132224e2887706ad3473a3e38c23b612b9c3bddf
[sbcl.git] / src / compiler / x86 / insts.lisp
1 ;;;; that part of the description of the x86 instruction set (for
2 ;;;; 80386 and above) which can live on the cross-compilation host
3
4 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
5 ;;;; more information.
6 ;;;;
7 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
8 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
9 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
10 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
11 ;;;; files for more information.
12
13 (in-package "SB!VM")
14 ;;; FIXME: SB!DISASSEM: prefixes are used so widely in this file that
15 ;;; I wonder whether the separation of the disassembler from the
16 ;;; virtual machine is valid or adds value.
17
18 ;;; Note: In CMU CL, this used to be a call to SET-DISASSEM-PARAMS.
19 (setf sb!disassem:*disassem-inst-alignment-bytes* 1)
20
21 (deftype reg () '(unsigned-byte 3))
22
23 (def!constant +default-operand-size+ :dword)
24 \f
25 (eval-when (#-sb-xc :compile-toplevel :load-toplevel :execute)
26
27 (defun offset-next (value dstate)
28   (declare (type integer value)
29            (type sb!disassem:disassem-state dstate))
30   (+ (sb!disassem:dstate-next-addr dstate) value))
31
32 (defparameter *default-address-size*
33   ;; Actually, :DWORD is the only one really supported.
34   :dword)
35
36 (defparameter *byte-reg-names*
37   #(al cl dl bl ah ch dh bh))
38 (defparameter *word-reg-names*
39   #(ax cx dx bx sp bp si di))
40 (defparameter *dword-reg-names*
41   #(eax ecx edx ebx esp ebp esi edi))
42
43 (defun print-reg-with-width (value width stream dstate)
44   (declare (ignore dstate))
45   (princ (aref (ecase width
46                  (:byte *byte-reg-names*)
47                  (:word *word-reg-names*)
48                  (:dword *dword-reg-names*))
49                value)
50          stream)
51   ;; XXX plus should do some source-var notes
52   )
53
54 (defun print-reg (value stream dstate)
55   (declare (type reg value)
56            (type stream stream)
57            (type sb!disassem:disassem-state dstate))
58   (print-reg-with-width value
59                         (sb!disassem:dstate-get-prop dstate 'width)
60                         stream
61                         dstate))
62
63 (defun print-word-reg (value stream dstate)
64   (declare (type reg value)
65            (type stream stream)
66            (type sb!disassem:disassem-state dstate))
67   (print-reg-with-width value
68                         (or (sb!disassem:dstate-get-prop dstate 'word-width)
69                             +default-operand-size+)
70                         stream
71                         dstate))
72
73 (defun print-byte-reg (value stream dstate)
74   (declare (type reg value)
75            (type stream stream)
76            (type sb!disassem:disassem-state dstate))
77   (print-reg-with-width value :byte stream dstate))
78
79 (defun print-addr-reg (value stream dstate)
80   (declare (type reg value)
81            (type stream stream)
82            (type sb!disassem:disassem-state dstate))
83   (print-reg-with-width value *default-address-size* stream dstate))
84
85 (defun print-reg/mem (value stream dstate)
86   (declare (type (or list reg) value)
87            (type stream stream)
88            (type sb!disassem:disassem-state dstate))
89   (if (typep value 'reg)
90       (print-reg value stream dstate)
91       (print-mem-access value stream nil dstate)))
92
93 ;; Same as print-reg/mem, but prints an explicit size indicator for
94 ;; memory references.
95 (defun print-sized-reg/mem (value stream dstate)
96   (declare (type (or list reg) value)
97            (type stream stream)
98            (type sb!disassem:disassem-state dstate))
99   (if (typep value 'reg)
100       (print-reg value stream dstate)
101       (print-mem-access value stream t dstate)))
102
103 (defun print-byte-reg/mem (value stream dstate)
104   (declare (type (or list reg) value)
105            (type stream stream)
106            (type sb!disassem:disassem-state dstate))
107   (if (typep value 'reg)
108       (print-byte-reg value stream dstate)
109       (print-mem-access value stream t dstate)))
110
111 (defun print-word-reg/mem (value stream dstate)
112   (declare (type (or list reg) value)
113            (type stream stream)
114            (type sb!disassem:disassem-state dstate))
115   (if (typep value 'reg)
116       (print-word-reg value stream dstate)
117       (print-mem-access value stream nil dstate)))
118
119 (defun print-label (value stream dstate)
120   (declare (ignore dstate))
121   (sb!disassem:princ16 value stream))
122
123 ;;; Returns either an integer, meaning a register, or a list of
124 ;;; (BASE-REG OFFSET INDEX-REG INDEX-SCALE), where any component
125 ;;; may be missing or nil to indicate that it's not used or has the
126 ;;; obvious default value (e.g., 1 for the index-scale).
127 (defun prefilter-reg/mem (value dstate)
128   (declare (type list value)
129            (type sb!disassem:disassem-state dstate))
130   (let ((mod (car value))
131         (r/m (cadr value)))
132     (declare (type (unsigned-byte 2) mod)
133              (type (unsigned-byte 3) r/m))
134     (cond ((= mod #b11)
135            ;; registers
136            r/m)
137           ((= r/m #b100)
138            ;; sib byte
139            (let ((sib (sb!disassem:read-suffix 8 dstate)))
140              (declare (type (unsigned-byte 8) sib))
141              (let ((base-reg (ldb (byte 3 0) sib))
142                    (index-reg (ldb (byte 3 3) sib))
143                    (index-scale (ldb (byte 2 6) sib)))
144                (declare (type (unsigned-byte 3) base-reg index-reg)
145                         (type (unsigned-byte 2) index-scale))
146                (let* ((offset
147                        (case mod
148                          (#b00
149                           (if (= base-reg #b101)
150                               (sb!disassem:read-signed-suffix 32 dstate)
151                               nil))
152                          (#b01
153                           (sb!disassem:read-signed-suffix 8 dstate))
154                          (#b10
155                           (sb!disassem:read-signed-suffix 32 dstate)))))
156                  (list (if (and (= mod #b00) (= base-reg #b101)) nil base-reg)
157                        offset
158                        (if (= index-reg #b100) nil index-reg)
159                        (ash 1 index-scale))))))
160           ((and (= mod #b00) (= r/m #b101))
161            (list nil (sb!disassem:read-signed-suffix 32 dstate)) )
162           ((= mod #b00)
163            (list r/m))
164           ((= mod #b01)
165            (list r/m (sb!disassem:read-signed-suffix 8 dstate)))
166           (t                            ; (= mod #b10)
167            (list r/m (sb!disassem:read-signed-suffix 32 dstate))))))
168
169
170 ;;; This is a sort of bogus prefilter that just stores the info globally for
171 ;;; other people to use; it probably never gets printed.
172 (defun prefilter-width (value dstate)
173   (setf (sb!disassem:dstate-get-prop dstate 'width)
174         (if (zerop value)
175             :byte
176             (let ((word-width
177                    ;; set by a prefix instruction
178                    (or (sb!disassem:dstate-get-prop dstate 'word-width)
179                        +default-operand-size+)))
180               (when (not (eql word-width +default-operand-size+))
181                 ;; Reset it.
182                 (setf (sb!disassem:dstate-get-prop dstate 'word-width)
183                       +default-operand-size+))
184               word-width))))
185
186 (defun read-address (value dstate)
187   (declare (ignore value))              ; always nil anyway
188   (sb!disassem:read-suffix (width-bits *default-address-size*) dstate))
189
190 (defun width-bits (width)
191   (ecase width
192     (:byte 8)
193     (:word 16)
194     (:dword 32)
195     (:float 32)
196     (:double 64)))
197
198 ) ; EVAL-WHEN
199 \f
200 ;;;; disassembler argument types
201
202 (sb!disassem:define-arg-type displacement
203   :sign-extend t
204   :use-label #'offset-next
205   :printer (lambda (value stream dstate)
206              (sb!disassem:maybe-note-assembler-routine value nil dstate)
207              (print-label value stream dstate)))
208
209 (sb!disassem:define-arg-type accum
210   :printer (lambda (value stream dstate)
211              (declare (ignore value)
212                       (type stream stream)
213                       (type sb!disassem:disassem-state dstate))
214              (print-reg 0 stream dstate)))
215
216 (sb!disassem:define-arg-type word-accum
217   :printer (lambda (value stream dstate)
218              (declare (ignore value)
219                       (type stream stream)
220                       (type sb!disassem:disassem-state dstate))
221              (print-word-reg 0 stream dstate)))
222
223 (sb!disassem:define-arg-type reg
224   :printer #'print-reg)
225
226 (sb!disassem:define-arg-type addr-reg
227   :printer #'print-addr-reg)
228
229 (sb!disassem:define-arg-type word-reg
230   :printer #'print-word-reg)
231
232 (sb!disassem:define-arg-type imm-addr
233   :prefilter #'read-address
234   :printer #'print-label)
235
236 (sb!disassem:define-arg-type imm-data
237   :prefilter (lambda (value dstate)
238                (declare (ignore value)) ; always nil anyway
239                (sb!disassem:read-suffix
240                 (width-bits (sb!disassem:dstate-get-prop dstate 'width))
241                 dstate)))
242
243 (sb!disassem:define-arg-type signed-imm-data
244   :prefilter (lambda (value dstate)
245                (declare (ignore value)) ; always nil anyway
246                (let ((width (sb!disassem:dstate-get-prop dstate 'width)))
247                  (sb!disassem:read-signed-suffix (width-bits width) dstate))))
248
249 (sb!disassem:define-arg-type signed-imm-byte
250   :prefilter (lambda (value dstate)
251                (declare (ignore value)) ; always nil anyway
252                (sb!disassem:read-signed-suffix 8 dstate)))
253
254 (sb!disassem:define-arg-type signed-imm-dword
255   :prefilter (lambda (value dstate)
256                (declare (ignore value)) ; always nil anyway
257                (sb!disassem:read-signed-suffix 32 dstate)))
258
259 (sb!disassem:define-arg-type imm-word
260   :prefilter (lambda (value dstate)
261                (declare (ignore value)) ; always nil anyway
262                (let ((width
263                       (or (sb!disassem:dstate-get-prop dstate 'word-width)
264                           +default-operand-size+)))
265                  (sb!disassem:read-suffix (width-bits width) dstate))))
266
267 (sb!disassem:define-arg-type signed-imm-word
268   :prefilter (lambda (value dstate)
269                (declare (ignore value)) ; always nil anyway
270                (let ((width
271                       (or (sb!disassem:dstate-get-prop dstate 'word-width)
272                           +default-operand-size+)))
273                  (sb!disassem:read-signed-suffix (width-bits width) dstate))))
274
275 ;;; needed for the ret imm16 instruction
276 (sb!disassem:define-arg-type imm-word-16
277   :prefilter (lambda (value dstate)
278                (declare (ignore value)) ; always nil anyway
279                (sb!disassem:read-suffix 16 dstate)))
280
281 (sb!disassem:define-arg-type reg/mem
282   :prefilter #'prefilter-reg/mem
283   :printer #'print-reg/mem)
284 (sb!disassem:define-arg-type sized-reg/mem
285   ;; Same as reg/mem, but prints an explicit size indicator for
286   ;; memory references.
287   :prefilter #'prefilter-reg/mem
288   :printer #'print-sized-reg/mem)
289 (sb!disassem:define-arg-type byte-reg/mem
290   :prefilter #'prefilter-reg/mem
291   :printer #'print-byte-reg/mem)
292 (sb!disassem:define-arg-type word-reg/mem
293   :prefilter #'prefilter-reg/mem
294   :printer #'print-word-reg/mem)
295
296 ;;; added by jrd
297 (eval-when (#-sb-xc :compile-toplevel :load-toplevel :execute)
298 (defun print-fp-reg (value stream dstate)
299   (declare (ignore dstate))
300   (format stream "FR~D" value))
301 (defun prefilter-fp-reg (value dstate)
302   ;; just return it
303   (declare (ignore dstate))
304   value)
305 ) ; EVAL-WHEN
306 (sb!disassem:define-arg-type fp-reg
307                              :prefilter #'prefilter-fp-reg
308                              :printer #'print-fp-reg)
309
310 (sb!disassem:define-arg-type width
311   :prefilter #'prefilter-width
312   :printer (lambda (value stream dstate)
313              (if;; (zerop value)
314                  (or (null value)
315                      (and (numberp value) (zerop value))) ; zzz jrd
316                  (princ 'b stream)
317                  (let ((word-width
318                         ;; set by a prefix instruction
319                         (or (sb!disassem:dstate-get-prop dstate 'word-width)
320                             +default-operand-size+)))
321                    (princ (schar (symbol-name word-width) 0) stream)))))
322
323 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
324 (defparameter *conditions*
325   '((:o . 0)
326     (:no . 1)
327     (:b . 2) (:nae . 2) (:c . 2)
328     (:nb . 3) (:ae . 3) (:nc . 3)
329     (:eq . 4) (:e . 4) (:z . 4)
330     (:ne . 5) (:nz . 5)
331     (:be . 6) (:na . 6)
332     (:nbe . 7) (:a . 7)
333     (:s . 8)
334     (:ns . 9)
335     (:p . 10) (:pe . 10)
336     (:np . 11) (:po . 11)
337     (:l . 12) (:nge . 12)
338     (:nl . 13) (:ge . 13)
339     (:le . 14) (:ng . 14)
340     (:nle . 15) (:g . 15)))
341 (defparameter *condition-name-vec*
342   (let ((vec (make-array 16 :initial-element nil)))
343     (dolist (cond *conditions*)
344       (when (null (aref vec (cdr cond)))
345         (setf (aref vec (cdr cond)) (car cond))))
346     vec))
347 ) ; EVAL-WHEN
348
349 ;;; Set assembler parameters. (In CMU CL, this was done with
350 ;;; a call to a macro DEF-ASSEMBLER-PARAMS.)
