src/compiler/x86/sap.lisp

   1 ;;;; SAP operations for the x86 VM
   2
   3 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
   4 ;;;; more information.
   5 ;;;;
   6 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
   7 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
   8 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
   9 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
  10 ;;;; files for more information.
  11
  12 (in-package "SB!VM")
  13 \f
  14 ;;;; moves and coercions
  15
  16 ;;; Move a tagged SAP to an untagged representation.
  17 (define-vop (move-to-sap)
  18   (:args (x :scs (descriptor-reg)))
  19   (:results (y :scs (sap-reg)))
  20   (:note "pointer to SAP coercion")
  21   (:generator 1
  22     (loadw y x sap-pointer-slot other-pointer-lowtag)))
  23 (define-move-vop move-to-sap :move
  24   (descriptor-reg) (sap-reg))
  25
  26 ;;; Move an untagged SAP to a tagged representation.
  27 (define-vop (move-from-sap)
  28   (:args (sap :scs (sap-reg) :to :result))
  29   (:results (res :scs (descriptor-reg) :from :argument))
  30   (:note "SAP to pointer coercion")
  31   (:node-var node)
  32   (:generator 20
  33     (with-fixed-allocation (res sap-widetag sap-size node)
  34       (storew sap res sap-pointer-slot other-pointer-lowtag))))
  35 (define-move-vop move-from-sap :move
  36   (sap-reg) (descriptor-reg))
  37
  38 ;;; Move untagged sap values.
  39 (define-vop (sap-move)
  40   (:args (x :target y
  41             :scs (sap-reg)
  42             :load-if (not (location= x y))))
  43   (:results (y :scs (sap-reg)
  44                :load-if (not (location= x y))))
  45   (:note "SAP move")
  46   (:effects)
  47   (:affected)
  48   (:generator 0
  49     (move y x)))
  50 (define-move-vop sap-move :move
  51   (sap-reg) (sap-reg))
  52
  53 ;;; Move untagged sap arguments/return-values.
  54 (define-vop (move-sap-arg)
  55   (:args (x :target y
  56             :scs (sap-reg))
  57          (fp :scs (any-reg)
  58              :load-if (not (sc-is y sap-reg))))
  59   (:results (y))
  60   (:note "SAP argument move")
  61   (:generator 0
  62     (sc-case y
  63       (sap-reg
  64        (move y x))
  65       (sap-stack
  66        (if (= (tn-offset fp) esp-offset)
  67            (storew x fp (tn-offset y))  ; c-call
  68            (storew x fp (- (1+ (tn-offset y)))))))))
  69 (define-move-vop move-sap-arg :move-arg
  70   (descriptor-reg sap-reg) (sap-reg))
  71
  72 ;;; Use standard MOVE-ARG + coercion to move an untagged sap to a
  73 ;;; descriptor passing location.
  74 (define-move-vop move-arg :move-arg
  75   (sap-reg) (descriptor-reg))
  76 \f
  77 ;;;; SAP-INT and INT-SAP
  78
  79 ;;; The function SAP-INT is used to generate an integer corresponding
  80 ;;; to the system area pointer, suitable for passing to the kernel
  81 ;;; interfaces (which want all addresses specified as integers). The
  82 ;;; function INT-SAP is used to do the opposite conversion. The
  83 ;;; integer representation of a SAP is the byte offset of the SAP from
  84 ;;; the start of the address space.
