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 64 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 minimum immediate offset in a memory-referencing instruction.
  39 (def!constant minimum-immediate-offset (- (expt 2 31)))
  40
  41 ;;; The maximum immediate offset in a memory-referencing instruction.
  42 (def!constant maximum-immediate-offset (1- (expt 2 31)))
  43
  44 (def!constant float-sign-shift 31)
  45
  46 ;;; comment from CMU CL:
  47 ;;;   These values were taken from the alpha code. The values for
  48 ;;;   bias and exponent min/max are not the same as shown in the 486 book.
  49 ;;;   They may be correct for how Python uses them.
  50 (def!constant single-float-bias 126)    ; Intel says 127.
  51 (defconstant-eqx single-float-exponent-byte    (byte 8 23) #'equalp)
  52 (defconstant-eqx single-float-significand-byte (byte 23 0) #'equalp)
  53 ;;; comment from CMU CL:
  54 ;;;   The 486 book shows the exponent range -126 to +127. The Lisp
  55 ;;;   code that uses these values seems to want already biased numbers.
  56 (def!constant single-float-normal-exponent-min 1)
  57 (def!constant single-float-normal-exponent-max 254)
  58 (def!constant single-float-hidden-bit (ash 1 23))
  59 (def!constant single-float-trapping-nan-bit (ash 1 22))
  60
  61 (def!constant double-float-bias 1022)
  62 (defconstant-eqx double-float-exponent-byte    (byte 11 20) #'equalp)
  63 (defconstant-eqx double-float-significand-byte (byte 20 0)  #'equalp)
  64 (def!constant double-float-normal-exponent-min 1)
  65 (def!constant double-float-normal-exponent-max #x7FE)
  66 (def!constant double-float-hidden-bit (ash 1 20))
  67 (def!constant double-float-trapping-nan-bit (ash 1 19))
  68
  69 (def!constant single-float-digits
  70   (+ (byte-size single-float-significand-byte) 1))
  71
  72 (def!constant double-float-digits
  73   (+ (byte-size double-float-significand-byte) 32 1))
  74
  75 ;;; from AMD64 Architecture manual
  76 (def!constant float-invalid-trap-bit       (ash 1 0))
  77 (def!constant float-denormal-trap-bit       (ash 1 1))
  78 (def!constant float-divide-by-zero-trap-bit (ash 1 2))
  79 (def!constant float-overflow-trap-bit       (ash 1 3))
  80 (def!constant float-underflow-trap-bit      (ash 1 4))
  81 (def!constant float-inexact-trap-bit       (ash 1 5))
  82
  83 (def!constant float-round-to-nearest  0)
  84 (def!constant float-round-to-negative 1)
  85 (def!constant float-round-to-positive 2)
  86 (def!constant float-round-to-zero     3)
  87
  88 (defconstant-eqx float-rounding-mode     (byte 2 13) #'equalp)
  89 (defconstant-eqx float-sticky-bits       (byte 6  0) #'equalp)
  90 (defconstant-eqx float-traps-byte        (byte 6  7) #'equalp)
  91 (defconstant-eqx float-exceptions-byte   (byte 6  0) #'equalp)
  92 (def!constant float-fast-bit 0) ; no fast mode on x86-64
  93 \f
  94 ;;;; description of the target address space
  95
  96 ;;; where to put the different spaces.
  97
  98 ;;; Currently the read-only and static spaces must be located in low
  99 ;;; memory (certainly under the 4GB limit, very probably under 2GB
 100 ;;; limit). This is due to the inability of using immediate values of
 101 ;;; more than 32 bits (31 bits if you take sign extension into
 102 ;;; account) in any other instructions except MOV. Removing this limit
 103 ;;; would be possible, but probably not worth the time and code bloat
 104 ;;; it would cause. -- JES, 2005-12-11
 105
 106 ;;; The default dynamic space size is lower on OpenBSD to allow SBCL to
 107 ;;; run under the default 512M data size limit.
