LCOV - code coverage report
Current view: top level - py - asmx64.c (source / functions) Hit Total Coverage
Test: unix_coverage_v1.19.1-724-gfb7d21153.info Lines: 261 270 96.7 %
Date: 2022-12-01 09:37:31 Functions: 49 50 98.0 %
Branches: 60 76 78.9 %

           Branch data     Line data    Source code
       1                 :            : /*
       2                 :            :  * This file is part of the MicroPython project, http://micropython.org/
       3                 :            :  *
       4                 :            :  * The MIT License (MIT)
       5                 :            :  *
       6                 :            :  * Copyright (c) 2013, 2014 Damien P. George
       7                 :            :  *
       8                 :            :  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
       9                 :            :  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
      10                 :            :  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
      11                 :            :  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
      12                 :            :  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
      13                 :            :  * furnished to do so, subject to the following conditions:
      14                 :            :  *
      15                 :            :  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
      16                 :            :  * all copies or substantial portions of the Software.
      17                 :            :  *
      18                 :            :  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
      19                 :            :  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
      20                 :            :  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
      21                 :            :  * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
      22                 :            :  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
      23                 :            :  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
      24                 :            :  * THE SOFTWARE.
      25                 :            :  */
      26                 :            : 
      27                 :            : #include <stdint.h>
      28                 :            : #include <stdio.h>
      29                 :            : #include <assert.h>
      30                 :            : #include <string.h>
      31                 :            : 
      32                 :            : #include "py/mpconfig.h"
      33                 :            : 
      34                 :            : // wrapper around everything in this file
      35                 :            : #if MICROPY_EMIT_X64
      36                 :            : 
      37                 :            : #include "py/asmx64.h"
      38                 :            : 
      39                 :            : /* all offsets are measured in multiples of 8 bytes */
      40                 :            : #define WORD_SIZE                (8)
      41                 :            : 
      42                 :            : #define OPCODE_NOP               (0x90)
      43                 :            : #define OPCODE_PUSH_R64          (0x50) /* +rq */
      44                 :            : #define OPCODE_PUSH_I64          (0x68)
      45                 :            : #define OPCODE_PUSH_M64          (0xff) /* /6 */
      46                 :            : #define OPCODE_POP_R64           (0x58) /* +rq */
      47                 :            : #define OPCODE_RET               (0xc3)
      48                 :            : #define OPCODE_MOV_I8_TO_R8      (0xb0) /* +rb */
      49                 :            : #define OPCODE_MOV_I64_TO_R64    (0xb8) /* +rq */
      50                 :            : #define OPCODE_MOV_I32_TO_RM32   (0xc7)
      51                 :            : #define OPCODE_MOV_R8_TO_RM8     (0x88) /* /r */
      52                 :            : #define OPCODE_MOV_R64_TO_RM64   (0x89) /* /r */
      53                 :            : #define OPCODE_MOV_RM64_TO_R64   (0x8b) /* /r */
      54                 :            : #define OPCODE_MOVZX_RM8_TO_R64  (0xb6) /* 0x0f 0xb6/r */
      55                 :            : #define OPCODE_MOVZX_RM16_TO_R64 (0xb7) /* 0x0f 0xb7/r */
      56                 :            : #define OPCODE_LEA_MEM_TO_R64    (0x8d) /* /r */
      57                 :            : #define OPCODE_AND_R64_TO_RM64   (0x21) /* /r */
      58                 :            : #define OPCODE_OR_R64_TO_RM64    (0x09) /* /r */
      59                 :            : #define OPCODE_XOR_R64_TO_RM64   (0x31) /* /r */
      60                 :            : #define OPCODE_ADD_R64_TO_RM64   (0x01) /* /r */
      61                 :            : #define OPCODE_ADD_I32_TO_RM32   (0x81) /* /0 */
      62                 :            : #define OPCODE_ADD_I8_TO_RM32    (0x83) /* /0 */
      63                 :            : #define OPCODE_SUB_R64_FROM_RM64 (0x29)
      64                 :            : #define OPCODE_SUB_I32_FROM_RM64 (0x81) /* /5 */
      65                 :            : #define OPCODE_SUB_I8_FROM_RM64  (0x83) /* /5 */
      66                 :            : // #define OPCODE_SHL_RM32_BY_I8    (0xc1) /* /4 */
      67                 :            : // #define OPCODE_SHR_RM32_BY_I8    (0xc1) /* /5 */
      68                 :            : // #define OPCODE_SAR_RM32_BY_I8    (0xc1) /* /7 */
      69                 :            : #define OPCODE_SHL_RM64_CL       (0xd3) /* /4 */
      70                 :            : #define OPCODE_SHR_RM64_CL       (0xd3) /* /5 */
      71                 :            : #define OPCODE_SAR_RM64_CL       (0xd3) /* /7 */
      72                 :            : // #define OPCODE_CMP_I32_WITH_RM32 (0x81) /* /7 */
      73                 :            : // #define OPCODE_CMP_I8_WITH_RM32  (0x83) /* /7 */
      74                 :            : #define OPCODE_CMP_R64_WITH_RM64 (0x39) /* /r */
      75                 :            : // #define OPCODE_CMP_RM32_WITH_R32 (0x3b)
