Fix typos in docstrings and function names.
[sbcl.git] / src / compiler / x86 / macros.lisp
index 8881e58..4050640 100644 (file)
 ;;; will probably be loading the wrong register!
 (defmacro with-empty-tn@fp-top((tn) &body body)
   `(progn
-    (inst fstp ,tn)
-    ,@body
-    (unless (zerop (tn-offset ,tn))
-      (inst fxch ,tn))))               ; save into new dest and restore st(0)
+     (inst fstp ,tn)
+     ,@body
+     (unless (zerop (tn-offset ,tn))
+       (inst fxch ,tn))))                ; save into new dest and restore st(0)
 \f
 ;;;; instruction-like macros
 
   #!+sb-doc
   "Move SRC into DST unless they are location=."
   (once-only ((n-dst dst)
-             (n-src src))
+              (n-src src))
     `(unless (location= ,n-dst ,n-src)
        (inst mov ,n-dst ,n-src))))
 
-(defmacro make-ea-for-object-slot (ptr slot lowtag)
-  `(make-ea :dword :base ,ptr :disp (- (* ,slot n-word-bytes) ,lowtag)))
+(defmacro align-stack-pointer (tn)
+  #!-darwin (declare (ignore tn))
+  #!+darwin
+  ;; 16 byte alignment.
+  `(inst and ,tn #xfffffff0))
+
+(defmacro make-ea-for-object-slot (ptr slot lowtag &optional (size :dword))
+  `(make-ea ,size :base ,ptr :disp (- (* ,slot n-word-bytes) ,lowtag)))
 
 (defmacro loadw (value ptr &optional (slot 0) (lowtag 0))
   `(inst mov ,value (make-ea-for-object-slot ,ptr ,slot ,lowtag)))
   (once-only ((value value))
     `(inst mov (make-ea-for-object-slot ,ptr ,slot ,lowtag) ,value)))
 
+;;; A handy macro for storing widetags.
+(defmacro storeb (value ptr &optional (slot 0) (lowtag 0))
+  (once-only ((value value))
+    `(inst mov (make-ea-for-object-slot ,ptr ,slot ,lowtag :byte) ,value)))
+
 (defmacro pushw (ptr &optional (slot 0) (lowtag 0))
   `(inst push (make-ea-for-object-slot ,ptr ,slot ,lowtag)))
 
 (defmacro popw (ptr &optional (slot 0) (lowtag 0))
   `(inst pop (make-ea-for-object-slot ,ptr ,slot ,lowtag)))
+
+(defmacro make-ea-for-vector-data (object &key (size :dword) (offset 0)
+                                   index (scale (ash (width-bits size) -3)))
+  `(make-ea ,size :base ,object :index ,index :scale ,scale
+            :disp (- (+ (* vector-data-offset n-word-bytes)
+                        (* ,offset ,scale))
+                     other-pointer-lowtag)))
 \f
 ;;;; macros to generate useful values
 
 (defmacro load-symbol (reg symbol)
   `(inst mov ,reg (+ nil-value (static-symbol-offset ,symbol))))
 
+(defmacro make-ea-for-symbol-value (symbol &optional (width :dword))
+  (declare (type symbol symbol))
+  `(make-ea ,width
+    :disp (+ nil-value
+           (static-symbol-offset ',symbol)
+           (ash symbol-value-slot word-shift)
+           (- other-pointer-lowtag))))
+
 (defmacro load-symbol-value (reg symbol)
-  `(inst mov ,reg
-        (make-ea :dword
-                 :disp (+ nil-value
-                          (static-symbol-offset ',symbol)
-                          (ash symbol-value-slot word-shift)
-                          (- other-pointer-lowtag)))))
+  `(inst mov ,reg (make-ea-for-symbol-value ,symbol)))
 
 (defmacro store-symbol-value (reg symbol)
-  `(inst mov
-        (make-ea :dword
-                 :disp (+ nil-value
-                          (static-symbol-offset ',symbol)
-                          (ash symbol-value-slot word-shift)
-                          (- other-pointer-lowtag)))
-        ,reg))
+  `(inst mov (make-ea-for-symbol-value ,symbol) ,reg))
+
+#!+sb-thread
+(defmacro make-ea-for-symbol-tls-index (symbol)
+  (declare (type symbol symbol))
+  `(make-ea :dword
+    :disp (+ nil-value
+           (static-symbol-offset ',symbol)
+           (ash symbol-tls-index-slot word-shift)
+           (- other-pointer-lowtag))))
 
 #!+sb-thread
 (defmacro load-tl-symbol-value (reg symbol)
-  `(progn
-    (inst mov ,reg
-     (make-ea :dword
-      :disp (+ nil-value
-              (static-symbol-offset ',symbol)
-              (ash symbol-tls-index-slot word-shift)
-              (- other-pointer-lowtag))))
-    (inst fs-segment-prefix)
-    (inst mov ,reg (make-ea :dword :scale 1 :index ,reg))))
+  `(with-tls-ea (EA :base ,reg
+                    :disp-type :index
+                    :disp (make-ea-for-symbol-tls-index ,symbol))
+     (inst mov ,reg (make-ea :dword :base ,reg) :maybe-fs)))
 #!-sb-thread
 (defmacro load-tl-symbol-value (reg symbol) `(load-symbol-value ,reg ,symbol))
 