 108
 109 (!gencgc-space-setup #x20000000
 110                      #x1000000000
 111
 112                      ;; :default-dynamic-space-size
 113                      #!+openbsd #x1bcf0000
 114
 115                      ;; :alignment
 116                      #!+win32 #!+win32 nil #x10000)
 117
 118 (def!constant linkage-table-entry-size 16)
 119
 120 \f
 121 ;;;; other miscellaneous constants
 122
 123 (defenum (:start 8)
 124   halt-trap
 125   pending-interrupt-trap
 126   error-trap
 127   cerror-trap
 128   breakpoint-trap
 129   fun-end-breakpoint-trap
 130   single-step-around-trap
 131   single-step-before-trap)
 132
 133 (defenum (:start 24)
 134   object-not-list-trap
 135   object-not-instance-trap
 136   #!+sb-safepoint global-safepoint-trap
 137   #!+sb-safepoint csp-safepoint-trap)
 138 \f
 139 ;;;; static symbols
 140
 141 ;;; These symbols are loaded into static space directly after NIL so
 142 ;;; that the system can compute their address by adding a constant
 143 ;;; amount to NIL.
 144 ;;;
 145 ;;; The fdefn objects for the static functions are loaded into static
 146 ;;; space directly after the static symbols. That way, the raw-addr
 147 ;;; can be loaded directly out of them by indirecting relative to NIL.
 148 ;;;
 149 ;;; we could profitably keep these in registers on x86-64 now we have
 150 ;;; r8-r15 as well
 151 ;;;     Note these spaces grow from low to high addresses.
 152 (defvar *allocation-pointer*)
 153 (defvar *binding-stack-pointer*)
 154
 155 (defparameter *static-symbols*
 156   (append
 157    *common-static-symbols*
 158    *c-callable-static-symbols*
 159    '(*alien-stack*
 160
 161      ;; interrupt handling
 162      *pseudo-atomic-bits*
 163
 164      *allocation-pointer*
 165      *binding-stack-pointer*
 166
 167      ;; the floating point constants
 168      *fp-constant-0d0*
 169      *fp-constant-1d0*
 170      *fp-constant-0f0*
 171      *fp-constant-1f0*
 172
 173      ;; For GC-AND-SAVE
 174      *restart-lisp-function*
 175
 176      ;; Needed for callbacks to work across saving cores. see
 177      ;; ALIEN-CALLBACK-ASSEMBLER-WRAPPER in c-call.lisp for gory
 178      ;; details.
 179      sb!alien::*enter-alien-callback*
 180
 181      ;; The ..SLOT-UNBOUND.. symbol is static in order to optimise the
 182      ;; common slot unbound check.
 183      ;;
 184      ;; FIXME: In SBCL, the CLOS code has become sufficiently tightly
 185      ;; integrated into the system that it'd probably make sense to
 186      ;; use the ordinary unbound marker for this.
 187      ;;
 188      ;; FIXME II: if it doesn't make sense, why is this X86-ish only?
 189      sb!pcl::..slot-unbound..)))
 190
 191 (defparameter *static-funs*
 192   '(length
 193     sb!kernel:two-arg-+
 194     sb!kernel:two-arg--
 195     sb!kernel:two-arg-*
 196     sb!kernel:two-arg-/
 197     sb!kernel:two-arg-<
 198     sb!kernel:two-arg->
 199     sb!kernel:two-arg-=
 200     eql
 201     sb!kernel:%negate
 202     sb!kernel:two-arg-and
 203     sb!kernel:two-arg-ior
 204     sb!kernel:two-arg-xor
 205     sb!kernel:two-arg-gcd
 206     sb!kernel:two-arg-lcm
 207     sb!kernel:%coerce-callable-to-fun))
 208
 209 #!+sb-simd-pack
 210 (defvar *simd-pack-element-types* '(integer single-float double-float))