move checking for constant ALIEN-INFO into a separate function
[sbcl.git] / src / compiler / x86-64 / insts.lisp
index 927ce8d..42ca8e6 100644 (file)
   (defparameter *sse-conditions* #(:eq :lt :le :unord :neq :nlt :nle :ord)))
 
 (sb!disassem:define-arg-type sse-condition-code
+  ;; Inherit the prefilter from IMM-BYTE to READ-SUFFIX the byte.
+  :type 'imm-byte
   :printer *sse-conditions*)
 
-(sb!disassem:define-instruction-format (xmm-xmm/mem-cmp 32
-                                        :default-printer
-                                        '(:name " " cc :tab reg ", " reg/mem))
-  (x0f     :field (byte 8 0)    :value #x0f)
-  (op      :field (byte 8 8))
-  (reg/mem :fields (list (byte 2 22) (byte 3 16))
-                                :type 'xmmreg/mem)
-  (reg     :field (byte 3 19)   :type 'xmmreg)
-  (cc      :field (byte 8 24)   :type 'sse-condition-code))
-
-(sb!disassem:define-instruction-format (rex-xmm-xmm/mem-cmp 40
-                                        :default-printer
-                                        '(:name " " cc :tab reg ", " reg/mem))
-  (rex     :field (byte 4 4)   :value #b0100)
-  (wrxb    :field (byte 4 0)    :type 'wrxb)
-  (x0f     :field (byte 8 8)    :value #x0f)
-  (op      :field (byte 8 16))
-  (reg/mem :fields (list (byte 2 30) (byte 3 24))
-                                :type 'xmmreg/mem)
-  (reg     :field (byte 3 27)   :type 'xmmreg)
-  (cc      :field (byte 8 32)   :type 'sse-condition-code))
-
-(sb!disassem:define-instruction-format (ext-xmm-xmm/mem-cmp 40
-                                        :default-printer
-                                        '(:name " " cc :tab reg ", " reg/mem))
-  (prefix  :field (byte 8 0))
-  (x0f     :field (byte 8 8)    :value #x0f)
-  (op      :field (byte 8 16))
-  (reg/mem :fields (list (byte 2 30) (byte 3 24))
-                                :type 'xmmreg/mem)
-  (reg     :field (byte 3 27)   :type 'xmmreg)
-  (cc      :field (byte 8 32)   :type 'sse-condition-code))
-
-(sb!disassem:define-instruction-format (ext-rex-xmm-xmm/mem-cmp 48
-                                        :default-printer
-                                        '(:name " " cc :tab reg ", " reg/mem))
-  (prefix  :field (byte 8 0))
-  (rex     :field (byte 4 12)   :value #b0100)
-  (wrxb    :field (byte 4 8)    :type 'wrxb)
-  (x0f     :field (byte 8 16)   :value #x0f)
-  (op      :field (byte 8 24))
-  (reg/mem :fields (list (byte 2 38) (byte 3 32))
-                                :type 'xmmreg/mem)
-  (reg     :field (byte 3 35)   :type 'xmmreg)
-  (cc      :field (byte 8 40)   :type 'sse-condition-code))
-
 ;;; XMM instructions with 8 bit immediate data
 
 (sb!disassem:define-instruction-format (xmm-xmm/mem-imm 24
                                         :default-printer
-                                        '(:name :tab reg ", " reg/mem " " imm))
+                                        '(:name
+                                          :tab reg ", " reg/mem ", " imm))
   (x0f     :field (byte 8 0)    :value #x0f)
   (op      :field (byte 8 8))
   (reg/mem :fields (list (byte 2 22) (byte 3 16))
 
 (sb!disassem:define-instruction-format (rex-xmm-xmm/mem-imm 32
                                         :default-printer
-                                        '(:name :tab reg ", " reg/mem " " imm))
+                                        '(:name
+                                          :tab reg ", " reg/mem ", " imm))
   (rex     :field (byte 4 4)    :value #b0100)
   (wrxb    :field (byte 4 0)    :type 'wrxb)
   (x0f     :field (byte 8 8)    :value #x0f)
 
 (sb!disassem:define-instruction-format (ext-xmm-xmm/mem-imm 32
                                         :default-printer
-                                        '(:name :tab reg ", " reg/mem " " imm))
+                                        '(:name
+                                          :tab reg ", " reg/mem ", " imm))
   (prefix  :field (byte 8 0))
   (x0f     :field (byte 8 8)    :value #x0f)
   (op      :field (byte 8 16))
 
