0.8.17.17:
[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 \f
632 ;;;; primitive emitters
633
634 (define-bitfield-emitter emit-word 16
635   (byte 16 0))
636
637 (define-bitfield-emitter emit-dword 32
638   (byte 32 0))
639
640 (define-bitfield-emitter emit-byte-with-reg 8
641   (byte 5 3) (byte 3 0))
642
643 (define-bitfield-emitter emit-mod-reg-r/m-byte 8
644   (byte 2 6) (byte 3 3) (byte 3 0))
645
646 (define-bitfield-emitter emit-sib-byte 8
647   (byte 2 6) (byte 3 3) (byte 3 0))
648 \f
649 ;;;; fixup emitters
650
651 (defun emit-absolute-fixup (segment fixup)
652   (note-fixup segment :absolute fixup)
653   (let ((offset (fixup-offset fixup)))
654     (if (label-p offset)
655         (emit-back-patch segment
656                          4 ; FIXME: n-word-bytes
657                          (lambda (segment posn)
658                            (declare (ignore posn))
659                            (emit-dword segment
660                                        (- (+ (component-header-length)
661                                              (or (label-position offset)
662                                                  0))
663                                           other-pointer-lowtag))))
664         (emit-dword segment (or offset 0)))))
665
666 (defun emit-relative-fixup (segment fixup)
667   (note-fixup segment :relative fixup)
668   (emit-dword segment (or (fixup-offset fixup) 0)))
669 \f
670 ;;;; the effective-address (ea) structure
671
672 (defun reg-tn-encoding (tn)
673   (declare (type tn tn))
674   (aver (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc tn))) 'registers))
675   (let ((offset (tn-offset tn)))
676     (logior (ash (logand offset 1) 2)
677             (ash offset -1))))
678
679 (defstruct (ea (:constructor make-ea (size &key base index scale disp))
680                (:copier nil))
681   (size nil :type (member :byte :word :dword))
682   (base nil :type (or tn null))
683   (index nil :type (or tn null))
684   (scale 1 :type (member 1 2 4 8))
685   (disp 0 :type (or (unsigned-byte 32) (signed-byte 32) fixup)))
686 (def!method print-object ((ea ea) stream)
687   (cond ((or *print-escape* *print-readably*)
688          (print-unreadable-object (ea stream :type t)
689            (format stream
690                    "~S~@[ base=~S~]~@[ index=~S~]~@[ scale=~S~]~@[ disp=~S~]"
691                    (ea-size ea)
692                    (ea-base ea)
693                    (ea-index ea)
694                    (let ((scale (ea-scale ea)))
695                      (if (= scale 1) nil scale))
696                    (ea-disp ea))))
697         (t
698          (format stream "~A PTR [" (symbol-name (ea-size ea)))
699          (when (ea-base ea)
700            (write-string (sb!c::location-print-name (ea-base ea)) stream)
701            (when (ea-index ea)
702              (write-string "+" stream)))
703          (when (ea-index ea)
704            (write-string (sb!c::location-print-name (ea-index ea)) stream))
705          (unless (= (ea-scale ea) 1)
706            (format stream "*~A" (ea-scale ea)))
707          (typecase (ea-disp ea)
708            (null)
709            (integer
710             (format stream "~@D" (ea-disp ea)))
711            (t
712             (format stream "+~A" (ea-disp ea))))
713          (write-char #\] stream))))
714
715 (defun emit-ea (segment thing reg &optional allow-constants)
716   (etypecase thing
717     (tn
718      (ecase (sb-name (sc-sb (tn-sc thing)))
719        (registers
720         (emit-mod-reg-r/m-byte segment #b11 reg (reg-tn-encoding thing)))
721        (stack
722         ;; Convert stack tns into an index off of EBP.
723         (let ((disp (- (* (1+ (tn-offset thing)) n-word-bytes))))
724           (cond ((< -128 disp 127)
725                  (emit-mod-reg-r/m-byte segment #b01 reg #b101)
726                  (emit-byte segment disp))
727                 (t
728                  (emit-mod-reg-r/m-byte segment #b10 reg #b101)
729                  (emit-dword segment disp)))))
730        (constant
731         (unless allow-constants
732           (error
733            "Constant TNs can only be directly used in MOV, PUSH, and CMP."))
734         (emit-mod-reg-r/m-byte segment #b00 reg #b101)
735         (emit-absolute-fixup segment
736                              (make-fixup nil
737                                          :code-object
738                                          (- (* (tn-offset thing) n-word-bytes)
739                                             other-pointer-lowtag))))))
740     (ea
741      (let* ((base (ea-base thing))
742             (index (ea-index thing))
743             (scale (ea-scale thing))
744             (disp (ea-disp thing))
745             (mod (cond ((or (null base)
746                             (and (eql disp 0)
747                                  (not (= (reg-tn-encoding base) #b101))))
748                         #b00)
749                        ((and (fixnump disp) (<= -128 disp 127))
750                         #b01)
751                        (t
752                         #b10)))
753             (r/m (cond (index #b100)
754                        ((null base) #b101)
755                        (t (reg-tn-encoding base)))))
756        (emit-mod-reg-r/m-byte segment mod reg r/m)
757        (when (= r/m #b100)
758          (let ((ss (1- (integer-length scale)))
759                (index (if (null index)
760                           #b100
761                           (let ((index (reg-tn-encoding index)))
762                             (if (= index #b100)
763                                 (error "can't index off of ESP")
764                                 index))))
765                (base (if (null base)
766                          #b101
767                          (reg-tn-encoding base))))
768            (emit-sib-byte segment ss index base)))
769        (cond ((= mod #b01)
770               (emit-byte segment disp))
771              ((or (= mod #b10) (null base))
772               (if (fixup-p disp)
773                   (emit-absolute-fixup segment disp)
774                   (emit-dword segment disp))))))
775     (fixup
776      (emit-mod-reg-r/m-byte segment #b00 reg #b101)
777      (emit-absolute-fixup segment thing))))
778
779 (defun fp-reg-tn-p (thing)
780   (and (tn-p thing)
781        (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc thing))) 'float-registers)))
782
783 ;;; like the above, but for fp-instructions--jrd
784 (defun emit-fp-op (segment thing op)
785   (if (fp-reg-tn-p thing)
786       (emit-byte segment (dpb op (byte 3 3) (dpb (tn-offset thing)
787                                                  (byte 3 0)
788                                                  #b11000000)))
789     (emit-ea segment thing op)))
790
791 (defun byte-reg-p (thing)
792   (and (tn-p thing)
793        (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc thing))) 'registers)
794        (member (sc-name (tn-sc thing)) *byte-sc-names*)
795        t))
796
797 (defun byte-ea-p (thing)
798   (typecase thing
799     (ea (eq (ea-size thing) :byte))
800     (tn
801      (and (member (sc-name (tn-sc thing)) *byte-sc-names*) t))
802     (t nil)))
803
804 (defun word-reg-p (thing)
805   (and (tn-p thing)
806        (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc thing))) 'registers)
807        (member (sc-name (tn-sc thing)) *word-sc-names*)
808        t))
809
810 (defun word-ea-p (thing)
811   (typecase thing
812     (ea (eq (ea-size thing) :word))
813     (tn (and (member (sc-name (tn-sc thing)) *word-sc-names*) t))
814     (t nil)))
815
816 (defun dword-reg-p (thing)
817   (and (tn-p thing)
818        (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc thing))) 'registers)
819        (member (sc-name (tn-sc thing)) *dword-sc-names*)
820        t))
821
822 (defun dword-ea-p (thing)
823   (typecase thing
824     (ea (eq (ea-size thing) :dword))
825     (tn
826      (and (member (sc-name (tn-sc thing)) *dword-sc-names*) t))
827     (t nil)))
828
829 (defun register-p (thing)
830   (and (tn-p thing)
831        (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc thing))) 'registers)))
832
833 (defun accumulator-p (thing)
834   (and (register-p thing)
835        (= (tn-offset thing) 0)))
836 \f
837 ;;;; utilities
838
839 (def!constant +operand-size-prefix-byte+ #b01100110)
840
841 (defun maybe-emit-operand-size-prefix (segment size)
842   (unless (or (eq size :byte) (eq size +default-operand-size+))
843     (emit-byte segment +operand-size-prefix-byte+)))
844
845 (defun operand-size (thing)
846   (typecase thing
847     (tn
848      ;; FIXME: might as well be COND instead of having to use #. readmacro
849      ;; to hack up the code
850      (case (sc-name (tn-sc thing))
851        (#.*dword-sc-names*
852         :dword)
853        (#.*word-sc-names*
854         :word)
855        (#.*byte-sc-names*
856         :byte)
857        ;; added by jrd: float-registers is a separate size (?)
858        (#.*float-sc-names*
859         :float)
860        (#.*double-sc-names*
861         :double)
862        (t
863         (error "can't tell the size of ~S ~S" thing (sc-name (tn-sc thing))))))
864     (ea
865      (ea-size thing))
866     (t
867      nil)))
868
869 (defun matching-operand-size (dst src)
870   (let ((dst-size (operand-size dst))
871         (src-size (operand-size src)))
872     (if dst-size
873         (if src-size
874             (if (eq dst-size src-size)
875                 dst-size
876                 (error "size mismatch: ~S is a ~S and ~S is a ~S."
