src/compiler/x86-64/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 ;;; the number of bits per word, where a word holds one lisp descriptor
  28 (def!constant n-word-bits 64)
  29
  30 ;;; the natural width of a machine word (as seen in e.g. register width,
  31 ;;; address space)
  32 (def!constant n-machine-word-bits 64)
  33
  34 ;;; the number of bits per byte, where a byte is the smallest
  35 ;;; addressable object
  36 (def!constant n-byte-bits 8)
  37
  38 ;;; The size in bytes of the GENCGC pages. Should be a multiple of the
  39 ;;; architecture code size.
  40 (def!constant gencgc-page-size 4096)
  41
  42 (def!constant float-sign-shift 31)
  43
  44 ;;; comment from CMU CL:
  45 ;;;   These values were taken from the alpha code. The values for
  46 ;;;   bias and exponent min/max are not the same as shown in the 486 book.
  47 ;;;   They may be correct for how Python uses them.
  48 (def!constant single-float-bias 126)    ; Intel says 127.
  49 (defconstant-eqx single-float-exponent-byte    (byte 8 23) #'equalp)
  50 (defconstant-eqx single-float-significand-byte (byte 23 0) #'equalp)
  51 ;;; comment from CMU CL:
  52 ;;;   The 486 book shows the exponent range -126 to +127. The Lisp
  53 ;;;   code that uses these values seems to want already biased numbers.
  54 (def!constant single-float-normal-exponent-min 1)
  55 (def!constant single-float-normal-exponent-max 254)
  56 (def!constant single-float-hidden-bit (ash 1 23))
  57 (def!constant single-float-trapping-nan-bit (ash 1 22))
  58
  59 (def!constant double-float-bias 1022)
  60 (defconstant-eqx double-float-exponent-byte    (byte 11 20) #'equalp)
  61 (defconstant-eqx double-float-significand-byte (byte 20 0)  #'equalp)
  62 (def!constant double-float-normal-exponent-min 1)
  63 (def!constant double-float-normal-exponent-max #x7FE)
  64 (def!constant double-float-hidden-bit (ash 1 20))
  65 (def!constant double-float-trapping-nan-bit (ash 1 19))
  66
  67 (def!constant single-float-digits
  68   (+ (byte-size single-float-significand-byte) 1))
  69
  70 (def!constant double-float-digits
  71   (+ (byte-size double-float-significand-byte) 32 1))
  72
  73 ;;; from AMD64 Architecture manual
  74 (def!constant float-invalid-trap-bit       (ash 1 0))
  75 (def!constant float-denormal-trap-bit       (ash 1 1))
  76 (def!constant float-divide-by-zero-trap-bit (ash 1 2))
  77 (def!constant float-overflow-trap-bit       (ash 1 3))
  78 (def!constant float-underflow-trap-bit      (ash 1 4))
  79 (def!constant float-inexact-trap-bit       (ash 1 5))
  80
  81 (def!constant float-round-to-nearest  0)
  82 (def!constant float-round-to-negative 1)
  83 (def!constant float-round-to-positive 2)
  84 (def!constant float-round-to-zero     3)
  85
  86 (defconstant-eqx float-rounding-mode     (byte 2 13) #'equalp)
  87 (defconstant-eqx float-sticky-bits       (byte 6  0) #'equalp)
  88 (defconstant-eqx float-traps-byte        (byte 6  7) #'equalp)
  89 (defconstant-eqx float-exceptions-byte   (byte 6  0) #'equalp)
  90 (def!constant float-fast-bit 0) ; no fast mode on x86-64
  91 \f
  92 ;;;; description of the target address space
  93
  94 ;;; where to put the different spaces.
