generate-sse-instructions.lisp

   1 #|
   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 (ib-forms:)
  46 PSLLD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
  47 PSLLDQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
  48 PSLLQ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
  49 PSLLW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
  50 PSRAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
  51 PSRAW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
  52 PSRLD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
  53 PSRLDQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
  54 PSRLQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
  55 PSRLW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
  56
  57 STMXCSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
  58
  59
  60 |#
  61
  62 (declaim (optimize (debug 3)))
  63
  64 (defun emit-ops (ops)
  65   (loop for op in ops
  66         collect `(emit-byte segment ,op) into result
  67         finally (return result)))
  68
  69
  70 (defun gen-ops (&optional (stream t))
  71
  72   ;;; instructions like:
  73   ;;; ADDPS xmm1, xmm2/mem128 0F 58 /r
  74   (loop for (inst . ops) in
  75         '(
  76           ;; single precision float
  77           (addps #x0F #x58)
  78           (addsubps #xF2 #x0F #xD0)
  79           (andnps #x0F #x55)
  80           (andps #x0F #x54)
  81           (divps #x0F #x5E)
  82           (haddps #xF2 #x0F #x7C)
  83           (hsubps #xF2 #x0F #x7D)
  84           (maxps #x0F #x5F)
  85           (minps #x0F #x5D)
  86           (mulps #x0F #x59)
  87           (orps #x0F #x56)
  88           (rcpps #x0F #x53)
  89           (rsqrtps #x0F #x52)
  90           (sqrtps #x0F #x51)
  91           (subps #x0F #x5C)
  92           (unpckhps #x0F #x15)
  93           (unpcklps #x0F #x14)
  94           (xorps #x0F #x57)
  95
  96           ;; double precision float
  97           (addpd #x66 #x0F #x58)
  98           (addsubpd #x66 #x0F #xD0)
  99           (andnpd #x66 #x0F #x55)
 100           (andpd #x66 #x0F #x54)
 101           (divpd #x66 #x0F #x5E)
 102           (haddpd #x66 #x0F #x7C)
 103           (hsubpd #x66 #x0F #x7D)
 104           (maxpd #x66 #x0F #x5F)
 105           (minpd #x66 #x0F #x5D)
 106           (mulpd #x66 #x0F #x59)
 107           (orpd #x66 #x0F #x56)
 108           (sqrtpd #x66 #x0F #x51)
 109           (subpd #x66 #x0F #x5C)
 110           (unpckhpd #x66 #x0F #x15)
 111           (unpcklpd #x66 #x0F #x14)
 112           (xorpd #x66 #x0F #x57)
 113
 114           ;; scalar double precision float
 115           (addsd #xF2 #x0F #x58)
 116           (comisd #x66 #x0F #x2F)
 117           (divsd #xF2 #x0F #x5E)
 118           (maxsd #xF2 #x0F #x5F)
 119           (minsd #xF2 #x0F #x5D)
 120           (mulsd #xF2 #x0F #x59)
 121           (sqrtsd #xF2 #x0F #x51)
 122           (subsd #xF2 #x0F #x5C)
 123           (ucomisd #x66 #x0F #x2E)
 124
 125           ;; scalar single precision float
 126           (addss #xF3 #x0F #x58)
 127           (comiss #x0F #x2F)
 128           (divss #xF3 #x0F #x5E)
 129           (maxss #xF3 #x0F #x5F)
 130           (minss #xF3 #x0F #x5D)
 131           (mulss #xF3 #x0F #x59)
 132           (rcpss #xF3 #x0F #x53)
 133           (rsqrtss #xF3 #x0F #x52)
 134           (sqrtss #xF3 #x0F #x51)
 135           (subss #xF3 #x0F #x5C)
 136           (ucomiss #x0F #x2E)
 137
 138
 139           ;; packed integer
 140           (packssdw #x66 #x0F #x6B)
 141           (packsswb #x66 #x0F #x63)
 142           (packuswb #x66 #x0F #x67)
 143
 144           (paddb #x66 #x0F #xFC)
 145           (paddd #x66 #x0F #xFE)
 146           (paddq #x66 #x0F #xD4)
 147           (paddsb #x66 #x0F #xEC)
 148           (paddsw #x66 #x0F #xED)
 149           (paddusb #x66 #x0F #xDC)
