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 ;;; libc-i386.mes defines i386 assembly
  24
  25 ;;; Code:
  26
  27 (cond-expand
  28  (guile-2)
  29  (guile)
  30  (mes
  31   (mes-use-module (mes elf))))
  32
  33 (define (i386:function-preamble)
  34   '(#x55                                ; push   %ebp
  35     #x89 #xe5))                         ; mov    %esp,%ebp
  36
  37 ;; (define (i386:function-locals)
  38 ;;   '(#x83 #xec #x20))               ; sub    $0x10,%esp -- 8 local vars
  39
  40 (define (i386:function-locals)
  41   '(#x83 #xec #x40))              ; sub    $0x10,%esp -- 16 local vars
  42
  43 (define (i386:push-global-address o)
  44   (or o push-global-address)
  45   `(#x68 ,@(int->bv32 o)))              ; push  $0x<o>
  46
  47 (define (i386:push-global o)
  48   (or o push-global)
  49   `(#xa1 ,@(int->bv32 o)                ; mov    0x804a000,%eax
  50          #x50))                         ; push  %eax
  51
  52 (define (i386:push-local n)
  53   (or n push-local)
  54   `(#xff #x75 ,(- 0 (* 4 n))))          ; pushl  0x<n>(%ebp)
  55
  56 (define (i386:push-local-address n)
  57   (or n push-local-address)
  58   `(#x8d #x45 ,(- 0 (* 4 n))            ; lea 0x<n>(%ebp),%eax
  59          #x50))                         ; push %eax
  60
  61 (define (i386:push-local-de-ref n)
  62   (or n push-local-de-ref)
  63   `(#x8b #x45 ,(- 0 (* 4 n))            ; mov    -0x<n>(%ebp),%eax
  64          #x0f #xb6 #x00                 ; movzbl (%eax),%eax
  65          ;;#x0f #xbe #xc0                 ; movsbl %al,%eax ***FIXME BYTE****
  66          #x50))                         ; push   %eax
  67
  68 (define (i386:pop-accu)
  69   '(#x58))                              ; pop %eax
  70
  71 (define (i386:push-accu)
  72   '(#x50))                              ; push %eax
  73
  74 (define (i386:pop-base)
  75   '(#x5a))                              ; pop %edx
  76
  77 (define (i386:push-base)
  78   '(#x52))                              ; push %edx
  79
  80 (define (i386:ret)
  81   '(#xc9                                ; leave
  82     #xc3))                              ; ret
  83
  84 (define (i386:accu->base)
  85   '(#x89 #xc2))                         ; mov    %eax,%edx
  86
  87 (define (i386:accu->base-address)
  88   '(#x89 #x02))                         ; mov    %eax,%(edx)
  89
  90 (define (i386:byte-accu->base-address)
  91   '(#x88 #x02))                         ; mov    %al,%(edx)
  92
  93 (define (i386:accu->base-address+n n)
  94   (or n accu->base-address+n)
  95   `(#x89 #x42 ,n))                      ; mov    %eax,$0x<n>%(edx)
  96
  97 (define (i386:accu->local n)
  98   (or n accu->local)
  99   `(#x89 #x45 ,(- 0 (* 4 n))))          ; mov    %eax,-<0xn>(%ebp)
 100
 101 (define (i386:base->local n)
 102   (or n base->local)
 103   `(#x89 #x55 ,(- 0 (* 4 n))))          ; mov    %edx,-<0xn>(%ebp)
 104
 105 (define (i386:base->global n)
 106   (or n base->global)
 107   `(#x89 #x15 ,@(int->bv32 n)))         ; mov    %edx,0x0
 108
 109 (define (i386:accu->global n)
 110   (or n accu->global)
 111   `(#xa3 ,@(int->bv32 n)))              ; mov    %eax,0x0
 112
 113 (define (i386:accu->global-address n)
 114   (or n accu->global-address)
 115   `(#x8b #x15 ,@(int->bv32 n)           ; mov    0x<n>,%edx
 116          #x89 #x02 ))                   ; mov    %eax,(%edx)
 117
 118 (define (i386:accu-zero?)
