916a9c097011980c417984bf5eeb20521d05b5a5
[sbcl.git] / 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 (def!constant float-sign-shift 31)
39
40 ;;; comment from CMU CL:
41 ;;;   These values were taken from the alpha code. The values for
42 ;;;   bias and exponent min/max are not the same as shown in the 486 book.
43 ;;;   They may be correct for how Python uses them.
44 (def!constant single-float-bias 126)    ; Intel says 127.
45 (defconstant-eqx single-float-exponent-byte    (byte 8 23) #'equalp)
46 (defconstant-eqx single-float-significand-byte (byte 23 0) #'equalp)
47 ;;; comment from CMU CL:
48 ;;;   The 486 book shows the exponent range -126 to +127. The Lisp
49 ;;;   code that uses these values seems to want already biased numbers.
50 (def!constant single-float-normal-exponent-min 1)
51 (def!constant single-float-normal-exponent-max 254)
52 (def!constant single-float-hidden-bit (ash 1 23))
53 (def!constant single-float-trapping-nan-bit (ash 1 22))
54
55 (def!constant double-float-bias 1022)
56 (defconstant-eqx double-float-exponent-byte    (byte 11 20) #'equalp)
57 (defconstant-eqx double-float-significand-byte (byte 20 0)  #'equalp)
58 (def!constant double-float-normal-exponent-min 1)
59 (def!constant double-float-normal-exponent-max #x7FE)
60 (def!constant double-float-hidden-bit (ash 1 20))
61 (def!constant double-float-trapping-nan-bit (ash 1 19))
62
63 (def!constant single-float-digits
64   (+ (byte-size single-float-significand-byte) 1))
65
66 (def!constant double-float-digits
67   (+ (byte-size double-float-significand-byte) 32 1))
68
69 ;;; from AMD64 Architecture manual
70 (def!constant float-invalid-trap-bit       (ash 1 0))
71 (def!constant float-denormal-trap-bit       (ash 1 1))
72 (def!constant float-divide-by-zero-trap-bit (ash 1 2))
73 (def!constant float-overflow-trap-bit       (ash 1 3))
74 (def!constant float-underflow-trap-bit      (ash 1 4))
75 (def!constant float-inexact-trap-bit       (ash 1 5))
76
77 (def!constant float-round-to-nearest  0)
78 (def!constant float-round-to-negative 1)
79 (def!constant float-round-to-positive 2)
80 (def!constant float-round-to-zero     3)
81
82 (defconstant-eqx float-rounding-mode     (byte 2 13) #'equalp)
83 (defconstant-eqx float-sticky-bits       (byte 6  0) #'equalp)
84 (defconstant-eqx float-traps-byte        (byte 6  7) #'equalp)
85 (defconstant-eqx float-exceptions-byte   (byte 6  0) #'equalp)
86 (def!constant float-fast-bit 0) ; no fast mode on x86-64
87 \f
88 ;;;; description of the target address space
89
90 ;;; where to put the different spaces.
91
92 ;;; Currently the read-only and static spaces must be located in low
93 ;;; memory (certainly under the 4GB limit, very probably under 2GB
94 ;;; limit). This is due to the inability of using immediate values of
95 ;;; more than 32 bits (31 bits if you take sign extension into
96 ;;; account) in any other instructions except MOV. Removing this limit
97 ;;; would be possible, but probably not worth the time and code bloat
98 ;;; it would cause. -- JES, 2005-12-11
99
100 #!+(or linux freebsd)
101 (progn
102   (def!constant read-only-space-start     #x20000000)
103   (def!constant read-only-space-end       #x27ff0000)
104
105   (def!constant static-space-start        #x40000000)
106   (def!constant static-space-end          #x47fff000)
107
108   (def!constant dynamic-space-start   #x1000000000)
109   (def!constant dynamic-space-end     #x11ffff0000)
110
111   (def!constant linkage-table-space-start #x60000000)
112   (def!constant linkage-table-space-end   #x63fff000)
113
114   (def!constant linkage-table-entry-size 16))
115
116 #!+darwin
117 (progn
118   (def!constant read-only-space-start     #x20000000)
119   (def!constant read-only-space-end       #x27ff0000)
120
121   (def!constant static-space-start        #x40000000)
122   (def!constant static-space-end          #x47fff000)
123
124   #+nil  (def!constant dynamic-space-start   #x1000000000)
125   #+nil  (def!constant dynamic-space-end     #x11ffff0000)
126
127   (def!constant dynamic-space-start   #x50000000)
128   (def!constant dynamic-space-end     #x5fff0000)
129
130   (def!constant linkage-table-space-start #x60000000)
131   (def!constant linkage-table-space-end   #x63fff000)
132
133   (def!constant linkage-table-entry-size 16))
134
135
136 \f
137 ;;;; other miscellaneous constants
138
139 (defenum (:suffix -trap :start 8)
140   halt
141   pending-interrupt
142   error
143   cerror
144   breakpoint
145   fun-end-breakpoint
146   single-step-around
147   single-step-before)
148 ;;; FIXME: It'd be nice to replace all the DEFENUMs with something like
149 ;;;   (WITH-DEF-ENUM (:START 8)
150 ;;;     (DEF-ENUM HALT-TRAP)
151 ;;;     (DEF-ENUM PENDING-INTERRUPT-TRAP)
152 ;;;     ..)