      76                 :            : #define OPCODE_TEST_R8_WITH_RM8  (0x84) /* /r */
      77                 :            : #define OPCODE_TEST_R64_WITH_RM64 (0x85) /* /r */
      78                 :            : #define OPCODE_JMP_REL8          (0xeb)
      79                 :            : #define OPCODE_JMP_REL32         (0xe9)
      80                 :            : #define OPCODE_JMP_RM64          (0xff) /* /4 */
      81                 :            : #define OPCODE_JCC_REL8          (0x70) /* | jcc type */
      82                 :            : #define OPCODE_JCC_REL32_A       (0x0f)
      83                 :            : #define OPCODE_JCC_REL32_B       (0x80) /* | jcc type */
      84                 :            : #define OPCODE_SETCC_RM8_A       (0x0f)
      85                 :            : #define OPCODE_SETCC_RM8_B       (0x90) /* | jcc type, /0 */
      86                 :            : #define OPCODE_CALL_REL32        (0xe8)
      87                 :            : #define OPCODE_CALL_RM32         (0xff) /* /2 */
      88                 :            : #define OPCODE_LEAVE             (0xc9)
      89                 :            : 
      90                 :            : #define MODRM_R64(x)    (((x) & 0x7) << 3)
      91                 :            : #define MODRM_RM_DISP0  (0x00)
      92                 :            : #define MODRM_RM_DISP8  (0x40)
      93                 :            : #define MODRM_RM_DISP32 (0x80)
      94                 :            : #define MODRM_RM_REG    (0xc0)
      95                 :            : #define MODRM_RM_R64(x) ((x) & 0x7)
      96                 :            : 
      97                 :            : #define OP_SIZE_PREFIX (0x66)
      98                 :            : 
      99                 :            : #define REX_PREFIX  (0x40)
     100                 :            : #define REX_W       (0x08)  // width
     101                 :            : #define REX_R       (0x04)  // register
     102                 :            : #define REX_X       (0x02)  // index
     103                 :            : #define REX_B       (0x01)  // base
     104                 :            : #define REX_W_FROM_R64(r64) ((r64) >> 0 & 0x08)
     105                 :            : #define REX_R_FROM_R64(r64) ((r64) >> 1 & 0x04)
     106                 :            : #define REX_X_FROM_R64(r64) ((r64) >> 2 & 0x02)
     107                 :            : #define REX_B_FROM_R64(r64) ((r64) >> 3 & 0x01)
     108                 :            : 
     109                 :            : #define IMM32_L0(x) ((x) & 0xff)
     110                 :            : #define IMM32_L1(x) (((x) >> 8) & 0xff)
     111                 :            : #define IMM32_L2(x) (((x) >> 16) & 0xff)
     112                 :            : #define IMM32_L3(x) (((x) >> 24) & 0xff)
     113                 :            : #define IMM64_L4(x) (((x) >> 32) & 0xff)
     114                 :            : #define IMM64_L5(x) (((x) >> 40) & 0xff)
     115                 :            : #define IMM64_L6(x) (((x) >> 48) & 0xff)
     116                 :            : #define IMM64_L7(x) (((x) >> 56) & 0xff)
     117                 :            : 
     118                 :            : #define UNSIGNED_FIT8(x) (((x) & 0xffffffffffffff00) == 0)
     119                 :            : #define UNSIGNED_FIT32(x) (((x) & 0xffffffff00000000) == 0)
     120                 :            : #define SIGNED_FIT8(x) (((x) & 0xffffff80) == 0) || (((x) & 0xffffff80) == 0xffffff80)
     121                 :            : 
     122                 :    4470023 : static inline byte *asm_x64_get_cur_to_write_bytes(asm_x64_t *as, int n) {
     123                 :    4470023 :     return mp_asm_base_get_cur_to_write_bytes(&as->base, n);
     124                 :            : }
     125                 :            : 
     126                 :    2225452 : STATIC void asm_x64_write_byte_1(asm_x64_t *as, byte b1) {
     127                 :    2225452 :     byte *c = asm_x64_get_cur_to_write_bytes(as, 1);
     128         [ +  + ]:    2225452 :     if (c != NULL) {
     129                 :     733329 :         c[0] = b1;
     130                 :            :     }
     131                 :    2225452 : }
     132                 :            : 
     133                 :    1294303 : STATIC void asm_x64_write_byte_2(asm_x64_t *as, byte b1, byte b2) {
     134                 :    1294303 :     byte *c = asm_x64_get_cur_to_write_bytes(as, 2);
     135         [ +  + ]:    1294303 :     if (c != NULL) {
     136                 :     428408 :         c[0] = b1;
     137                 :     428408 :         c[1] = b2;
     138                 :            :     }
     139                 :    1294303 : }
     140                 :            : 
     141                 :     168583 : STATIC void asm_x64_write_byte_3(asm_x64_t *as, byte b1, byte b2, byte b3) {
     142                 :     168583 :     byte *c = asm_x64_get_cur_to_write_bytes(as, 3);
     143         [ +  + ]:     168583 :     if (c != NULL) {
     144                 :      55772 :         c[0] = b1;
     145                 :      55772 :         c[1] = b2;
     146                 :      55772 :         c[2] = b3;
     147                 :            :     }
     148                 :     168583 : }
     149                 :            : 
     150                 :     779846 : STATIC void asm_x64_write_word32(asm_x64_t *as, int w32) {
     151                 :     779846 :     byte *c = asm_x64_get_cur_to_write_bytes(as, 4);
     152         [ +  + ]:     779846 :     if (c != NULL) {
     153                 :     257662 :         c[0] = IMM32_L0(w32);
     154                 :     257662 :         c[1] = IMM32_L1(w32);
     155                 :     257662 :         c[2] = IMM32_L2(w32);
     156                 :     257662 :         c[3] = IMM32_L3(w32);
     157                 :            :     }
     158                 :     779846 : }
     159                 :            : 
     160                 :       1839 : STATIC void asm_x64_write_word64(asm_x64_t *as, int64_t w64) {
     161                 :       1839 :     byte *c = asm_x64_get_cur_to_write_bytes(as, 8);
