generate-sse-instructions.lisp

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   2 Copyright (c) 2005 Risto Laakso
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   4
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  15
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  24 (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  25 THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  26 |#
  27 #|
  28
  29 instruction reference:
  30
  31 http://www.amd.com/us-en/assets/content_type/white_papers_and_tech_docs/26568.pdf
  32
  33
  34 TODO:
  35
  36 FXRSTOR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
  37 FXSAVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
  38
  39 LDMXCSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
  40
  41 MOVDQ2Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
  42
  43 MOVQ2DQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
  44
  45 STMXCSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
  46
  47
  48 |#
  49
  50 (declaim (optimize (debug 3)))
  51
  52 (defun emit-ops (ops)
  53   (loop for op in ops
  54         collect `(emit-byte segment ,op) into result
  55         finally (return result)))
  56
  57
  58 (defun gen-ops (&optional (stream t))
  59
  60   ;;; instructions like:
  61   ;;; ADDPS xmm1, xmm2/mem128 0F 58 /r
  62   (loop for (inst . ops) in
  63         '(
  64           ;; single precision float
  65           (addps #x0F #x58)
  66           (addsubps #xF2 #x0F #xD0)
  67           (andnps #x0F #x55)
  68           (andps #x0F #x54)
  69           (divps #x0F #x5E)
  70           (haddps #xF2 #x0F #x7C)
  71           (hsubps #xF2 #x0F #x7D)
  72           (maxps #x0F #x5F)
  73           (minps #x0F #x5D)
  74           (mulps #x0F #x59)
  75           (orps #x0F #x56)
  76           (rcpps #x0F #x53)
  77           (rsqrtps #x0F #x52)
  78           (sqrtps #x0F #x51)
  79           (subps #x0F #x5C)
  80           (unpckhps #x0F #x15)
  81           (unpcklps #x0F #x14)
  82           (xorps #x0F #x57)
  83
  84           ;; double precision float
  85           (addpd #x66 #x0F #x58)
  86           (addsubpd #x66 #x0F #xD0)
  87           (andnpd #x66 #x0F #x55)
  88           (andpd #x66 #x0F #x54)
  89           (divpd #x66 #x0F #x5E)
  90           (haddpd #x66 #x0F #x7C)
  91           (hsubpd #x66 #x0F #x7D)
  92           (maxpd #x66 #x0F #x5F)
  93           (minpd #x66 #x0F #x5D)
  94           (mulpd #x66 #x0F #x59)
  95           (orpd #x66 #x0F #x56)
  96           (sqrtpd #x66 #x0F #x51)
  97           (subpd #x66 #x0F #x5C)
  98           (unpckhpd #x66 #x0F #x15)
  99           (unpcklpd #x66 #x0F #x14)
 100           (xorpd #x66 #x0F #x57)
 101
 102           ;; scalar double precision float
 103           (addsd #xF2 #x0F #x58)
 104           (comisd #x66 #x0F #x2F)
 105           (divsd #xF2 #x0F #x5E)
 106           (maxsd #xF2 #x0F #x5F)
 107           (minsd #xF2 #x0F #x5D)
 108           (mulsd #xF2 #x0F #x59)
 109           (sqrtsd #xF2 #x0F #x51)
 110           (subsd #xF2 #x0F #x5C)
 111           (ucomisd #x66 #x0F #x2E)
 112
 113           ;; scalar single precision float
 114           (addss #xF3 #x0F #x58)
 115           (comiss #x0F #x2F)
 116           (divss #xF3 #x0F #x5E)
 117           (maxss #xF3 #x0F #x5F)
 118           (minss #xF3 #x0F #x5D)
 119           (mulss #xF3 #x0F #x59)
 120           (rcpss #xF3 #x0F #x53)
 121           (rsqrtss #xF3 #x0F #x52)
 122           (sqrtss #xF3 #x0F #x51)
 123           (subss #xF3 #x0F #x5C)
 124           (ucomiss #x0F #x2E)
 125
 126
 127           ;; packed integer
 128           (packssdw #x66 #x0F #x6B)
 129           (packsswb #x66 #x0F #x63)
 130           (packuswb #x66 #x0F #x67)
 131
 132           (paddb #x66 #x0F #xFC)
 133           (paddd #x66 #x0F #xFE)
 134           (paddq #x66 #x0F #xD4)
 135           (paddsb #x66 #x0F #xEC)
 136           (paddsw #x66 #x0F #xED)
 137           (paddusb #x66 #x0F #xDC)
 138           (paddusw #x66 #x0F #xDD)
 139           (paddw #x66 #x0F #xFD)
 140
 141           (pand #x66 #x0F #xDB)
 142           (pandn #x66 #x0F #xDF)
 143
 144           (pavgb #x66 #x0F #xE0)