  95
  96 ;;; Currently the read-only and static spaces must be located in low
  97 ;;; memory (certainly under the 4GB limit, very probably under 2GB
  98 ;;; limit). This is due to the inability of using immediate values of
  99 ;;; more than 32 bits (31 bits if you take sign extension into
 100 ;;; account) in any other instructions except MOV. Removing this limit
 101 ;;; would be possible, but probably not worth the time and code bloat
 102 ;;; it would cause. -- JES, 2005-12-11
 103
 104 (def!constant read-only-space-start     #x20000000)
 105 (def!constant read-only-space-end       #x27ff0000)
 106
 107 (def!constant static-space-start        #x40000000)
 108 (def!constant static-space-end          #x47fff000)
 109
 110 (def!constant dynamic-space-start   #x1000000000)
 111 (def!constant dynamic-space-end     #x11ffff0000)
 112
 113 (def!constant linkage-table-space-start #x60000000)
 114 (def!constant linkage-table-space-end   #x63fff000)
 115
 116 (def!constant linkage-table-entry-size 16)
 117 \f
 118 ;;;; other miscellaneous constants
 119
 120 (defenum (:suffix -trap :start 8)
 121   halt
 122   pending-interrupt
 123   error
 124   cerror
 125   breakpoint
 126   fun-end-breakpoint
 127   single-step-around
 128   single-step-before)
 129 ;;; FIXME: It'd be nice to replace all the DEFENUMs with something like
 130 ;;;   (WITH-DEF-ENUM (:START 8)
 131 ;;;     (DEF-ENUM HALT-TRAP)
 132 ;;;     (DEF-ENUM PENDING-INTERRUPT-TRAP)
 133 ;;;     ..)
 134 ;;; for the benefit of anyone doing a lexical search for definitions
 135 ;;; of these symbols.
 136
 137 (defenum (:prefix object-not- :suffix -trap :start 24)
 138   list
 139   instance)
 140
 141 (defenum (:prefix trace-table-)
 142   normal
 143   call-site
 144   fun-prologue
 145   fun-epilogue)
 146 \f
 147 ;;;; static symbols
 148
 149 ;;; These symbols are loaded into static space directly after NIL so
 150 ;;; that the system can compute their address by adding a constant
 151 ;;; amount to NIL.
 152 ;;;
 153 ;;; The fdefn objects for the static functions are loaded into static
 154 ;;; space directly after the static symbols. That way, the raw-addr
 155 ;;; can be loaded directly out of them by indirecting relative to NIL.
 156 ;;;
 157 ;;; we could profitably keep these in registers on x86-64 now we have
 158 ;;; r8-r15 as well
 159 ;;;     Note these spaces grow from low to high addresses.
 160 (defvar *allocation-pointer*)
 161 (defvar *binding-stack-pointer*)
 162
 163 (defparameter *static-symbols*
 164   (append
 165    *common-static-symbols*
 166    *c-callable-static-symbols*
 167    '(*alien-stack*
 168
 169      ;; interrupt handling
 170      *pseudo-atomic-bits*
 171
 172      #!+sb-thread *stop-for-gc-pending*
 173
 174      #!+sb-thread *free-tls-index*
 175      #!+sb-thread *tls-index-lock*
 176
 177      *allocation-pointer*
 178      *binding-stack-pointer*
 179
 180      ;; the floating point constants
 181      *fp-constant-0d0*
 182      *fp-constant-1d0*
 183      *fp-constant-0f0*
 184      *fp-constant-1f0*
 185
 186      ;; For GC-AND-SAVE
 187      *restart-lisp-function*
 188
 189      ;; Needed for callbacks to work across saving cores. see
 190      ;; ALIEN-CALLBACK-ASSEMBLER-WRAPPER in c-call.lisp for gory
 191      ;; details.
 192      sb!alien::*enter-alien-callback*
 193
 194      ;; The ..SLOT-UNBOUND.. symbol is static in order to optimise the
 195      ;; common slot unbound check.
 196      ;;
 197      ;; FIXME: In SBCL, the CLOS code has become sufficiently tightly
 198      ;; integrated into the system that it'd probably make sense to
 199      ;; use the ordinary unbound marker for this.
 200      ;;
 201      ;; FIXME II: if it doesn't make sense, why is this X86-ish only?
 202      sb!pcl::..slot-unbound..)))
 203
 204 (defparameter *static-funs*
 205   '(length
 206     sb!kernel:two-arg-+
 207     sb!kernel:two-arg--
 208     sb!kernel:two-arg-*
 209     sb!kernel:two-arg-/
 210     sb!kernel:two-arg-<
 211     sb!kernel:two-arg->
 212     sb!kernel:two-arg-=
 213     eql
 214     sb!kernel:%negate
 215     sb!kernel:two-arg-and
 216     sb!kernel:two-arg-ior
 217     sb!kernel:two-arg-xor
 218     sb!kernel:two-arg-gcd
 219     sb!kernel:two-arg-lcm))