     162         [ +  + ]:       1839 :     if (c != NULL) {
     163                 :        613 :         c[0] = IMM32_L0(w64);
     164                 :        613 :         c[1] = IMM32_L1(w64);
     165                 :        613 :         c[2] = IMM32_L2(w64);
     166                 :        613 :         c[3] = IMM32_L3(w64);
     167                 :        613 :         c[4] = IMM64_L4(w64);
     168                 :        613 :         c[5] = IMM64_L5(w64);
     169                 :        613 :         c[6] = IMM64_L6(w64);
     170                 :        613 :         c[7] = IMM64_L7(w64);
     171                 :            :     }
     172                 :       1839 : }
     173                 :            : 
     174                 :            : /* unused
     175                 :            : STATIC void asm_x64_write_word32_to(asm_x64_t *as, int offset, int w32) {
     176                 :            :     byte* c;
     177                 :            :     assert(offset + 4 <= as->code_size);
     178                 :            :     c = as->code_base + offset;
     179                 :            :     c[0] = IMM32_L0(w32);
     180                 :            :     c[1] = IMM32_L1(w32);
     181                 :            :     c[2] = IMM32_L2(w32);
     182                 :            :     c[3] = IMM32_L3(w32);
     183                 :            : }
     184                 :            : */
     185                 :            : 
     186                 :     894764 : STATIC void asm_x64_write_r64_disp(asm_x64_t *as, int r64, int disp_r64, int disp_offset) {
     187                 :     894764 :     uint8_t rm_disp;
     188   [ +  +  +  + ]:     894764 :     if (disp_offset == 0 && (disp_r64 & 7) != ASM_X64_REG_RBP) {
     189                 :            :         rm_disp = MODRM_RM_DISP0;
     190   [ +  +  +  - ]:     882856 :     } else if (SIGNED_FIT8(disp_offset)) {
     191                 :            :         rm_disp = MODRM_RM_DISP8;
     192                 :            :     } else {
     193                 :     394614 :         rm_disp = MODRM_RM_DISP32;
     194                 :            :     }
     195                 :     894764 :     asm_x64_write_byte_1(as, MODRM_R64(r64) | rm_disp | MODRM_RM_R64(disp_r64));
     196         [ +  + ]:     894764 :     if ((disp_r64 & 7) == ASM_X64_REG_RSP) {
     197                 :            :         // Special case for rsp and r12, they need a SIB byte
     198                 :     442975 :         asm_x64_write_byte_1(as, 0x24);
     199                 :            :     }
     200         [ +  + ]:     894764 :     if (rm_disp == MODRM_RM_DISP8) {
     201                 :     488242 :         asm_x64_write_byte_1(as, IMM32_L0(disp_offset));
     202         [ +  + ]:     406522 :     } else if (rm_disp == MODRM_RM_DISP32) {
     203                 :     394614 :         asm_x64_write_word32(as, disp_offset);
     204                 :            :     }
     205                 :     894764 : }
     206                 :            : 
     207                 :     134420 : STATIC void asm_x64_generic_r64_r64(asm_x64_t *as, int dest_r64, int src_r64, int op) {
     208                 :     134420 :     asm_x64_write_byte_3(as, REX_PREFIX | REX_W | REX_R_FROM_R64(src_r64) | REX_B_FROM_R64(dest_r64), op, MODRM_R64(src_r64) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(dest_r64));
     209                 :     134420 : }
     210                 :            : 
     211                 :          0 : void asm_x64_nop(asm_x64_t *as) {
     212                 :          0 :     asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_NOP);
     213                 :          0 : }
     214                 :            : 
     215                 :      46968 : void asm_x64_push_r64(asm_x64_t *as, int src_r64) {
     216         [ +  + ]:      46968 :     if (src_r64 < 8) {
     217                 :      23484 :         asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_PUSH_R64 | src_r64);
     218                 :            :     } else {
     219                 :      23484 :         asm_x64_write_byte_2(as, REX_PREFIX | REX_B, OPCODE_PUSH_R64 | (src_r64 & 7));
     220                 :            :     }
     221                 :      46968 : }
     222                 :            : 
     223                 :            : /*
     224                 :            : void asm_x64_push_i32(asm_x64_t *as, int src_i32) {
     225                 :            :     asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_PUSH_I64);
     226                 :            :     asm_x64_write_word32(as, src_i32); // will be sign extended to 64 bits
     227                 :            : }
     228                 :            : */
     229                 :            : 
     230                 :            : /*
     231                 :            : void asm_x64_push_disp(asm_x64_t *as, int src_r64, int src_offset) {
     232                 :            :     assert(src_r64 < 8);
     233                 :            :     asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_PUSH_M64);
     234                 :            :     asm_x64_write_r64_disp(as, 6, src_r64, src_offset);
     235                 :            : }
     236                 :            : */
     237                 :            : 
     238                 :      49720 : void asm_x64_pop_r64(asm_x64_t *as, int dest_r64) {
     239         [ +  + ]:      49720 :     if (dest_r64 < 8) {
     240                 :      24860 :         asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_POP_R64 | dest_r64);
     241                 :            :     } else {
     242                 :      24860 :         asm_x64_write_byte_2(as, REX_PREFIX | REX_B, OPCODE_POP_R64 | (dest_r64 & 7));
     243                 :            :     }
     244                 :      49720 : }
     245                 :            : 
     246                 :      12430 : STATIC void asm_x64_ret(asm_x64_t *as) {
     247                 :      12430 :     asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_RET);
