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         ! dst src MOV
 290         ! arg2 arg1 MOV
 291         ! vm-reg "begin_callback" jit-call-1arg
 292
 293         ! ! call the quotation
 294         ! arg1 return-reg MOV
 295         ! jit-call-quot
 296
 297         ! vm-reg "end_callback" jit-call-1arg
 298
 299         [
 300             ! Rn Rd MOVr64
 301             arg1 arg2 MOVr64
 302             vm-reg "begin_callback" jit-call-1arg
 303
 304             return-reg arg1 MOVr64 ! arg1 is return
 305             jit-call-quot
 306
 307             vm-reg "end_callback" jit-call-1arg
 308
 309         ] assemble-arm %
 310
 311     ] }
 312     ! { unwind-native-frames [ ] }
 313
 314     ! ## Math
 315     ! { fixnum+ [ [ ADD ] "overflow_fixnum_add" jit-overflow ] }
 316     ! { fixnum- [ [ SUB ] "overflow_fixnum_subtract" jit-overflow ] }
 317     ! { fixnum* [
 318     !     ds-reg 8 SUB
 319     !     jit-save-context
 320     !     RCX ds-reg [] MOV
 321     !     RBX ds-reg 8 [+] MOV
 322     !     RBX tag-bits get SAR
 323     !     RAX RCX MOV
 324     !     RBX IMUL
 325     !     ds-reg [] RAX MOV
 326     !     [ JNO ]
 327     !     [
 328     !         arg1 RCX MOV
 329     !         arg1 tag-bits get SAR
 330     !         arg2 RBX MOV
 331     !         arg3 vm-reg MOV
 332     !         "overflow_fixnum_multiply" jit-call
 333     !     ]
 334     !     jit-conditional
 335     ! ] }
 336
 337     ! ## Misc
 338     ! { fpu-state [
 339     !     RSP 2 SUB
 340     !     RSP [] FNSTCW
 341     !     FNINIT
 342     !     AX RSP [] MOV
 343     !     RSP 2 ADD
 344     ! ] }
 345     ! { set-fpu-state [
 346     !     RSP 2 SUB
 347     !     RSP [] arg1 16-bit-version-of MOV
 348     !     RSP [] FLDCW
 349     !     RSP 2 ADD
 350     ! ] }
 351     ! { set-callstack [
 352     !     ! Load callstack object
 353     !     arg4 ds-reg [] MOV
 354     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 355     !     ! Get ctx->callstack_bottom
 356     !     jit-load-context
 357     !     arg1 ctx-reg context-callstack-bottom-offset [+] MOV
 358     !     ! Get top of callstack object -- 'src' for memcpy
 359     !     arg2 arg4 callstack-top-offset [+] LEA
 360     !     ! Get callstack length, in bytes --- 'len' for memcpy
 361     !     arg3 arg4 callstack-length-offset [+] MOV
 362     !     arg3 tag-bits get SHR
 363     !     ! Compute new stack pointer -- 'dst' for memcpy
 364     !     arg1 arg3 SUB
 365     !     ! Install new stack pointer
 366     !     RSP arg1 MOV
 367     !     ! Call memcpy; arguments are now in the correct registers
 368     !     ! Create register shadow area for Win64
 369     !     RSP 32 SUB
 370     !     "factor_memcpy" jit-call
 371     !     ! Tear down register shadow area
 372     !     RSP 32 ADD
 373     !     ! Return with new callstack
 374     !     0 RET
 375     ! ] }
 376 } define-sub-primitives
 377
 378
 379
 380 ! C to Factor entry point
 381 [
 382     ! ! Optimizing compiler's side of callback accesses
 383     ! ! arguments that are on the stack via the frame pointer.
 384     ! ! On x86-32 fastcall, and x86-64, some arguments are passed
 385     ! ! in registers, and so the only registers that are safe for
 386     ! ! use here are frame-reg, nv-reg and vm-reg.