877                        dst dst-size src src-size))
878             dst-size)
879         (if src-size
880             src-size
881             (error "can't tell the size of either ~S or ~S" dst src)))))
882
883 (defun emit-sized-immediate (segment size value)
884   (ecase size
885     (:byte
886      (emit-byte segment value))
887     (:word
888      (emit-word segment value))
889     (:dword
890      (emit-dword segment value))))
891 \f
892 ;;;; general data transfer
893
894 (define-instruction mov (segment dst src)
895   ;; immediate to register
896   (:printer reg ((op #b1011) (imm nil :type 'imm-data))
897             '(:name :tab reg ", " imm))
898   ;; absolute mem to/from accumulator
899   (:printer simple-dir ((op #b101000) (imm nil :type 'imm-addr))
900             `(:name :tab ,(swap-if 'dir 'accum ", " '("[" imm "]"))))
901   ;; register to/from register/memory
902   (:printer reg-reg/mem-dir ((op #b100010)))
903   ;; immediate to register/memory
904   (:printer reg/mem-imm ((op '(#b1100011 #b000))))
905
906   (:emitter
907    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
908      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
909      (cond ((register-p dst)
910             (cond ((integerp src)
911                    (emit-byte-with-reg segment
912                                        (if (eq size :byte)
913                                            #b10110
914                                            #b10111)
915                                        (reg-tn-encoding dst))
916                    (emit-sized-immediate segment size src))
917                   ((and (fixup-p src) (accumulator-p dst))
918                    (emit-byte segment
919                               (if (eq size :byte)
920                                   #b10100000
921                                   #b10100001))
922                    (emit-absolute-fixup segment src))
923                   (t
924                    (emit-byte segment
925                               (if (eq size :byte)
926                                   #b10001010
927                                   #b10001011))
928                    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst) t))))
929            ((and (fixup-p dst) (accumulator-p src))
930             (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10100010 #b10100011))
931             (emit-absolute-fixup segment dst))
932            ((integerp src)
933             (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11000110 #b11000111))
934             (emit-ea segment dst #b000)
935             (emit-sized-immediate segment size src))
936            ((register-p src)
937             (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10001000 #b10001001))
938             (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src)))
939            ((fixup-p src)
940             (aver (eq size :dword))
941             (emit-byte segment #b11000111)
942             (emit-ea segment dst #b000)
943             (emit-absolute-fixup segment src))
944            (t
945             (error "bogus arguments to MOV: ~S ~S" dst src))))))
946
947 (defun emit-move-with-extension (segment dst src opcode)
948   (aver (register-p dst))
949   (let ((dst-size (operand-size dst))
950         (src-size (operand-size src)))
951     (ecase dst-size
952       (:word
953        (aver (eq src-size :byte))
954        (maybe-emit-operand-size-prefix segment :word)
955        (emit-byte segment #b00001111)
956        (emit-byte segment opcode)
957        (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))
958       (:dword
959        (ecase src-size
960          (:byte
961           (maybe-emit-operand-size-prefix segment :dword)
962           (emit-byte segment #b00001111)
963           (emit-byte segment opcode)
964           (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))
965          (:word
966           (emit-byte segment #b00001111)
967           (emit-byte segment (logior opcode 1))
968           (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))))))))
969
970 (define-instruction movsx (segment dst src)
971   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1011111) (reg nil :type 'word-reg)))
972   (:emitter (emit-move-with-extension segment dst src #b10111110)))
973
974 (define-instruction movzx (segment dst src)
975   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1011011) (reg nil :type 'word-reg)))
976   (:emitter (emit-move-with-extension segment dst src #b10110110)))
977
978 (define-instruction push (segment src)
979   ;; register
980   (:printer reg-no-width ((op #b01010)))
981   ;; register/memory
982   (:printer reg/mem ((op '(#b1111111 #b110)) (width 1)))
983   ;; immediate
984   (:printer byte ((op #b01101010) (imm nil :type 'signed-imm-byte))
985             '(:name :tab imm))
986   (:printer byte ((op #b01101000) (imm nil :type 'imm-word))
987             '(:name :tab imm))
988   ;; ### segment registers?
989
990   (:emitter
991    (cond ((integerp src)
992           (cond ((<= -128 src 127)
993                  (emit-byte segment #b01101010)
994                  (emit-byte segment src))
995                 (t
996                  (emit-byte segment #b01101000)
997                  (emit-dword segment src))))
998          ((fixup-p src)
999           ;; Interpret the fixup as an immediate dword to push.
1000           (emit-byte segment #b01101000)
1001           (emit-absolute-fixup segment src))
1002          (t
1003           (let ((size (operand-size src)))
1004             (aver (not (eq size :byte)))
1005             (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1006             (cond ((register-p src)
1007                    (emit-byte-with-reg segment #b01010 (reg-tn-encoding src)))
1008                   (t
1009                    (emit-byte segment #b11111111)
1010                    (emit-ea segment src #b110 t))))))))
1011
1012 (define-instruction pusha (segment)
1013   (:printer byte ((op #b01100000)))
1014   (:emitter
1015    (emit-byte segment #b01100000)))
1016
1017 (define-instruction pop (segment dst)
1018   (:printer reg-no-width ((op #b01011)))
1019   (:printer reg/mem ((op '(#b1000111 #b000)) (width 1)))
1020   (:emitter
1021    (let ((size (operand-size dst)))
1022      (aver (not (eq size :byte)))
1023      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1024      (cond ((register-p dst)
1025             (emit-byte-with-reg segment #b01011 (reg-tn-encoding dst)))
1026            (t
1027             (emit-byte segment #b10001111)
1028             (emit-ea segment dst #b000))))))
1029
1030 (define-instruction popa (segment)
1031   (:printer byte ((op #b01100001)))
1032   (:emitter
1033    (emit-byte segment #b01100001)))
1034
1035 (define-instruction xchg (segment operand1 operand2)
1036   ;; Register with accumulator.
1037   (:printer reg-no-width ((op #b10010)) '(:name :tab accum ", " reg))
1038   ;; Register/Memory with Register.
1039   (:printer reg-reg/mem ((op #b1000011)))
1040   (:emitter
1041    (let ((size (matching-operand-size operand1 operand2)))
1042      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1043      (labels ((xchg-acc-with-something (acc something)
1044                 (if (and (not (eq size :byte)) (register-p something))
1045                     (emit-byte-with-reg segment
1046                                         #b10010
1047                                         (reg-tn-encoding something))
1048                     (xchg-reg-with-something acc something)))
1049               (xchg-reg-with-something (reg something)
1050                 (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10000110 #b10000111))
1051                 (emit-ea segment something (reg-tn-encoding reg))))
1052        (cond ((accumulator-p operand1)
1053               (xchg-acc-with-something operand1 operand2))
1054              ((accumulator-p operand2)
1055               (xchg-acc-with-something operand2 operand1))
1056              ((register-p operand1)
1057               (xchg-reg-with-something operand1 operand2))
1058              ((register-p operand2)
1059               (xchg-reg-with-something operand2 operand1))
1060              (t
1061               (error "bogus args to XCHG: ~S ~S" operand1 operand2)))))))
1062
1063 (define-instruction lea (segment dst src)
1064   (:printer reg-reg/mem ((op #b1000110) (width 1)))
1065   (:emitter
1066    (aver (dword-reg-p dst))
1067    (emit-byte segment #b10001101)
1068    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))))
1069
1070 (define-instruction cmpxchg (segment dst src)
1071   ;; Register/Memory with Register.
1072   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1011000)) '(:name :tab reg/mem ", " reg))
1073   (:emitter
1074    (aver (register-p src))
1075    (let ((size (matching-operand-size src dst)))
1076      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1077      (emit-byte segment #b00001111)
1078      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10110000 #b10110001))
1079      (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src)))))
1080
1081 \f
1082
1083 (define-instruction fs-segment-prefix (segment)
1084   (:emitter
1085    (emit-byte segment #x64)))
1086
1087 ;;;; flag control instructions
1088
1089 ;;; CLC -- Clear Carry Flag.
1090 (define-instruction clc (segment)
1091   (:printer byte ((op #b11111000)))
1092   (:emitter
1093    (emit-byte segment #b11111000)))
1094
1095 ;;; CLD -- Clear Direction Flag.
1096 (define-instruction cld (segment)
1097   (:printer byte ((op #b11111100)))
1098   (:emitter
1099    (emit-byte segment #b11111100)))
1100
1101 ;;; CLI -- Clear Iterrupt Enable Flag.
1102 (define-instruction cli (segment)
1103   (:printer byte ((op #b11111010)))
1104   (:emitter
1105    (emit-byte segment #b11111010)))
1106
1107 ;;; CMC -- Complement Carry Flag.
1108 (define-instruction cmc (segment)
1109   (:printer byte ((op #b11110101)))
1110   (:emitter
1111    (emit-byte segment #b11110101)))
1112
1113 ;;; LAHF -- Load AH into flags.
1114 (define-instruction lahf (segment)
1115   (:printer byte ((op #b10011111)))
1116   (:emitter
1117    (emit-byte segment #b10011111)))
1118
1119 ;;; POPF -- Pop flags.
1120 (define-instruction popf (segment)
1121   (:printer byte ((op #b10011101)))
1122   (:emitter
1123    (emit-byte segment #b10011101)))
1124
1125 ;;; PUSHF -- push flags.
1126 (define-instruction pushf (segment)
1127   (:printer byte ((op #b10011100)))
1128   (:emitter
1129    (emit-byte segment #b10011100)))
1130
1131 ;;; SAHF -- Store AH into flags.
1132 (define-instruction sahf (segment)
1133   (:printer byte ((op #b10011110)))
1134   (:emitter
1135    (emit-byte segment #b10011110)))
1136
1137 ;;; STC -- Set Carry Flag.
1138 (define-instruction stc (segment)
1139   (:printer byte ((op #b11111001)))
1140   (:emitter
1141    (emit-byte segment #b11111001)))
1142
1143 ;;; STD -- Set Direction Flag.
1144 (define-instruction std (segment)
1145   (:printer byte ((op #b11111101)))
1146   (:emitter
1147    (emit-byte segment #b11111101)))
1148
1149 ;;; STI -- Set Interrupt Enable Flag.
