mescc: Refactor compiler.
[mes.git] / module / mes / libc-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 C library routines
24
25 ;;; Code:
26
27 (define (i386:function-preamble)
28   '(#x55                                ; push   %ebp
29     #x89 #xe5))                         ; mov    %esp,%ebp
30
31 (define (i386:function-locals)
32   '(#x83 #xec #x10))               ; sub    $0x10,%esp -- 4 local vars
33
34 ;; (define (i386:formal i n)
35 ;;   (case i
36 ;;     ((0) (list #x8b #x5d (* (- n 2) 4)))       ; mov    $00(%ebp),%ebx
37 ;;     ((1) (list #x8b #x4d (* (- n 3) 4)))    ; mov    $00(%ebp),%ecx
38 ;;     ((2) (list #x8b #x55 (* (- n 4) 4)))    ; mov    $00(%ebp),%edx
39 ;;     ((3) (list #x8b #x45 (* (- n 5) 4)))))  ; mov    $00(%ebp),%eax FIXME
40
41 (define (i386:ref-global o)
42   `(#x68 ,@(int->bv32 o)))               ; push  $0x<o>
43
44 (define (i386:ref-local n)
45   (or n rl)
46   `(#xff #x75 ,(- 0 (* 4 n))))          ; pushl  0x<n>(%ebp)
47
48 (define (i386:push-accu)
49   `(#x50))                              ; push %eax
50
51 (define (i386:push-arg f g t d)
52   (lambda (o)
53     (cond ((number? o)
54            `(#x68 ,@(int->bv32 o)))       ; push $<o>
55           ((pair? o) o)
56           ((procedure? o) (o f g t d)))))
57
58 (define (i386:ret . rest)
59   (lambda (f g t d)
60     `(
61       ,@(cond ((null? rest) '())
62               ((number? (car rest))
63                `(#xb8                     ; mov    $<>,%eax
64                  ,@(int->bv32 (car rest))))
65               ((pair? (car rest)) (car rest))
66               ((procedure? (car rest))
67                ((car rest) f g t d)))
68     #xc9                                ; leave
69     #xc3                                ; ret
70     )))
71
72 (define (i386:accu->local n)
73   (or n al)
74   `(#x89 #x45 ,(- 0 (* 4 n))))          ; mov    ,%eax,-<0xn>(%ebp)
75
76 (define (i386:local->accu n)
77   (or n la)
78   `(#x8b #x45 ,(- 0 (* 4 n))))          ; mov    -<0xn>(%ebp),%eax
79
80 (define (i386:local->base n)
81   (or n lb)
82   `(#x8b #x55 ,(- 0 (* 4 n))))          ; mov    -<0xn>(%ebp),%edx
83
84 (define (i386:mem-byte->accu)
85   '(#x01 #xd0                           ; add    %edx,%eax
86          #x0f #xb6 #x00))               ; movzbl (%eax),%eax
87
88 (define (i386:mem->accu)
89   '(#x01 #xd0                           ; add    %edx,%eax
90          #x8b #x00))                    ; mov    (%eax),%eax
91
92 (define (i386:value->accu v)
93   `(#xb8 ,@(int->bv32 v)))              ; mov    $<v>,%eax
94
95 (define (i386:local-add n v)
96   (or n ladd)
97   `(#x83 #x45 ,(- 0 (* 4 n)) ,v))       ; addl   $<v>,0x<n>(%ebp)
98     
99 (define (i386:local-assign n v)
100   (or n lassign)
101   `(#xc7 #x45 ,(- 0 (* 4 n))            ; movl   $<v>,0x<n>(%ebp)
102          ,@(int->bv32 v)))
103
104 (define (i386:local-test n v)
105   (or n lt)
106   `(#x83 #x7d ,(- 0 (* 4 n)) ,v))       ; cmpl   $<v>,0x<n>(%ebp)
107
108 (define (i386:ret-local n)
109   (or n rl)
110   `(
111     #x89 #x45 ,(- 0 (* 4 n))            ; mov    %eax,-0x<n>(%ebp)
112     ))
113
114 (define (i386:call f g t d address . arguments)
115   (let* ((pushes (append-map (i386:push-arg f g t d) (reverse arguments)))
116          (s (length pushes))
117          (n (length arguments)))
118    `(
119      ,@pushes                           ; push args
120      #xe8 ,@(int->bv32 (- address 5 s)) ; call relative
121      #x83 #xc4 ,(* n 4)                 ; add    $00,%esp
122      )))
123   
124 (define (i386:exit f g t d)
125   `(
126     #x5b                                ; pop    %ebx
127     #x5b                                ; pop    %ebx
128     #xb8 #x01 #x00 #x00 #x00            ; mov    $0x1,%eax
129     #xcd #x80                           ; int    $0x80
130     ))
131
132 ;; (define (i386:_start f g t d)
133 ;;   (let* ((prefix
134 ;;           `(
