mescc: Mini-mes (gcc-compiled) runs read-0.mes.
[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 %eax
76
77 (define (i386:push-base)
78   '(#x52))                              ; push %eax
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+accu)
130   '(#x01 #xc0))                         ; add    %eax,%eax
131
132 (define (i386:accu+base)
133   `(#x01 #xd0))                         ; add    %edx,%eax
134
135 (define (i386:accu+value v)
136   (or v accu+value)
137   `(#x05 ,@(int->bv32 v)))              ; add    %eax,%eax
138
139 (define (i386:accu-base)
140   `(#x29 #xd0))                         ; sub    %edx,%eax
141
142 (define (i386:accu*base)
143   `(#xf7 #xe2))                         ; mul    %edx
144
145 (define (i386:accu/base)
146   '(#x86 #xd3                           ; mov    %edx,%ebx
147     #x31 #xd2                           ; xor    %edx,%edx
148     #xf7 #xf3))                         ; div    %ebx
149
150 (define (i386:accu%base)
151   '(#x86 #xd3                           ; mov    %edx,%ebx
152     #x31 #xd2                           ; xor    %edx,%edx
153     #xf7 #xf3                           ; div    %ebx
154     #x89 #xd0))                         ; mov    %edx,%eax
155
156 (define (i386:base->accu)
157   '(#x89 #xd0))                         ; mov    %edx,%eax
158
159 (define (i386:local->accu n)
160   (or n local->accu)
161   `(#x8b #x45 ,(- 0 (* 4 n))))          ; mov    -<0xn>(%ebp),%eax
162
163 (define (i386:local-address->accu n)
164   (or n ladd)
165   `(#x8d #x45 ,(- 0 (* 4 n))))          ; lea 0x<n>(%ebp),%eax
166
167 (define (i386:local-ptr->accu n)
168   (or n local-ptr->accu)
169   `(#x89 #xe8                           ; mov    %ebp,%eax
170          #x83 #xc0 ,(- 0 (* 4 n))))     ; add    $0x<n>,%eax
171
172 (define (i386:byte-local->accu n)
173   (or n byte-local->accu)
174   `(#x0f #xb6 #x45 ,(- 0 (* 4 n))))     ; movzbl 0x<n>(%ebp),%eax
175
176 (define (i386:local->base n)
177   (or n local->base)
178   `(#x8b #x55 ,(- 0 (* 4 n))))          ; mov    -<0xn>(%ebp),%edx
179
180 (define (i386:local-address->base n) ;; DE-REF
181   (or n local-address->base)
182   `(#x8d #x55 ,(- 0 (* 4 n))))          ; lea    0x<n>(%ebp),%edx
183
184 (define (i386:local-ptr->base n)
185   (or n local-ptr->base)
186   `(#x89 #xea                           ; mov    %ebp,%edx
187          #x83 #xc2 ,(- 0 (* 4 n))))     ; add    $0x<n>,%edx
188
189 (define (i386:global->base n)
190   (or n global->base)
191   `(#xba ,@(int->bv32 n)))              ; mov   $<n>,%edx
192
193 (define (i386:global-address->accu n)
194   (or n global-address->accu)
195   `(#xa1 ,@(int->bv32 n)))              ; mov    0x<n>,%eax
196
197 (define (i386:global-address->base n)
198   (or n global-address->base)
199   `(#x8b #x15 ,@(int->bv32 n)))         ; mov    0x<n>,%edx
200
201 (define (i386:byte-base-mem->accu)
202   '(#x01 #xd0                           ; add    %edx,%eax
203          #x0f #xb6 #x00))               ; movzbl (%eax),%eax
204
205 (define (i386:byte-mem->accu)
206   '(#x0f #xb6 #x00))                    ; movzbl (%eax),%eax
207
208 (define (i386:byte-mem->base)
209   '(#x0f #xb6 #x10))                    ; movzbl (%eax),%edx
210
211 (define (i386:base-mem->accu)
212   '(#x01 #xd0                           ; add    %edx,%eax
213          #x8b #x00))                    ; mov    (%eax),%eax
214
215 (define (i386:mem->accu)
216   '(#x8b #x00))                         ; mov    (%eax),%eax
217
218 (define (i386:mem+n->accu n)
219   `(#x8b #x40 ,n))                      ; mov    0x<n>(%eax),%eax
220
221 (define (i386:base-mem+n->accu n)
222   (or n base-mem+n->accu)
