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, DONT USE
  54
  55 ! X19 - X29    Callee-saved register    Must preserve
  56 ! X29 - frame pointer register, must always be valid
  57 ! X30    Link Register    Can Corrupt
  58 ! 16-byte stack alignment
  59
  60 : arg1 ( -- reg ) X0 ;
  61 : arg2 ( -- reg ) X1 ;
  62 : arg3 ( -- reg ) X2 ;
  63 : arg4 ( -- reg ) X3 ;
  64 : red-zone-size ( -- n ) 128 ;
  65
  66 : shift-arg ( -- reg ) X1 ;
  67 : div-arg ( -- reg ) X0 ;
  68 : mod-arg ( -- reg ) X2 ;
  69
  70 ! caller-saved registers X9-X15
  71 ! callee-saved registers X19-X29
  72 : temp0 ( -- reg ) X9 ;
  73 : temp1 ( -- reg ) X10 ;
  74 : temp2 ( -- reg ) X11 ;
  75 : temp3 ( -- reg ) X12 ;
  76
  77
  78
  79 ! : pic-tail-reg ( -- reg ) RBX ;
  80 : return-reg ( -- reg ) X0 ;
  81 : stack-reg ( -- reg ) SP ;
  82 ! : link-reg ( -- reg ) R11 ;
  83 ! : ctx-reg ( -- reg ) R12 ;
  84 : vm-reg ( -- reg ) X28 ;
  85 : ds-reg ( -- reg ) X27 ;
  86 : rs-reg ( -- reg ) X26 ;
  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 BLR ;
  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     quot-entry-point-offset arg1 ADR
 155     arg1 BR ;
 156     ! arg1 quot-entry-point-offset [+] JMP ;
 157
 158 : jit-call-quot ( -- )
 159     quot-entry-point-offset arg1 ADR
 160     arg1 BLR ;
 161     ! arg1 quot-entry-point-offset [+] CALL ;
 162
 163 : signal-handler-save-regs ( -- regs ) { } ;
 164     ! { RAX RCX RDX RBX RBP RSI RDI R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 } ;
 165
 166
 167 [
 168     ! temp2 0 MOV f rc-absolute-cell rel-literal
 169     ! temp1 temp2 CMP
 170 ] PIC-CHECK-TUPLE jit-define
 171
 172
 173
 174 : jit->r ( -- )
 175     1 bootstrap-cells rs-reg rs-reg ADDi64
 176     -1 bootstrap-cells ds-reg rs-reg LDR-post ;
 177
 178 : jit-r> ( -- )
 179     1 bootstrap-cells ds-reg ds-reg ADDi64
 180     -1 bootstrap-cells rs-reg ds-reg LDR-post ;
 181
 182 : jit-2>r ( -- )
 183     1 bootstrap-cells rs-reg rs-reg ADDi64
 184     -1 bootstrap-cells ds-reg rs-reg LDR-post
 185     1 bootstrap-cells rs-reg rs-reg ADDi64
 186     -1 bootstrap-cells ds-reg rs-reg LDR-post ;
 187
 188 : jit-2r> ( -- )
 189     1 bootstrap-cells ds-reg ds-reg ADDi64
 190     -1 bootstrap-cells rs-reg ds-reg LDR-post
 191     1 bootstrap-cells ds-reg ds-reg ADDi64
 192     -1 bootstrap-cells rs-reg ds-reg LDR-post ;
 193
 194 : jit-3>r ( -- )
 195     1 bootstrap-cells rs-reg rs-reg ADDi64
 196     -1 bootstrap-cells ds-reg rs-reg LDR-post
 197     1 bootstrap-cells rs-reg rs-reg ADDi64
 198     -1 bootstrap-cells ds-reg rs-reg LDR-post
 199     1 bootstrap-cells rs-reg rs-reg ADDi64
 200     -1 bootstrap-cells ds-reg rs-reg LDR-post ;
 201
 202 : jit-3r> ( -- )
 203     1 bootstrap-cells ds-reg ds-reg ADDi64
 204     -1 bootstrap-cells rs-reg ds-reg LDR-post
 205     1 bootstrap-cells ds-reg ds-reg ADDi64
 206     -1 bootstrap-cells rs-reg ds-reg LDR-post
 207     1 bootstrap-cells ds-reg ds-reg ADDi64
 208     -1 bootstrap-cells rs-reg ds-reg LDR-post ;
 209
 210 ! Contexts
 211 : jit-switch-context ( reg -- ) drop ;
 212     ! ! Push a bogus return address so the GC can track this frame back
