basis/bootstrap/assembler/arm.64.factor

   1 ! Copyright (C) 2020 Doug Coleman.
   2 ! See http://factorcode.org/license.txt for BSD license.
   3 USING: bootstrap.image.private compiler.codegen.relocation
   4 compiler.constants compiler.units cpu.arm.assembler
   5 cpu.arm.assembler.opcodes generic.single.private
   6 kernel kernel.private layouts locals.backend
   7 math math.private memory namespaces sequences slots.private
   8 strings.private threads.private vocabs ;
   9 IN: bootstrap.assembler.arm
  10
  11 8 \ cell set
  12
  13 big-endian off
  14
  15 ! Stack frame
  16 ! https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/build/arm64-exception-handling?view=vs-2019
  17
  18 ! x0    Volatile        Parameter/scratch register 1, result register
  19 ! x1-x7 Volatile        Parameter/scratch register 2-8
  20 ! x8-x15        Volatile        Scratch registers
  21 ! x16-x17       Volatile        Intra-procedure-call scratch registers
  22 ! x18   Non-volatile    Platform register: in kernel mode, points to KPCR for the current processor;
  23 !   in user mode, points to TEB
  24 ! x19-x28       Non-volatile    Scratch registers
  25 ! x29/fp        Non-volatile    Frame pointer
  26 ! x30/lr        Non-volatile    Link registers
  27
  28 : stack-frame-size ( -- n ) 4 bootstrap-cells ;
  29 : volatile-regs ( -- seq ) { X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 } ;
  30 : nv-regs ( -- seq ) { X18 X19 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26 X27 X28 X29 X30 } ;
  31
  32 ! callee-save = non-volatile aka call-preserved
  33
  34 ! x30 is the link register (used to return from subroutines)
  35 ! x29 is the frame register
  36 ! x19 to x29 are callee-saved
  37 ! x18 is the 'platform register', used for some operating-system-specific special purpose,
  38 !   or an additional caller-saved register
  39 ! x16 and x17 are the Intra-Procedure-call scratch register
  40 ! x9 to x15: used to hold local variables (caller saved)
  41 ! x8: used to hold indirect return value address
  42 ! x0 to x7: used to hold argument values passed to a subroutine, and also hold
  43 !   results returned from a subroutine
  44
  45
  46 ! https://en.wikichip.org/wiki/arm/aarch64
  47 ! Generally, X0 through X18 can corrupt while X19-X29 must be preserved
  48 ! Register   Role    Requirement
  49 ! X0 -  X7   Parameter/result registers   Can Corrupt
  50 ! X8         Indirect result location register
  51 ! X9 -  X15  Temporary registers
  52 ! X16 - X17  Intra-procedure call temporary
  53 ! X18        Platform register, otherwise temporary
  54
  55 ! X19 - X29    Callee-saved register    Must preserve
  56 ! X30    Link Register    Can Corrupt
  57
  58 : arg1 ( -- reg ) X0 ;
  59 : arg2 ( -- reg ) X1 ;
  60 : arg3 ( -- reg ) X2 ;
  61 : arg4 ( -- reg ) X3 ;
  62 : red-zone-size ( -- n ) 16 ;
  63
  64 : shift-arg ( -- reg ) X1 ;
  65 : div-arg ( -- reg ) X0 ;
  66 : mod-arg ( -- reg ) X2 ;
  67
  68 ! caller-saved registers X9-X15
  69 ! callee-saved registers X19-X29
  70 : temp0 ( -- reg ) X9 ;
  71 : temp1 ( -- reg ) X10 ;
  72 : temp2 ( -- reg ) X11 ;
  73 : temp3 ( -- reg ) X12 ;
  74
  75
  76
  77 ! : pic-tail-reg ( -- reg ) RBX ;
  78 ! : return-reg ( -- reg ) RAX ;
  79 ! : nv-reg ( -- reg ) RBX ;
  80 ! : stack-reg ( -- reg ) RSP ;
  81 ! : frame-reg ( -- reg ) RBP ;
  82 ! : link-reg ( -- reg ) R11 ;
  83 ! : ctx-reg ( -- reg ) R12 ;
  84 ! : vm-reg ( -- reg ) R13 ;
  85 : ds-reg ( -- reg ) X5 ;
  86 : rs-reg ( -- reg ) X6 ;
  87 ! : fixnum>slot@ ( -- ) temp0 1 SAR ;
  88 ! : rex-length ( -- n ) 1 ;
  89
  90 ! rc-absolute-cell is just CONSTANT: 0
  91 : jit-call ( name -- )
  92     ! 0 X0 MOVwi64
  93     f rc-absolute-cell rel-dlsym
  94     X0 BR ;
  95     ! RAX 0 MOV f rc-absolute-cell rel-dlsym
  96     ! RAX CALL ;
  97
  98 :: jit-call-1arg ( arg1s name -- )
  99     arg1s arg1 MOVr64
 100     name jit-call ;
 101     ! arg1 arg1s MOVr64
 102     ! name jit-call ;
 103
 104 :: jit-call-2arg ( arg1s arg2s name -- )
 105     arg1s arg1 MOVr64
 106     arg2s arg2 MOVr64
 107     name jit-call ;
 108     ! arg1 arg1s MOV
 109     ! arg2 arg2s MOV
 110     ! name jit-call ;
 111
 112 [
 113     ! pic-tail-reg 5 [RIP+] LEA
 114     ! 0 JMP f rc-relative rel-word-pic-tail
 115 ] JIT-WORD-JUMP jit-define
 116
 117 : jit-load-vm ( -- )
 118     ! no-op on x86-64. in factor contexts vm-reg always contains the
 119     ! vm pointer.