 #!+sb-thread
 (defmacro store-tl-symbol-value (reg symbol temp)
-  `(progn
-    (inst mov ,temp
-     (make-ea :dword
-      :disp (+ nil-value
-              (static-symbol-offset ',symbol)
-              (ash symbol-tls-index-slot word-shift)
-              (- other-pointer-lowtag))))
-    (inst fs-segment-prefix)
-    (inst mov (make-ea :dword :scale 1 :index ,temp) ,reg)))
+  `(with-tls-ea (EA :base ,temp
+                    :disp-type :index
+                    :disp (make-ea-for-symbol-tls-index ,symbol))
+     (inst mov EA ,reg :maybe-fs)))
 #!-sb-thread
 (defmacro store-tl-symbol-value (reg symbol temp)
   (declare (ignore temp))
   `(store-symbol-value ,reg ,symbol))
-  
+
+(defmacro load-binding-stack-pointer (reg)
+  #!+sb-thread
+  `(with-tls-ea (EA :base ,reg
+                    :disp-type :constant
+                    :disp (* 4 thread-binding-stack-pointer-slot))
+     (inst mov ,reg EA :maybe-fs))
+  #!-sb-thread
+  `(load-symbol-value ,reg *binding-stack-pointer*))
+
+(defmacro store-binding-stack-pointer (reg)
+  #!+sb-thread
+  `(progn
+     #!+win32
+     (progn
+       (inst push eax-tn)
+       (inst push ,reg)
+       (with-tls-ea (EA :base eax-tn
+                        :disp-type :constant
+                        :disp (* 4 thread-binding-stack-pointer-slot))
+         (inst pop EA))
+       (inst pop eax-tn))
+     #!-win32
+     (with-tls-ea (EA :disp-type :constant
+                      :disp (* 4 thread-binding-stack-pointer-slot))
+       (inst mov EA ,reg :maybe-fs)))
+  #!-sb-thread
+  `(store-symbol-value ,reg *binding-stack-pointer*))
+
 (defmacro load-type (target source &optional (offset 0))
   #!+sb-doc
   "Loads the type bits of a pointer into target independent of
    byte-ordering issues."
   (once-only ((n-target target)
-             (n-source source)
-             (n-offset offset))
+              (n-source source)
+              (n-offset offset))
     (ecase *backend-byte-order*
       (:little-endian
        `(inst mov ,n-target
-             (make-ea :byte :base ,n-source :disp ,n-offset)))
+              (make-ea :byte :base ,n-source :disp ,n-offset)))
       (:big-endian
        `(inst mov ,n-target
-             (make-ea :byte :base ,n-source :disp (+ ,n-offset 3)))))))
+              (make-ea :byte :base ,n-source
+                             :disp (+ ,n-offset (1- n-word-bytes))))))))
 \f
 ;;;; allocation helpers
 
-;;; All allocation is done by calls to assembler routines that
-;;; eventually invoke the C alloc() function.  Once upon a time
-;;; (before threads) allocation within an alloc_region could also be
-;;; done inline, with the aid of two C symbols storing the current
-;;; allocation region boundaries; however, C cymbols are global.
+;;; Allocation within alloc_region (which is thread local) can be done
+;;; inline.  If the alloc_region is overflown allocation is done by
+;;; calling the C alloc() function.
 
