src/compiler/x86/parms.lisp

   1 ;;;; This file contains some parameterizations of various VM
   2 ;;;; attributes for the x86. This file is separate from other stuff so
   3 ;;;; that it can be compiled and loaded earlier.
   4
   5 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
   6 ;;;; more information.
   7 ;;;;
   8 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
   9 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
  10 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
  11 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
  12 ;;;; files for more information.
  13
  14 (in-package "SB!VM")
  15
  16 ;;; ### Note: we simultaneously use ``word'' to mean a 32 bit quantity
  17 ;;; and a 16 bit quantity depending on context. This is because Intel
  18 ;;; insists on calling 16 bit things words and 32 bit things
  19 ;;; double-words (or dwords). Therefore, in the instruction definition
  20 ;;; and register specs, we use the Intel convention. But whenever we
  21 ;;; are talking about stuff the rest of the lisp system might be
  22 ;;; interested in, we use ``word'' to mean the size of a descriptor
  23 ;;; object, which is 32 bits.
  24 \f
  25 ;;;; machine architecture parameters
  26
  27 (defconstant word-bits 32
  28   #!+sb-doc
  29   "Number of bits per word where a word holds one lisp descriptor.")
  30
  31 (defconstant byte-bits 8
  32   #!+sb-doc
  33   "Number of bits per byte where a byte is the smallest addressable object.")
  34
  35 (defconstant word-shift (1- (integer-length (/ word-bits byte-bits)))
  36   #!+sb-doc
  37   "Number of bits to shift between word addresses and byte addresses.")
  38
  39 (defconstant word-bytes (/ word-bits byte-bits)
  40   #!+sb-doc
  41   "Number of bytes in a word.")
  42
  43 (defconstant float-sign-shift 31)
  44
  45 ;;; comment from CMU CL:
  46 ;;;   These values were taken from the alpha code. The values for
  47 ;;;   bias and exponent min/max are not the same as shown in the 486 book.
  48 ;;;   They may be correct for how Python uses them.
  49 (defconstant single-float-bias 126)     ; Intel says 127.
  50 (defconstant-eqx single-float-exponent-byte    (byte 8 23) #'equalp)
  51 (defconstant-eqx single-float-significand-byte (byte 23 0) #'equalp)
  52 ;;; comment from CMU CL:
  53 ;;;   The 486 book shows the exponent range -126 to +127. The Lisp
  54 ;;;   code that uses these values seems to want already biased numbers.
  55 (defconstant single-float-normal-exponent-min 1)
  56 (defconstant single-float-normal-exponent-max 254)
  57 (defconstant single-float-hidden-bit (ash 1 23))
  58 (defconstant single-float-trapping-nan-bit (ash 1 22))
  59
  60 (defconstant double-float-bias 1022)
  61 (defconstant-eqx double-float-exponent-byte    (byte 11 20) #'equalp)
  62 (defconstant-eqx double-float-significand-byte (byte 20 0)  #'equalp)
  63 (defconstant double-float-normal-exponent-min 1)
  64 (defconstant double-float-normal-exponent-max #x7FE)
  65 (defconstant double-float-hidden-bit (ash 1 20))
  66 (defconstant double-float-trapping-nan-bit (ash 1 19))
  67
  68 (defconstant long-float-bias 16382)
  69 (defconstant-eqx long-float-exponent-byte    (byte 15 0) #'equalp)
  70 (defconstant-eqx long-float-significand-byte (byte 31 0) #'equalp)
  71 (defconstant long-float-normal-exponent-min 1)
  72 (defconstant long-float-normal-exponent-max #x7FFE)
  73 (defconstant long-float-hidden-bit (ash 1 31))          ; actually not hidden
  74 (defconstant long-float-trapping-nan-bit (ash 1 30))
  75
  76 (defconstant single-float-digits
  77   (+ (byte-size single-float-significand-byte) 1))
  78
  79 (defconstant double-float-digits
  80   (+ (byte-size double-float-significand-byte) word-bits 1))
  81
  82 (defconstant long-float-digits
  83   (+ (byte-size long-float-significand-byte) word-bits 1))
  84
  85 ;;; pfw -- from i486 microprocessor programmer's reference manual
  86 (defconstant float-invalid-trap-bit        (ash 1 0))
  87 (defconstant float-denormal-trap-bit       (ash 1 1))
  88 (defconstant float-divide-by-zero-trap-bit (ash 1 2))
  89 (defconstant float-overflow-trap-bit       (ash 1 3))
  90 (defconstant float-underflow-trap-bit      (ash 1 4))
  91 (defconstant float-inexact-trap-bit        (ash 1 5))
  92
  93 (defconstant float-round-to-nearest  0)
  94 (defconstant float-round-to-negative 1)
  95 (defconstant float-round-to-positive 2)
  96 (defconstant float-round-to-zero     3)
  97
  98 (defconstant-eqx float-rounding-mode     (byte 2 10) #'equalp)
  99 (defconstant-eqx float-sticky-bits       (byte 6 16) #'equalp)
 100 (defconstant-eqx float-traps-byte        (byte 6  0) #'equalp)
 101 (defconstant-eqx float-exceptions-byte   (byte 6 16) #'equalp)
 102 (defconstant-eqx float-precision-control (byte 2  8) #'equalp)
 103 (defconstant float-fast-bit 0) ; no fast mode on x86
 104 \f
 105 ;;;; description of the target address space
 106
 107 ;;; where to put the different spaces
 108 ;;;
 109 ;;; Note: Mostly these values are black magic, inherited from CMU CL
 110 ;;; without any documentation. However, there were a few explanatory
 111 ;;; comments in the CMU CL sources:
 112 ;;;   * On Linux,
 113 ;;;     ** The space 0x08000000-0x10000000 is "C program and memory allocation".
