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 (file-comment
  17  "$Header$")
  18
  19 ;;; ### Note: we simultaneously use ``word'' to mean a 32 bit quantity
  20 ;;; and a 16 bit quantity depending on context. This is because Intel
  21 ;;; insists on calling 16 bit things words and 32 bit things
  22 ;;; double-words (or dwords). Therefore, in the instruction definition
  23 ;;; and register specs, we use the Intel convention. But whenever we
  24 ;;; are talking about stuff the rest of the lisp system might be
  25 ;;; interested in, we use ``word'' to mean the size of a descriptor
  26 ;;; object, which is 32 bits.
  27 \f
  28 ;;;; machine architecture parameters
  29
  30 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
  31
  32 (defconstant word-bits 32
  33   #!+sb-doc
  34   "Number of bits per word where a word holds one lisp descriptor.")
  35
  36 (defconstant byte-bits 8
  37   #!+sb-doc
  38   "Number of bits per byte where a byte is the smallest addressable object.")
  39
  40 (defconstant word-shift (1- (integer-length (/ word-bits byte-bits)))
  41   #!+sb-doc
  42   "Number of bits to shift between word addresses and byte addresses.")
  43
  44 (defconstant word-bytes (/ word-bits byte-bits)
  45   #!+sb-doc
  46   "Number of bytes in a word.")
  47
  48 ) ; EVAL-WHEN
  49
  50 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
  51 (defconstant float-sign-shift 31)
  52
  53 ;; These values were taken from the alpha code. The values for
  54 ;; bias and exponent min/max are not the same as shown in the 486 book.
  55 ;; They may be correct for how Python uses them.
  56 (defconstant single-float-bias 126)     ; Intel says 127
  57 (defconstant single-float-exponent-byte (byte 8 23))
  58 (defconstant single-float-significand-byte (byte 23 0))
  59 ;; The 486 book shows the exponent range -126 to +127. The Lisp
  60 ;; code that uses these values seems to want already biased numbers.
  61 (defconstant single-float-normal-exponent-min 1)
  62 (defconstant single-float-normal-exponent-max 254)
  63 (defconstant single-float-hidden-bit (ash 1 23))
  64 (defconstant single-float-trapping-nan-bit (ash 1 22))
  65
  66 (defconstant double-float-bias 1022)
  67 (defconstant double-float-exponent-byte (byte 11 20))
  68 (defconstant double-float-significand-byte (byte 20 0))
  69 (defconstant double-float-normal-exponent-min 1)
  70 (defconstant double-float-normal-exponent-max #x7FE)
  71 (defconstant double-float-hidden-bit (ash 1 20))
  72 (defconstant double-float-trapping-nan-bit (ash 1 19))
  73
  74 (defconstant long-float-bias 16382)
  75 (defconstant long-float-exponent-byte (byte 15 0))
  76 (defconstant long-float-significand-byte (byte 31 0))
  77 (defconstant long-float-normal-exponent-min 1)
  78 (defconstant long-float-normal-exponent-max #x7FFE)
  79 (defconstant long-float-hidden-bit (ash 1 31))          ; Actually not hidden
  80 (defconstant long-float-trapping-nan-bit (ash 1 30))
  81
  82 (defconstant single-float-digits
  83   (+ (byte-size single-float-significand-byte) 1))
  84
  85 (defconstant double-float-digits
  86   (+ (byte-size double-float-significand-byte) word-bits 1))
  87
  88 (defconstant long-float-digits
  89   (+ (byte-size long-float-significand-byte) word-bits 1))
  90
  91 ;;; pfw -- from i486 microprocessor programmers reference manual
  92 (defconstant float-invalid-trap-bit     (ash 1 0))
  93 (defconstant float-denormal-trap-bit       (ash 1 1))
  94 (defconstant float-divide-by-zero-trap-bit (ash 1 2))
  95 (defconstant float-overflow-trap-bit       (ash 1 3))
  96 (defconstant float-underflow-trap-bit      (ash 1 4))
  97 (defconstant float-inexact-trap-bit     (ash 1 5))
  98
  99 (defconstant float-round-to-nearest  0)
 100 (defconstant float-round-to-negative 1)
 101 (defconstant float-round-to-positive 2)
 102 (defconstant float-round-to-zero     3)
 103
 104 (defconstant float-rounding-mode   (byte 2 10))
 105 (defconstant float-sticky-bits     (byte 6 16))
 106 (defconstant float-traps-byte      (byte 6  0))
 107 (defconstant float-exceptions-byte (byte 6 16))
 108 (defconstant float-precision-control (byte 2 8))
 109 (defconstant float-fast-bit 0) ; No fast mode on x86
 110
 111 ); EVAL-WHEN
 112 \f
 113 ;;;; description of the target address space
 114
 115 ;;; where to put the different spaces
 116 ;;;
 117 ;;; FIXME: Couldn't/shouldn't these be DEFCONSTANT instead of DEFPARAMETER?
