mescc: Tinycc support: struct char array assignment.
[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____$i32,0x32(%ebp)" (#:immediate ,n) (#:immediate ,v))))))
97
98 (define (i386:accu->local n)
99   (or n (error "invalid value: accu->local: " n))
100   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
101     `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____%eax,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,n))
102            `("mov____%eax,0x32(%ebp)" (#:immediate ,n))))))
103
104 (define (i386:accu*n->local i n)
105   (or n (error "invalid value: accu->local: " n))
106   (let ((o (- 0 (* 4 i))))
107     (let loop ((i 0))
108       (if (>= i n) '()  ;; FIXME: byte, word-sized
109           (let ((o (+ o i)))
110             (append
111              (if (< (abs o) #x80) `(("mov____0x8(%eax),%ebx" (#:immediate1 ,i))
112                                     ("mov____%ebx,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,o)))
113                  `(("mov____0x8(%eax),%ebx" (#:immediate1 ,i))
114                    ("mov____%ebx,0x32(%ebp)" (#:immediate ,o))))
115              (loop (+ i 4))))))))
116
117 (define (i386:local->accu n)
118   (or n (error "invalid value: local->accu: " n))
119   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
120     `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,n))
121            `("mov____0x32(%ebp),%eax" (#:immediate ,n))))))
122
123 (define (i386:local-address->accu n)
124   (or n (error "invalid value: ladd: " n))
125   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
126     `(,(if (< (abs n) #x80) `("lea____0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,n))
127            `("lea____0x32(%ebp),%eax" (#:immediate ,n))))))
128
129 (define (i386:local-ptr->accu n)
130   (or n (error "invalid value: local-ptr->accu: " n))
131   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
132   `(("mov____%ebp,%eax")                ; mov    %ebp,%eax
133     ,(if (< (abs n) #x80) `("add____$i8,%eax" (#:immediate1 ,n))
134          `("add____$i32,%eax" (#:immediate ,n))))))
135
136 (define (i386:byte-local->accu n)
137   (or n (error "invalid value: byte-local->accu: " n))
138   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
139     `(,(if (< (abs n) #x80) `("movzbl_0x8(%ebp),%eax" (#:immediate1 ,n))
140            `("movzbl_0x32(%ebp),%eax" (#:immediate ,n))))))
141
142 (define (i386:byte-local->base n)
143   (or n (error "invalid value: byte-local->base: " n))
144   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
145     `(,(if (< (abs n) #x80) `("movzbl_0x8(%ebp),%edx" (#:immediate1 ,n))
146            `,@(("mov_0x32(%ebp),%edx" (#:immediate ,n))
147                ("movzbl_%dl,%edx"))))))
148
149 (define (i386:local->base n)
150   (or n (error "invalid value: local->base: " n))
151   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
152     `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____0x8(%ebp),%edx" (#:immediate1 ,n))
153            `("mov____0x32(%ebp),%edx" (#:immediate ,n))))))
154
155 (define (i386:local-address->base n) ;; DE-REF
156   (or n (error "invalid value: local-address->base: " n))
157   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
158     `(,(if (< (abs n) #x80) `("lea____0x8(%ebp),%edx" (#:immediate1 ,n))
159            `("lea____0x32(%ebp),%edx" (#:immediate ,n))))))
160
161 (define (i386:local-ptr->base n)