 ;;; C calls for allocation don't /seem/ to make an awful lot of
-;;; difference to speed.  Guessing from historical context, it looks
-;;; like inline allocation was introduced before pseudo-atomic, at
-;;; which time all calls to alloc() would have needed a syscall to
-;;; mask signals for the duration.  Now we have pseudoatomic there's
-;;; no need for that overhead.  Still, inline alloc would be a neat
-;;; addition someday
+;;; difference to speed. On pure consing it's about a 25%
+;;; gain. Guessing from historical context, it looks like inline
+;;; allocation was introduced before pseudo-atomic, at which time all
+;;; calls to alloc() would have needed a syscall to mask signals for
+;;; the duration.  Now we have pseudoatomic there's no need for that
+;;; overhead.
+
+(defun allocation-dynamic-extent (alloc-tn size lowtag)
+  (inst sub esp-tn size)
+  ;; FIXME: SIZE _should_ be double-word aligned (suggested but
+  ;; unfortunately not enforced by PAD-DATA-BLOCK and
+  ;; WITH-FIXED-ALLOCATION), so that ESP is always divisible by 8 (for
+  ;; 32-bit lispobjs).  In that case, this AND instruction is
+  ;; unneccessary and could be removed.  If not, explain why.  -- CSR,
+  ;; 2004-03-30
+  (inst and esp-tn (lognot lowtag-mask))
+  (aver (not (location= alloc-tn esp-tn)))
+  (inst lea alloc-tn (make-ea :byte :base esp-tn :disp lowtag))
+  (values))
+
+(defun allocation-notinline (alloc-tn size)
+  (let* ((alloc-tn-offset (tn-offset alloc-tn))
+         ;; C call to allocate via dispatch routines. Each
+         ;; destination has a special entry point. The size may be a
+         ;; register or a constant.
+         (tn-text (ecase alloc-tn-offset
+                    (#.eax-offset "eax")
+                    (#.ecx-offset "ecx")
+                    (#.edx-offset "edx")
+                    (#.ebx-offset "ebx")
+                    (#.esi-offset "esi")
+                    (#.edi-offset "edi")))
+         (size-text (case size (8 "8_") (16 "16_") (t ""))))
+    (unless (or (eql size 8) (eql size 16))
+      (unless (and (tn-p size) (location= alloc-tn size))
+        (inst mov alloc-tn size)))
+    (inst call (make-fixup (concatenate 'string
+                                         "alloc_" size-text
+                                         "to_" tn-text)
+                           :foreign))))
+
+(defun allocation-inline (alloc-tn size)
+  (let* ((ok (gen-label)) ;reindent after merging
+        (done (gen-label))
+        #!+(and sb-thread win32)
+        (scratch-tns (loop for my-tn in `(,eax-tn ,ebx-tn ,edx-tn ,ecx-tn)
+                           when (and (not (location= alloc-tn my-tn))
+                                     (or (not (tn-p size))
+                                         (not (location= size my-tn))))
+                             collect my-tn))
+        (tls-prefix #!+sb-thread :fs #!-sb-thread nil)
+        (free-pointer
+         (make-ea :dword :disp
+                  #!+sb-thread (* n-word-bytes thread-alloc-region-slot)
+                  #!-sb-thread (make-fixup "boxed_region" :foreign)
+                  :scale 1)) ; thread->alloc_region.free_pointer
+        (end-addr
+         (make-ea :dword :disp
+                  #!+sb-thread (* n-word-bytes (1+ thread-alloc-region-slot))
+                  #!-sb-thread (make-fixup "boxed_region" :foreign 4)
+                  :scale 1))   ; thread->alloc_region.end_addr
+        #!+(and sb-thread win32) (scratch-tn (pop scratch-tns))
+        #!+(and sb-thread win32) (swap-tn (pop scratch-tns)))
+    (unless (and (tn-p size) (location= alloc-tn size))
+      (inst mov alloc-tn size))
+    #!+(and sb-thread win32)
+    (progn
+      (inst push scratch-tn)
+      (inst push swap-tn)
+      (inst mov scratch-tn
+            (make-ea :dword :disp
+                     +win32-tib-arbitrary-field-offset+) tls-prefix)
+      (setf (ea-base free-pointer) scratch-tn
+            (ea-base end-addr) scratch-tn
+            tls-prefix nil))
+    (inst add alloc-tn free-pointer tls-prefix)
+    (inst cmp alloc-tn end-addr tls-prefix)
+    (inst jmp :be ok)
+    (let ((dst (ecase (tn-offset alloc-tn)
+                 (#.eax-offset "alloc_overflow_eax")
+                 (#.ecx-offset "alloc_overflow_ecx")
+                 (#.edx-offset "alloc_overflow_edx")
+                 (#.ebx-offset "alloc_overflow_ebx")
+                 (#.esi-offset "alloc_overflow_esi")
+                 (#.edi-offset "alloc_overflow_edi"))))
+      (inst call (make-fixup dst :foreign)))
+    (inst jmp-short done)
+    (emit-label ok)
+    ;; Swap ALLOC-TN and FREE-POINTER
+    (cond ((and (tn-p size) (location= alloc-tn size))
+           ;; XCHG is extremely slow, use the xor swap trick
+           #!-(and sb-thread win32)
+           (progn
+             (inst xor alloc-tn free-pointer tls-prefix)
+             (inst xor free-pointer alloc-tn tls-prefix)
+             (inst xor alloc-tn free-pointer tls-prefix))
+           #!+(and sb-thread win32)
+           (progn
+             (inst mov swap-tn free-pointer tls-prefix)
+             (inst mov free-pointer alloc-tn tls-prefix)
+             (inst mov alloc-tn swap-tn)))
+          (t
+           ;; It's easier if SIZE is still available.
+           (inst mov free-pointer alloc-tn tls-prefix)
+           (inst sub alloc-tn size)))
+    (emit-label done)
+    #!+(and sb-thread win32)
+    (progn
+      (inst pop swap-tn)
+      (inst pop scratch-tn))
+    (values)))
 
-(defvar *maybe-use-inline-allocation* t) ; FIXME unused
 
 ;;; Emit code to allocate an object with a size in bytes given by
-;;; Size. The size may be an integer of a TN. If Inline is a VOP
+;;; SIZE.  The size may be an integer or a TN. If Inline is a VOP
 ;;; node-var then it is used to make an appropriate speed vs size
 ;;; decision.
 
