mescc: Support bitwise or.
[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 ;;; 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-or-base)
135   '(#x09 #xd0))                         ; or    %edx,%eax
136
137 (define (i386:accu+accu)
138   '(#x01 #xc0))                         ; add    %eax,%eax
139
140 (define (i386:accu+base)
141   `(#x01 #xd0))                         ; add    %edx,%eax
142
143 (define (i386:accu+value v)
144   (or v accu+value)
145   `(#x05 ,@(int->bv32 v)))              ; add    %eax,%eax
146
147 (define (i386:accu-base)
148   `(#x29 #xd0))                         ; sub    %edx,%eax
149
150 (define (i386:accu*base)
151   `(#xf7 #xe2))                         ; mul    %edx
152
153 (define (i386:accu/base)
154   '(#x86 #xd3                           ; mov    %edx,%ebx
155     #x31 #xd2                           ; xor    %edx,%edx
156     #xf7 #xf3))                         ; div    %ebx
157
158 (define (i386:accu%base)
159   '(#x86 #xd3                           ; mov    %edx,%ebx
160     #x31 #xd2                           ; xor    %edx,%edx
161     #xf7 #xf3                           ; div    %ebx
162     #x89 #xd0))                         ; mov    %edx,%eax
163
164 (define (i386:base->accu)
165   '(#x89 #xd0))                         ; mov    %edx,%eax
166
167 (define (i386:local->accu n)
168   (or n local->accu)
169   `(#x8b #x45 ,(- 0 (* 4 n))))          ; mov    -<0xn>(%ebp),%eax
170
171 (define (i386:local-address->accu n)
172   (or n ladd)
173   `(#x8d #x45 ,(- 0 (* 4 n))))          ; lea 0x<n>(%ebp),%eax
174
175 (define (i386:local-ptr->accu n)
176   (or n local-ptr->accu)
177   `(#x89 #xe8                           ; mov    %ebp,%eax
178          #x83 #xc0 ,(- 0 (* 4 n))))     ; add    $0x<n>,%eax
179
180 (define (i386:byte-local->accu n)
181   (or n byte-local->accu)
182   `(#x0f #xb6 #x45 ,(- 0 (* 4 n))))     ; movzbl 0x<n>(%ebp),%eax
183
184 (define (i386:local->base n)
185   (or n local->base)
186   `(#x8b #x55 ,(- 0 (* 4 n))))          ; mov    -<0xn>(%ebp),%edx
187
188 (define (i386:local-address->base n) ;; DE-REF
189   (or n local-address->base)
190   `(#x8d #x55 ,(- 0 (* 4 n))))          ; lea    0x<n>(%ebp),%edx
191
192 (define (i386:local-ptr->base n)
193   (or n local-ptr->base)
194   `(#x89 #xea                           ; mov    %ebp,%edx
195          #x83 #xc2 ,(- 0 (* 4 n))))     ; add    $0x<n>,%edx
196
197 (define (i386:global->base n)
198   (or n global->base)
199   `(#xba ,@(int->bv32 n)))              ; mov   $<n>,%edx
200
201 (define (i386:global-address->accu n)
202   (or n global-address->accu)
203   `(#xa1 ,@(int->bv32 n)))              ; mov    0x<n>,%eax
204
205 (define (i386:global-address->base n)
206   (or n global-address->base)
207   `(#x8b #x15 ,@(int->bv32 n)))         ; mov    0x<n>,%edx
208
209 (define (i386:byte-base-mem->accu)
210   '(#x01 #xd0                           ; add    %edx,%eax
211          #x0f #xb6 #x00))               ; movzbl (%eax),%eax
212
213 (define (i386:byte-mem->accu)
214   '(#x0f #xb6 #x00))                    ; movzbl (%eax),%eax
215
216 (define (i386:byte-mem->base)
217   '(#x0f #xb6 #x10))                    ; movzbl (%eax),%edx
218
219 (define (i386:base-mem->accu)
220   '(#x01 #xd0                           ; add    %edx,%eax
221          #x8b #x00))                    ; mov    (%eax),%eax
222
223 (define (i386:mem->accu)
224   '(#x8b #x00))                         ; mov    (%eax),%eax
225
226 (define (i386:mem+n->accu n)
227   `(#x8b #x40 ,n))                      ; mov    0x<n>(%eax),%eax
228
229 (define (i386:base-mem+n->accu n)
230   (or n base-mem+n->accu)
231   `(#x01 #xd0                           ; add    %edx,%eax
232          #x8b #x40 ,n))                 ; mov    <n>(%eax),%eax
233
234 (define (i386:value->accu v)
235   (or v urg:value->accu)
236   `(#xb8 ,@(int->bv32 v)))              ; mov    $<v>,%eax