  85 (define-vop (sap-int)
  86   (:args (sap :scs (sap-reg) :target int))
  87   (:arg-types system-area-pointer)
  88   (:results (int :scs (unsigned-reg)))
  89   (:result-types unsigned-num)
  90   (:translate sap-int)
  91   (:policy :fast-safe)
  92   (:generator 1
  93     (move int sap)))
  94 (define-vop (int-sap)
  95   (:args (int :scs (unsigned-reg) :target sap))
  96   (:arg-types unsigned-num)
  97   (:results (sap :scs (sap-reg)))
  98   (:result-types system-area-pointer)
  99   (:translate int-sap)
 100   (:policy :fast-safe)
 101   (:generator 1
 102     (move sap int)))
 103 \f
 104 ;;;; POINTER+ and POINTER-
 105
 106 (define-vop (pointer+)
 107   (:translate sap+)
 108   (:args (ptr :scs (sap-reg) :target res
 109               :load-if (not (location= ptr res)))
 110          (offset :scs (signed-reg immediate)))
 111   (:arg-types system-area-pointer signed-num)
 112   (:results (res :scs (sap-reg) :from (:argument 0)
 113                  :load-if (not (location= ptr res))))
 114   (:result-types system-area-pointer)
 115   (:policy :fast-safe)
 116   (:generator 1
 117     (cond ((and (sc-is ptr sap-reg) (sc-is res sap-reg)
 118                 (not (location= ptr res)))
 119            (sc-case offset
 120              (signed-reg
 121               (inst lea res (make-ea :dword :base ptr :index offset :scale 1)))
 122              (immediate
 123               (inst lea res (make-ea :dword :base ptr
 124                                      :disp (tn-value offset))))))
 125           (t
 126            (move res ptr)
 127            (sc-case offset
 128              (signed-reg
 129               (inst add res offset))
 130              (immediate
 131               (inst add res (tn-value offset))))))))
 132
 133 (define-vop (pointer-)
 134   (:translate sap-)
 135   (:args (ptr1 :scs (sap-reg) :target res)
 136          (ptr2 :scs (sap-reg)))
 137   (:arg-types system-area-pointer system-area-pointer)
 138   (:policy :fast-safe)
 139   (:results (res :scs (signed-reg) :from (:argument 0)))
 140   (:result-types signed-num)
 141   (:generator 1
 142     (move res ptr1)
 143     (inst sub res ptr2)))
 144 \f
 145 ;;;; mumble-SYSTEM-REF and mumble-SYSTEM-SET
 146
 147 (macrolet ((def-system-ref-and-set (ref-name
 148                                     set-name
 149                                     sc
 150                                     type
 151                                     size
 152                                     &optional signed)
 153              (let ((ref-name-c (symbolicate ref-name "-C"))
 154                    (set-name-c (symbolicate set-name "-C"))
 155                    (temp-sc (symbolicate size "-REG")))
 156                `(progn
 157                   (define-vop (,ref-name)
 158                     (:translate ,ref-name)
 159                     (:policy :fast-safe)
 160                     (:args (sap :scs (sap-reg))
 161                            (offset :scs (signed-reg immediate)))
 162                     (:arg-types system-area-pointer signed-num)
 163                     (:results (result :scs (,sc)))
 164                     (:result-types ,type)
 165                     (:generator 5
 166                       ,(let ((mov-inst (cond
 167                                          ((eq size :dword) 'mov)
 168                                          (signed 'movsx)
 169                                          (t 'movzx))))
 170                          `(sc-case offset
 171                             (immediate
 172                              (inst ,mov-inst result
 173                                    (make-ea ,size :base sap
 174                                             :disp (tn-value offset))))
 175                             (t (inst ,mov-inst result
 176                                      (make-ea ,size :base sap
 177                                               :index offset)))))))
 178                   (define-vop (,set-name)
 179                     (:translate ,set-name)
 180                     (:policy :fast-safe)
 181                     (:args (sap :scs (sap-reg) :to (:eval 0))
 182                            (offset :scs (signed-reg immediate) :to (:eval 0))
 183                            (value :scs (,sc)
 184                                   :target ,(if (eq size :dword)
 185                                                'result
 186                                                'temp)))
 187                     (:arg-types system-area-pointer signed-num ,type)
 188                     ,@(unless (eq size :dword)
 189                         `((:temporary (:sc ,temp-sc :offset eax-offset