-;;; This macro should only be used inside a pseudo-atomic section,
-;;; which should also cover subsequent initialization of the
-;;; object.
-(defun allocation (alloc-tn size &optional inline)
-  ;; FIXME: since it appears that inline allocation is gone, we should
-  ;; remove the INLINE parameter and *MAYBE-USE-INLINE-ALLOCATION*
-  (declare (ignore inline))  
-  (flet ((load-size (dst-tn size)
-          (unless (and (tn-p size) (location= alloc-tn size))
-            (inst mov dst-tn size))))
-    (let ((alloc-tn-offset (tn-offset alloc-tn)))
-         ;; C call to allocate via dispatch routines. Each
-         ;; destination has a special entry point. The size may be a
-         ;; register or a constant.
-         (ecase alloc-tn-offset
-           (#.eax-offset
-            (case size
-              (8 (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_8_to_eax")
-                                        :foreign)))
-              (16 (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_16_to_eax")
-                                         :foreign)))
-              (t
-               (load-size eax-tn size)
-               (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_to_eax")
-                                      :foreign)))))
-           (#.ecx-offset
-            (case size
-              (8 (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_8_to_ecx")
-                                        :foreign)))
-              (16 (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_16_to_ecx")
-                                         :foreign)))
-              (t
-               (load-size ecx-tn size)
-               (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_to_ecx")
-                                      :foreign)))))
-           (#.edx-offset
-            (case size
-              (8 (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_8_to_edx")
-                                        :foreign)))
-              (16 (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_16_to_edx")
-                                         :foreign)))
-              (t
-               (load-size edx-tn size)
-               (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_to_edx")
-                                      :foreign)))))
-           (#.ebx-offset
-            (case size
-              (8 (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_8_to_ebx")
-                                        :foreign)))
-              (16 (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_16_to_ebx")
-                                         :foreign)))
-              (t
-               (load-size ebx-tn size)
-               (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_to_ebx")
-                                      :foreign)))))
-           (#.esi-offset
-            (case size
-              (8 (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_8_to_esi")
-                                        :foreign)))
-              (16 (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_16_to_esi")
-                                         :foreign)))
-              (t
-               (load-size esi-tn size)
-               (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_to_esi")
-                                      :foreign)))))
-           (#.edi-offset
-            (case size
-              (8 (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_8_to_edi")
-                                        :foreign)))
-              (16 (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_16_to_edi")
-                                         :foreign)))
-              (t
-               (load-size edi-tn size)
-               (inst call (make-fixup (extern-alien-name "alloc_to_edi")
-                                  :foreign))))))))
+;;; Allocation should only be used inside a pseudo-atomic section, which
+;;; should also cover subsequent initialization of the object.
+
+;;; (FIXME: so why aren't we asserting this?)
+
+(defun allocation (alloc-tn size &optional inline dynamic-extent lowtag)
+  (declare (ignorable inline))
+  (cond
+    (dynamic-extent
+     (allocation-dynamic-extent alloc-tn size lowtag))
+    ((or (null inline) (policy inline (>= speed space)))
+     (allocation-inline alloc-tn size))
+    (t
+     (allocation-notinline alloc-tn size)))
+  (when (and lowtag (not dynamic-extent))
+    (inst lea alloc-tn (make-ea :byte :base alloc-tn :disp lowtag)))
   (values))
 
 ;;; Allocate an other-pointer object of fixed SIZE with a single word
 ;;; header having the specified WIDETAG value. The result is placed in
 ;;; RESULT-TN.
-(defmacro with-fixed-allocation ((result-tn widetag size &optional inline)
-                                &rest forms)
-  `(pseudo-atomic
-    (allocation ,result-tn (pad-data-block ,size) ,inline)
-    (storew (logior (ash (1- ,size) n-widetag-bits) ,widetag)
-           ,result-tn)
-    (inst lea ,result-tn
-     (make-ea :byte :base ,result-tn :disp other-pointer-lowtag))
-    ,@forms))
+(defmacro with-fixed-allocation ((result-tn widetag size &optional inline stack-allocate-p)
+                                 &body forms)
+  (unless forms
+    (bug "empty &body in WITH-FIXED-ALLOCATION"))
+  (once-only ((result-tn result-tn) (size size) (stack-allocate-p stack-allocate-p))
+    `(maybe-pseudo-atomic ,stack-allocate-p
+       (allocation ,result-tn (pad-data-block ,size) ,inline ,stack-allocate-p
+                   other-pointer-lowtag)
+       (storew (logior (ash (1- ,size) n-widetag-bits) ,widetag)
+               ,result-tn 0 other-pointer-lowtag)
+       ,@forms)))
 \f
 ;;;; error code
-(eval-when (#-sb-xc :compile-toplevel :load-toplevel :execute)
-  (defun emit-error-break (vop kind code values)
-    (let ((vector (gensym)))
-      `((inst int 3)                           ; i386 breakpoint instruction
-       ;; The return PC points here; note the location for the debugger.
-       (let ((vop ,vop))
-         (when vop
-               (note-this-location vop :internal-error)))
-       (inst byte ,kind)                       ; eg trap_Xyyy
-       (with-adjustable-vector (,vector)       ; interr arguments
-         (write-var-integer (error-number-or-lose ',code) ,vector)
-         ,@(mapcar (lambda (tn)
-                     `(let ((tn ,tn))
-                        ;; classic CMU CL comment:
-                        ;;   zzzzz jrd here. tn-offset is zero for constant
-                        ;;   tns.
-                        (write-var-integer (make-sc-offset (sc-number
-                                                            (tn-sc tn))
-                                                           (or (tn-offset tn)
-                                                               0))
-                                           ,vector)))
-                   values)
-         (inst byte (length ,vector))
-         (dotimes (i (length ,vector))
-           (inst byte (aref ,vector i))))))))
-
-(defmacro error-call (vop error-code &rest values)
+(defun emit-error-break (vop kind code values)
+  (assemble ()
+    #!-ud2-breakpoints
+    (inst int 3)                        ; i386 breakpoint instruction
+    ;; CLH 20060314
+    ;; On Darwin, we need to use #x0b0f instead of int3 in order
+    ;; to generate a SIGILL instead of a SIGTRAP as darwin/x86
+    ;; doesn't seem to be reliably firing SIGTRAP
+    ;; handlers. Hopefully this will be fixed by Apple at a
+    ;; later date.
+    #!+ud2-breakpoints
+    (inst word #x0b0f)
+    ;; The return PC points here; note the location for the debugger.
+    (when vop
+      (note-this-location vop :internal-error))
+    (inst byte kind)                    ; e.g. trap_xyyy
+    (with-adjustable-vector (vector)    ; interr arguments
+      (write-var-integer code vector)
+      (dolist (tn values)
+        ;; classic CMU CL comment:
+        ;;   zzzzz jrd here. tn-offset is zero for constant
+        ;;   tns.
+        (write-var-integer (make-sc-offset (sc-number (tn-sc tn))
+                                           (or (tn-offset tn) 0))
+                           vector))
+      (inst byte (length vector))
+      (dotimes (i (length vector))
+        (inst byte (aref vector i))))))
+
+(defun error-call (vop error-code &rest values)
   #!+sb-doc
   "Cause an error. ERROR-CODE is the error to cause."
-  (cons 'progn
-       (emit-error-break vop error-trap error-code values)))
+  (emit-error-break vop error-trap (error-number-or-lose error-code) values))
 
