mescc: Tinycc support: byte and word struct fields.
[mes.git] / module / mes / as-i386.mes
1 ;;; -*-scheme-*-
2
3 ;;; Mes --- Maxwell Equations of Software
4 ;;; Copyright © 2016,2017 Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
5 ;;;
6 ;;; This file is part of Mes.
7 ;;;
8 ;;; Mes is free software; you can redistribute it and/or modify it
9 ;;; under the terms of the GNU General Public License as published by
10 ;;; the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at
11 ;;; your option) any later version.
12 ;;;
13 ;;; Mes is distributed in the hope that it will be useful, but
14 ;;; WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15 ;;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16 ;;; GNU General Public License for more details.
17 ;;;
18 ;;; You should have received a copy of the GNU General Public License
19 ;;; along with Mes.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
20
21 ;;; Commentary:
22
23 ;;; as-i386.mes defines i386 assembly
24
25 ;;; Code:
26
27 (cond-expand
28  (guile-2)
29  (guile)
30  (mes
31   (mes-use-module (mes as))))
32
33 (define (i386:nop)
34   '(("nop")))
35
36 (define (i386:function-preamble)
37   '(("push___%ebp")
38     ("mov____%esp,%ebp")))
39
40 (define (i386:function-locals)
41   `(("sub____%esp,$i32" (#:immediate ,(+ (* 4 1025) (* 20 4)))))) ; sub %esp,xxx 4*1024 buf, 20 local vars
42
43 (define (i386:push-label label)
44   `(("push___$i32" (#:address ,label)))) ; push  $0x<label>
45
46 (define (i386:push-label-mem label)
47   `(("mov____0x32,%eax" (#:address ,label)) ; mov    0x804a000,%eax
48     ("push___%eax")))                       ; push  %eax
49
50
51 ;;; \f locals
52
53 (define (i386:push-local n)
54   (or n (error "invalid value: push-local: " n))
55   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
56     `(,(if (< (abs n) #x80) `("push___0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,n))
57            `("push___0x32(%ebp)" (#:immediate ,n))))))
58
59 (define (i386:push-local-address n)
60   (or n (error "invalid value: push-local-address: " n))
61   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
62     `(,(if (< (abs n) #x80) `("lea____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,n))
63            `("lea____0x32(%ebp),%eax" (#:immediate ,n)))
64       ("push___%eax"))))
65
66 (define (i386:push-byte-local-de-ref n)
67   (or n (error "invalid value: push-byte-local-de-ref: " n))
68   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
69     `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,n))
70            `("mov____0x32(%ebp),%eax" (#:immediate ,n)))
71       ("movzbl_(%eax),%eax")
72       ("push___%eax"))))
73
74 (define (i386:push-byte-local-de-de-ref n)
75   (or n (error "invalid value: push-byte-local-de-de-ref: " n))
76   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
77     `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,n))
78            `("mov____0x32(%ebp),%eax" (#:immediate ,n)))
79       ("mov____(%eax),%eax")
80       ("movzbl_(%eax),%eax")
81       ("push___%eax"))))
82
83 (define (i386:push-local-de-ref n)
84   (or n (error "invalid value: push-byte-local-de-ref: " n))
85   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
86     `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,n))
87            `("mov____0x32(%ebp),%eax" (#:immediate ,n)))
88       ("mov____(%eax),%eax")
89       ("push___%eax"))))
90
91 (define (i386:local-add n v)
92   (or n (error "invalid value: i386:local-add: " n))
93   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
94     `(,(if (and (< (abs n) #x80)
95                 (< (abs v) #x80)) `("add____$i8,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,n) (#:immediate1 ,v))
96                 `("add____$i32,0x32(%ebp)" (#:immediate ,n) (#:immediate ,v))))))
97
98 (define (i386:accu->local n)
99   (or n (error "invalid value: accu->local: " n))
100   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
101     `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____%eax,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,n))
102            `("mov____%eax,0x32(%ebp)" (#:immediate ,n))))))
103
104 (define (i386:base->local n)