 387     ! frame-reg PUSH
 388     ! frame-reg stack-reg MOV
 389
 390     ! ! Save all non-volatile registers
 391     ! nv-regs [ PUSH ] each
 392
 393     ! jit-save-tib
 394
 395     ! ! Load VM into vm-reg
 396     ! vm-reg 0 MOV 0 rc-absolute-cell rel-vm
 397
 398     ! ! Save old context
 399     ! nv-reg vm-reg vm-context-offset [+] MOV
 400     ! nv-reg PUSH
 401
 402     ! ! Switch over to the spare context
 403     ! nv-reg vm-reg vm-spare-context-offset [+] MOV
 404     ! vm-reg vm-context-offset [+] nv-reg MOV
 405
 406     ! ! Save C callstack pointer
 407     ! nv-reg context-callstack-save-offset [+] stack-reg MOV
 408
 409     ! ! Load Factor stack pointers
 410     ! stack-reg nv-reg context-callstack-bottom-offset [+] MOV
 411     ! nv-reg jit-update-tib
 412     ! jit-install-seh
 413
 414     ! rs-reg nv-reg context-retainstack-offset [+] MOV
 415     ! ds-reg nv-reg context-datastack-offset [+] MOV
 416
 417     ! ! Call into Factor code
 418     ! link-reg 0 MOV f rc-absolute-cell rel-word
 419     ! link-reg CALL
 420
 421     ! ! Load VM into vm-reg; only needed on x86-32, but doesn't
 422     ! ! hurt on x86-64
 423     ! vm-reg 0 MOV 0 rc-absolute-cell rel-vm
 424
 425     ! ! Load C callstack pointer
 426     ! nv-reg vm-reg vm-context-offset [+] MOV
 427     ! stack-reg nv-reg context-callstack-save-offset [+] MOV
 428
 429     ! ! Load old context
 430     ! nv-reg POP
 431     ! vm-reg vm-context-offset [+] nv-reg MOV
 432
 433     ! ! Restore non-volatile registers
 434     ! jit-restore-tib
 435
 436     ! nv-regs <reversed> [ POP ] each
 437
 438     ! frame-reg POP
 439
 440     ! ! Callbacks which return structs, or use stdcall/fastcall/thiscall,
 441     ! ! need a parameter here.
 442
 443     ! ! See the comment for M\ x86.32 stack-cleanup in cpu.x86.32
 444     ! 0xffff RET f rc-absolute-2 rel-untagged
 445 ] CALLBACK-STUB jit-define
 446
 447 [
 448     ! ! load literal
 449     ! temp0 0 MOV f rc-absolute-cell rel-literal
 450     ! ! increment datastack pointer
 451     ! ds-reg bootstrap-cell ADD
 452     ! ! store literal on datastack
 453     ! ds-reg [] temp0 MOV
 454 ] JIT-PUSH-LITERAL jit-define
 455
 456 [
 457     ! 0 CALL f rc-relative rel-word-pic
 458 ] JIT-WORD-CALL jit-define
 459
 460 ! The *-signal-handler subprimitives are special-cased in vm/quotations.cpp
 461 ! not to trigger generation of a stack frame, so they can
 462 ! peform their own prolog/epilog preserving registers.
 463 !
 464 ! It is important that the total is 192/64 and that it matches the
 465 ! constants in vm/cpu-x86.*.hpp
 466 : jit-signal-handler-prolog ( -- ) ;
 467     ! ! Return address already on stack -> 8/4 bytes.
 468
 469     ! ! Push all registers. 15 regs/120 bytes on 64bit, 7 regs/28 bytes
 470     ! ! on 32bit -> 128/32 bytes.
 471     ! signal-handler-save-regs [ PUSH ] each
 472
 473     ! ! Push flags -> 136/36 bytes
 474     ! PUSHF
 475
 476     ! ! Register parameter area 32 bytes, unused on platforms other than
 477     ! ! windows 64 bit, but including it doesn't hurt. Plus
 478     ! ! alignment. LEA used so we don't dirty flags -> 192/64 bytes.