1150 (define-instruction sti (segment)
1151   (:printer byte ((op #b11111011)))
1152   (:emitter
1153    (emit-byte segment #b11111011)))
1154 \f
1155 ;;;; arithmetic
1156
1157 (defun emit-random-arith-inst (name segment dst src opcode
1158                                     &optional allow-constants)
1159   (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1160     (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1161     (cond
1162      ((integerp src)
1163       (cond ((and (not (eq size :byte)) (<= -128 src 127))
1164              (emit-byte segment #b10000011)
1165              (emit-ea segment dst opcode allow-constants)
1166              (emit-byte segment src))
1167             ((accumulator-p dst)
1168              (emit-byte segment
1169                         (dpb opcode
1170                              (byte 3 3)
1171                              (if (eq size :byte)
1172                                  #b00000100
1173                                  #b00000101)))
1174              (emit-sized-immediate segment size src))
1175             (t
1176              (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10000000 #b10000001))
1177              (emit-ea segment dst opcode allow-constants)
1178              (emit-sized-immediate segment size src))))
1179      ((register-p src)
1180       (emit-byte segment
1181                  (dpb opcode
1182                       (byte 3 3)
1183                       (if (eq size :byte) #b00000000 #b00000001)))
1184       (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src) allow-constants))
1185      ((register-p dst)
1186       (emit-byte segment
1187                  (dpb opcode
1188                       (byte 3 3)
1189                       (if (eq size :byte) #b00000010 #b00000011)))
1190       (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst) allow-constants))
1191      (t
1192       (error "bogus operands to ~A" name)))))
1193
1194 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
1195   (defun arith-inst-printer-list (subop)
1196     `((accum-imm ((op ,(dpb subop (byte 3 2) #b0000010))))
1197       (reg/mem-imm ((op (#b1000000 ,subop))))
1198       (reg/mem-imm ((op (#b1000001 ,subop))
1199                     (imm nil :type signed-imm-byte)))
1200       (reg-reg/mem-dir ((op ,(dpb subop (byte 3 1) #b000000))))))
1201   )
1202
1203 (define-instruction add (segment dst src)
1204   (:printer-list (arith-inst-printer-list #b000))
1205   (:emitter (emit-random-arith-inst "ADD" segment dst src #b000)))
1206
1207 (define-instruction adc (segment dst src)
1208   (:printer-list (arith-inst-printer-list #b010))
1209   (:emitter (emit-random-arith-inst "ADC" segment dst src #b010)))
1210
1211 (define-instruction sub (segment dst src)
1212   (:printer-list (arith-inst-printer-list #b101))
1213   (:emitter (emit-random-arith-inst "SUB" segment dst src #b101)))
1214
1215 (define-instruction sbb (segment dst src)
1216   (:printer-list (arith-inst-printer-list #b011))
1217   (:emitter (emit-random-arith-inst "SBB" segment dst src #b011)))
1218
1219 (define-instruction cmp (segment dst src)
1220   (:printer-list (arith-inst-printer-list #b111))
1221   (:emitter (emit-random-arith-inst "CMP" segment dst src #b111 t)))
1222
1223 (define-instruction inc (segment dst)
1224   ;; Register.
1225   (:printer reg-no-width ((op #b01000)))
1226   ;; Register/Memory
1227   (:printer reg/mem ((op '(#b1111111 #b000))))
1228   (:emitter
1229    (let ((size (operand-size dst)))
1230      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1231      (cond ((and (not (eq size :byte)) (register-p dst))
1232             (emit-byte-with-reg segment #b01000 (reg-tn-encoding dst)))
1233            (t
1234             (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11111110 #b11111111))
1235             (emit-ea segment dst #b000))))))
1236
1237 (define-instruction dec (segment dst)
1238   ;; Register.
1239   (:printer reg-no-width ((op #b01001)))
1240   ;; Register/Memory
1241   (:printer reg/mem ((op '(#b1111111 #b001))))
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 #b01001 (reg-tn-encoding dst)))
1247            (t
1248             (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11111110 #b11111111))
1249             (emit-ea segment dst #b001))))))
1250
1251 (define-instruction neg (segment dst)
1252   (:printer reg/mem ((op '(#b1111011 #b011))))
1253   (:emitter
1254    (let ((size (operand-size dst)))
1255      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1256      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1257      (emit-ea segment dst #b011))))
1258
1259 (define-instruction aaa (segment)
1260   (:printer byte ((op #b00110111)))
1261   (:emitter
1262    (emit-byte segment #b00110111)))
1263
1264 (define-instruction aas (segment)
1265   (:printer byte ((op #b00111111)))
1266   (:emitter
1267    (emit-byte segment #b00111111)))
1268
1269 (define-instruction daa (segment)
1270   (:printer byte ((op #b00100111)))
1271   (:emitter
1272    (emit-byte segment #b00100111)))
1273
1274 (define-instruction das (segment)
1275   (:printer byte ((op #b00101111)))
1276   (:emitter
1277    (emit-byte segment #b00101111)))
1278
1279 (define-instruction mul (segment dst src)
1280   (:printer accum-reg/mem ((op '(#b1111011 #b100))))
1281   (:emitter
1282    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1283      (aver (accumulator-p dst))
1284      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1285      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1286      (emit-ea segment src #b100))))
1287
1288 (define-instruction imul (segment dst &optional src1 src2)
1289   (:printer accum-reg/mem ((op '(#b1111011 #b101))))
1290   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1010111)))
1291   (:printer reg-reg/mem ((op #b0110100) (width 1)
1292                          (imm nil :type 'signed-imm-word))
1293             '(:name :tab reg ", " reg/mem ", " imm))
1294   (:printer reg-reg/mem ((op #b0110101) (width 1)
1295                          (imm nil :type 'signed-imm-byte))
1296             '(:name :tab reg ", " reg/mem ", " imm))
1297   (:emitter
1298    (flet ((r/m-with-immed-to-reg (reg r/m immed)
1299             (let* ((size (matching-operand-size reg r/m))
1300                    (sx (and (not (eq size :byte)) (<= -128 immed 127))))
1301               (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1302               (emit-byte segment (if sx #b01101011 #b01101001))
1303               (emit-ea segment r/m (reg-tn-encoding reg))
1304               (if sx
1305                   (emit-byte segment immed)
1306                   (emit-sized-immediate segment size immed)))))
1307      (cond (src2
1308             (r/m-with-immed-to-reg dst src1 src2))
1309            (src1
1310             (if (integerp src1)
1311                 (r/m-with-immed-to-reg dst dst src1)
1312                 (let ((size (matching-operand-size dst src1)))
1313                   (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1314                   (emit-byte segment #b00001111)
1315                   (emit-byte segment #b10101111)
1316                   (emit-ea segment src1 (reg-tn-encoding dst)))))
1317            (t
1318             (let ((size (operand-size dst)))
1319               (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1320               (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1321               (emit-ea segment dst #b101)))))))
1322
1323 (define-instruction div (segment dst src)
1324   (:printer accum-reg/mem ((op '(#b1111011 #b110))))
1325   (:emitter
1326    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1327      (aver (accumulator-p dst))
1328      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1329      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1330      (emit-ea segment src #b110))))
1331
1332 (define-instruction idiv (segment dst src)
1333   (:printer accum-reg/mem ((op '(#b1111011 #b111))))
1334   (:emitter
1335    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1336      (aver (accumulator-p dst))
1337      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1338      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1339      (emit-ea segment src #b111))))
1340
1341 (define-instruction aad (segment)
1342   (:printer two-bytes ((op '(#b11010101 #b00001010))))
1343   (:emitter
1344    (emit-byte segment #b11010101)
1345    (emit-byte segment #b00001010)))
1346
1347 (define-instruction aam (segment)
1348   (:printer two-bytes ((op '(#b11010100 #b00001010))))
1349   (:emitter
1350    (emit-byte segment #b11010100)
1351    (emit-byte segment #b00001010)))
1352
1353 ;;; CBW -- Convert Byte to Word. AX <- sign_xtnd(AL)
1354 (define-instruction cbw (segment)
1355   (:emitter
1356    (maybe-emit-operand-size-prefix segment :word)
1357    (emit-byte segment #b10011000)))
1358
1359 ;;; CWDE -- Convert Word To Double Word Extened. EAX <- sign_xtnd(AX)
1360 (define-instruction cwde (segment)
1361   (:emitter
1362    (maybe-emit-operand-size-prefix segment :dword)
1363    (emit-byte segment #b10011000)))
1364
1365 ;;; CWD -- Convert Word to Double Word. DX:AX <- sign_xtnd(AX)
1366 (define-instruction cwd (segment)
1367   (:emitter
1368    (maybe-emit-operand-size-prefix segment :word)
1369    (emit-byte segment #b10011001)))
1370
1371 ;;; CDQ -- Convert Double Word to Quad Word. EDX:EAX <- sign_xtnd(EAX)
1372 (define-instruction cdq (segment)
1373   (:printer byte ((op #b10011001)))
1374   (:emitter
1375    (maybe-emit-operand-size-prefix segment :dword)
1376    (emit-byte segment #b10011001)))
1377
1378 (define-instruction xadd (segment dst src)
1379   ;; Register/Memory with Register.