 119   '(#x85 #xc0))                         ; cmpl   %eax,%eax
 120
 121 (define (i386:accu-non-zero?)
 122   (append '(#x85 #xc0)                  ; cmpl   %eax,%eax
 123           (i386:xor-zf)))
 124
 125 (define (i386:accu-shl n)
 126   (or n accu:shl n)
 127   `(#xc1 #xe0 ,n))                      ; shl    $0x8,%eax
 128
 129 (define (i386:accu<<base)
 130   '(#x31 #xc9                           ; xor    %ecx,%ecx
 131     #x89 #xd1                           ; mov    %edx,%ecx
 132     #xd3 #xe0))                         ; shl    %cl,%eax
 133
 134 (define (i386:accu>>base)
 135   '(#x31 #xc9                           ; xor    %ecx,%ecx
 136     #x89 #xd1                           ; mov    %edx,%ecx
 137     #xd3 #xe8))                         ; shr    %cl,%eax
 138
 139 (define (i386:accu-or-base)
 140   '(#x09 #xd0))                         ; or    %edx,%eax
 141
 142 (define (i386:accu+accu)
 143   '(#x01 #xc0))                         ; add    %eax,%eax
 144
 145 (define (i386:accu+base)
 146   `(#x01 #xd0))                         ; add    %edx,%eax
 147
 148 (define (i386:accu+value v)
 149   (or v accu+value)
 150   `(#x05 ,@(int->bv32 v)))              ; add    %eax,%eax
 151
 152 (define (i386:accu-base)
 153   `(#x29 #xd0))                         ; sub    %edx,%eax
 154
 155 (define (i386:accu*base)
 156   `(#xf7 #xe2))                         ; mul    %edx
 157
 158 (define (i386:accu/base)
 159   '(#x86 #xd3                           ; mov    %edx,%ebx
 160     #x31 #xd2                           ; xor    %edx,%edx
 161     #xf7 #xf3))                         ; div    %ebx
 162
 163 (define (i386:accu%base)
 164   '(#x86 #xd3                           ; mov    %edx,%ebx
 165     #x31 #xd2                           ; xor    %edx,%edx
 166     #xf7 #xf3                           ; div    %ebx
 167     #x89 #xd0))                         ; mov    %edx,%eax
 168
 169 (define (i386:base->accu)
 170   '(#x89 #xd0))                         ; mov    %edx,%eax
 171
 172 (define (i386:local->accu n)
 173   (or n local->accu)
 174   `(#x8b #x45 ,(- 0 (* 4 n))))          ; mov    -<0xn>(%ebp),%eax
 175
 176 (define (i386:local-address->accu n)
 177   (or n ladd)
 178   `(#x8d #x45 ,(- 0 (* 4 n))))          ; lea 0x<n>(%ebp),%eax
 179
 180 (define (i386:local-ptr->accu n)
 181   (or n local-ptr->accu)
 182   `(#x89 #xe8                           ; mov    %ebp,%eax
 183          #x83 #xc0 ,(- 0 (* 4 n))))     ; add    $0x<n>,%eax
 184
 185 (define (i386:byte-local->accu n)
 186   (or n byte-local->accu)
 187   `(#x0f #xb6 #x45 ,(- 0 (* 4 n))))     ; movzbl 0x<n>(%ebp),%eax
 188
 189 (define (i386:local->base n)
 190   (or n local->base)
 191   `(#x8b #x55 ,(- 0 (* 4 n))))          ; mov    -<0xn>(%ebp),%edx
 192
 193 (define (i386:local-address->base n) ;; DE-REF
 194   (or n local-address->base)
 195   `(#x8d #x55 ,(- 0 (* 4 n))))          ; lea    0x<n>(%ebp),%edx
 196
 197 (define (i386:local-ptr->base n)
 198   (or n local-ptr->base)
 199   `(#x89 #xea                           ; mov    %ebp,%edx
 200          #x83 #xc2 ,(- 0 (* 4 n))))     ; add    $0x<n>,%edx
 201
 202 (define (i386:global->base n)