105   (or n (error "invalid value: base->local: " n))
106   `(("mov____%edx,0x8(%ebp)" ,(- 0 (* 4 n))))) ; mov    %edx,-<0xn>(%ebp)
107
108 (define (i386:base->local n)
109   (or n (error "invalid value: base->local: " n))
110   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
111     `((if (< (abs n) #x80) `("mov____%edx,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,n))
112           `("mov____%edx,0x32(%ebp)" (#:immediate ,n))))))
113
114 (define (i386:local->accu n)
115   (or n (error "invalid value: local->accu: " n))
116   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
117     `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,n))
118            `("mov____0x32(%ebp),%eax" (#:immediate ,n))))))
119
120 (define (i386:local-address->accu n)
121   (or n (error "invalid value: ladd: " n))
122   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
123     `(,(if (< (abs n) #x80) `("lea____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,n))
124            `("lea____0x32(%ebp),%eax" (#:immediate ,n))))))
125
126 (define (i386:local-ptr->accu n)
127   (or n (error "invalid value: local-ptr->accu: " n))
128   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
129   `(("mov____%ebp,%eax")                ; mov    %ebp,%eax
130     ,(if (< (abs n) #x80) `("add____$i8,%eax" (#:immediate1 ,n))
131          `("add____$i32,%eax" (#:immediate ,n))))))
132
133 (define (i386:byte-local->accu n)
134   (or n (error "invalid value: byte-local->accu: " n))
135   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
136     `(,(if (< (abs n) #x80) `("movzbl_0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,n))
137            `("movzbl_0x32(%ebp),%eax" (#:immediate ,n))))))
138
139 (define (i386:byte-local->base n)
140   (or n (error "invalid value: byte-local->base: " n))
141   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
142     `(,(if (< (abs n) #x80) `("movzbl_0x8(%ebp),%edx" (#:immediate1 ,n))
143            `,@(("mov_0x32(%ebp),%edx" (#:immediate ,n))
144                ("movzbl_%dl,%edx"))))))
145
146 (define (i386:local->base n)
147   (or n (error "invalid value: local->base: " n))
148   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
149     `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____0x8(%ebp),%edx" (#:immediate1 ,n))
150            `("mov____0x32(%ebp),%edx" (#:immediate ,n))))))
151
152 (define (i386:local-address->base n) ;; DE-REF
153   (or n (error "invalid value: local-address->base: " n))
154   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
155     `(,(if (< (abs n) #x80) `("lea____0x8(%ebp),%edx" (#:immediate1 ,n))
156            `("lea____0x32(%ebp),%edx" (#:immediate ,n))))))
157
158 (define (i386:local-ptr->base n)
159   (or n (error "invalid value: local-ptr->base: " n))
160   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
161     `(("mov____%ebp,%edx")                ; mov    %ebp,%edx
162       ,(if (< (abs n) #x80) `("add____$i8,%edx" (#:immediate1 ,n))
163            `("add____$i32,%edx" (#:immediate ,n))))))
164
165 (define (i386:value->local n v)
166   (or n (error "invalid value: value->local: " n))
167   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
168     `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____$i32,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,n) (#:immediate ,v))
169            `("mov____$i32,0x32(%ebp)" (#:immediate ,n) (#:immediate ,v))))))
170
171 (define (i386:local-test n v)
172   (or n (error "invalid value: local-test: " n))
173   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
174     `(,(cond ((and (< (abs n) #x80)
175                    (< (abs v) #x80)) `("cmp____$i8,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,n) (#:immediate1 ,v)))
176              ((< (abs n) #x80) `("cmp____$i32,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,n) (#:immediate ,v)))
177              ((< (abs v) #x80) `("cmp____$i8,0x32(%ebp)" (#:immediate ,n) (#:immediate1 ,v)))
178              (else `("cmp____$i32,0x32(%ebp)" (#:immediate ,n) (#:immediate ,v)))))))
179
180 (define (i386:pop-accu)
181   '(("pop____%eax")))                   ; pop %eax
182
183 (define (i386:push-accu)
