generate-sse-instructions.lisp

   1 #|
   2
   3 instruction reference:
   4
   5 http://www.amd.com/us-en/assets/content_type/white_papers_and_tech_docs/26568.pdf
   6
   7
   8 TODO:
   9
  10 FXRSTOR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
  11 FXSAVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
  12
  13 LDMXCSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
  14
  15 MOVDQ2Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
  16
  17 MOVQ2DQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
  18
  19 (ib-forms:)
  20 PSLLD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
  21 PSLLDQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
  22 PSLLQ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
  23 PSLLW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
  24 PSRAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
  25 PSRAW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
  26 PSRLD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
  27 PSRLDQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
  28 PSRLQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
  29 PSRLW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
  30
  31 STMXCSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
  32
  33
  34 |#
  35
  36 (declaim (optimize (debug 3)))
  37
  38 (defun emit-ops (ops)
  39   (loop for op in ops
  40         collect `(emit-byte segment ,op) into result
  41         finally (return result)))
  42
  43
  44 (defun gen-ops (&optional (stream t))
  45
  46   ;;; instructions like:
  47   ;;; ADDPS xmm1, xmm2/mem128 0F 58 /r
  48   (loop for (inst . ops) in
  49         '(
  50           ;; single precision float
  51           (addps #x0F #x58)
  52           (addsubps #xF2 #x0F #xD0)
  53           (andnps #x0F #x55)
  54           (andps #x0F #x54)
  55           (divps #x0F #x5E)
  56           (haddps #xF2 #x0F #x7C)
  57           (hsubps #xF2 #x0F #x7D)
  58           (maxps #x0F #x5F)
  59           (minps #x0F #x5D)
  60           (mulps #x0F #x59)
  61           (orps #x0F #x56)
  62           (rcpps #x0F #x53)
  63           (rsqrtps #x0F #x52)
  64           (sqrtps #x0F #x51)
  65           (subps #x0F #x5C)
  66           (unpckhps #x0F #x15)
  67           (unpcklps #x0F #x14)
  68           (xorps #x0F #x57)
  69
  70           ;; double precision float
  71           (addpd #x66 #x0F #x58)
  72           (addsubpd #x66 #x0F #xD0)
  73           (andnpd #x66 #x0F #x55)
  74           (andpd #x66 #x0F #x54)
  75           (divpd #x66 #x0F #x5E)
  76           (haddpd #x66 #x0F #x7C)
  77           (hsubpd #x66 #x0F #x7D)
  78           (maxpd #x66 #x0F #x5F)
  79           (minpd #x66 #x0F #x5D)
  80           (mulpd #x66 #x0F #x59)
  81           (orpd #x66 #x0F #x56)
  82           (sqrtpd #x66 #x0F #x51)
  83           (subpd #x66 #x0F #x5C)
  84           (unpckhpd #x66 #x0F #x15)
  85           (unpcklpd #x66 #x0F #x14)
  86           (xorpd #x66 #x0F #x57)
  87
  88           ;; scalar double precision float
  89           (addsd #xF2 #x0F #x58)
  90           (comisd #x66 #x0F #x2F)
  91           (divsd #xF2 #x0F #x5E)
  92           (maxsd #xF2 #x0F #x5F)
  93           (minsd #xF2 #x0F #x5D)
  94           (mulsd #xF2 #x0F #x59)
  95           (sqrtsd #xF2 #x0F #x51)
  96           (subsd #xF2 #x0F #x5C)
  97           (ucomisd #x66 #x0F #x2E)
  98
  99           ;; scalar single precision float
 100           (addss #xF3 #x0F #x58)
 101           (comiss #x0F #x2F)
 102           (divss #xF3 #x0F #x5E)
 103           (maxss #xF3 #x0F #x5F)
 104           (minss #xF3 #x0F #x5D)
 105           (mulss #xF3 #x0F #x59)
 106           (rcpss #xF3 #x0F #x53)
 107           (rsqrtss #xF3 #x0F #x52)
 108           (sqrtss #xF3 #x0F #x51)
 109           (subss #xF3 #x0F #x5C)
 110           (ucomiss #x0F #x2E)
 111
 112
 113           ;; packed integer
 114           (packssdw #x66 #x0F #x6B)
 115           (packsswb #x66 #x0F #x63)
