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")))                           ; nop
  35
  36 (define (i386:function-preamble)
  37   '(("push___%ebp")                       ; push %ebp
  38     ("mov____%esp,%ebp")))                ; mov  %esp,%ebp;
  39
  40 (define (i386:function-locals)
  41   '(("sub____%esp,$i8" (#:immediate1 #x40)))) ; sub %esp,$0x40  # 16 local vars
  42
  43 (define (i386:push-label label)
  44   `(("push___$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 (define (i386:push-local n)
  51   (or n (error "invalid value: push-local: " n))
  52   `(("push___0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))))) ; pushl  0x<n>(%ebp)
  53
  54 (define (i386:push-local-address n)
  55   (or n (error "invalid value: push-local-address: " n))
  56   `(("lea____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))) ; lea 0x<n>(%ebp),%eax
  57     ("push___%eax")))                   ; push %eax
  58
  59 (define (i386:push-byte-local-de-ref n)
  60   (or n (error "invalid value: push-byte-local-de-ref: " n))
  61   `(("mov____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))) ; mov    -0x<n>(%ebp),%eax
  62     ("movzbl_(%eax),%eax")                   ; movzbl (%eax),%eax
  63     ("push___%eax")))                        ; push   %eax
  64
  65 (define (i386:push-byte-local-de-de-ref n)
  66   (or n (error "invalid value: push-byte-local-de-de-ref: " n))
  67   `(("mov____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))) ; mov    -0x<n>(%ebp),%eax
  68      ("mov____(%eax),%eax")                  ; mov    (%eax),%eax
  69      ("movzbl_(%eax),%eax")                  ; movzbl (%eax),%eax
  70      ("push___%eax")))
  71
  72 (define (i386:push-local-de-ref n)
  73   (or n (error "invalid value: push-byte-local-de-ref: " n))
  74   `(("mov____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))) ; mov    -0x<n>(%ebp),%eax
  75     ("mov____(%eax),%eax")              ; mov (%eax),%eax
  76     ("push___%eax")))                   ; push   %eax
  77
  78 (define (i386:pop-accu)
  79   '(("pop____%eax")))                   ; pop %eax
  80
  81 (define (i386:push-accu)
  82   '(("push___%eax")))                   ; push %eax
  83
  84 (define (i386:pop-base)
  85   '(("pop____%edx")))                   ; pop %edx
  86
  87 (define (i386:push-base)
  88   '(("push___%edx")))                   ; push %edx
  89
  90 (define (i386:ret)
  91   '(("leave")                           ; leave
  92     ("ret")))                           ; ret
  93
  94 (define (i386:accu->base)
  95   '(("mov____%eax,%edx")))              ; mov    %eax,%edx
  96
  97 (define (i386:accu->base-address)
  98   '(("mov____%eax,(%edx)")))            ; mov    %eax,(%edx)
  99
 100 (define (i386:byte-accu->base-address)
 101   '(("mov____%al,(%edx)")))             ; mov    %al,(%edx)
 102
 103 (define (i386:accu->base-address+n n)
 104   (or n (error "invalid value: accu->base-address+n: " n))
 105   `(("mov____%eax,0x8(%edx)" (#:immediate1 ,n)))) ; mov    %eax,$0x<n>%(edx)
 106
 107 (define (i386:accu->local n)
 108   (or n (error "invalid value: accu->local: " n))
 109   `(("mov____%eax,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))))) ; mov    %eax,-<0xn>(%ebp)
 110
 111 ;; (define (i386:accu->local-address n)
 112 ;;   (or n (error "invalid value: accu->local: " n))
 113 ;;   `(#x89 #x45 ,(- 0 (* 4 n))))          ; mov    %eax,-<0xn>(%ebp)
 114
 115 (define (i386:base->local n)
 116   (or n (error "invalid value: base->local: " n))
 117   `(("mov____%edx,0x8(%ebp)" ,(- 0 (* 4 n))))) ; mov    %edx,-<0xn>(%ebp)
 118
 119 (define (i386:accu->label label)
 120   `(("mov____%eax,0x32" (#:address ,label)))) ; mov    %eax,0x<label>
 121
 122 (define (i386:accu-zero?)