351 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
352   (setf sb!assem:*assem-scheduler-p* nil))
353
354 (sb!disassem:define-arg-type condition-code
355   :printer *condition-name-vec*)
356
357 (defun conditional-opcode (condition)
358   (cdr (assoc condition *conditions* :test #'eq)))
359 \f
360 ;;;; disassembler instruction formats
361
362 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
363   (defun swap-if (direction field1 separator field2)
364     `(:if (,direction :constant 0)
365           (,field1 ,separator ,field2)
366           (,field2 ,separator ,field1))))
367
368 (sb!disassem:define-instruction-format (byte 8 :default-printer '(:name))
369   (op    :field (byte 8 0))
370   ;; optional fields
371   (accum :type 'accum)
372   (imm))
373
374 (sb!disassem:define-instruction-format (simple 8)
375   (op    :field (byte 7 1))
376   (width :field (byte 1 0) :type 'width)
377   ;; optional fields
378   (accum :type 'accum)
379   (imm))
380
381 ;;; Same as simple, but with direction bit
382 (sb!disassem:define-instruction-format (simple-dir 8 :include 'simple)
383   (op :field (byte 6 2))
384   (dir :field (byte 1 1)))
385
386 ;;; Same as simple, but with the immediate value occurring by default,
387 ;;; and with an appropiate printer.
388 (sb!disassem:define-instruction-format (accum-imm 8
389                                      :include 'simple
390                                      :default-printer '(:name
391                                                         :tab accum ", " imm))
392   (imm :type 'imm-data))
393
394 (sb!disassem:define-instruction-format (reg-no-width 8
395                                      :default-printer '(:name :tab reg))
396   (op    :field (byte 5 3))
397   (reg   :field (byte 3 0) :type 'word-reg)
398   ;; optional fields
399   (accum :type 'word-accum)
400   (imm))
401
402 ;;; adds a width field to reg-no-width
403 (sb!disassem:define-instruction-format (reg 8
404                                         :default-printer '(:name :tab reg))
405   (op    :field (byte 4 4))
406   (width :field (byte 1 3) :type 'width)
407   (reg   :field (byte 3 0) :type 'reg)
408   ;; optional fields
409   (accum :type 'accum)
410   (imm)
411   )
412
413 ;;; Same as reg, but with direction bit
414 (sb!disassem:define-instruction-format (reg-dir 8 :include 'reg)
415   (op  :field (byte 3 5))
416   (dir :field (byte 1 4)))
417
418 (sb!disassem:define-instruction-format (two-bytes 16
419                                         :default-printer '(:name))
420   (op :fields (list (byte 8 0) (byte 8 8))))
421
422 (sb!disassem:define-instruction-format (reg-reg/mem 16
423                                         :default-printer
424                                         `(:name :tab reg ", " reg/mem))
425   (op      :field (byte 7 1))
426   (width   :field (byte 1 0)    :type 'width)
427   (reg/mem :fields (list (byte 2 14) (byte 3 8))
428                                 :type 'reg/mem)
429   (reg     :field (byte 3 11)   :type 'reg)
430   ;; optional fields
431   (imm))
432
433 ;;; same as reg-reg/mem, but with direction bit
434 (sb!disassem:define-instruction-format (reg-reg/mem-dir 16
435                                         :include 'reg-reg/mem
436                                         :default-printer
437                                         `(:name
438                                           :tab
439                                           ,(swap-if 'dir 'reg/mem ", " 'reg)))
440   (op  :field (byte 6 2))
441   (dir :field (byte 1 1)))
442
443 ;;; Same as reg-rem/mem, but uses the reg field as a second op code.
444 (sb!disassem:define-instruction-format (reg/mem 16
445                                         :default-printer '(:name :tab reg/mem))
446   (op      :fields (list (byte 7 1) (byte 3 11)))
447   (width   :field (byte 1 0)    :type 'width)
448   (reg/mem :fields (list (byte 2 14) (byte 3 8))
449                                 :type 'sized-reg/mem)
450   ;; optional fields
451   (imm))
452
453 ;;; Same as reg/mem, but with the immediate value occurring by default,
454 ;;; and with an appropiate printer.
455 (sb!disassem:define-instruction-format (reg/mem-imm 16
456                                         :include 'reg/mem
457                                         :default-printer
458                                         '(:name :tab reg/mem ", " imm))
459   (reg/mem :type 'sized-reg/mem)
460   (imm     :type 'imm-data))
461
462 ;;; Same as reg/mem, but with using the accumulator in the default printer
463 (sb!disassem:define-instruction-format
464     (accum-reg/mem 16
465      :include 'reg/mem :default-printer '(:name :tab accum ", " reg/mem))
466   (reg/mem :type 'reg/mem)              ; don't need a size
467   (accum :type 'accum))
468
469 ;;; Same as reg-reg/mem, but with a prefix of #b00001111
470 (sb!disassem:define-instruction-format (ext-reg-reg/mem 24
471                                         :default-printer
472                                         `(:name :tab reg ", " reg/mem))
473   (prefix  :field (byte 8 0)    :value #b00001111)
474   (op      :field (byte 7 9))
475   (width   :field (byte 1 8)    :type 'width)
476   (reg/mem :fields (list (byte 2 22) (byte 3 16))
477                                 :type 'reg/mem)
478   (reg     :field (byte 3 19)   :type 'reg)
479   ;; optional fields
480   (imm))
481
482 ;;; Same as reg/mem, but with a prefix of #b00001111
483 (sb!disassem:define-instruction-format (ext-reg/mem 24
484                                         :default-printer '(:name :tab reg/mem))
485   (prefix  :field (byte 8 0)    :value #b00001111)
486   (op      :fields (list (byte 7 9) (byte 3 19)))
487   (width   :field (byte 1 8)    :type 'width)
488   (reg/mem :fields (list (byte 2 22) (byte 3 16))
489                                 :type 'sized-reg/mem)
490   ;; optional fields
491   (imm))
492
493 (sb!disassem:define-instruction-format (ext-reg/mem-imm 24
494                                         :include 'ext-reg/mem
495                                         :default-printer
496                                         '(:name :tab reg/mem ", " imm))
497   (imm :type 'imm-data))
498 \f
499 ;;;; This section was added by jrd, for fp instructions.
500
501 ;;; regular fp inst to/from registers/memory
502 (sb!disassem:define-instruction-format (floating-point 16
503                                         :default-printer
504                                         `(:name :tab reg/mem))
505   (prefix :field (byte 5 3) :value #b11011)
506   (op     :fields (list (byte 3 0) (byte 3 11)))
507   (reg/mem :fields (list (byte 2 14) (byte 3 8)) :type 'reg/mem))
508
509 ;;; fp insn to/from fp reg
510 (sb!disassem:define-instruction-format (floating-point-fp 16
511                                         :default-printer `(:name :tab fp-reg))
512   (prefix :field (byte 5 3) :value #b11011)
513   (suffix :field (byte 2 14) :value #b11)
514   (op     :fields (list (byte 3 0) (byte 3 11)))
515   (fp-reg :field (byte 3 8) :type 'fp-reg))
516
517 ;;; fp insn to/from fp reg, with the reversed source/destination flag.
518 (sb!disassem:define-instruction-format
519  (floating-point-fp-d 16
520    :default-printer `(:name :tab ,(swap-if 'd "ST0" ", " 'fp-reg)))
521   (prefix :field (byte 5 3) :value #b11011)
522   (suffix :field (byte 2 14) :value #b11)
523   (op     :fields (list (byte 2 0) (byte 3 11)))
524   (d      :field (byte 1 2))
525   (fp-reg :field (byte 3 8) :type 'fp-reg))
526
527
528 ;;; (added by (?) pfw)
529 ;;; fp no operand isns
530 (sb!disassem:define-instruction-format (floating-point-no 16
531                                       :default-printer '(:name))
532   (prefix :field (byte 8  0) :value #b11011001)
533   (suffix :field (byte 3 13) :value #b111)
534   (op     :field (byte 5  8)))
535
536 (sb!disassem:define-instruction-format (floating-point-3 16
537                                       :default-printer '(:name))
538   (prefix :field (byte 5 3) :value #b11011)
539   (suffix :field (byte 2 14) :value #b11)
540   (op     :fields (list (byte 3 0) (byte 6 8))))
541
542 (sb!disassem:define-instruction-format (floating-point-5 16
543                                       :default-printer '(:name))
544   (prefix :field (byte 8  0) :value #b11011011)
545   (suffix :field (byte 3 13) :value #b111)
546   (op     :field (byte 5  8)))
547
548 (sb!disassem:define-instruction-format (floating-point-st 16
549                                       :default-printer '(:name))
550   (prefix :field (byte 8  0) :value #b11011111)
551   (suffix :field (byte 3 13) :value #b111)
552   (op     :field (byte 5  8)))
553
554 (sb!disassem:define-instruction-format (string-op 8
555                                      :include 'simple
556                                      :default-printer '(:name width)))
557
558 (sb!disassem:define-instruction-format (short-cond-jump 16)
559   (op    :field (byte 4 4))
560   (cc    :field (byte 4 0) :type 'condition-code)
561   (label :field (byte 8 8) :type 'displacement))
562
563 (sb!disassem:define-instruction-format (short-jump 16
564                                      :default-printer '(:name :tab label))
565   (const :field (byte 4 4) :value #b1110)
566   (op    :field (byte 4 0))
567   (label :field (byte 8 8) :type 'displacement))
568
569 (sb!disassem:define-instruction-format (near-cond-jump 16)
570   (op    :fields (list (byte 8 0) (byte 4 12)) :value '(#b00001111 #b1000))
571   (cc    :field (byte 4 8) :type 'condition-code)
572   ;; The disassembler currently doesn't let you have an instruction > 32 bits
573   ;; long, so we fake it by using a prefilter to read the offset.
574   (label :type 'displacement
575          :prefilter (lambda (value dstate)
576                       (declare (ignore value)) ; always nil anyway
577                       (sb!disassem:read-signed-suffix 32 dstate))))
578
579 (sb!disassem:define-instruction-format (near-jump 8
580                                      :default-printer '(:name :tab label))
581   (op    :field (byte 8 0))
582   ;; The disassembler currently doesn't let you have an instruction > 32 bits
583   ;; long, so we fake it by using a prefilter to read the address.
584   (label :type 'displacement
585          :prefilter (lambda (value dstate)
586                       (declare (ignore value)) ; always nil anyway
587                       (sb!disassem:read-signed-suffix 32 dstate))))
588
589
590 (sb!disassem:define-instruction-format (cond-set 24
591                                      :default-printer '('set cc :tab reg/mem))
592   (prefix :field (byte 8 0) :value #b00001111)
593   (op    :field (byte 4 12) :value #b1001)
594   (cc    :field (byte 4 8) :type 'condition-code)
595   (reg/mem :fields (list (byte 2 22) (byte 3 16))
596            :type 'byte-reg/mem)
597   (reg     :field (byte 3 19)   :value #b000))
598
599 (sb!disassem:define-instruction-format (cond-move 24
600                                      :default-printer
601                                         '('cmov cc :tab reg ", " reg/mem))
602   (prefix  :field (byte 8 0)    :value #b00001111)
603   (op      :field (byte 4 12)   :value #b0100)
604   (cc      :field (byte 4 8)    :type 'condition-code)
605   (reg/mem :fields (list (byte 2 22) (byte 3 16))
606                                 :type 'reg/mem)
607   (reg     :field (byte 3 19)   :type 'reg))
608
609 (sb!disassem:define-instruction-format (enter-format 32
610                                      :default-printer '(:name
611                                                         :tab disp
612                                                         (:unless (:constant 0)
613                                                           ", " level)))
614   (op :field (byte 8 0))
615   (disp :field (byte 16 8))
616   (level :field (byte 8 24)))
617
618 (sb!disassem:define-instruction-format (prefetch 24
619                                                  :default-printer
620                                                  '(:name ", " reg/mem))
621   (prefix :field (byte 8 0) :value #b00001111)
622   (op :field (byte 8 8) :value #b00011000)
623   (reg/mem :fields (list (byte 2 22) (byte 3 16)) :type 'byte-reg/mem)
624   (reg :field (byte 3 19) :type 'reg))
625
626 ;;; Single byte instruction with an immediate byte argument.
627 (sb!disassem:define-instruction-format (byte-imm 16
628                                      :default-printer '(:name :tab code))
629  (op :field (byte 8 0))
630  (code :field (byte 8 8)))
631
632 ;;; Two byte instruction with an immediate byte argument.