1380   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1100000)) '(:name :tab reg/mem ", " reg))
1381   (:emitter
1382    (aver (register-p src))
1383    (let ((size (matching-operand-size src dst)))
1384      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1385      (emit-byte segment #b00001111)
1386      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11000000 #b11000001))
1387      (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src)))))
1388
1389 \f
1390 ;;;; logic
1391
1392 (defun emit-shift-inst (segment dst amount opcode)
1393   (let ((size (operand-size dst)))
1394     (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1395     (multiple-value-bind (major-opcode immed)
1396         (case amount
1397           (:cl (values #b11010010 nil))
1398           (1 (values #b11010000 nil))
1399           (t (values #b11000000 t)))
1400       (emit-byte segment
1401                  (if (eq size :byte) major-opcode (logior major-opcode 1)))
1402       (emit-ea segment dst opcode)
1403       (when immed
1404         (emit-byte segment amount)))))
1405
1406 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
1407   (defun shift-inst-printer-list (subop)
1408     `((reg/mem ((op (#b1101000 ,subop)))
1409                (:name :tab reg/mem ", 1"))
1410       (reg/mem ((op (#b1101001 ,subop)))
1411                (:name :tab reg/mem ", " 'cl))
1412       (reg/mem-imm ((op (#b1100000 ,subop))
1413                     (imm nil :type signed-imm-byte))))))
1414
1415 (define-instruction rol (segment dst amount)
1416   (:printer-list
1417    (shift-inst-printer-list #b000))
1418   (:emitter
1419    (emit-shift-inst segment dst amount #b000)))
1420
1421 (define-instruction ror (segment dst amount)
1422   (:printer-list
1423    (shift-inst-printer-list #b001))
1424   (:emitter
1425    (emit-shift-inst segment dst amount #b001)))
1426
1427 (define-instruction rcl (segment dst amount)
1428   (:printer-list
1429    (shift-inst-printer-list #b010))
1430   (:emitter
1431    (emit-shift-inst segment dst amount #b010)))
1432
1433 (define-instruction rcr (segment dst amount)
1434   (:printer-list
1435    (shift-inst-printer-list #b011))
1436   (:emitter
1437    (emit-shift-inst segment dst amount #b011)))
1438
1439 (define-instruction shl (segment dst amount)
1440   (:printer-list
1441    (shift-inst-printer-list #b100))
1442   (:emitter
1443    (emit-shift-inst segment dst amount #b100)))
1444
1445 (define-instruction shr (segment dst amount)
1446   (:printer-list
1447    (shift-inst-printer-list #b101))
1448   (:emitter
1449    (emit-shift-inst segment dst amount #b101)))
1450
1451 (define-instruction sar (segment dst amount)
1452   (:printer-list
1453    (shift-inst-printer-list #b111))
1454   (:emitter
1455    (emit-shift-inst segment dst amount #b111)))
1456
1457 (defun emit-double-shift (segment opcode dst src amt)
1458   (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1459     (when (eq size :byte)
1460       (error "Double shifts can only be used with words."))
1461     (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1462     (emit-byte segment #b00001111)
1463     (emit-byte segment (dpb opcode (byte 1 3)
1464                             (if (eq amt :cl) #b10100101 #b10100100)))
1465     #+nil
1466     (emit-ea segment dst src)
1467     (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src)) ; pw tries this
1468     (unless (eq amt :cl)
1469       (emit-byte segment amt))))
1470
1471 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
1472   (defun double-shift-inst-printer-list (op)
1473     `(#+nil
1474       (ext-reg-reg/mem-imm ((op ,(logior op #b100))
1475                             (imm nil :type signed-imm-byte)))
1476       (ext-reg-reg/mem ((op ,(logior op #b101)))
1477          (:name :tab reg/mem ", " 'cl)))))
1478
1479 (define-instruction shld (segment dst src amt)
1480   (:declare (type (or (member :cl) (mod 32)) amt))
1481   (:printer-list (double-shift-inst-printer-list #b10100000))
1482   (:emitter
1483    (emit-double-shift segment #b0 dst src amt)))
1484
1485 (define-instruction shrd (segment dst src amt)
1486   (:declare (type (or (member :cl) (mod 32)) amt))
1487   (:printer-list (double-shift-inst-printer-list #b10101000))
1488   (:emitter
1489    (emit-double-shift segment #b1 dst src amt)))
1490
1491 (define-instruction and (segment dst src)
1492   (:printer-list
1493    (arith-inst-printer-list #b100))
1494   (:emitter
1495    (emit-random-arith-inst "AND" segment dst src #b100)))
1496
1497 (define-instruction test (segment this that)
1498   (:printer accum-imm ((op #b1010100)))
1499   (:printer reg/mem-imm ((op '(#b1111011 #b000))))
1500   (:printer reg-reg/mem ((op #b1000010)))
1501   (:emitter
1502    (let ((size (matching-operand-size this that)))
1503      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1504      (flet ((test-immed-and-something (immed something)
1505               (cond ((accumulator-p something)
1506                      (emit-byte segment
1507                                 (if (eq size :byte) #b10101000 #b10101001))
1508                      (emit-sized-immediate segment size immed))
1509                     (t
1510                      (emit-byte segment
1511                                 (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1512                      (emit-ea segment something #b000)
1513                      (emit-sized-immediate segment size immed))))
1514             (test-reg-and-something (reg something)
1515               (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10000100 #b10000101))
1516               (emit-ea segment something (reg-tn-encoding reg))))
1517        (cond ((integerp that)
1518               (test-immed-and-something that this))
1519              ((integerp this)
1520               (test-immed-and-something this that))
1521              ((register-p this)
1522               (test-reg-and-something this that))
1523              ((register-p that)
1524               (test-reg-and-something that this))
1525              (t
1526               (error "bogus operands for TEST: ~S and ~S" this that)))))))
1527
1528 (define-instruction or (segment dst src)
1529   (:printer-list
1530    (arith-inst-printer-list #b001))
1531   (:emitter
1532    (emit-random-arith-inst "OR" segment dst src #b001)))
1533
1534 (define-instruction xor (segment dst src)
1535   (:printer-list
1536    (arith-inst-printer-list #b110))
1537   (:emitter
1538    (emit-random-arith-inst "XOR" segment dst src #b110)))
1539
1540 (define-instruction not (segment dst)
1541   (:printer reg/mem ((op '(#b1111011 #b010))))
1542   (:emitter
1543    (let ((size (operand-size dst)))
1544      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1545      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b11110110 #b11110111))
1546      (emit-ea segment dst #b010))))
1547 \f
1548 ;;;; string manipulation
1549
1550 (define-instruction cmps (segment size)
1551   (:printer string-op ((op #b1010011)))
1552   (:emitter
1553    (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1554    (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10100110 #b10100111))))
1555
1556 (define-instruction ins (segment acc)
1557   (:printer string-op ((op #b0110110)))
1558   (:emitter
1559    (let ((size (operand-size acc)))
1560      (aver (accumulator-p acc))
1561      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1562      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b01101100 #b01101101)))))
1563
1564 (define-instruction lods (segment acc)
1565   (:printer string-op ((op #b1010110)))
1566   (:emitter
1567    (let ((size (operand-size acc)))
1568      (aver (accumulator-p acc))
1569      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1570      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10101100 #b10101101)))))
1571
1572 (define-instruction movs (segment size)
1573   (:printer string-op ((op #b1010010)))
1574   (:emitter
1575    (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1576    (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10100100 #b10100101))))
1577
1578 (define-instruction outs (segment acc)
1579   (:printer string-op ((op #b0110111)))
1580   (:emitter
1581    (let ((size (operand-size acc)))
1582      (aver (accumulator-p acc))
1583      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1584      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b01101110 #b01101111)))))
1585
1586 (define-instruction scas (segment acc)
1587   (:printer string-op ((op #b1010111)))
1588   (:emitter
1589    (let ((size (operand-size acc)))
1590      (aver (accumulator-p acc))
1591      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1592      (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10101110 #b10101111)))))
1593
1594 (define-instruction stos (segment acc)
1595   (:printer string-op ((op #b1010101)))
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) #b10101010 #b10101011)))))
1601
1602 (define-instruction xlat (segment)
1603   (:printer byte ((op #b11010111)))
1604   (:emitter
1605    (emit-byte segment #b11010111)))
1606
1607 (define-instruction rep (segment)
1608   (:emitter
1609    (emit-byte segment #b11110010)))
1610
1611 (define-instruction repe (segment)
1612   (:printer byte ((op #b11110011)))
1613   (:emitter
1614    (emit-byte segment #b11110011)))
1615
1616 (define-instruction repne (segment)
1617   (:printer byte ((op #b11110010)))
1618   (:emitter
1619    (emit-byte segment #b11110010)))
1620
1621 \f
1622 ;;;; bit manipulation
1623
1624 (define-instruction bsf (segment dst src)
1625   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1011110) (width 0)))
1626   (:emitter
1627    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1628      (when (eq size :byte)
1629        (error "can't scan bytes: ~S" src))
1630      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1631      (emit-byte segment #b00001111)
1632      (emit-byte segment #b10111100)
1633      (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))))
1634
1635 (define-instruction bsr (segment dst src)
1636   (:printer ext-reg-reg/mem ((op #b1011110) (width 1)))
1637   (:emitter
1638    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1639      (when (eq size :byte)
1640        (error "can't scan bytes: ~S" src))
1641      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1642      (emit-byte segment #b00001111)
1643      (emit-byte segment #b10111101)
1644      (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))))
1645
1646 (defun emit-bit-test-and-mumble (segment src index opcode)
1647   (let ((size (operand-size src)))
1648     (when (eq size :byte)
1649       (error "can't scan bytes: ~S" src))
1650     (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1651     (emit-byte segment #b00001111)
1652     (cond ((integerp index)
1653            (emit-byte segment #b10111010)
1654            (emit-ea segment src opcode)
1655            (emit-byte segment index))
1656           (t
1657            (emit-byte segment (dpb opcode (byte 3 3) #b10000011))
1658            (emit-ea segment src (reg-tn-encoding index))))))
1659
1660 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