184   '(("push___%eax")))                   ; push %eax
185
186 (define (i386:pop-base)
187   '(("pop____%edx")))                   ; pop %edx
188
189 (define (i386:push-base)
190   '(("push___%edx")))                   ; push %edx
191
192 (define (i386:ret)
193   '(("leave")                           ; leave
194     ("ret")))                           ; ret
195
196 (define (i386:accu->base)
197   '(("mov____%eax,%edx")))              ; mov    %eax,%edx
198
199 (define (i386:accu->base-mem)
200   '(("mov____%eax,(%edx)")))            ; mov    %eax,(%edx)
201
202 (define (i386:byte-accu->base-mem)
203   '(("mov____%al,(%edx)")))             ; mov    %al,(%edx)
204
205 (define (i386:word-accu->base-mem)
206   '(("mov____%ax,(%edx)")))             ; mov    %ax,(%edx)
207
208 (define (i386:accu->base-mem+n n)
209   (or n (error "invalid value: accu->base-mem+n: " n))
210   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____%eax,0x8(%edx)" (#:immediate1 ,n))
211          `("mov____%eax,0x32(%edx)" (#:immediate ,n)))))
212
213 (define (i386:byte-accu->base-mem+n n)
214   (or n (error "invalid value: accu->base-mem+n: " n))
215   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____%al,0x8(%edx)" (#:immediate1 ,n))
216          `("mov____%al,0x32(%edx)" (#:immediate ,n)))))
217
218 (define (i386:word-accu->base-mem+n n)
219   (or n (error "invalid value: accu->base-mem+n: " n))
220   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____%ax,0x8(%edx)" (#:immediate1 ,n))
221          `("mov____%ax,0x32(%edx)" (#:immediate ,n)))))
222
223 (define (i386:accu->label label)
224   `(("mov____%eax,0x32" (#:address ,label)))) ; mov    %eax,0x<label>
225
226 (define (i386:accu-shl n)
227   (or n (error "invalid value: accu:shl n: " n))
228   `(("shl____$i8,%eax" (#:immediate1 ,n)))) ; shl    $0x8,%eax
229
230 (define (i386:accu<<base)
231   '(("xor____%ecx,%ecx")                ; xor    %ecx,%ecx
232     ("mov____%edx,%ecx")                ; mov    %edx,%ecx
233     ("shl____%cl,%eax")))               ; shl    %cl,%eax
234
235 (define (i386:accu>>base)
236   '(("xor____%ecx,%ecx")                ; xor    %ecx,%ecx
237     ("mov____%edx,%ecx")                ; mov    %edx,%ecx
238     ("shr____%cl,%eax")))               ; shr    %cl,%eax
239
240 (define (i386:accu-and-base)
241   '(("and____%edx,%eax")))              ; and    %edx,%eax
242
243 (define (i386:accu-not)
244   '(("not____%eax")))                   ; not %eax
245
246 (define (i386:accu-or-base)
247   '(("or_____%edx,%eax")))              ; or    %edx,%eax
248
249 (define (i386:accu-xor-base)
250   '(("xor____%edx,%eax")))              ; xor    %edx,%eax
251
252 (define (i386:accu+accu)
253   '(("add____%eax,%eax")))              ; add    %eax,%eax
254
255 (define (i386:accu+base)
256   `(("add____%edx,%eax")))              ; add    %edx,%eax
257
258 (define (i386:accu+value v)
259   `(,(if (< (abs v) #x80) `("add____$i8,%eax" (#:immediate1 ,v))
260          `("add____$i32,%eax" (#:immediate ,v)))))
261
262 (define (i386:base+value v)
263   `(,(if (< (abs v) #x80) `("add____$i8,%edx" (#:immediate1 ,v))
264          `("add____$i32,%edx" (#:immediate ,v)))))
265
266 (define (i386:accu-base)
267   `(("sub____%edx,%eax")))              ; sub    %edx,%eax
268
269 (define (i386:accu*base)
270   `(("mul____%edx")))                   ; mul    %edx
271
272 (define (i386:accu/base)
273   '(("mov____%edx,%ebx")                ; mov    %edx,%ebx
274     ("xor____%edx,%edx")                ; xor    %edx,%edx
275     ("idiv___%ebx")))                   ; div    %ebx
276
277 (define (i386:accu%base)
278   '(("mov____%edx,%ebx")                ; mov    %edx,%ebx
279     ("xor____%edx,%edx")                ; xor    %edx,%edx
280     ("idiv___%ebx")                     ; div    %ebx
281     ("mov____%edx,%eax")))              ; mov    %edx,%eax
282
283 (define (i386:base->accu)
284   '(("mov____%edx,%eax")))              ; mov    %edx,%eax
285
286 (define (i386:label->accu label)
287   `(("mov____$i32,%eax" (#:address ,label)))) ; mov    $<n>,%eax
288
289 (define (i386:label->base label)
290   `(("mov____$i32,%edx" (#:address ,label)))) ; mov   $<n>,%edx
291