 120     ;
 121
 122 : jit-load-context ( -- ) ;
 123     ! ctx-reg vm-reg vm-context-offset [+] MOV ;
 124
 125 : jit-save-context ( -- ) ;
 126     ! jit-load-context
 127     ! The reason for -8 I think is because we are anticipating a CALL
 128     ! instruction. After the call instruction, the contexts frame_top
 129     ! will point to the origin jump address.
 130     ! R11 RSP -8 [+] LEA
 131     ! ctx-reg context-callstack-top-offset [+] R11 MOV
 132     ! ctx-reg context-datastack-offset [+] ds-reg MOV
 133     ! ctx-reg context-retainstack-offset [+] rs-reg MOV ;
 134
 135 ! ctx-reg must already have been loaded
 136 : jit-restore-context ( -- ) ;
 137     ! ds-reg ctx-reg context-datastack-offset [+] MOV
 138     ! rs-reg ctx-reg context-retainstack-offset [+] MOV ;
 139
 140
 141 [
 142     ! ! ctx-reg is preserved across the call because it is non-volatile
 143     ! ! in the C ABI
 144     ! jit-save-context
 145     ! ! call the primitive
 146     ! arg1 vm-reg MOV
 147     ! RAX 0 MOV f f rc-absolute-cell rel-dlsym
 148     ! RAX CALL
 149     ! jit-restore-context
 150 ] JIT-PRIMITIVE jit-define
 151
 152
 153 : jit-jump-quot ( -- ) ;
 154     ! arg1 quot-entry-point-offset [+] JMP ;
 155
 156 : jit-call-quot ( -- ) ;
 157     ! arg1 quot-entry-point-offset [+] CALL ;
 158
 159 : signal-handler-save-regs ( -- regs ) { } ;
 160     ! { RAX RCX RDX RBX RBP RSI RDI R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 } ;
 161
 162
 163 [
 164     ! temp2 0 MOV f rc-absolute-cell rel-literal
 165     ! temp1 temp2 CMP
 166 ] PIC-CHECK-TUPLE jit-define
 167
 168
 169
 170 : jit->r ( -- )
 171     1 bootstrap-cells rs-reg rs-reg ADDi64
 172     -1 bootstrap-cells ds-reg rs-reg LDR-post ;
 173
 174 : jit-r> ( -- )
 175     1 bootstrap-cells ds-reg ds-reg ADDi64
 176     -1 bootstrap-cells rs-reg ds-reg LDR-post ;
 177
 178 : jit-2>r ( -- )
 179     1 bootstrap-cells rs-reg rs-reg ADDi64
 180     -1 bootstrap-cells ds-reg rs-reg LDR-post
 181     1 bootstrap-cells rs-reg rs-reg ADDi64
 182     -1 bootstrap-cells ds-reg rs-reg LDR-post ;
 183
 184 : jit-2r> ( -- )
 185     1 bootstrap-cells ds-reg ds-reg ADDi64
 186     -1 bootstrap-cells rs-reg ds-reg LDR-post
 187     1 bootstrap-cells ds-reg ds-reg ADDi64
 188     -1 bootstrap-cells rs-reg ds-reg LDR-post ;
 189
 190 : jit-3>r ( -- )
 191     1 bootstrap-cells rs-reg rs-reg ADDi64
 192     -1 bootstrap-cells ds-reg rs-reg LDR-post
 193     1 bootstrap-cells rs-reg rs-reg ADDi64
 194     -1 bootstrap-cells ds-reg rs-reg LDR-post
 195     1 bootstrap-cells rs-reg rs-reg ADDi64
 196     -1 bootstrap-cells ds-reg rs-reg LDR-post ;
 197
 198 : jit-3r> ( -- )
 199     1 bootstrap-cells ds-reg ds-reg ADDi64
 200     -1 bootstrap-cells rs-reg ds-reg LDR-post
 201     1 bootstrap-cells ds-reg ds-reg ADDi64
 202     -1 bootstrap-cells rs-reg ds-reg LDR-post
 203     1 bootstrap-cells ds-reg ds-reg ADDi64
 204     -1 bootstrap-cells rs-reg ds-reg LDR-post ;
 205
 206 ! Contexts
 207 : jit-switch-context ( reg -- ) drop ;
 208     ! ! Push a bogus return address so the GC can track this frame back
 209     ! ! to the owner
 210     ! 0 CALL
 211
 212     ! ! Make the new context the current one
 213     ! ctx-reg swap MOV
 214     ! vm-reg vm-context-offset [+] ctx-reg MOV
 215
 216     ! ! Load new stack pointer
 217     ! RSP ctx-reg context-callstack-top-offset [+] MOV
 218
 219     ! ! Load new ds, rs registers
 220     ! jit-restore-context
 221
 222     ! ctx-reg jit-update-tib ;
 223
 224 : jit-pop-context-and-param ( -- ) ;
 225     ! arg1 ds-reg [] MOV
 226     ! arg1 arg1 alien-offset [+] MOV
 227     ! arg2 ds-reg -8 [+] MOV
 228     ! ds-reg 16 SUB ;
 229
 230 : jit-push-param ( -- ) ;
 231     ! ds-reg 8 ADD
 232     ! ds-reg [] arg2 MOV ;
 233
 234 : jit-set-context ( -- ) ;
 235     ! jit-pop-context-and-param
 236     ! jit-save-context
 237     ! arg1 jit-switch-context
 238     ! RSP 8 ADD
 239     ! jit-push-param ;
 240
 241 : jit-pop-quot-and-param ( -- ) ;
 242     ! arg1 ds-reg [] MOV