1661   (defun bit-test-inst-printer-list (subop)
1662     `((ext-reg/mem-imm ((op (#b1011101 ,subop))
1663                         (reg/mem nil :type word-reg/mem)
1664                         (imm nil :type imm-data)
1665                         (width 0)))
1666       (ext-reg-reg/mem ((op ,(dpb subop (byte 3 2) #b1000001))
1667                         (width 1))
1668                        (:name :tab reg/mem ", " reg)))))
1669
1670 (define-instruction bt (segment src index)
1671   (:printer-list (bit-test-inst-printer-list #b100))
1672   (:emitter
1673    (emit-bit-test-and-mumble segment src index #b100)))
1674
1675 (define-instruction btc (segment src index)
1676   (:printer-list (bit-test-inst-printer-list #b111))
1677   (:emitter
1678    (emit-bit-test-and-mumble segment src index #b111)))
1679
1680 (define-instruction btr (segment src index)
1681   (:printer-list (bit-test-inst-printer-list #b110))
1682   (:emitter
1683    (emit-bit-test-and-mumble segment src index #b110)))
1684
1685 (define-instruction bts (segment src index)
1686   (:printer-list (bit-test-inst-printer-list #b101))
1687   (:emitter
1688    (emit-bit-test-and-mumble segment src index #b101)))
1689
1690 \f
1691 ;;;; control transfer
1692
1693 (define-instruction call (segment where)
1694   (:printer near-jump ((op #b11101000)))
1695   (:printer reg/mem ((op '(#b1111111 #b010)) (width 1)))
1696   (:emitter
1697    (typecase where
1698      (label
1699       (emit-byte segment #b11101000)
1700       (emit-back-patch segment
1701                        4
1702                        (lambda (segment posn)
1703                          (emit-dword segment
1704                                      (- (label-position where)
1705                                         (+ posn 4))))))
1706      (fixup
1707       (emit-byte segment #b11101000)
1708       (emit-relative-fixup segment where))
1709      (t
1710       (emit-byte segment #b11111111)
1711       (emit-ea segment where #b010)))))
1712
1713 (defun emit-byte-displacement-backpatch (segment target)
1714   (emit-back-patch segment
1715                    1
1716                    (lambda (segment posn)
1717                      (let ((disp (- (label-position target) (1+ posn))))
1718                        (aver (<= -128 disp 127))
1719                        (emit-byte segment disp)))))
1720
1721 (define-instruction jmp (segment cond &optional where)
1722   ;; conditional jumps
1723   (:printer short-cond-jump ((op #b0111)) '('j cc :tab label))
1724   (:printer near-cond-jump () '('j cc :tab label))
1725   ;; unconditional jumps
1726   (:printer short-jump ((op #b1011)))
1727   (:printer near-jump ((op #b11101001)) )
1728   (:printer reg/mem ((op '(#b1111111 #b100)) (width 1)))
1729   (:emitter
1730    (cond (where
1731           (emit-chooser
1732            segment 6 2
1733            (lambda (segment posn delta-if-after)
1734              (let ((disp (- (label-position where posn delta-if-after)
1735                             (+ posn 2))))
1736                (when (<= -128 disp 127)
1737                  (emit-byte segment
1738                             (dpb (conditional-opcode cond)
1739                                  (byte 4 0)
1740                                  #b01110000))
1741                  (emit-byte-displacement-backpatch segment where)
1742                  t)))
1743            (lambda (segment posn)
1744              (let ((disp (- (label-position where) (+ posn 6))))
1745                (emit-byte segment #b00001111)
1746                (emit-byte segment
1747                           (dpb (conditional-opcode cond)
1748                                (byte 4 0)
1749                                #b10000000))
1750                (emit-dword segment disp)))))
1751          ((label-p (setq where cond))
1752           (emit-chooser
1753            segment 5 0
1754            (lambda (segment posn delta-if-after)
1755              (let ((disp (- (label-position where posn delta-if-after)
1756                             (+ posn 2))))
1757                (when (<= -128 disp 127)
1758                  (emit-byte segment #b11101011)
1759                  (emit-byte-displacement-backpatch segment where)
1760                  t)))
1761            (lambda (segment posn)
1762              (let ((disp (- (label-position where) (+ posn 5))))
1763                (emit-byte segment #b11101001)
1764                (emit-dword segment disp)))))
1765          ((fixup-p where)
1766           (emit-byte segment #b11101001)
1767           (emit-relative-fixup segment where))
1768          (t
1769           (unless (or (ea-p where) (tn-p where))
1770                   (error "don't know what to do with ~A" where))
1771           (emit-byte segment #b11111111)
1772           (emit-ea segment where #b100)))))
1773
1774 (define-instruction jmp-short (segment label)
1775   (:emitter
1776    (emit-byte segment #b11101011)
1777    (emit-byte-displacement-backpatch segment label)))
1778
1779 (define-instruction ret (segment &optional stack-delta)
1780   (:printer byte ((op #b11000011)))
1781   (:printer byte ((op #b11000010) (imm nil :type 'imm-word-16))
1782             '(:name :tab imm))
1783   (:emitter
1784    (cond (stack-delta
1785           (emit-byte segment #b11000010)
1786           (emit-word segment stack-delta))
1787          (t
1788           (emit-byte segment #b11000011)))))
1789
1790 (define-instruction jecxz (segment target)
1791   (:printer short-jump ((op #b0011)))
1792   (:emitter
1793    (emit-byte segment #b11100011)
1794    (emit-byte-displacement-backpatch segment target)))
1795
1796 (define-instruction loop (segment target)
1797   (:printer short-jump ((op #b0010)))
1798   (:emitter
1799    (emit-byte segment #b11100010)       ; pfw this was 11100011, or jecxz!!!!
1800    (emit-byte-displacement-backpatch segment target)))
1801
1802 (define-instruction loopz (segment target)
1803   (:printer short-jump ((op #b0001)))
1804   (:emitter
1805    (emit-byte segment #b11100001)
1806    (emit-byte-displacement-backpatch segment target)))
1807
1808 (define-instruction loopnz (segment target)
1809   (:printer short-jump ((op #b0000)))
1810   (:emitter
1811    (emit-byte segment #b11100000)
1812    (emit-byte-displacement-backpatch segment target)))
1813 \f
1814 ;;;; conditional move
1815 (define-instruction cmov (segment cond dst src)
1816   (:printer cond-move ())
1817   (:emitter
1818    (aver (register-p dst))
1819    (let ((size (matching-operand-size dst src)))
1820      (aver (or (eq size :word) (eq size :dword)))
1821      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size))
1822    (emit-byte segment #b00001111)
1823    (emit-byte segment (dpb (conditional-opcode cond) (byte 4 0) #b01000000))
1824    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))))
1825
1826 ;;;; conditional byte set
1827
1828 (define-instruction set (segment dst cond)
1829   (:printer cond-set ())
1830   (:emitter
1831    (emit-byte segment #b00001111)
1832    (emit-byte segment (dpb (conditional-opcode cond) (byte 4 0) #b10010000))
1833    (emit-ea segment dst #b000)))
1834 \f
1835 ;;;; enter/leave
1836
1837 (define-instruction enter (segment disp &optional (level 0))
1838   (:declare (type (unsigned-byte 16) disp)
1839             (type (unsigned-byte 8) level))
1840   (:printer enter-format ((op #b11001000)))
1841   (:emitter
1842    (emit-byte segment #b11001000)
1843    (emit-word segment disp)
1844    (emit-byte segment level)))
1845
1846 (define-instruction leave (segment)
1847   (:printer byte ((op #b11001001)))
1848   (:emitter
1849    (emit-byte segment #b11001001)))
1850 \f
1851 ;;;; prefetch
1852 (define-instruction prefetchnta (segment ea)
1853   (:printer prefetch ((op #b00011000) (reg #b000)))
1854   (:emitter
1855    (aver (typep ea 'ea))
1856    (aver (eq :byte (ea-size ea)))
1857    (emit-byte segment #b00001111)
1858    (emit-byte segment #b00011000)
1859    (emit-ea segment ea #b000)))
1860
1861 (define-instruction prefetcht0 (segment ea)
1862   (:printer prefetch ((op #b00011000) (reg #b001)))
1863   (:emitter
1864    (aver (typep ea 'ea))
1865    (aver (eq :byte (ea-size ea)))
1866    (emit-byte segment #b00001111)
1867    (emit-byte segment #b00011000)
1868    (emit-ea segment ea #b001)))
1869
1870 (define-instruction prefetcht1 (segment ea)
1871   (:printer prefetch ((op #b00011000) (reg #b010)))
1872   (:emitter
1873    (aver (typep ea 'ea))
1874    (aver (eq :byte (ea-size ea)))
1875    (emit-byte segment #b00001111)
1876    (emit-byte segment #b00011000)
1877    (emit-ea segment ea #b010)))
1878
1879 (define-instruction prefetcht2 (segment ea)
1880   (:printer prefetch ((op #b00011000) (reg #b011)))
1881   (:emitter
1882    (aver (typep ea 'ea))
1883    (aver (eq :byte (ea-size ea)))
1884    (emit-byte segment #b00001111)
1885    (emit-byte segment #b00011000)
1886    (emit-ea segment ea #b011)))
1887 \f
1888 ;;;; interrupt instructions
1889
1890 (defun snarf-error-junk (sap offset &optional length-only)
1891   (let* ((length (sb!sys:sap-ref-8 sap offset))
1892          (vector (make-array length :element-type '(unsigned-byte 8))))
1893     (declare (type sb!sys:system-area-pointer sap)
1894              (type (unsigned-byte 8) length)
1895              (type (simple-array (unsigned-byte 8) (*)) vector))
1896     (cond (length-only
1897            (values 0 (1+ length) nil nil))
1898           (t
1899            (sb!kernel:copy-from-system-area sap (* n-byte-bits (1+ offset))
1900                                             vector (* n-word-bits
1901                                                       vector-data-offset)
1902                                             (* length n-byte-bits))
1903            (collect ((sc-offsets)
1904                      (lengths))
1905              (lengths 1)                ; the length byte
1906              (let* ((index 0)
1907                     (error-number (sb!c:read-var-integer vector index)))
1908                (lengths index)
1909                (loop
1910                  (when (>= index length)
1911                    (return))
1912                  (let ((old-index index))
1913                    (sc-offsets (sb!c:read-var-integer vector index))
1914                    (lengths (- index old-index))))
1915                (values error-number
1916                        (1+ length)
1917                        (sc-offsets)
1918                        (lengths))))))))
1919
1920 #|
1921 (defmacro break-cases (breaknum &body cases)
1922   (let ((bn-temp (gensym)))
1923     (collect ((clauses))
1924       (dolist (case cases)
1925         (clauses `((= ,bn-temp ,(car case)) ,@(cdr case))))
1926       `(let ((,bn-temp ,breaknum))
1927          (cond ,@(clauses))))))
1928 |#
1929
1930 (defun break-control (chunk inst stream dstate)
1931   (declare (ignore inst))
1932   (flet ((nt (x) (if stream (sb!disassem:note x dstate))))
1933     ;; FIXME: Make sure that BYTE-IMM-CODE is defined. The genesis
1934     ;; map has it undefined; and it should be easier to look in the target
1935     ;; Lisp (with (DESCRIBE 'BYTE-IMM-CODE)) than to definitively deduce
1936     ;; from first principles whether it's defined in some way that genesis
1937     ;; can't grok.