633 ;;;
634 (sb!disassem:define-instruction-format (word-imm 24
635                                      :default-printer '(:name :tab code))
636   (op :field (byte 16 0))
637   (code :field (byte 8 16)))
638
639 \f
640 ;;;; primitive emitters
641
642 (define-bitfield-emitter emit-word 16
643   (byte 16 0))
644
645 (define-bitfield-emitter emit-dword 32
646   (byte 32 0))
647
648 (define-bitfield-emitter emit-byte-with-reg 8
649   (byte 5 3) (byte 3 0))
650
651 (define-bitfield-emitter emit-mod-reg-r/m-byte 8
652   (byte 2 6) (byte 3 3) (byte 3 0))
653
654 (define-bitfield-emitter emit-sib-byte 8
655   (byte 2 6) (byte 3 3) (byte 3 0))
656 \f
657 ;;;; fixup emitters
658
659 (defun emit-absolute-fixup (segment fixup)
660   (note-fixup segment :absolute fixup)
661   (let ((offset (fixup-offset fixup)))
662     (if (label-p offset)
663         (emit-back-patch segment
664                          4 ; FIXME: n-word-bytes
665                          (lambda (segment posn)
666                            (declare (ignore posn))
667                            (emit-dword segment
668                                        (- (+ (component-header-length)
669                                              (or (label-position offset)
670                                                  0))
671                                           other-pointer-lowtag))))
672         (emit-dword segment (or offset 0)))))
673
674 (defun emit-relative-fixup (segment fixup)
675   (note-fixup segment :relative fixup)
676   (emit-dword segment (or (fixup-offset fixup) 0)))
677 \f
678 ;;;; the effective-address (ea) structure
679
680 (defun reg-tn-encoding (tn)
681   (declare (type tn tn))
682   (aver (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc tn))) 'registers))
683   (let ((offset (tn-offset tn)))
684     (logior (ash (logand offset 1) 2)
685             (ash offset -1))))
686
687 (defstruct (ea (:constructor make-ea (size &key base index scale disp))
688                (:copier nil))
689   (size nil :type (member :byte :word :dword))
690   (base nil :type (or tn null))
691   (index nil :type (or tn null))
692   (scale 1 :type (member 1 2 4 8))
693   (disp 0 :type (or (unsigned-byte 32) (signed-byte 32) fixup)))
694 (def!method print-object ((ea ea) stream)
695   (cond ((or *print-escape* *print-readably*)
696          (print-unreadable-object (ea stream :type t)
697            (format stream
698                    "~S~@[ base=~S~]~@[ index=~S~]~@[ scale=~S~]~@[ disp=~S~]"
699                    (ea-size ea)
700                    (ea-base ea)
701                    (ea-index ea)
702                    (let ((scale (ea-scale ea)))
703                      (if (= scale 1) nil scale))
704                    (ea-disp ea))))
705         (t
706          (format stream "~A PTR [" (symbol-name (ea-size ea)))
707          (when (ea-base ea)
708            (write-string (sb!c::location-print-name (ea-base ea)) stream)
709            (when (ea-index ea)
710              (write-string "+" stream)))
711          (when (ea-index ea)
712            (write-string (sb!c::location-print-name (ea-index ea)) stream))
713          (unless (= (ea-scale ea) 1)
714            (format stream "*~A" (ea-scale ea)))
715          (typecase (ea-disp ea)
716            (null)
717            (integer
718             (format stream "~@D" (ea-disp ea)))
719            (t
720             (format stream "+~A" (ea-disp ea))))
721          (write-char #\] stream))))
722
723 (defun emit-ea (segment thing reg &optional allow-constants)
724   (etypecase thing
725     (tn
726      (ecase (sb-name (sc-sb (tn-sc thing)))
727        (registers
728         (emit-mod-reg-r/m-byte segment #b11 reg (reg-tn-encoding thing)))
729        (stack
730         ;; Convert stack tns into an index off of EBP.
731         (let ((disp (frame-byte-offset (tn-offset thing))))
732           (cond ((<= -128 disp 127)
733                  (emit-mod-reg-r/m-byte segment #b01 reg #b101)
734                  (emit-byte segment disp))
735                 (t
736                  (emit-mod-reg-r/m-byte segment #b10 reg #b101)
737                  (emit-dword segment disp)))))
738        (constant
739         (unless allow-constants
740           (error
741            "Constant TNs can only be directly used in MOV, PUSH, and CMP."))
742         (emit-mod-reg-r/m-byte segment #b00 reg #b101)
743         (emit-absolute-fixup segment
744                              (make-fixup nil
745                                          :code-object
746                                          (- (* (tn-offset thing) n-word-bytes)
747                                             other-pointer-lowtag))))))
748     (ea
749      (let* ((base (ea-base thing))
750             (index (ea-index thing))
751             (scale (ea-scale thing))
752             (disp (ea-disp thing))
753             (mod (cond ((or (null base)
754                             (and (eql disp 0)
755                                  (not (= (reg-tn-encoding base) #b101))))
756                         #b00)
757                        ((and (fixnump disp) (<= -128 disp 127))
758                         #b01)
759                        (t
760                         #b10)))
761             (r/m (cond (index #b100)
762                        ((null base) #b101)
763                        (t (reg-tn-encoding base)))))
764        (emit-mod-reg-r/m-byte segment mod reg r/m)
765        (when (= r/m #b100)
766          (let ((ss (1- (integer-length scale)))
767                (index (if (null index)
768                           #b100
769                           (let ((index (reg-tn-encoding index)))
770                             (if (= index #b100)
771                                 (error "can't index off of ESP")
772                                 index))))
773                (base (if (null base)
774                          #b101
775                          (reg-tn-encoding base))))
776            (emit-sib-byte segment ss index base)))
777        (cond ((= mod #b01)
778               (emit-byte segment disp))
779              ((or (= mod #b10) (null base))
780               (if (fixup-p disp)
781                   (emit-absolute-fixup segment disp)
782                   (emit-dword segment disp))))))
783     (fixup
784      (emit-mod-reg-r/m-byte segment #b00 reg #b101)
785      (emit-absolute-fixup segment thing))))
786
787 (defun fp-reg-tn-p (thing)
788   (and (tn-p thing)
789        (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc thing))) 'float-registers)))
790
791 ;;; like the above, but for fp-instructions--jrd
792 (defun emit-fp-op (segment thing op)
793   (if (fp-reg-tn-p thing)
794       (emit-byte segment (dpb op (byte 3 3) (dpb (tn-offset thing)
795                                                  (byte 3 0)
796                                                  #b11000000)))
797     (emit-ea segment thing op)))
798
799 (defun byte-reg-p (thing)
800   (and (tn-p thing)
801        (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc thing))) 'registers)
802        (member (sc-name (tn-sc thing)) *byte-sc-names*)
803        t))
804
805 (defun byte-ea-p (thing)
806   (typecase thing
807     (ea (eq (ea-size thing) :byte))
808     (tn
809      (and (member (sc-name (tn-sc thing)) *byte-sc-names*) t))
810     (t nil)))
811
812 (defun word-reg-p (thing)
813   (and (tn-p thing)
814        (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc thing))) 'registers)
815        (member (sc-name (tn-sc thing)) *word-sc-names*)
816        t))
817
818 (defun word-ea-p (thing)
819   (typecase thing
820     (ea (eq (ea-size thing) :word))
821     (tn (and (member (sc-name (tn-sc thing)) *word-sc-names*) t))
822     (t nil)))
823
824 (defun dword-reg-p (thing)
825   (and (tn-p thing)
826        (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc thing))) 'registers)
827        (member (sc-name (tn-sc thing)) *dword-sc-names*)
828        t))
829
830 (defun dword-ea-p (thing)
831   (typecase thing
832     (ea (eq (ea-size thing) :dword))
833     (tn
834      (and (member (sc-name (tn-sc thing)) *dword-sc-names*) t))
835     (t nil)))
836
837 (defun register-p (thing)
838   (and (tn-p thing)
839        (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc thing))) 'registers)))
840
841 (defun accumulator-p (thing)
842   (and (register-p thing)
843        (= (tn-offset thing) 0)))
844 \f
845 ;;;; utilities
846
847 (def!constant +operand-size-prefix-byte+ #b01100110)
848
849 (defun maybe-emit-operand-size-prefix (segment size)
850   (unless (or (eq size :byte) (eq size +default-operand-size+))
851     (emit-byte segment +operand-size-prefix-byte+)))
852
853 (defun operand-size (thing)
854   (typecase thing
855     (tn
856      ;; FIXME: might as well be COND instead of having to use #. readmacro
857      ;; to hack up the code
858      (case (sc-name (tn-sc thing))
859        (#.*dword-sc-names*
860         :dword)
861        (#.*word-sc-names*
862         :word)
863        (#.*byte-sc-names*
864         :byte)
865        ;; added by jrd: float-registers is a separate size (?)
866        (#.*float-sc-names*
867         :float)
868        (#.*double-sc-names*
869         :double)
870        (t
871         (error "can't tell the size of ~S ~S" thing (sc-name (tn-sc thing))))))
872     (ea
873      (ea-size thing))
874     (t
875      nil)))
876
877 (defun matching-operand-size (dst src)
878   (let ((dst-size (operand-size dst))
879         (src-size (operand-size src)))
880     (if dst-size
881         (if src-size
882             (if (eq dst-size src-size)
883                 dst-size
884                 (error "size mismatch: ~S is a ~S and ~S is a ~S."
885                        dst dst-size src src-size))
886             dst-size)
887         (if src-size
888             src-size
889             (error "can't tell the size of either ~S or ~S" dst src)))))
890
891 (defun emit-sized-immediate (segment size value)
892   (ecase size
893     (:byte
894      (emit-byte segment value))
895     (:word
896      (emit-word segment value))
897     (:dword
898      (emit-dword segment value))))
899 \f
900 ;;;; general data transfer
901
902 (define-instruction mov (segment dst src)
903   ;; immediate to register
904   (:printer reg ((op #b1011) (imm nil :type 'imm-data))
905             '(:name :tab reg ", " imm))
906   ;; absolute mem to/from accumulator
907   (:printer simple-dir ((op #b101000) (imm nil :type 'imm-addr))
908             `(:name :tab ,(swap-if 'dir 'accum ", " '("[" imm "]"))))
909   ;; register to/from register/memory
910   (:printer reg-reg/mem-dir ((op #b100010)))
911   ;; immediate to register/memory
912   (:printer reg/mem-imm ((op '(#b1100011 #b000))))
913
914   (:emitter
915    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
916      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
917      (cond ((register-p dst)
918             (cond ((integerp src)
919                    (emit-byte-with-reg segment
920                                        (if (eq size :byte)
921                                            #b10110
922                                            #b10111)
923                                        (reg-tn-encoding dst))
924                    (emit-sized-immediate segment size src))
925                   ((and (fixup-p src) (accumulator-p dst))
926                    (emit-byte segment
927                               (if (eq size :byte)
928                                   #b10100000
929                                   #b10100001))
930                    (emit-absolute-fixup segment src))
931                   (t
932                    (emit-byte segment
933                               (if (eq size :byte)
934                                   #b10001010
935                                   #b10001011))
936                    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst) t))))
937            ((and (fixup-p dst) (accumulator-p src))
938             (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10100010 #b10100011))
939             (emit-absolute-fixup segment dst))
940            ((integerp src)
941             (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11000110 #b11000111))
942             (emit-ea segment dst #b000)
943             (emit-sized-immediate segment size src))
944            ((register-p src)
945             (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10001000 #b10001001))
946             (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src)))
947            ((fixup-p src)
948             (aver (eq size :dword))
949             (emit-byte segment #b11000111)
950             (emit-ea segment dst #b000)
951             (emit-absolute-fixup segment src))
952            (t
953             (error "bogus arguments to MOV: ~S ~S" dst src))))))
954
955 (defun emit-move-with-extension (segment dst src opcode)
956   (aver (register-p dst))
957   (let ((dst-size (operand-size dst))
958         (src-size (operand-size src)))
959     (ecase dst-size
960       (:word
961        (aver (eq src-size :byte))
962        (maybe-emit-operand-size-prefix segment :word)
963        (emit-byte segment #b00001111)
964        (emit-byte segment opcode)
965        (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))
966       (:dword
967        (ecase src-size
968          (:byte
969           (maybe-emit-operand-size-prefix segment :dword)
970           (emit-byte segment #b00001111)
971           (emit-byte segment opcode)
972           (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))
973          (:word
974           (emit-byte segment #b00001111)
975           (emit-byte segment (logior opcode 1))
976           (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))))))))
977
978 (define-instruction movsx (segment dst src)
979   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1011111) (reg nil :type 'word-reg)))
980   (:emitter (emit-move-with-extension segment dst src #b10111110)))
981
982 (define-instruction movzx (segment dst src)
983   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1011011) (reg nil :type 'word-reg)))
984   (:emitter (emit-move-with-extension segment dst src #b10110110)))
985
986 (define-instruction push (segment src)
987   ;; register
988   (:printer reg-no-width ((op #b01010)))
989   ;; register/memory
990   (:printer reg/mem ((op '(#b1111111 #b110)) (width 1)))
991   ;; immediate
992   (:printer byte ((op #b01101010) (imm nil :type 'signed-imm-byte))
993             '(:name :tab imm))
994   (:printer byte ((op #b01101000) (imm nil :type 'imm-word))
995             '(:name :tab imm))
996   ;; ### segment registers?