 243     ! arg2 ds-reg -8 [+] MOV
 244     ! ds-reg 16 SUB ;
 245
 246 : jit-start-context ( -- ) ;
 247     ! Create the new context in return-reg. Have to save context
 248     ! twice, first before calling new_context() which may GC,
 249     ! and again after popping the two parameters from the stack.
 250     ! jit-save-context
 251     ! vm-reg "new_context" jit-call-1arg
 252
 253     ! jit-pop-quot-and-param
 254     ! jit-save-context
 255     ! return-reg jit-switch-context
 256     ! jit-push-param
 257     ! jit-jump-quot ;
 258
 259 : jit-delete-current-context ( -- ) ;
 260     ! vm-reg "delete_context" jit-call-1arg ;
 261
 262 [
 263     ! jit->r
 264     ! 0 CALL f rc-relative rel-word
 265     ! jit-r>
 266 ] JIT-DIP jit-define
 267
 268
 269
 270
 271 [
 272     ! 0 [RIP+] EAX MOV rc-relative rel-safepoint
 273 ] JIT-SAFEPOINT jit-define
 274
 275 ! # All arm.64 subprimitives
 276
 277 {
 278     ! ## Contexts
 279     ! { (set-context) [ jit-set-context ] }
 280     ! { (set-context-and-delete) [
 281     !     jit-delete-current-context
 282     !     jit-set-context
 283     ! ] }
 284     ! { (start-context) [ jit-start-context ] }
 285     ! { (start-context-and-delete) [ jit-start-context-and-delete ] }
 286
 287     ! ## Entry points
 288     { c-to-factor [
 289         ! arg2 arg1 MOV
 290         ! vm-reg "begin_callback" jit-call-1arg
 291
 292         ! ! call the quotation
 293         ! arg1 return-reg MOV
 294         ! jit-call-quot
 295
 296         ! vm-reg "end_callback" jit-call-1arg
 297
 298         BL
 299
 300     ] }
 301     ! { unwind-native-frames [ ] }
 302
 303     ! ## Math
 304     ! { fixnum+ [ [ ADD ] "overflow_fixnum_add" jit-overflow ] }
 305     ! { fixnum- [ [ SUB ] "overflow_fixnum_subtract" jit-overflow ] }
 306     ! { fixnum* [
 307     !     ds-reg 8 SUB
 308     !     jit-save-context
 309     !     RCX ds-reg [] MOV
 310     !     RBX ds-reg 8 [+] MOV
 311     !     RBX tag-bits get SAR
 312     !     RAX RCX MOV
 313     !     RBX IMUL
 314     !     ds-reg [] RAX MOV
 315     !     [ JNO ]
 316     !     [
 317     !         arg1 RCX MOV
 318     !         arg1 tag-bits get SAR
 319     !         arg2 RBX MOV
 320     !         arg3 vm-reg MOV
 321     !         "overflow_fixnum_multiply" jit-call
 322     !     ]
 323     !     jit-conditional
 324     ! ] }
 325
 326     ! ## Misc
 327     ! { fpu-state [
 328     !     RSP 2 SUB
 329     !     RSP [] FNSTCW
 330     !     FNINIT
 331     !     AX RSP [] MOV
 332     !     RSP 2 ADD
 333     ! ] }
 334     ! { set-fpu-state [
 335     !     RSP 2 SUB
 336     !     RSP [] arg1 16-bit-version-of MOV
 337     !     RSP [] FLDCW
 338     !     RSP 2 ADD
 339     ! ] }
 340     ! { set-callstack [
 341     !     ! Load callstack object
 342     !     arg4 ds-reg [] MOV
 343     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 344     !     ! Get ctx->callstack_bottom
 345     !     jit-load-context
 346     !     arg1 ctx-reg context-callstack-bottom-offset [+] MOV
 347     !     ! Get top of callstack object -- 'src' for memcpy
 348     !     arg2 arg4 callstack-top-offset [+] LEA
 349     !     ! Get callstack length, in bytes --- 'len' for memcpy
 350     !     arg3 arg4 callstack-length-offset [+] MOV
 351     !     arg3 tag-bits get SHR
 352     !     ! Compute new stack pointer -- 'dst' for memcpy
 353     !     arg1 arg3 SUB
 354     !     ! Install new stack pointer
 355     !     RSP arg1 MOV
 356     !     ! Call memcpy; arguments are now in the correct registers
 357     !     ! Create register shadow area for Win64
 358     !     RSP 32 SUB
 359     !     "factor_memcpy" jit-call
 360     !     ! Tear down register shadow area
 361     !     RSP 32 ADD
 362     !     ! Return with new callstack
 363     !     0 RET
 364     ! ] }
 365 } define-sub-primitives
 366
 367
 368
 369 ! C to Factor entry point
 370 [
 371     ! ! Optimizing compiler's side of callback accesses
 372     ! ! arguments that are on the stack via the frame pointer.