 190                                            :from (:argument 2) :to (:result 0)
 191                                            :target result)
 192                                       temp)))
 193                     (:results (result :scs (,sc)))
 194                     (:result-types ,type)
 195                     (:generator 5
 196                                 ,@(unless (eq size :dword)
 197                                     `((move eax-tn value)))
 198                                 (inst mov (sc-case offset
 199                                             (immediate
 200                                              (make-ea ,size :base sap
 201                                                       :disp (tn-value offset)))
 202                                             (t (make-ea ,size
 203                                                         :base sap
 204                                                         :index offset)))
 205                                       ,(if (eq size :dword) 'value 'temp))
 206                                 (move result
 207                                       ,(if (eq size :dword) 'value 'eax-tn))))))))
 208
 209   (def-system-ref-and-set sap-ref-8 %set-sap-ref-8
 210     unsigned-reg positive-fixnum :byte nil)
 211   (def-system-ref-and-set signed-sap-ref-8 %set-signed-sap-ref-8
 212     signed-reg tagged-num :byte t)
 213   (def-system-ref-and-set sap-ref-16 %set-sap-ref-16
 214     unsigned-reg positive-fixnum :word nil)
 215   (def-system-ref-and-set signed-sap-ref-16 %set-signed-sap-ref-16
 216     signed-reg tagged-num :word t)
 217   (def-system-ref-and-set sap-ref-32 %set-sap-ref-32
 218     unsigned-reg unsigned-num :dword nil)
 219   (def-system-ref-and-set signed-sap-ref-32 %set-signed-sap-ref-32
 220     signed-reg signed-num :dword t)
 221   (def-system-ref-and-set sap-ref-sap %set-sap-ref-sap
 222     sap-reg system-area-pointer :dword))
 223 \f
 224 ;;;; SAP-REF-DOUBLE
 225
 226 (define-vop (sap-ref-double)
 227   (:translate sap-ref-double)
 228   (:policy :fast-safe)
 229   (:args (sap :scs (sap-reg))
 230          (offset :scs (signed-reg)))
 231   (:arg-types system-area-pointer signed-num)
 232   (:results (result :scs (double-reg)))
 233   (:result-types double-float)
 234   (:generator 5
 235      (with-empty-tn@fp-top(result)
 236         (inst fldd (make-ea :dword :base sap :index offset)))))
 237
 238 (define-vop (sap-ref-double-c)
 239   (:translate sap-ref-double)
 240   (:policy :fast-safe)
 241   (:args (sap :scs (sap-reg)))
 242   (:arg-types system-area-pointer (:constant (signed-byte 32)))
 243   (:info offset)
 244   (:results (result :scs (double-reg)))
 245   (:result-types double-float)
 246   (:generator 4
 247      (with-empty-tn@fp-top(result)
 248         (inst fldd (make-ea :dword :base sap :disp offset)))))
 249
 250 (define-vop (%set-sap-ref-double)
 251   (:translate %set-sap-ref-double)
 252   (:policy :fast-safe)
 253   (:args (sap :scs (sap-reg) :to (:eval 0))
 254          (offset :scs (signed-reg) :to (:eval 0))
 255          (value :scs (double-reg)))
 256   (:arg-types system-area-pointer signed-num double-float)
 257   (:results (result :scs (double-reg)))
 258   (:result-types double-float)
 259   (:generator 5
 260     (cond ((zerop (tn-offset value))
 261            ;; Value is in ST0.
 262            (inst fstd (make-ea :dword :base sap :index offset))
 263            (unless (zerop (tn-offset result))
 264                    ;; Value is in ST0 but not result.
 265                    (inst fstd result)))
 266           (t
 267            ;; Value is not in ST0.
 268            (inst fxch value)
 269            (inst fstd (make-ea :dword :base sap :index offset))
 270            (cond ((zerop (tn-offset result))
 271                   ;; The result is in ST0.
 272                   (inst fstd value))
 273                  (t
 274                   ;; Neither value or result are in ST0.
 275                   (unless (location= value result)
 276                           (inst fstd result))
 277                   (inst fxch value)))))))
 278
 279 (define-vop (%set-sap-ref-double-c)
 280   (:translate %set-sap-ref-double)
 281   (:policy :fast-safe)
 282   (:args (sap :scs (sap-reg) :to (:eval 0))
 283          (value :scs (double-reg)))
 284   (:arg-types system-area-pointer (:constant (signed-byte 32)) double-float)
 285   (:info offset)
 286   (:results (result :scs (double-reg)))
 287   (:result-types double-float)
 288   (:generator 4
 289     (cond ((zerop (tn-offset value))
 290            ;; Value is in ST0.