237
238 (define (i386:value->accu-address v)
239   `(#xc7 #x00 ,@(int->bv32 v)))         ; movl   $0x<v>,(%eax)
240
241 (define (i386:value->accu-address+n n v)
242   (or v urg:value->accu-address+n)
243   `(#xc7 #x40 ,n ,@(int->bv32 v)))      ; movl   $<v>,0x<n>(%eax)
244
245 (define (i386:base->accu-address)
246   '(#x89 #x10))                         ; mov    %edx,(%eax)
247
248 (define (i386:base-address->accu-address)
249   '(#x8b #x0a                           ; mov    (%edx),%ecx
250     #x89 #x08))                         ; mov    %ecx,(%eax)
251
252 (define (i386:accu+n n)
253   `(#x83 #xc0 ,n))                      ; add    $0x00,%eax
254
255 (define (i386:base+n n)
256   `(#x83 #xc2 ,n))                      ; add    $0x00,%edx
257
258 (define (i386:byte-base->accu-address)
259   '(#x88 #x10))                         ; mov    %dl,(%eax)
260
261 (define (i386:byte-base->accu-address+n n)
262   (or n byte-base->accu-address+n)
263   `(#x88 #x50 ,n))                      ; mov    %dl,0x<n>(%eax)
264
265 (define (i386:value->base v)
266   (or v urg:value->base)
267   `(#xba ,@(int->bv32 v)))              ; mov    $<v>,%edx
268
269 (define (i386:local-add n v)
270   (or n urg:local-add)
271   `(#x83 #x45 ,(- 0 (* 4 n)) ,v))       ; addl   $<v>,0x<n>(%ebp)
272
273 (define (i386:global-add n v)
274   (or n urg:global-add)
275   `(#x83 #x05 ,@(int->bv32 n) ,v))      ; addl   $<v>,0x<n>
276
277 (define (i386:global->accu o)
278   (or o urg:global->accu)
279   `(#xb8 ,@(int->bv32 o)))              ; mov    $<>,%eax
280
281 (define (i386:value->global n v)
282   (or n value->global)
283   `(#xc7 #x05 ,@(int->bv32 n)           ; movl   $<v>,(<n>)
284          ,@(int->bv32 v)))
285
286 (define (i386:value->local n v)
287   (or n value->local)
288   `(#xc7 #x45 ,(- 0 (* 4 n))            ; movl   $<v>,0x<n>(%ebp)
289          ,@(int->bv32 v)))
290
291 (define (i386:local-test n v)
292   (or n local-test)
293   `(#x83 #x7d ,(- 0 (* 4 n)) ,v))       ; cmpl   $<v>,0x<n>(%ebp)
294
295 (define (i386:call f g ta t d address n)
296   (or address urg:call)
297   `(#xe8 ,@(int->bv32 (- address 5))    ; call   relative $00
298          #x83 #xc4 ,(* n 4)))           ; add    $00,%esp
299
300 (define (i386:call-accu f g ta t d n)
301   `(,@(i386:push-accu)
302     ,@(i386:pop-accu)
303     #xff #xd0                           ; call   *%eax
304     #x83 #xc4 ,(* n 4)))                ; add    $00,%esp
305
306 (define (i386:accu-not)
307   `(#x0f #x94 #xc0                      ; sete %al
308          #x0f #xb6 #xc0))               ; movzbl %al,%eax
309
310 (define (i386:xor-accu v)
311   (or n urg:xor-accu)
312   `(#x35 ,@(int->bv32 v)))              ;xor    $0xff,%eax
313
314 (define (i386:xor-zf)
315   '(#x9f                                ; lahf   
316     #x80 #xf4 #x40                      ; xor    $0x40,%ah
317     #x9e))                              ; sahf   
318
319 (define (i386:accu-cmp-value v)
320   `(#x83 #xf8 ,v))                      ; cmp    $<v>,%eax
321
322 (define (i386:accu-test)
323   '(#x85 #xc0))                         ; test   %eax,%eax
324
325 (define (i386:Xjump n)
326   (or n urg:Xjump)
327   `(#xe9 ,@(int->bv32 (if (>= n 0) n (- n 5))))) ; jmp . + <n>
328
329 (define (i386:XXjump n)
330   (or n urg:XXjump)
331   `(#xe9 ,@(int->bv32 n)))              ; jmp . + <n>
332
333 (define (i386:Xjump-nz n)
334   (or n urg:Xjump-nz)
335   `(#x0f #x85 ,@(int->bv32 n)))         ; jnz . + <n>
336
337 (define (i386:Xjump-z n)
338   (or n urg:Xjump-z)
339   `(#x0f #x84 ,@(int->bv32 n)))         ; jz . + <n>
340
341 (define (i386:jump n) ;;FIXME: NEED THIS WEIRDNESS for t.c
342   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
343     (format (current-error-port) "JUMP n=~a\n" n)
344     barf)
345   `(#xeb ,(if (>= n 0) (- n 2) (- n 2)))) ; jmp <n>
346
347 (define (i386:jump-c n)