997
998   (:emitter
999    (cond ((integerp src)
1000           (cond ((<= -128 src 127)
1001                  (emit-byte segment #b01101010)
1002                  (emit-byte segment src))
1003                 (t
1004                  (emit-byte segment #b01101000)
1005                  (emit-dword segment src))))
1006          ((fixup-p src)
1007           ;; Interpret the fixup as an immediate dword to push.
1008           (emit-byte segment #b01101000)
1009           (emit-absolute-fixup segment src))
1010          (t
1011           (let ((size (operand-size src)))
1012             (aver (not (eq size :byte)))
1013             (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1014             (cond ((register-p src)
1015                    (emit-byte-with-reg segment #b01010 (reg-tn-encoding src)))
1016                   (t
1017                    (emit-byte segment #b11111111)
1018                    (emit-ea segment src #b110 t))))))))
1019
1020 (define-instruction pusha (segment)
1021   (:printer byte ((op #b01100000)))
1022   (:emitter
1023    (emit-byte segment #b01100000)))
1024
1025 (define-instruction pop (segment dst)
1026   (:printer reg-no-width ((op #b01011)))
1027   (:printer reg/mem ((op '(#b1000111 #b000)) (width 1)))
1028   (:emitter
1029    (let ((size (operand-size dst)))
1030      (aver (not (eq size :byte)))
1031      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1032      (cond ((register-p dst)
1033             (emit-byte-with-reg segment #b01011 (reg-tn-encoding dst)))
1034            (t
1035             (emit-byte segment #b10001111)
1036             (emit-ea segment dst #b000))))))
1037
1038 (define-instruction popa (segment)
1039   (:printer byte ((op #b01100001)))
1040   (:emitter
1041    (emit-byte segment #b01100001)))
1042
1043 (define-instruction xchg (segment operand1 operand2)
1044   ;; Register with accumulator.
1045   (:printer reg-no-width ((op #b10010)) '(:name :tab accum ", " reg))
1046   ;; Register/Memory with Register.
1047   (:printer reg-reg/mem ((op #b1000011)))
1048   (:emitter
1049    (let ((size (matching-operand-size operand1 operand2)))
1050      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1051      (labels ((xchg-acc-with-something (acc something)
1052                 (if (and (not (eq size :byte)) (register-p something))
1053                     (emit-byte-with-reg segment
1054                                         #b10010
1055                                         (reg-tn-encoding something))
1056                     (xchg-reg-with-something acc something)))
1057               (xchg-reg-with-something (reg something)
1058                 (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10000110 #b10000111))
1059                 (emit-ea segment something (reg-tn-encoding reg))))
1060        (cond ((accumulator-p operand1)
1061               (xchg-acc-with-something operand1 operand2))
1062              ((accumulator-p operand2)
1063               (xchg-acc-with-something operand2 operand1))
1064              ((register-p operand1)
1065               (xchg-reg-with-something operand1 operand2))
1066              ((register-p operand2)
1067               (xchg-reg-with-something operand2 operand1))
1068              (t
1069               (error "bogus args to XCHG: ~S ~S" operand1 operand2)))))))
1070
1071 (define-instruction lea (segment dst src)
1072   (:printer reg-reg/mem ((op #b1000110) (width 1)))
1073   (:emitter
1074    (aver (dword-reg-p dst))
1075    (emit-byte segment #b10001101)
1076    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))))
1077
1078 (define-instruction cmpxchg (segment dst src)
1079   ;; Register/Memory with Register.
1080   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1011000)) '(:name :tab reg/mem ", " reg))
1081   (:emitter
1082    (aver (register-p src))
1083    (let ((size (matching-operand-size src dst)))
1084      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1085      (emit-byte segment #b00001111)
1086      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10110000 #b10110001))
1087      (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src)))))
1088
1089 \f
1090
1091 (define-instruction fs-segment-prefix (segment)
1092   (:printer byte ((op #b01100100)))
1093   (:emitter
1094    (emit-byte segment #x64)))
1095
1096 (define-instruction gs-segment-prefix (segment)
1097   (:printer byte ((op #b01100101)))
1098   (:emitter
1099    (emit-byte segment #x65)))
1100
1101 ;;;; flag control instructions
1102
1103 ;;; CLC -- Clear Carry Flag.
1104 (define-instruction clc (segment)
1105   (:printer byte ((op #b11111000)))
1106   (:emitter
1107    (emit-byte segment #b11111000)))
1108
1109 ;;; CLD -- Clear Direction Flag.
1110 (define-instruction cld (segment)
1111   (:printer byte ((op #b11111100)))
1112   (:emitter
1113    (emit-byte segment #b11111100)))
1114
1115 ;;; CLI -- Clear Iterrupt Enable Flag.
1116 (define-instruction cli (segment)
1117   (:printer byte ((op #b11111010)))
1118   (:emitter
1119    (emit-byte segment #b11111010)))
1120
1121 ;;; CMC -- Complement Carry Flag.
1122 (define-instruction cmc (segment)
1123   (:printer byte ((op #b11110101)))
1124   (:emitter
1125    (emit-byte segment #b11110101)))
1126
1127 ;;; LAHF -- Load AH into flags.
1128 (define-instruction lahf (segment)
1129   (:printer byte ((op #b10011111)))
1130   (:emitter
1131    (emit-byte segment #b10011111)))
1132
1133 ;;; POPF -- Pop flags.
1134 (define-instruction popf (segment)
1135   (:printer byte ((op #b10011101)))
1136   (:emitter
1137    (emit-byte segment #b10011101)))
1138
1139 ;;; PUSHF -- push flags.
1140 (define-instruction pushf (segment)
1141   (:printer byte ((op #b10011100)))
1142   (:emitter
1143    (emit-byte segment #b10011100)))
1144
1145 ;;; SAHF -- Store AH into flags.
1146 (define-instruction sahf (segment)
1147   (:printer byte ((op #b10011110)))
1148   (:emitter
1149    (emit-byte segment #b10011110)))
1150
1151 ;;; STC -- Set Carry Flag.
1152 (define-instruction stc (segment)
1153   (:printer byte ((op #b11111001)))
1154   (:emitter
1155    (emit-byte segment #b11111001)))
1156
1157 ;;; STD -- Set Direction Flag.
1158 (define-instruction std (segment)
1159   (:printer byte ((op #b11111101)))
1160   (:emitter
1161    (emit-byte segment #b11111101)))
1162
1163 ;;; STI -- Set Interrupt Enable Flag.
1164 (define-instruction sti (segment)
1165   (:printer byte ((op #b11111011)))
1166   (:emitter
1167    (emit-byte segment #b11111011)))
1168 \f
1169 ;;;; arithmetic
1170
1171 (defun emit-random-arith-inst (name segment dst src opcode
1172                                     &optional allow-constants)
1173   (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1174     (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1175     (cond
1176      ((integerp src)
1177       (cond ((and (not (eq size :byte)) (<= -128 src 127))
1178              (emit-byte segment #b10000011)
1179              (emit-ea segment dst opcode allow-constants)
1180              (emit-byte segment src))
1181             ((accumulator-p dst)
1182              (emit-byte segment
1183                         (dpb opcode
1184                              (byte 3 3)
1185                              (if (eq size :byte)
1186                                  #b00000100
1187                                  #b00000101)))
1188              (emit-sized-immediate segment size src))
1189             (t
1190              (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10000000 #b10000001))
1191              (emit-ea segment dst opcode allow-constants)
1192              (emit-sized-immediate segment size src))))
1193      ((register-p src)
1194       (emit-byte segment
1195                  (dpb opcode
1196                       (byte 3 3)
1197                       (if (eq size :byte) #b00000000 #b00000001)))
1198       (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src) allow-constants))
1199      ((register-p dst)
1200       (emit-byte segment
1201                  (dpb opcode
1202                       (byte 3 3)
1203                       (if (eq size :byte) #b00000010 #b00000011)))
1204       (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst) allow-constants))
1205      (t
1206       (error "bogus operands to ~A" name)))))
1207
1208 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
1209   (defun arith-inst-printer-list (subop)
1210     `((accum-imm ((op ,(dpb subop (byte 3 2) #b0000010))))
1211       (reg/mem-imm ((op (#b1000000 ,subop))))
1212       (reg/mem-imm ((op (#b1000001 ,subop))
1213                     (imm nil :type signed-imm-byte)))
1214       (reg-reg/mem-dir ((op ,(dpb subop (byte 3 1) #b000000))))))
1215   )
1216
1217 (define-instruction add (segment dst src)
1218   (:printer-list (arith-inst-printer-list #b000))
1219   (:emitter (emit-random-arith-inst "ADD" segment dst src #b000)))
1220
1221 (define-instruction adc (segment dst src)
1222   (:printer-list (arith-inst-printer-list #b010))
1223   (:emitter (emit-random-arith-inst "ADC" segment dst src #b010)))
1224
1225 (define-instruction sub (segment dst src)
1226   (:printer-list (arith-inst-printer-list #b101))
1227   (:emitter (emit-random-arith-inst "SUB" segment dst src #b101)))
1228
1229 (define-instruction sbb (segment dst src)
1230   (:printer-list (arith-inst-printer-list #b011))
1231   (:emitter (emit-random-arith-inst "SBB" segment dst src #b011)))
1232
1233 (define-instruction cmp (segment dst src)
1234   (:printer-list (arith-inst-printer-list #b111))
1235   (:emitter (emit-random-arith-inst "CMP" segment dst src #b111 t)))
1236
1237 (define-instruction inc (segment dst)
1238   ;; Register.
1239   (:printer reg-no-width ((op #b01000)))
1240   ;; Register/Memory
1241   (:printer reg/mem ((op '(#b1111111 #b000))))
1242   (:emitter
1243    (let ((size (operand-size dst)))
1244      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1245      (cond ((and (not (eq size :byte)) (register-p dst))
1246             (emit-byte-with-reg segment #b01000 (reg-tn-encoding dst)))
1247            (t
1248             (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11111110 #b11111111))
1249             (emit-ea segment dst #b000))))))
1250
1251 (define-instruction dec (segment dst)
1252   ;; Register.
1253   (:printer reg-no-width ((op #b01001)))
1254   ;; Register/Memory
1255   (:printer reg/mem ((op '(#b1111111 #b001))))
1256   (:emitter
1257    (let ((size (operand-size dst)))
1258      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1259      (cond ((and (not (eq size :byte)) (register-p dst))
1260             (emit-byte-with-reg segment #b01001 (reg-tn-encoding dst)))
1261            (t
1262             (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11111110 #b11111111))
1263             (emit-ea segment dst #b001))))))
1264
1265 (define-instruction neg (segment dst)
1266   (:printer reg/mem ((op '(#b1111011 #b011))))
1267   (:emitter
1268    (let ((size (operand-size dst)))
1269      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1270      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1271      (emit-ea segment dst #b011))))
1272
1273 (define-instruction aaa (segment)
1274   (:printer byte ((op #b00110111)))
1275   (:emitter
1276    (emit-byte segment #b00110111)))
1277
1278 (define-instruction aas (segment)
1279   (:printer byte ((op #b00111111)))
1280   (:emitter
1281    (emit-byte segment #b00111111)))
1282
1283 (define-instruction daa (segment)
1284   (:printer byte ((op #b00100111)))
1285   (:emitter
1286    (emit-byte segment #b00100111)))
1287
1288 (define-instruction das (segment)
1289   (:printer byte ((op #b00101111)))
1290   (:emitter
1291    (emit-byte segment #b00101111)))
1292
1293 (define-instruction mul (segment dst src)
1294   (:printer accum-reg/mem ((op '(#b1111011 #b100))))
1295   (:emitter
1296    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1297      (aver (accumulator-p dst))
1298      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1299      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1300      (emit-ea segment src #b100))))
1301
1302 (define-instruction imul (segment dst &optional src1 src2)
1303   (:printer accum-reg/mem ((op '(#b1111011 #b101))))
1304   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1010111)))
1305   (:printer reg-reg/mem ((op #b0110100) (width 1)
1306                          (imm nil :type 'signed-imm-word))
1307             '(:name :tab reg ", " reg/mem ", " imm))
1308   (:printer reg-reg/mem ((op #b0110101) (width 1)
1309                          (imm nil :type 'signed-imm-byte))
1310             '(:name :tab reg ", " reg/mem ", " imm))
1311   (:emitter
1312    (flet ((r/m-with-immed-to-reg (reg r/m immed)
1313             (let* ((size (matching-operand-size reg r/m))
1314                    (sx (and (not (eq size :byte)) (<= -128 immed 127))))
1315               (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1316               (emit-byte segment (if sx #b01101011 #b01101001))
1317               (emit-ea segment r/m (reg-tn-encoding reg))
1318               (if sx
1319                   (emit-byte segment immed)
1320                   (emit-sized-immediate segment size immed)))))
1321      (cond (src2
1322             (r/m-with-immed-to-reg dst src1 src2))
1323            (src1
1324             (if (integerp src1)
1325                 (r/m-with-immed-to-reg dst dst src1)
1326                 (let ((size (matching-operand-size dst src1)))
1327                   (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1328                   (emit-byte segment #b00001111)
1329                   (emit-byte segment #b10101111)
1330                   (emit-ea segment src1 (reg-tn-encoding dst)))))
1331            (t
1332             (let ((size (operand-size dst)))
1333               (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1334               (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1335               (emit-ea segment dst #b101)))))))
1336
1337 (define-instruction div (segment dst src)
1338   (:printer accum-reg/mem ((op '(#b1111011 #b110))))
1339   (:emitter
1340    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1341      (aver (accumulator-p dst))
1342      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1343      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1344      (emit-ea segment src #b110))))
1345
1346 (define-instruction idiv (segment dst src)
1347   (:printer accum-reg/mem ((op '(#b1111011 #b111))))
1348   (:emitter
1349    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1350      (aver (accumulator-p dst))
1351      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1352      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1353      (emit-ea segment src #b111))))
1354
1355 (define-instruction aad (segment)
1356   (:printer two-bytes ((op '(#b11010101 #b00001010))))
1357   (:emitter
1358    (emit-byte segment #b11010101)
1359    (emit-byte segment #b00001010)))
1360
1361 (define-instruction aam (segment)
1362   (:printer two-bytes ((op '(#b11010100 #b00001010))))
1363   (:emitter
1364    (emit-byte segment #b11010100)
1365    (emit-byte segment #b00001010)))
1366
1367 ;;; CBW -- Convert Byte to Word. AX <- sign_xtnd(AL)
1368 (define-instruction cbw (segment)
1369   (:emitter
1370    (maybe-emit-operand-size-prefix segment :word)
1371    (emit-byte segment #b10011000)))
1372
1373 ;;; CWDE -- Convert Word To Double Word Extened. EAX <- sign_xtnd(AX)
1374 (define-instruction cwde (segment)
1375   (:emitter
1376    (maybe-emit-operand-size-prefix segment :dword)
1377    (emit-byte segment #b10011000)))
1378
1379 ;;; CWD -- Convert Word to Double Word. DX:AX <- sign_xtnd(AX)
1380 (define-instruction cwd (segment)
1381   (:emitter
1382    (maybe-emit-operand-size-prefix segment :word)
1383    (emit-byte segment #b10011001)))
1384
1385 ;;; CDQ -- Convert Double Word to Quad Word. EDX:EAX <- sign_xtnd(EAX)
1386 (define-instruction cdq (segment)
1387   (:printer byte ((op #b10011001)))
1388   (:emitter
1389    (maybe-emit-operand-size-prefix segment :dword)
1390    (emit-byte segment #b10011001)))
1391
1392 (define-instruction xadd (segment dst src)
1393   ;; Register/Memory with Register.
