Annotation of gforth/arch/alpha/asm.fs, revision 1.5

1.2       anton       1: 
1.1       anton       2: \ bernd thallner 9725890 881
                      3: \ assembler in forth for alpha
                      4: 
1.4       anton       5: \ require ../../code.fs
1.1       anton       6: 
1.4       anton       7: get-current
                      8: also assembler definitions
1.2       anton       9: 
                     10: \ register
1.1       anton      11: 
                     12:  $0 constant v0
                     13:  $1 constant t0
                     14:  $2 constant t1
                     15:  $3 constant t2
                     16:  $4 constant t3
                     17:  $5 constant t4
                     18:  $6 constant t5
                     19:  $7 constant t6
                     20:  $8 constant t7
                     21:  $9 constant s0
                     22:  $a constant s1
                     23:  $b constant s2
                     24:  $c constant s3
                     25:  $d constant s4
                     26:  $e constant s5
                     27:  $f constant fp
1.4       anton      28: \ commented out to avoid shadowing hex numbers
                     29: \  $10 constant a0
                     30: \  $11 constant a1
                     31: \  $12 constant a2
                     32: \  $13 constant a3
                     33: \  $14 constant a4
                     34: \  $15 constant a5
1.1       anton      35: $16 constant t8
                     36: $17 constant t9
                     37: $18 constant t10
                     38: $19 constant t11
                     39: $1a constant ra
                     40: $1b constant t12
                     41: $1c constant at
                     42: $1d constant gp
                     43: $1e constant sp
                     44: $1f constant zero
                     45: 
1.2       anton      46: \ util
                     47: 
                     48: : h@ ( addr -- n )             \ 32 bit fetch
                     49: dup dup aligned = if
                     50:   @
                     51:   $00000000ffffffff and
                     52: else
                     53:   4 - @
1.3       anton      54:   $20 rshift
1.2       anton      55: endif
                     56: ;
                     57: 
                     58: : h! ( n addr -- )             \ 32 bit store
                     59: dup dup aligned = if
                     60:   dup @
                     61:   $ffffffff00000000 and
                     62:   rot or
                     63:   swap !
                     64: else
                     65:   4 - dup @
                     66:   $00000000ffffffff and
1.3       anton      67:   rot $20 lshift or
1.2       anton      68:   swap !
                     69: endif
                     70: ;
                     71: 
                     72: : h, ( h -- )                  \ 32 bit store + allot
1.1       anton      73: here here aligned = if
                     74:   here !
                     75: else
1.3       anton      76:   32 lshift
1.1       anton      77:   here 4 - dup
                     78:   @ rot or
                     79:   swap !
                     80: endif
                     81: 4 allot
                     82: ;
                     83: 
1.5     ! anton      84: \ operands
1.2       anton      85: 
1.5     ! anton      86: : check-range ( u1 u2 u3 -- )
        !            87:     within 0= -24 and throw ;
1.1       anton      88: 
1.5     ! anton      89: : rega ( rega code -- code )
        !            90:     \ ra field, named rega to avoid conflict with register ra
        !            91:     swap dup 0 $20 check-range
        !            92:     21 lshift or ;
        !            93: 
        !            94: : rb ( rb code -- code )
        !            95:     swap dup 0 $20 check-range
        !            96:     16 lshift or ;
        !            97: 
        !            98: : rc ( rc code -- code )
        !            99:     swap dup 0 $20 check-range
        !           100:     or ;
        !           101: 