348   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
349     (format (current-error-port) "JUMP n=~a\n" n)
350     barf)
351   `(#x72 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jc <n>
352
353 (define (i386:jump-cz n)
354   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
355     (format (current-error-port) "JUMP n=~a\n" n)
356     barf)
357   `(#x76 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jbe <n>
358
359 (define (i386:jump-ncz n)
360   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
361     (format (current-error-port) "JUMP-ncz n=~a\n" n)
362     barf)
363   `(#x77 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; ja <n>
364
365 (define (i386:jump-nc n)
366   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
367     (format (current-error-port) "JUMP-nc n=~a\n" n)
368     barf)
369   `(#x73 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jnc <n>
370
371 ;; unsigned
372 (define (i386:Xjump-nc n)
373   (or n urg:Xjump-nc)
374   `(#x0f #x83 ,@(int->bv32 n)))         ; jnc <n>
375
376 ;; unsigned
377 (define (i386:Xjump-ncz n)
378   (or n urg:Xjump-ncz)
379   `(#x0f #x87 ,@(int->bv32 n)))         ; ja <n>
380
381 ;; unsigned
382 ;; (define (i386:Xjump-c n)
383 ;;   (or n urg:Xjump-c)
384 ;;   `(#x0f #x82 ,@(int->bv32 n)))     ; jc <n>
385
386 ;; unsigned
387 ;; (define (i386:Xjump-cz n)
388 ;;   (or n urg:Xjump-cz)
389 ;;   `(#x0f #x86 ,@(int->bv32 n)))         ; jbe <n>
390
391 ;; signed
392 (define (i386:Xjump-g n)
393   (or n urg:Xjump-g)
394   `(#x0f #x8f ,@(int->bv32 n)))         ; jg/jnle <n>
395
396 ;; signed
397 (define (i386:Xjump-ge n)
398   (or n urg:Xjump-ge)
399   `(#x0f #x8d ,@(int->bv32 n)))         ; jge/jnl <n>
400
401 ;; ;; signed
402 ;; (define (i386:Xjump-l n)
403 ;;   (or n urg:Xjump-l)
404 ;;   `(#x0f #x8c ,@(int->bv32 n)))         ; jl/jnge <n>
405
406 ;; ;; signed
407 ;; (define (i386:Xjump-le n)
408 ;;   (or n urg:Xjump-le)
409 ;;   `(#x0f #x8e ,@(int->bv32 n)))         ; jle/jgn <n>
410
411 (define (i386:jump-z n)
412   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
413     (format (current-error-port) "JUMP-z n=~a\n" n)
414     barf)
415   `(#x74 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jz <n>
416
417 (define (i386:jump-nz n)
418   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
419     (format (current-error-port) "JUMP-nz n=~a\n" n)
420     barf)
421   `(#x75 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jnz <n>
422
423 (define (i386:test-jump-z n)
424   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
425     (format (current-error-port) "JUMP-z n=~a\n" n)
426     barf)
427   `(#x85 #xc0                           ; test   %eax,%eax
428     #x74 ,(if (>= n 0) n (- n 4))))     ; jz <n>
429
430 (define (i386:jump-byte-nz n)
431   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
432     (format (current-error-port) "JUMP-byte-nz n=~a\n" n)
433     barf)
434   `(#x84 #xc0                           ; test   %al,%al
435     #x75 ,(if (>= n 0) n (- n 4))))     ; jne <n>
436
437 (define (i386:jump-byte-z n)
438   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
439     (format (current-error-port) "JUMP-byte-z n=~a\n" n)
440     barf)
441   `(#x84 #xc0                           ; test   %al,%al
442     #x74 ,(if (>= n 0) n (- n 4))))     ; jne <n>
443
444 (define (i386:byte-test-base)
445   `(#x38 #xc2))                         ; cmp    %al,%dl
446
447 (define (i386:test-base)
448   `(#x39 #xd0))                         ; cmp    %edx,%eax
449
450 (define (i386:byte-sub-base)
451   `(#x28 #xd0))                         ; sub    %dl,%al
452
453 (define (i386:byte-base-sub)
454   `(#x28 #xd0))                         ; sub    %al,%dl
455
456 (define (i386:sub-base)
457   `(#x29 #xd0))                         ; sub    %edx,%eax
458
459 (define (i386:base-sub)
460   `(#x29 #xc2))                         ; sub    %eax,%edx
461