 373     ! ! On x86-32 fastcall, and x86-64, some arguments are passed
 374     ! ! in registers, and so the only registers that are safe for
 375     ! ! use here are frame-reg, nv-reg and vm-reg.
 376     ! frame-reg PUSH
 377     ! frame-reg stack-reg MOV
 378
 379     ! ! Save all non-volatile registers
 380     ! nv-regs [ PUSH ] each
 381
 382     ! jit-save-tib
 383
 384     ! ! Load VM into vm-reg
 385     ! vm-reg 0 MOV 0 rc-absolute-cell rel-vm
 386
 387     ! ! Save old context
 388     ! nv-reg vm-reg vm-context-offset [+] MOV
 389     ! nv-reg PUSH
 390
 391     ! ! Switch over to the spare context
 392     ! nv-reg vm-reg vm-spare-context-offset [+] MOV
 393     ! vm-reg vm-context-offset [+] nv-reg MOV
 394
 395     ! ! Save C callstack pointer
 396     ! nv-reg context-callstack-save-offset [+] stack-reg MOV
 397
 398     ! ! Load Factor stack pointers
 399     ! stack-reg nv-reg context-callstack-bottom-offset [+] MOV
 400     ! nv-reg jit-update-tib
 401     ! jit-install-seh
 402
 403     ! rs-reg nv-reg context-retainstack-offset [+] MOV
 404     ! ds-reg nv-reg context-datastack-offset [+] MOV
 405
 406     ! ! Call into Factor code
 407     ! link-reg 0 MOV f rc-absolute-cell rel-word
 408     ! link-reg CALL
 409
 410     ! ! Load VM into vm-reg; only needed on x86-32, but doesn't
 411     ! ! hurt on x86-64
 412     ! vm-reg 0 MOV 0 rc-absolute-cell rel-vm
 413
 414     ! ! Load C callstack pointer
 415     ! nv-reg vm-reg vm-context-offset [+] MOV
 416     ! stack-reg nv-reg context-callstack-save-offset [+] MOV
 417
 418     ! ! Load old context
 419     ! nv-reg POP
 420     ! vm-reg vm-context-offset [+] nv-reg MOV
 421
 422     ! ! Restore non-volatile registers
 423     ! jit-restore-tib
 424
 425     ! nv-regs <reversed> [ POP ] each
 426
 427     ! frame-reg POP
 428
 429     ! ! Callbacks which return structs, or use stdcall/fastcall/thiscall,
 430     ! ! need a parameter here.
 431
 432     ! ! See the comment for M\ x86.32 stack-cleanup in cpu.x86.32
 433     ! 0xffff RET f rc-absolute-2 rel-untagged
 434 ] CALLBACK-STUB jit-define
 435
 436 [
 437     ! ! load literal
 438     ! temp0 0 MOV f rc-absolute-cell rel-literal
 439     ! ! increment datastack pointer
 440     ! ds-reg bootstrap-cell ADD
 441     ! ! store literal on datastack
 442     ! ds-reg [] temp0 MOV
 443 ] JIT-PUSH-LITERAL jit-define
 444
 445 [
 446     ! 0 CALL f rc-relative rel-word-pic
 447 ] JIT-WORD-CALL jit-define
 448
 449 ! The *-signal-handler subprimitives are special-cased in vm/quotations.cpp
 450 ! not to trigger generation of a stack frame, so they can
 451 ! peform their own prolog/epilog preserving registers.
 452 !
 453 ! It is important that the total is 192/64 and that it matches the
 454 ! constants in vm/cpu-x86.*.hpp
 455 : jit-signal-handler-prolog ( -- ) ;
 456     ! ! Return address already on stack -> 8/4 bytes.