 291            (inst fstd (make-ea :dword :base sap :disp offset))
 292            (unless (zerop (tn-offset result))
 293                    ;; Value is in ST0 but not result.
 294                    (inst fstd result)))
 295           (t
 296            ;; Value is not in ST0.
 297            (inst fxch value)
 298            (inst fstd (make-ea :dword :base sap :disp offset))
 299            (cond ((zerop (tn-offset result))
 300                   ;; The result is in ST0.
 301                   (inst fstd value))
 302                  (t
 303                   ;; Neither value or result are in ST0.
 304                   (unless (location= value result)
 305                           (inst fstd result))
 306                   (inst fxch value)))))))
 307 \f
 308 ;;;; SAP-REF-SINGLE
 309
 310 (define-vop (sap-ref-single)
 311   (:translate sap-ref-single)
 312   (:policy :fast-safe)
 313   (:args (sap :scs (sap-reg))
 314          (offset :scs (signed-reg)))
 315   (:arg-types system-area-pointer signed-num)
 316   (:results (result :scs (single-reg)))
 317   (:result-types single-float)
 318   (:generator 5
 319      (with-empty-tn@fp-top(result)
 320         (inst fld (make-ea :dword :base sap :index offset)))))
 321
 322 (define-vop (sap-ref-single-c)
 323   (:translate sap-ref-single)
 324   (:policy :fast-safe)
 325   (:args (sap :scs (sap-reg)))
 326   (:arg-types system-area-pointer (:constant (signed-byte 32)))
 327   (:info offset)
 328   (:results (result :scs (single-reg)))
 329   (:result-types single-float)
 330   (:generator 4
 331      (with-empty-tn@fp-top(result)
 332         (inst fld (make-ea :dword :base sap :disp offset)))))
 333
 334 (define-vop (%set-sap-ref-single)
 335   (:translate %set-sap-ref-single)
 336   (:policy :fast-safe)
 337   (:args (sap :scs (sap-reg) :to (:eval 0))
 338          (offset :scs (signed-reg) :to (:eval 0))
 339          (value :scs (single-reg)))
 340   (:arg-types system-area-pointer signed-num single-float)
 341   (:results (result :scs (single-reg)))
 342   (:result-types single-float)
 343   (:generator 5
 344     (cond ((zerop (tn-offset value))
 345            ;; Value is in ST0
 346            (inst fst (make-ea :dword :base sap :index offset))
 347            (unless (zerop (tn-offset result))
 348                    ;; Value is in ST0 but not result.
 349                    (inst fst result)))
 350           (t
 351            ;; Value is not in ST0.
 352            (inst fxch value)
 353            (inst fst (make-ea :dword :base sap :index offset))
 354            (cond ((zerop (tn-offset result))
 355                   ;; The result is in ST0.
 356                   (inst fst value))
 357                  (t
 358                   ;; Neither value or result are in ST0
 359                   (unless (location= value result)
 360                           (inst fst result))
 361                   (inst fxch value)))))))
 362
 363 (define-vop (%set-sap-ref-single-c)
 364   (:translate %set-sap-ref-single)
 365   (:policy :fast-safe)
 366   (:args (sap :scs (sap-reg) :to (:eval 0))
 367          (value :scs (single-reg)))
 368   (:arg-types system-area-pointer (:constant (signed-byte 32)) single-float)
 369   (:info offset)
 370   (:results (result :scs (single-reg)))
 371   (:result-types single-float)
 372   (:generator 4
 373     (cond ((zerop (tn-offset value))
 374            ;; Value is in ST0
 375            (inst fst (make-ea :dword :base sap :disp offset))
 376            (unless (zerop (tn-offset result))
 377                    ;; Value is in ST0 but not result.
 378                    (inst fst result)))
 379           (t
 380            ;; Value is not in ST0.
 381            (inst fxch value)
 382            (inst fst (make-ea :dword :base sap :disp offset))
 383            (cond ((zerop (tn-offset result))
 384                   ;; The result is in ST0.