        !           102: : hint ( addr code -- code )
        !           103:     swap 2 rshift $3fff and or ;
        !           104: 
        !           105: : disp ( n code -- code )
        !           106:     swap dup -$8000 $8000 check-range
        !           107:     $ffff and or ;
        !           108: 
        !           109: : branch-disp ( addr code -- code )
        !           110:     swap here 4 + -
        !           111:     dup 3 and 0<> -24 and throw
        !           112:     dup -$100000 $100000 check-range
        !           113:     $1fffff and or ;
        !           114: 
        !           115: : imm ( u code -- code )
        !           116:     swap dup 0 $100 check-range
        !           117:     13 lshift or ;
        !           118: 
        !           119: : palcode ( u code -- code )
        !           120:     swap dup 0 $4000000 check-range or ;
        !           121: 
        !           122: \ formats
        !           123: 
        !           124: : Bra ( opcode -- )                    \ branch instruction format
        !           125:     create 26 lshift ,
        !           126: does> ( rega target-addr -- )
        !           127:     @ branch-disp rega h, ;
        !           128: 
        !           129: : Mbr ( opcode hint -- )               \ memory branch instruction format
        !           130:     create 14 lshift swap 26 lshift or ,
        !           131: does> ( rega rb hint -- )
        !           132:     @ hint rb rega h, ; 
        !           133: 
        !           134: : F-P ( opcode func -- )       \ floating-point operate instruction format
        !           135:     create 5 lshift swap 26 lshift or ,
        !           136: does> ( fa fb fc -- )
        !           137:     @ rc rb rega h, ;
        !           138: 
        !           139: : Mem ( opcode -- )            \ memory instruction format
        !           140:   create 26 lshift ,
        !           141: does> ( rega memory_disp rb -- )
        !           142:   @ rb disp rega h, ;
        !           143: 
        !           144: : Mfc ( opcode func -- )       \ memory instruction with function code format
        !           145:   create swap 26 lshift or ,
        !           146: does> ( rega rb -- )
        !           147:   @ rb rega h, ;
        !           148: 
        !           149: : Opr ( opcode.ff )            \ operate instruction format
        !           150:   create 5 lshift swap 26 lshift or ,
        !           151: does> ( rega rb rc -- )
        !           152:   @ rc rb rega h, ;
        !           153: 
        !           154: : Opr# ( opcode func -- )              \ operate instruction format
        !           155:   create 5 lshift swap 26 lshift or 1 12 lshift or ,
        !           156: does> ( rega imm rc -- )
        !           157:   @ rc imm rega h, ;
        !           158: 
        !           159: : Pcd ( opcode -- )            \ palcode instruction format
        !           160:   create 26 lshift ,
        !           161: does> ( palcode addr -- )
        !           162:   @ palcode h, ;
1.1       anton     163: 
1.2       anton     164: \ instructions
                    165: 
1.1       anton     166: $15 $80   F-P  addf,
                    167: $15 $a0   F-P  addg,
                    168: $10 $00   Opr  addl,
                    169: $10 $00   Opr# addl#,
                    170: $10 $40   Opr  addlv,
                    171: $10 $40   Opr# addlv#,
                    172: $10 $20   Opr  addq,
                    173: $10 $20   Opr# addq#,
                    174: $10 $60   Opr  addqv,
                    175: $10 $60   Opr# addqv#,
                    176: $16 $80   F-P  adds,
                    177: $16 $a0   F-P  addt,
                    178: $11 $00   Opr  and,
                    179: $11 $00   Opr# and#,
                    180: $39       Bra  beq,
                    181: $3e       Bra  bge,
                    182: $3f       Bra  bgt,
                    183: $11 $08   Opr  bic,
                    184: $11 $08   Opr# bic#,
