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____$i32,0x32(%ebp)" (#:immediate ,n) (#:immediate ,v)))))))
 179
 180 (define (i386:pop-accu)
 181   '(("pop____%eax")))                   ; pop %eax
 182
 183 (define (i386:push-accu)
 184   '(("push___%eax")))                   ; push %eax
 185
 186 (define (i386:pop-base)
 187   '(("pop____%edx")))                   ; pop %edx
 188
 189 (define (i386:push-base)
 190   '(("push___%edx")))                   ; push %edx
 191
 192 (define (i386:ret)
 193   '(("leave")                           ; leave
 194     ("ret")))                           ; ret
 195
 196 (define (i386:accu->base)
 197   '(("mov____%eax,%edx")))              ; mov    %eax,%edx
 198
 199 (define (i386:accu->base-address)
 200   '(("mov____%eax,(%edx)")))            ; mov    %eax,(%edx)
 201
 202 (define (i386:byte-accu->base-address)
 203   '(("mov____%al,(%edx)")))             ; mov    %al,(%edx)
 204
 205 (define (i386:accu->base-address+n n)
 206   (or n (error "invalid value: accu->base-address+n: " n))
 207   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____%eax,0x8(%edx)" (#:immediate1 ,n))
 208          `("mov____%eax,0x32(%edx)" (#:immediate ,n)))))
 209
 210 (define (i386:accu->label label)
 211   `(("mov____%eax,0x32" (#:address ,label)))) ; mov    %eax,0x<label>
 212
 213 (define (i386:accu-zero?)
 214   '(("test___%eax,%eax")))
 215
 216 (define (i386:accu-shl n)
 217   (or n (error "invalid value: accu:shl n: " n))
 218   `(("shl____$i8,%eax" (#:immediate1 ,n)))) ; shl    $0x8,%eax
 219
 220 (define (i386:accu<<base)
 221   '(("xor____%ecx,%ecx")                ; xor    %ecx,%ecx
 222     ("mov____%edx,%ecx")                ; mov    %edx,%ecx
 223     ("shl____%cl,%eax")))               ; shl    %cl,%eax
 224
 225 (define (i386:accu>>base)
 226   '(("xor____%ecx,%ecx")                ; xor    %ecx,%ecx
 227     ("mov____%edx,%ecx")                ; mov    %edx,%ecx
 228     ("shr____%cl,%eax")))               ; shr    %cl,%eax
 229
 230 (define (i386:accu-and-base)
 231   '(("and____%edx,%eax")))              ; and    %edx,%eax
 232
 233 (define (i386:accu-not)
 234   '(("not____%eax")))                   ; not %eax
 235
 236 (define (i386:accu-or-base)
 237   '(("or_____%edx,%eax")))              ; or    %edx,%eax
 238
 239 (define (i386:accu-xor-base)
 240   '(("xor____%edx,%eax")))              ; xor    %edx,%eax
 241
 242 (define (i386:accu+accu)
 243   '(("add____%eax,%eax")))              ; add    %eax,%eax
 244
 245 (define (i386:accu+base)
 246   `(("add____%edx,%eax")))              ; add    %edx,%eax
 247
 248 (define (i386:accu+value v)
 249   `(,(if (< (abs v) #x80) `("add____$i8,%eax" (#:immediate1 ,v))
 250          `("add____$i32,%eax" (#:immediate ,v)))))
 251
 252 (define (i386:base+value v)
 253   `(,(if (< (abs v) #x80) `("add____$i8,%edx" (#:immediate1 ,v))
 254          `("add____$i32,%edx" (#:immediate ,v)))))
 255
 256 (define (i386:accu-base)
 257   `(("sub____%edx,%eax")))              ; sub    %edx,%eax
 258
 259 (define (i386:accu*base)
 260   `(("mul____%edx")))                   ; mul    %edx
 261
 262 (define (i386:accu/base)
 263   '(("mov____%edx,%ebx")                ; mov    %edx,%ebx
 264     ("xor____%edx,%edx")                ; xor    %edx,%edx
 265     ("idiv___%ebx")))                   ; div    %ebx
 266
 267 (define (i386:accu%base)