 479     ! stack-reg stack-reg 7 bootstrap-cells neg [+] LEA
 480
 481     ! jit-load-vm ;
 482
 483 : jit-signal-handler-epilog ( -- ) ;
 484     ! stack-reg stack-reg 7 bootstrap-cells [+] LEA
 485     ! POPF
 486     ! signal-handler-save-regs reverse [ POP ] each ;
 487
 488 [
 489     ! ! load boolean
 490     ! temp0 ds-reg [] MOV
 491     ! ! pop boolean
 492     ! ds-reg bootstrap-cell SUB
 493     ! ! compare boolean with f
 494     ! temp0 \ f type-number CMP
 495     ! ! jump to true branch if not equal
 496     ! 0 JNE f rc-relative rel-word
 497     ! ! jump to false branch if equal
 498     ! 0 JMP f rc-relative rel-word
 499 ] JIT-IF jit-define
 500
 501
 502 [
 503     ! jit->r
 504     ! 0 CALL f rc-relative rel-word
 505     ! jit-r>
 506 ] JIT-DIP jit-define
 507
 508 [
 509     ! jit-2>r
 510     ! 0 CALL f rc-relative rel-word
 511     ! jit-2r>
 512 ] JIT-2DIP jit-define
 513
 514 [
 515     ! jit-3>r
 516     ! 0 CALL f rc-relative rel-word
 517     ! jit-3r>
 518 ] JIT-3DIP jit-define
 519
 520 ! [
 521 !     ! load from stack
 522 !     temp0 ds-reg [] MOV
 523 !     ! pop stack
 524 !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 525 ! ]
 526 ! [ temp0 word-entry-point-offset [+] CALL ]
 527 ! [ temp0 word-entry-point-offset [+] JMP ]
 528 ! \ (execute) define-combinator-primitive
 529
 530 [
 531     ! temp0 ds-reg [] MOV
 532     ! ds-reg bootstrap-cell SUB
 533     ! temp0 word-entry-point-offset [+] JMP
 534 ] JIT-EXECUTE jit-define
 535
 536 [
 537     ! stack-reg stack-frame-size bootstrap-cell - SUB
 538 ] JIT-PROLOG jit-define
 539
 540 [
 541     ! stack-reg stack-frame-size bootstrap-cell - ADD
 542 ] JIT-EPILOG jit-define
 543
 544 [
 545     ! 0 RET
 546 ] JIT-RETURN jit-define
 547
 548 ! ! ! Polymorphic inline caches
 549
 550 ! The PIC stubs are not permitted to touch pic-tail-reg.
 551
 552 ! Load a value from a stack position
 553 [
 554     ! temp1 ds-reg 0x7f [+] MOV f rc-absolute-1 rel-untagged
 555 ] PIC-LOAD jit-define
 556
 557 [
 558     ! temp1/32 tag-mask get AND
 559 ] PIC-TAG jit-define
 560
 561 [
 562     ! temp0 temp1 MOV
 563     ! temp1/32 tag-mask get AND
 564     ! temp1/32 tuple type-number CMP
 565     ! [ JNE ]
 566     ! [ temp1 temp0 tuple-class-offset [+] MOV ]
 567     ! jit-conditional
 568 ] PIC-TUPLE jit-define
 569
 570 [
 571     ! temp1/32 0x7f CMP f rc-absolute-1 rel-untagged
 572 ] PIC-CHECK-TAG jit-define
 573
 574 [
 575     ! 0 JE f rc-relative rel-word
 576 ] PIC-HIT jit-define
 577
 578 ! ! ! Megamorphic caches
 579
 580 [
 581     ! ! class = ...
 582     ! temp0 temp1 MOV
 583     ! temp1/32 tag-mask get AND
 584     ! temp1/32 tag-bits get SHL
 585     ! temp1/32 tuple type-number tag-fixnum CMP
 586     ! [ JNE ]
 587     ! [ temp1 temp0 tuple-class-offset [+] MOV ]
 588     ! jit-conditional
 589     ! ! cache = ...