 (sb!disassem:define-instruction-format (ext-rex-xmm-xmm/mem-imm 40
                                         :default-printer
-                                        '(:name :tab reg ", " reg/mem " " imm))
+                                        '(:name
+                                          :tab reg ", " reg/mem ", " imm))
   (prefix  :field (byte 8 0))
   (rex     :field (byte 4 12)   :value #b0100)
   (wrxb    :field (byte 4 8)    :type 'wrxb)
             (format stream "+~A" (ea-disp ea))))
          (write-char #\] stream))))
 
-(defun emit-constant-tn-rip (segment constant-tn reg)
+(defun emit-constant-tn-rip (segment constant-tn reg remaining-bytes)
   ;; AMD64 doesn't currently have a code object register to use as a
   ;; base register for constant access. Instead we use RIP-relative
   ;; addressing. The offset from the SIMPLE-FUN-HEADER to the instruction
                        ;; The addressing is relative to end of instruction,
                        ;; i.e. the end of this dword. Hence the + 4.
                        (emit-signed-dword segment
-                                          (+ 4 (- (+ offset posn)))))))
+                                          (+ 4 remaining-bytes
+                                             (- (+ offset posn)))))))
   (values))
 
-(defun emit-label-rip (segment fixup reg)
+(defun emit-label-rip (segment fixup reg remaining-bytes)
   (let ((label (fixup-offset fixup)))
     ;; RIP-relative addressing
     (emit-mod-reg-r/m-byte segment #b00 reg #b101)
     (emit-back-patch segment
                      4
                      (lambda (segment posn)
-                       (emit-signed-dword segment (- (label-position label)
-                                                     (+ posn 4))))))
+                       (emit-signed-dword segment
+                                          (- (label-position label)
+                                             (+ posn 4 remaining-bytes))))))
   (values))
 
-(defun emit-ea (segment thing reg &optional allow-constants)
+(defun emit-ea (segment thing reg &key allow-constants (remaining-bytes 0))
   (etypecase thing
     (tn
      ;; this would be eleganter if we had a function that would create
           ;; Why?
           (error
            "Constant TNs can only be directly used in MOV, PUSH, and CMP."))
-        (emit-constant-tn-rip segment thing reg))))
+        (emit-constant-tn-rip segment thing reg remaining-bytes))))
     (ea
      (let* ((base (ea-base thing))
             (index (ea-index thing))
             (r/m (cond (index #b100)
                        ((null base) #b101)
                        (t (reg-tn-encoding base)))))
+       (when (and (fixup-p disp)
+                  (label-p (fixup-offset disp)))
+         (aver (null base))
+         (aver (null index))
+         (return-from emit-ea (emit-ea segment disp reg
+                                       :allow-constants allow-constants
+                                       :remaining-bytes remaining-bytes)))
        (when (and (= mod 0) (= r/m #b101))
          ;; this is rip-relative in amd64, so we'll use a sib instead
          (setf r/m #b100 scale 1))
     (fixup
      (typecase (fixup-offset thing)
        (label
-        (emit-label-rip segment thing reg))
+        (emit-label-rip segment thing reg remaining-bytes))
        (t
         (emit-mod-reg-r/m-byte segment #b00 reg #b100)
         (emit-sib-byte segment 0 #b100 #b101)
         :float)
        (#.*double-sc-names*
         :double)
+       (#.*complex-sc-names*
+        :complex)
        (t
         (error "can't tell the size of ~S ~S" thing (sc-name (tn-sc thing))))))
     (ea
                               (if (eq size :byte)
                                   #b10001010
                                   #b10001011))
-                   (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst) t))))
+                   (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst) :allow-constants t))))
            ((integerp src)
             ;; C7 only deals with 32 bit immediates even if the
             ;; destination is a 64-bit location. The value is
                                    (cond (ea-p (ea-base src))
                                          ((tn-p src) src)
                                          (t nil)))
-            (emit-byte segment #x63)    ;movsxd
+            (emit-byte segment (if signed-p #x63 #x8b)) ;movsxd or straight mov
             ;;(emit-byte segment opcode)
             (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))))))))
 
                    (emit-byte-with-reg segment #b01010 (reg-tn-encoding src)))
                   (t
                    (emit-byte segment #b11111111)
-                   (emit-ea segment src #b110 t))))))))
+                   (emit-ea segment src #b110 :allow-constants t))))))))
 