 114 ;;;     ** The space 0x40000000-0x48000000 is reserved for shared libs.
 115 ;;;     ** The space >0xE0000000 is "C stack - Alien stack".
 116 ;;;   * On FreeBSD,
 117 ;;;     ** The space 0x0E000000-0x10000000 is "Foreign segment".
 118 ;;;     ** The space 0x20000000-0x30000000 is reserved for shared libs.
 119 ;;; And there have been a few changes since the fork:
 120 ;;;   * The FreeBSD STATIC-SPACE-START value was bumped up from
 121 ;;;     #x28000000 to #x30000000 when FreeBSD ld.so dynamic linking
 122 ;;;     support was added for FreeBSD ca. 20000910. This was to keep from
 123 ;;;     stomping on an address range that the dynamic libraries want to use.
 124 ;;;     (They want to use this address range even if we try to reserve it
 125 ;;;     with a call to validate() as the first operation in main().)
 126
 127 #!+linux
 128 (progn
 129
 130   (defconstant read-only-space-start #x01000000)
 131   (defconstant read-only-space-end   #x037ff000)
 132
 133   (defconstant static-space-start    #x05000000)
 134   (defconstant static-space-end      #x07fff000)
 135
 136   (defconstant dynamic-space-start   #x09000000)
 137   (defconstant dynamic-space-end     #x29000000)
 138
 139   (defconstant control-stack-start   #x50000000)
 140   (defconstant control-stack-end     #x57fff000)
 141
 142   (defconstant binding-stack-start   #x60000000)
 143   (defconstant binding-stack-end     #x67fff000))
 144
 145 #!+bsd
 146 (progn
 147
 148   (defconstant read-only-space-start #x10000000)
 149   (defconstant read-only-space-end   #x1ffff000)
 150
 151   (defconstant static-space-start
 152     #!+freebsd #x30000000
 153     #!+openbsd #x28000000)
 154   (defconstant static-space-end      #x37fff000)
 155
 156   (defconstant binding-stack-start   #x38000000)
 157   (defconstant binding-stack-end     #x3ffff000)
 158
 159   (defconstant control-stack-start   #x40000000)
 160   (defconstant control-stack-end     #x47fff000)
 161
 162   (defconstant dynamic-space-start   #x48000000)
 163   (defconstant dynamic-space-end     #x88000000))
 164
 165 ;;; Given that NIL is the first thing allocated in static space, we
 166 ;;; know its value at compile time:
 167 (defconstant nil-value (+ static-space-start #xb))
 168 \f
 169 ;;;; other miscellaneous constants
 170
 171 (defenum (:suffix -trap :start 8)
 172   halt
 173   pending-interrupt
 174   error
 175   cerror
 176   breakpoint
 177   function-end-breakpoint
 178   single-step-breakpoint)
 179 ;;; FIXME: It'd be nice to replace all the DEFENUMs with something like
 180 ;;;   (WITH-DEF-ENUM (:START 8)
 181 ;;;     (DEF-ENUM HALT-TRAP)
 182 ;;;     (DEF-ENUM PENDING-INTERRUPT-TRAP)
 183 ;;;     ..)
 184 ;;; for the benefit of anyone doing a lexical search for definitions
 185 ;;; of these symbols.
 186
 187 (defenum (:prefix object-not- :suffix -trap :start 16)
 188   list
 189   instance)
 190
 191 (defenum (:prefix trace-table-)
 192   normal
 193   call-site
 194   function-prologue
 195   function-epilogue)
 196 \f
 197 ;;;; static symbols
 198
 199 ;;; These symbols are loaded into static space directly after NIL so
 200 ;;; that the system can compute their address by adding a constant
 201 ;;; amount to NIL.