 590     ! temp0 0 MOV f rc-absolute-cell rel-literal
 591     ! ! key = hashcode(class)
 592     ! temp2 temp1 MOV
 593     ! bootstrap-cell 4 = [ temp2 1 SHR ] when
 594     ! ! key &= cache.length - 1
 595     ! temp2 mega-cache-size get 1 - bootstrap-cell * AND
 596     ! ! cache += array-start-offset
 597     ! temp0 array-start-offset ADD
 598     ! ! cache += key
 599     ! temp0 temp2 ADD
 600     ! ! if(get(cache) == class)
 601     ! temp0 [] temp1 CMP
 602     ! [ JNE ]
 603     ! [
 604     !     ! megamorphic_cache_hits++
 605     !     temp1 0 MOV rc-absolute-cell rel-megamorphic-cache-hits
 606     !     temp1 [] 1 ADD
 607     !     ! goto get(cache + bootstrap-cell)
 608     !     temp0 temp0 bootstrap-cell [+] MOV
 609     !     temp0 word-entry-point-offset [+] JMP
 610     !     ! fall-through on miss
 611     ! ] jit-conditional
 612 ] MEGA-LOOKUP jit-define
 613
 614 ! Comparisons
 615 : jit-compare ( insn -- ) drop ;
 616     ! ! load t
 617     ! temp3 0 MOV t rc-absolute-cell rel-literal
 618     ! ! load f
 619     ! temp1 \ f type-number MOV
 620     ! ! load first value
 621     ! temp0 ds-reg [] MOV
 622     ! ! adjust stack pointer
 623     ! ds-reg bootstrap-cell SUB
 624     ! ! compare with second value
 625     ! ds-reg [] temp0 CMP
 626     ! ! move t if true
 627     ! [ temp1 temp3 ] dip execute( dst src -- )
 628     ! ! store
 629     ! ds-reg [] temp1 MOV ;
 630
 631 ! Math
 632 : jit-math ( insn -- ) drop ;
 633     ! ! load second input
 634     ! temp0 ds-reg [] MOV
 635     ! ! pop stack
 636     ! ds-reg bootstrap-cell SUB
 637     ! ! compute result
 638     ! [ ds-reg [] temp0 ] dip execute( dst src -- ) ;
 639
 640 : jit-fixnum-/mod ( -- ) ;
 641     ! ! load second parameter
 642     ! temp1 ds-reg [] MOV
 643     ! ! load first parameter
 644     ! div-arg ds-reg bootstrap-cell neg [+] MOV
 645     ! ! make a copy
 646     ! mod-arg div-arg MOV
 647     ! ! sign-extend
 648     ! mod-arg bootstrap-cell-bits 1 - SAR
 649     ! ! divide
 650     ! temp1 IDIV ;
 651
 652 ! # Rest of arm64 subprimitives
 653 {
 654     ! ! ## Fixnums
 655
 656     ! ! ### Add
 657     ! { fixnum+fast [ \ ADD jit-math ] }
 658
 659     ! ! ### Bit stuff
 660     ! { fixnum-bitand [ \ AND jit-math ] }
 661     ! { fixnum-bitnot [
 662     !     ! complement
 663     !     ds-reg [] NOT
 664     !     ! clear tag bits
 665     !     ds-reg [] tag-mask get XOR
 666     ! ] }
 667     ! { fixnum-bitor [ \ OR jit-math ] }
 668     ! { fixnum-bitxor [ \ XOR jit-math ] }
 669     ! { fixnum-shift-fast [
 670     !     ! load shift count
 671     !     shift-arg ds-reg [] MOV
 672     !     ! untag shift count
 673     !     shift-arg tag-bits get SAR
 674     !     ! adjust stack pointer
 675     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 676     !     ! load value
 677     !     temp3 ds-reg [] MOV
 678     !     ! make a copy
 679     !     temp2 temp3 MOV
 680     !     ! compute positive shift value in temp2
 681     !     temp2 CL SHL
 682     !     shift-arg NEG
 683     !     ! compute negative shift value in temp3
 684     !     temp3 CL SAR
 685     !     temp3 tag-mask get bitnot AND
 686     !     shift-arg 0 CMP
 687     !     ! if shift count was negative, move temp0 to temp2
 688     !     temp2 temp3 CMOVGE
 689     !     ! push to stack
 690     !     ds-reg [] temp2 MOV
 691     ! ] }
 692
 693     ! ! ### Comparisons
 694     ! { both-fixnums? [
 695     !     temp0 ds-reg [] MOV
 696     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 697     !     temp0 ds-reg [] OR
 698     !     temp0 tag-mask get TEST