 457
 458     ! ! Push all registers. 15 regs/120 bytes on 64bit, 7 regs/28 bytes
 459     ! ! on 32bit -> 128/32 bytes.
 460     ! signal-handler-save-regs [ PUSH ] each
 461
 462     ! ! Push flags -> 136/36 bytes
 463     ! PUSHF
 464
 465     ! ! Register parameter area 32 bytes, unused on platforms other than
 466     ! ! windows 64 bit, but including it doesn't hurt. Plus
 467     ! ! alignment. LEA used so we don't dirty flags -> 192/64 bytes.
 468     ! stack-reg stack-reg 7 bootstrap-cells neg [+] LEA
 469
 470     ! jit-load-vm ;
 471
 472 : jit-signal-handler-epilog ( -- ) ;
 473     ! stack-reg stack-reg 7 bootstrap-cells [+] LEA
 474     ! POPF
 475     ! signal-handler-save-regs reverse [ POP ] each ;
 476
 477 [
 478     ! ! load boolean
 479     ! temp0 ds-reg [] MOV
 480     ! ! pop boolean
 481     ! ds-reg bootstrap-cell SUB
 482     ! ! compare boolean with f
 483     ! temp0 \ f type-number CMP
 484     ! ! jump to true branch if not equal
 485     ! 0 JNE f rc-relative rel-word
 486     ! ! jump to false branch if equal
 487     ! 0 JMP f rc-relative rel-word
 488 ] JIT-IF jit-define
 489
 490
 491 [
 492     ! jit->r
 493     ! 0 CALL f rc-relative rel-word
 494     ! jit-r>
 495 ] JIT-DIP jit-define
 496
 497 [
 498     ! jit-2>r
 499     ! 0 CALL f rc-relative rel-word
 500     ! jit-2r>
 501 ] JIT-2DIP jit-define
 502
 503 [
 504     ! jit-3>r
 505     ! 0 CALL f rc-relative rel-word
 506     ! jit-3r>
 507 ] JIT-3DIP jit-define
 508
 509 ! [
 510 !     ! load from stack
 511 !     temp0 ds-reg [] MOV
 512 !     ! pop stack
 513 !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 514 ! ]
 515 ! [ temp0 word-entry-point-offset [+] CALL ]
 516 ! [ temp0 word-entry-point-offset [+] JMP ]
 517 ! \ (execute) define-combinator-primitive
 518
 519 [
 520     ! temp0 ds-reg [] MOV
 521     ! ds-reg bootstrap-cell SUB
 522     ! temp0 word-entry-point-offset [+] JMP
 523 ] JIT-EXECUTE jit-define
 524
 525 [
 526     ! stack-reg stack-frame-size bootstrap-cell - SUB
 527 ] JIT-PROLOG jit-define
 528
 529 [
 530     ! stack-reg stack-frame-size bootstrap-cell - ADD
 531 ] JIT-EPILOG jit-define
 532
 533 [
 534     ! 0 RET
 535 ] JIT-RETURN jit-define
 536
 537 ! ! ! Polymorphic inline caches
 538
 539 ! The PIC stubs are not permitted to touch pic-tail-reg.
 540
 541 ! Load a value from a stack position
 542 [
 543     ! temp1 ds-reg 0x7f [+] MOV f rc-absolute-1 rel-untagged
 544 ] PIC-LOAD jit-define
 545
 546 [
 547     ! temp1/32 tag-mask get AND
 548 ] PIC-TAG jit-define
 549
 550 [
 551     ! temp0 temp1 MOV
 552     ! temp1/32 tag-mask get AND
 553     ! temp1/32 tuple type-number CMP
 554     ! [ JNE ]
 555     ! [ temp1 temp0 tuple-class-offset [+] MOV ]
 556     ! jit-conditional
 557 ] PIC-TUPLE jit-define
 558
 559 [
 560     ! temp1/32 0x7f CMP f rc-absolute-1 rel-untagged
 561 ] PIC-CHECK-TAG jit-define
 562
 563 [
 564     ! 0 JE f rc-relative rel-word
 565 ] PIC-HIT jit-define
 566
 567 ! ! ! Megamorphic caches
 568
 569 [
 570     ! ! class = ...
 571     ! temp0 temp1 MOV
 572     ! temp1/32 tag-mask get AND
 573     ! temp1/32 tag-bits get SHL
 574     ! temp1/32 tuple type-number tag-fixnum CMP
 575     ! [ JNE ]
 576     ! [ temp1 temp0 tuple-class-offset [+] MOV ]
 577     ! jit-conditional
 578     ! ! cache = ...