1938     (case (byte-imm-code chunk dstate)
1939       (#.error-trap
1940        (nt "error trap")
1941        (sb!disassem:handle-break-args #'snarf-error-junk stream dstate))
1942       (#.cerror-trap
1943        (nt "cerror trap")
1944        (sb!disassem:handle-break-args #'snarf-error-junk stream dstate))
1945       (#.breakpoint-trap
1946        (nt "breakpoint trap"))
1947       (#.pending-interrupt-trap
1948        (nt "pending interrupt trap"))
1949       (#.halt-trap
1950        (nt "halt trap"))
1951       (#.fun-end-breakpoint-trap
1952        (nt "function end breakpoint trap")))))
1953
1954 (define-instruction break (segment code)
1955   (:declare (type (unsigned-byte 8) code))
1956   (:printer byte-imm ((op #b11001100)) '(:name :tab code)
1957             :control #'break-control)
1958   (:emitter
1959    (emit-byte segment #b11001100)
1960    (emit-byte segment code)))
1961
1962 (define-instruction int (segment number)
1963   (:declare (type (unsigned-byte 8) number))
1964   (:printer byte-imm ((op #b11001101)))
1965   (:emitter
1966    (etypecase number
1967      ((member 3)
1968       (emit-byte segment #b11001100))
1969      ((unsigned-byte 8)
1970       (emit-byte segment #b11001101)
1971       (emit-byte segment number)))))
1972
1973 (define-instruction into (segment)
1974   (:printer byte ((op #b11001110)))
1975   (:emitter
1976    (emit-byte segment #b11001110)))
1977
1978 (define-instruction bound (segment reg bounds)
1979   (:emitter
1980    (let ((size (matching-operand-size reg bounds)))
1981      (when (eq size :byte)
1982        (error "can't bounds-test bytes: ~S" reg))
1983      (maybe-emit-operand-size-prefix segment size)
1984      (emit-byte segment #b01100010)
1985      (emit-ea segment bounds (reg-tn-encoding reg)))))
1986
1987 (define-instruction iret (segment)
1988   (:printer byte ((op #b11001111)))
1989   (:emitter
1990    (emit-byte segment #b11001111)))
1991 \f
1992 ;;;; processor control
1993
1994 (define-instruction hlt (segment)
1995   (:printer byte ((op #b11110100)))
1996   (:emitter
1997    (emit-byte segment #b11110100)))
1998
1999 (define-instruction nop (segment)
2000   (:printer byte ((op #b10010000)))
2001   (:emitter
2002    (emit-byte segment #b10010000)))
2003
2004 (define-instruction wait (segment)
2005   (:printer byte ((op #b10011011)))
2006   (:emitter
2007    (emit-byte segment #b10011011)))
2008
2009 (define-instruction lock (segment)
2010   (:printer byte ((op #b11110000)))
2011   (:emitter
2012    (emit-byte segment #b11110000)))
2013 \f
2014 ;;;; miscellaneous hackery
2015
2016 (define-instruction byte (segment byte)
2017   (:emitter
2018    (emit-byte segment byte)))
2019
2020 (define-instruction word (segment word)
2021   (:emitter
2022    (emit-word segment word)))
2023
2024 (define-instruction dword (segment dword)
2025   (:emitter
2026    (emit-dword segment dword)))
2027
2028 (defun emit-header-data (segment type)
2029   (emit-back-patch segment
2030                    4
2031                    (lambda (segment posn)
2032                      (emit-dword segment
2033                                  (logior type
2034                                          (ash (+ posn
2035                                                  (component-header-length))
2036                                               (- n-widetag-bits
2037                                                  word-shift)))))))
2038
2039 (define-instruction simple-fun-header-word (segment)
2040   (:emitter
2041    (emit-header-data segment simple-fun-header-widetag)))
2042
2043 (define-instruction lra-header-word (segment)
2044   (:emitter
2045    (emit-header-data segment return-pc-header-widetag)))
2046 \f
2047 ;;;; fp instructions
2048 ;;;;
2049 ;;;; FIXME: This section said "added by jrd", which should end up in CREDITS.
2050 ;;;;
2051 ;;;; Note: We treat the single-precision and double-precision variants
2052 ;;;; as separate instructions.
2053
2054 ;;; Load single to st(0).
2055 (define-instruction fld (segment source)
2056   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b000))))
2057   (:emitter
2058     (emit-byte segment #b11011001)
2059     (emit-fp-op segment source #b000)))
2060
2061 ;;; Load double to st(0).
2062 (define-instruction fldd (segment source)
2063   (:printer floating-point ((op '(#b101 #b000))))
2064   (:printer floating-point-fp ((op '(#b001 #b000))))
2065   (:emitter
2066    (if (fp-reg-tn-p source)
2067        (emit-byte segment #b11011001)
2068      (emit-byte segment #b11011101))
2069     (emit-fp-op segment source #b000)))
2070
2071 ;;; Load long to st(0).
2072 (define-instruction fldl (segment source)
2073   (:printer floating-point ((op '(#b011 #b101))))
2074   (:emitter
2075     (emit-byte segment #b11011011)
2076     (emit-fp-op segment source #b101)))
2077
2078 ;;; Store single from st(0).
2079 (define-instruction fst (segment dest)
2080   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b010))))
2081   (:emitter
2082     (cond ((fp-reg-tn-p dest)
2083            (emit-byte segment #b11011101)
2084            (emit-fp-op segment dest #b010))
2085           (t
2086            (emit-byte segment #b11011001)
2087            (emit-fp-op segment dest #b010)))))
2088
2089 ;;; Store double from st(0).
2090 (define-instruction fstd (segment dest)
2091   (:printer floating-point ((op '(#b101 #b010))))
2092   (:printer floating-point-fp ((op '(#b101 #b010))))
2093   (:emitter
2094    (cond ((fp-reg-tn-p dest)
2095           (emit-byte segment #b11011101)
2096           (emit-fp-op segment dest #b010))
2097          (t
2098           (emit-byte segment #b11011101)
2099           (emit-fp-op segment dest #b010)))))
2100
2101 ;;; Arithmetic ops are all done with at least one operand at top of
2102 ;;; stack. The other operand is is another register or a 32/64 bit
2103 ;;; memory loc.
2104
2105 ;;; dtc: I've tried to follow the Intel ASM386 conventions, but note
2106 ;;; that these conflict with the Gdb conventions for binops. To reduce
2107 ;;; the confusion I've added comments showing the mathamatical
2108 ;;; operation and the two syntaxes. By the ASM386 convention the
2109 ;;; instruction syntax is:
2110 ;;;
2111 ;;;      Fop Source
2112 ;;; or   Fop Destination, Source
2113 ;;;
2114 ;;; If only one operand is given then it is the source and the
2115 ;;; destination is ST(0). There are reversed forms of the fsub and
2116 ;;; fdiv instructions inducated by an 'R' suffix.
2117 ;;;
2118 ;;; The mathematical operation for the non-reverse form is always:
2119 ;;;     destination = destination op source
2120 ;;;
2121 ;;; For the reversed form it is:
2122 ;;;     destination = source op destination
2123 ;;;
2124 ;;; The instructions below only accept one operand at present which is
2125 ;;; usually the source. I've hack in extra instructions to implement
2126 ;;; the fops with a ST(i) destination, these have a -sti suffix and
2127 ;;; the operand is the destination with the source being ST(0).
2128
2129 ;;; Add single:
2130 ;;;   st(0) = st(0) + memory or st(i).
2131 (define-instruction fadd (segment source)
2132   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b000))))
2133   (:emitter
2134     (emit-byte segment #b11011000)
2135     (emit-fp-op segment source #b000)))
2136
2137 ;;; Add double:
2138 ;;;   st(0) = st(0) + memory or st(i).
2139 (define-instruction faddd (segment source)
2140   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b000))))
2141   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b000))))
2142   (:emitter
2143    (if (fp-reg-tn-p source)
2144        (emit-byte segment #b11011000)
2145      (emit-byte segment #b11011100))
2146    (emit-fp-op segment source #b000)))
2147
2148 ;;; Add double destination st(i):
2149 ;;;   st(i) = st(0) + st(i).
2150 (define-instruction fadd-sti (segment destination)
2151   (:printer floating-point-fp ((op '(#b100 #b000))))
2152   (:emitter
2153    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2154    (emit-byte segment #b11011100)
2155    (emit-fp-op segment destination #b000)))
2156 ;;; with pop
2157 (define-instruction faddp-sti (segment destination)
2158   (:printer floating-point-fp ((op '(#b110 #b000))))
2159   (:emitter
2160    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2161    (emit-byte segment #b11011110)
2162    (emit-fp-op segment destination #b000)))
2163
2164 ;;; Subtract single:
2165 ;;;   st(0) = st(0) - memory or st(i).
