src/compiler/x86/insts.lisp

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