 123   '(("test___%eax,%eax")))
 124
 125 (define (i386:accu-shl n)
 126   (or n (error "invalid value: accu:shl n: " n))
 127   `(("shl____$i8,%eax" (#:immediate1 ,n)))) ; shl    $0x8,%eax
 128
 129 (define (i386:accu<<base)
 130   '(("xor____%ecx,%ecx")                ; xor    %ecx,%ecx
 131     ("mov____%edx,%ecx")                ; mov    %edx,%ecx
 132     ("shl____%cl,%eax")))               ; shl    %cl,%eax
 133
 134 (define (i386:accu>>base)
 135   '(("xor____%ecx,%ecx")                ; xor    %ecx,%ecx
 136     ("mov____%edx,%ecx")                ; mov    %edx,%ecx
 137     ("shr____%cl,%eax")))               ; shr    %cl,%eax
 138
 139 (define (i386:accu-and-base)
 140   '(("and____%edx,%eax")))              ; and    %edx,%eax
 141
 142 (define (i386:accu-not)
 143   '(("not____%eax")))                   ; not %eax
 144
 145 (define (i386:accu-or-base)
 146   '(("or_____%edx,%eax")))              ; or    %edx,%eax
 147
 148 (define (i386:accu-xor-base)
 149   '(("xor____%edx,%eax")))              ; xor    %edx,%eax
 150
 151 (define (i386:accu+accu)
 152   '(("add____%eax,%eax")))              ; add    %eax,%eax
 153
 154 (define (i386:accu+base)
 155   `(("add____%edx,%eax")))              ; add    %edx,%eax
 156
 157 (define (i386:accu+value v)
 158   (or v (error "invalid value: accu+value: " v))
 159   `(("add____$i32,%eax" (#:immediate ,v)))) ; add    %eax,$
 160
 161 (define (i386:accu-base)
 162   `(("sub____%edx,%eax")))              ; sub    %edx,%eax
 163
 164 (define (i386:accu*base)
 165   `(("mul____%edx")))                   ; mul    %edx
 166
 167 (define (i386:accu/base)
 168   '(("mov____%edx,%ebx")                ; mov    %edx,%ebx
 169     ("xor____%edx,%edx")                ; xor    %edx,%edx
 170     ("div____%ebx")))                   ; div    %ebx
 171
 172 (define (i386:accu%base)
 173   '(("mov____%edx,%ebx")                ; mov    %edx,%ebx
 174     ("xor____%edx,%edx")                ; xor    %edx,%edx
 175     ("div____%ebx")                     ; div    %ebx
 176     ("mov____%edx,%eax")))              ; mov    %edx,%eax
 177
 178 (define (i386:base->accu)
 179   '(("mov____%edx,%eax")))              ; mov    %edx,%eax
 180
 181 (define (i386:local->accu n)
 182   (or n (error "invalid value: local->accu: " n))
 183   `(("mov____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))))) ; mov    -<0xn>(%ebp),%eax
 184
 185 (define (i386:local-address->accu n)
 186   (or n (error "invalid value: ladd: " n))
 187   `(("lea____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))))) ; lea 0x<n>(%ebp),%eax
 188
 189 (define (i386:local-ptr->accu n)
 190   (or n (error "invalid value: local-ptr->accu: " n))
 191   `(("mov____%ebp,%eax")                ; mov    %ebp,%eax
 192     ("add____$i8,%eax" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))))) ; add    $0x<n>,%eax
 193
 194 (define (i386:byte-local->accu n)
 195   (or n (error "invalid value: byte-local->accu: " n))
 196   `(("movzbl_0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))))) ; movzbl 0x<n>(%ebp),%eax
 197
 198 (define (i386:byte-local->base n)
 199   (or n (error "invalid value: byte-local->base: " n))
 200   `(("movzbl_0x8(%ebp),%edx" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))))) ; movzbl 0x<n>(%ebp),%edx
 201
 202 (define (i386:local->base n)
 203   (or n (error "invalid value: local->base: " n))
 204   `(("mov____0x8(%ebp),%edx" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))))) ; mov    -<0xn>(%ebp),%edx
 205
 206 (define (i386:local-address->base n) ;; DE-REF
 207   (or n (error "invalid value: local-address->base: " n))