1394   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1100000)) '(:name :tab reg/mem ", " reg))
1395   (:emitter
1396    (aver (register-p src))
1397    (let ((size (matching-operand-size src dst)))
1398      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1399      (emit-byte segment #b00001111)
1400      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11000000 #b11000001))
1401      (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src)))))
1402
1403 \f
1404 ;;;; logic
1405
1406 (defun emit-shift-inst (segment dst amount opcode)
1407   (let ((size (operand-size dst)))
1408     (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1409     (multiple-value-bind (major-opcode immed)
1410         (case amount
1411           (:cl (values #b11010010 nil))
1412           (1 (values #b11010000 nil))
1413           (t (values #b11000000 t)))
1414       (emit-byte segment
1415                  (if (eq size :byte) major-opcode (logior major-opcode 1)))
1416       (emit-ea segment dst opcode)
1417       (when immed
1418         (emit-byte segment amount)))))
1419
1420 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
1421   (defun shift-inst-printer-list (subop)
1422     `((reg/mem ((op (#b1101000 ,subop)))
1423                (:name :tab reg/mem ", 1"))
1424       (reg/mem ((op (#b1101001 ,subop)))
1425                (:name :tab reg/mem ", " 'cl))
1426       (reg/mem-imm ((op (#b1100000 ,subop))
1427                     (imm nil :type signed-imm-byte))))))
1428
1429 (define-instruction rol (segment dst amount)
1430   (:printer-list
1431    (shift-inst-printer-list #b000))
1432   (:emitter
1433    (emit-shift-inst segment dst amount #b000)))
1434
1435 (define-instruction ror (segment dst amount)
1436   (:printer-list
1437    (shift-inst-printer-list #b001))
1438   (:emitter
1439    (emit-shift-inst segment dst amount #b001)))
1440
1441 (define-instruction rcl (segment dst amount)
1442   (:printer-list
1443    (shift-inst-printer-list #b010))
1444   (:emitter
1445    (emit-shift-inst segment dst amount #b010)))
1446
1447 (define-instruction rcr (segment dst amount)
1448   (:printer-list
1449    (shift-inst-printer-list #b011))
1450   (:emitter
1451    (emit-shift-inst segment dst amount #b011)))
1452
1453 (define-instruction shl (segment dst amount)
1454   (:printer-list
1455    (shift-inst-printer-list #b100))
1456   (:emitter
1457    (emit-shift-inst segment dst amount #b100)))
1458
1459 (define-instruction shr (segment dst amount)
1460   (:printer-list
1461    (shift-inst-printer-list #b101))
1462   (:emitter
1463    (emit-shift-inst segment dst amount #b101)))
1464
1465 (define-instruction sar (segment dst amount)
1466   (:printer-list
1467    (shift-inst-printer-list #b111))
1468   (:emitter
1469    (emit-shift-inst segment dst amount #b111)))
1470
1471 (defun emit-double-shift (segment opcode dst src amt)
1472   (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1473     (when (eq size :byte)
1474       (error "Double shifts can only be used with words."))
1475     (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1476     (emit-byte segment #b00001111)
1477     (emit-byte segment (dpb opcode (byte 1 3)
1478                             (if (eq amt :cl) #b10100101 #b10100100)))
1479     #+nil
1480     (emit-ea segment dst src)
1481     (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src)) ; pw tries this
1482     (unless (eq amt :cl)
1483       (emit-byte segment amt))))
1484
1485 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
1486   (defun double-shift-inst-printer-list (op)
1487     `(#+nil
1488       (ext-reg-reg/mem-imm ((op ,(logior op #b10))
1489                             (imm nil :type signed-imm-byte)))
1490       (ext-reg-reg/mem ((op ,(logior op #b10)))
1491          (:name :tab reg/mem ", " reg ", " 'cl)))))
1492
1493 (define-instruction shld (segment dst src amt)
1494   (:declare (type (or (member :cl) (mod 32)) amt))
1495   (:printer-list (double-shift-inst-printer-list #b1010000))
1496   (:emitter
1497    (emit-double-shift segment #b0 dst src amt)))
1498
1499 (define-instruction shrd (segment dst src amt)
1500   (:declare (type (or (member :cl) (mod 32)) amt))
1501   (:printer-list (double-shift-inst-printer-list #b1010100))
1502   (:emitter
1503    (emit-double-shift segment #b1 dst src amt)))
1504
1505 (define-instruction and (segment dst src)
1506   (:printer-list
1507    (arith-inst-printer-list #b100))
1508   (:emitter
1509    (emit-random-arith-inst "AND" segment dst src #b100)))
1510
1511 (define-instruction test (segment this that)
1512   (:printer accum-imm ((op #b1010100)))
1513   (:printer reg/mem-imm ((op '(#b1111011 #b000))))
1514   (:printer reg-reg/mem ((op #b1000010)))
1515   (:emitter
1516    (let ((size (matching-operand-size this that)))
1517      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1518      (flet ((test-immed-and-something (immed something)
1519               (cond ((accumulator-p something)
1520                      (emit-byte segment
1521                                 (if (eq size :byte) #b10101000 #b10101001))
1522                      (emit-sized-immediate segment size immed))
1523                     (t
1524                      (emit-byte segment
1525                                 (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1526                      (emit-ea segment something #b000)
1527                      (emit-sized-immediate segment size immed))))
1528             (test-reg-and-something (reg something)
1529               (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10000100 #b10000101))
1530               (emit-ea segment something (reg-tn-encoding reg))))
1531        (cond ((integerp that)
1532               (test-immed-and-something that this))
1533              ((integerp this)
1534               (test-immed-and-something this that))
1535              ((register-p this)
1536               (test-reg-and-something this that))
1537              ((register-p that)
1538               (test-reg-and-something that this))
1539              (t
1540               (error "bogus operands for TEST: ~S and ~S" this that)))))))
1541
1542 ;;; Emit the most compact form of the test immediate instruction,
1543 ;;; using an 8 bit test when the immediate is only 8 bits and the
1544 ;;; value is one of the four low registers (eax, ebx, ecx, edx) or the
1545 ;;; control stack.
1546 (defun emit-optimized-test-inst (x y)
1547   (typecase y
1548     ((unsigned-byte 7)
1549      (let ((offset (tn-offset x)))
1550        (cond ((and (sc-is x any-reg descriptor-reg)
1551                    (or (= offset eax-offset) (= offset ebx-offset)
1552                        (= offset ecx-offset) (= offset edx-offset)))
1553               (inst test (make-random-tn :kind :normal
1554                                          :sc (sc-or-lose 'byte-reg)
1555                                          :offset offset)
1556                     y))
1557              ((sc-is x control-stack)
1558               (inst test (make-ea :byte :base ebp-tn
1559                                   :disp (- (* (1+ offset) n-word-bytes)))
1560                     y))
1561              (t
1562               (inst test x y)))))
1563     (t
1564      (inst test x y))))
1565
1566 (define-instruction or (segment dst src)
1567   (:printer-list
1568    (arith-inst-printer-list #b001))
1569   (:emitter
1570    (emit-random-arith-inst "OR" segment dst src #b001)))
1571
1572 (define-instruction xor (segment dst src)
1573   (:printer-list
1574    (arith-inst-printer-list #b110))
1575   (:emitter
1576    (emit-random-arith-inst "XOR" segment dst src #b110)))
1577
1578 (define-instruction not (segment dst)
1579   (:printer reg/mem ((op '(#b1111011 #b010))))
1580   (:emitter
1581    (let ((size (operand-size dst)))
1582      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1583      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1584      (emit-ea segment dst #b010))))
1585 \f
1586 ;;;; string manipulation
1587
1588 (define-instruction cmps (segment size)
1589   (:printer string-op ((op #b1010011)))
1590   (:emitter
1591    (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1592    (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10100110 #b10100111))))
1593
1594 (define-instruction ins (segment acc)
1595   (:printer string-op ((op #b0110110)))
1596   (:emitter
1597    (let ((size (operand-size acc)))
1598      (aver (accumulator-p acc))
1599      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1600      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b01101100 #b01101101)))))
1601
1602 (define-instruction lods (segment acc)
1603   (:printer string-op ((op #b1010110)))
1604   (:emitter
1605    (let ((size (operand-size acc)))
1606      (aver (accumulator-p acc))
1607      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1608      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10101100 #b10101101)))))
1609
1610 (define-instruction movs (segment size)
1611   (:printer string-op ((op #b1010010)))
1612   (:emitter
1613    (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1614    (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10100100 #b10100101))))
1615
1616 (define-instruction outs (segment acc)
1617   (:printer string-op ((op #b0110111)))
1618   (:emitter
1619    (let ((size (operand-size acc)))
1620      (aver (accumulator-p acc))
1621      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1622      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b01101110 #b01101111)))))
1623
1624 (define-instruction scas (segment acc)
1625   (:printer string-op ((op #b1010111)))
1626   (:emitter
1627    (let ((size (operand-size acc)))
1628      (aver (accumulator-p acc))
1629      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1630      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10101110 #b10101111)))))
1631
1632 (define-instruction stos (segment acc)
1633   (:printer string-op ((op #b1010101)))
1634   (:emitter
1635    (let ((size (operand-size acc)))
1636      (aver (accumulator-p acc))
1637      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1638      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10101010 #b10101011)))))
1639
1640 (define-instruction xlat (segment)
1641   (:printer byte ((op #b11010111)))
1642   (:emitter
1643    (emit-byte segment #b11010111)))
1644
1645 (define-instruction rep (segment)
1646   (:emitter
1647    (emit-byte segment #b11110010)))
1648
1649 (define-instruction repe (segment)
1650   (:printer byte ((op #b11110011)))
1651   (:emitter
1652    (emit-byte segment #b11110011)))
1653
1654 (define-instruction repne (segment)
1655   (:printer byte ((op #b11110010)))
1656   (:emitter
1657    (emit-byte segment #b11110010)))
1658
1659 \f
1660 ;;;; bit manipulation
1661
1662 (define-instruction bsf (segment dst src)
1663   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1011110) (width 0)))
1664   (:emitter
1665    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1666      (when (eq size :byte)
1667        (error "can't scan bytes: ~S" src))
1668      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1669      (emit-byte segment #b00001111)
1670      (emit-byte segment #b10111100)
1671      (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))))
1672
1673 (define-instruction bsr (segment dst src)
1674   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1011110) (width 1)))
1675   (:emitter
1676    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1677      (when (eq size :byte)
1678        (error "can't scan bytes: ~S" src))
1679      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1680      (emit-byte segment #b00001111)
1681      (emit-byte segment #b10111101)
1682      (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))))