 213     ! ! to the owner
 214     ! 0 CALL
 215
 216     ! ! Make the new context the current one
 217     ! ctx-reg swap MOV
 218     ! vm-reg vm-context-offset [+] ctx-reg MOV
 219
 220     ! ! Load new stack pointer
 221     ! RSP ctx-reg context-callstack-top-offset [+] MOV
 222
 223     ! ! Load new ds, rs registers
 224     ! jit-restore-context
 225
 226     ! ctx-reg jit-update-tib ;
 227
 228 : jit-pop-context-and-param ( -- ) ;
 229     ! arg1 ds-reg [] MOV
 230     ! arg1 arg1 alien-offset [+] MOV
 231     ! arg2 ds-reg -8 [+] MOV
 232     ! ds-reg 16 SUB ;
 233
 234 : jit-push-param ( -- ) ;
 235     ! ds-reg 8 ADD
 236     ! ds-reg [] arg2 MOV ;
 237
 238 : jit-set-context ( -- ) ;
 239     ! jit-pop-context-and-param
 240     ! jit-save-context
 241     ! arg1 jit-switch-context
 242     ! RSP 8 ADD
 243     ! jit-push-param ;
 244
 245 : jit-pop-quot-and-param ( -- ) ;
 246     ! arg1 ds-reg [] MOV
 247     ! arg2 ds-reg -8 [+] MOV
 248     ! ds-reg 16 SUB ;
 249
 250 : jit-start-context ( -- ) ;
 251     ! Create the new context in return-reg. Have to save context
 252     ! twice, first before calling new_context() which may GC,
 253     ! and again after popping the two parameters from the stack.
 254     ! jit-save-context
 255     ! vm-reg "new_context" jit-call-1arg
 256
 257     ! jit-pop-quot-and-param
 258     ! jit-save-context
 259     ! return-reg jit-switch-context
 260     ! jit-push-param
 261     ! jit-jump-quot ;
 262
 263 : jit-delete-current-context ( -- ) ;
 264     ! vm-reg "delete_context" jit-call-1arg ;
 265
 266 [
 267     ! jit->r
 268     ! 0 CALL f rc-relative rel-word
 269     ! jit-r>
 270 ] JIT-DIP jit-define
 271
 272
 273
 274
 275 [
 276     ! 0 [RIP+] EAX MOV rc-relative rel-safepoint
 277 ] JIT-SAFEPOINT jit-define
 278
 279 ! # All arm.64 subprimitives
 280 {
 281     { c-to-factor [
 282
 283             ! write()
 284             ! 68 X8 MOVwi64
 285             ! X2 MOVwi64
 286             ! 0 SVC
 287
 288             ! exit(42)
 289
 290             ! 9999 BRK
 291             ! 42 X0 MOVwi64
 292             ! 93 X8 MOVwi64
 293             ! 0 SVC
 294
 295             ! Rn Rd MOVr64 ! comment
 296             arg1 arg2 MOVr64
 297             vm-reg "begin_callback" jit-call-1arg
 298
 299             return-reg arg1 MOVr64 ! arg1 is return
 300             jit-call-quot
 301
 302             vm-reg "end_callback" jit-call-1arg
 303      ] }
 304 } define-sub-primitives
 305
 306
 307 ! {
 308     ! ## Contexts
 309     ! { (set-context) [ jit-set-context ] }
 310     ! { (set-context-and-delete) [
 311     !     jit-delete-current-context
 312     !     jit-set-context
 313     ! ] }
 314     ! { (start-context) [ jit-start-context ] }
 315     ! { (start-context-and-delete) [ jit-start-context-and-delete ] }
 316
 317     ! ## Entry points
 318     ! { c-to-factor [
 319     !     ! dst src MOV
 320     !     ! arg2 arg1 MOV
 321     !     ! vm-reg "begin_callback" jit-call-1arg
 322
 323     !     ! ! call the quotation
 324     !     ! arg1 return-reg MOV
 325     !     ! jit-call-quot
 326
 327     !     ! vm-reg "end_callback" jit-call-1arg