 579     ! temp0 0 MOV f rc-absolute-cell rel-literal
 580     ! ! key = hashcode(class)
 581     ! temp2 temp1 MOV
 582     ! bootstrap-cell 4 = [ temp2 1 SHR ] when
 583     ! ! key &= cache.length - 1
 584     ! temp2 mega-cache-size get 1 - bootstrap-cell * AND
 585     ! ! cache += array-start-offset
 586     ! temp0 array-start-offset ADD
 587     ! ! cache += key
 588     ! temp0 temp2 ADD
 589     ! ! if(get(cache) == class)
 590     ! temp0 [] temp1 CMP
 591     ! [ JNE ]
 592     ! [
 593     !     ! megamorphic_cache_hits++
 594     !     temp1 0 MOV rc-absolute-cell rel-megamorphic-cache-hits
 595     !     temp1 [] 1 ADD
 596     !     ! goto get(cache + bootstrap-cell)
 597     !     temp0 temp0 bootstrap-cell [+] MOV
 598     !     temp0 word-entry-point-offset [+] JMP
 599     !     ! fall-through on miss
 600     ! ] jit-conditional
 601 ] MEGA-LOOKUP jit-define
 602
 603 ! Comparisons
 604 : jit-compare ( insn -- ) drop ;
 605     ! ! load t
 606     ! temp3 0 MOV t rc-absolute-cell rel-literal
 607     ! ! load f
 608     ! temp1 \ f type-number MOV
 609     ! ! load first value
 610     ! temp0 ds-reg [] MOV
 611     ! ! adjust stack pointer
 612     ! ds-reg bootstrap-cell SUB
 613     ! ! compare with second value
 614     ! ds-reg [] temp0 CMP
 615     ! ! move t if true
 616     ! [ temp1 temp3 ] dip execute( dst src -- )
 617     ! ! store
 618     ! ds-reg [] temp1 MOV ;
 619
 620 ! Math
 621 : jit-math ( insn -- ) drop ;
 622     ! ! load second input
 623     ! temp0 ds-reg [] MOV
 624     ! ! pop stack
 625     ! ds-reg bootstrap-cell SUB
 626     ! ! compute result
 627     ! [ ds-reg [] temp0 ] dip execute( dst src -- ) ;
 628
 629 : jit-fixnum-/mod ( -- ) ;
 630     ! ! load second parameter
 631     ! temp1 ds-reg [] MOV
 632     ! ! load first parameter
 633     ! div-arg ds-reg bootstrap-cell neg [+] MOV
 634     ! ! make a copy
 635     ! mod-arg div-arg MOV
 636     ! ! sign-extend
 637     ! mod-arg bootstrap-cell-bits 1 - SAR
 638     ! ! divide
 639     ! temp1 IDIV ;
 640
 641 ! # Rest of arm64 subprimitives
 642 {
 643     ! ! ## Fixnums
 644
 645     ! ! ### Add
 646     ! { fixnum+fast [ \ ADD jit-math ] }
 647
 648     ! ! ### Bit stuff
 649     ! { fixnum-bitand [ \ AND jit-math ] }
 650     ! { fixnum-bitnot [
 651     !     ! complement
 652     !     ds-reg [] NOT
 653     !     ! clear tag bits
 654     !     ds-reg [] tag-mask get XOR
 655     ! ] }
 656     ! { fixnum-bitor [ \ OR jit-math ] }
 657     ! { fixnum-bitxor [ \ XOR jit-math ] }
 658     ! { fixnum-shift-fast [
 659     !     ! load shift count
 660     !     shift-arg ds-reg [] MOV
 661     !     ! untag shift count
 662     !     shift-arg tag-bits get SAR
 663     !     ! adjust stack pointer
 664     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 665     !     ! load value
 666     !     temp3 ds-reg [] MOV
 667     !     ! make a copy
 668     !     temp2 temp3 MOV
 669     !     ! compute positive shift value in temp2
 670     !     temp2 CL SHL
 671     !     shift-arg NEG
 672     !     ! compute negative shift value in temp3
 673     !     temp3 CL SAR
 674     !     temp3 tag-mask get bitnot AND
 675     !     shift-arg 0 CMP
 676     !     ! if shift count was negative, move temp0 to temp2
 677     !     temp2 temp3 CMOVGE
 678     !     ! push to stack
 679     !     ds-reg [] temp2 MOV
 680     ! ] }
 681
 682     ! ! ### Comparisons
 683     ! { both-fixnums? [
 684     !     temp0 ds-reg [] MOV
 685     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 686     !     temp0 ds-reg [] OR
 687     !     temp0 tag-mask get TEST
 688     !     temp0 \ f type-number MOV
 689     !     temp1 1 tag-fixnum MOV
 690     !     temp0 temp1 CMOVE
 691     !     ds-reg [] temp0 MOV
 692     ! ] }
 693     ! { eq? [ \ CMOVE jit-compare ] }
 694     ! { fixnum> [ \ CMOVG jit-compare ] }
 695     ! { fixnum>= [ \ CMOVGE jit-compare ] }
 696     ! { fixnum< [ \ CMOVL jit-compare ] }
 697     ! { fixnum<= [ \ CMOVLE jit-compare ] }
 698
 699     ! ! ### Div/mod