 (define-instruction pop (segment dst)
   (:printer reg-no-width-default-qword ((op #b01011)))
       (cond ((and (not (eq size :byte)) (<= -128 src 127))
              (maybe-emit-rex-for-ea segment dst nil)
              (emit-byte segment #b10000011)
-             (emit-ea segment dst opcode allow-constants)
+             (emit-ea segment dst opcode :allow-constants allow-constants)
              (emit-byte segment src))
             ((accumulator-p dst)
              (maybe-emit-rex-for-ea segment dst nil)
             (t
              (maybe-emit-rex-for-ea segment dst nil)
              (emit-byte segment (if (eq size :byte) #b10000000 #b10000001))
-             (emit-ea segment dst opcode allow-constants)
+             (emit-ea segment dst opcode :allow-constants allow-constants)
              (emit-sized-immediate segment size src))))
      ((register-p src)
       (maybe-emit-rex-for-ea segment dst src)
                  (dpb opcode
                       (byte 3 3)
                       (if (eq size :byte) #b00000000 #b00000001)))
-      (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src) allow-constants))
+      (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src) :allow-constants allow-constants))
      ((register-p dst)
       (maybe-emit-rex-for-ea segment src dst)
       (emit-byte segment
                  (dpb opcode
                       (byte 3 3)
                       (if (eq size :byte) #b00000010 #b00000011)))
-      (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst) allow-constants))
+      (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst) :allow-constants allow-constants))
      (t
       (error "bogus operands to ~A" name)))))
 
 (defun break-control (chunk inst stream dstate)
   (declare (ignore inst))
   (flet ((nt (x) (if stream (sb!disassem:note x dstate))))
-    ;; FIXME: Make sure that BYTE-IMM-CODE is defined. The genesis
-    ;; map has it undefined; and it should be easier to look in the target
-    ;; Lisp (with (DESCRIBE 'BYTE-IMM-CODE)) than to definitively deduce
-    ;; from first principles whether it's defined in some way that genesis
-    ;; can't grok.
-    (case #!-darwin (byte-imm-code chunk dstate)
-          #!+darwin (word-imm-code chunk dstate)
+    ;; XXX: {BYTE,WORD}-IMM-CODE below is a macro defined by the
+    ;; DEFINE-INSTRUCTION-FORMAT for {BYTE,WORD}-IMM above.  Due to
+    ;; the spectacular design for DEFINE-INSTRUCTION-FORMAT (involving
+    ;; a call to EVAL in order to define the macros at compile-time
+    ;; only) they do not even show up as symbols in the target core.
+    (case #!-ud2-breakpoints (byte-imm-code chunk dstate)
+          #!+ud2-breakpoints (word-imm-code chunk dstate)
       (#.error-trap
        (nt "error trap")
        (sb!disassem:handle-break-args #'snarf-error-junk stream dstate))
 
 (define-instruction break (segment code)
   (:declare (type (unsigned-byte 8) code))
-  #!-darwin (:printer byte-imm ((op #b11001100)) '(:name :tab code)
-                     :control #'break-control)
-  #!+darwin (:printer word-imm ((op #b0000101100001111)) '(:name :tab code)
-                     :control #'break-control)
+  #!-ud2-breakpoints (:printer byte-imm ((op #b11001100)) '(:name :tab code)
+                               :control #'break-control)
+  #!+ud2-breakpoints (:printer word-imm ((op #b0000101100001111)) '(:name :tab code)
+                               :control #'break-control)
   (:emitter
-   #!-darwin (emit-byte segment #b11001100)
+   #!-ud2-breakpoints (emit-byte segment #b11001100)
    ;; On darwin, trap handling via SIGTRAP is unreliable, therefore we
    ;; throw a sigill with 0x0b0f instead and check for this in the
    ;; SIGILL handler and pass it on to the sigtrap handler if
    ;; appropriate
-   #!+darwin (emit-word segment #b0000101100001111)
+   #!+ud2-breakpoints (emit-word segment #b0000101100001111)
    (emit-byte segment code)))
 
 (define-instruction int (segment number)
 \f
 ;;;; Instructions required to do floating point operations using SSE
 