1683
1684 (defun emit-bit-test-and-mumble (segment src index opcode)
1685   (let ((size (operand-size src)))
1686     (when (eq size :byte)
1687       (error "can't scan bytes: ~S" src))
1688     (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1689     (emit-byte segment #b00001111)
1690     (cond ((integerp index)
1691            (emit-byte segment #b10111010)
1692            (emit-ea segment src opcode)
1693            (emit-byte segment index))
1694           (t
1695            (emit-byte segment (dpb opcode (byte 3 3) #b10000011))
1696            (emit-ea segment src (reg-tn-encoding index))))))
1697
1698 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
1699   (defun bit-test-inst-printer-list (subop)
1700     `((ext-reg/mem-imm ((op (#b1011101 ,subop))
1701                         (reg/mem nil :type word-reg/mem)
1702                         (imm nil :type imm-data)
1703                         (width 0)))
1704       (ext-reg-reg/mem ((op ,(dpb subop (byte 3 2) #b1000001))
1705                         (width 1))
1706                        (:name :tab reg/mem ", " reg)))))
1707
1708 (define-instruction bt (segment src index)
1709   (:printer-list (bit-test-inst-printer-list #b100))
1710   (:emitter
1711    (emit-bit-test-and-mumble segment src index #b100)))
1712
1713 (define-instruction btc (segment src index)
1714   (:printer-list (bit-test-inst-printer-list #b111))
1715   (:emitter
1716    (emit-bit-test-and-mumble segment src index #b111)))
1717
1718 (define-instruction btr (segment src index)
1719   (:printer-list (bit-test-inst-printer-list #b110))
1720   (:emitter
1721    (emit-bit-test-and-mumble segment src index #b110)))
1722
1723 (define-instruction bts (segment src index)
1724   (:printer-list (bit-test-inst-printer-list #b101))
1725   (:emitter
1726    (emit-bit-test-and-mumble segment src index #b101)))
1727
1728 \f
1729 ;;;; control transfer
1730
1731 (define-instruction call (segment where)
1732   (:printer near-jump ((op #b11101000)))
1733   (:printer reg/mem ((op '(#b1111111 #b010)) (width 1)))
1734   (:emitter
1735    (typecase where
1736      (label
1737       (emit-byte segment #b11101000)
1738       (emit-back-patch segment
1739                        4
1740                        (lambda (segment posn)
1741                          (emit-dword segment
1742                                      (- (label-position where)
1743                                         (+ posn 4))))))
1744      (fixup
1745       (emit-byte segment #b11101000)
1746       (emit-relative-fixup segment where))
1747      (t
1748       (emit-byte segment #b11111111)
1749       (emit-ea segment where #b010)))))
1750
1751 (defun emit-byte-displacement-backpatch (segment target)
1752   (emit-back-patch segment
1753                    1
1754                    (lambda (segment posn)
1755                      (let ((disp (- (label-position target) (1+ posn))))
1756                        (aver (<= -128 disp 127))
1757                        (emit-byte segment disp)))))
1758
1759 (define-instruction jmp (segment cond &optional where)
1760   ;; conditional jumps
1761   (:printer short-cond-jump ((op #b0111)) '('j cc :tab label))
1762   (:printer near-cond-jump () '('j cc :tab label))
1763   ;; unconditional jumps
1764   (:printer short-jump ((op #b1011)))
1765   (:printer near-jump ((op #b11101001)) )
1766   (:printer reg/mem ((op '(#b1111111 #b100)) (width 1)))
1767   (:emitter
1768    (cond (where
1769           (emit-chooser
1770            segment 6 2
1771            (lambda (segment posn delta-if-after)
1772              (let ((disp (- (label-position where posn delta-if-after)
1773                             (+ posn 2))))
1774                (when (<= -128 disp 127)
1775                  (emit-byte segment
1776                             (dpb (conditional-opcode cond)
1777                                  (byte 4 0)
1778                                  #b01110000))
1779                  (emit-byte-displacement-backpatch segment where)
1780                  t)))
1781            (lambda (segment posn)
1782              (let ((disp (- (label-position where) (+ posn 6))))
1783                (emit-byte segment #b00001111)
1784                (emit-byte segment
1785                           (dpb (conditional-opcode cond)
1786                                (byte 4 0)
1787                                #b10000000))
1788                (emit-dword segment disp)))))
1789          ((label-p (setq where cond))
1790           (emit-chooser
1791            segment 5 0
1792            (lambda (segment posn delta-if-after)
1793              (let ((disp (- (label-position where posn delta-if-after)
1794                             (+ posn 2))))
1795                (when (<= -128 disp 127)
1796                  (emit-byte segment #b11101011)
1797                  (emit-byte-displacement-backpatch segment where)
1798                  t)))
1799            (lambda (segment posn)
1800              (let ((disp (- (label-position where) (+ posn 5))))
1801                (emit-byte segment #b11101001)
1802                (emit-dword segment disp)))))
1803          ((fixup-p where)
1804           (emit-byte segment #b11101001)
1805           (emit-relative-fixup segment where))
1806          (t
1807           (unless (or (ea-p where) (tn-p where))
1808                   (error "don't know what to do with ~A" where))
1809           (emit-byte segment #b11111111)
1810           (emit-ea segment where #b100)))))
1811
1812 (define-instruction jmp-short (segment label)
1813   (:emitter
1814    (emit-byte segment #b11101011)
1815    (emit-byte-displacement-backpatch segment label)))
1816
1817 (define-instruction ret (segment &optional stack-delta)
1818   (:printer byte ((op #b11000011)))
1819   (:printer byte ((op #b11000010) (imm nil :type 'imm-word-16))
1820             '(:name :tab imm))
1821   (:emitter
1822    (cond (stack-delta
1823           (emit-byte segment #b11000010)
1824           (emit-word segment stack-delta))
1825          (t
1826           (emit-byte segment #b11000011)))))
1827
1828 (define-instruction jecxz (segment target)
1829   (:printer short-jump ((op #b0011)))
1830   (:emitter
1831    (emit-byte segment #b11100011)
1832    (emit-byte-displacement-backpatch segment target)))
1833
1834 (define-instruction loop (segment target)
1835   (:printer short-jump ((op #b0010)))
1836   (:emitter
1837    (emit-byte segment #b11100010)       ; pfw this was 11100011, or jecxz!!!!
1838    (emit-byte-displacement-backpatch segment target)))
1839
1840 (define-instruction loopz (segment target)
1841   (:printer short-jump ((op #b0001)))
1842   (:emitter
1843    (emit-byte segment #b11100001)
1844    (emit-byte-displacement-backpatch segment target)))
1845
1846 (define-instruction loopnz (segment target)
1847   (:printer short-jump ((op #b0000)))
1848   (:emitter
1849    (emit-byte segment #b11100000)
1850    (emit-byte-displacement-backpatch segment target)))
1851 \f
1852 ;;;; conditional move
1853 (define-instruction cmov (segment cond dst src)
1854   (:printer cond-move ())
1855   (:emitter
1856    (aver (register-p dst))
1857    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1858      (aver (or (eq size :word) (eq size :dword)))
1859      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size))
1860    (emit-byte segment #b00001111)
1861    (emit-byte segment (dpb (conditional-opcode cond) (byte 4 0) #b01000000))
1862    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))))
1863
1864 ;;;; conditional byte set
1865
1866 (define-instruction set (segment dst cond)
1867   (:printer cond-set ())
1868   (:emitter
1869    (emit-byte segment #b00001111)
1870    (emit-byte segment (dpb (conditional-opcode cond) (byte 4 0) #b10010000))
1871    (emit-ea segment dst #b000)))
1872 \f
1873 ;;;; enter/leave
1874
1875 (define-instruction enter (segment disp &optional (level 0))
1876   (:declare (type (unsigned-byte 16) disp)
1877             (type (unsigned-byte 8) level))
1878   (:printer enter-format ((op #b11001000)))
1879   (:emitter
1880    (emit-byte segment #b11001000)
1881    (emit-word segment disp)
1882    (emit-byte segment level)))
1883
1884 (define-instruction leave (segment)
1885   (:printer byte ((op #b11001001)))
1886   (:emitter
1887    (emit-byte segment #b11001001)))
1888 \f
1889 ;;;; prefetch
1890 (define-instruction prefetchnta (segment ea)
1891   (:printer prefetch ((op #b00011000) (reg #b000)))
1892   (:emitter
1893    (aver (typep ea 'ea))
1894    (aver (eq :byte (ea-size ea)))
1895    (emit-byte segment #b00001111)
1896    (emit-byte segment #b00011000)
1897    (emit-ea segment ea #b000)))
1898
1899 (define-instruction prefetcht0 (segment ea)
1900   (:printer prefetch ((op #b00011000) (reg #b001)))
1901   (:emitter
1902    (aver (typep ea 'ea))
1903    (aver (eq :byte (ea-size ea)))
1904    (emit-byte segment #b00001111)
1905    (emit-byte segment #b00011000)
1906    (emit-ea segment ea #b001)))
1907
1908 (define-instruction prefetcht1 (segment ea)
1909   (:printer prefetch ((op #b00011000) (reg #b010)))
1910   (:emitter
1911    (aver (typep ea 'ea))
1912    (aver (eq :byte (ea-size ea)))
1913    (emit-byte segment #b00001111)
1914    (emit-byte segment #b00011000)
1915    (emit-ea segment ea #b010)))
1916
1917 (define-instruction prefetcht2 (segment ea)
1918   (:printer prefetch ((op #b00011000) (reg #b011)))
1919   (:emitter
1920    (aver (typep ea 'ea))
1921    (aver (eq :byte (ea-size ea)))
1922    (emit-byte segment #b00001111)
1923    (emit-byte segment #b00011000)
1924    (emit-ea segment ea #b011)))
1925 \f
1926 ;;;; interrupt instructions
1927
1928 (defun snarf-error-junk (sap offset &optional length-only)
1929   (let* ((length (sb!sys:sap-ref-8 sap offset))
1930          (vector (make-array length :element-type '(unsigned-byte 8))))
1931     (declare (type sb!sys:system-area-pointer sap)
1932              (type (unsigned-byte 8) length)
1933              (type (simple-array (unsigned-byte 8) (*)) vector))
1934     (cond (length-only
1935            (values 0 (1+ length) nil nil))
1936           (t
1937            (sb!kernel:copy-ub8-from-system-area sap (1+ offset)
1938                                                 vector 0 length)
1939            (collect ((sc-offsets)
1940                      (lengths))
1941              (lengths 1)                ; the length byte
1942              (let* ((index 0)
1943                     (error-number (sb!c:read-var-integer vector index)))
1944                (lengths index)
1945                (loop
1946                  (when (>= index length)
1947                    (return))
1948                  (let ((old-index index))
1949                    (sc-offsets (sb!c:read-var-integer vector index))
1950                    (lengths (- index old-index))))
1951                (values error-number
1952                        (1+ length)
1953                        (sc-offsets)
1954                        (lengths))))))))
1955
1956 #|
1957 (defmacro break-cases (breaknum &body cases)
1958   (let ((bn-temp (gensym)))
1959     (collect ((clauses))
1960       (dolist (case cases)
1961         (clauses `((= ,bn-temp ,(car case)) ,@(cdr case))))
1962       `(let ((,bn-temp ,breaknum))
1963          (cond ,@(clauses))))))
1964 |#
1965
1966 (defun break-control (chunk inst stream dstate)
1967   (declare (ignore inst))
1968   (flet ((nt (x) (if stream (sb!disassem:note x dstate))))
1969     ;; FIXME: Make sure that BYTE-IMM-CODE is defined. The genesis
1970     ;; map has it undefined; and it should be easier to look in the target
1971     ;; Lisp (with (DESCRIBE 'BYTE-IMM-CODE)) than to definitively deduce
1972     ;; from first principles whether it's defined in some way that genesis
1973     ;; can't grok.