2166 (define-instruction fsub (segment source)
2167   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b100))))
2168   (:emitter
2169     (emit-byte segment #b11011000)
2170     (emit-fp-op segment source #b100)))
2171
2172 ;;; Subtract single, reverse:
2173 ;;;   st(0) = memory or st(i) - st(0).
2174 (define-instruction fsubr (segment source)
2175   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b101))))
2176   (:emitter
2177     (emit-byte segment #b11011000)
2178     (emit-fp-op segment source #b101)))
2179
2180 ;;; Subtract double:
2181 ;;;   st(0) = st(0) - memory or st(i).
2182 (define-instruction fsubd (segment source)
2183   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b100))))
2184   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b100))))
2185   (:emitter
2186    (if (fp-reg-tn-p source)
2187        (emit-byte segment #b11011000)
2188      (emit-byte segment #b11011100))
2189    (emit-fp-op segment source #b100)))
2190
2191 ;;; Subtract double, reverse:
2192 ;;;   st(0) = memory or st(i) - st(0).
2193 (define-instruction fsubrd (segment source)
2194   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b101))))
2195   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b101))))
2196   (:emitter
2197    (if (fp-reg-tn-p source)
2198        (emit-byte segment #b11011000)
2199      (emit-byte segment #b11011100))
2200    (emit-fp-op segment source #b101)))
2201
2202 ;;; Subtract double, destination st(i):
2203 ;;;   st(i) = st(i) - st(0).
2204 ;;;
2205 ;;; ASM386 syntax: FSUB ST(i), ST
2206 ;;; Gdb    syntax: fsubr %st,%st(i)
2207 (define-instruction fsub-sti (segment destination)
2208   (:printer floating-point-fp ((op '(#b100 #b101))))
2209   (:emitter
2210    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2211    (emit-byte segment #b11011100)
2212    (emit-fp-op segment destination #b101)))
2213 ;;; with a pop
2214 (define-instruction fsubp-sti (segment destination)
2215   (:printer floating-point-fp ((op '(#b110 #b101))))
2216   (:emitter
2217    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2218    (emit-byte segment #b11011110)
2219    (emit-fp-op segment destination #b101)))
2220
2221 ;;; Subtract double, reverse, destination st(i):
2222 ;;;   st(i) = st(0) - st(i).
2223 ;;;
2224 ;;; ASM386 syntax: FSUBR ST(i), ST
2225 ;;; Gdb    syntax: fsub %st,%st(i)
2226 (define-instruction fsubr-sti (segment destination)
2227   (:printer floating-point-fp ((op '(#b100 #b100))))
2228   (:emitter
2229    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2230    (emit-byte segment #b11011100)
2231    (emit-fp-op segment destination #b100)))
2232 ;;; with a pop
2233 (define-instruction fsubrp-sti (segment destination)
2234   (:printer floating-point-fp ((op '(#b110 #b100))))
2235   (:emitter
2236    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2237    (emit-byte segment #b11011110)
2238    (emit-fp-op segment destination #b100)))
2239
2240 ;;; Multiply single:
2241 ;;;   st(0) = st(0) * memory or st(i).
2242 (define-instruction fmul (segment source)
2243   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b001))))
2244   (:emitter
2245     (emit-byte segment #b11011000)
2246     (emit-fp-op segment source #b001)))
2247
2248 ;;; Multiply double:
2249 ;;;   st(0) = st(0) * memory or st(i).
2250 (define-instruction fmuld (segment source)
2251   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b001))))
2252   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b001))))
2253   (:emitter
2254    (if (fp-reg-tn-p source)
2255        (emit-byte segment #b11011000)
2256      (emit-byte segment #b11011100))
2257    (emit-fp-op segment source #b001)))
2258
2259 ;;; Multiply double, destination st(i):
2260 ;;;   st(i) = st(i) * st(0).
2261 (define-instruction fmul-sti (segment destination)
2262   (:printer floating-point-fp ((op '(#b100 #b001))))
2263   (:emitter
2264    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2265    (emit-byte segment #b11011100)
2266    (emit-fp-op segment destination #b001)))
2267
2268 ;;; Divide single:
2269 ;;;   st(0) = st(0) / memory or st(i).
2270 (define-instruction fdiv (segment source)
2271   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b110))))
2272   (:emitter
2273     (emit-byte segment #b11011000)
2274     (emit-fp-op segment source #b110)))
2275
2276 ;;; Divide single, reverse:
2277 ;;;   st(0) = memory or st(i) / st(0).
2278 (define-instruction fdivr (segment source)
2279   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b111))))
2280   (:emitter
2281     (emit-byte segment #b11011000)
2282     (emit-fp-op segment source #b111)))
2283
2284 ;;; Divide double:
2285 ;;;   st(0) = st(0) / memory or st(i).
2286 (define-instruction fdivd (segment source)
2287   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b110))))
2288   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b110))))
2289   (:emitter
2290    (if (fp-reg-tn-p source)
2291        (emit-byte segment #b11011000)
2292      (emit-byte segment #b11011100))
2293    (emit-fp-op segment source #b110)))
2294
2295 ;;; Divide double, reverse:
2296 ;;;   st(0) = memory or st(i) / st(0).
2297 (define-instruction fdivrd (segment source)
2298   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b111))))
2299   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b111))))
2300   (:emitter
2301    (if (fp-reg-tn-p source)
2302        (emit-byte segment #b11011000)
2303      (emit-byte segment #b11011100))
2304    (emit-fp-op segment source #b111)))
2305
2306 ;;; Divide double, destination st(i):
2307 ;;;   st(i) = st(i) / st(0).
2308 ;;;
2309 ;;; ASM386 syntax: FDIV ST(i), ST
2310 ;;; Gdb    syntax: fdivr %st,%st(i)
2311 (define-instruction fdiv-sti (segment destination)
2312   (:printer floating-point-fp ((op '(#b100 #b111))))
2313   (:emitter
2314    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2315    (emit-byte segment #b11011100)
2316    (emit-fp-op segment destination #b111)))
2317
2318 ;;; Divide double, reverse, destination st(i):
2319 ;;;   st(i) = st(0) / st(i).
2320 ;;;
2321 ;;; ASM386 syntax: FDIVR ST(i), ST
2322 ;;; Gdb    syntax: fdiv %st,%st(i)
2323 (define-instruction fdivr-sti (segment destination)
2324   (:printer floating-point-fp ((op '(#b100 #b110))))
2325   (:emitter
2326    (aver (fp-reg-tn-p destination))
2327    (emit-byte segment #b11011100)
2328    (emit-fp-op segment destination #b110)))
2329
2330 ;;; Exchange fr0 with fr(n). (There is no double precision variant.)
2331 (define-instruction fxch (segment source)
2332   (:printer floating-point-fp ((op '(#b001 #b001))))
2333   (:emitter
2334     (unless (and (tn-p source)
2335                  (eq (sb-name (sc-sb (tn-sc source))) 'float-registers))
2336       (cl:break))
2337     (emit-byte segment #b11011001)
2338     (emit-fp-op segment source #b001)))
2339
2340 ;;; Push 32-bit integer to st0.
2341 (define-instruction fild (segment source)
2342   (:printer floating-point ((op '(#b011 #b000))))
2343   (:emitter
2344    (emit-byte segment #b11011011)
2345    (emit-fp-op segment source #b000)))
2346
2347 ;;; Push 64-bit integer to st0.
2348 (define-instruction fildl (segment source)
2349   (:printer floating-point ((op '(#b111 #b101))))
2350   (:emitter
2351    (emit-byte segment #b11011111)
2352    (emit-fp-op segment source #b101)))
2353
2354 ;;; Store 32-bit integer.
2355 (define-instruction fist (segment dest)
2356   (:printer floating-point ((op '(#b011 #b010))))
2357   (:emitter
2358    (emit-byte segment #b11011011)
2359    (emit-fp-op segment dest #b010)))
2360
2361 ;;; Store and pop 32-bit integer.
2362 (define-instruction fistp (segment dest)
2363   (:printer floating-point ((op '(#b011 #b011))))
2364   (:emitter
2365    (emit-byte segment #b11011011)
2366    (emit-fp-op segment dest #b011)))
2367
2368 ;;; Store and pop 64-bit integer.
2369 (define-instruction fistpl (segment dest)
2370   (:printer floating-point ((op '(#b111 #b111))))
2371   (:emitter
2372    (emit-byte segment #b11011111)
2373    (emit-fp-op segment dest #b111)))
2374
2375 ;;; Store single from st(0) and pop.
2376 (define-instruction fstp (segment dest)
2377   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b011))))
2378   (:emitter
2379    (cond ((fp-reg-tn-p dest)
2380           (emit-byte segment #b11011101)
2381           (emit-fp-op segment dest #b011))
2382          (t
2383           (emit-byte segment #b11011001)
2384           (emit-fp-op segment dest #b011)))))
2385
2386 ;;; Store double from st(0) and pop.
2387 (define-instruction fstpd (segment dest)
2388   (:printer floating-point ((op '(#b101 #b011))))
2389   (:printer floating-point-fp ((op '(#b101 #b011))))
2390   (:emitter
2391    (cond ((fp-reg-tn-p dest)
2392           (emit-byte segment #b11011101)
2393           (emit-fp-op segment dest #b011))
2394          (t
2395           (emit-byte segment #b11011101)
2396           (emit-fp-op segment dest #b011)))))
2397
2398 ;;; Store long from st(0) and pop.
2399 (define-instruction fstpl (segment dest)
2400   (:printer floating-point ((op '(#b011 #b111))))
2401   (:emitter
2402     (emit-byte segment #b11011011)
2403     (emit-fp-op segment dest #b111)))
2404
2405 ;;; Decrement stack-top pointer.
2406 (define-instruction fdecstp (segment)
2407   (:printer floating-point-no ((op #b10110)))
2408   (:emitter
2409    (emit-byte segment #b11011001)
2410    (emit-byte segment #b11110110)))
2411
2412 ;;; Increment stack-top pointer.