 116           (packuswb #x66 #x0F #x67)
 117
 118           (paddb #x66 #x0F #xFC)
 119           (paddd #x66 #x0F #xFE)
 120           (paddq #x66 #x0F #xD4)
 121           (paddsb #x66 #x0F #xEC)
 122           (paddsw #x66 #x0F #xED)
 123           (paddusb #x66 #x0F #xDC)
 124           (paddusw #x66 #x0F #xDD)
 125           (paddw #x66 #x0F #xFD)
 126
 127           (pand #x66 #x0F #xDB)
 128           (pandn #x66 #x0F #xDF)
 129
 130           (pavgb #x66 #x0F #xE0)
 131           (pavgw #x66 #x0F #xE3)
 132
 133           (pcmpeqb #x66 #x0F #x74)
 134           (pcmpeqd #x66 #x0F #x76)
 135           (pcmpeqw #x66 #x0F #x75)
 136           (pcmpgtb #x66 #x0F #x64)
 137           (pcmpgtd #x66 #x0F #x66)
 138           (pcmpgtw #x66 #x0F #x65)
 139
 140           (pmaddwd #x66 #x0F #xF5)
 141
 142           (pmaxsw #x66 #x0F #xEE)
 143           (pmaxub #x66 #x0F #xDE)
 144
 145           (pminsw #x66 #x0F #xEA)
 146           (pminub #x66 #x0F #xDA)
 147
 148           (pmovmskb #x66 #x0F #xD7)
 149
 150           (pmulhuw #x66 #x0F #xE4)
 151           (pmulhw #x66 #x0F #xE5)
 152           (pmullw #x66 #x0F #xD5)
 153           (pmuludq #x66 #x0F #xF4)
 154
 155           (por #x66 #x0F #xEB)
 156
 157           (psadbw #x66 #x0F #xF6)
 158           (pssld #x66 #x0F #xF2)
 159           (psllq #x66 #x0F #xF3)
 160           (psllw #x66 #x0F #xF1)
 161           (psrad #x66 #x0F #xE2)
 162           (psraw #x66 #x0F #xE2)
 163           (psrld #x66 #x0F #xD2)
 164           (psrlq #x66 #x0F #xD3)
 165           (psrlw #x66 #x0F #xD1)
 166
 167           (psubb #x66 #x0F #xF8)
 168           (psubd #x66 #x0F #xFA)
 169           (psubq #x66 #x0F #xFB)
 170           (psubsb #x66 #x0F #xE8)
 171           (psubsw #x66 #x0F #xE9)
 172           (psubusb #x66 #x0F #xD8)
 173           (psubusw #x66 #x0F #xD9)
 174           (psubw #x66 #x0F #xF9)
 175
 176           (punpckhbw #x66 #x0F #x68)
 177           (punpckhdq #x66 #x0F #x6A)
 178           (punpckhqdq #x66 #x0F #x6D)
 179           (punpckhwd #x66 #x0F #x69)
 180           (punpcklbw #x66 #x0F #x60)
 181           (punpckldq #x66 #x0F #x62)
 182           (punpcklqdq #x66 #x0F #x6C)
 183           (punpcklwd #x66 #x0F #x61)
 184
 185           (pxor #x66 #x0F #xEF)
 186
 187           ;; convert
 188           (cvtdq2pd #xF3 #x0F #xE6)
 189           (cvtdq2ps #x0F #x5B)
 190           (cvtpd2dq #xF2 #x0F #xE6)
 191           (cvtpd2pi #x66 #x0F #x2D)
 192           (cvtpd2ps #x66 #x0F #x5A)
 193           (cvtpi2pd #x66 #x0F #x2A)
 194           (cvtpi2ps #x0F #x2A)
 195           (cvtps2dq #x66 #x0F #x5B)
 196           (cvtps2pd #x0F #x5A)
 197           (cvtps2pi #x0F #x2D)
 198           (cvtsd2si #xF2 #x0F #x2D)
 199           (cvtsd2ss #xF2 #x0F #x5A)
 200           (cvtsi2sd #xF2 #x0F #x2A)
 201           (cvtsi2ss #xF3 #x0F #x2A)
 202           (cvtss2sd #xF3 #x0F #x5A)
 203           (cvtss2si #xF3 #x0F #x2D)
 204           (cvttpd2dq #x66 #x0F #xE6)
 205           (cvttpd2pi #x66 #x0F #x2C)
 206           (cvttps2dq #xF3 #x0F #x5B)
 207           (cvttps2pi #x0F #x2C)
 208           (cvttsd2si #xF2 #x0F #x2C)
 209           (cvttss2si #xF3 #x0F #x2C)
 210
 211           ;; misc
 212           (lddqu #xF2 #x0F #xF0)
 213           (maskmovdqu #x66 #x0F #xF7)
 214           (movddup #xF2 #x0F #x12)
 215           (movhlps #x0F #x12)
 216           (movlhps #x0F #x16)
 217           (movmskpd #x66 #x0F #x50)
 218           (movmskps #x0F #x50)
 219           (movntdq #x66 #x0F #XE7)
 220           (movntpd #x66 #x0F #x2B)
 221           (movntps #x0F #x2B)
 222           (movshdup #xF3 #x0F #x16)
 223           (movsldup #xF3 #x0F #x12)
 224           )
 225         do
 226         (format stream "~S~%~%"
 227                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name inst)) (segment dst src)
 228                   (:emitter
 229                    ,@(emit-ops ops)
 230                    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))))))