292 (define (i386:label-mem->accu label)
293   `(("mov____0x32,%eax" (#:address ,label)))) ; mov    0x<n>,%eax
294
295 (define (i386:label-mem->base label)
296   `(("mov____0x32,%edx" (#:address ,label)))) ; mov    0x<n>,%edx
297
298 (define (i386:label-mem-add label v)
299   `(,(if (< (abs v) #x80) `("add____$i8,0x32" (#:address ,label) (#:immediate1 ,v))
300          `("add____$i32,0x32" (#:address ,label) (#:immediate ,v)))))
301
302 (define (i386:byte-base-mem->accu)
303   '(("add____%edx,%eax")                ; add    %edx,%eax
304     ("movzbl_(%eax),%eax")))            ; movzbl (%eax),%eax
305
306 (define (i386:byte-mem->accu)
307   '(("movzbl_(%eax),%eax")))            ; movzbl (%eax),%eax
308
309 (define (i386:byte-mem->base)
310   '(("movzbl_(%edx),%edx")))            ; movzbl (%edx),%edx
311
312 (define (i386:base-mem->accu)
313   '(("add___%edx,%eax")                 ; add    %edx,%eax
314     ("mov____(%eax),%eax")))            ; mov    (%eax),%eax
315
316 (define (i386:mem->accu)
317   '(("mov____(%eax),%eax")))            ; mov    (%eax),%eax
318
319 (define (i386:mem->base)
320   '(("mov____(%edx),%edx")))            ; mov    (%edx),%edx
321
322 (define (i386:mem+n->accu n)
323   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____0x8(%eax),%eax" (#:immediate1 ,n))
324          `("mov____0x32(%eax),%eax" (#:immediate ,n)))))
325
326 (define (i386:byte-mem+n->accu n)
327   `(,(if (< (abs n) #x80) `("movzbl_0x8(%eax),%eax" (#:immediate1 ,n))
328          `("movzbl_0x32(%eax),%eax" (#:immediate ,n)))))
329
330 (define (i386:word-mem+n->accu n)
331   `(,(if (< (abs n) #x80) `("movzwl_0x8(%eax),%eax" (#:immediate1 ,n))
332          `("movzwl_xb0x32(%eax),%eax" (#:immediate ,n)))))
333
334 (define (i386:base-mem+n->accu v)
335   (or v (error "invalid value: base-mem+n->accu: " v))
336   `(("add___%edx,%eax")
337     ,(if (< (abs v) #x80) `("mov____0x8(%eax),%eax" (#:immediate1 ,v))
338          `("mov____0x32(%eax),%eax" (#:immediate ,v)))))
339
340 (define (i386:value->accu v)
341   (or v (error "invalid value: i386:value->accu: " v))
342   `(("mov____$i32,%eax" (#:immediate ,v)))) ; mov    $<v>,%eax
343
344 (define (i386:value->accu-mem v)
345   `(("mov____$i32,(%eax)" (#:immediate ,v)))) ; movl   $0x<v>,(%eax)
346
347 (define (i386:value->accu-mem+n n v)
348   (or v (error "invalid value: i386:value->accu-mem+n: " v))
349   `(,(if (< (abs v) #x80) `("mov____$i32,0x8(%eax)" (#:immediate1 ,n) (#:immediate ,v))
350          `("mov____$i32,0x32(%eax)" (#:immediate ,n) (#:immediate ,v)))))
351
352 (define (i386:base->accu-mem)
353   '(("mov____%edx,(%eax)")))            ; mov    %edx,(%eax)
354
355 (define (i386:accu-mem->base-mem)
356   '(("mov____(%eax),%ecx")
357     ("mov____%ecx,(%edx)")))
358
359 (define (i386:base-mem->accu-mem)
360   '(("mov____(%edx),%ecx")              ; mov    (%edx),%ecx
361     ("mov____%ecx,(%eax)")))            ; mov    %ecx,(%eax)
362
363 (define (i386:byte-base->accu-mem)
364   '(("mov____%dl,(%eax)")))             ; mov    %dl,(%eax)
365
366 (define (i386:byte-base->accu-mem+n n)
367   (or n (error "invalid value: byte-base->accu-mem+n: " n))
368   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____%dl,0x8(%eax)" (#:immediate1 ,n))
369          `("mov____%dl,0x32(%eax)" (#:immediate ,n)))))
370
371 (define (i386:value->base v)
372   (or v (error "invalid value: i386:value->base: " v))
373   `(("mov____$i32,%edx" (#:immediate ,v)))) ; mov    $<v>,%edx
374
375 (define (i386:accu-mem-add v)
376   `(,(if (< (abs v) #x80) `("add____$i8,(%eax)" (#:immediate1 ,v))
377          `("add____$i32,(%eax)" (#:immediate ,v)))))
378
379 (define (i386:value->label label v)
380   (or v (error "invalid value: value->label: " v))
381   `(("mov____$i32,0x32" (#:address ,label)
382      (#:immediate ,v))))
383
384 (define (i386:call-label label n)
385   `((call32 (#:offset ,label))
386     ("add____$i8,%esp" (#:immediate1 ,(* n 4)))))
387
388 (define (i386:call-accu n)
389   `(,@(i386:push-accu)
390     ,@(i386:pop-accu)
391     ("call___*%eax")                    ; call   *%eax
392     ("add____$i8,%esp" (#:immediate1  ,(* n 4))))) ; add    $00,%esp
393
394 (define (i386:accu-zero?)
