RPCSX/xbyak
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xbyak/readme.txt
MITSUNARI Shigeo 6f8d5054aa update version
2013-03-27 17:50:42 +09:00

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Plaintext
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C++用x86(IA-32), x64(AMD64, x86-64) JITアセンブラ Xbyak 3.80
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◎概要
これはx86, x64(AMD64, x86-64)のマシン語命令を生成するC++のクラスライブラリです。
プログラム実行時に動的にアセンブルすることが可能です。
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◎特徴
・ヘッダファイルオンリー
xbyak.hをインクルードするだけですぐ利用することができます。
C++の枠組み内で閉じているため、外部アセンブラは不要です。
32bit/64bit両対応です。
対応ニーモニック:特権命令除くx86, MMX/MMX2/SSE/SSE2/SSE3/SSSE3/SSE4/FPU(一部)/AVX
・Windows Xp(32bit, 64bit), Vista/Linux(32bit, 64bit)/Intel Mac対応
Windows Xp上ではVC2005 Express Ed., VC2008, VC2010,
Windows Vista
Linux (kernel 2.4.32)上ではgcc 4.5.0, CentOS 5.1上ではgcc 4.1.2
Intel Mac
などで動作確認をしています。
※ Xbyakはデフォルトでand(), or(), xor(), not()関数を使います。
gccではそれらを演算子として解釈してしまうため、-fno-operator-namesオプションを追加してコンパイルしてください。
あるいはXBYAK_NO_OP_NAMESを定義してand_(), or_(), xor_(), not_()を使ってください。
and_(), or_(), xor_(), not_()はXBYAK_NO_OP_NAMESされていないときでも使えます。
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◎準備
xbyak.h
xbyak_bin2hex.h
xbyak_mnemonic.h
これらを同一のパスに入れてインクルードパスに追加してください。
Linuxではmake installで/usr/local/include/xbyakにコピーされます。
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◎新機能
AutoGrowモード追加
これはメモリ伸長を動的に行うモードです。
今まではXbyak::CodeGenerator()に渡したメモリサイズを超えると例外が発生して
いましたが、このモードでは内部でメモリを再確保して伸長します。
ただし、getCode()を呼び出す前にジャンプ命令のアドレス解決をするためにready()
関数を呼ぶ必要があります。
次のように使います。
struct Code : Xbyak::CodeGenerator {
Code()
: Xbyak::CodeGenerator(<default memory size>, Xbyak::AutoGrow)
{
...
}
};
Code c;
c.ready(); // この呼び出しを忘れてはいけない
注意1. ready()を呼んで確定するまではgetCurr()で得たポインタは無効化されている
可能性があります。getSize()でoffsetを保持しておきready()のあとにgetCode()を
呼び出してからgetCode() + offsetで新しいポインタを取得してください。
注意2. AutoGrowモードでは64bitモードの相対アドレッシング[rip]は非サポートです。
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◎文法
Xbyak::CodeGeneratorクラスを継承し、そのクラスメソッド内でx86, x64アセンブラを
記述します。そのメソッドを呼び出した後、getCode()メソッドを呼び出し、その戻
り値を自分が使いたい関数ポインタに変換して利用します。アセンブルエラーは例外
により通知されます(cf. main.cpp)。
・基本的にnasmの命令で括弧をつければよいです。
mov eax, ebx --> mov(eax, ebx);
inc ecx inc(ecx);
ret --> ret();
・アドレッシング
(ptr|dword|word|byte) [base + index * (1|2|4|8) + displacement]
[rip + 32bit disp] ; x64 only
という形で指定します。サイズを指定する必要がない限りptrを使えばよいです。
セレクタはサポートしていません。
mov eax, [ebx+ecx] --> mov (eax, ptr[ebx+ecx]);
test byte [esp], 4 --> test (byte [esp], 4);
(注意) dword, word, byteはメンバ変数です。従ってたとえばunsigned intの
つもりでdwordをtypedefしないでください。
・AVX
大抵の3オペランド形式の命令はデスティネーションを省略した形で呼び出すことができます。
FMAについては簡略表記を導入するか検討中です(アイデア募集中)。
vaddps(xmm1, xmm2, xmm3); // xmm1 <- xmm2 + xmm3
vaddps(xmm2, xmm3); // xmm2 <- xmm2 + xmm3
vaddps(xmm2, xmm3, ptr [rax]); // メモリアクセスはptrで
vfmadd231pd(xmm1, xmm2, xmm3); // xmm1 <- (xmm2 * xmm3) + xmm1
・ラベル
L(文字列);
で定義します。ジャンプするときはその文字列を指定します。後方参照も可能ですが、
相対アドレスが8ビットに収まらない場合はT_NEARをつけないと実行時に例外が発生
します。
mov(eax, "L2");の様にラベルが表すアドレスをmovの即値として使えます。
・hasUndefinedLabel()を呼び出して真ならジャンプ先が存在しないことを示します。
コードを見直してください。
L("L1");
jmp ("L1");
jmp ("L2");
...