 328
 329     !     [
 330
 331     !         ! write()
 332     !         ! 68 X8 MOVwi64
 333     !         ! X2 MOVwi64
 334     !         ! 0 SVC
 335
 336     !         ! exit(42)
 337     !         9999 BRK
 338     !         42 X0 MOVwi64
 339     !         93 X8 MOVwi64
 340     !         0 SVC
 341
 342
 343
 344     !         ! Rn Rd MOVr64
 345     !         ! arg1 arg2 MOVr64
 346     !         ! vm-reg "begin_callback" jit-call-1arg
 347
 348     !         ! return-reg arg1 MOVr64 ! arg1 is return
 349     !         ! jit-call-quot
 350
 351     !         ! vm-reg "end_callback" jit-call-1arg
 352
 353     !     ] assemble-arm %
 354
 355     ! ] }
 356     ! { unwind-native-frames [ ] }
 357
 358     ! ## Math
 359     ! { fixnum+ [ [ ADD ] "overflow_fixnum_add" jit-overflow ] }
 360     ! { fixnum- [ [ SUB ] "overflow_fixnum_subtract" jit-overflow ] }
 361     ! { fixnum* [
 362     !     ds-reg 8 SUB
 363     !     jit-save-context
 364     !     RCX ds-reg [] MOV
 365     !     RBX ds-reg 8 [+] MOV
 366     !     RBX tag-bits get SAR
 367     !     RAX RCX MOV
 368     !     RBX IMUL
 369     !     ds-reg [] RAX MOV
 370     !     [ JNO ]
 371     !     [
 372     !         arg1 RCX MOV
 373     !         arg1 tag-bits get SAR
 374     !         arg2 RBX MOV
 375     !         arg3 vm-reg MOV
 376     !         "overflow_fixnum_multiply" jit-call
 377     !     ]
 378     !     jit-conditional
 379     ! ] }
 380
 381     ! ## Misc
 382     ! { fpu-state [
 383     !     RSP 2 SUB
 384     !     RSP [] FNSTCW
 385     !     FNINIT
 386     !     AX RSP [] MOV
 387     !     RSP 2 ADD
 388     ! ] }
 389     ! { set-fpu-state [
 390     !     RSP 2 SUB
 391     !     RSP [] arg1 16-bit-version-of MOV
 392     !     RSP [] FLDCW
 393     !     RSP 2 ADD
 394     ! ] }
 395     ! { set-callstack [
 396     !     ! Load callstack object
 397     !     arg4 ds-reg [] MOV
 398     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 399     !     ! Get ctx->callstack_bottom
 400     !     jit-load-context
 401     !     arg1 ctx-reg context-callstack-bottom-offset [+] MOV
 402     !     ! Get top of callstack object -- 'src' for memcpy
 403     !     arg2 arg4 callstack-top-offset [+] LEA
 404     !     ! Get callstack length, in bytes --- 'len' for memcpy
 405     !     arg3 arg4 callstack-length-offset [+] MOV
 406     !     arg3 tag-bits get SHR
 407     !     ! Compute new stack pointer -- 'dst' for memcpy
 408     !     arg1 arg3 SUB
 409     !     ! Install new stack pointer
 410     !     RSP arg1 MOV
 411     !     ! Call memcpy; arguments are now in the correct registers
 412     !     ! Create register shadow area for Win64
 413     !     RSP 32 SUB
 414     !     "factor_memcpy" jit-call
 415     !     ! Tear down register shadow area
 416     !     RSP 32 ADD
 417     !     ! Return with new callstack
 418     !     0 RET
 419     ! ] }
 420 ! } define-sub-primitives
 421
 422
 423
 424 ! C to Factor entry point
 425 [
 426     ! ! Optimizing compiler's side of callback accesses
 427     ! ! arguments that are on the stack via the frame pointer.