395   '(("test___%eax,%eax")))
396
397 (define (i386:accu-negate)
398   '(("sete___%al")                      ; sete %al
399     ("movzbl_%al,%eax")))               ; movzbl %al,%eax
400
401 (define (i386:xor-accu v)
402   (or v (error "invalid value: i386:xor-accu: n: " v))
403   `(("xor___$i32,%eax" (#:immediate ,v)))) ;xor    $0xff,%eax
404
405 (define (i386:xor-zf)
406   '(("lahf")                               ; lahf
407     ("xor____$i8,%ah" (#:immediate1 #x40)) ; xor    $0x40,%ah
408     ("sahf")))                             ; sahf
409
410 (define (i386:accu-cmp-value v)
411   `(,(if (< (abs v) #x80) `("cmp____$i8,%eax" (#:immediate1 ,v))
412          `("cmp____$i32,%eax" (#:immediate ,v)))))
413
414 (define (i386:accu-test)
415   '(("test___%eax,%eax")))              ; test   %eax,%eax
416
417 (define (i386:jump label)
418   `(("jmp32 " (#:offset ,label))))
419
420 (define (i386:jump-z label)
421   `(("je32  " (#:offset ,label))))        ; jz . + <n>
422
423 (define (i386:jump-byte-z label)
424   `(("test___%al,%al")                  ; test   %al,%al
425     ("je32  " (#:offset ,label))))      ; je <n>
426
427 ;; signed
428 (define (i386:jump-g label)
429   `(("jg32  " (#:offset ,label))))        ; jg/jnle <n>
430
431 ;; signed
432 (define (i386:jump-ge label)
433   `(("jge32 " (#:offset ,label))))       ; jge/jnl <n>
434
435 ;; signed
436 (define (i386:jump-l label)
437   `(("jl32  " (#:offset ,label))))
438
439 ;; signed
440 (define (i386:jump-le label)
441   `(("jle32 " (#:offset ,label))))
442
443 (define (i386:jump-nz label)
444   `(("jne32 " (#:offset ,label))))       ; jnz . + <n>
445
446 (define (i386:byte-test-base)
447   '(("cmp____%al,%dl")))                ; cmp    %al,%dl
448
449 (define (i386:test-base)
450   (("cmp____%edx,%eax")))               ; cmp    %edx,%eax
451
452 (define (i386:byte-sub-base)
453   '(("sub____%dl,%al")))                ; sub    %dl,%al
454
455 (define (i386:byte-base-sub)
456   `(("sub____%al,%dl")))                ; sub    %al,%dl
457
458 (define (i386:sub-base)
459   `(("sub____%edx,%eax")))              ; sub    %edx,%eax
460
461 (define (i386:base-sub)
462   `(("sub____%eax,%edx")))              ; sub    %eax,%edx
463
464 (define (i386:g?->accu)
465   '(("setg___%al")
466     ("movzbl_%al,%eax")))
467
468 (define (i386:ge?->accu)
469   '(("setge__%al")
470     ("movzbl_%al,%eax")))
471
472 (define (i386:l?->accu)
473   '(("setl___%al")
474     ("movzbl_%al,%eax")))
475
476 (define (i386:le?->accu)
477   '(("setle__%al")
478     ("movzbl_%al,%eax")))
479
480 (define (i386:nz->accu)
481   '(("setne__%al")                      ; setne   %al
482     ("movzbl_%al,%eax")))               ; movzbl %al,%eax
483
484 (define (i386:z->accu)
485   '(("sete___%al")                      ; sete   %al
486     ("movzbl_%al,%eax")))               ; movzbl %al,%eax
487
488 (define (i386:accu<->stack)
489   '(("xchg___%eax,(%esp)")))            ; xchg   %eax,(%esp)