 203   (or n global->base)
 204   `(#xba ,@(int->bv32 n)))              ; mov   $<n>,%edx
 205
 206 (define (i386:global-address->accu n)
 207   (or n global-address->accu)
 208   `(#xa1 ,@(int->bv32 n)))              ; mov    0x<n>,%eax
 209
 210 (define (i386:global-address->base n)
 211   (or n global-address->base)
 212   `(#x8b #x15 ,@(int->bv32 n)))         ; mov    0x<n>,%edx
 213
 214 (define (i386:byte-base-mem->accu)
 215   '(#x01 #xd0                           ; add    %edx,%eax
 216          #x0f #xb6 #x00))               ; movzbl (%eax),%eax
 217
 218 (define (i386:byte-mem->accu)
 219   '(#x0f #xb6 #x00))                    ; movzbl (%eax),%eax
 220
 221 (define (i386:byte-mem->base)
 222   '(#x0f #xb6 #x10))                    ; movzbl (%eax),%edx
 223
 224 (define (i386:base-mem->accu)
 225   '(#x01 #xd0                           ; add    %edx,%eax
 226          #x8b #x00))                    ; mov    (%eax),%eax
 227
 228 (define (i386:mem->accu)
 229   '(#x8b #x00))                         ; mov    (%eax),%eax
 230
 231 (define (i386:mem+n->accu n)
 232   `(#x8b #x40 ,n))                      ; mov    0x<n>(%eax),%eax
 233
 234 (define (i386:base-mem+n->accu n)
 235   (or n base-mem+n->accu)
 236   `(#x01 #xd0                           ; add    %edx,%eax
 237          #x8b #x40 ,n))                 ; mov    <n>(%eax),%eax
 238
 239 (define (i386:value->accu v)
 240   (or v urg:value->accu)
 241   `(#xb8 ,@(int->bv32 v)))              ; mov    $<v>,%eax
 242
 243 (define (i386:value->accu-address v)
 244   `(#xc7 #x00 ,@(int->bv32 v)))         ; movl   $0x<v>,(%eax)
 245
 246 (define (i386:value->accu-address+n n v)
 247   (or v urg:value->accu-address+n)
 248   `(#xc7 #x40 ,n ,@(int->bv32 v)))      ; movl   $<v>,0x<n>(%eax)
 249
 250 (define (i386:base->accu-address)
 251   '(#x89 #x10))                         ; mov    %edx,(%eax)
 252
 253 (define (i386:base-address->accu-address)
 254   '(#x8b #x0a                           ; mov    (%edx),%ecx
 255     #x89 #x08))                         ; mov    %ecx,(%eax)
 256
 257 (define (i386:accu+n n)
 258   `(#x83 #xc0 ,n))                      ; add    $0x00,%eax
 259
 260 (define (i386:base+n n)
 261   `(#x83 #xc2 ,n))                      ; add    $0x00,%edx
 262
 263 (define (i386:byte-base->accu-address)
 264   '(#x88 #x10))                         ; mov    %dl,(%eax)
 265
 266 (define (i386:byte-base->accu-address+n n)
 267   (or n byte-base->accu-address+n)
 268   `(#x88 #x50 ,n))                      ; mov    %dl,0x<n>(%eax)
 269
 270 (define (i386:value->base v)
 271   (or v urg:value->base)
 272   `(#xba ,@(int->bv32 v)))              ; mov    $<v>,%edx
 273
 274 (define (i386:local-add n v)
 275   (or n urg:local-add)
 276   `(#x83 #x45 ,(- 0 (* 4 n)) ,v))       ; addl   $<v>,0x<n>(%ebp)
 277
 278 (define (i386:global-add n v)
 279   (or n urg:global-add)
 280   `(#x83 #x05 ,@(int->bv32 n) ,v))      ; addl   $<v>,0x<n>
 281
 282 (define (i386:global->accu o)
 283   (or o urg:global->accu)
 284   `(#xb8 ,@(int->bv32 o)))              ; mov    $<>,%eax
 285
 286 (define (i386:value->global n v)
 287   (or n value->global)