-(defmacro generate-error-code (vop error-code &rest values)
+(defun generate-error-code (vop error-code &rest values)
   #!+sb-doc
   "Generate-Error-Code Error-code Value*
   Emit code for an error with the specified Error-Code and context Values."
-  `(assemble (*elsewhere*)
-     (let ((start-lab (gen-label)))
-       (emit-label start-lab)
-       (error-call ,vop ,error-code ,@values)
-       start-lab)))
+  (assemble (*elsewhere*)
+    (let ((start-lab (gen-label)))
+      (emit-label start-lab)
+      (emit-error-break vop error-trap (error-number-or-lose error-code) values)
+      start-lab)))
 
 \f
 ;;;; PSEUDO-ATOMIC
 ;;; around.  It's an operation which the AOP weenies would describe as
 ;;; having "cross-cutting concerns", meaning it appears all over the
 ;;; place and there's no logical single place to attach documentation.
-;;; grep (mostly in src/runtime) is your friend 
+;;; grep (mostly in src/runtime) is your friend
+
+;;; KLUDGE: since the stack on the x86 is treated conservatively, it
+;;; does not matter whether a signal occurs during construction of a
+;;; dynamic-extent object, as the half-finished construction of the
+;;; object will not cause any difficulty.  We can therefore elide
+(defmacro maybe-pseudo-atomic (not-really-p &body forms)
+  `(if ,not-really-p
+       (progn ,@forms)
+       (pseudo-atomic ,@forms)))
+
+;;; Unsafely clear pa flags so that the image can properly lose in a
+;;; pa section.
+#!+sb-thread
+(defmacro %clear-pseudo-atomic ()
+  #!+win32
+  `(progn)
+  #!-win32
+  '(inst mov (make-ea :dword :disp (* 4 thread-pseudo-atomic-bits-slot)) 0 :fs))
 
-;;; FIXME: *PSEUDO-ATOMIC-FOO* could be made into *PSEUDO-ATOMIC-BITS*,
-;;; set with a single operation and cleared with SHR *PSEUDO-ATOMIC-BITS*,-2;
-;;; the ATOMIC bit is bit 0, the INTERRUPTED bit is bit 1, and you check
-;;; the C flag after the shift to see whether you were interrupted.
+#!+sb-safepoint
+(defun emit-safepoint ()
+  (inst test eax-tn (make-ea :dword :disp sb!vm::gc-safepoint-page-addr)))
 
 #!+sb-thread
 (defmacro pseudo-atomic (&rest forms)
+  #!+sb-safepoint-strictly
+  `(progn ,@forms (emit-safepoint))
+  #!-sb-safepoint-strictly
   (with-unique-names (label)
     `(let ((,label (gen-label)))
-      (inst fs-segment-prefix)
-      (inst mov (make-ea :byte :disp (* 4 thread-pseudo-atomic-atomic-slot)) 1)
-      (inst fs-segment-prefix)
-      (inst mov (make-ea :byte 
-                :disp (* 4 thread-pseudo-atomic-interrupted-slot)) 0) 
-      ,@forms
-      (inst fs-segment-prefix)
-      (inst mov (make-ea :byte :disp (* 4 thread-pseudo-atomic-atomic-slot)) 0)
-      (inst fs-segment-prefix)
-      (inst cmp (make-ea :byte
-                :disp (* 4 thread-pseudo-atomic-interrupted-slot)) 0)
-      (inst jmp :eq ,label)
-      ;; if PAI was set, interrupts were disabled at the same time
-      ;; using the process signal mask.  
-      (inst break pending-interrupt-trap)
-      (emit-label ,label))))
+       (inst mov (make-ea :dword :disp (* 4 thread-pseudo-atomic-bits-slot))
+             ebp-tn :fs)
+       ,@forms
+       (inst xor (make-ea :dword :disp (* 4 thread-pseudo-atomic-bits-slot))
+             ebp-tn :fs)
+       (inst jmp :z ,label)
+       ;; if PAI was set, interrupts were disabled at the same time
+       ;; using the process signal mask.
+       (inst break pending-interrupt-trap)
+       (emit-label ,label)
+       #!+sb-safepoint
+       ;; In this case, when allocation thinks a GC should be done, it
+       ;; does not mark PA as interrupted, but schedules a safepoint
+       ;; trap instead.  Let's take the opportunity to trigger that
+       ;; safepoint right now.
+       (emit-safepoint))))
 