 150           (paddusw #x66 #x0F #xDD)
 151           (paddw #x66 #x0F #xFD)
 152
 153           (pand #x66 #x0F #xDB)
 154           (pandn #x66 #x0F #xDF)
 155
 156           (pavgb #x66 #x0F #xE0)
 157           (pavgw #x66 #x0F #xE3)
 158
 159           (pcmpeqb #x66 #x0F #x74)
 160           (pcmpeqd #x66 #x0F #x76)
 161           (pcmpeqw #x66 #x0F #x75)
 162           (pcmpgtb #x66 #x0F #x64)
 163           (pcmpgtd #x66 #x0F #x66)
 164           (pcmpgtw #x66 #x0F #x65)
 165
 166           (pmaddwd #x66 #x0F #xF5)
 167
 168           (pmaxsw #x66 #x0F #xEE)
 169           (pmaxub #x66 #x0F #xDE)
 170
 171           (pminsw #x66 #x0F #xEA)
 172           (pminub #x66 #x0F #xDA)
 173
 174           (pmovmskb #x66 #x0F #xD7)
 175
 176           (pmulhuw #x66 #x0F #xE4)
 177           (pmulhw #x66 #x0F #xE5)
 178           (pmullw #x66 #x0F #xD5)
 179           (pmuludq #x66 #x0F #xF4)
 180
 181           (por #x66 #x0F #xEB)
 182
 183           (psadbw #x66 #x0F #xF6)
 184           (pssld #x66 #x0F #xF2)
 185           (psllq #x66 #x0F #xF3)
 186           (psllw #x66 #x0F #xF1)
 187           (psrad #x66 #x0F #xE2)
 188           (psraw #x66 #x0F #xE2)
 189           (psrld #x66 #x0F #xD2)
 190           (psrlq #x66 #x0F #xD3)
 191           (psrlw #x66 #x0F #xD1)
 192
 193           (psubb #x66 #x0F #xF8)
 194           (psubd #x66 #x0F #xFA)
 195           (psubq #x66 #x0F #xFB)
 196           (psubsb #x66 #x0F #xE8)
 197           (psubsw #x66 #x0F #xE9)
 198           (psubusb #x66 #x0F #xD8)
 199           (psubusw #x66 #x0F #xD9)
 200           (psubw #x66 #x0F #xF9)
 201
 202           (punpckhbw #x66 #x0F #x68)
 203           (punpckhdq #x66 #x0F #x6A)
 204           (punpckhqdq #x66 #x0F #x6D)
 205           (punpckhwd #x66 #x0F #x69)
 206           (punpcklbw #x66 #x0F #x60)
 207           (punpckldq #x66 #x0F #x62)
 208           (punpcklqdq #x66 #x0F #x6C)
 209           (punpcklwd #x66 #x0F #x61)
 210
 211           (pxor #x66 #x0F #xEF)
 212
 213           ;; convert
 214           (cvtdq2pd #xF3 #x0F #xE6)
 215           (cvtdq2ps #x0F #x5B)
 216           (cvtpd2dq #xF2 #x0F #xE6)
 217           (cvtpd2pi #x66 #x0F #x2D)
 218           (cvtpd2ps #x66 #x0F #x5A)
 219           (cvtpi2pd #x66 #x0F #x2A)
 220           (cvtpi2ps #x0F #x2A)
 221           (cvtps2dq #x66 #x0F #x5B)
 222           (cvtps2pd #x0F #x5A)
 223           (cvtps2pi #x0F #x2D)
 224           (cvtsd2si #xF2 #x0F #x2D)
 225           (cvtsd2ss #xF2 #x0F #x5A)
 226           (cvtsi2sd #xF2 #x0F #x2A)
 227           (cvtsi2ss #xF3 #x0F #x2A)
 228           (cvtss2sd #xF3 #x0F #x5A)
 229           (cvtss2si #xF3 #x0F #x2D)
 230           (cvttpd2dq #x66 #x0F #xE6)
 231           (cvttpd2pi #x66 #x0F #x2C)
 232           (cvttps2dq #xF3 #x0F #x5B)
 233           (cvttps2pi #x0F #x2C)
 234           (cvttsd2si #xF2 #x0F #x2C)
 235           (cvttss2si #xF3 #x0F #x2C)
 236
 237           ;; misc
 238           (lddqu #xF2 #x0F #xF0)
 239           (maskmovdqu #x66 #x0F #xF7)
 240           (movddup #xF2 #x0F #x12)
 241           (movhlps #x0F #x12)
 242           (movlhps #x0F #x16)
 243           (movmskpd #x66 #x0F #x50)
 244           (movmskps #x0F #x50)
 245           (movntdq #x66 #x0F #XE7)
 246           (movntpd #x66 #x0F #x2B)
 247           (movntps #x0F #x2B)
 248           (movshdup #xF3 #x0F #x16)
 249           (movsldup #xF3 #x0F #x12)
 250           )
 251         do
 252         (format stream "~S~%~%"
 253                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name inst)) (segment dst src)
 254                   (:emitter
 255                    ,@(emit-ops ops)
 256                    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))))))
 257
 258
 259   ;; INSTRUCTIONS WITH /r IB8
 260   (loop for (inst . ops) in