 288   `(#xc7 #x05 ,@(int->bv32 n)           ; movl   $<v>,(<n>)
 289          ,@(int->bv32 v)))
 290
 291 (define (i386:value->local n v)
 292   (or n value->local)
 293   `(#xc7 #x45 ,(- 0 (* 4 n))            ; movl   $<v>,0x<n>(%ebp)
 294          ,@(int->bv32 v)))
 295
 296 (define (i386:local-test n v)
 297   (or n local-test)
 298   `(#x83 #x7d ,(- 0 (* 4 n)) ,v))       ; cmpl   $<v>,0x<n>(%ebp)
 299
 300 (define (i386:call f g ta t d address n)
 301   (or address urg:call)
 302   `(#xe8 ,@(int->bv32 (- address 5))    ; call   relative $00
 303          #x83 #xc4 ,(* n 4)))           ; add    $00,%esp
 304
 305 (define (i386:call-accu f g ta t d n)
 306   `(,@(i386:push-accu)
 307     ,@(i386:pop-accu)
 308     #xff #xd0                           ; call   *%eax
 309     #x83 #xc4 ,(* n 4)))                ; add    $00,%esp
 310
 311 (define (i386:accu-not)
 312   `(#x0f #x94 #xc0                      ; sete %al
 313          #x0f #xb6 #xc0))               ; movzbl %al,%eax
 314
 315 (define (i386:xor-accu v)
 316   (or n urg:xor-accu)
 317   `(#x35 ,@(int->bv32 v)))              ;xor    $0xff,%eax
 318
 319 (define (i386:xor-zf)
 320   '(#x9f                                ; lahf
 321     #x80 #xf4 #x40                      ; xor    $0x40,%ah
 322     #x9e))                              ; sahf
 323
 324 (define (i386:accu-cmp-value v)
 325   `(#x83 #xf8 ,v))                      ; cmp    $<v>,%eax
 326
 327 (define (i386:accu-test)
 328   '(#x85 #xc0))                         ; test   %eax,%eax
 329
 330 (define (i386:Xjump n)
 331   (or n urg:Xjump)
 332   `(#xe9 ,@(int->bv32 (if (>= n 0) n (- n 5))))) ; jmp . + <n>
 333
 334 (define (i386:XXjump n)
 335   (or n urg:XXjump)
 336   `(#xe9 ,@(int->bv32 n)))              ; jmp . + <n>
 337
 338 (define (i386:Xjump-nz n)
 339   (or n urg:Xjump-nz)
 340   `(#x0f #x85 ,@(int->bv32 n)))         ; jnz . + <n>
 341
 342 (define (i386:Xjump-z n)
 343   (or n urg:Xjump-z)
 344   `(#x0f #x84 ,@(int->bv32 n)))         ; jz . + <n>
 345
 346 (define (i386:jump n) ;;FIXME: NEED THIS WEIRDNESS for t.c
 347   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
 348     (format (current-error-port) "JUMP n=~a\n" n)
 349     barf)
 350   `(#xeb ,(if (>= n 0) (- n 2) (- n 2)))) ; jmp <n>
 351
 352 (define (i386:jump-c n)
 353   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
 354     (format (current-error-port) "JUMP n=~a\n" n)
 355     barf)
 356   `(#x72 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jc <n>
 357
 358 (define (i386:jump-cz n)
 359   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
 360     (format (current-error-port) "JUMP n=~a\n" n)
 361     barf)
 362   `(#x76 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jbe <n>
 363
 364 (define (i386:jump-ncz n)
 365   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
 366     (format (current-error-port) "JUMP-ncz n=~a\n" n)
 367     barf)
 368   `(#x77 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; ja <n>
 369
 370 (define (i386:jump-nc n)
 371   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
 372     (format (current-error-port) "JUMP-nc n=~a\n" n)
 373     barf)