162   (or n (error "invalid value: local-ptr->base: " n))
163   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
164     `(("mov____%ebp,%edx")                ; mov    %ebp,%edx
165       ,(if (< (abs n) #x80) `("add____$i8,%edx" (#:immediate1 ,n))
166            `("add____$i32,%edx" (#:immediate ,n))))))
167
168 (define (i386:value->local n v)
169   (or n (error "invalid value: value->local: " n))
170   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
171     `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____$i32,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,n) (#:immediate ,v))
172            `("mov____$i32,0x32(%ebp)" (#:immediate ,n) (#:immediate ,v))))))
173
174 (define (i386:local-test n v)
175   (or n (error "invalid value: local-test: " n))
176   (let ((n (- 0 (* 4 n))))
177     `(,(cond ((and (< (abs n) #x80)
178                    (< (abs v) #x80)) `("cmp____$i8,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,n) (#:immediate1 ,v)))
179              ((< (abs n) #x80) `("cmp____$i32,0x8(%ebp)" (#:immediate1 ,n) (#:immediate ,v)))
180              ((< (abs v) #x80) `("cmp____$i8,0x32(%ebp)" (#:immediate ,n) (#:immediate1 ,v)))
181              (else `("cmp____$i32,0x32(%ebp)" (#:immediate ,n) (#:immediate ,v)))))))
182
183 (define (i386:pop-accu)
184   '(("pop____%eax")))                   ; pop %eax
185
186 (define (i386:push-accu)
187   '(("push___%eax")))                   ; push %eax
188
189 (define (i386:pop-base)
190   '(("pop____%edx")))                   ; pop %edx
191
192 (define (i386:push-base)
193   '(("push___%edx")))                   ; push %edx
194
195 (define (i386:ret)
196   '(("leave")                           ; leave
197     ("ret")))                           ; ret
198
199 (define (i386:accu->base)
200   '(("mov____%eax,%edx")))              ; mov    %eax,%edx
201
202 (define (i386:accu->base-mem)
203   '(("mov____%eax,(%edx)")))            ; mov    %eax,(%edx)
204
205 (define (i386:byte-accu->base-mem)
206   '(("mov____%al,(%edx)")))             ; mov    %al,(%edx)
207
208 (define (i386:word-accu->base-mem)
209   '(("mov____%ax,(%edx)")))             ; mov    %ax,(%edx)
210
211 (define (i386:accu->base-mem+n n)
212   (or n (error "invalid value: accu->base-mem+n: " n))
213   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____%eax,0x8(%edx)" (#:immediate1 ,n))
214          `("mov____%eax,0x32(%edx)" (#:immediate ,n)))))
215
216 (define (i386:byte-accu->base-mem+n n)
217   (or n (error "invalid value: accu->base-mem+n: " n))
218   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____%al,0x8(%edx)" (#:immediate1 ,n))
219          `("mov____%al,0x32(%edx)" (#:immediate ,n)))))
220
221 (define (i386:word-accu->base-mem+n n)
222   (or n (error "invalid value: accu->base-mem+n: " n))
223   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____%ax,0x8(%edx)" (#:immediate1 ,n))
224          `("mov____%ax,0x32(%edx)" (#:immediate ,n)))))
225
226 (define (i386:accu->label label)
227   `(("mov____%eax,0x32" (#:address ,label)))) ; mov    %eax,0x<label>
228
229 (define (i386:accu*n->label label n)
230   (append
231    '(("push___%edx"))
232    (let loop ((i 0))
233      (if (>= i n) '() ;; FIXME: byte, word-sized
234          (append
235           `(("mov____$i32,%edx" (#:address ,label))
236             ("mov____0x8(%eax),%ebx" (#:immediate1 ,i))