 385                   (inst fst value))
 386                  (t
 387                   ;; Neither value or result are in ST0
 388                   (unless (location= value result)
 389                           (inst fst result))
 390                   (inst fxch value)))))))
 391 \f
 392 ;;;; SAP-REF-LONG
 393
 394 (define-vop (sap-ref-long)
 395   (:translate sap-ref-long)
 396   (:policy :fast-safe)
 397   (:args (sap :scs (sap-reg))
 398          (offset :scs (signed-reg)))
 399   (:arg-types system-area-pointer signed-num)
 400   (:results (result :scs (#!+long-float long-reg #!-long-float double-reg)))
 401   (:result-types #!+long-float long-float #!-long-float double-float)
 402   (:generator 5
 403      (with-empty-tn@fp-top(result)
 404         (inst fldl (make-ea :dword :base sap :index offset)))))
 405
 406 (define-vop (sap-ref-long-c)
 407   (:translate sap-ref-long)
 408   (:policy :fast-safe)
 409   (:args (sap :scs (sap-reg)))
 410   (:arg-types system-area-pointer (:constant (signed-byte 32)))
 411   (:info offset)
 412   (:results (result :scs (#!+long-float long-reg #!-long-float double-reg)))
 413   (:result-types #!+long-float long-float #!-long-float double-float)
 414   (:generator 4
 415      (with-empty-tn@fp-top(result)
 416         (inst fldl (make-ea :dword :base sap :disp offset)))))
 417
 418 #!+long-float
 419 (define-vop (%set-sap-ref-long)
 420   (:translate %set-sap-ref-long)
 421   (:policy :fast-safe)
 422   (:args (sap :scs (sap-reg) :to (:eval 0))
 423          (offset :scs (signed-reg) :to (:eval 0))
 424          (value :scs (long-reg)))
 425   (:arg-types system-area-pointer signed-num long-float)
 426   (:results (result :scs (long-reg)))
 427   (:result-types long-float)
 428   (:generator 5
 429     (cond ((zerop (tn-offset value))
 430            ;; Value is in ST0
 431            (store-long-float (make-ea :dword :base sap :index offset))
 432            (unless (zerop (tn-offset result))
 433              ;; Value is in ST0 but not result.
 434              (inst fstd result)))
 435           (t
 436            ;; Value is not in ST0.
 437            (inst fxch value)
 438            (store-long-float (make-ea :dword :base sap :index offset))
 439            (cond ((zerop (tn-offset result))
 440                   ;; The result is in ST0.
 441                   (inst fstd value))
 442                  (t
 443                   ;; Neither value or result are in ST0
 444                   (unless (location= value result)
 445                     (inst fstd result))
 446                   (inst fxch value)))))))
 447 \f
 448 ;;; noise to convert normal lisp data objects into SAPs
 449
 450 (define-vop (vector-sap)
 451   (:translate vector-sap)
 452   (:policy :fast-safe)
 453   (:args (vector :scs (descriptor-reg) :target sap))
 454   (:results (sap :scs (sap-reg)))
 455   (:result-types system-area-pointer)
 456   (:generator 2
 457     (move sap vector)
 458     (inst add
 459           sap
 460           (- (* vector-data-offset n-word-bytes) other-pointer-lowtag))))
 461
 462 ;;; Transforms for 64-bit SAP accessors.
 463
 464 (deftransform sap-ref-64 ((sap offset) (* *))
 465   '(logior (sap-ref-32 sap offset)
 466            (ash (sap-ref-32 sap (+ offset 4)) 32)))
 467
 468 (deftransform signed-sap-ref-64 ((sap offset) (* *))
 469   '(logior (sap-ref-32 sap offset)
 470            (ash (signed-sap-ref-32 sap (+ offset 4)) 32)))
 471
 472 (deftransform %set-sap-ref-64 ((sap offset value) (* * *))
 473   '(progn
 474      (%set-sap-ref-32 sap offset (logand value #xffffffff))
 475      (%set-sap-ref-32 sap (+ offset 4) (ash value -32))))
 476
 477 (deftransform %set-signed-sap-ref-64 ((sap offset value) (* * *))
 478   '(progn
 479      (%set-sap-ref-32 sap offset (logand value #xffffffff))
 480      (%set-signed-sap-ref-32 sap (+ offset 4) (ash value -32))))