 699     !     temp0 \ f type-number MOV
 700     !     temp1 1 tag-fixnum MOV
 701     !     temp0 temp1 CMOVE
 702     !     ds-reg [] temp0 MOV
 703     ! ] }
 704     ! { eq? [ \ CMOVE jit-compare ] }
 705     ! { fixnum> [ \ CMOVG jit-compare ] }
 706     ! { fixnum>= [ \ CMOVGE jit-compare ] }
 707     ! { fixnum< [ \ CMOVL jit-compare ] }
 708     ! { fixnum<= [ \ CMOVLE jit-compare ] }
 709
 710     ! ! ### Div/mod
 711     ! { fixnum-mod [
 712     !     jit-fixnum-/mod
 713     !     ! adjust stack pointer
 714     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 715     !     ! push to stack
 716     !     ds-reg [] mod-arg MOV
 717     ! ] }
 718     ! { fixnum/i-fast [
 719     !     jit-fixnum-/mod
 720     !     ! adjust stack pointer
 721     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 722     !     ! tag it
 723     !     div-arg tag-bits get SHL
 724     !     ! push to stack
 725     !     ds-reg [] div-arg MOV
 726     ! ] }
 727     ! { fixnum/mod-fast [
 728     !     jit-fixnum-/mod
 729     !     ! tag it
 730     !     div-arg tag-bits get SHL
 731     !     ! push to stack
 732     !     ds-reg [] mod-arg MOV
 733     !     ds-reg bootstrap-cell neg [+] div-arg MOV
 734     ! ] }
 735
 736     ! ! ### Mul
 737     ! { fixnum*fast [
 738     !     ! load second input
 739     !     temp0 ds-reg [] MOV
 740     !     ! pop stack
 741     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 742     !     ! load first input
 743     !     temp1 ds-reg [] MOV
 744     !     ! untag second input
 745     !     temp0 tag-bits get SAR
 746     !     ! multiply
 747     !     temp0 temp1 IMUL2
 748     !     ! push result
 749     !     ds-reg [] temp0 MOV
 750     ! ] }
 751
 752     ! ! ### Sub
 753     ! { fixnum-fast [ \ SUB jit-math ] }
 754
 755     ! ! ## Locals
 756     ! { drop-locals [
 757     !     ! load local count
 758     !     temp0 ds-reg [] MOV
 759     !     ! adjust stack pointer
 760     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 761     !     ! turn local number into offset
 762     !     fixnum>slot@
 763     !     ! decrement retain stack pointer
 764     !     rs-reg temp0 SUB
 765     ! ] }
 766     ! { get-local [
 767     !     ! load local number
 768     !     temp0 ds-reg [] MOV
 769     !     ! turn local number into offset
 770     !     fixnum>slot@
 771     !     ! load local value
 772     !     temp0 rs-reg temp0 [+] MOV
 773     !     ! push to stack
 774     !     ds-reg [] temp0 MOV
 775     ! ] }
 776     ! { load-local [ jit->r ] }
 777
 778     ! ! ## Objects
 779     ! { slot [
 780     !     ! load slot number
 781     !     temp0 ds-reg [] MOV
 782     !     ! adjust stack pointer
 783     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 784     !     ! load object
 785     !     temp1 ds-reg [] MOV
 786     !     ! turn slot number into offset
 787     !     fixnum>slot@
 788     !     ! mask off tag
 789     !     temp1 tag-bits get SHR
 790     !     temp1 tag-bits get SHL
 791     !     ! load slot value
 792     !     temp0 temp1 temp0 [+] MOV
 793     !     ! push to stack
 794     !     ds-reg [] temp0 MOV
 795     ! ] }
 796     ! { string-nth-fast [
 797     !     ! load string index from stack
 798     !     temp0 ds-reg bootstrap-cell neg [+] MOV
 799     !     temp0 tag-bits get SHR
 800     !     ! load string from stack
 801     !     temp1 ds-reg [] MOV
 802     !     ! load character
 803     !     temp0 8-bit-version-of temp0 temp1 string-offset [++] MOV
 804     !     temp0 temp0 8-bit-version-of MOVZX
 805     !     temp0 tag-bits get SHL