237             ("mov____%ebx,0x8(%edx)" (#:immediate1 ,i)))
238           (loop (+ i 4)))))
239    '(("pop____%edx"))))
240
241 (define (i386:accu-shl n)
242   (or n (error "invalid value: accu:shl n: " n))
243   `(("shl____$i8,%eax" (#:immediate1 ,n)))) ; shl    $0x8,%eax
244
245 (define (i386:accu<<base)
246   '(("xor____%ecx,%ecx")                ; xor    %ecx,%ecx
247     ("mov____%edx,%ecx")                ; mov    %edx,%ecx
248     ("shl____%cl,%eax")))               ; shl    %cl,%eax
249
250 (define (i386:accu>>base)
251   '(("xor____%ecx,%ecx")                ; xor    %ecx,%ecx
252     ("mov____%edx,%ecx")                ; mov    %edx,%ecx
253     ("shr____%cl,%eax")))               ; shr    %cl,%eax
254
255 (define (i386:accu-and-base)
256   '(("and____%edx,%eax")))              ; and    %edx,%eax
257
258 (define (i386:accu-not)
259   '(("not____%eax")))                   ; not %eax
260
261 (define (i386:accu-or-base)
262   '(("or_____%edx,%eax")))              ; or    %edx,%eax
263
264 (define (i386:accu-xor-base)
265   '(("xor____%edx,%eax")))              ; xor    %edx,%eax
266
267 (define (i386:accu+accu)
268   '(("add____%eax,%eax")))              ; add    %eax,%eax
269
270 (define (i386:accu+base)
271   `(("add____%edx,%eax")))              ; add    %edx,%eax
272
273 (define (i386:accu+value v)
274   `(,(if (< (abs v) #x80) `("add____$i8,%eax" (#:immediate1 ,v))
275          `("add____$i32,%eax" (#:immediate ,v)))))
276
277 (define (i386:base+value v)
278   `(,(if (< (abs v) #x80) `("add____$i8,%edx" (#:immediate1 ,v))
279          `("add____$i32,%edx" (#:immediate ,v)))))
280
281 (define (i386:accu-base)
282   `(("sub____%edx,%eax")))              ; sub    %edx,%eax
283
284 (define (i386:accu*base)
285   `(("mul____%edx")))                   ; mul    %edx
286
287 (define (i386:accu/base)
288   '(("mov____%edx,%ebx")                ; mov    %edx,%ebx
289     ("xor____%edx,%edx")                ; xor    %edx,%edx
290     ("idiv___%ebx")))                   ; div    %ebx
291
292 (define (i386:accu%base)
293   '(("mov____%edx,%ebx")                ; mov    %edx,%ebx
294     ("xor____%edx,%edx")                ; xor    %edx,%edx
295     ("idiv___%ebx")                     ; div    %ebx
296     ("mov____%edx,%eax")))              ; mov    %edx,%eax
297
298 (define (i386:base->accu)
299   '(("mov____%edx,%eax")))              ; mov    %edx,%eax
300
301 (define (i386:label->accu label)
302   `(("mov____$i32,%eax" (#:address ,label)))) ; mov    $<n>,%eax
303
304 (define (i386:label->base label)
305   `(("mov____$i32,%edx" (#:address ,label)))) ; mov   $<n>,%edx
306
307 (define (i386:label-mem->accu label)
308   `(("mov____0x32,%eax" (#:address ,label)))) ; mov    0x<n>,%eax
309
310 (define (i386:label-mem->base label)
311   `(("mov____0x32,%edx" (#:address ,label)))) ; mov    0x<n>,%edx
312
313 (define (i386:label-mem-add label v)
314   `(,(if (< (abs v) #x80) `("add____$i8,0x32" (#:address ,label) (#:immediate1 ,v))
315          `("add____$i32,0x32" (#:address ,label) (#:immediate ,v)))))
316
317 (define (i386:byte-base-mem->accu)
318   '(("add____%edx,%eax")                ; add    %edx,%eax
319     ("movzbl_(%eax),%eax")))            ; movzbl (%eax),%eax
320
321 (define (i386:byte-mem->accu)
322   '(("movzbl_(%eax),%eax")))            ; movzbl (%eax),%eax
323
324 (define (i386:byte-mem->base)
325   '(("movzbl_(%edx),%edx")))            ; movzbl (%edx),%edx