223   `(#x01 #xd0                           ; add    %edx,%eax
224          #x8b #x40 ,n))                 ; mov    <n>(%eax),%eax
225
226 (define (i386:value->accu v)
227   (or v urg:value->accu)
228   `(#xb8 ,@(int->bv32 v)))              ; mov    $<v>,%eax
229
230 (define (i386:value->accu-address v)
231   `(#xc7 #x00 ,@(int->bv32 v)))         ; movl   $0x<v>,(%eax)
232
233 (define (i386:value->accu-address+n n v)
234   (or v urg:value->accu-address+n)
235   `(#xc7 #x40 ,n ,@(int->bv32 v)))      ; movl   $<v>,0x<n>(%eax)
236
237 (define (i386:base->accu-address)
238   '(#x89 #x10))                         ; mov    %edx,(%eax)
239
240 (define (i386:base-address->accu-address)
241   '(#x8b #x0a                           ; mov    (%edx),%ecx
242     #x89 #x08))                         ; mov    %ecx,(%eax)
243
244 (define (i386:accu+n n)
245   `(#x83 #xc0 ,n))                      ; add    $0x00,%eax
246
247 (define (i386:base+n n)
248   `(#x83 #xc2 ,n))                      ; add    $0x00,%edx
249
250 (define (i386:byte-base->accu-address)
251   '(#x88 #x10))                         ; mov    %dl,(%eax)
252
253 (define (i386:byte-base->accu-address+n n)
254   (or n byte-base->accu-address+n)
255   `(#x88 #x50 ,n))                      ; mov    %dl,0x<n>(%eax)
256
257 (define (i386:value->base v)
258   (or v urg:value->base)
259   `(#xba ,@(int->bv32 v)))              ; mov    $<v>,%edx
260
261 (define (i386:local-add n v)
262   (or n urg:local-add)
263   `(#x83 #x45 ,(- 0 (* 4 n)) ,v))       ; addl   $<v>,0x<n>(%ebp)
264
265 (define (i386:global-add n v)
266   (or n urg:global-add)
267   `(#x83 #x05 ,@(int->bv32 n) ,v))      ; addl   $<v>,0x<n>
268
269 (define (i386:global->accu o)
270   (or o urg:global->accu)
271   `(#xb8 ,@(int->bv32 o)))              ; mov    $<>,%eax
272
273 (define (i386:value->global n v)
274   (or n value->global)
275   `(#xc7 #x05 ,@(int->bv32 n)           ; movl   $<v>,(<n>)
276          ,@(int->bv32 v)))
277
278 (define (i386:value->local n v)
279   (or n value->local)
280   `(#xc7 #x45 ,(- 0 (* 4 n))            ; movl   $<v>,0x<n>(%ebp)
281          ,@(int->bv32 v)))
282
283 (define (i386:local-test n v)
284   (or n local-test)
285   `(#x83 #x7d ,(- 0 (* 4 n)) ,v))       ; cmpl   $<v>,0x<n>(%ebp)
286
287 (define (i386:call f g ta t d address n)
288   (or address urg:call)
289   `(#xe8 ,@(int->bv32 (- address 5))    ; call   relative $00
290          #x83 #xc4 ,(* n 4)))           ; add    $00,%esp
291
292 (define (i386:call-accu f g ta t d n)
293   `(,@(i386:push-accu)
294     ,@(i386:pop-accu)
295     #xff #xd0                           ; call   *%eax
296     #x83 #xc4 ,(* n 4)))                ; add    $00,%esp
297
298 (define (i386:accu-not)
299   `(#x0f #x94 #xc0                      ; sete %al
300          #x0f #xb6 #xc0))               ; movzbl %al,%eax
301
302 (define (i386:xor-accu v)
303   (or n urg:xor-accu)
304   `(#x35 ,@(int->bv32 v)))              ;xor    $0xff,%eax
305
306 (define (i386:xor-zf)
307   '(#x9f                                ; lahf   
308     #x80 #xf4 #x40                      ; xor    $0x40,%ah
309     #x9e))                              ; sahf   
310
311 (define (i386:accu-cmp-value v)
312   `(#x83 #xf8 ,v))                      ; cmp    $<v>,%eax
313
314 (define (i386:accu-test)
315   '(#x85 #xc0))                         ; test   %eax,%eax
316
317 (define (i386:Xjump n)
318   (or n urg:Xjump)
319   `(#xe9 ,@(int->bv32 (if (>= n 0) n (- n 5))))) ; jmp . + <n>
320
321 (define (i386:XXjump n)
322   (or n urg:XXjump)
323   `(#xe9 ,@(int->bv32 n)))              ; jmp . + <n>
324
325 (define (i386:Xjump-nz n)
326   (or n urg:Xjump-nz)
327   `(#x0f #x85 ,@(int->bv32 n)))         ; jnz . + <n>