 145           (pavgw #x66 #x0F #xE3)
 146
 147           (pcmpeqb #x66 #x0F #x74)
 148           (pcmpeqd #x66 #x0F #x76)
 149           (pcmpeqw #x66 #x0F #x75)
 150           (pcmpgtb #x66 #x0F #x64)
 151           (pcmpgtd #x66 #x0F #x66)
 152           (pcmpgtw #x66 #x0F #x65)
 153
 154           (pmaddwd #x66 #x0F #xF5)
 155
 156           (pmaxsw #x66 #x0F #xEE)
 157           (pmaxub #x66 #x0F #xDE)
 158
 159           (pminsw #x66 #x0F #xEA)
 160           (pminub #x66 #x0F #xDA)
 161
 162           (pmovmskb #x66 #x0F #xD7)
 163
 164           (pmulhuw #x66 #x0F #xE4)
 165           (pmulhw #x66 #x0F #xE5)
 166           (pmullw #x66 #x0F #xD5)
 167           (pmuludq #x66 #x0F #xF4)
 168
 169           (por #x66 #x0F #xEB)
 170
 171           (psadbw #x66 #x0F #xF6)
 172           (pssld #x66 #x0F #xF2)
 173           (psllq #x66 #x0F #xF3)
 174           (psllw #x66 #x0F #xF1)
 175           (psrad #x66 #x0F #xE2)
 176           (psraw #x66 #x0F #xE2)
 177           (psrld #x66 #x0F #xD2)
 178           (psrlq #x66 #x0F #xD3)
 179           (psrlw #x66 #x0F #xD1)
 180
 181           (psubb #x66 #x0F #xF8)
 182           (psubd #x66 #x0F #xFA)
 183           (psubq #x66 #x0F #xFB)
 184           (psubsb #x66 #x0F #xE8)
 185           (psubsw #x66 #x0F #xE9)
 186           (psubusb #x66 #x0F #xD8)
 187           (psubusw #x66 #x0F #xD9)
 188           (psubw #x66 #x0F #xF9)
 189
 190           (punpckhbw #x66 #x0F #x68)
 191           (punpckhdq #x66 #x0F #x6A)
 192           (punpckhqdq #x66 #x0F #x6D)
 193           (punpckhwd #x66 #x0F #x69)
 194           (punpcklbw #x66 #x0F #x60)
 195           (punpckldq #x66 #x0F #x62)
 196           (punpcklqdq #x66 #x0F #x6C)
 197           (punpcklwd #x66 #x0F #x61)
 198
 199           (pxor #x66 #x0F #xEF)
 200
 201           ;; convert
 202           (cvtdq2pd #xF3 #x0F #xE6)
 203           (cvtdq2ps #x0F #x5B)
 204           (cvtpd2dq #xF2 #x0F #xE6)
 205           (cvtpd2pi #x66 #x0F #x2D)
 206           (cvtpd2ps #x66 #x0F #x5A)
 207           (cvtpi2pd #x66 #x0F #x2A)
 208           (cvtpi2ps #x0F #x2A)
 209           (cvtps2dq #x66 #x0F #x5B)
 210           (cvtps2pd #x0F #x5A)
 211           (cvtps2pi #x0F #x2D)
 212           (cvtsd2si #xF2 #x0F #x2D)
 213           (cvtsd2ss #xF2 #x0F #x5A)
 214           (cvtsi2sd #xF2 #x0F #x2A)
 215           (cvtsi2ss #xF3 #x0F #x2A)
 216           (cvtss2sd #xF3 #x0F #x5A)
 217           (cvtss2si #xF3 #x0F #x2D)
 218           (cvttpd2dq #x66 #x0F #xE6)
 219           (cvttpd2pi #x66 #x0F #x2C)
 220           (cvttps2dq #xF3 #x0F #x5B)
 221           (cvttps2pi #x0F #x2C)
 222           (cvttsd2si #xF2 #x0F #x2C)
 223           (cvttss2si #xF3 #x0F #x2C)
 224
 225           ;; misc
 226           (lddqu #xF2 #x0F #xF0)
 227           (maskmovdqu #x66 #x0F #xF7)
 228           (movddup #xF2 #x0F #x12)
 229           (movhlps #x0F #x12)
 230           (movlhps #x0F #x16)
 231           (movmskpd #x66 #x0F #x50)
 232           (movmskps #x0F #x50)
 233           (movntdq #x66 #x0F #XE7)
 234           (movntpd #x66 #x0F #x2B)
 235           (movntps #x0F #x2B)
 236           (movshdup #xF3 #x0F #x16)
 237           (movsldup #xF3 #x0F #x12)
 238           )
 239         do
 240         (format stream "~S~%~%"
 241                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name inst)) (segment dst src)
 242                   (:emitter
 243                    ,@(emit-ops ops)
 244                    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))))))
 245
 246
 247   ;; INSTRUCTIONS WITH /r IB8
 248   (loop for (inst . ops) in
 249         '(
 250           (pextrw #X66 #x0F #xC5)
 251           (pinsrw #x66 #x0F #xC4)
 252
 253           (pshufd #x66 #x0F #x70)
 254           (pshufhw #xF3 #x0F #x70)
 255           (pshuflw #xF2 #x0F #x70)
 256
 257           (shufpd #x66 #x0F #xC6)
 258           (shufps #x0F #xC6)
 259
 260           )
 261         do
 262         (format stream "~S~%~%"
 263                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name inst)) (segment dst src byte)
 264                   (:emitter
 265                    ,@(emit-ops ops)