135 ;;             #x55                         ; push   %ebp
136 ;;             #x89 #xe5                    ; mov    %esp,%ebp
137       
138 ;;             ;;#x83 #xec #x10                 ; sub    $0x10,%esp -- 4 local vars
139             
140 ;;             #xe8 ,@(int->bv32 (- address 5 s)) ; call relative
141
142 ;;             #xb8 #x04 #x00 #x00 #x00     ; mov    $0x4,%eax
143 ;;             #xcd #x80                    ; int    $0x80
144       
145 ;;             #xc9                         ; leave
146 ;;             #xc3                         ; ret
147 ;;             ))
148 ;;          (text-list (text->list t))
149 ;;          (statement-offset (- (+ (length prefix) (length text-list))))
150 ;;          (address (+ t (function-offset "main" s))))))
151
152 (define (i386:write f g t d)
153   `(
154     #x55                                ; push   %ebp
155     #x89 #xe5                           ; mov    %esp,%ebp
156
157     #x8b #x5d #x08                      ; mov    $0x8(%ebp),%ebx
158     #x8b #x4d #x0c                      ; mov    $0xc(%ebp),%ecx
159     #x8b #x55 #x10                      ; mov    $0x4(%ebp),%edx
160
161     #xb8 #x04 #x00 #x00 #x00            ; mov    $0x4,%eax
162     #xcd #x80                           ; int    $0x80
163
164     #xc9                                ; leave
165     #xc3                                ; ret
166     ))
167
168 (define (i386:jump n)
169   `(#xeb ,(if (>= n 0) n (- n 2))))     ; jmp <n>
170
171 (define (i386:jump-le n)
172   `(#x7e ,(if (>= n 0) n (- n 4))))     ; jle <n>
173
174 (define (i386:jump-nz n)
175   `(#x84 #xc0                           ; test   %al,%al
176     #x75 ,(if (>= n 0) n (- n 4))))     ; jne <n>
177
178 #!
179 int
180 strcmp (char const* a, char const* b)
181 {
182  while (*a && *b && *a == *b) {*a++;b++;
183                                }
184   return *a == *b;
185 }
186 08048150 <strcmp>:
187  8048150:       55                      push   %ebp
188  8048151:       89 e5                   mov    %esp,%ebp
189  8048153:       eb 0d                   jmp    8048162 <strcmp+0x12>
190
191 <body>
192  8048155:       8b 45 08                mov    0x8(%ebp),%eax
193  8048158:       83 c0 01                add    $0x1,%eax
194  804815b:       89 45 08                mov    %eax,0x8(%ebp)
195  804815e:       83 45 0c 01             addl   $0x1,0xc(%ebp)
196
197 <test>
198  8048162:       8b 45 08                mov    0x8(%ebp),%eax
199  8048165:       0f b6 00                movzbl (%eax),%eax
200  8048168:       84 c0                   test   %al,%al
201  804816a:       74 1a                   je     8048186 <strcmp+0x36>
202
203  804816c:       8b 45 0c                mov    0xc(%ebp),%eax
204  804816f:       0f b6 00                movzbl (%eax),%eax
205  8048172:       84 c0                   test   %al,%al
206  8048174:       74 10                   je     8048186 <strcmp+0x36>
207
208  8048176:       8b 45 08                mov    0x8(%ebp),%eax
209  8048179:       0f b6 10                movzbl (%eax),%edx
210  804817c:       8b 45 0c                mov    0xc(%ebp),%eax
211  804817f:       0f b6 00                movzbl (%eax),%eax
212  8048182:       38 c2                   cmp    %al,%dl
213  8048184:       74 cf                   je     8048155 <strcmp+0x5>
214
215 <done>
216  8048186:       8b 45 08                mov    0x8(%ebp),%eax
217  8048189:       0f b6 10                movzbl (%eax),%edx
218  804818c:       8b 45 0c                mov    0xc(%ebp),%eax
219  804818f:       0f b6 00                movzbl (%eax),%eax
220  8048192:       38 c2                   cmp    %al,%dl
221  8048194:       0f 94 c0                sete   %al
222  8048197:       0f b6 c0                movzbl %al,%eax
223  804819a:       5d                      pop    %ebp
224  804819b:       c3                      ret    
225 !#