328
329 (define (i386:Xjump-z n)
330   (or n urg:Xjump-z)
331   `(#x0f #x84 ,@(int->bv32 n)))         ; jz . + <n>
332
333 (define (i386:jump n) ;;FIXME: NEED THIS WEIRDNESS for t.c
334   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
335     (format (current-error-port) "JUMP n=~a\n" n)
336     barf)
337   `(#xeb ,(if (>= n 0) (- n 2) (- n 2)))) ; jmp <n>
338
339 (define (i386:jump-c n)
340   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
341     (format (current-error-port) "JUMP n=~a\n" n)
342     barf)
343   `(#x72 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jc <n>
344
345 (define (i386:Xjump-c n)
346   (or n urg:Xjump-c)
347   `(#x0f #x82 ,@(int->bv32 n)))     ; jc <n>
348
349 (define (i386:jump-cz n)
350   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
351     (format (current-error-port) "JUMP n=~a\n" n)
352     barf)
353   `(#x76 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jbe <n>
354
355 (define (i386:jump-ncz n)
356   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
357     (format (current-error-port) "JUMP-ncz n=~a\n" n)
358     barf)
359   `(#x77 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; ja <n>
360
361 (define (i386:jump-nc n)
362   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
363     (format (current-error-port) "JUMP-nc n=~a\n" n)
364     barf)
365   `(#x73 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jnc <n>
366
367 (define (i386:Xjump-nc n)
368   (or n urg:Xjump-nc)
369   `(#x0f #x83 ,@(int->bv32 n)))         ; jnc <n>
370
371 (define (i386:Xjump-cz n)
372   (or n urg:Xjump-cz)
373   `(#x0f #x86 ,@(int->bv32 n)))         ; jbe <n>
374
375 (define (i386:Xjump-ncz n)
376   (or n urg:Xjump-ncz)
377   `(#x0f #x87 ,@(int->bv32 n)))         ; ja <n>
378
379 (define (i386:jump-z n)
380   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
381     (format (current-error-port) "JUMP-z n=~a\n" n)
382     barf)
383   `(#x74 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jz <n>
384
385 (define (i386:jump-nz n)
386   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
387     (format (current-error-port) "JUMP-nz n=~a\n" n)
388     barf)
389   `(#x75 ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jnz <n>
390
391 (define (i386:test-jump-z n)
392   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
393     (format (current-error-port) "JUMP-z n=~a\n" n)
394     barf)
395   `(#x85 #xc0                           ; test   %eax,%eax
396     #x74 ,(if (>= n 0) n (- n 4))))     ; jz <n>
397
398 (define (i386:jump-byte-nz n)
399   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
400     (format (current-error-port) "JUMP-byte-nz n=~a\n" n)
401     barf)
402   `(#x84 #xc0                           ; test   %al,%al
403     #x75 ,(if (>= n 0) n (- n 4))))     ; jne <n>
404
405 (define (i386:jump-byte-z n)
406   (when (or (> n #x80) (< n #x-80))
407     (format (current-error-port) "JUMP-byte-z n=~a\n" n)
408     barf)
409   `(#x84 #xc0                           ; test   %al,%al
410     #x74 ,(if (>= n 0) n (- n 4))))     ; jne <n>
411
412 (define (i386:byte-test-base)
413   `(#x38 #xc2))                         ; cmp    %al,%dl
414
415 (define (i386:test-base)
416   `(#x39 #xd0))                         ; cmp    %edx,%eax
417
418 (define (i386:byte-sub-base)
419   `(#x28 #xd0))                         ; sub    %dl,%al
420
421 (define (i386:byte-base-sub)
422   `(#x28 #xd0))                         ; sub    %al,%dl
423
424 (define (i386:sub-base)
425   `(#x29 #xd0))                         ; sub    %edx,%eax
426
427 (define (i386:base-sub)
428   `(#x29 #xc2))                         ; sub    %eax,%edx
429