                    185: $11 $20   Opr  bis,
                    186: $11 $20   Opr# bis#,
                    187: $38       Bra  blbc,
                    188: $3c       Bra  blbs,
                    189: $3b       Bra  ble,
                    190: $3a       Bra  blt,
1.5     ! anton     191: $3d       Bra  bne, 
1.1       anton     192: $30       Bra  br,
                    193: $34       Bra  bsr,
                    194: $00       Pcd  call_pal,
                    195: $11 $24   Opr  cmoveq,
                    196: $11 $24   Opr# cmoveq#,
                    197: $11 $46   Opr  cmovge,
                    198: $11 $46   Opr# cmovge#,
                    199: $11 $66   Opr  cmovgt,
                    200: $11 $66   Opr# cmovgt#,
                    201: $11 $16   Opr  cmovlbc,
                    202: $11 $16   Opr# cmovlbc#,
                    203: $11 $14   Opr  cmovlbs,
                    204: $11 $14   Opr# cmovlbs#,
                    205: $11 $64   Opr  cmovle,
                    206: $11 $64   Opr# cmovle#,
                    207: $11 $44   Opr  cmovlt,
                    208: $11 $44   Opr# cmovlt#,
                    209: $11 $26   Opr  cmovne,
                    210: $11 $26   Opr# cmovne#,
                    211: $10 $0f   Opr  cmpbge,
                    212: $10 $0f   Opr# cmpbge#,
                    213: $10 $2d   Opr  cmpeq,
                    214: $10 $2d   Opr# cmpeq#,
                    215: $15 $a5   F-P  cmpgeq,
                    216: $15 $a7   F-P  cmpgle,
                    217: $15 $a6   F-P  cmpglt,
                    218: $10 $6d   Opr  cmple,
                    219: $10 $6d   Opr# cmple#,
                    220: $10 $4d   Opr  cmplt,
                    221: $10 $4d   Opr# cmplt#,
                    222: $16 $a5   F-P  cmpteq,
                    223: $16 $a7   F-P  cmptle,
                    224: $16 $a6   F-P  cmptlt,
                    225: $16 $a4   F-P  cmptun,
                    226: $10 $3d   Opr  cmpule,
                    227: $10 $3d   Opr# cmpule#,
                    228: $10 $1d   Opr  cmpult,
                    229: $10 $1d   Opr# cmpult#,
                    230: $17 $20   F-P  cpys,
                    231: $17 $22   F-P  cpyse,
                    232: $17 $21   F-P  cpysn,
                    233: $15 $9e   F-P  cvtdg,
                    234: $15 $ad   F-P  cvtgd,
                    235: $15 $ac   F-P  cvtgf,
                    236: $15 $af   F-P  cvtgq,
                    237: $17 $10   F-P  cvtlq,
                    238: $15 $bc   F-P  cvtqf,
                    239: $15 $be   F-P  cvtqg,
                    240: $17 $30   F-P  cvtql,
                    241: $17 $530  F-P  cvtqlsv,
                    242: $17 $130  F-P  cvtqlv,
                    243: $16 $bc   F-P  cvtqs,
                    244: $16 $be   F-P  cvtqt,
                    245: $16 $2ac  F-P  cvtst,
                    246: $16 $af   F-P  cvttq,
                    247: $16 $ac   F-P  cvtts,
                    248: $15 $83   F-P  divf,
                    249: $15 $a3   F-P  divg,
                    250: $16 $83   F-P  divs,
                    251: $16 $a3   F-P  divt,
                    252: $11 $48   Opr  eqv,
                    253: $11 $48   Opr# eqv#,
                    254: $18 $400  Mfc  excb,
                    255: $12 $06   Opr  extbl,
                    256: $12 $06   Opr# extbl#,
                    257: $12 $6a   Opr  extlh,
                    258: $12 $6a   Opr# extlh#,
                    259: $12 $26   Opr  extll,
                    260: $12 $26   Opr# extll#,
                    261: $12 $7a   Opr  extqh,
                    262: $12 $7a   Opr# extqh#,
                    263: $12 $36   Opr  extql,
                    264: $12 $36   Opr# extql#,
                    265: $12 $5a   Opr  extwh,
                    266: $12 $5a   Opr# extwh#,
                    267: $12 $16   Opr  extwl,
                    268: $12 $16   Opr# extwl#,
                    269: $31       Bra  fbeq,
                    270: $36       Bra  fbge,
                    271: $37       Bra  fbgt,