 700     ! { fixnum-mod [
 701     !     jit-fixnum-/mod
 702     !     ! adjust stack pointer
 703     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 704     !     ! push to stack
 705     !     ds-reg [] mod-arg MOV
 706     ! ] }
 707     ! { fixnum/i-fast [
 708     !     jit-fixnum-/mod
 709     !     ! adjust stack pointer
 710     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 711     !     ! tag it
 712     !     div-arg tag-bits get SHL
 713     !     ! push to stack
 714     !     ds-reg [] div-arg MOV
 715     ! ] }
 716     ! { fixnum/mod-fast [
 717     !     jit-fixnum-/mod
 718     !     ! tag it
 719     !     div-arg tag-bits get SHL
 720     !     ! push to stack
 721     !     ds-reg [] mod-arg MOV
 722     !     ds-reg bootstrap-cell neg [+] div-arg MOV
 723     ! ] }
 724
 725     ! ! ### Mul
 726     ! { fixnum*fast [
 727     !     ! load second input
 728     !     temp0 ds-reg [] MOV
 729     !     ! pop stack
 730     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 731     !     ! load first input
 732     !     temp1 ds-reg [] MOV
 733     !     ! untag second input
 734     !     temp0 tag-bits get SAR
 735     !     ! multiply
 736     !     temp0 temp1 IMUL2
 737     !     ! push result
 738     !     ds-reg [] temp0 MOV
 739     ! ] }
 740
 741     ! ! ### Sub
 742     ! { fixnum-fast [ \ SUB jit-math ] }
 743
 744     ! ! ## Locals
 745     ! { drop-locals [
 746     !     ! load local count
 747     !     temp0 ds-reg [] MOV
 748     !     ! adjust stack pointer
 749     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 750     !     ! turn local number into offset
 751     !     fixnum>slot@
 752     !     ! decrement retain stack pointer
 753     !     rs-reg temp0 SUB
 754     ! ] }
 755     ! { get-local [
 756     !     ! load local number
 757     !     temp0 ds-reg [] MOV
 758     !     ! turn local number into offset
 759     !     fixnum>slot@
 760     !     ! load local value
 761     !     temp0 rs-reg temp0 [+] MOV
 762     !     ! push to stack
 763     !     ds-reg [] temp0 MOV
 764     ! ] }
 765     ! { load-local [ jit->r ] }
 766
 767     ! ! ## Objects
 768     ! { slot [
 769     !     ! load slot number
 770     !     temp0 ds-reg [] MOV
 771     !     ! adjust stack pointer
 772     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 773     !     ! load object
 774     !     temp1 ds-reg [] MOV
 775     !     ! turn slot number into offset
 776     !     fixnum>slot@
 777     !     ! mask off tag
 778     !     temp1 tag-bits get SHR
 779     !     temp1 tag-bits get SHL
 780     !     ! load slot value
 781     !     temp0 temp1 temp0 [+] MOV
 782     !     ! push to stack
 783     !     ds-reg [] temp0 MOV
 784     ! ] }
 785     ! { string-nth-fast [
 786     !     ! load string index from stack
 787     !     temp0 ds-reg bootstrap-cell neg [+] MOV
 788     !     temp0 tag-bits get SHR
 789     !     ! load string from stack
 790     !     temp1 ds-reg [] MOV
 791     !     ! load character
 792     !     temp0 8-bit-version-of temp0 temp1 string-offset [++] MOV
 793     !     temp0 temp0 8-bit-version-of MOVZX
 794     !     temp0 tag-bits get SHL
 795     !     ! store character to stack
 796     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 797     !     ds-reg [] temp0 MOV
 798     ! ] }
 799     ! { tag [
 800     !     ! load from stack
 801     !     temp0 ds-reg [] MOV
 802     !     ! compute tag
 803     !     temp0/32 tag-mask get AND
 804     !     ! tag the tag
 805     !     temp0/32 tag-bits get SHL
 806     !     ! push to stack
 807     !     ds-reg [] temp0 MOV
 808     ! ] }
 809
 810     ! ! ## Shufflers
 811
 812     ! ! ### Drops
 813     ! { drop [ ds-reg bootstrap-cell SUB ] }
 814     ! { 2drop [ ds-reg 2 bootstrap-cells SUB ] }
 815     ! { 3drop [ ds-reg 3 bootstrap-cells SUB ] }
 816     ! { 4drop [ ds-reg 4 bootstrap-cells SUB ] }
 817
 818     ! ! ### Dups
 819     ! { dup [
 820     !     temp0 ds-reg [] MOV
 821     !     ds-reg bootstrap-cell ADD