326
327 (define (i386:base-mem->accu)
328   '(("add___%edx,%eax")                 ; add    %edx,%eax
329     ("mov____(%eax),%eax")))            ; mov    (%eax),%eax
330
331 (define (i386:mem->accu)
332   '(("mov____(%eax),%eax")))            ; mov    (%eax),%eax
333
334 (define (i386:mem->base)
335   '(("mov____(%edx),%edx")))            ; mov    (%edx),%edx
336
337 (define (i386:mem+n->accu n)
338   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____0x8(%eax),%eax" (#:immediate1 ,n))
339          `("mov____0x32(%eax),%eax" (#:immediate ,n)))))
340
341 (define (i386:byte-mem+n->accu n)
342   `(,(if (< (abs n) #x80) `("movzbl_0x8(%eax),%eax" (#:immediate1 ,n))
343          `("movzbl_0x32(%eax),%eax" (#:immediate ,n)))))
344
345 (define (i386:word-mem+n->accu n)
346   `(,(if (< (abs n) #x80) `("movzwl_0x8(%eax),%eax" (#:immediate1 ,n))
347          `("movzwl_xb0x32(%eax),%eax" (#:immediate ,n)))))
348
349 (define (i386:base-mem+n->accu v)
350   (or v (error "invalid value: base-mem+n->accu: " v))
351   `(("add___%edx,%eax")
352     ,(if (< (abs v) #x80) `("mov____0x8(%eax),%eax" (#:immediate1 ,v))
353          `("mov____0x32(%eax),%eax" (#:immediate ,v)))))
354
355 (define (i386:value->accu v)
356   (or v (error "invalid value: i386:value->accu: " v))
357   `(("mov____$i32,%eax" (#:immediate ,v)))) ; mov    $<v>,%eax
358
359 (define (i386:value->accu-mem v)
360   `(("mov____$i32,(%eax)" (#:immediate ,v)))) ; movl   $0x<v>,(%eax)
361
362 (define (i386:value->accu-mem+n n v)
363   (or v (error "invalid value: i386:value->accu-mem+n: " v))
364   `(,(if (< (abs v) #x80) `("mov____$i32,0x8(%eax)" (#:immediate1 ,n) (#:immediate ,v))
365          `("mov____$i32,0x32(%eax)" (#:immediate ,n) (#:immediate ,v)))))
366
367 (define (i386:base->accu-mem)
368   '(("mov____%edx,(%eax)")))            ; mov    %edx,(%eax)
369
370 (define (i386:accu-mem->base-mem)
371   '(("mov____(%eax),%ecx")
372     ("mov____%ecx,(%edx)")))
373
374 (define (i386:base-mem->accu-mem)
375   '(("mov____(%edx),%ecx")              ; mov    (%edx),%ecx
376     ("mov____%ecx,(%eax)")))            ; mov    %ecx,(%eax)
377
378 (define (i386:byte-base->accu-mem)
379   '(("mov____%dl,(%eax)")))             ; mov    %dl,(%eax)
380
381 (define (i386:byte-base->accu-mem+n n)
382   (or n (error "invalid value: byte-base->accu-mem+n: " n))
383   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____%dl,0x8(%eax)" (#:immediate1 ,n))
384          `("mov____%dl,0x32(%eax)" (#:immediate ,n)))))
385
386 (define (i386:value->base v)
387   (or v (error "invalid value: i386:value->base: " v))
388   `(("mov____$i32,%edx" (#:immediate ,v)))) ; mov    $<v>,%edx
389
390 (define (i386:accu-mem-add v)
391   `(,(if (< (abs v) #x80) `("add____$i8,(%eax)" (#:immediate1 ,v))
392          `("add____$i32,(%eax)" (#:immediate ,v)))))
393
394 (define (i386:value->label label v)
395   (or v (error "invalid value: value->label: " v))
396   `(("mov____$i32,0x32" (#:address ,label)
397      (#:immediate ,v))))
398
399 (define (i386:call-label label n)
400   `((call32 (#:offset ,label))
401     ("add____$i8,%esp" (#:immediate1 ,(* n 4)))))
402
403 (define (i386:call-accu n)
404   `(,@(i386:push-accu)
405     ,@(i386:pop-accu)
406     ("call___*%eax")                    ; call   *%eax
407     ("add____$i8,%esp" (#:immediate1  ,(* n 4))))) ; add    $00,%esp
408
409 (define (i386:accu-zero?)