-(defun emit-sse-inst (segment dst src prefix opcode &key operand-size)
+;; Return a two-element list of printers for SSE instructions. One
+;; printer is for the format without a REX prefix, the other one for the
+;; one with.
+(eval-when (:compile-toplevel :execute)
+  (defun sse-inst-printer-list (inst-format-stem prefix opcode
+                                &key more-fields printer)
+    (let ((fields `(,@(when prefix
+                        `((prefix ,prefix)))
+                    (op ,opcode)
+                    ,@more-fields))
+          (inst-formats (if prefix
+                            (list (symbolicate "EXT-" inst-format-stem)
+                                  (symbolicate "EXT-REX-" inst-format-stem))
+                            (list inst-format-stem
+                                  (symbolicate "REX-" inst-format-stem)))))
+      (mapcar (lambda (inst-format)
+                `(,inst-format ,fields ,@(when printer
+                                           (list printer))))
+              inst-formats))))
+
+(defun emit-sse-inst (segment dst src prefix opcode
+                      &key operand-size (remaining-bytes 0))
   (when prefix
     (emit-byte segment prefix))
   (if operand-size
       (maybe-emit-rex-for-ea segment src dst))
   (emit-byte segment #x0f)
   (emit-byte segment opcode)
-  (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))
+  (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst) :remaining-bytes remaining-bytes))
 
 ;; 0110 0110:0000 1111:0111 00gg: 11 010 xmmreg:imm8
 
 ;;; Emit an SSE instruction that has an XMM register as the destination
 ;;; operand and for which the size of the operands is implicitly given
 ;;; by the instruction.
-(defun emit-regular-sse-inst (segment dst src prefix opcode)
+(defun emit-regular-sse-inst (segment dst src prefix opcode
+                              &key (remaining-bytes 0))
   (aver (xmm-register-p dst))
   (emit-sse-inst segment dst src prefix opcode
-                 :operand-size :do-not-set))
+                 :operand-size :do-not-set
+                 :remaining-bytes remaining-bytes))
 
 ;;; Instructions having an XMM register as the destination operand
 ;;; and an XMM register or a memory location as the source operand.
   (define-regular-sse-inst subps    nil  #x5c)
   (define-regular-sse-inst subsd    #xf2 #x5c)
   (define-regular-sse-inst subss    #xf3 #x5c)
+  (define-regular-sse-inst unpckhpd #x66 #x15)
+  (define-regular-sse-inst unpckhps nil  #x15)
+  (define-regular-sse-inst unpcklpd #x66 #x14)
+  (define-regular-sse-inst unpcklps nil  #x14)
   ;; integer arithmetic
   (define-regular-sse-inst paddb    #x66 #xfc)
   (define-regular-sse-inst paddw    #x66 #xfd)
                           (:printer rex-xmm-xmm/mem-imm ((op ,opcode)))))
                   (:emitter
                    (aver (typep pattern '(unsigned-byte 8)))
-                   (emit-regular-sse-inst segment dst src ,prefix ,opcode)
+                   (emit-regular-sse-inst segment dst src ,prefix ,opcode
+                                          :remaining-bytes 1)
                    (emit-byte segment pattern)))))
   (define-xmm-shuffle-sse-inst pshufd  #x66 #x70)
   (define-xmm-shuffle-sse-inst pshufhw #xf3 #x70)
    (aver (xmm-register-p mask))
    (emit-regular-sse-inst segment src mask #x66 #xf7)))
 
-(macrolet ((define-xmm-comparison-sse-inst (name prefix opcode &optional name-prefix name-suffix)
-               (let ((printer (when name-prefix
-                                `'(,name-prefix cc ,name-suffix :tab reg ", " reg/mem))))
-                 `(define-instruction ,name (segment op x y)
-                    ,@(if prefix
-                          `((:printer ext-xmm-xmm/mem-cmp
-                                      ((prefix ,prefix) (op ,opcode))
-                                      ,@(and printer `(,printer)))
-                            (:printer ext-rex-xmm-xmm/mem-cmp
-                                      ((prefix ,prefix) (op ,opcode))
-                                      ,@(and printer `(,printer))))
-                          `((:printer xmm-xmm/mem-cmp ((op ,opcode))
-                                      ,@(and printer `(,printer)))
-                            (:printer rex-xmm-xmm/mem-cmp ((op ,opcode))
-                                      ,@(and printer `(,printer)))))
-                    (:emitter
-                     (let ((code (position op *sse-conditions*)))
-                       (aver code)
-                       (emit-regular-sse-inst segment x y ,prefix ,opcode)
-                       (emit-byte segment code)))))))
-  (define-xmm-comparison-sse-inst cmppd #x66 #xc2 "CMP" "PD")
-  (define-xmm-comparison-sse-inst cmpps nil  #xc2 "CMP" "PS")
-  (define-xmm-comparison-sse-inst cmpsd #xf2 #xc2 "CMP" "SD")
-  (define-xmm-comparison-sse-inst cmpss #xf3 #xc2 "CMP" "SS"))
+(macrolet ((define-comparison-sse-inst (name prefix opcode
+                                        name-prefix name-suffix)
+               `(define-instruction ,name (segment op x y)
+                  (:printer-list
+                   ',(sse-inst-printer-list
+                      'xmm-xmm/mem-imm prefix opcode
+                      :more-fields '((imm nil :type sse-condition-code))
+                      :printer `(,name-prefix imm ,name-suffix
+                                 :tab reg ", " reg/mem)))
+                  (:emitter
+                   (let ((code (position op *sse-conditions*)))
+                     (aver code)
+                     (emit-regular-sse-inst segment x y ,prefix ,opcode
+                                            :remaining-bytes 1)
+                     (emit-byte segment code))))))
+  (define-comparison-sse-inst cmppd #x66 #xc2 "CMP" "PD")
+  (define-comparison-sse-inst cmpps nil  #xc2 "CMP" "PS")
+  (define-comparison-sse-inst cmpsd #xf2 #xc2 "CMP" "SD")
+  (define-comparison-sse-inst cmpss #xf3 #xc2 "CMP" "SS"))
 