 261         '(
 262           (pextrw #X66 #x0F #xC5)
 263           (pinsrw #x66 #x0F #xC4)
 264
 265           (pshufd #x66 #x0F #x70)
 266           (pshufhw #xF3 #x0F #x70)
 267           (pshuflw #xF2 #x0F #x70)
 268
 269           (shufpd #x66 #x0F #xC6)
 270           (shufps #x0F #xC6)
 271
 272           )
 273         do
 274         (format stream "~S~%~%"
 275                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name inst)) (segment dst src byte)
 276                   (:emitter
 277                    ,@(emit-ops ops)
 278                    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))
 279                    (emit-sized-immediate segment :byte byte)
 280                    ))))
 281
 282   ;; COMPARE
 283   (loop for (inst . ops) in
 284         '(
 285           (cmppd #x66 #x0F #xC2)
 286           (cmpps #x0F #xC2)
 287           (cmpsd #xF2 #x0F #xC2)
 288           (cmpss #xF3 #x0F #xC2)
 289           )
 290         do
 291         (format stream "~S~%~%"
 292                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name inst)) (segment dst src cond)
 293                   (:emitter
 294                    ,@(emit-ops ops)
 295                    (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst))
 296                    (emit-sized-immediate segment :byte (cdr (assoc cond
 297                                                                    '((:eq . #b000) (:e . #b000) (:z . #b000)
 298                                                                      (:l . #b001) (:nge . #b001)
 299                                                                      (:le . #b010) (:ng . #b010)
 300                                                                      (:unord . #b011)
 301                                                                      (:ne . #b100) (:nz . #b100)
 302                                                                      (:nl . #b101) (:ge . #b101)
 303                                                                      (:nle . #b110) (:g . #b110)
 304                                                                      (:ord . #b111)
 305                                                                      ))))
 306                    ))))
 307
 308   ;; MOVES
 309   (loop for (inst ops-m2r ops-r2m) in
 310         '(
 311           (movapd (#x66 #x0F #x28) (#x66 #x0F #x29))
 312           (movaps (#x0F #x28) (#x0F #x29))
 313
 314           (movd (#x66 #x0F #x6E) (#x66 #x0F #x7E))
 315
 316           (movdqa (#x66 #x0F #x6F) (#x66 #x0F #x7F))
 317           (movdqu (#xF3 #x0F #x6F) (#xF3 #x0F #x7F))
 318
 319           (movhpd (#x66 #x0F #x16) (#x66 #x0F #x17))
 320           (movhps (#x0F #x16) (#x0F #x17))
 321
 322           (movlpd (#x66 #x0F #x12) (#x66 #x0F #x13))
 323           (movlps (#x0F #x12) (#x0F #x13))
 324
 325           (movq (#xF3 #x0F #x7E) (#x66 #x0F #xD6))
 326
 327           (movsd (#xF2 #x0F #x10) (#xF2 #x0F #x11))
 328
 329           (movss (#xF3 #x0F #x10) (#xF3 #x0F #x11))
 330
 331           (movupd (#x66 #x0F #x10) (#x66 #x0F #x11))
 332           (movups (#x0F #x10) (#x0F #x11))
 333           )
 334         do
 335         (format stream "~S~%~%"
 336                 `(define-instruction ,(intern (symbol-name inst)) (segment dst src)
 337                   (:emitter
 338                    (cond ((sse-register-p dst)
 339                           ,@(emit-ops ops-m2r)
 340                           (emit-ea segment src (reg-tn-encoding dst)))
 341                          (t ,@(emit-ops ops-r2m)
 342                             (emit-ea segment dst (reg-tn-encoding src)))))))))
 343
 344 (defun gen-ops-to-file (filename)
 345   (with-open-file (stream filename :direction :output :if-exists :supersede)
 346     (gen-ops stream)))