410   '(("test___%eax,%eax")))
411
412 (define (i386:accu-negate)
413   '(("sete___%al")                      ; sete %al
414     ("movzbl_%al,%eax")))               ; movzbl %al,%eax
415
416 (define (i386:xor-accu v)
417   (or v (error "invalid value: i386:xor-accu: n: " v))
418   `(("xor___$i32,%eax" (#:immediate ,v)))) ;xor    $0xff,%eax
419
420 (define (i386:xor-zf)
421   '(("lahf")                               ; lahf
422     ("xor____$i8,%ah" (#:immediate1 #x40)) ; xor    $0x40,%ah
423     ("sahf")))                             ; sahf
424
425 (define (i386:accu-cmp-value v)
426   `(,(if (< (abs v) #x80) `("cmp____$i8,%eax" (#:immediate1 ,v))
427          `("cmp____$i32,%eax" (#:immediate ,v)))))
428
429 (define (i386:accu-test)
430   '(("test___%eax,%eax")))              ; test   %eax,%eax
431
432 (define (i386:jump label)
433   `(("jmp32 " (#:offset ,label))))
434
435 (define (i386:jump-z label)
436   `(("je32  " (#:offset ,label))))        ; jz . + <n>
437
438 (define (i386:jump-byte-z label)
439   `(("test___%al,%al")                  ; test   %al,%al
440     ("je32  " (#:offset ,label))))      ; je <n>
441
442 ;; signed
443 (define (i386:jump-g label)
444   `(("jg32  " (#:offset ,label))))        ; jg/jnle <n>
445
446 ;; signed
447 (define (i386:jump-ge label)
448   `(("jge32 " (#:offset ,label))))       ; jge/jnl <n>
449
450 ;; signed
451 (define (i386:jump-l label)
452   `(("jl32  " (#:offset ,label))))
453
454 ;; signed
455 (define (i386:jump-le label)
456   `(("jle32 " (#:offset ,label))))
457
458 (define (i386:jump-nz label)
459   `(("jne32 " (#:offset ,label))))       ; jnz . + <n>
460
461 (define (i386:byte-test-base)
462   '(("cmp____%al,%dl")))                ; cmp    %al,%dl
463
464 (define (i386:test-base)
465   (("cmp____%edx,%eax")))               ; cmp    %edx,%eax
466
467 (define (i386:byte-sub-base)
468   '(("sub____%dl,%al")))                ; sub    %dl,%al
469
470 (define (i386:byte-base-sub)
471   `(("sub____%al,%dl")))                ; sub    %al,%dl
472
473 (define (i386:sub-base)
474   `(("sub____%edx,%eax")))              ; sub    %edx,%eax
475
476 (define (i386:base-sub)
477   `(("sub____%eax,%edx")))              ; sub    %eax,%edx
478
479 (define (i386:g?->accu)
480   '(("setg___%al")
481     ("movzbl_%al,%eax")))
482
483 (define (i386:ge?->accu)
484   '(("setge__%al")
485     ("movzbl_%al,%eax")))
486
487 (define (i386:l?->accu)
488   '(("setl___%al")
489     ("movzbl_%al,%eax")))
490
491 (define (i386:le?->accu)
492   '(("setle__%al")
493     ("movzbl_%al,%eax")))
494
495 (define (i386:nz->accu)
496   '(("setne__%al")                      ; setne   %al
497     ("movzbl_%al,%eax")))               ; movzbl %al,%eax
498
499 (define (i386:z->accu)
500   '(("sete___%al")                      ; sete   %al
501     ("movzbl_%al,%eax")))               ; movzbl %al,%eax
502
503 (define (i386:accu<->stack)
504   '(("xchg___%eax,(%esp)")))            ; xchg   %eax,(%esp)