 118 ;;;
 119 ;;; FIXME: Since SBCL has a different way of distinguishing between target
 120 ;;; and host than the old CMU CL code used, the "TARGET-" prefix is
 121 ;;; redundant. Perhaps each *TARGET-FOO* should become *FOO*, probably
 122 ;;; at the same time that we unscrew the kludgy way that constants are
 123 ;;; duplicated between this file and runtime/x86-validate.h.
 124 ;;;
 125 ;;; Note: Mostly these values are black magic, inherited from CMU CL
 126 ;;; without any documentation. However, there were a few explanatory
 127 ;;; comments in the CMU CL sources:
 128 ;;;   * On Linux,
 129 ;;;     ** The space 0x08000000-0x10000000 is "C program and memory allocation".
 130 ;;;     ** The space 0x40000000-0x48000000 is reserved for shared libs.
 131 ;;;     ** The space >0xE0000000 is "C stack - Alien stack".
 132 ;;;   * On FreeBSD,
 133 ;;;     ** The space 0x0E000000-0x10000000 is "Foreign segment".
 134 ;;;     ** The space 0x20000000-0x30000000 is reserved for shared libs.
 135 ;;; And there have been a few changes since the fork:
 136 ;;;   * The FreeBSD STATIC-SPACE-START value was bumped up from
 137 ;;;     #x28000000 to #x30000000 when FreeBSD ld.so dynamic linking
 138 ;;;     support was added for FreeBSD ca. 20000910. This was to keep from
 139 ;;;     stomping on an address range that the dynamic libraries want to use.
 140 ;;;     (They want to use this address range even if we try to reserve it
 141 ;;;     with a call to validate() as the first operation in main().)
 142
 143 #!+linux
 144 (progn
 145
 146   (defconstant read-only-space-start #x01000000)
 147   (defconstant read-only-space-end   #x037ff000)
 148
 149   (defconstant static-space-start    #x05000000)
 150   (defconstant static-space-end      #x07fff000)
 151
 152   (defconstant dynamic-space-start   #x09000000)
 153   (defconstant dynamic-space-end     #x29000000)
 154
 155   (defconstant control-stack-start   #x50000000)
 156   (defconstant control-stack-end     #x57fff000)
 157
 158   (defconstant binding-stack-start   #x60000000)
 159   (defconstant binding-stack-end     #x67fff000))
 160
 161 #!+bsd
 162 (progn
 163
 164   (defconstant read-only-space-start #x10000000)
 165   (defconstant read-only-space-end   #x1ffff000)
 166
 167   (defconstant static-space-start
 168     #!+freebsd #x30000000
 169     #!+openbsd #x28000000)
 170   (defconstant static-space-end      #x37fff000)
 171
 172   (defconstant binding-stack-start   #x38000000)
 173   (defconstant binding-stack-end     #x3ffff000)
 174
 175   (defconstant control-stack-start   #x40000000)
 176   (defconstant control-stack-end     #x47fff000)
 177
 178   (defconstant dynamic-space-start   #x48000000)
 179   (defconstant dynamic-space-end     #x88000000))
 180
 181 ;;; Given that NIL is the first thing allocated in static space, we
 182 ;;; know its value at compile time:
 183 (defconstant nil-value (+ static-space-start #xb))
 184 \f
 185 ;;;; other miscellaneous constants
 186
 187 (defenum (:suffix -trap :start 8)
 188   halt
 189   pending-interrupt
 190   error
 191   cerror
 192   breakpoint
 193   function-end-breakpoint
 194   single-step-breakpoint)
 195 ;;; FIXME: It'd be nice to replace all the DEFENUMs with something
 196 ;;; a la
 197 ;;;   (WITH-DEF-ENUM (:START 8)
 198 ;;;     (DEF-ENUM HALT-TRAP)
 199 ;;;     (DEF-ENUM PENDING-INTERRUPT-TRAP)
 200 ;;;     ..)
 201 ;;; for the benefit of anyone doing a lexical search for definitions
 202 ;;; of these symbols.
 203
 204 (defenum (:prefix object-not- :suffix -trap :start 16)
 205   list
 206   instance)
 207
 208 (defenum (:prefix trace-table-)
 209   normal
 210   call-site
 211   function-prologue
 212   function-epilogue)
 213 \f
 214 ;;;; static symbols
 215
 216 ;;; These symbols are loaded into static space directly after NIL so
 217 ;;; that the system can compute their address by adding a constant
 218 ;;; amount to NIL.
 219 ;;;
 220 ;;; The fdefn objects for the static functions are loaded into static
 221 ;;; space directly after the static symbols. That way, the raw-addr
 222 ;;; can be loaded directly out of them by indirecting relative to NIL.