 ;;; MOVSD, MOVSS
 (macrolet ((define-movsd/ss-sse-inst (name prefix)
   (:emitter
    (emit-byte segment #b00001111)
    (emit-byte segment #b00110001)))
+
+;;;; Late VM definitions
+
+(defun canonicalize-inline-constant (constant &aux (alignedp nil))
+  (let ((first (car constant)))
+    (when (eql first :aligned)
+      (setf alignedp t)
+      (pop constant)
+      (setf first (car constant)))
+    (typecase first
+      (single-float (setf constant (list :single-float first)))
+      (double-float (setf constant (list :double-float first)))
+      ((complex single-float)
+         (setf constant (list :complex-single-float first)))
+      ((complex double-float)
+         (setf constant (list :complex-double-float first)))))
+  (destructuring-bind (type value) constant
+    (ecase type
+      ((:byte :word :dword :qword)
+         (aver (integerp value))
+         (cons type value))
+      ((:base-char)
+         (aver (base-char-p value))
+         (cons :byte (char-code value)))
+      ((:character)
+         (aver (characterp value))
+         (cons :dword (char-code value)))
+      ((:single-float)
+         (aver (typep value 'single-float))
+         (cons (if alignedp :oword :dword)
+               (ldb (byte 32 0) (single-float-bits value))))
+      ((:double-float)
+         (aver (typep value 'double-float))
+         (cons (if alignedp :oword :qword)
+               (ldb (byte 64 0) (logior (ash (double-float-high-bits value) 32)
+                                        (double-float-low-bits value)))))
+      ((:complex-single-float)
+         (aver (typep value '(complex single-float)))
+         (cons (if alignedp :oword :qword)
+               (ldb (byte 64 0)
+                    (logior (ash (single-float-bits (imagpart value)) 32)
+                            (ldb (byte 32 0)
+                                 (single-float-bits (realpart value)))))))
+      ((:oword :sse)
+         (aver (integerp value))
+         (cons :oword value))
+      ((:complex-double-float)
+         (aver (typep value '(complex double-float)))
+         (cons :oword
+               (logior (ash (double-float-high-bits (imagpart value)) 96)
+                       (ash (double-float-low-bits (imagpart value)) 64)
+                       (ash (ldb (byte 32 0)
+                                 (double-float-high-bits (realpart value)))
+                            32)
+                       (double-float-low-bits (realpart value))))))))
+
+(defun inline-constant-value (constant)
+  (let ((label (gen-label))
+        (size  (ecase (car constant)
+                 ((:byte :word :dword :qword) (car constant))
+                 ((:oword) :qword))))
+    (values label (make-ea size
+                           :disp (make-fixup nil :code-object label)))))
+
+(defun emit-constant-segment-header (constants optimize)
+  (declare (ignore constants))
+  (loop repeat (if optimize 64 16) do (inst byte #x90)))
+
+(defun size-nbyte (size)
+  (ecase size
+    (:byte  1)
+    (:word  2)
+    (:dword 4)
+    (:qword 8)
+    (:oword 16)))
+
+(defun sort-inline-constants (constants)
+  (stable-sort constants #'> :key (lambda (constant)
+                                    (size-nbyte (caar constant)))))
+
+(defun emit-inline-constant (constant label)
+  (let ((size (size-nbyte (car constant))))
+    (emit-alignment (integer-length (1- size)))
+    (emit-label label)
+    (let ((val (cdr constant)))
+      (loop repeat size
+            do (inst byte (ldb (byte 8 0) val))
+               (setf val (ash val -8))))))