少しの命令の場合。
...
L("L2");
jmp ("L3", T_NEAR);
...
沢山の命令がある場合
...
L("L3");
<応用編>
1. MASMライクな@@, @f, @bをサポート
L("@@"); // <A>
jmp("@b"); // jmp to <A>
jmp("@f"); // jmp to <B>
L("@@"); // <B>
jmp("@b"); // jmp to <B>
mov(eax, "@b");
jmp(eax); // jmp to <B>
2. ラベルの局所化
ピリオドで始まるラベルをinLocalLabel(), outLocalLabel()で挟むことで局所化できます。
inLocalLabel(), outLocalLabel()は入れ子にすることができます。
void func1()
{
inLocalLabel();
L(".lp"); // <A> ; ローカルラベル
...
jmp(".lp"); // jmpt to <A>
L("aaa"); // グローバルラベル
outLocalLabel();
}
void func2()
{
inLocalLabel();
L(".lp"); // <B> ; ローカルラベル
func1();
jmp(".lp"); // jmp to <B>
outLocalLabel();
}
上記サンプルではinLocalLabel(), outLocalLabel()が無いと、
".lp"ラベルの二重定義エラーになります。
・Xbyak::CodeGenerator()コンストラクタインタフェース
@param maxSize [in] コード生成最大サイズ(デフォルト2048byte)
@param userPtr [in] ユーザ指定メモリ
CodeGenerator(size_t maxSize = DEFAULT_MAX_CODE_SIZE, void *userPtr = 0);
デフォルトコードサイズは4096(=DEFAULT_MAX_CODE_SIZE)バイトです。
それより大きなコードを生成する場合はCodeGenerator()のコンストラクタに指定してください。
class Quantize : public Xbyak::CodeGenerator {
public:
Quantize()
: CodeGenerator(8192)
{
}
...
};
またユーザ指定メモリをコード生成最大サイズと共に指定すると、CodeGeneratorは
指定されたメモリ上にバイト列を生成します。
補助関数として指定されたアドレスの実行属性を変更するCodeArray::protect()と
与えられたポインタからアライメントされたポインタを取得するCodeArray::getAlignedAddress()
も用意しました。詳細はsample/test0.cppのuse memory allocated by userを参考に
してください。
/**
change exec permission of memory
@param addr [in] buffer address
@param size [in] buffer size
@param canExec [in] true(enable to exec), false(disable to exec)
@return true(success), false(failure)
*/
bool CodeArray::protect(const void *addr, size_t size, bool canExec);
/**
get aligned memory pointer
*/
uint8 *CodeArray::getAlignedAddress(uint8 *addr, size_t alignedSize = ALIGN_SIZE);
その他詳細は各種サンプルを参照してください。
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◎マクロ
32bit環境上でコンパイルするとXBYAK32が、64bit環境上でコンパイルするとXBYAK64が
定義されます。さらに64bit環境上ではWindows(VC)ならXBYAK64_WIN、cygwin, gcc上では
XBYAK64_GCCが定義されます。
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◎使用例
test0.cpp ; 簡単な例(x86, x64)
quantize.cpp ; 割り算のJITアセンブルによる量子化の高速化(x86)
calc.cpp ; 与えられた多項式をアセンブルして実行(x86, x64)
boost(http://www.boost.org/)が必要
bf.cpp ; JIT Brainfuck(x86, x64)
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◎注意
MMX/SSE命令はほぼ全て実装されていますが、3D Now!命令や、一部の特殊な
命令は現時点では実装されていません。FPUの80bit浮動小数はサポートしていません。
何かご要望があればご連絡ください。
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◎ライセンス
修正された新しいBSDライセンスに従います。
http://opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
sample/{echo,hello}.bfは http://www.kmonos.net/alang/etc/brainfuck.php から
いただきました。
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◎履歴
2013/03/27 ver 3.80 mov(reg, "label");をサポート
2013/03/13 ver 3.76 cqo, jcxz, jecxz, jrcxz追加
2013/01/15 ver 3.75 生成されたコードを修正するためにsetSize()を追加
2013/01/12 ver 3.74 CodeGenerator::reset()とAllocator::useProtect()を追加
2013/01/06 ver 3.73 可能ならunordered_mapを使う
2012/12/04 ver 3.72 eaxなどをCodeGeneratorのメンバ変数に戻す. Xbyak::util::eaxはstatic const変数
2012/11/17 ver 3.71 and_(), or_(), xor_(), not_()をXBYAK_NO_OP_NAMESが定義されていないときでも使えるようにした
2012/11/17 CodeGeneratorのeax, ecx, ptrなどのメンバ変数をstaticにし、const参照をXbyak::utilにも定義
2012/11/09 ver 3.70 and()をand_()にするためのマクロXBYAK_NO_OP_NAMESを追加(thanks to Mattias)