                    272: $33       Bra  fble,
                    273: $32       Bra  fblt,
                    274: $35       Bra  fbne,
                    275: $17 $2a   F-P  fcmoveq,
                    276: $17 $2d   F-P  fcmovge,
                    277: $17 $2f   F-P  fcmovgt,
                    278: $17 $2e   F-P  fcmovle,
                    279: $17 $2c   F-P  fcmovlt,
                    280: $17 $2b   F-P  fcmovne,
                    281: $18 $8000 Mfc  fetch,
                    282: $18 $a000 Mfc  fetch_m,
                    283: $12 $0b   Opr  insbl,
                    284: $12 $0b   Opr# insbl#,
                    285: $12 $67   Opr  inslh,
                    286: $12 $67   Opr# inslh#,
                    287: $12 $2b   Opr  insll,
                    288: $12 $2b   Opr# insll#,
                    289: $12 $77   Opr  insqh,
                    290: $12 $77   Opr# insqh#,
                    291: $12 $3b   Opr  insql,
                    292: $12 $3b   Opr# insql#,
                    293: $12 $57   Opr  inswh,
                    294: $12 $57   Opr# inswh#,
                    295: $12 $1b   Opr  inswl,
                    296: $12 $1b   Opr# inswl#,
                    297: $1a $00   Mbr  jmp,
                    298: $1a $01   Mbr  jsr,
                    299: $1a $03   Mbr  jsr_coroutine,
                    300: $08       Mem  lda,
                    301: $09       Mem  ldah,
                    302: $20       Mem  ldf,
                    303: $21       Mem  ldg,
                    304: $28       Mem  ldl,
                    305: $2a       Mem  ldl_l,
                    306: $29       Mem  ldq,
                    307: $2b       Mem  ldq_l,
                    308: $0b       Mem  ldq_u,
                    309: $22       Mem  lds,
                    310: $23       Mem  ldt,
                    311: $18 $4000 Mfc  mb,
                    312: $17 $25   F-P  mf_fpcr,
                    313: $12 $02   Opr  mskbl,
                    314: $12 $02   Opr# mskbl#,
                    315: $12 $62   Opr  msklh,
                    316: $12 $62   Opr# msklh#,
                    317: $12 $22   Opr  mskll,
                    318: $12 $22   Opr# mskll#,
                    319: $12 $72   Opr  mskqh,
                    320: $12 $72   Opr# mskqh#,
                    321: $12 $32   Opr  mskql,
                    322: $12 $32   Opr# mskql#,
                    323: $12 $52   Opr  mskwh,
                    324: $12 $52   Opr# mskwh#,
                    325: $12 $12   Opr  mskwl,
                    326: $12 $12   Opr# mskwl#,
                    327: $17 $24   F-P  mt_fpcr,
                    328: $15 $82   F-P  mulf,
                    329: $15 $a2   F-P  mulg,
                    330: $13 $00   Opr  mull,
                    331: $13 $00   Opr# mull#,
                    332: $13 $40   Opr  mullv,
                    333: $13 $40   Opr# mullv#,
                    334: $13 $20   Opr  mullq,
                    335: $13 $20   Opr# mullq#,
                    336: $13 $60   Opr  mullqv,
                    337: $13 $60   Opr# mullqv#,
                    338: $16 $82   F-P  mulls,
                    339: $16 $a2   F-P  mullt,
                    340: $11 $28   Opr  ornot,
                    341: $11 $28   Opr# ornot#,
                    342: $18 $e000 Mfc  rc,
                    343: $1a $02   Mbr  ret,
                    344: $18 $c000 Mfc  rpcc,
                    345: $18 $f000 Mfc  rs,
                    346: $10 $02   Opr  s4addl,
                    347: $10 $02   Opr# s4addl#,
                    348: $10 $22   Opr  s4addq,
                    349: $10 $22   Opr# s4addq#,
                    350: $10 $0b   Opr  s4subl,
                    351: $10 $0b   Opr# s4subl#,
                    352: $10 $2b   Opr  s4subq,
                    353: $10 $2b   Opr# s4subq#,
                    354: $10 $12   Opr  s8addl,
                    355: $10 $12   Opr# s8addl#,
                    356: $10 $32   Opr  s8addq,
                    357: $10 $32   Opr# s8addq#,
                    358: $10 $1b   Opr  s8ubl,
                    359: $10 $1b   Opr# s8ubl#,