1974     (case #!-darwin (byte-imm-code chunk dstate)
1975           #!+darwin (word-imm-code chunk dstate)
1976       (#.error-trap
1977        (nt "error trap")
1978        (sb!disassem:handle-break-args #'snarf-error-junk stream dstate))
1979       (#.cerror-trap
1980        (nt "cerror trap")
1981        (sb!disassem:handle-break-args #'snarf-error-junk stream dstate))
1982       (#.breakpoint-trap
1983        (nt "breakpoint trap"))
1984       (#.pending-interrupt-trap
1985        (nt "pending interrupt trap"))
1986       (#.halt-trap
1987        (nt "halt trap"))
1988       (#.fun-end-breakpoint-trap
1989        (nt "function end breakpoint trap")))))
1990
1991 (define-instruction break (segment code)
1992   (:declare (type (unsigned-byte 8) code))
1993   #!-darwin (:printer byte-imm ((op #b11001100)) '(:name :tab code)
1994                      :control #'break-control)
1995   #!+darwin (:printer word-imm ((op #b0000101100001111)) '(:name :tab code)
1996                      :control #'break-control)
1997   (:emitter
1998    #!-darwin (emit-byte segment #b11001100)
1999    ;; On darwin, trap handling via SIGTRAP is unreliable, therefore we
2000    ;; throw a sigill with 0x0b0f instead and check for this in the
2001    ;; SIGILL handler and pass it on to the sigtrap handler if
2002    ;; appropriate
2003    #!+darwin (emit-word segment #b0000101100001111)
2004    (emit-byte segment code)))
2005
2006 (define-instruction int (segment number)
2007   (:declare (type (unsigned-byte 8) number))
2008   (:printer byte-imm ((op #b11001101)))
2009   (:emitter
2010    (etypecase number
2011      ((member 3)
2012       (emit-byte segment #b11001100))
2013      ((unsigned-byte 8)
2014       (emit-byte segment #b11001101)
2015       (emit-byte segment number)))))
2016
2017 (define-instruction into (segment)
2018   (:printer byte ((op #b11001110)))
2019   (:emitter
2020    (emit-byte segment #b11001110)))
2021
2022 (define-instruction bound (segment reg bounds)
2023   (:emitter
2024    (let ((size (matching-operand-size reg bounds)))
2025      (when (eq size :byte)
2026        (error "can't bounds-test bytes: ~S" reg))
2027      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
2028      (emit-byte segment #b01100010)
2029      (emit-ea segment bounds (reg-tn-encoding reg)))))
2030
2031 (define-instruction iret (segment)
2032   (:printer byte ((op #b11001111)))
2033   (:emitter
2034    (emit-byte segment #b11001111)))
2035 \f
2036 ;;;; processor control
2037
2038 (define-instruction hlt (segment)
2039   (:printer byte ((op #b11110100)))
2040   (:emitter
2041    (emit-byte segment #b11110100)))
2042
2043 (define-instruction nop (segment)
2044   (:printer byte ((op #b10010000)))
2045   (:emitter
2046    (emit-byte segment #b10010000)))
2047
2048 (define-instruction wait (segment)
2049   (:printer byte ((op #b10011011)))
2050   (:emitter
2051    (emit-byte segment #b10011011)))
2052
2053 (define-instruction lock (segment)
2054   (:printer byte ((op #b11110000)))
2055   (:emitter
2056    (emit-byte segment #b11110000)))
2057 \f
2058 ;;;; miscellaneous hackery
2059
2060 (define-instruction byte (segment byte)
2061   (:emitter
2062    (emit-byte segment byte)))
2063
2064 (define-instruction word (segment word)
2065   (:emitter
2066    (emit-word segment word)))
2067
2068 (define-instruction dword (segment dword)
2069   (:emitter
2070    (emit-dword segment dword)))
2071
2072 (defun emit-header-data (segment type)
2073   (emit-back-patch segment
2074                    4
2075                    (lambda (segment posn)
2076                      (emit-dword segment
2077                                  (logior type
2078                                          (ash (+ posn
2079                                                  (component-header-length))
2080                                               (- n-widetag-bits
2081                                                  word-shift)))))))
2082
2083 (define-instruction simple-fun-header-word (segment)
2084   (:emitter
2085    (emit-header-data segment simple-fun-header-widetag)))
2086
2087 (define-instruction lra-header-word (segment)
2088   (:emitter
2089    (emit-header-data segment return-pc-header-widetag)))
2090 \f
2091 ;;;; fp instructions
2092 ;;;;
2093 ;;;; FIXME: This section said "added by jrd", which should end up in CREDITS.
2094 ;;;;
2095 ;;;; Note: We treat the single-precision and double-precision variants
2096 ;;;; as separate instructions.
2097
2098 ;;; Load single to st(0).
2099 (define-instruction fld (segment source)
2100   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b000))))
2101   (:emitter
2102     (emit-byte segment #b11011001)
2103     (emit-fp-op segment source #b000)))
2104
2105 ;;; Load double to st(0).
2106 (define-instruction fldd (segment source)
2107   (:printer floating-point ((op '(#b101 #b000))))
2108   (:printer floating-point-fp ((op '(#b001 #b000))))
2109   (:emitter
2110    (if (fp-reg-tn-p source)
2111        (emit-byte segment #b11011001)
2112      (emit-byte segment #b11011101))
2113     (emit-fp-op segment source #b000)))
2114
2115 ;;; Load long to st(0).
2116 (define-instruction fldl (segment source)
2117   (:printer floating-point ((op '(#b011 #b101))))
2118   (:emitter
2119     (emit-byte segment #b11011011)
2120     (emit-fp-op segment source #b101)))
2121
2122 ;;; Store single from st(0).
2123 (define-instruction fst (segment dest)
2124   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b010))))
2125   (:emitter
2126     (cond ((fp-reg-tn-p dest)
2127            (emit-byte segment #b11011101)
2128            (emit-fp-op segment dest #b010))
2129           (t
2130            (emit-byte segment #b11011001)
2131            (emit-fp-op segment dest #b010)))))
2132
2133 ;;; Store double from st(0).
2134 (define-instruction fstd (segment dest)
2135   (:printer floating-point ((op '(#b101 #b010))))
2136   (:printer floating-point-fp ((op '(#b101 #b010))))
2137   (:emitter
2138    (cond ((fp-reg-tn-p dest)
2139           (emit-byte segment #b11011101)
2140           (emit-fp-op segment dest #b010))
2141          (t
2142           (emit-byte segment #b11011101)
2143           (emit-fp-op segment dest #b010)))))
2144
2145 ;;; Arithmetic ops are all done with at least one operand at top of
2146 ;;; stack. The other operand is is another register or a 32/64 bit
2147 ;;; memory loc.
2148
2149 ;;; dtc: I've tried to follow the Intel ASM386 conventions, but note
2150 ;;; that these conflict with the Gdb conventions for binops. To reduce
2151 ;;; the confusion I've added comments showing the mathamatical
2152 ;;; operation and the two syntaxes. By the ASM386 convention the
2153 ;;; instruction syntax is:
2154 ;;;
2155 ;;;      Fop Source
2156 ;;; or   Fop Destination, Source
2157 ;;;
2158 ;;; If only one operand is given then it is the source and the
2159 ;;; destination is ST(0). There are reversed forms of the fsub and
2160 ;;; fdiv instructions inducated by an 'R' suffix.
2161 ;;;
2162 ;;; The mathematical operation for the non-reverse form is always:
2163 ;;;     destination = destination op source
2164 ;;;
2165 ;;; For the reversed form it is:
2166 ;;;     destination = source op destination
2167 ;;;
2168 ;;; The instructions below only accept one operand at present which is
2169 ;;; usually the source. I've hack in extra instructions to implement
2170 ;;; the fops with a ST(i) destination, these have a -sti suffix and
2171 ;;; the operand is the destination with the source being ST(0).
2172
2173 ;;; Add single:
2174 ;;;   st(0) = st(0) + memory or st(i).
2175 (define-instruction fadd (segment source)
2176   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b000))))
2177   (:emitter
2178     (emit-byte segment #b11011000)
2179     (emit-fp-op segment source #b000)))
2180
2181 ;;; Add double:
2182 ;;;   st(0) = st(0) + memory or st(i).
2183 (define-instruction faddd (segment source)
2184   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b000))))
2185   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b000))))
2186   (:emitter
2187    (if (fp-reg-tn-p source)
2188        (emit-byte segment #b11011000)
2189      (emit-byte segment #b11011100))
2190    (emit-fp-op segment source #b000)))
2191
2192 ;;; Add double destination st(i):
2193 ;;;   st(i) = st(0) + st(i).
2194 (define-instruction fadd-sti (segment destination)
2195   (:printer floating-point-fp ((op '(#b100 #b000))))
2196   (:emitter
2197    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2198    (emit-byte segment #b11011100)
2199    (emit-fp-op segment destination #b000)))
2200 ;;; with pop
2201 (define-instruction faddp-sti (segment destination)
2202   (:printer floating-point-fp ((op '(#b110 #b000))))
2203   (:emitter
2204    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2205    (emit-byte segment #b11011110)
2206    (emit-fp-op segment destination #b000)))
2207
2208 ;;; Subtract single:
2209 ;;;   st(0) = st(0) - memory or st(i).
2210 (define-instruction fsub (segment source)
2211   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b100))))
2212   (:emitter
2213     (emit-byte segment #b11011000)
2214     (emit-fp-op segment source #b100)))
2215
2216 ;;; Subtract single, reverse:
2217 ;;;   st(0) = memory or st(i) - st(0).
2218 (define-instruction fsubr (segment source)
2219   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b101))))
2220   (:emitter
2221     (emit-byte segment #b11011000)
2222     (emit-fp-op segment source #b101)))
2223
2224 ;;; Subtract double:
2225 ;;;   st(0) = st(0) - memory or st(i).
2226 (define-instruction fsubd (segment source)
2227   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b100))))
2228   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b100))))
2229   (:emitter
2230    (if (fp-reg-tn-p source)
2231        (emit-byte segment #b11011000)
2232      (emit-byte segment #b11011100))
2233    (emit-fp-op segment source #b100)))
2234
2235 ;;; Subtract double, reverse:
2236 ;;;   st(0) = memory or st(i) - st(0).
2237 (define-instruction fsubrd (segment source)
2238   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b101))))
2239   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b101))))
2240   (:emitter
2241    (if (fp-reg-tn-p source)
2242        (emit-byte segment #b11011000)
2243      (emit-byte segment #b11011100))
2244    (emit-fp-op segment source #b101)))
2245
2246 ;;; Subtract double, destination st(i):
2247 ;;;   st(i) = st(i) - st(0).
2248 ;;;
2249 ;;; ASM386 syntax: FSUB ST(i), ST
2250 ;;; Gdb    syntax: fsubr %st,%st(i)
2251 (define-instruction fsub-sti (segment destination)
2252   (:printer floating-point-fp ((op '(#b100 #b101))))
2253   (:emitter
2254    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2255    (emit-byte segment #b11011100)
2256    (emit-fp-op segment destination #b101)))
2257 ;;; with a pop
2258 (define-instruction fsubp-sti (segment destination)
2259   (:printer floating-point-fp ((op '(#b110 #b101))))
2260   (:emitter
2261    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2262    (emit-byte segment #b11011110)
2263    (emit-fp-op segment destination #b101)))
2264
2265 ;;; Subtract double, reverse, destination st(i):
2266 ;;;   st(i) = st(0) - st(i).
2267 ;;;
2268 ;;; ASM386 syntax: FSUBR ST(i), ST
2269 ;;; Gdb    syntax: fsub %st,%st(i)
2270 (define-instruction fsubr-sti (segment destination)
2271   (:printer floating-point-fp ((op '(#b100 #b100))))
2272   (:emitter
2273    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2274    (emit-byte segment #b11011100)
2275    (emit-fp-op segment destination #b100)))
2276 ;;; with a pop
2277 (define-instruction fsubrp-sti (segment destination)
2278   (:printer floating-point-fp ((op '(#b110 #b100))))
2279   (:emitter
2280    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2281    (emit-byte segment #b11011110)
2282    (emit-fp-op segment destination #b100)))
2283
2284 ;;; Multiply single:
2285 ;;;   st(0) = st(0) * memory or st(i).
2286 (define-instruction fmul (segment source)
2287   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b001))))
2288   (:emitter
2289     (emit-byte segment #b11011000)
2290     (emit-fp-op segment source #b001)))
2291
2292 ;;; Multiply double:
2293 ;;;   st(0) = st(0) * memory or st(i).
2294 (define-instruction fmuld (segment source)
2295   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b001))))
2296   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b001))))
2297   (:emitter
2298    (if (fp-reg-tn-p source)
2299        (emit-byte segment #b11011000)
2300      (emit-byte segment #b11011100))
2301    (emit-fp-op segment source #b001)))
2302
2303 ;;; Multiply double, destination st(i):
2304 ;;;   st(i) = st(i) * st(0).
2305 (define-instruction fmul-sti (segment destination)
2306   (:printer floating-point-fp ((op '(#b100 #b001))))
2307   (:emitter
2308    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2309    (emit-byte segment #b11011100)
2310    (emit-fp-op segment destination #b001)))
2311
2312 ;;; Divide single:
2313 ;;;   st(0) = st(0) / memory or st(i).
2314 (define-instruction fdiv (segment source)
2315   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b110))))
2316   (:emitter
2317     (emit-byte segment #b11011000)
2318     (emit-fp-op segment source #b110)))
2319
2320 ;;; Divide single, reverse:
2321 ;;;   st(0) = memory or st(i) / st(0).
2322 (define-instruction fdivr (segment source)
2323   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b111))))
2324   (:emitter
2325     (emit-byte segment #b11011000)
2326     (emit-fp-op segment source #b111)))
2327
2328 ;;; Divide double:
2329 ;;;   st(0) = st(0) / memory or st(i).
2330 (define-instruction fdivd (segment source)
2331   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b110))))
2332   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b110))))
2333   (:emitter
2334    (if (fp-reg-tn-p source)
2335        (emit-byte segment #b11011000)
2336      (emit-byte segment #b11011100))
2337    (emit-fp-op segment source #b110)))
2338
2339 ;;; Divide double, reverse:
2340 ;;;   st(0) = memory or st(i) / st(0).
2341 (define-instruction fdivrd (segment source)
2342   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b111))))
2343   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b111))))
2344   (:emitter
2345    (if (fp-reg-tn-p source)
2346        (emit-byte segment #b11011000)
2347      (emit-byte segment #b11011100))
2348    (emit-fp-op segment source #b111)))
2349
2350 ;;; Divide double, destination st(i):
2351 ;;;   st(i) = st(i) / st(0).
2352 ;;;
2353 ;;; ASM386 syntax: FDIV ST(i), ST
2354 ;;; Gdb    syntax: fdivr %st,%st(i)
2355 (define-instruction fdiv-sti (segment destination)
2356   (:printer floating-point-fp ((op '(#b100 #b111))))
2357   (:emitter
2358    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2359    (emit-byte segment #b11011100)
2360    (emit-fp-op segment destination #b111)))
2361
2362 ;;; Divide double, reverse, destination st(i):
2363 ;;;   st(i) = st(0) / st(i).
