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