 428     ! ! On x86-32 fastcall, and x86-64, some arguments are passed
 429     ! ! in registers, and so the only registers that are safe for
 430     ! ! use here are frame-reg, nv-reg and vm-reg.
 431     ! frame-reg PUSH
 432     ! frame-reg stack-reg MOV
 433
 434     ! ! Save all non-volatile registers
 435     ! nv-regs [ PUSH ] each
 436
 437     ! jit-save-tib
 438
 439     ! ! Load VM into vm-reg
 440     ! vm-reg 0 MOV 0 rc-absolute-cell rel-vm
 441
 442     ! ! Save old context
 443     ! nv-reg vm-reg vm-context-offset [+] MOV
 444     ! nv-reg PUSH
 445
 446     ! ! Switch over to the spare context
 447     ! nv-reg vm-reg vm-spare-context-offset [+] MOV
 448     ! vm-reg vm-context-offset [+] nv-reg MOV
 449
 450     ! ! Save C callstack pointer
 451     ! nv-reg context-callstack-save-offset [+] stack-reg MOV
 452
 453     ! ! Load Factor stack pointers
 454     ! stack-reg nv-reg context-callstack-bottom-offset [+] MOV
 455     ! nv-reg jit-update-tib
 456     ! jit-install-seh
 457
 458     ! rs-reg nv-reg context-retainstack-offset [+] MOV
 459     ! ds-reg nv-reg context-datastack-offset [+] MOV
 460
 461     ! ! Call into Factor code
 462     ! link-reg 0 MOV f rc-absolute-cell rel-word
 463     ! link-reg CALL
 464
 465     ! ! Load VM into vm-reg; only needed on x86-32, but doesn't
 466     ! ! hurt on x86-64
 467     ! vm-reg 0 MOV 0 rc-absolute-cell rel-vm
 468
 469     ! ! Load C callstack pointer
 470     ! nv-reg vm-reg vm-context-offset [+] MOV
 471     ! stack-reg nv-reg context-callstack-save-offset [+] MOV
 472
 473     ! ! Load old context
 474     ! nv-reg POP
 475     ! vm-reg vm-context-offset [+] nv-reg MOV
 476
 477     ! ! Restore non-volatile registers
 478     ! jit-restore-tib
 479
 480     ! nv-regs <reversed> [ POP ] each
 481
 482     ! frame-reg POP
 483
 484     ! ! Callbacks which return structs, or use stdcall/fastcall/thiscall,
 485     ! ! need a parameter here.
 486
 487     ! ! See the comment for M\ x86.32 stack-cleanup in cpu.x86.32
 488     ! 0xffff RET f rc-absolute-2 rel-untagged
 489 ] CALLBACK-STUB jit-define
 490
 491 [
 492     ! ! load literal
 493     ! temp0 0 MOV f rc-absolute-cell rel-literal
 494     ! ! increment datastack pointer
 495     ! ds-reg bootstrap-cell ADD
 496     ! ! store literal on datastack
 497     ! ds-reg [] temp0 MOV
 498 ] JIT-PUSH-LITERAL jit-define
 499
 500 [
 501     ! 0 CALL f rc-relative rel-word-pic
 502 ] JIT-WORD-CALL jit-define
 503
 504 ! The *-signal-handler subprimitives are special-cased in vm/quotations.cpp
 505 ! not to trigger generation of a stack frame, so they can
 506 ! peform their own prolog/epilog preserving registers.
 507 !
 508 ! It is important that the total is 192/64 and that it matches the
 509 ! constants in vm/cpu-x86.*.hpp
 510 : jit-signal-handler-prolog ( -- ) ;
 511     ! ! Return address already on stack -> 8/4 bytes.