 208   `(("lea____0x8(%ebp),%edx" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))))) ; lea    0x<n>(%ebp),%edx
 209
 210 (define (i386:local-ptr->base n)
 211   (or n (error "invalid value: local-ptr->base: " n))
 212   `(("mov____%ebp,%edx")                ; mov    %ebp,%edx
 213     ("add____$i8,%edx" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n)))))) ; add    $0x<n>,%edx
 214
 215 (define (i386:label->accu label)
 216   `(("mov____$i32,%eax" (#:address ,label)))) ; mov    $<n>,%eax
 217
 218 (define (i386:label->base label)
 219   `(("mov____$i32,%edx" (#:address ,label)))) ; mov   $<n>,%edx
 220
 221 (define (i386:label-mem->accu label)
 222   `(("mov____0x32,%eax" (#:address ,label)))) ; mov    0x<n>,%eax
 223
 224 (define (i386:label-mem->base label)
 225   `(("mov____0x32,%edx" (#:address ,label)))) ; mov    0x<n>,%edx
 226
 227 (define (i386:label-mem-add label v)
 228   `(("add____$i8,0x32" (#:address ,label) (#:immediate1 ,v)))) ; addl   $<v>,0x<n>
 229
 230 (define (i386:byte-base-mem->accu)
 231   '(("add____%edx,%eax")                ; add    %edx,%eax
 232     ("movzbl_(%eax),%eax")))            ; movzbl (%eax),%eax
 233
 234 (define (i386:byte-mem->accu)
 235   '(("movzbl_(%eax),%eax")))            ; movzbl (%eax),%eax
 236
 237 (define (i386:byte-mem->base)
 238   '(("movzbl_(%edx),%edx")))            ; movzbl (%edx),%edx
 239
 240 (define (i386:base-mem->accu)
 241   '(("add___%edx,%eax")                 ; add    %edx,%eax
 242     ("mov____(%eax),%eax")))            ; mov    (%eax),%eax
 243
 244 (define (i386:mem->accu)
 245   '(("mov____(%eax),%eax")))            ; mov    (%eax),%eax
 246
 247 (define (i386:mem->base)
 248   '(("mov____(%edx),%edx")))            ; mov    (%edx),%edx
 249
 250 (define (i386:mem+n->accu n)
 251   `(("mov____0x8(%eax),%eax" (#:immediate1 ,n)))) ; mov    0x<n>(%eax),%eax
 252
 253 (define (i386:base-mem+n->accu n)
 254   (or n (error "invalid value: base-mem+n->accu: " n))
 255   `(("add___%edx,%eax")                 ; add    %edx,%eax
 256     ("mov____0x8(%eax),%eax" (#:immediate1 ,n)))) ; mov    <n>(%eax),%eax
 257
 258 (define (i386:value->accu v)
 259   (or v (error "invalid value: i386:value->accu: " v))
 260   `(("mov____$i32,%eax" (#:immediate ,v)))) ; mov    $<v>,%eax
 261
 262 (define (i386:value->accu-address v)
 263   `(("mov____$i32,(%eax)" (#:immediate ,v)))) ; movl   $0x<v>,(%eax)
 264
 265 (define (i386:value->accu-address+n n v)
 266   (or v (error "invalid value: i386:value->accu-address+n: " v))
 267   `(("mov____$i32,0x8(%eax)" (#:immediate1 ,n) (#:immediate ,v)))) ; movl   $<v>,0x<n>(%eax)
 268
 269 (define (i386:base->accu-address)
 270   '(("mov____%edx,%(eax)")))            ; mov    %edx,(%eax)
 271
 272 (define (i386:base-address->accu-address)
 273   '(("mov____(%edx),%ecx")              ; mov    (%edx),%ecx
 274     ("mov____%ecx,%(eax)")))            ; mov    %ecx,(%eax)
 275
 276 (define (i386:accu+n n)
 277   `(("add____$i8,%eax" (#:immediate1 ,n)))) ; add    $0x00,%eax
 278
 279 (define (i386:base+n n)
 280   `(("add____$i8,%edx" (#:immediate1 ,n)))) ; add    $0x00,%edx
 281
 282 (define (i386:byte-base->accu-address)
 283   '(("mov____%dl,(%eax)")))             ; mov    %dl,(%eax)
 284
 285 (define (i386:byte-base->accu-address+n n)
 286   (or n (error "invalid value: byte-base->accu-address+n: " n))
 287   `(("mov____%dl,0x8(%eax)" (#:immediate1 ,n)))) ; mov    %dl,0x<n>(%eax)
 288
 289 (define (i386:value->base v)
 290   (or v (error "invalid value: i386:value->base: " v))
 291   `(("mov____$i32,%edx" (#:immediate ,v)))) ; mov    $<v>,%edx
 292
 293 (define (i386:local-add n v)
 294   (or n (error "invalid value: i386:local-add: " n))