     248                 :      12430 : }
     249                 :            : 
     250                 :     102207 : void asm_x64_mov_r64_r64(asm_x64_t *as, int dest_r64, int src_r64) {
     251                 :     102207 :     asm_x64_generic_r64_r64(as, dest_r64, src_r64, OPCODE_MOV_R64_TO_RM64);
     252                 :     102207 : }
     253                 :            : 
     254                 :         60 : void asm_x64_mov_r8_to_mem8(asm_x64_t *as, int src_r64, int dest_r64, int dest_disp) {
     255         [ +  - ]:         60 :     if (src_r64 < 8 && dest_r64 < 8) {
     256                 :         60 :         asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_MOV_R8_TO_RM8);
     257                 :            :     } else {
     258                 :          0 :         asm_x64_write_byte_2(as, REX_PREFIX | REX_R_FROM_R64(src_r64) | REX_B_FROM_R64(dest_r64), OPCODE_MOV_R8_TO_RM8);
     259                 :            :     }
     260                 :         60 :     asm_x64_write_r64_disp(as, src_r64, dest_r64, dest_disp);
     261                 :         60 : }
     262                 :            : 
     263                 :         24 : void asm_x64_mov_r16_to_mem16(asm_x64_t *as, int src_r64, int dest_r64, int dest_disp) {
     264         [ +  - ]:         24 :     if (src_r64 < 8 && dest_r64 < 8) {
     265                 :         24 :         asm_x64_write_byte_2(as, OP_SIZE_PREFIX, OPCODE_MOV_R64_TO_RM64);
     266                 :            :     } else {
     267                 :          0 :         asm_x64_write_byte_3(as, OP_SIZE_PREFIX, REX_PREFIX | REX_R_FROM_R64(src_r64) | REX_B_FROM_R64(dest_r64), OPCODE_MOV_R64_TO_RM64);
     268                 :            :     }
     269                 :         24 :     asm_x64_write_r64_disp(as, src_r64, dest_r64, dest_disp);
     270                 :         24 : }
     271                 :            : 
     272                 :         32 : void asm_x64_mov_r32_to_mem32(asm_x64_t *as, int src_r64, int dest_r64, int dest_disp) {
     273         [ +  - ]:         32 :     if (src_r64 < 8 && dest_r64 < 8) {
     274                 :         32 :         asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_MOV_R64_TO_RM64);
     275                 :            :     } else {
     276                 :          0 :         asm_x64_write_byte_2(as, REX_PREFIX | REX_R_FROM_R64(src_r64) | REX_B_FROM_R64(dest_r64), OPCODE_MOV_R64_TO_RM64);
     277                 :            :     }
     278                 :         32 :     asm_x64_write_r64_disp(as, src_r64, dest_r64, dest_disp);
     279                 :         32 : }
     280                 :            : 
     281                 :     228960 : void asm_x64_mov_r64_to_mem64(asm_x64_t *as, int src_r64, int dest_r64, int dest_disp) {
     282                 :            :     // use REX prefix for 64 bit operation
     283                 :     228960 :     asm_x64_write_byte_2(as, REX_PREFIX | REX_W | REX_R_FROM_R64(src_r64) | REX_B_FROM_R64(dest_r64), OPCODE_MOV_R64_TO_RM64);
     284                 :     228960 :     asm_x64_write_r64_disp(as, src_r64, dest_r64, dest_disp);
     285                 :     228960 : }
     286                 :            : 
     287                 :         90 : void asm_x64_mov_mem8_to_r64zx(asm_x64_t *as, int src_r64, int src_disp, int dest_r64) {
     288         [ +  - ]:         90 :     if (src_r64 < 8 && dest_r64 < 8) {
     289                 :         90 :         asm_x64_write_byte_2(as, 0x0f, OPCODE_MOVZX_RM8_TO_R64);
     290                 :            :     } else {
     291                 :          0 :         asm_x64_write_byte_3(as, REX_PREFIX | REX_R_FROM_R64(dest_r64) | REX_B_FROM_R64(src_r64), 0x0f, OPCODE_MOVZX_RM8_TO_R64);
     292                 :            :     }
     293                 :         90 :     asm_x64_write_r64_disp(as, dest_r64, src_r64, src_disp);
     294                 :         90 : }
     295                 :            : 
     296                 :         24 : void asm_x64_mov_mem16_to_r64zx(asm_x64_t *as, int src_r64, int src_disp, int dest_r64) {
     297         [ +  - ]:         24 :     if (src_r64 < 8 && dest_r64 < 8) {
     298                 :         24 :         asm_x64_write_byte_2(as, 0x0f, OPCODE_MOVZX_RM16_TO_R64);
     299                 :            :     } else {
     300                 :          0 :         asm_x64_write_byte_3(as, REX_PREFIX | REX_R_FROM_R64(dest_r64) | REX_B_FROM_R64(src_r64), 0x0f, OPCODE_MOVZX_RM16_TO_R64);
     301                 :            :     }
     302                 :         24 :     asm_x64_write_r64_disp(as, dest_r64, src_r64, src_disp);
     303                 :         24 : }
     304                 :            : 
     305                 :         24 : void asm_x64_mov_mem32_to_r64zx(asm_x64_t *as, int src_r64, int src_disp, int dest_r64) {
     306         [ +  - ]:         24 :     if (src_r64 < 8 && dest_r64 < 8) {
     307                 :         24 :         asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_MOV_RM64_TO_R64);
     308                 :            :     } else {
     309                 :          0 :         asm_x64_write_byte_2(as, REX_PREFIX | REX_R_FROM_R64(dest_r64) | REX_B_FROM_R64(src_r64), OPCODE_MOV_RM64_TO_R64);
     310                 :            :     }
     311                 :         24 :     asm_x64_write_r64_disp(as, dest_r64, src_r64, src_disp);
     312                 :         24 : }
     313                 :            : 
     314                 :     590233 : void asm_x64_mov_mem64_to_r64(asm_x64_t *as, int src_r64, int src_disp, int dest_r64) {
     315                 :            :     // use REX prefix for 64 bit operation
     316                 :     590233 :     asm_x64_write_byte_2(as, REX_PREFIX | REX_W | REX_R_FROM_R64(dest_r64) | REX_B_FROM_R64(src_r64), OPCODE_MOV_RM64_TO_R64);
     317                 :     590233 :     asm_x64_write_r64_disp(as, dest_r64, src_r64, src_disp);
     318                 :     590233 : }
     319                 :            : 