                    360: $10 $3b   Opr  s8ubq,
                    361: $10 $3b   Opr# s8ubq#,
                    362: $12 $39   Opr  sll,
                    363: $12 $39   Opr# sll#,
                    364: $12 $3c   Opr  sra,
                    365: $12 $3c   Opr# sra#,
                    366: $12 $34   Opr  srl,
                    367: $12 $34   Opr# srl#,
                    368: $24       Mem  stf,
                    369: $25       Mem  stg,
                    370: $26       Mem  sts,
                    371: $2c       Mem  stl,
                    372: $2e       Mem  stl_c,
                    373: $2d       Mem  stq,
                    374: $2f       Mem  stq_c,
                    375: $0f       Mem  stq_u,
                    376: $27       Mem  stt,
                    377: $15 $81   F-P  subf,
                    378: $15 $a1   F-P  subg,
                    379: $10 $09   Opr  subl,
                    380: $10 $09   Opr# subl#,
                    381: $10 $49   Opr  sublv,
                    382: $10 $49   Opr# sublv#,
                    383: $10 $29   Opr  subq,
                    384: $10 $29   Opr# subq#,
                    385: $10 $69   Opr  subqv,
                    386: $10 $69   Opr# subqv#,
                    387: $16 $81   F-P  subs,
                    388: $16 $a1   F-P  subt,
                    389: $18 $00   Mfc  trapb,
                    390: $13 $30   Opr  umulh,
                    391: $13 $30   Opr# umulh#,
                    392: $18 $4400 Mfc  wmb,
                    393: $11 $40   Opr  xor,
                    394: $11 $40   Opr# xor#,
                    395: $12 $30   Opr  zap,
                    396: $12 $30   Opr# zap#,
                    397: $12 $31   Opr  zapnot,
                    398: $12 $31   Opr# zapnot#,
1.2       anton     399: 
1.5     ! anton     400: \ conditions
        !           401: 
        !           402: ' beq,  constant ne
        !           403: ' bge,         constant lt
        !           404: ' bgt,         constant le
        !           405: ' blbc,        constant lbs
        !           406: ' blbs,        constant lbc
        !           407: ' ble,         constant gt
        !           408: ' blt,  constant ge
        !           409: ' bne,  constant eq
        !           410: ' fbeq, constant fne
        !           411: ' fbge, constant flt
        !           412: ' fbgt, constant fle
        !           413: ' fble, constant fgt
        !           414: ' fblt, constant fge
        !           415: ' fbne, constant feq
        !           416: 
        !           417: \ control structures
1.2       anton     418: 
                    419: \ <register_number> if, <if_code> [ else, <else_code> ] endif,
                    420: 
1.5     ! anton     421: \  : magic-asm ( u1 u2 -- u3 u4 )
        !           422: \      \ turns a magic number into an asm-magic number or back
        !           423: \      $fedcba0987654321 xor ;
        !           424: 
        !           425: \  : patch-branch ( branch-delay-addr target-addr -- )
        !           426: \      \ there is a branch just before branch-delay-addr; PATCH-BRANCH
        !           427: \      \ patches this branch to branch to target-addr
        !           428: \      over - ( branch-delay-addr rel )
        !           429: \      swap cell - dup >r ( rel branch-addr R:branch-addr )
        !           430: \      @ asm-rel r> ! ; \ !! relies on the imm field being 0 before
        !           431: 
        !           432: 
        !           433: 
1.3       anton     434: : ahead, ( -- asmorig )
                    435:     31 0 br,
                    436:     here 4 -
1.2       anton     437: ;
                    438: 
1.3       anton     439: : if, ( -- asmorig )
                    440:   0 beq,
1.2       anton     441:   here 4 -
                    442: ;
                    443: 
1.3       anton     444: : endif, ( asmorig -- )
1.2       anton     445:   dup here swap - 4 - 4 /
                    446:   $1fffff and
                    447:   over h@ or swap h!