 268   '(("mov____%edx,%ebx")                ; mov    %edx,%ebx
 269     ("xor____%edx,%edx")                ; xor    %edx,%edx
 270     ("idiv___%ebx")                     ; div    %ebx
 271     ("mov____%edx,%eax")))              ; mov    %edx,%eax
 272
 273 (define (i386:base->accu)
 274   '(("mov____%edx,%eax")))              ; mov    %edx,%eax
 275
 276 (define (i386:label->accu label)
 277   `(("mov____$i32,%eax" (#:address ,label)))) ; mov    $<n>,%eax
 278
 279 (define (i386:label->base label)
 280   `(("mov____$i32,%edx" (#:address ,label)))) ; mov   $<n>,%edx
 281
 282 (define (i386:label-mem->accu label)
 283   `(("mov____0x32,%eax" (#:address ,label)))) ; mov    0x<n>,%eax
 284
 285 (define (i386:label-mem->base label)
 286   `(("mov____0x32,%edx" (#:address ,label)))) ; mov    0x<n>,%edx
 287
 288 (define (i386:label-mem-add label v)
 289   `(,(if (< (abs v) #x80) `("add____$i8,0x32" (#:address ,label) (#:immediate1 ,v))
 290          `("add____$i32,0x32" (#:address ,label) (#:immediate ,v)))))
 291
 292 (define (i386:byte-base-mem->accu)
 293   '(("add____%edx,%eax")                ; add    %edx,%eax
 294     ("movzbl_(%eax),%eax")))            ; movzbl (%eax),%eax
 295
 296 (define (i386:byte-mem->accu)
 297   '(("movzbl_(%eax),%eax")))            ; movzbl (%eax),%eax
 298
 299 (define (i386:byte-mem->base)
 300   '(("movzbl_(%edx),%edx")))            ; movzbl (%edx),%edx
 301
 302 (define (i386:base-mem->accu)
 303   '(("add___%edx,%eax")                 ; add    %edx,%eax
 304     ("mov____(%eax),%eax")))            ; mov    (%eax),%eax
 305
 306 (define (i386:mem->accu)
 307   '(("mov____(%eax),%eax")))            ; mov    (%eax),%eax
 308
 309 (define (i386:mem->base)
 310   '(("mov____(%edx),%edx")))            ; mov    (%edx),%edx
 311
 312 (define (i386:mem+n->accu n)
 313   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____0x8(%eax),%eax" (#:immediate1 ,n))
 314          `("mov____0x32(%eax),%eax" (#:immediate ,n)))))
 315
 316 (define (i386:base-mem+n->accu v)
 317   (or v (error "invalid value: base-mem+n->accu: " v))
 318   `(("add___%edx,%eax")
 319     ,(if (< (abs v) #x80) `("mov____0x8(%eax),%eax" (#:immediate1 ,v))
 320          `("mov____0x32(%eax),%eax" (#:immediate ,v)))))
 321
 322 (define (i386:value->accu v)
 323   (or v (error "invalid value: i386:value->accu: " v))
 324   `(("mov____$i32,%eax" (#:immediate ,v)))) ; mov    $<v>,%eax
 325
 326 (define (i386:value->accu-address v)
 327   `(("mov____$i32,(%eax)" (#:immediate ,v)))) ; movl   $0x<v>,(%eax)
 328
 329 (define (i386:value->accu-address+n n v)
 330   (or v (error "invalid value: i386:value->accu-address+n: " v))
 331   `(,(if (< (abs v) #x80) `("mov____$i32,0x8(%eax)" (#:immediate1 ,n) (#:immediate ,v))
 332          `("mov____$i32,0x32(%eax)" (#:immediate ,n) (#:immediate ,v)))))
 333
 334 (define (i386:base->accu-address)
 335   '(("mov____%edx,(%eax)")))            ; mov    %edx,(%eax)
 336
 337 (define (i386:base-address->accu-address)
 338   '(("mov____(%edx),%ecx")              ; mov    (%edx),%ecx
 339     ("mov____%ecx,(%eax)")))            ; mov    %ecx,(%eax)
 340
 341 (define (i386:byte-base->accu-address)
 342   '(("mov____%dl,(%eax)")))             ; mov    %dl,(%eax)
 343
 344 (define (i386:byte-base->accu-address+n n)
 345   (or n (error "invalid value: byte-base->accu-address+n: " n))
 346   `(,(if (< (abs n) #x80) `("mov____%dl,0x8(%eax)" (#:immediate1 ,n))