     320                 :      75317 : STATIC void asm_x64_lea_disp_to_r64(asm_x64_t *as, int src_r64, int src_disp, int dest_r64) {
     321                 :            :     // use REX prefix for 64 bit operation
     322                 :      75317 :     asm_x64_write_byte_2(as, REX_PREFIX | REX_W | REX_R_FROM_R64(dest_r64) | REX_B_FROM_R64(src_r64), OPCODE_LEA_MEM_TO_R64);
     323                 :      75317 :     asm_x64_write_r64_disp(as, dest_r64, src_r64, src_disp);
     324                 :      75317 : }
     325                 :            : 
     326                 :            : /*
     327                 :            : void asm_x64_mov_i8_to_r8(asm_x64_t *as, int src_i8, int dest_r64) {
     328                 :            :     assert(dest_r64 < 8);
     329                 :            :     asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_MOV_I8_TO_R8 | dest_r64, src_i8);
     330                 :            : }
     331                 :            : */
     332                 :            : 
     333                 :     300091 : size_t asm_x64_mov_i32_to_r64(asm_x64_t *as, int src_i32, int dest_r64) {
     334                 :            :     // cpu defaults to i32 to r64, with zero extension
     335         [ +  + ]:     300091 :     if (dest_r64 < 8) {
     336                 :     300031 :         asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_MOV_I64_TO_R64 | dest_r64);
     337                 :            :     } else {
     338                 :         60 :         asm_x64_write_byte_2(as, REX_PREFIX | REX_B, OPCODE_MOV_I64_TO_R64 | (dest_r64 & 7));
     339                 :            :     }
     340                 :     300091 :     size_t loc = mp_asm_base_get_code_pos(&as->base);
     341                 :     300091 :     asm_x64_write_word32(as, src_i32);
     342                 :     300091 :     return loc;
     343                 :            : }
     344                 :            : 
     345                 :       1839 : void asm_x64_mov_i64_to_r64(asm_x64_t *as, int64_t src_i64, int dest_r64) {
     346                 :            :     // cpu defaults to i32 to r64
     347                 :            :     // to mov i64 to r64 need to use REX prefix
     348                 :       1839 :     asm_x64_write_byte_2(as,
     349                 :            :         REX_PREFIX | REX_W | (dest_r64 < 8 ? 0 : REX_B),
     350         [ +  - ]:       1839 :         OPCODE_MOV_I64_TO_R64 | (dest_r64 & 7));
     351                 :       1839 :     asm_x64_write_word64(as, src_i64);
     352                 :       1839 : }
     353                 :            : 
     354                 :     301930 : void asm_x64_mov_i64_to_r64_optimised(asm_x64_t *as, int64_t src_i64, int dest_r64) {
     355                 :            :     // TODO use movzx, movsx if possible
     356         [ +  + ]:     301930 :     if (UNSIGNED_FIT32(src_i64)) {
     357                 :            :         // 5 bytes
     358                 :     300091 :         asm_x64_mov_i32_to_r64(as, src_i64 & 0xffffffff, dest_r64);
     359                 :            :     } else {
     360                 :            :         // 10 bytes
     361                 :       1839 :         asm_x64_mov_i64_to_r64(as, src_i64, dest_r64);
     362                 :            :     }
     363                 :     301930 : }
     364                 :            : 
     365                 :         60 : void asm_x64_and_r64_r64(asm_x64_t *as, int dest_r64, int src_r64) {
     366                 :         60 :     asm_x64_generic_r64_r64(as, dest_r64, src_r64, OPCODE_AND_R64_TO_RM64);
     367                 :         60 : }
     368                 :            : 
     369                 :         60 : void asm_x64_or_r64_r64(asm_x64_t *as, int dest_r64, int src_r64) {
     370                 :         60 :     asm_x64_generic_r64_r64(as, dest_r64, src_r64, OPCODE_OR_R64_TO_RM64);
     371                 :         60 : }
     372                 :            : 
     373                 :      10015 : void asm_x64_xor_r64_r64(asm_x64_t *as, int dest_r64, int src_r64) {
     374                 :      10015 :     asm_x64_generic_r64_r64(as, dest_r64, src_r64, OPCODE_XOR_R64_TO_RM64);
     375                 :      10015 : }
     376                 :            : 
     377                 :         48 : void asm_x64_shl_r64_cl(asm_x64_t *as, int dest_r64) {
     378                 :         48 :     asm_x64_generic_r64_r64(as, dest_r64, 4, OPCODE_SHL_RM64_CL);
     379                 :         48 : }
     380                 :            : 
     381                 :          6 : void asm_x64_shr_r64_cl(asm_x64_t *as, int dest_r64) {
     382                 :          6 :     asm_x64_generic_r64_r64(as, dest_r64, 5, OPCODE_SHR_RM64_CL);
     383                 :          6 : }
     384                 :            : 
     385                 :         42 : void asm_x64_sar_r64_cl(asm_x64_t *as, int dest_r64) {
     386                 :         42 :     asm_x64_generic_r64_r64(as, dest_r64, 7, OPCODE_SAR_RM64_CL);
     387                 :         42 : }
     388                 :            : 
     389                 :       6058 : void asm_x64_add_r64_r64(asm_x64_t *as, int dest_r64, int src_r64) {
     390                 :       6058 :     asm_x64_generic_r64_r64(as, dest_r64, src_r64, OPCODE_ADD_R64_TO_RM64);
     391                 :       6058 : }
     392                 :            : 
     393                 :         24 : void asm_x64_sub_r64_r64(asm_x64_t *as, int dest_r64, int src_r64) {
     394                 :         24 :     asm_x64_generic_r64_r64(as, dest_r64, src_r64, OPCODE_SUB_R64_FROM_RM64);
     395                 :         24 : }
     396                 :            : 
     397                 :         24 : void asm_x64_mul_r64_r64(asm_x64_t *as, int dest_r64, int src_r64) {
     398                 :            :     // imul reg64, reg/mem64 -- 0x0f 0xaf /r
     399                 :         24 :     asm_x64_write_byte_1(as, REX_PREFIX | REX_W | REX_R_FROM_R64(dest_r64) | REX_B_FROM_R64(src_r64));