 822     !     ds-reg [] temp0 MOV
 823     ! ] }
 824     ! { 2dup [
 825     !     temp0 ds-reg [] MOV
 826     !     temp1 ds-reg bootstrap-cell neg [+] MOV
 827     !     ds-reg 2 bootstrap-cells ADD
 828     !     ds-reg [] temp0 MOV
 829     !     ds-reg bootstrap-cell neg [+] temp1 MOV
 830     ! ] }
 831     ! { 3dup [
 832     !     temp0 ds-reg [] MOV
 833     !     temp1 ds-reg -1 bootstrap-cells [+] MOV
 834     !     temp3 ds-reg -2 bootstrap-cells [+] MOV
 835     !     ds-reg 3 bootstrap-cells ADD
 836     !     ds-reg [] temp0 MOV
 837     !     ds-reg -1 bootstrap-cells [+] temp1 MOV
 838     !     ds-reg -2 bootstrap-cells [+] temp3 MOV
 839     ! ] }
 840     ! { 4dup [
 841     !     temp0 ds-reg [] MOV
 842     !     temp1 ds-reg -1 bootstrap-cells [+] MOV
 843     !     temp2 ds-reg -2 bootstrap-cells [+] MOV
 844     !     temp3 ds-reg -3 bootstrap-cells [+] MOV
 845     !     ds-reg 4 bootstrap-cells ADD
 846     !     ds-reg [] temp0 MOV
 847     !     ds-reg -1 bootstrap-cells [+] temp1 MOV
 848     !     ds-reg -2 bootstrap-cells [+] temp2 MOV
 849     !     ds-reg -3 bootstrap-cells [+] temp3 MOV
 850     ! ] }
 851     ! { dupd [
 852     !     temp0 ds-reg [] MOV
 853     !     temp1 ds-reg -1 bootstrap-cells [+] MOV
 854     !     ds-reg [] temp1 MOV
 855     !     ds-reg bootstrap-cell ADD
 856     !     ds-reg [] temp0 MOV
 857     ! ] }
 858
 859     ! ! ### Misc shufflers
 860     ! { over [
 861     !     temp0 ds-reg -1 bootstrap-cells [+] MOV
 862     !     ds-reg bootstrap-cell ADD
 863     !     ds-reg [] temp0 MOV
 864     ! ] }
 865     ! { pick [
 866     !     temp0 ds-reg -2 bootstrap-cells [+] MOV
 867     !     ds-reg bootstrap-cell ADD
 868     !     ds-reg [] temp0 MOV
 869     ! ] }
 870
 871     ! ! ### Nips
 872     ! { nip [
 873     !     temp0 ds-reg [] MOV
 874     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 875     !     ds-reg [] temp0 MOV
 876     ! ] }
 877     ! { 2nip [
 878     !     temp0 ds-reg [] MOV
 879     !     ds-reg 2 bootstrap-cells SUB
 880     !     ds-reg [] temp0 MOV
 881     ! ] }
 882
 883     ! ! ### Swaps
 884     ! { -rot [
 885     !     temp0 ds-reg [] MOV
 886     !     temp1 ds-reg -1 bootstrap-cells [+] MOV
 887     !     temp3 ds-reg -2 bootstrap-cells [+] MOV
 888     !     ds-reg -2 bootstrap-cells [+] temp0 MOV
 889     !     ds-reg -1 bootstrap-cells [+] temp3 MOV
 890     !     ds-reg [] temp1 MOV
 891     ! ] }
 892     ! { rot [
 893     !     temp0 ds-reg [] MOV
 894     !     temp1 ds-reg -1 bootstrap-cells [+] MOV
 895     !     temp3 ds-reg -2 bootstrap-cells [+] MOV
 896     !     ds-reg -2 bootstrap-cells [+] temp1 MOV
 897     !     ds-reg -1 bootstrap-cells [+] temp0 MOV
 898     !     ds-reg [] temp3 MOV
 899     ! ] }
 900     ! { swap [
 901     !     temp0 ds-reg [] MOV
 902     !     temp1 ds-reg bootstrap-cell neg [+] MOV
 903     !     ds-reg bootstrap-cell neg [+] temp0 MOV
 904     !     ds-reg [] temp1 MOV
 905     ! ] }
 906     ! { swapd [
 907     !     temp0 ds-reg -1 bootstrap-cells [+] MOV
 908     !     temp1 ds-reg -2 bootstrap-cells [+] MOV
 909     !     ds-reg -2 bootstrap-cells [+] temp0 MOV
 910     !     ds-reg -1 bootstrap-cells [+] temp1 MOV
 911     ! ] }
 912
 913     ! ! ## Signal handling
 914     ! { leaf-signal-handler [
 915     !     jit-signal-handler-prolog
 916     !     jit-save-context
 917     !     temp0 vm-reg vm-signal-handler-addr-offset [+] MOV
 918     !     temp0 CALL
 919     !     jit-signal-handler-epilog
 920     !     ! Pop the fake leaf frame along with our return address
 921     !     leaf-stack-frame-size bootstrap-cell - RET
 922     ! ] }
 923     ! { signal-handler [
 924     !     jit-signal-handler-prolog
 925     !     jit-save-context
 926     !     temp0 vm-reg vm-signal-handler-addr-offset [+] MOV
 927     !     temp0 CALL
 928     !     jit-signal-handler-epilog
 929     !     0 RET
 930     ! ] }
 931 } define-sub-primitives
 932
 933 [ "bootstrap.arm.64" forget-vocab ] with-compilation-unit