 #!-sb-thread
 (defmacro pseudo-atomic (&rest forms)
   (with-unique-names (label)
     `(let ((,label (gen-label)))
-      ;; FIXME: The MAKE-EA noise should become a MACROLET macro or
-      ;; something. (perhaps SVLB, for static variable low byte)
-      (inst mov (make-ea :byte :disp (+ nil-value
-                                        (static-symbol-offset
-                                         '*pseudo-atomic-interrupted*)
-                                        (ash symbol-value-slot word-shift)
-                                        ;; FIXME: Use mask, not minus, to
-                                        ;; take out type bits.
-                                        (- other-pointer-lowtag)))
-       0)
-      (inst mov (make-ea :byte :disp (+ nil-value
-                                        (static-symbol-offset
-                                         '*pseudo-atomic-atomic*)
-                                        (ash symbol-value-slot word-shift)
-                                        (- other-pointer-lowtag)))
-       (fixnumize 1))
-      ,@forms
-      (inst mov (make-ea :byte :disp (+ nil-value
-                                        (static-symbol-offset
-                                         '*pseudo-atomic-atomic*)
-                                        (ash symbol-value-slot word-shift)
-                                        (- other-pointer-lowtag)))
-       0)
-      ;; KLUDGE: Is there any requirement for interrupts to be
-      ;; handled in order? It seems as though an interrupt coming
-      ;; in at this point will be executed before any pending interrupts.
-      ;; Or do incoming interrupts check to see whether any interrupts
-      ;; are pending? I wish I could find the documentation for
-      ;; pseudo-atomics.. -- WHN 19991130
-      (inst cmp (make-ea :byte
-                 :disp (+ nil-value
-                          (static-symbol-offset
-                           '*pseudo-atomic-interrupted*)
-                          (ash symbol-value-slot word-shift)
-                          (- other-pointer-lowtag)))
-       0)
-      (inst jmp :eq ,label)
-      ;; if PAI was set, interrupts were disabled at the same time
-      ;; using the process signal mask.  
-      (inst break pending-interrupt-trap)
-      (emit-label ,label))))
-
-
+       (inst mov (make-ea-for-symbol-value *pseudo-atomic-bits* :dword)
+             ebp-tn)
+       ,@forms
+       (inst xor (make-ea-for-symbol-value *pseudo-atomic-bits* :dword)
+             ebp-tn)
+       (inst jmp :z ,label)
+       ;; if PAI was set, interrupts were disabled at the same time
+       ;; using the process signal mask.
+       (inst break pending-interrupt-trap)
+       (emit-label ,label))))
 \f
 ;;;; indexed references
 