     400                 :         24 :     asm_x64_write_byte_3(as, 0x0f, 0xaf, MODRM_R64(dest_r64) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(src_r64));
     401                 :         24 : }
     402                 :            : 
     403                 :            : /*
     404                 :            : void asm_x64_sub_i32_from_r32(asm_x64_t *as, int src_i32, int dest_r32) {
     405                 :            :     if (SIGNED_FIT8(src_i32)) {
     406                 :            :         // defaults to 32 bit operation
     407                 :            :         asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_SUB_I8_FROM_RM64, MODRM_R64(5) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(dest_r32));
     408                 :            :         asm_x64_write_byte_1(as, src_i32 & 0xff);
     409                 :            :     } else {
     410                 :            :         // defaults to 32 bit operation
     411                 :            :         asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_SUB_I32_FROM_RM64, MODRM_R64(5) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(dest_r32));
     412                 :            :         asm_x64_write_word32(as, src_i32);
     413                 :            :     }
     414                 :            : }
     415                 :            : */
     416                 :            : 
     417                 :      24172 : STATIC void asm_x64_sub_r64_i32(asm_x64_t *as, int dest_r64, int src_i32) {
     418         [ -  + ]:      24172 :     assert(dest_r64 < 8);
     419   [ +  +  +  + ]:      24172 :     if (SIGNED_FIT8(src_i32)) {
     420                 :            :         // use REX prefix for 64 bit operation
     421                 :       9282 :         asm_x64_write_byte_3(as, REX_PREFIX | REX_W, OPCODE_SUB_I8_FROM_RM64, MODRM_R64(5) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(dest_r64));
     422                 :       9282 :         asm_x64_write_byte_1(as, src_i32 & 0xff);
     423                 :            :     } else {
     424                 :            :         // use REX prefix for 64 bit operation
     425                 :      14890 :         asm_x64_write_byte_3(as, REX_PREFIX | REX_W, OPCODE_SUB_I32_FROM_RM64, MODRM_R64(5) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(dest_r64));
     426                 :      14890 :         asm_x64_write_word32(as, src_i32);
     427                 :            :     }
     428                 :      24172 : }
     429                 :            : 
     430                 :            : /*
     431                 :            : void asm_x64_shl_r32_by_imm(asm_x64_t *as, int r32, int imm) {
     432                 :            :     asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_SHL_RM32_BY_I8, MODRM_R64(4) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(r32));
     433                 :            :     asm_x64_write_byte_1(as, imm);
     434                 :            : }
     435                 :            : 
     436                 :            : void asm_x64_shr_r32_by_imm(asm_x64_t *as, int r32, int imm) {
     437                 :            :     asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_SHR_RM32_BY_I8, MODRM_R64(5) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(r32));
     438                 :            :     asm_x64_write_byte_1(as, imm);
     439                 :            : }
     440                 :            : 
     441                 :            : void asm_x64_sar_r32_by_imm(asm_x64_t *as, int r32, int imm) {
     442                 :            :     asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_SAR_RM32_BY_I8, MODRM_R64(7) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(r32));
     443                 :            :     asm_x64_write_byte_1(as, imm);
     444                 :            : }
     445                 :            : */
     446                 :            : 
     447                 :        976 : void asm_x64_cmp_r64_with_r64(asm_x64_t *as, int src_r64_a, int src_r64_b) {
     448                 :        976 :     asm_x64_generic_r64_r64(as, src_r64_b, src_r64_a, OPCODE_CMP_R64_WITH_RM64);
     449                 :        976 : }
     450                 :            : 
     451                 :            : /*
     452                 :            : void asm_x64_cmp_i32_with_r32(asm_x64_t *as, int src_i32, int src_r32) {
     453                 :            :     if (SIGNED_FIT8(src_i32)) {
     454                 :            :         asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_CMP_I8_WITH_RM32, MODRM_R64(7) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(src_r32));
     455                 :            :         asm_x64_write_byte_1(as, src_i32 & 0xff);
     456                 :            :     } else {
     457                 :            :         asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_CMP_I32_WITH_RM32, MODRM_R64(7) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(src_r32));
     458                 :            :         asm_x64_write_word32(as, src_i32);
     459                 :            :     }
     460                 :            : }
     461                 :            : */
     462                 :            : 
     463                 :      18645 : void asm_x64_test_r8_with_r8(asm_x64_t *as, int src_r64_a, int src_r64_b) {
     464         [ -  + ]:      18645 :     assert(src_r64_a < 8);
     465         [ -  + ]:      18645 :     assert(src_r64_b < 8);
     466                 :      18645 :     asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_TEST_R8_WITH_RM8, MODRM_R64(src_r64_a) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(src_r64_b));
     467                 :      18645 : }
     468                 :            : 
     469                 :      14924 : void asm_x64_test_r64_with_r64(asm_x64_t *as, int src_r64_a, int src_r64_b) {
     470                 :      14924 :     asm_x64_generic_r64_r64(as, src_r64_b, src_r64_a, OPCODE_TEST_R64_WITH_RM64);
     471                 :      14924 : }
     472                 :            : 