 806     !     ! store character to stack
 807     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 808     !     ds-reg [] temp0 MOV
 809     ! ] }
 810     ! { tag [
 811     !     ! load from stack
 812     !     temp0 ds-reg [] MOV
 813     !     ! compute tag
 814     !     temp0/32 tag-mask get AND
 815     !     ! tag the tag
 816     !     temp0/32 tag-bits get SHL
 817     !     ! push to stack
 818     !     ds-reg [] temp0 MOV
 819     ! ] }
 820
 821     ! ! ## Shufflers
 822
 823     ! ! ### Drops
 824     ! { drop [ ds-reg bootstrap-cell SUB ] }
 825     ! { 2drop [ ds-reg 2 bootstrap-cells SUB ] }
 826     ! { 3drop [ ds-reg 3 bootstrap-cells SUB ] }
 827     ! { 4drop [ ds-reg 4 bootstrap-cells SUB ] }
 828
 829     ! ! ### Dups
 830     ! { dup [
 831     !     temp0 ds-reg [] MOV
 832     !     ds-reg bootstrap-cell ADD
 833     !     ds-reg [] temp0 MOV
 834     ! ] }
 835     ! { 2dup [
 836     !     temp0 ds-reg [] MOV
 837     !     temp1 ds-reg bootstrap-cell neg [+] MOV
 838     !     ds-reg 2 bootstrap-cells ADD
 839     !     ds-reg [] temp0 MOV
 840     !     ds-reg bootstrap-cell neg [+] temp1 MOV
 841     ! ] }
 842     ! { 3dup [
 843     !     temp0 ds-reg [] MOV
 844     !     temp1 ds-reg -1 bootstrap-cells [+] MOV
 845     !     temp3 ds-reg -2 bootstrap-cells [+] MOV
 846     !     ds-reg 3 bootstrap-cells ADD
 847     !     ds-reg [] temp0 MOV
 848     !     ds-reg -1 bootstrap-cells [+] temp1 MOV
 849     !     ds-reg -2 bootstrap-cells [+] temp3 MOV
 850     ! ] }
 851     ! { 4dup [
 852     !     temp0 ds-reg [] MOV
 853     !     temp1 ds-reg -1 bootstrap-cells [+] MOV
 854     !     temp2 ds-reg -2 bootstrap-cells [+] MOV
 855     !     temp3 ds-reg -3 bootstrap-cells [+] MOV
 856     !     ds-reg 4 bootstrap-cells ADD
 857     !     ds-reg [] temp0 MOV
 858     !     ds-reg -1 bootstrap-cells [+] temp1 MOV
 859     !     ds-reg -2 bootstrap-cells [+] temp2 MOV
 860     !     ds-reg -3 bootstrap-cells [+] temp3 MOV
 861     ! ] }
 862     ! { dupd [
 863     !     temp0 ds-reg [] MOV
 864     !     temp1 ds-reg -1 bootstrap-cells [+] MOV
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 868     ! ] }
 869
 870     ! ! ### Misc shufflers
 871     ! { over [
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 876     ! { pick [
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 880     ! ] }
 881
 882     ! ! ### Nips
 883     ! { nip [
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 889     !     temp0 ds-reg [] MOV
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 892     ! ] }
 893
 894     ! ! ### Swaps
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 917     ! { swapd [
 918     !     temp0 ds-reg -1 bootstrap-cells [+] MOV
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 922     ! ] }
 923
 924     ! ! ## Signal handling
 925     ! { leaf-signal-handler [
 926     !     jit-signal-handler-prolog
 927     !     jit-save-context
 928     !     temp0 vm-reg vm-signal-handler-addr-offset [+] MOV
 929     !     temp0 CALL
 930     !     jit-signal-handler-epilog
 931     !     ! Pop the fake leaf frame along with our return address
 932     !     leaf-stack-frame-size bootstrap-cell - RET
 933     ! ] }
 934     ! { signal-handler [
 935     !     jit-signal-handler-prolog
 936     !     jit-save-context
 937     !     temp0 vm-reg vm-signal-handler-addr-offset [+] MOV
 938     !     temp0 CALL
 939     !     jit-signal-handler-epilog
 940     !     0 RET
 941     ! ] }
 942 } define-sub-primitives
 943
 944 [ "bootstrap.arm.64" forget-vocab ] with-compilation-unit