+(defmacro define-full-compare-and-swap
+    (name type offset lowtag scs el-type &optional translate)
+  `(progn
+     (define-vop (,name)
+         ,@(when translate `((:translate ,translate)))
+       (:policy :fast-safe)
+       (:args (object :scs (descriptor-reg) :to :eval)
+              (index :scs (any-reg immediate unsigned-reg) :to :result)
+              (old-value :scs ,scs :target eax)
+              (new-value :scs ,scs))
+       (:arg-types ,type tagged-num ,el-type ,el-type)
+       (:temporary (:sc descriptor-reg :offset eax-offset
+                        :from (:argument 2) :to :result :target value)  eax)
+       (:results (value :scs ,scs))
+       (:result-types ,el-type)
+       (:generator 5
+         (move eax old-value)
+         (let ((ea (sc-case index
+                     (immediate
+                      (make-ea :dword :base object
+                               :disp (- (* (+ ,offset (tn-value index))
+                                           n-word-bytes)
+                                        ,lowtag)))
+                     (unsigned-reg
+                      (make-ea :dword :base object :index index :scale 4
+                               :disp (- (* ,offset n-word-bytes)
+                                        ,lowtag)))
+                     (t
+                      (make-ea :dword :base object :index index
+                               :disp (- (* ,offset n-word-bytes)
+                                        ,lowtag))))))
+           (inst cmpxchg ea new-value :lock))
+         (move value eax)))))
+
 (defmacro define-full-reffer (name type offset lowtag scs el-type &optional translate)
   `(progn
      (define-vop (,name)
        ,@(when translate
-          `((:translate ,translate)))
+           `((:translate ,translate)))
        (:policy :fast-safe)
        (:args (object :scs (descriptor-reg))
-             (index :scs (any-reg)))
+              (index :scs (any-reg immediate unsigned-reg)))
        (:arg-types ,type tagged-num)
        (:results (value :scs ,scs))
        (:result-types ,el-type)
-       (:generator 3                   ; pw was 5
-        (inst mov value (make-ea :dword :base object :index index
-                                 :disp (- (* ,offset n-word-bytes)
-                                          ,lowtag)))))
-     (define-vop (,(symbolicate name "-C"))
+       (:generator 3                    ; pw was 5
+         (sc-case index
+           (immediate
+            (inst mov value (make-ea :dword :base object
+                                     :disp (- (* (+ ,offset (tn-value index))
+                                                 n-word-bytes)
+                                              ,lowtag))))
+           (unsigned-reg
+            (inst mov value (make-ea :dword :base object :index index :scale 4
+                                     :disp (- (* ,offset n-word-bytes)
+                                              ,lowtag))))
+           (t
+            (inst mov value (make-ea :dword :base object :index index
+                                     :disp (- (* ,offset n-word-bytes)
+                                              ,lowtag)))))))))
+
+(defmacro define-full-reffer+offset (name type offset lowtag scs el-type &optional translate)
+  `(progn
+     (define-vop (,name)
        ,@(when translate
-          `((:translate ,translate)))
+           `((:translate ,translate)))
        (:policy :fast-safe)
-       (:args (object :scs (descriptor-reg)))
-       (:info index)
-       (:arg-types ,type (:constant (signed-byte 30)))
+       (:args (object :scs (descriptor-reg))
+              (index :scs (any-reg immediate unsigned-reg)))
+       (:arg-types ,type tagged-num
+                   (:constant (constant-displacement ,lowtag sb!vm:n-word-bytes ,offset)))
+       (:info offset)
        (:results (value :scs ,scs))
        (:result-types ,el-type)
-       (:generator 2                   ; pw was 5
-        (inst mov value (make-ea :dword :base object
-                                 :disp (- (* (+ ,offset index) n-word-bytes)
-                                          ,lowtag)))))))
+       (:generator 3                    ; pw was 5
+         (sc-case index
+           (immediate
+            (inst mov value (make-ea :dword :base object
+                                     :disp (- (* (+ ,offset
+                                                    (tn-value index)
+                                                    offset)
+                                                 n-word-bytes)
+                                              ,lowtag))))
+           (unsigned-reg
+            (inst mov value (make-ea :dword :base object :index index :scale 4
+                                     :disp (- (* (+ ,offset offset)
+                                                 n-word-bytes)
+                                              ,lowtag))))
+           (t
+            (inst mov value (make-ea :dword :base object :index index
+                                     :disp (- (* (+ ,offset offset)
+                                                 n-word-bytes)
+                                              ,lowtag)))))))))
 