 231
 232
 233   ;; INSTRUCTIONS WITH /r IB8
 234   (loop for (inst . ops) in
 235         '(
 236           (pextrw #X66 #x0F #xC5)
 237           (pinsrw #x66 #x0F #xC4)
 238
 239           (pshufd #x66 #x0F #x70)
 240           (pshufhw #xF3 #x0F #x70)
 241           (pshuflw #xF2 #x0F #x70)
 242
 243           (shufpd #x66 #x0F #xC6)
 244           (shufps #x0F #xC6)
 245
 246           )
 247         do
 248         (format stream "~S~%~%"
 249                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name inst)) (segment dst src byte)
 250                   (:emitter
 251                    ,@(emit-ops ops)
 252                    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))
 253                    (emit-sized-immediate segment :byte byte)
 254                    ))))
 255
 256   ;; COMPARE
 257   (loop for (inst . ops) in
 258         '(
 259           (cmppd #x66 #x0F #xC2)
 260           (cmpps #x0F #xC2)
 261           (cmpsd #xF2 #x0F #xC2)
 262           (cmpss #xF3 #x0F #xC2)
 263           )
 264         do
 265         (format stream "~S~%~%"
 266                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name inst)) (segment dst src cond)
 267                   (:emitter
 268                    ,@(emit-ops ops)
 269                    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))
 270                    (emit-sized-immediate segment :byte (cdr (assoc cond
 271                                                                    '((:eq . #b000) (:e . #b000) (:z . #b000)
 272                                                                      (:l . #b001) (:nge . #b001)
 273                                                                      (:le . #b010) (:ng . #b010)
 274                                                                      (:unord . #b011)
 275                                                                      (:ne . #b100) (:nz . #b100)
 276                                                                      (:nl . #b101) (:ge . #b101)
 277                                                                      (:nle . #b110) (:g . #b110)
 278                                                                      (:ord . #b111)
 279                                                                      ))))
 280                    ))))
 281
 282   ;; MOVES
 283   (loop for (inst ops-m2r ops-r2m) in
 284         '(
 285           (movapd (#x66 #x0F #x28) (#x66 #x0F #x29))
 286           (movaps (#x0F #x28) (#x0F #x29))
 287
 288           (movd (#x66 #x0F #x6E) (#x66 #x0F #x7E))
 289
 290           (movdqa (#x66 #x0F #x6F) (#x66 #x0F #x7F))
 291           (movdqu (#xF3 #x0F #x6F) (#xF3 #x0F #x7F))
 292
 293           (movhpd (#x66 #x0F #x16) (#x66 #x0F #x17))
 294           (movhps (#x0F #x16) (#x0F #x17))
 295
 296           (movlpd (#x66 #x0F #x12) (#x66 #x0F #x13))
 297           (movlps (#x0F #x12) (#x0F #x13))
 298
 299           (movq (#xF3 #x0F #x7E) (#x66 #x0F #xD6))
 300
 301           (movsd (#xF2 #x0F #x10) (#xF2 #x0F #x11))
 302
 303           (movss (#xF3 #x0F #x10) (#xF3 #x0F #x11))
 304
 305           (movupd (#x66 #x0F #x10) (#x66 #x0F #x11))
 306           (movups (#x0F #x10) (#x0F #x11))
 307           )
 308         do
 309         (format stream "~S~%~%"
 310                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name inst)) (segment dst src)
 311                   (:emitter
 312                    (cond ((sse-register-p dst)
 313                           ,@(emit-ops ops-m2r)
 314                           (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))
 315                          (t ,@(emit-ops ops-r2m)
 316                             (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src)))))))))
 317
 318 (defun gen-ops-to-file (filename)
 319   (with-open-file (stream filename :direction :output :if-exists :supersede)
 320     (gen-ops stream)))