2364 ;;;
2365 ;;; ASM386 syntax: FDIVR ST(i), ST
2366 ;;; Gdb    syntax: fdiv %st,%st(i)
2367 (define-instruction fdivr-sti (segment destination)
2368   (:printer floating-point-fp ((op '(#b100 #b110))))
2369   (:emitter
2370    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2371    (emit-byte segment #b11011100)
2372    (emit-fp-op segment destination #b110)))
2373
2374 ;;; Exchange fr0 with fr(n). (There is no double precision variant.)
2375 (define-instruction fxch (segment source)
2376   (:printer floating-point-fp ((op '(#b001 #b001))))
2377   (:emitter
2378     (unless (and (tn-p source)
2379                  (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc source))) 'float-registers))
2380       (cl:break))
2381     (emit-byte segment #b11011001)
2382     (emit-fp-op segment source #b001)))
2383
2384 ;;; Push 32-bit integer to st0.
2385 (define-instruction fild (segment source)
2386   (:printer floating-point ((op '(#b011 #b000))))
2387   (:emitter
2388    (emit-byte segment #b11011011)
2389    (emit-fp-op segment source #b000)))
2390
2391 ;;; Push 64-bit integer to st0.
2392 (define-instruction fildl (segment source)
2393   (:printer floating-point ((op '(#b111 #b101))))
2394   (:emitter
2395    (emit-byte segment #b11011111)
2396    (emit-fp-op segment source #b101)))
2397
2398 ;;; Store 32-bit integer.
2399 (define-instruction fist (segment dest)
2400   (:printer floating-point ((op '(#b011 #b010))))
2401   (:emitter
2402    (emit-byte segment #b11011011)
2403    (emit-fp-op segment dest #b010)))
2404
2405 ;;; Store and pop 32-bit integer.
2406 (define-instruction fistp (segment dest)
2407   (:printer floating-point ((op '(#b011 #b011))))
2408   (:emitter
2409    (emit-byte segment #b11011011)
2410    (emit-fp-op segment dest #b011)))
2411
2412 ;;; Store and pop 64-bit integer.
2413 (define-instruction fistpl (segment dest)
2414   (:printer floating-point ((op '(#b111 #b111))))
2415   (:emitter
2416    (emit-byte segment #b11011111)
2417    (emit-fp-op segment dest #b111)))
2418
2419 ;;; Store single from st(0) and pop.
2420 (define-instruction fstp (segment dest)
2421   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b011))))
2422   (:emitter
2423    (cond ((fp-reg-tn-p dest)
2424           (emit-byte segment #b11011101)
2425           (emit-fp-op segment dest #b011))
2426          (t
2427           (emit-byte segment #b11011001)
2428           (emit-fp-op segment dest #b011)))))
2429
2430 ;;; Store double from st(0) and pop.
2431 (define-instruction fstpd (segment dest)
2432   (:printer floating-point ((op '(#b101 #b011))))
2433   (:printer floating-point-fp ((op '(#b101 #b011))))
2434   (:emitter
2435    (cond ((fp-reg-tn-p dest)
2436           (emit-byte segment #b11011101)
2437           (emit-fp-op segment dest #b011))
2438          (t
2439           (emit-byte segment #b11011101)
2440           (emit-fp-op segment dest #b011)))))
2441
2442 ;;; Store long from st(0) and pop.
2443 (define-instruction fstpl (segment dest)
2444   (:printer floating-point ((op '(#b011 #b111))))
2445   (:emitter
2446     (emit-byte segment #b11011011)
2447     (emit-fp-op segment dest #b111)))
2448
2449 ;;; Decrement stack-top pointer.
2450 (define-instruction fdecstp (segment)
2451   (:printer floating-point-no ((op #b10110)))
2452   (:emitter
2453    (emit-byte segment #b11011001)
2454    (emit-byte segment #b11110110)))
2455
2456 ;;; Increment stack-top pointer.
2457 (define-instruction fincstp (segment)
2458   (:printer floating-point-no ((op #b10111)))
2459   (:emitter
2460    (emit-byte segment #b11011001)
2461    (emit-byte segment #b11110111)))
2462
2463 ;;; Free fp register.
2464 (define-instruction ffree (segment dest)
2465   (:printer floating-point-fp ((op '(#b101 #b000))))
2466   (:emitter
2467    (emit-byte segment #b11011101)
2468    (emit-fp-op segment dest #b000)))
2469
2470 (define-instruction fabs (segment)
2471   (:printer floating-point-no ((op #b00001)))
2472   (:emitter
2473    (emit-byte segment #b11011001)
2474    (emit-byte segment #b11100001)))
2475
2476 (define-instruction fchs (segment)
2477   (:printer floating-point-no ((op #b00000)))
2478   (:emitter
2479    (emit-byte segment #b11011001)
2480    (emit-byte segment #b11100000)))
2481
2482 (define-instruction frndint(segment)
2483   (:printer floating-point-no ((op #b11100)))
2484   (:emitter
2485    (emit-byte segment #b11011001)
2486    (emit-byte segment #b11111100)))
2487
2488 ;;; Initialize NPX.
2489 (define-instruction fninit(segment)
2490   (:printer floating-point-5 ((op #b00011)))
2491   (:emitter
2492    (emit-byte segment #b11011011)
2493    (emit-byte segment #b11100011)))
2494
2495 ;;; Store Status Word to AX.
2496 (define-instruction fnstsw(segment)
2497   (:printer floating-point-st ((op #b00000)))
2498   (:emitter
2499    (emit-byte segment #b11011111)
2500    (emit-byte segment #b11100000)))
2501
2502 ;;; Load Control Word.
2503 ;;;
2504 ;;; src must be a memory location
2505 (define-instruction fldcw(segment src)
2506   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b101))))
2507   (:emitter
2508    (emit-byte segment #b11011001)
2509    (emit-fp-op segment src #b101)))
2510
2511 ;;; Store Control Word.
2512 (define-instruction fnstcw(segment dst)
2513   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b111))))
2514   (:emitter
2515    (emit-byte segment #b11011001)
2516    (emit-fp-op segment dst #b111)))
2517
2518 ;;; Store FP Environment.
2519 (define-instruction fstenv(segment dst)
2520   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b110))))
2521   (:emitter
2522    (emit-byte segment #b11011001)
2523    (emit-fp-op segment dst #b110)))
2524
2525 ;;; Restore FP Environment.
2526 (define-instruction fldenv(segment src)
2527   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b100))))
2528   (:emitter
2529    (emit-byte segment #b11011001)
2530    (emit-fp-op segment src #b100)))
2531
2532 ;;; Save FP State.
2533 (define-instruction fsave(segment dst)
2534   (:printer floating-point ((op '(#b101 #b110))))
2535   (:emitter
2536    (emit-byte segment #b11011101)
2537    (emit-fp-op segment dst #b110)))
2538
2539 ;;; Restore FP State.
2540 (define-instruction frstor(segment src)
2541   (:printer floating-point ((op '(#b101 #b100))))
2542   (:emitter
2543    (emit-byte segment #b11011101)
2544    (emit-fp-op segment src #b100)))
2545
2546 ;;; Clear exceptions.
2547 (define-instruction fnclex(segment)
2548   (:printer floating-point-5 ((op #b00010)))
2549   (:emitter
2550    (emit-byte segment #b11011011)
2551    (emit-byte segment #b11100010)))
2552
2553 ;;; comparison
2554 (define-instruction fcom (segment src)
2555   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b010))))
2556   (:emitter
2557    (emit-byte segment #b11011000)
2558    (emit-fp-op segment src #b010)))
2559
2560 (define-instruction fcomd (segment src)
2561   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b010))))
2562   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b010))))
2563   (:emitter
2564    (if (fp-reg-tn-p src)
2565        (emit-byte segment #b11011000)
2566      (emit-byte segment #b11011100))
2567    (emit-fp-op segment src #b010)))
2568
2569 ;;; Compare ST1 to ST0, popping the stack twice.
2570 (define-instruction fcompp (segment)
2571   (:printer floating-point-3 ((op '(#b110 #b011001))))
2572   (:emitter
2573    (emit-byte segment #b11011110)
2574    (emit-byte segment #b11011001)))
2575
2576 ;;; unordered comparison
2577 (define-instruction fucom (segment src)
2578   (:printer floating-point-fp ((op '(#b101 #b100))))
2579   (:emitter
2580    (aver (fp-reg-tn-p src))
2581    (emit-byte segment #b11011101)
2582    (emit-fp-op segment src #b100)))
2583
2584 (define-instruction ftst (segment)
2585   (:printer floating-point-no ((op #b00100)))
2586   (:emitter
2587    (emit-byte segment #b11011001)
2588    (emit-byte segment #b11100100)))
2589
2590 ;;;; 80387 specials
2591
2592 (define-instruction fsqrt(segment)
2593   (:printer floating-point-no ((op #b11010)))
2594   (:emitter
2595    (emit-byte segment #b11011001)
2596    (emit-byte segment #b11111010)))
2597
2598 (define-instruction fscale(segment)
2599   (:printer floating-point-no ((op #b11101)))
2600   (:emitter
2601    (emit-byte segment #b11011001)
2602    (emit-byte segment #b11111101)))
2603
2604 (define-instruction fxtract(segment)
2605   (:printer floating-point-no ((op #b10100)))
2606   (:emitter
2607    (emit-byte segment #b11011001)
2608    (emit-byte segment #b11110100)))
2609
2610 (define-instruction fsin(segment)
2611   (:printer floating-point-no ((op #b11110)))
2612   (:emitter
2613    (emit-byte segment #b11011001)
2614    (emit-byte segment #b11111110)))
2615
2616 (define-instruction fcos(segment)
2617   (:printer floating-point-no ((op #b11111)))
2618   (:emitter
2619    (emit-byte segment #b11011001)
2620    (emit-byte segment #b11111111)))
2621
2622 (define-instruction fprem1(segment)
2623   (:printer floating-point-no ((op #b10101)))
2624   (:emitter
2625    (emit-byte segment #b11011001)
2626    (emit-byte segment #b11110101)))
2627
2628 (define-instruction fprem(segment)
2629   (:printer floating-point-no ((op #b11000)))
2630   (:emitter
2631    (emit-byte segment #b11011001)
2632    (emit-byte segment #b11111000)))
2633
2634 (define-instruction fxam (segment)
2635   (:printer floating-point-no ((op #b00101)))
2636   (:emitter
2637    (emit-byte segment #b11011001)
2638    (emit-byte segment #b11100101)))
2639
2640 ;;; These do push/pop to stack and need special handling
2641 ;;; in any VOPs that use them. See the book.
2642
2643 ;;; st0 <- st1*log2(st0)
2644 (define-instruction fyl2x(segment)      ; pops stack
2645   (:printer floating-point-no ((op #b10001)))
2646   (:emitter
2647    (emit-byte segment #b11011001)
2648    (emit-byte segment #b11110001)))
2649
2650 (define-instruction fyl2xp1(segment)
2651   (:printer floating-point-no ((op #b11001)))
2652   (:emitter
2653    (emit-byte segment #b11011001)
2654    (emit-byte segment #b11111001)))
2655
2656 (define-instruction f2xm1(segment)
2657   (:printer floating-point-no ((op #b10000)))
2658   (:emitter
2659    (emit-byte segment #b11011001)
2660    (emit-byte segment #b11110000)))
2661
2662 (define-instruction fptan(segment)      ; st(0) <- 1; st(1) <- tan
2663   (:printer floating-point-no ((op #b10010)))
2664   (:emitter
2665    (emit-byte segment #b11011001)
2666    (emit-byte segment #b11110010)))
2667
2668 (define-instruction fpatan(segment)     ; POPS STACK
2669   (:printer floating-point-no ((op #b10011)))
2670   (:emitter
2671    (emit-byte segment #b11011001)
2672    (emit-byte segment #b11110011)))
2673
2674 ;;;; loading constants
2675
2676 (define-instruction fldz(segment)
2677   (:printer floating-point-no ((op #b01110)))
2678   (:emitter
2679    (emit-byte segment #b11011001)
2680    (emit-byte segment #b11101110)))
2681
2682 (define-instruction fld1(segment)
2683   (:printer floating-point-no ((op #b01000)))
2684   (:emitter
2685    (emit-byte segment #b11011001)
2686    (emit-byte segment #b11101000)))
2687
2688 (define-instruction fldpi(segment)
2689   (:printer floating-point-no ((op #b01011)))
2690   (:emitter
2691    (emit-byte segment #b11011001)
2692    (emit-byte segment #b11101011)))
2693
2694 (define-instruction fldl2t(segment)
2695   (:printer floating-point-no ((op #b01001)))
2696   (:emitter
2697    (emit-byte segment #b11011001)
2698    (emit-byte segment #b11101001)))
2699
2700 (define-instruction fldl2e(segment)
2701   (:printer floating-point-no ((op #b01010)))
2702   (:emitter
2703    (emit-byte segment #b11011001)
2704    (emit-byte segment #b11101010)))
2705
2706 (define-instruction fldlg2(segment)
2707   (:printer floating-point-no ((op #b01100)))
2708   (:emitter
2709    (emit-byte segment #b11011001)
2710    (emit-byte segment #b11101100)))
2711
2712 (define-instruction fldln2(segment)
2713   (:printer floating-point-no ((op #b01101)))
2714   (:emitter
2715    (emit-byte segment #b11011001)
2716    (emit-byte segment #b11101101)))