 223 ;;;
 224 ;;; pfw X86 doesn't have enough registers to keep these things there.
 225 ;;;     Note these spaces grow from low to high addresses.
 226 (defvar *allocation-pointer*)
 227 (defvar *binding-stack-pointer*)
 228 (defvar *x86-cgc-active-p*) ; FIXME: Document this.
 229 (defvar *static-blue-bag* nil)
 230
 231 ;;; FIXME: *!INITIAL-FDEFN-OBJECTS* and !COLD-INIT probably don't need
 232 ;;; to be in the static symbols table any more. Also, if
 233 ;;; *INTERNAL-GC-TRIGGER* really is not used, we can punt it.
 234 (defparameter *static-symbols*
 235   '(t
 236
 237     ;; The C startup code must fill these in.
 238     *posix-argv*
 239     sb!impl::*!initial-fdefn-objects*
 240
 241     ;; functions that the C code needs to call
 242     sb!impl::!cold-init
 243     sb!impl::maybe-gc
 244     sb!kernel::internal-error
 245     sb!di::handle-breakpoint
 246     sb!impl::fdefinition-object
 247
 248     ;; free pointers
 249     ;;
 250     ;; Note that these are FIXNUM word counts, not (as one might
 251     ;; expect) byte counts or SAPs. The reason seems to be that by
 252     ;; representing them this way, we can avoid consing bignums.
 253     ;; -- WHN 2000-10-02
 254     *read-only-space-free-pointer*
 255     *static-space-free-pointer*
 256     *initial-dynamic-space-free-pointer*
 257
 258     ;; things needed for non-local exit
 259     sb!impl::*current-catch-block*
 260     sb!impl::*current-unwind-protect-block*
 261     sb!c::*eval-stack-top*
 262     sb!vm::*alien-stack*
 263
 264     ;; interrupt handling
 265     sb!impl::*pseudo-atomic-atomic*
 266     sb!impl::*pseudo-atomic-interrupted*
 267     sb!unix::*interrupts-enabled*
 268     sb!unix::*interrupt-pending*
 269     sb!impl::*free-interrupt-context-index*
 270
 271     sb!vm::*allocation-pointer*
 272     sb!vm::*binding-stack-pointer*
 273     sb!vm::*internal-gc-trigger*   ; Not used.
 274
 275     ;; the floating point constants
 276     sb!vm::*fp-constant-0d0*
 277     sb!vm::*fp-constant-1d0*
 278     sb!vm::*fp-constant-0s0*
 279     sb!vm::*fp-constant-1s0*
 280     ;; The following are all long-floats.
 281     sb!vm::*fp-constant-0l0*
 282     sb!vm::*fp-constant-1l0*
 283     sb!vm::*fp-constant-pi*
 284     sb!vm::*fp-constant-l2t*
 285     sb!vm::*fp-constant-l2e*
 286     sb!vm::*fp-constant-lg2*
 287     sb!vm::*fp-constant-ln2*
 288
 289     ;; used by gencgc
 290     sb!vm::*scavenge-read-only-space*
 291
 292     ;; The ..SLOT-UNBOUND.. symbol is static in order to optimise the
 293     ;; common slot unbound check.
 294     sb!pcl::..slot-unbound..
 295
 296     ;; spare symbols
 297     sb!vm::spare-10
 298     sb!vm::spare-9
 299     sb!vm::spare-8
 300     sb!vm::spare-7
 301     sb!vm::spare-6
 302     sb!vm::spare-5
 303     sb!vm::spare-4
 304     sb!vm::spare-3
 305     sb!vm::spare-2
 306     sb!vm::spare-1
 307
 308     ;; used by cgc
 309     sb!vm::*x86-cgc-active-p*
 310     sb!vm::*static-blue-bag*            ; must be last or change C code
 311     ))
 312
 313 (defparameter *static-functions*
 314   '(length
 315     sb!kernel:two-arg-+
 316     sb!kernel:two-arg--
 317     sb!kernel:two-arg-*
 318     sb!kernel:two-arg-/
 319     sb!kernel:two-arg-<
 320     sb!kernel:two-arg->
 321     sb!kernel:two-arg-=
 322     eql
 323     sb!kernel:%negate
 324     sb!kernel:two-arg-and
 325     sb!kernel:two-arg-ior
 326     sb!kernel:two-arg-xor
 327     sb!kernel:two-arg-gcd
 328     sb!kernel:two-arg-lcm))
 329 \f
 330 ;;;; stuff added by jrd
 331
 332 ;;; FIXME: Is this used? Delete it or document it.
 333 ;;; cf the sparc PARMS.LISP
 334 (defparameter *assembly-unit-length* 8)