 512
 513     ! ! Push all registers. 15 regs/120 bytes on 64bit, 7 regs/28 bytes
 514     ! ! on 32bit -> 128/32 bytes.
 515     ! signal-handler-save-regs [ PUSH ] each
 516
 517     ! ! Push flags -> 136/36 bytes
 518     ! PUSHF
 519
 520     ! ! Register parameter area 32 bytes, unused on platforms other than
 521     ! ! windows 64 bit, but including it doesn't hurt. Plus
 522     ! ! alignment. LEA used so we don't dirty flags -> 192/64 bytes.
 523     ! stack-reg stack-reg 7 bootstrap-cells neg [+] LEA
 524
 525     ! jit-load-vm ;
 526
 527 : jit-signal-handler-epilog ( -- ) ;
 528     ! stack-reg stack-reg 7 bootstrap-cells [+] LEA
 529     ! POPF
 530     ! signal-handler-save-regs reverse [ POP ] each ;
 531
 532 [
 533     ! ! load boolean
 534     ! temp0 ds-reg [] MOV
 535     ! ! pop boolean
 536     ! ds-reg bootstrap-cell SUB
 537     ! ! compare boolean with f
 538     ! temp0 \ f type-number CMP
 539     ! ! jump to true branch if not equal
 540     ! 0 JNE f rc-relative rel-word
 541     ! ! jump to false branch if equal
 542     ! 0 JMP f rc-relative rel-word
 543 ] JIT-IF jit-define
 544
 545
 546 [
 547     ! jit->r
 548     ! 0 CALL f rc-relative rel-word
 549     ! jit-r>
 550 ] JIT-DIP jit-define
 551
 552 [
 553     ! jit-2>r
 554     ! 0 CALL f rc-relative rel-word
 555     ! jit-2r>
 556 ] JIT-2DIP jit-define
 557
 558 [
 559     ! jit-3>r
 560     ! 0 CALL f rc-relative rel-word
 561     ! jit-3r>
 562 ] JIT-3DIP jit-define
 563
 564 ! [
 565 !     ! load from stack
 566 !     temp0 ds-reg [] MOV
 567 !     ! pop stack
 568 !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 569 ! ]
 570 ! [ temp0 word-entry-point-offset [+] CALL ]
 571 ! [ temp0 word-entry-point-offset [+] JMP ]
 572 ! \ (execute) define-combinator-primitive
 573
 574 [
 575     ! temp0 ds-reg [] MOV
 576     ! ds-reg bootstrap-cell SUB
 577     ! temp0 word-entry-point-offset [+] JMP
 578 ] JIT-EXECUTE jit-define
 579
 580 [
 581     ! stack-reg stack-frame-size bootstrap-cell - SUB
 582
 583 ] JIT-PROLOG jit-define
 584
 585 [
 586     ! stack-reg stack-frame-size bootstrap-cell - ADD
 587 ] JIT-EPILOG jit-define
 588
 589 [
 590     f RET
 591 ] JIT-RETURN jit-define
 592
 593 ! ! ! Polymorphic inline caches
 594
 595 ! The PIC stubs are not permitted to touch pic-tail-reg.
 596
 597 ! Load a value from a stack position
 598 [
 599     ! temp1 ds-reg 0x7f [+] MOV f rc-absolute-1 rel-untagged
 600 ] PIC-LOAD jit-define
 601
 602 [
 603     ! temp1/32 tag-mask get AND
 604 ] PIC-TAG jit-define
 605
 606 [
 607     ! temp0 temp1 MOV
 608     ! temp1/32 tag-mask get AND
 609     ! temp1/32 tuple type-number CMP
 610     ! [ JNE ]
 611     ! [ temp1 temp0 tuple-class-offset [+] MOV ]
 612     ! jit-conditional
 613 ] PIC-TUPLE jit-define
 614
 615 [
 616     ! temp1/32 0x7f CMP f rc-absolute-1 rel-untagged
 617 ] PIC-CHECK-TAG jit-define
 618
 619 [
 620     ! 0 JE f rc-relative rel-word
 621 ] PIC-HIT jit-define
 622
 623 ! ! ! Megamorphic caches
 624
 625 [
 626     ! ! class = ...