 202 ;;;
 203 ;;; The fdefn objects for the static functions are loaded into static
 204 ;;; space directly after the static symbols. That way, the raw-addr
 205 ;;; can be loaded directly out of them by indirecting relative to NIL.
 206 ;;;
 207 ;;; pfw X86 doesn't have enough registers to keep these things there.
 208 ;;;     Note these spaces grow from low to high addresses.
 209 (defvar *allocation-pointer*)
 210 (defvar *binding-stack-pointer*)
 211 (defvar *x86-cgc-active-p*) ; FIXME: Document this.
 212 (defvar *static-blue-bag* nil)
 213
 214 ;;; FIXME: *!INITIAL-FDEFN-OBJECTS* and !COLD-INIT probably don't need
 215 ;;; to be in the static symbols table any more. Also, if
 216 ;;; *INTERNAL-GC-TRIGGER* really is not used, we can punt it.
 217 (defparameter *static-symbols*
 218   '(t
 219
 220     ;; The C startup code must fill these in.
 221     *posix-argv*
 222     sb!impl::*!initial-fdefn-objects*
 223
 224     ;; functions that the C code needs to call
 225     sb!impl::!cold-init
 226     sb!impl::maybe-gc
 227     sb!kernel::internal-error
 228     sb!di::handle-breakpoint
 229     sb!impl::fdefinition-object
 230
 231     ;; free pointers
 232     ;;
 233     ;; Note that these are FIXNUM word counts, not (as one might
 234     ;; expect) byte counts or SAPs. The reason seems to be that by
 235     ;; representing them this way, we can avoid consing bignums.
 236     ;; -- WHN 2000-10-02
 237     *read-only-space-free-pointer*
 238     *static-space-free-pointer*
 239     *initial-dynamic-space-free-pointer*
 240
 241     ;; things needed for non-local exit
 242     sb!impl::*current-catch-block*
 243     sb!impl::*current-unwind-protect-block*
 244     sb!c::*eval-stack-top*
 245     sb!vm::*alien-stack*
 246
 247     ;; interrupt handling
 248     sb!impl::*pseudo-atomic-atomic*
 249     sb!impl::*pseudo-atomic-interrupted*
 250     sb!unix::*interrupts-enabled*
 251     sb!unix::*interrupt-pending*
 252     sb!impl::*free-interrupt-context-index*
 253
 254     sb!vm::*allocation-pointer*
 255     sb!vm::*binding-stack-pointer*
 256     sb!vm::*internal-gc-trigger*   ; Not used.
 257
 258     ;; the floating point constants
 259     sb!vm::*fp-constant-0d0*
 260     sb!vm::*fp-constant-1d0*
 261     sb!vm::*fp-constant-0s0*
 262     sb!vm::*fp-constant-1s0*
 263     ;; The following are all long-floats.
 264     sb!vm::*fp-constant-0l0*
 265     sb!vm::*fp-constant-1l0*
 266     sb!vm::*fp-constant-pi*
 267     sb!vm::*fp-constant-l2t*
 268     sb!vm::*fp-constant-l2e*
 269     sb!vm::*fp-constant-lg2*
 270     sb!vm::*fp-constant-ln2*
 271
 272     ;; used by gencgc
 273     sb!vm::*scavenge-read-only-space*
 274
 275     ;; The ..SLOT-UNBOUND.. symbol is static in order to optimise the
 276     ;; common slot unbound check.
 277     sb!pcl::..slot-unbound..
 278
 279     ;; spare symbols
 280     sb!vm::spare-10
 281     sb!vm::spare-9
 282     sb!vm::spare-8
 283     sb!vm::spare-7
 284     sb!vm::spare-6
 285     sb!vm::spare-5
 286     sb!vm::spare-4
 287     sb!vm::spare-3
 288     sb!vm::spare-2
 289     sb!vm::spare-1
 290
 291     ;; used by cgc
 292     sb!vm::*x86-cgc-active-p*
 293     sb!vm::*static-blue-bag*            ; must be last or change C code
 294     ))
 295
 296 (defparameter *static-functions*
 297   '(length
 298     sb!kernel:two-arg-+
 299     sb!kernel:two-arg--
 300     sb!kernel:two-arg-*
 301     sb!kernel:two-arg-/
 302     sb!kernel:two-arg-<
 303     sb!kernel:two-arg->
 304     sb!kernel:two-arg-=
 305     eql
 306     sb!kernel:%negate
 307     sb!kernel:two-arg-and
 308     sb!kernel:two-arg-ior
 309     sb!kernel:two-arg-xor
 310     sb!kernel:two-arg-gcd
 311     sb!kernel:two-arg-lcm))
 312 \f
 313 ;;;; stuff added by jrd
 314
 315 ;;; FIXME: Is this used? Delete it or document it.
 316 ;;; cf the sparc PARMS.LISP
 317 (defparameter *assembly-unit-length* 8)