153 ;;; for the benefit of anyone doing a lexical search for definitions
154 ;;; of these symbols.
155
156 (defenum (:prefix object-not- :suffix -trap :start 24)
157   list
158   instance)
159
160 (defenum (:prefix trace-table-)
161   normal
162   call-site
163   fun-prologue
164   fun-epilogue)
165 \f
166 ;;;; static symbols
167
168 ;;; These symbols are loaded into static space directly after NIL so
169 ;;; that the system can compute their address by adding a constant
170 ;;; amount to NIL.
171 ;;;
172 ;;; The fdefn objects for the static functions are loaded into static
173 ;;; space directly after the static symbols. That way, the raw-addr
174 ;;; can be loaded directly out of them by indirecting relative to NIL.
175 ;;;
176 ;;; we could profitably keep these in registers on x86-64 now we have
177 ;;; r8-r15 as well
178 ;;;     Note these spaces grow from low to high addresses.
179 (defvar *allocation-pointer*)
180 (defvar *binding-stack-pointer*)
181
182 (defparameter *static-symbols*
183   (append
184    *common-static-symbols*
185    *c-callable-static-symbols*
186    '(*alien-stack*
187
188      ;; interrupt handling
189      *pseudo-atomic-bits*
190
191      #!+sb-thread *stop-for-gc-pending*
192
193      #!+sb-thread *free-tls-index*
194      #!+sb-thread *tls-index-lock*
195
196      *allocation-pointer*
197      *binding-stack-pointer*
198
199      ;; the floating point constants
200      *fp-constant-0d0*
201      *fp-constant-1d0*
202      *fp-constant-0f0*
203      *fp-constant-1f0*
204
205      ;; For GC-AND-SAVE
206      *restart-lisp-function*
207
208      ;; Needed for callbacks to work across saving cores. see
209      ;; ALIEN-CALLBACK-ASSEMBLER-WRAPPER in c-call.lisp for gory
210      ;; details.
211      sb!alien::*enter-alien-callback*
212
213      ;; The ..SLOT-UNBOUND.. symbol is static in order to optimise the
214      ;; common slot unbound check.
215      ;;
216      ;; FIXME: In SBCL, the CLOS code has become sufficiently tightly
217      ;; integrated into the system that it'd probably make sense to
218      ;; use the ordinary unbound marker for this.
219      ;;
220      ;; FIXME II: if it doesn't make sense, why is this X86-ish only?
221      sb!pcl::..slot-unbound..)))
222
223 (defparameter *static-funs*
224   '(length
225     sb!kernel:two-arg-+
226     sb!kernel:two-arg--
227     sb!kernel:two-arg-*
228     sb!kernel:two-arg-/
229     sb!kernel:two-arg-<
230     sb!kernel:two-arg->
231     sb!kernel:two-arg-=
232     eql
233     sb!kernel:%negate
234     sb!kernel:two-arg-and
235     sb!kernel:two-arg-ior
236     sb!kernel:two-arg-xor
237     sb!kernel:two-arg-gcd
238     sb!kernel:two-arg-lcm))