 627     ! temp0 temp1 MOV
 628     ! temp1/32 tag-mask get AND
 629     ! temp1/32 tag-bits get SHL
 630     ! temp1/32 tuple type-number tag-fixnum CMP
 631     ! [ JNE ]
 632     ! [ temp1 temp0 tuple-class-offset [+] MOV ]
 633     ! jit-conditional
 634     ! ! cache = ...
 635     ! temp0 0 MOV f rc-absolute-cell rel-literal
 636     ! ! key = hashcode(class)
 637     ! temp2 temp1 MOV
 638     ! bootstrap-cell 4 = [ temp2 1 SHR ] when
 639     ! ! key &= cache.length - 1
 640     ! temp2 mega-cache-size get 1 - bootstrap-cell * AND
 641     ! ! cache += array-start-offset
 642     ! temp0 array-start-offset ADD
 643     ! ! cache += key
 644     ! temp0 temp2 ADD
 645     ! ! if(get(cache) == class)
 646     ! temp0 [] temp1 CMP
 647     ! [ JNE ]
 648     ! [
 649     !     ! megamorphic_cache_hits++
 650     !     temp1 0 MOV rc-absolute-cell rel-megamorphic-cache-hits
 651     !     temp1 [] 1 ADD
 652     !     ! goto get(cache + bootstrap-cell)
 653     !     temp0 temp0 bootstrap-cell [+] MOV
 654     !     temp0 word-entry-point-offset [+] JMP
 655     !     ! fall-through on miss
 656     ! ] jit-conditional
 657 ] MEGA-LOOKUP jit-define
 658
 659 ! Comparisons
 660 : jit-compare ( insn -- ) drop ;
 661     ! ! load t
 662     ! temp3 0 MOV t rc-absolute-cell rel-literal
 663     ! ! load f
 664     ! temp1 \ f type-number MOV
 665     ! ! load first value
 666     ! temp0 ds-reg [] MOV
 667     ! ! adjust stack pointer
 668     ! ds-reg bootstrap-cell SUB
 669     ! ! compare with second value
 670     ! ds-reg [] temp0 CMP
 671     ! ! move t if true
 672     ! [ temp1 temp3 ] dip execute( dst src -- )
 673     ! ! store
 674     ! ds-reg [] temp1 MOV ;
 675
 676 ! Math
 677 : jit-math ( insn -- ) drop ;
 678     ! ! load second input
 679     ! temp0 ds-reg [] MOV
 680     ! ! pop stack
 681     ! ds-reg bootstrap-cell SUB
 682     ! ! compute result
 683     ! [ ds-reg [] temp0 ] dip execute( dst src -- ) ;
 684
 685 : jit-fixnum-/mod ( -- ) ;
 686     ! ! load second parameter
 687     ! temp1 ds-reg [] MOV
 688     ! ! load first parameter
 689     ! div-arg ds-reg bootstrap-cell neg [+] MOV
 690     ! ! make a copy
 691     ! mod-arg div-arg MOV
 692     ! ! sign-extend
 693     ! mod-arg bootstrap-cell-bits 1 - SAR
 694     ! ! divide
 695     ! temp1 IDIV ;
 696
 697 ! # Rest of arm64 subprimitives
 698 {
 699     ! ! ## Fixnums
 700
 701     ! ! ### Add
 702     ! { fixnum+fast [ \ ADD jit-math ] }
 703
 704     ! ! ### Bit stuff
 705     ! { fixnum-bitand [ \ AND jit-math ] }
 706     ! { fixnum-bitnot [
 707     !     ! complement
 708     !     ds-reg [] NOT
 709     !     ! clear tag bits
 710     !     ds-reg [] tag-mask get XOR
 711     ! ] }
 712     ! { fixnum-bitor [ \ OR jit-math ] }
 713     ! { fixnum-bitxor [ \ XOR jit-math ] }
 714     ! { fixnum-shift-fast [
 715     !     ! load shift count
 716     !     shift-arg ds-reg [] MOV
 717     !     ! untag shift count
 718     !     shift-arg tag-bits get SAR
 719     !     ! adjust stack pointer
 720     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 721     !     ! load value
 722     !     temp3 ds-reg [] MOV
 723     !     ! make a copy
 724     !     temp2 temp3 MOV
 725     !     ! compute positive shift value in temp2
 726     !     temp2 CL SHL
 727     !     shift-arg NEG
 728     !     ! compute negative shift value in temp3
 729     !     temp3 CL SAR
 730     !     temp3 tag-mask get bitnot AND