     473                 :        268 : void asm_x64_setcc_r8(asm_x64_t *as, int jcc_type, int dest_r8) {
     474         [ -  + ]:        268 :     assert(dest_r8 < 8);
     475                 :        268 :     asm_x64_write_byte_3(as, OPCODE_SETCC_RM8_A, OPCODE_SETCC_RM8_B | jcc_type, MODRM_R64(0) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(dest_r8));
     476                 :        268 : }
     477                 :            : 
     478                 :       3047 : void asm_x64_jmp_reg(asm_x64_t *as, int src_r64) {
     479         [ -  + ]:       3047 :     assert(src_r64 < 8);
     480                 :       3047 :     asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_JMP_RM64, MODRM_R64(4) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(src_r64));
     481                 :       3047 : }
     482                 :            : 
     483                 :      73616 : STATIC mp_uint_t get_label_dest(asm_x64_t *as, mp_uint_t label) {
     484         [ -  + ]:      73616 :     assert(label < as->base.max_num_labels);
     485                 :      73616 :     return as->base.label_offsets[label];
     486                 :            : }
     487                 :            : 
     488                 :      29640 : void asm_x64_jmp_label(asm_x64_t *as, mp_uint_t label) {
     489                 :      29640 :     mp_uint_t dest = get_label_dest(as, label);
     490                 :      29640 :     mp_int_t rel = dest - as->base.code_offset;
     491         [ +  + ]:      29640 :     if (dest != (mp_uint_t)-1 && rel < 0) {
     492                 :            :         // is a backwards jump, so we know the size of the jump on the first pass
     493                 :            :         // calculate rel assuming 8 bit relative jump
     494                 :       1491 :         rel -= 2;
     495         [ +  + ]:       1491 :         if (SIGNED_FIT8(rel)) {
     496                 :        396 :             asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_JMP_REL8, rel & 0xff);
     497                 :            :         } else {
     498                 :       1095 :             rel += 2;
     499                 :       1095 :             goto large_jump;
     500                 :            :         }
     501                 :            :     } else {
     502                 :            :         // is a forwards jump, so need to assume it's large
     503                 :      28149 :     large_jump:
     504                 :      29244 :         rel -= 5;
     505                 :      29244 :         asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_JMP_REL32);
     506                 :      29244 :         asm_x64_write_word32(as, rel);
     507                 :            :     }
     508                 :      29640 : }
     509                 :            : 
     510                 :      34277 : void asm_x64_jcc_label(asm_x64_t *as, int jcc_type, mp_uint_t label) {
     511                 :      34277 :     mp_uint_t dest = get_label_dest(as, label);
     512                 :      34277 :     mp_int_t rel = dest - as->base.code_offset;
     513         [ +  + ]:      34277 :     if (dest != (mp_uint_t)-1 && rel < 0) {
     514                 :            :         // is a backwards jump, so we know the size of the jump on the first pass
     515                 :            :         // calculate rel assuming 8 bit relative jump
     516                 :       3822 :         rel -= 2;
     517         [ +  + ]:       3822 :         if (SIGNED_FIT8(rel)) {
     518                 :       2969 :             asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_JCC_REL8 | jcc_type, rel & 0xff);
     519                 :            :         } else {
     520                 :        853 :             rel += 2;
     521                 :        853 :             goto large_jump;
     522                 :            :         }
     523                 :            :     } else {
     524                 :            :         // is a forwards jump, so need to assume it's large
     525                 :      30455 :     large_jump:
     526                 :      31308 :         rel -= 6;
     527                 :      31308 :         asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_JCC_REL32_A, OPCODE_JCC_REL32_B | jcc_type);
     528                 :      31308 :         asm_x64_write_word32(as, rel);
     529                 :            :     }
     530                 :      34277 : }
     531                 :            : 
     532                 :      11742 : void asm_x64_entry(asm_x64_t *as, int num_locals) {
     533         [ -  + ]:      11742 :     assert(num_locals >= 0);
     534                 :      11742 :     asm_x64_push_r64(as, ASM_X64_REG_RBP);
     535                 :      11742 :     asm_x64_push_r64(as, ASM_X64_REG_RBX);
     536                 :      11742 :     asm_x64_push_r64(as, ASM_X64_REG_R12);
     537                 :      11742 :     asm_x64_push_r64(as, ASM_X64_REG_R13);
     538                 :      11742 :     num_locals |= 1; // make it odd so stack is aligned on 16 byte boundary
     539                 :      11742 :     asm_x64_sub_r64_i32(as, ASM_X64_REG_RSP, num_locals * WORD_SIZE);
     540                 :      11742 :     as->num_locals = num_locals;
     541                 :      11742 : }
     542                 :            : 
     543                 :      12430 : void asm_x64_exit(asm_x64_t *as) {
     544                 :      12430 :     asm_x64_sub_r64_i32(as, ASM_X64_REG_RSP, -as->num_locals * WORD_SIZE);
     545                 :      12430 :     asm_x64_pop_r64(as, ASM_X64_REG_R13);
     546                 :      12430 :     asm_x64_pop_r64(as, ASM_X64_REG_R12);
     547                 :      12430 :     asm_x64_pop_r64(as, ASM_X64_REG_RBX);
     548                 :      12430 :     asm_x64_pop_r64(as, ASM_X64_REG_RBP);
     549                 :      12430 :     asm_x64_ret(as);
     550                 :      12430 : }
     551                 :            : 
     552                 :            : // locals:
