machine.fasm

   1 ;;; This file define/describes the "machine"
   2 ;;;
   3 ;;; Abstract Machine:
   4 ;;; https://en.wikibooks.org/wiki/X86_Assembly/X86_Architecture
   5 ;;;
   6 ;;; General Purpose Registers ( * marks those used in syscalls )
   7 ;;;  *rax = ( -, eax = ( -, ax = ( ah, al) )) "accumulator"
   8 ;;;   rbx = ( -, ebx = ( -, bx = ( bh, bl) )) "base"
   9 ;;;  *rcx = ( -, ecx = ( -, cx = ( ch, cl) )) "counter"
  10 ;;;  *rdx = ( -, edx = ( -, dx = ( dh, dl) )) "data"
  11 ;;;   rsp = ( -, esp = ( -, sp = ( -, spl) )) "stack pointer"
  12 ;;;   rbp = ( -, ebp = ( -, bp = ( -, bpl) )) "stack base pointer"
  13 ;;;  *rsi = ( -, esi = ( -, si = ( -, sil) )) "source"
  14 ;;;  *rdi = ( -, edi = ( -, di = ( -, dil) )) "destination"
  15 ;;;  *r8
  16 ;;;  *r9
  17 ;;;   r10
  18 ;;;  *r11
  19 ;;;   r12
  20 ;;;   r13
  21 ;;;   r14
  22 ;;;   r15
  23 ;;; clobbers rdi rsi rdx rcx r8 r9 r11
  24 ;;; rax = syscall id
  25 ;;;
  26 ;;; Segment Registers
  27 ;;;   SS "Stack Segment"
  28 ;;;   CS "Code Segment"
  29 ;;;   DS "Data Segment"
  30 ;;;   ES "Extra Segment"
  31 ;;;   FS "more Extra Segment"
  32 ;;;   GS "more more Extra Segment"
  33 ;;;
  34 ;;; EFLAGS Register
  35 ;;;   0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,ID,VIP,VIF,AC,VM,RF,
  36 ;;;   0,NT,[IOPL,IOPL],OF,DF,IF,TF,SF,ZF,0,AF,0,PF,1,CF
  37 ;;;
  38 ;;; Instruction pointer
  39 ;;;   EIP
  40 ;;;
  41 ;;; Syscall allocations
  42 ;;; clobbers rdi rsi rdx rcx r8 r9 r11
  43 ;;; rax = syscall id
  44 ;;;
  45 ;;; function calling
  46
  47 ;;; FORTH model
  48 ;;; rsp = data stack pointer
  49 ;;; rbp = frame pointer
  50 ;;; rdi = frame stack
  51 ;;; rsi = instruction pointer
  52
  53 ;;; ========================================
  54 ;;; The next macro "moves" execution to the next FORTH instruction,
  55 ;;; using rsi as instruction pointer.
  56
  57         macro next {
  58         lodsq                   ; mov rax, qword [rsi]
  59                                 ; add rsi,8
  60         jmp qword [rax]         ; goto code of that FORTH word
  61         }
  62
  63 ;;; ========================================
  64 ;;; The pushr macro pushes x onto the return stack
  65 ;;; The popr macro pops x from the return stack
  66         macro pushr x {
  67         sub rbp, 8
  68         mov qword [rbp], x
  69         }
  70
  71         macro popr x {
  72         mov x, [rbp]
  73         add rbp, 8
  74         }
  75
  76 ;;; ========================================
  77 ;;;
  78
  79         previous_word = 0
  80
  81         ;; Macro WORD starts a FORTH word definition in this code
  82         macro WORD label, name, doer, flags {
  83 label#_tfa:
  84         ;; TFA
  85         dq previous_word
  86         ;; PFA
  87 label#_word:
  88         previous_word = label#_word
  89         db flags + 0
  90         db label - $ - 1
  91         db name
  92         ;; CFA = pointer to "interpreter"
  93 label:
  94         dq doer
  95         }
  96
  97         ;; Macro WORD_assembler begins an assembler implementation
  98         macro WORD_assembler label, name, flags {
  99         WORD label, name, label#_code, flags
 100 label#_code:
 101         }