 20) | ((((guint32)(imm16)) >> 12) << 16) | ((rd) << 12) | (((guint32)(imm16)) & 0xfff)))
1074 #define ARM_MOVT_REG_IMM(p, rd, imm16) ARM_MOVT_REG_IMM_COND ((p), (rd), (imm16), ARMCOND_AL)
1075
1076 /* MCR */
1077 #define ARM_DEF_MCR_COND(coproc, opc1, rt, crn, crm, opc2, cond)        \
1078         ARM_DEF_COND ((cond)) | ((0xe << 24) | (((opc1) & 0x7) << 21) | (0 << 20) | (((crn) & 0xf) << 16) | (((rt) & 0xf) << 12) | (((coproc) & 0xf) << 8) | (((opc2) & 0x7) << 5) | (1 << 4) | (((crm) & 0xf) << 0))
1079
1080 #define ARM_MCR_COND(p, coproc, opc1, rt, crn, crm, opc2, cond) \
1081         ARM_EMIT(p, ARM_DEF_MCR_COND ((coproc), (opc1), (rt), (crn), (crm), (opc2), (cond)))
1082
1083 #define ARM_MCR(p, coproc, opc1, rt, crn, crm, opc2) \
1084         ARM_MCR_COND ((p), (coproc), (opc1), (rt), (crn), (crm), (opc2), ARMCOND_AL)
1085
1086 /* ARMv7VE */
1087 #define ARM_SDIV_COND(p, rd, rn, rm, cond) ARM_EMIT (p, (((cond) << 28) | (0xe << 23) | (0x1 << 20) | ((rd) << 16) | (0xf << 12) | ((rm) << 8) | (0x0 << 5) | (0x1 << 4) | ((rn) << 0)))
1088 #define ARM_SDIV(p, rd, rn, rm) ARM_SDIV_COND ((p), (rd), (rn), (rm), ARMCOND_AL)
1089
1090 #define ARM_UDIV_COND(p, rd, rn, rm, cond) ARM_EMIT (p, (((cond) << 28) | (0xe << 23) | (0x3 << 20) | ((rd) << 16) | (0xf << 12) | ((rm) << 8) | (0x0 << 5) | (0x1 << 4) | ((rn) << 0)))
1091 #define ARM_UDIV(p, rd, rn, rm) ARM_UDIV_COND ((p), (rd), (rn), (rm), ARMCOND_AL)
1092
1093 /* ARMv7 */
1094
1095 typedef enum {
1096         ARM_DMB_SY = 0xf,
1097 } ArmDmbFlags;
1098
1099 #define ARM_DMB(p, option) ARM_EMIT ((p), ((0xf << 28) | (0x57 << 20) | (0xf << 16) | (0xf << 12) | (0x0 << 8) | (0x5 << 4) | ((option) << 0)))
1100
1101 #define ARM_LDREX_REG(p, rt, rn) ARM_EMIT ((p), ((ARMCOND_AL << 28) | (0xc << 21) | (0x1 << 20) | ((rn) << 16) | ((rt) << 12)) | (0xf << 8) | (0x9 << 4) | 0xf << 0)
1102
1103 #define ARM_STREX_REG(p, rd, rt, rn) ARM_EMIT ((p), ((ARMCOND_AL << 28) | (0xc << 21) | (0x0 << 20) | ((rn) << 16) | ((rd) << 12)) | (0xf << 8) | (0x9 << 4) | ((rt) << 0))
1104
1105 #ifdef __cplusplus
1106 }
1107 #endif
1108
1109 #endif /* ARM_H */
1110