 347          `("mov____%dl,0x32(%eax)" (#:immediate ,n)))))
 348
 349 (define (i386:value->base v)
 350   (or v (error "invalid value: i386:value->base: " v))
 351   `(("mov____$i32,%edx" (#:immediate ,v)))) ; mov    $<v>,%edx
 352
 353 (define (i386:accu-mem-add v)
 354   `(,(if (< (abs v) #x80) `("add____$i8,(%eax)" (#:immediate1 ,v))
 355          `("add____$i32,(%eax)" (#:immediate ,v)))))
 356
 357 (define (i386:value->label label v)
 358   (or v (error "invalid value: value->label: " v))
 359   `(("mov____$i32,0x32" (#:address ,label)
 360      (#:immediate ,v))))
 361
 362 (define (i386:call-label label n)
 363   `((call32 (#:offset ,label))
 364     ("add____$i8,%esp" (#:immediate1 ,(* n 4)))))
 365
 366 (define (i386:call-accu n)
 367   `(,@(i386:push-accu)
 368     ,@(i386:pop-accu)
 369     ("call___*%eax")                    ; call   *%eax
 370     ("add____$i8,%esp" (#:immediate1  ,(* n 4))))) ; add    $00,%esp
 371
 372 (define (i386:accu-negate)
 373   '(("sete___%al")                      ; sete %al
 374     ("movzbl_%al,%eax")))               ; movzbl %al,%eax
 375
 376 (define (i386:xor-accu v)
 377   (or v (error "invalid value: i386:xor-accu: n: " v))
 378   `(("xor___$i32,%eax" (#:immediate ,v)))) ;xor    $0xff,%eax
 379
 380 (define (i386:xor-zf)
 381   '(("lahf")                               ; lahf
 382     ("xor____$i8,%ah" (#:immediate1 #x40)) ; xor    $0x40,%ah
 383     ("sahf")))                             ; sahf
 384
 385 (define (i386:accu-cmp-value v)
 386   `(,(if (< (abs v) #x80) `("cmp____$i8,%eax" (#:immediate1 ,v))
 387          `("cmp____$i32,%eax" (#:immediate ,v)))))
 388
 389 (define (i386:accu-test)
 390   '(("test___%eax,%eax")))              ; test   %eax,%eax
 391
 392 (define (i386:jump label)
 393   `(("jmp32 " (#:offset ,label))))
 394
 395 (define (i386:jump-z label)
 396   `(("je32  " (#:offset ,label))))        ; jz . + <n>
 397
 398 (define (i386:jump-byte-z label)
 399   `(("test___%al,%al")                  ; test   %al,%al
 400     ("je32  " (#:offset ,label))))      ; je <n>
 401
 402 ;; signed
 403 (define (i386:jump-g label)
 404   `(("jg32  " (#:offset ,label))))        ; jg/jnle <n>
 405
 406 ;; signed
 407 (define (i386:jump-ge label)
 408   `(("jge32 " (#:offset ,label))))       ; jge/jnl <n>
 409
 410 (define (i386:jump-nz label)
 411   `(("jne32 " (#:offset ,label))))       ; jnz . + <n>
 412
 413 (define (i386:byte-test-base)
 414   '(("cmp____%al,%dl")))                ; cmp    %al,%dl
 415
 416 (define (i386:test-base)
 417   (("cmp____%edx,%eax")))               ; cmp    %edx,%eax
 418
 419 (define (i386:byte-sub-base)
 420   '(("sub____%dl,%al")))                ; sub    %dl,%al
 421
 422 (define (i386:byte-base-sub)
 423   `(("sub____%al,%dl")))                ; sub    %al,%dl
 424
 425 (define (i386:sub-base)
 426   `(("sub____%edx,%eax")))              ; sub    %edx,%eax
 427
 428 (define (i386:base-sub)
 429   `(("sub____%eax,%edx")))              ; sub    %eax,%edx
 430
 431 (define (i386:nz->accu)
 432   '(("setne__%al")                      ; setne   %al
 433     ("movzbl_%al,%eax")))               ; movzbl %al,%eax
 434
 435 (define (i386:z->accu)
 436   '(("sete___%al")                      ; sete   %al
 437     ("movzbl_%al,%eax")))               ; movzbl %al,%eax
 438
 439 (define (i386:accu<->stack)
 440   '(("xchg___%eax,(%esp)")))            ; xchg   %eax,(%esp)