 731     !     shift-arg 0 CMP
 732     !     ! if shift count was negative, move temp0 to temp2
 733     !     temp2 temp3 CMOVGE
 734     !     ! push to stack
 735     !     ds-reg [] temp2 MOV
 736     ! ] }
 737
 738     ! ! ### Comparisons
 739     ! { both-fixnums? [
 740     !     temp0 ds-reg [] MOV
 741     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 742     !     temp0 ds-reg [] OR
 743     !     temp0 tag-mask get TEST
 744     !     temp0 \ f type-number MOV
 745     !     temp1 1 tag-fixnum MOV
 746     !     temp0 temp1 CMOVE
 747     !     ds-reg [] temp0 MOV
 748     ! ] }
 749     ! { eq? [ \ CMOVE jit-compare ] }
 750     ! { fixnum> [ \ CMOVG jit-compare ] }
 751     ! { fixnum>= [ \ CMOVGE jit-compare ] }
 752     ! { fixnum< [ \ CMOVL jit-compare ] }
 753     ! { fixnum<= [ \ CMOVLE jit-compare ] }
 754
 755     ! ! ### Div/mod
 756     ! { fixnum-mod [
 757     !     jit-fixnum-/mod
 758     !     ! adjust stack pointer
 759     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 760     !     ! push to stack
 761     !     ds-reg [] mod-arg MOV
 762     ! ] }
 763     ! { fixnum/i-fast [
 764     !     jit-fixnum-/mod
 765     !     ! adjust stack pointer
 766     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 767     !     ! tag it
 768     !     div-arg tag-bits get SHL
 769     !     ! push to stack
 770     !     ds-reg [] div-arg MOV
 771     ! ] }
 772     ! { fixnum/mod-fast [
 773     !     jit-fixnum-/mod
 774     !     ! tag it
 775     !     div-arg tag-bits get SHL
 776     !     ! push to stack
 777     !     ds-reg [] mod-arg MOV
 778     !     ds-reg bootstrap-cell neg [+] div-arg MOV
 779     ! ] }
 780
 781     ! ! ### Mul
 782     ! { fixnum*fast [
 783     !     ! load second input
 784     !     temp0 ds-reg [] MOV
 785     !     ! pop stack
 786     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 787     !     ! load first input
 788     !     temp1 ds-reg [] MOV
 789     !     ! untag second input
 790     !     temp0 tag-bits get SAR
 791     !     ! multiply
 792     !     temp0 temp1 IMUL2
 793     !     ! push result
 794     !     ds-reg [] temp0 MOV
 795     ! ] }
 796
 797     ! ! ### Sub
 798     ! { fixnum-fast [ \ SUB jit-math ] }
 799
 800     ! ! ## Locals
 801     ! { drop-locals [
 802     !     ! load local count
 803     !     temp0 ds-reg [] MOV
 804     !     ! adjust stack pointer
 805     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 806     !     ! turn local number into offset
 807     !     fixnum>slot@
 808     !     ! decrement retain stack pointer
 809     !     rs-reg temp0 SUB
 810     ! ] }
 811     ! { get-local [
 812     !     ! load local number
 813     !     temp0 ds-reg [] MOV
 814     !     ! turn local number into offset
 815     !     fixnum>slot@
 816     !     ! load local value
 817     !     temp0 rs-reg temp0 [+] MOV
 818     !     ! push to stack
 819     !     ds-reg [] temp0 MOV
 820     ! ] }
 821     ! { load-local [ jit->r ] }
 822
 823     ! ! ## Objects
 824     ! { slot [
 825     !     ! load slot number
 826     !     temp0 ds-reg [] MOV
 827     !     ! adjust stack pointer
 828     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 829     !     ! load object
 830     !     temp1 ds-reg [] MOV
 831     !     ! turn slot number into offset
 832     !     fixnum>slot@
 833     !     ! mask off tag
 834     !     temp1 tag-bits get SHR