                    448: ;
                    449: 
1.3       anton     450: : else, ( asmorig1 -- asmorig2 )
                    451:     ahead,
                    452:     swap
                    453:     endif,
                    454: ;
                    455: 
1.2       anton     456: \ begin, <code> again,
                    457: 
1.3       anton     458: : begin, ( -- asmdest )
1.2       anton     459:   here
                    460: ;
                    461: 
1.3       anton     462: : again, ( asmdest -- )
1.2       anton     463:   here - 4 - 4 /
                    464:   $1fffff and
                    465:   31 swap br,
                    466: ;
                    467: 
                    468: \ begin, <code> <register_number> until,
                    469: 
1.3       anton     470: : until, ( asmdest -- )
1.2       anton     471:   here rot swap - 4 - 4 /
                    472:   $1fffff and
                    473:   bne,
                    474: ;
                    475: 
                    476: \ begin, <register_number> while, <code> repeat,
                    477: 
1.3       anton     478: : while, ( asmdest -- asmorig asmdest )
                    479:   if,
                    480:   swap
1.2       anton     481: ;
                    482: 
1.3       anton     483: : repeat, ( asmorig asmdest -- )
                    484:   again,
                    485:   endif,
1.2       anton     486: ;
                    487: 
1.4       anton     488: \  \ jump marks
1.3       anton     489: 
1.4       anton     490: \  \ example:
1.2       anton     491: 
1.4       anton     492: \  \ init_marktbl              \ initializes mark table
                    493: \  \ 31 0 br,
                    494: \  \ 0 store_branch    \ store jump address for mark 0
                    495: \  \ 1 2 3 addf,
                    496: \  \ 0 set_mark                \ store mark 0
                    497: \  \ 2 3 4 addf,
                    498: \  \ 2 0 beq,
                    499: \  \ 0 store_branch    \ store jump address for mark 0
                    500: \  \ calculate_marks       \ calculate all jumps
                    501: 
                    502: \  \ with <mark_address> <jump_address> calculate_branch you can calculate the
                    503: \  \ displacement field without the mark_table for one branch
                    504: 
                    505: \  \ example:
                    506: \  \ here 31 0 br,
                    507: \  \ here 1 2 3 addf,
                    508: \  \ calculate_branch
                    509: 
                    510: \  5 constant mark_numbers
                    511: \  5 constant mark_uses
                    512: 
                    513: \  create mark_table
                    514: \  mark_numbers mark_uses 1+ * cells allot
                    515: 
                    516: \  : init_marktbl ( -- )                       \ initializes mark table
                    517: \    mark_table mark_numbers mark_uses 1+ * cells +
                    518: \    mark_table
                    519: \    begin
                    520: \      over over >
                    521: \    while
                    522: \      dup 0 swap !
                    523: \      1 cells +
                    524: \    repeat
                    525: \    drop drop
                    526: \  ;
                    527: 
                    528: \  : set_mark ( mark_number -- )               \ sets mark, store address in mark table
                    529: \    dup mark_numbers >= abort" error, illegal mark number"
                    530: \    mark_uses 1+ * cells
                    531: \    mark_table + here 8 - swap !
                    532: \  ;
                    533: 
                    534: \  : store_branch ( mark_number -- )   \ stores address of branch in mark table
                    535: \    dup mark_numbers >= abort" error, illegal mark number"
                    536: \    mark_uses 1+ * cells
                    537: \    mark_table + 1 cells +
                    538: \    dup mark_uses cells + swap
                    539: \    begin
                    540: \      over over > over @ and 
                    541: \    while
                    542: \      1 cells +
                    543: \    repeat
                    544: \    swap over = abort" error, not enough space in mark_table, increase mark_uses"
                    545: \    here 4 - swap !
                    546: \  ;
                    547: 
                    548: \  : calculate_branch ( mark_addr branch_addr -- ) \ calculate branch displacement field for one branch
                    549: \    swap over - 4 + 4 /
                    550: \    $1fffff and
                    551: \    over h@ or swap h!
                    552: \  ;
                    553: 
                    554: \  : calculate_mark ( tb mark_address -- tb )  \ calculates branch displacement field for one mark
                    555: \    over 1 cells +
                    556: \    dup mark_uses cells + swap
                    557: \    begin
                    558: \      over over >
                    559: \    while
                    560: \      2over swap drop ( ei i markaddr ej j markaddr )
                    561: \      over @
                    562: \      dup if
                    563: \        calculate_branch
                    564: \      else
                    565: \        drop drop
                    566: \      endif
                    567: \      1 cells +
                    568: \    repeat drop drop drop
                    569: \  ;
                    570: 
                    571: \  : calculate_marks ( -- )            \ calculates branch displacement field for all marks
                    572: \    mark_table mark_numbers 1- mark_uses 1+ * cells +
                    573: \    mark_table
                    574: \    begin
                    575: \      over over >=
                    576: \    while
                    577: \      dup @
                    578: \        dup if \ used mark
                    579: \          calculate_mark
                    580: \        else
                    581: \          drop
                    582: \        endif
                    583: \      mark_uses 1+ cells +
                    584: \    repeat
                    585: \    drop drop
                    586: \  ;
                    587: 
                    588: previous set-current
1.5     ! anton     589: 
1.2       anton     590: 
                    591: 

FreeBSD-CVSweb <freebsd-cvsweb@FreeBSD.org>