 295   `(("add____$i8,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n))) (#:immediate1 ,v)))) ; addl   $<v>,0x<n>(%ebp)
 296
 297 (define (i386:accu-mem-add v)
 298   `(("add____$i8,0x8(%eax)" (#:immediate1 ,v)))) ; addl   $<v>,(%eax)
 299
 300 (define (i386:value->label label v)
 301   (or v (error "invalid value: value->label: " v))
 302   `(("mov____$i32,0x32" (#:address ,label) ; movl   $<v>,(<n>)
 303      (#:immediate ,v))))
 304
 305 (define (i386:value->local n v)
 306   (or n (error "invalid value: value->local: " n))
 307   `(("mov____$i32,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n))) ; movl   $<v>,0x<n>(%ebp)
 308      (#:immediate ,v))))
 309
 310 (define (i386:local-test n v)
 311   (or n (error "invalid value: local-test: " n))
 312   `(("cmp____$i8,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,(- 0 (* 4 n))) (#:immediate1 ,v)))) ; cmpl   $<v>,0x<n>(%ebp)
 313
 314 (define (i386:call-label label n)
 315   `((call32 (#:offset ,label))
 316     ("add____$i8,%esp" (#:immediate1 ,(* n 4)))))
 317
 318 (define (i386:call-accu n)
 319   `(,@(i386:push-accu)
 320     ,@(i386:pop-accu)
 321     ("call___*%eax")                    ; call   *%eax
 322     ("add____$i8,%esp" (#:immediate1  ,(* n 4))))) ; add    $00,%esp
 323
 324 (define (i386:accu-negate)
 325   '(("sete___%al")                      ; sete %al
 326     ("movzbl_%al,%eax")))               ; movzbl %al,%eax
 327
 328 (define (i386:xor-accu v)
 329   (or v (error "invalid value: i386:xor-accu: n: " v))
 330   `(("xor___$i32,%eax" (#:immediate ,v)))) ;xor    $0xff,%eax
 331
 332 (define (i386:xor-zf)
 333   '(("lahf")                               ; lahf
 334     ("xor____$i8,%ah" (#:immediate1 #x40)) ; xor    $0x40,%ah
 335     ("sahf")))                             ; sahf
 336
 337 (define (i386:accu-cmp-value v)
 338   `(("cmp____$i8,%eax" (#:immediate1 ,v)))) ; cmp    $<v>,%eax
 339
 340 (define (i386:accu-test)
 341   '(("test___%eax,%eax")))              ; test   %eax,%eax
 342
 343 (define (i386:jump label)
 344   `(("jmp32 " (#:offset ,label))))
 345
 346 (define (i386:jump-z label)
 347   `(("je32  " (#:offset ,label))))        ; jz . + <n>
 348
 349 (define (i386:jump-byte-z label)
 350   `(("test___%al,%al")                  ; test   %al,%al
 351     ("je8  " (#:offset1 ,label))))      ; je <n>
 352
 353 ;; signed
 354 (define (i386:jump-g label)
 355   `(("jg32   " (#:offset ,label))))        ; jg/jnle <n>
 356
 357 ;; signed
 358 (define (i386:jump-ge label)
 359   `(("jge32 " (#:offset ,label))))       ; jge/jnl <n>
 360
 361 (define (i386:jump-nz label)
 362   `(("jne32 " (#:offset ,label))))       ; jnz . + <n>
 363
 364 (define (i386:byte-test-base)
 365   '(("cmp____%al,%dl")))                ; cmp    %al,%dl
 366
 367 (define (i386:test-base)
 368   (("cmp____%edx,%eax")))               ; cmp    %edx,%eax
 369
 370 (define (i386:byte-sub-base)
 371   '(("sub____%dl,%al")))                ; sub    %dl,%al
 372
 373 (define (i386:byte-base-sub)
 374   `(("sub____%al,%dl")))                ; sub    %al,%dl
 375
 376 (define (i386:sub-base)
 377   `(("sub____%edx,%eax")))              ; sub    %edx,%eax
 378
 379 (define (i386:base-sub)
 380   `(("sub____%eax,%edx")))              ; sub    %eax,%edx
 381
 382 (define (i386:nz->accu)
 383   '(("setne__%al")                      ; setne   %al
 384     ("movzbl_%al,%eax")))               ; movzbl %al,%eax
 385
 386 (define (i386:z->accu)
 387   '(("sete___%al")                      ; sete   %al
 388     ("movzbl_%al,%eax")))               ; movzbl %al,%eax
 389
 390 (define (i386:accu<->stack)
 391   '(("xchg___%eax,(%esp)")))            ; xchg   %eax,(%esp)