2413 (define-instruction fincstp (segment)
2414   (:printer floating-point-no ((op #b10111)))
2415   (:emitter
2416    (emit-byte segment #b11011001)
2417    (emit-byte segment #b11110111)))
2418
2419 ;;; Free fp register.
2420 (define-instruction ffree (segment dest)
2421   (:printer floating-point-fp ((op '(#b101 #b000))))
2422   (:emitter
2423    (emit-byte segment #b11011101)
2424    (emit-fp-op segment dest #b000)))
2425
2426 (define-instruction fabs (segment)
2427   (:printer floating-point-no ((op #b00001)))
2428   (:emitter
2429    (emit-byte segment #b11011001)
2430    (emit-byte segment #b11100001)))
2431
2432 (define-instruction fchs (segment)
2433   (:printer floating-point-no ((op #b00000)))
2434   (:emitter
2435    (emit-byte segment #b11011001)
2436    (emit-byte segment #b11100000)))
2437
2438 (define-instruction frndint(segment)
2439   (:printer floating-point-no ((op #b11100)))
2440   (:emitter
2441    (emit-byte segment #b11011001)
2442    (emit-byte segment #b11111100)))
2443
2444 ;;; Initialize NPX.
2445 (define-instruction fninit(segment)
2446   (:printer floating-point-5 ((op #b00011)))
2447   (:emitter
2448    (emit-byte segment #b11011011)
2449    (emit-byte segment #b11100011)))
2450
2451 ;;; Store Status Word to AX.
2452 (define-instruction fnstsw(segment)
2453   (:printer floating-point-st ((op #b00000)))
2454   (:emitter
2455    (emit-byte segment #b11011111)
2456    (emit-byte segment #b11100000)))
2457
2458 ;;; Load Control Word.
2459 ;;;
2460 ;;; src must be a memory location
2461 (define-instruction fldcw(segment src)
2462   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b101))))
2463   (:emitter
2464    (emit-byte segment #b11011001)
2465    (emit-fp-op segment src #b101)))
2466
2467 ;;; Store Control Word.
2468 (define-instruction fnstcw(segment dst)
2469   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b111))))
2470   (:emitter
2471    (emit-byte segment #b11011001)
2472    (emit-fp-op segment dst #b111)))
2473
2474 ;;; Store FP Environment.
2475 (define-instruction fstenv(segment dst)
2476   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b110))))
2477   (:emitter
2478    (emit-byte segment #b11011001)
2479    (emit-fp-op segment dst #b110)))
2480
2481 ;;; Restore FP Environment.
2482 (define-instruction fldenv(segment src)
2483   (:printer floating-point ((op '(#b001 #b100))))
2484   (:emitter
2485    (emit-byte segment #b11011001)
2486    (emit-fp-op segment src #b100)))
2487
2488 ;;; Save FP State.
2489 (define-instruction fsave(segment dst)
2490   (:printer floating-point ((op '(#b101 #b110))))
2491   (:emitter
2492    (emit-byte segment #b11011101)
2493    (emit-fp-op segment dst #b110)))
2494
2495 ;;; Restore FP State.
2496 (define-instruction frstor(segment src)
2497   (:printer floating-point ((op '(#b101 #b100))))
2498   (:emitter
2499    (emit-byte segment #b11011101)
2500    (emit-fp-op segment src #b100)))
2501
2502 ;;; Clear exceptions.
2503 (define-instruction fnclex(segment)
2504   (:printer floating-point-5 ((op #b00010)))
2505   (:emitter
2506    (emit-byte segment #b11011011)
2507    (emit-byte segment #b11100010)))
2508
2509 ;;; comparison
2510 (define-instruction fcom (segment src)
2511   (:printer floating-point ((op '(#b000 #b010))))
2512   (:emitter
2513    (emit-byte segment #b11011000)
2514    (emit-fp-op segment src #b010)))
2515
2516 (define-instruction fcomd (segment src)
2517   (:printer floating-point ((op '(#b100 #b010))))
2518   (:printer floating-point-fp ((op '(#b000 #b010))))
2519   (:emitter
2520    (if (fp-reg-tn-p src)
2521        (emit-byte segment #b11011000)
2522      (emit-byte segment #b11011100))
2523    (emit-fp-op segment src #b010)))
2524
2525 ;;; Compare ST1 to ST0, popping the stack twice.
2526 (define-instruction fcompp (segment)
2527   (:printer floating-point-3 ((op '(#b110 #b011001))))
2528   (:emitter
2529    (emit-byte segment #b11011110)
2530    (emit-byte segment #b11011001)))
2531
2532 ;;; unordered comparison
2533 (define-instruction fucom (segment src)
2534   (:printer floating-point-fp ((op '(#b101 #b100))))
2535   (:emitter
2536    (aver (fp-reg-tn-p src))
2537    (emit-byte segment #b11011101)
2538    (emit-fp-op segment src #b100)))
2539
2540 (define-instruction ftst (segment)
2541   (:printer floating-point-no ((op #b00100)))
2542   (:emitter
2543    (emit-byte segment #b11011001)
2544    (emit-byte segment #b11100100)))
2545
2546 ;;;; 80387 specials
2547
2548 (define-instruction fsqrt(segment)
2549   (:printer floating-point-no ((op #b11010)))
2550   (:emitter
2551    (emit-byte segment #b11011001)
2552    (emit-byte segment #b11111010)))
2553
2554 (define-instruction fscale(segment)
2555   (:printer floating-point-no ((op #b11101)))
2556   (:emitter
2557    (emit-byte segment #b11011001)
2558    (emit-byte segment #b11111101)))
2559
2560 (define-instruction fxtract(segment)
2561   (:printer floating-point-no ((op #b10100)))
2562   (:emitter
2563    (emit-byte segment #b11011001)
2564    (emit-byte segment #b11110100)))
2565
2566 (define-instruction fsin(segment)
2567   (:printer floating-point-no ((op #b11110)))
2568   (:emitter
2569    (emit-byte segment #b11011001)
2570    (emit-byte segment #b11111110)))
2571
2572 (define-instruction fcos(segment)
2573   (:printer floating-point-no ((op #b11111)))
2574   (:emitter
2575    (emit-byte segment #b11011001)
2576    (emit-byte segment #b11111111)))
2577
2578 (define-instruction fprem1(segment)
2579   (:printer floating-point-no ((op #b10101)))
2580   (:emitter
2581    (emit-byte segment #b11011001)
2582    (emit-byte segment #b11110101)))
2583
2584 (define-instruction fprem(segment)
2585   (:printer floating-point-no ((op #b11000)))
2586   (:emitter
2587    (emit-byte segment #b11011001)
2588    (emit-byte segment #b11111000)))
2589
2590 (define-instruction fxam (segment)
2591   (:printer floating-point-no ((op #b00101)))
2592   (:emitter
2593    (emit-byte segment #b11011001)
2594    (emit-byte segment #b11100101)))
2595
2596 ;;; These do push/pop to stack and need special handling
2597 ;;; in any VOPs that use them. See the book.
2598
2599 ;;; st0 <- st1*log2(st0)
2600 (define-instruction fyl2x(segment)      ; pops stack
2601   (:printer floating-point-no ((op #b10001)))
2602   (:emitter
2603    (emit-byte segment #b11011001)
2604    (emit-byte segment #b11110001)))
2605
2606 (define-instruction fyl2xp1(segment)
2607   (:printer floating-point-no ((op #b11001)))
2608   (:emitter
2609    (emit-byte segment #b11011001)
2610    (emit-byte segment #b11111001)))
2611
2612 (define-instruction f2xm1(segment)
2613   (:printer floating-point-no ((op #b10000)))
2614   (:emitter
2615    (emit-byte segment #b11011001)
2616    (emit-byte segment #b11110000)))
2617
2618 (define-instruction fptan(segment)      ; st(0) <- 1; st(1) <- tan
2619   (:printer floating-point-no ((op #b10010)))
2620   (:emitter
2621    (emit-byte segment #b11011001)
2622    (emit-byte segment #b11110010)))
2623
2624 (define-instruction fpatan(segment)     ; POPS STACK
2625   (:printer floating-point-no ((op #b10011)))
2626   (:emitter
2627    (emit-byte segment #b11011001)
2628    (emit-byte segment #b11110011)))
2629
2630 ;;;; loading constants
2631
2632 (define-instruction fldz(segment)
2633   (:printer floating-point-no ((op #b01110)))
2634   (:emitter
2635    (emit-byte segment #b11011001)
2636    (emit-byte segment #b11101110)))
2637
2638 (define-instruction fld1(segment)
2639   (:printer floating-point-no ((op #b01000)))
2640   (:emitter
2641    (emit-byte segment #b11011001)
2642    (emit-byte segment #b11101000)))
2643
2644 (define-instruction fldpi(segment)
2645   (:printer floating-point-no ((op #b01011)))
2646   (:emitter
2647    (emit-byte segment #b11011001)
2648    (emit-byte segment #b11101011)))
2649
2650 (define-instruction fldl2t(segment)
2651   (:printer floating-point-no ((op #b01001)))
2652   (:emitter
2653    (emit-byte segment #b11011001)
2654    (emit-byte segment #b11101001)))
2655
2656 (define-instruction fldl2e(segment)
2657   (:printer floating-point-no ((op #b01010)))
2658   (:emitter
2659    (emit-byte segment #b11011001)
2660    (emit-byte segment #b11101010)))
2661
2662 (define-instruction fldlg2(segment)
2663   (:printer floating-point-no ((op #b01100)))
2664   (:emitter
2665    (emit-byte segment #b11011001)
2666    (emit-byte segment #b11101100)))
2667
2668 (define-instruction fldln2(segment)
2669   (:printer floating-point-no ((op #b01101)))
2670   (:emitter
2671    (emit-byte segment #b11011001)
2672    (emit-byte segment #b11101101)))