 374   `(#x73 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jnc <n>
 375
 376 ;; unsigned
 377 (define (i386:Xjump-nc n)
 378   (or n urg:Xjump-nc)
 379   `(#x0f #x83 ,@(int->bv32 n)))         ; jnc <n>
 380
 381 ;; unsigned
 382 (define (i386:Xjump-ncz n)
 383   (or n urg:Xjump-ncz)
 384   `(#x0f #x87 ,@(int->bv32 n)))         ; ja <n>
 385
 386 ;; unsigned
 387 ;; (define (i386:Xjump-c n)
 388 ;;   (or n urg:Xjump-c)
 389 ;;   `(#x0f #x82 ,@(int->bv32 n)))     ; jc <n>
 390
 391 ;; unsigned
 392 ;; (define (i386:Xjump-cz n)
 393 ;;   (or n urg:Xjump-cz)
 394 ;;   `(#x0f #x86 ,@(int->bv32 n)))         ; jbe <n>
 395
 396 ;; signed
 397 (define (i386:Xjump-g n)
 398   (or n urg:Xjump-g)
 399   `(#x0f #x8f ,@(int->bv32 n)))         ; jg/jnle <n>
 400
 401 ;; signed
 402 (define (i386:Xjump-ge n)
 403   (or n urg:Xjump-ge)
 404   `(#x0f #x8d ,@(int->bv32 n)))         ; jge/jnl <n>
 405
 406 ;; ;; signed
 407 ;; (define (i386:Xjump-l n)
 408 ;;   (or n urg:Xjump-l)
 409 ;;   `(#x0f #x8c ,@(int->bv32 n)))         ; jl/jnge <n>
 410
 411 ;; ;; signed
 412 ;; (define (i386:Xjump-le n)
 413 ;;   (or n urg:Xjump-le)
 414 ;;   `(#x0f #x8e ,@(int->bv32 n)))         ; jle/jgn <n>
 415
 416 (define (i386:jump-z n)
 417   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
 418     (format (current-error-port) "JUMP-z n=~a\n" n)
 419     barf)
 420   `(#x74 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jz <n>
 421
 422 (define (i386:jump-nz n)
 423   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
 424     (format (current-error-port) "JUMP-nz n=~a\n" n)
 425     barf)
 426   `(#x75 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jnz <n>
 427
 428 (define (i386:test-jump-z n)
 429   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
 430     (format (current-error-port) "JUMP-z n=~a\n" n)
 431     barf)
 432   `(#x85 #xc0                           ; test   %eax,%eax
 433     #x74 ,(if (>= n 0) n (- n 4))))     ; jz <n>
 434
 435 (define (i386:jump-byte-nz n)
 436   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
 437     (format (current-error-port) "JUMP-byte-nz n=~a\n" n)
 438     barf)
 439   `(#x84 #xc0                           ; test   %al,%al
 440     #x75 ,(if (>= n 0) n (- n 4))))     ; jne <n>
 441
 442 (define (i386:jump-byte-z n)
 443   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
 444     (format (current-error-port) "JUMP-byte-z n=~a\n" n)
 445     barf)
 446   `(#x84 #xc0                           ; test   %al,%al
 447     #x74 ,(if (>= n 0) n (- n 4))))     ; jne <n>
 448
 449 (define (i386:byte-test-base)
 450   `(#x38 #xc2))                         ; cmp    %al,%dl
 451
 452 (define (i386:test-base)
 453   `(#x39 #xd0))                         ; cmp    %edx,%eax
 454
 455 (define (i386:byte-sub-base)
 456   `(#x28 #xd0))                         ; sub    %dl,%al
 457
 458 (define (i386:byte-base-sub)
 459   `(#x28 #xd0))                         ; sub    %al,%dl
 460
 461 (define (i386:sub-base)
 462   `(#x29 #xd0))                         ; sub    %edx,%eax
 463
 464 (define (i386:base-sub)
 465   `(#x29 #xc2))                         ; sub    %eax,%edx
 466