 (defmacro define-full-setter (name type offset lowtag scs el-type &optional translate)
   `(progn
      (define-vop (,name)
        ,@(when translate
-          `((:translate ,translate)))
+           `((:translate ,translate)))
        (:policy :fast-safe)
        (:args (object :scs (descriptor-reg))
-             (index :scs (any-reg))
-             (value :scs ,scs :target result))
+              (index :scs (any-reg immediate))
+              (value :scs ,scs :target result))
        (:arg-types ,type tagged-num ,el-type)
        (:results (result :scs ,scs))
        (:result-types ,el-type)
-       (:generator 4                   ; was 5
-        (inst mov (make-ea :dword :base object :index index
-                           :disp (- (* ,offset n-word-bytes) ,lowtag))
-              value)
-        (move result value)))
-     (define-vop (,(symbolicate name "-C"))
+       (:generator 4                    ; was 5
+         (sc-case index
+           (immediate
+            (inst mov (make-ea :dword :base object
+                               :disp (- (* (+ ,offset (tn-value index))
+                                           n-word-bytes)
+                                        ,lowtag))
+                  value))
+           (t
+            (inst mov (make-ea :dword :base object :index index
+                               :disp (- (* ,offset n-word-bytes) ,lowtag))
+                  value)))
+        (move result value)))))
+
+(defmacro define-full-setter+offset (name type offset lowtag scs el-type &optional translate)
+  `(progn
+     (define-vop (,name)
        ,@(when translate
-          `((:translate ,translate)))
+           `((:translate ,translate)))
        (:policy :fast-safe)
        (:args (object :scs (descriptor-reg))
-             (value :scs ,scs :target result))
-       (:info index)
-       (:arg-types ,type (:constant (signed-byte 30)) ,el-type)
+              (index :scs (any-reg immediate))
+              (value :scs ,scs :target result))
+       (:info offset)
+       (:arg-types ,type tagged-num
+                   (:constant (constant-displacement ,lowtag sb!vm:n-word-bytes ,offset)) ,el-type)
        (:results (result :scs ,scs))
        (:result-types ,el-type)
-       (:generator 3                   ; was 5
-        (inst mov (make-ea :dword :base object
-                           :disp (- (* (+ ,offset index) n-word-bytes)
-                                    ,lowtag))
-              value)
-        (move result value)))))
-
-;;; helper for alien stuff
-(defmacro sb!sys::with-pinned-objects ((&rest objects) &body body)
+       (:generator 4                    ; was 5
+         (sc-case index
+           (immediate
+            (inst mov (make-ea :dword :base object
+                               :disp (- (* (+ ,offset (tn-value index) offset)
+                                           n-word-bytes)
+                                        ,lowtag))
+                  value))
+           (t
+            (inst mov (make-ea :dword :base object :index index
+                               :disp (- (* (+ ,offset offset)
+                                           n-word-bytes) ,lowtag))
+                  value)))
+        (move result value)))))
+
+;;; helper for alien stuff.
+
+(def!macro with-pinned-objects ((&rest objects) &body body)
   "Arrange with the garbage collector that the pages occupied by
 OBJECTS will not be moved in memory for the duration of BODY.
 Useful for e.g. foreign calls where another thread may trigger
-garbage collection"
-  `(multiple-value-prog1
-       (progn
-        ,@(loop for p in objects 
-                collect `(push-word-on-c-stack
-                          (int-sap (sb!kernel:get-lisp-obj-address ,p))))
-        ,@body)
-     (pop-words-from-c-stack ,(length objects))))
+collection."
+  (if objects
+      (let ((pins (make-gensym-list (length objects)))
+            (wpo (gensym "WITH-PINNED-OBJECTS-THUNK")))
+        ;; BODY is stuffed in a function to preserve the lexical
+        ;; environment.
+        `(flet ((,wpo () (progn ,@body)))
+           (declare (muffle-conditions compiler-note))
+           ;; PINS are dx-allocated in case the compiler for some
+           ;; unfathomable reason decides to allocate value-cells
+           ;; for them -- since we have DX value-cells on x86oid
+           ;; platforms this still forces them on the stack.
+           (dx-let ,(mapcar #'list pins objects)
+             (multiple-value-prog1 (,wpo)
+               ;; TOUCH-OBJECT has a VOP with an empty body: compiler
+               ;; thinks we're using the argument and doesn't flush
+               ;; the variable, but we don't have to pay any extra
+               ;; beyond that -- and MULTIPLE-VALUE-PROG1 keeps them
+               ;; live till the body has finished. *whew*
+               ,@(mapcar (lambda (pin)
+                           `(touch-object ,pin))
+                         pins)))))
+      `(progn ,@body)))
+
+;;; Helper to hide the fact that thread access on Windows needs one more
+;;; instruction, needs the FS prefix in that instruction _instead_ of
+;;; the actual load/store, and partially hide the resulting need for a
+;;; temporary TN when the non-windows might have have dereferenced an EA
+;;; without a TN as a base.
+
+(defmacro with-tls-ea ((ea-var &key base
+                                    base-already-live-p
+                                    (disp-type :constant)
+                                    (disp 0))
+                       &body body)
+  "Execute BODY with various magic.  BODY is expected to emit instructions.
+
+   In the body, EA-VAR will be an alias for an EA which BODY can use to
+   perform a thread-local load or store.
+
+   Within the body, :MAYBE-FS will be replaced with :FS or NIL,
+   depending on the target, and needs to be included in any instruction
+   performing an access through the EA.
+
+   DISP-TYPE must be :INDEX, or :CONSTANT, and DISP must be an EA/TN,
+   or an expression returning an integer, respectively.
+
+   BASE must be a temporary TN, except in the following situation: BASE
+   will be unused when DISP-TYPE is constant, BASE-ALREADY-LIVE-P is
+   true, _and_ we're on POSIX.  This is an intentional optimization, and
+   the caller needs to take care to ignore the TN in this case, or can
+   omit this parameter.
+
+   BASE-ALREADY-LIVE-P means that at run-time, the BASE register already
+   holds an offset that we should add to instead of overwriting it.
+   The value of the BASE register is undefined following the macro invocation."
+  (check-type base-already-live-p boolean)
+  (check-type disp-type (member :index :constant))
+  #!-(and win32 sb-thread)
+  (let ((body (subst :fs :maybe-fs body)))
+    (ecase disp-type
+      (:constant
+       `(progn
+          ,@(subst (if base-already-live-p
+                       ;; use BASE and DISP
+                       `(make-ea :dword :base ,base :disp ,disp)
+                       ;; BASE not live and not needed, just use DISP
+                       `(make-ea :dword :disp ,disp))
+                   ea-var
+                   body)))
+      (:index
+       ;; need to use BASE in any case; and DISP is an EA
+       `(progn
+          (inst ,(if base-already-live-p 'add 'mov) ,base ,disp)
+          ,@(subst `(make-ea :dword :base ,base)
+                   ea-var
+                   body)))))
+  #!+(and win32 sb-thread)
+  ;; goes through a temporary register to add the thread address into it
+  (multiple-value-bind (constant-disp ea-disp)
+      (ecase disp-type
+        (:constant (values disp nil))
+        (:index    (values 0 disp)))
+    `(progn
+       ,@(when ea-disp
+           `((inst ,(if base-already-live-p 'add 'mov) ,base ,ea-disp)))
+       (inst ,(if (or base-already-live-p ea-disp) 'add 'mov)
+             ,base
+             (make-ea :dword :disp +win32-tib-arbitrary-field-offset+)
+             :fs)
+       ,@(subst `(make-ea :dword :base ,base :disp ,constant-disp)
+                ea-var
+                (subst nil :maybe-fs body)))))