     553                 :            : //  - stored on the stack in ascending order
     554                 :            : //  - numbered 0 through as->num_locals-1
     555                 :            : //  - RSP points to the first local
     556                 :            : //
     557                 :            : //  | RSP
     558                 :            : //  v
     559                 :            : //  l0  l1  l2  ...  l(n-1)
     560                 :            : //  ^                ^
     561                 :            : //  | low address    | high address in RAM
     562                 :            : //
     563                 :     454284 : STATIC int asm_x64_local_offset_from_rsp(asm_x64_t *as, int local_num) {
     564                 :     454284 :     (void)as;
     565                 :            :     // Stack is full descending, RSP points to local0
     566                 :     454284 :     return local_num * WORD_SIZE;
     567                 :            : }
     568                 :            : 
     569                 :     150613 : void asm_x64_mov_local_to_r64(asm_x64_t *as, int src_local_num, int dest_r64) {
     570                 :     150613 :     asm_x64_mov_mem64_to_r64(as, ASM_X64_REG_RSP, asm_x64_local_offset_from_rsp(as, src_local_num), dest_r64);
     571                 :     150613 : }
     572                 :            : 
     573                 :     216958 : void asm_x64_mov_r64_to_local(asm_x64_t *as, int src_r64, int dest_local_num) {
     574                 :     216958 :     asm_x64_mov_r64_to_mem64(as, src_r64, ASM_X64_REG_RSP, asm_x64_local_offset_from_rsp(as, dest_local_num));
     575                 :     216958 : }
     576                 :            : 
     577                 :      86713 : void asm_x64_mov_local_addr_to_r64(asm_x64_t *as, int local_num, int dest_r64) {
     578                 :      86713 :     int offset = asm_x64_local_offset_from_rsp(as, local_num);
     579         [ +  + ]:      86713 :     if (offset == 0) {
     580                 :      11396 :         asm_x64_mov_r64_r64(as, dest_r64, ASM_X64_REG_RSP);
     581                 :            :     } else {
     582                 :      75317 :         asm_x64_lea_disp_to_r64(as, ASM_X64_REG_RSP, offset, dest_r64);
     583                 :            :     }
     584                 :      86713 : }
     585                 :            : 
     586                 :       9699 : void asm_x64_mov_reg_pcrel(asm_x64_t *as, int dest_r64, mp_uint_t label) {
     587                 :       9699 :     mp_uint_t dest = get_label_dest(as, label);
     588                 :       9699 :     mp_int_t rel = dest - (as->base.code_offset + 7);
     589                 :       9699 :     asm_x64_write_byte_3(as, REX_PREFIX | REX_W | REX_R_FROM_R64(dest_r64), OPCODE_LEA_MEM_TO_R64, MODRM_R64(dest_r64) | MODRM_RM_R64(5));
     590                 :       9699 :     asm_x64_write_word32(as, rel);
     591                 :       9699 : }
     592                 :            : 
     593                 :            : /*
     594                 :            : void asm_x64_push_local(asm_x64_t *as, int local_num) {
     595                 :            :     asm_x64_push_disp(as, ASM_X64_REG_RSP, asm_x64_local_offset_from_rsp(as, local_num));
     596                 :            : }
     597                 :            : 
     598                 :            : void asm_x64_push_local_addr(asm_x64_t *as, int local_num, int temp_r64) {
     599                 :            :     asm_x64_mov_r64_r64(as, temp_r64, ASM_X64_REG_RSP);
     600                 :            :     asm_x64_add_i32_to_r32(as, asm_x64_local_offset_from_rsp(as, local_num), temp_r64);
     601                 :            :     asm_x64_push_r64(as, temp_r64);
     602                 :            : }
     603                 :            : */
     604                 :            : 
     605                 :            : /*
     606                 :            :    can't use these because code might be relocated when resized
     607                 :            : 
     608                 :            : void asm_x64_call(asm_x64_t *as, void* func) {
     609                 :            :     asm_x64_sub_i32_from_r32(as, 8, ASM_X64_REG_RSP);
     610                 :            :     asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_CALL_REL32);
     611                 :            :     asm_x64_write_word32(as, func - (void*)(as->code_cur + 4));
     612                 :            :     asm_x64_mov_r64_r64(as, ASM_X64_REG_RSP, ASM_X64_REG_RBP);
     613                 :            : }
     614                 :            : 
     615                 :            : void asm_x64_call_i1(asm_x64_t *as, void* func, int i1) {
     616                 :            :     asm_x64_sub_i32_from_r32(as, 8, ASM_X64_REG_RSP);
     617                 :            :     asm_x64_sub_i32_from_r32(as, 12, ASM_X64_REG_RSP);
     618                 :            :     asm_x64_push_i32(as, i1);
     619                 :            :     asm_x64_write_byte_1(as, OPCODE_CALL_REL32);
     620                 :            :     asm_x64_write_word32(as, func - (void*)(as->code_cur + 4));
     621                 :            :     asm_x64_add_i32_to_r32(as, 16, ASM_X64_REG_RSP);
     622                 :            :     asm_x64_mov_r64_r64(as, ASM_X64_REG_RSP, ASM_X64_REG_RBP);
     623                 :            : }
     624                 :            : */
     625                 :            : 
     626                 :     293047 : void asm_x64_call_ind(asm_x64_t *as, size_t fun_id, int temp_r64) {
     627         [ -  + ]:     293047 :     assert(temp_r64 < 8);
     628                 :     293047 :     asm_x64_mov_mem64_to_r64(as, ASM_X64_REG_FUN_TABLE, fun_id * WORD_SIZE, temp_r64);
     629                 :     293047 :     asm_x64_write_byte_2(as, OPCODE_CALL_RM32, MODRM_R64(2) | MODRM_RM_REG | MODRM_RM_R64(temp_r64));
     630                 :     293047 : }
     631                 :            : 
     632                 :            : #endif // MICROPY_EMIT_X64

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