2012/11/01 ver 3.62 add fwait/fnwait/finit/fninit
2012/11/01 ver 3.61 add fldcw/fstcw
2012/05/03 ver 3.60 Allocatorクラスのインタフェースを変更
2012/03/23 ver 3.51 userPtrモードがバグったのを修正
2012/03/19 ver 3.50 AutoGrowモードサポート
2011/11/09 ver 3.05 rip相対の64bitサイズ以外の扱いのバグ修正 / movsxdサポート
2011/08/15 ver 3.04 add(dword [ebp-8], 0xda);などにおけるimm8の扱いのバグ修正(thanks to lolcat)
2011/06/16 ver 3.03 Macのgcc上での__GNUC_PREREQがミスってたのを修正(thanks to t_teruya)
2011/04/28 ver 3.02 Macのgcc上ではxgetbvをdisable
2011/03/24 ver 3.01 fix typo of OSXSAVE
2011/03/23 ver 3.00 vcmpeqpsなどを追加
2011/02/16 ver 2.994 beta add vmovq for 32-bit mode(I forgot it)
2011/02/16 ver 2.993 beta remove cvtReg to avoid thread unsafe
2011/02/10 ver 2.992 beta support one argument syntax for fadd like nasm
2011/02/07 ver 2.991 beta fix pextrw reg, xmm, imm(Thanks to Gabest)
2011/02/04 ver 2.99 beta support AVX
2010/12/08 ver 2.31 fix ptr [rip + 32bit offset], support rtdscp
2010/10/19 ver 2.30 support pclmulqdq, aesdec, aesdeclast, aesenc, aesenclast, aesimc, aeskeygenassist
2010/07/07 ver 2.29 fix call(<label>)
2010/06/17 ver 2.28 move some member functions to public
2010/06/01 ver 2.27 support encoding of mov(reg64, imm) like yasm(not nasm)
2010/05/24 ver 2.26 fix sub(rsp, 1000)
2010/04/26 ver 2.25 add jc/jnc(I forgot to implement them...)
2010/04/16 ver 2.24 change the prototype of rewrite() method
2010/04/15 ver 2.23 fix align() and xbyak_util.h for Mac
2010/02/16 ver 2.22 fix inLocalLabel()/outLocalLabel()
2009/12/09 ver 2.21 support cygwin(gcc 4.3.2)
2009/11/28 ver 2.20 FPUの一部命令サポート
2009/06/25 ver 2.11 64bitモードでの mov(qword[rax], imm); 修正(thanks to Martinさん)
2009/03/10 ver 2.10 jmp/call reg64の冗長なREG.W削除
2009/02/24 ver 2.09 movq reg64, mmx/xmm; movq mmx/xmm, reg64追加
2009/02/13 ver 2.08 movd(xmm7, dword[eax])が0x66を落とすバグ修正(thanks to Gabestさん)
2008/12/30 ver 2.07 call()の相対アドレスが8bit以下のときのバグ修正(thanks to katoさん)
2008/09/18 ver 2.06 @@, @f, @bとラベルの局所化機能追加(thanks to nobu-qさん)
2008/09/18 ver 2.05 ptr [rip + 32bit offset]サポート(thanks to 団子厨(Dango-Chu)さん)
2008/06/03 ver 2.04 align()のポカミス修正。mov(ptr[eax],1);などをエラーに
2008/06/02 ver 2.03 ユーザ定義メモリインタフェースサポート
2008/05/26 ver 2.02 protect()(on Linux)で不正な設定になることがあるのを修正(thanks to sinichiro_hさん)
2008/04/30 ver 2.01 cmpxchg16b, cdqe追加
2008/04/29 ver 2.00 x86/x64-64版公開
2008/04/25 ver 1.90 x64版β公開
2008/04/18 ver 1.12 コード整理
2008/04/14 ver 1.11 コード整理
2008/03/12 ver 1.10 bsf/bsr追加(忘れていた)
2008/02/14 ver 1.09 sub eax, 1234が16bitモードで出力されていたのを修正(thanks to Robertさん)
2007/11/05 ver 1.08 lock, xadd, xchg追加
2007/11/02 ver 1.07 SSSE3/SSE4対応(thanks to 団子厨(Dango-Chu)さん)
2007/09/25 ver 1.06 call((int)関数ポインタ); jmp((int)関数ポインタ);のサポート
2007/08/04 ver 1.05 細かい修正
2007/02/04 後方へのジャンプでT_NEARをつけないときに8bit相対アドレスに入らない
場合に例外が発生しないバグの修正
2007/01/21 [disp]の形のアドレス生成のバグ修正
mov (eax|ax|al, [disp]); mov([disp], eax|ax|al);の短い表現選択
2007/01/17 webページ作成
2007/01/04 公開開始
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◎著作権者
光成滋生(MITSUNARI Shigeo, herumi at nifty dot com)
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$Revision: 1.56 $
$Date: 2010/04/16 11:58:22 $
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