 835     !     temp1 tag-bits get SHL
 836     !     ! load slot value
 837     !     temp0 temp1 temp0 [+] MOV
 838     !     ! push to stack
 839     !     ds-reg [] temp0 MOV
 840     ! ] }
 841     ! { string-nth-fast [
 842     !     ! load string index from stack
 843     !     temp0 ds-reg bootstrap-cell neg [+] MOV
 844     !     temp0 tag-bits get SHR
 845     !     ! load string from stack
 846     !     temp1 ds-reg [] MOV
 847     !     ! load character
 848     !     temp0 8-bit-version-of temp0 temp1 string-offset [++] MOV
 849     !     temp0 temp0 8-bit-version-of MOVZX
 850     !     temp0 tag-bits get SHL
 851     !     ! store character to stack
 852     !     ds-reg bootstrap-cell SUB
 853     !     ds-reg [] temp0 MOV
 854     ! ] }
 855     ! { tag [
 856     !     ! load from stack
 857     !     temp0 ds-reg [] MOV
 858     !     ! compute tag
 859     !     temp0/32 tag-mask get AND
 860     !     ! tag the tag
 861     !     temp0/32 tag-bits get SHL
 862     !     ! push to stack
 863     !     ds-reg [] temp0 MOV
 864     ! ] }
 865
 866     ! ! ## Shufflers
 867
 868     ! ! ### Drops
 869     ! { drop [ ds-reg bootstrap-cell SUB ] }
 870     ! { 2drop [ ds-reg 2 bootstrap-cells SUB ] }
 871     ! { 3drop [ ds-reg 3 bootstrap-cells SUB ] }
 872     ! { 4drop [ ds-reg 4 bootstrap-cells SUB ] }
 873
 874     ! ! ### Dups
 875     ! { dup [
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 877     !     ds-reg bootstrap-cell ADD
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 913     ! ] }
 914
 915     ! ! ### Misc shufflers
 916     ! { over [
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 918     !     ds-reg bootstrap-cell ADD
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 920     ! ] }
 921     ! { pick [
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 925     ! ] }
 926
 927     ! ! ### Nips
 928     ! { nip [
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 932     ! ] }
 933     ! { 2nip [
 934     !     temp0 ds-reg [] MOV
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 936     !     ds-reg [] temp0 MOV
 937     ! ] }
 938
 939     ! ! ### Swaps
 940     ! { -rot [
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 948     ! { rot [
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 956     ! { swap [
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 961     ! ] }
 962     ! { swapd [
 963     !     temp0 ds-reg -1 bootstrap-cells [+] MOV
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 965     !     ds-reg -2 bootstrap-cells [+] temp0 MOV
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 967     ! ] }
 968
 969     ! ! ## Signal handling
 970     ! { leaf-signal-handler [
 971     !     jit-signal-handler-prolog
 972     !     jit-save-context
 973     !     temp0 vm-reg vm-signal-handler-addr-offset [+] MOV
 974     !     temp0 CALL
 975     !     jit-signal-handler-epilog
 976     !     ! Pop the fake leaf frame along with our return address
 977     !     leaf-stack-frame-size bootstrap-cell - RET
 978     ! ] }
 979     ! { signal-handler [
 980     !     jit-signal-handler-prolog
 981     !     jit-save-context
 982     !     temp0 vm-reg vm-signal-handler-addr-offset [+] MOV
 983     !     temp0 CALL
 984     !     jit-signal-handler-epilog
 985     !     0 RET
 986     ! ] }
 987 } define-sub-primitives
 988
 989 [ "bootstrap.arm.64" forget-vocab ] with-compilation-unit