 266                    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))
 267                    (emit-sized-immediate segment :byte byte)
 268                    ))))
 269
 270   ;; COMPARE
 271   (loop for (inst . ops) in
 272         '(
 273           (cmppd #x66 #x0F #xC2)
 274           (cmpps #x0F #xC2)
 275           (cmpsd #xF2 #x0F #xC2)
 276           (cmpss #xF3 #x0F #xC2)
 277           )
 278         do
 279         (format stream "~S~%~%"
 280                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name inst)) (segment dst src cond)
 281                   (:emitter
 282                    ,@(emit-ops ops)
 283                    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))
 284                    (emit-sized-immediate segment :byte (cdr (assoc cond
 285                                                                    '((:eq . #b000) (:e . #b000) (:z . #b000)
 286                                                                      (:l . #b001) (:nge . #b001)
 287                                                                      (:le . #b010) (:ng . #b010)
 288                                                                      (:unord . #b011)
 289                                                                      (:ne . #b100) (:nz . #b100)
 290                                                                      (:nl . #b101) (:ge . #b101)
 291                                                                      (:nle . #b110) (:g . #b110)
 292                                                                      (:ord . #b111)
 293                                                                      ))))
 294                    ))))
 295
 296   ;; MOVES
 297   (loop for (inst ops-m2r ops-r2m) in
 298         '(
 299           (movapd (#x66 #x0F #x28) (#x66 #x0F #x29))
 300           (movaps (#x0F #x28) (#x0F #x29))
 301
 302           (movd (#x66 #x0F #x6E) (#x66 #x0F #x7E))
 303
 304           (movdqa (#x66 #x0F #x6F) (#x66 #x0F #x7F))
 305           (movdqu (#xF3 #x0F #x6F) (#xF3 #x0F #x7F))
 306
 307           (movhpd (#x66 #x0F #x16) (#x66 #x0F #x17))
 308           (movhps (#x0F #x16) (#x0F #x17))
 309
 310           (movlpd (#x66 #x0F #x12) (#x66 #x0F #x13))
 311           (movlps (#x0F #x12) (#x0F #x13))
 312
 313           (movq (#xF3 #x0F #x7E) (#x66 #x0F #xD6))
 314
 315           (movsd (#xF2 #x0F #x10) (#xF2 #x0F #x11))
 316
 317           (movss (#xF3 #x0F #x10) (#xF3 #x0F #x11))
 318
 319           (movupd (#x66 #x0F #x10) (#x66 #x0F #x11))
 320           (movups (#x0F #x10) (#x0F #x11))
 321           )
 322         do
 323         (format stream "~S~%~%"
 324                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name inst)) (segment dst src)
 325                   (:emitter
 326                    (cond ((sse-register-p dst)
 327                           ,@(emit-ops ops-m2r)
 328                           (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))
 329                          (t ,@(emit-ops ops-r2m)
 330                             (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src))))))))
 331
 332   ;; misc
 333   (loop for (name mode . opcodes) in
 334         '(
 335           (pslld-ib 6 #x66 #x0F #x72)
 336           (pslldq-ib 7 #x66 #x0F #x73)
 337           (psllq-ib 6 #x66 #x0F #x73)
 338           (psllw-ib 6 #x66 #x0F #x71)
 339           (psrad-ib 4 #x66 #x0F #x72)
 340           (psraw-ib 4 #x66 #x0F #x71)
 341           (psrld-ib 2 #x66 #x0F #x72)
 342           (psrldq-ib 3 #x66 #x0F #x73)
 343           (psrlq-ib 2 #x66 #x0F #x73)
 344           (psrlw-ib 2 #x66 #x0F #x71)
 345           )
 346         do
 347         (format stream "~S~%~%"
 348                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name name)) (segment dst amount)
 349                   (:emitter
 350                    ,@(emit-ops opcodes)
 351                    (emit-ea segment dst ,mode)
 352                    (emit-byte segment amount)))))
 353
 354   )
 355
 356 (defun gen-ops-to-file (filename)
 357   (with-open-file (stream filename :direction :output :if-exists :supersede)
 358     (gen-ops stream)))