src/assembly/x86-64/arith.lisp

   1 ;;;; simple cases for generic arithmetic
   2
   3 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
   4 ;;;; more information.
   5 ;;;;
   6 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
   7 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
   8 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
   9 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
  10 ;;;; files for more information.
  11
  12 (in-package "SB!VM")
  13 \f
  14 ;;;; addition, subtraction, and multiplication
  15
  16 (macrolet ((define-generic-arith-routine ((fun cost) &body body)
  17              `(define-assembly-routine (,(symbolicate "GENERIC-" fun)
  18                                         (:cost ,cost)
  19                                         (:return-style :full-call)
  20                                         (:translate ,fun)
  21                                         (:policy :safe)
  22                                         (:save-p t))
  23                 ((:arg x (descriptor-reg any-reg) rdx-offset)
  24                  (:arg y (descriptor-reg any-reg)
  25                        ;; this seems wrong esi-offset -- FIXME: What's it mean?
  26                        rdi-offset)
  27
  28                  (:res res (descriptor-reg any-reg) rdx-offset)
  29
  30                  (:temp rax unsigned-reg rax-offset)
  31                  (:temp rbx unsigned-reg rbx-offset)
  32                  (:temp rcx unsigned-reg rcx-offset))
  33
  34                 (declare (ignorable rbx))
  35
  36                 (inst test x 7)  ; fixnum?
  37                 (inst jmp :nz DO-STATIC-FUN) ; no - do generic
  38                 (inst test y 7)  ; fixnum?
  39                 (inst jmp :z DO-BODY)   ; yes - doit here
  40
  41                 DO-STATIC-FUN
  42                 (inst pop rax)
  43                 (inst push rbp-tn)
  44                 (inst lea
  45                       rbp-tn
  46                       (make-ea :qword :base rsp-tn :disp n-word-bytes))
  47                 (inst sub rsp-tn (fixnumize 2))
  48                 (inst push rax)  ; callers return addr
  49                 (inst mov rcx (fixnumize 2)) ; arg count
  50                 (inst jmp
  51                       (make-ea :qword
  52                                :disp (+ nil-value
  53                                         (static-fun-offset
  54                                          ',(symbolicate "TWO-ARG-" fun)))))
  55
  56                 DO-BODY
  57                 ,@body)))
  58
  59   (define-generic-arith-routine (+ 10)
  60     (move res x)
  61     (inst add res y)
  62     (inst jmp :no OKAY)
  63     (inst rcr res 1)                  ; carry has correct sign
  64     (inst sar res 2)                  ; remove type bits
  65
  66     (move rcx res)
  67
  68     (with-fixed-allocation (res bignum-widetag (1+ bignum-digits-offset))
  69       (storew rcx res bignum-digits-offset other-pointer-lowtag))
  70
  71     OKAY)
  72
  73   (define-generic-arith-routine (- 10)
  74     (move res x)
  75     (inst sub res y)
  76     (inst jmp :no OKAY)
  77     (inst cmc)                        ; carry has correct sign now
  78     (inst rcr res 1)
  79     (inst sar res 2)                  ; remove type bits
  80
  81     (move rcx res)
  82
  83     (with-fixed-allocation (res bignum-widetag (1+ bignum-digits-offset))
  84       (storew rcx res bignum-digits-offset other-pointer-lowtag))
  85     OKAY)
  86
  87   (define-generic-arith-routine (* 30)
  88     (move rax x)                   ; must use eax for 64-bit result
  89     (inst sar rax 3)               ; remove *4 fixnum bias
  90     (inst imul y)                  ; result in edx:eax
  91     (inst jmp :no OKAY)            ; still fixnum
  92
  93     ;; zzz jrd changed edx to ebx in here, as edx isn't listed as a temp, above
  94     ;;     pfw says that loses big -- edx is target for arg x and result res
  95     ;;     note that 'edx' is not defined -- using x
  96     (inst shrd rax x 3)            ; high bits from edx
  97     (inst sar x 3)                 ; now shift edx too
  98
  99     (move rcx x)                   ; save high bits from cqo
 100     (inst cqo)                     ; edx:eax <- sign-extend of eax
 101     (inst cmp x rcx)
 102     (inst jmp :e SINGLE-WORD-BIGNUM)
 103
 104     (with-fixed-allocation (res bignum-widetag (+ bignum-digits-offset 2))
 105       (storew rax res bignum-digits-offset other-pointer-lowtag)
 106       (storew rcx res (1+ bignum-digits-offset) other-pointer-lowtag))
 107     (inst jmp DONE)
 108
 109     SINGLE-WORD-BIGNUM
 110
 111     (with-fixed-allocation (res bignum-widetag (1+ bignum-digits-offset))
 112       (storew rax res bignum-digits-offset other-pointer-lowtag))
 113     (inst jmp DONE)
 114
 115     OKAY
 116     (move res rax)
 117     DONE))
 118 \f
 119 ;;;; negation
 120
 121 (define-assembly-routine (generic-negate
 122                           (:cost 10)
 123                           (:return-style :full-call)
 124                           (:policy :safe)
 125                           (:translate %negate)
 126                           (:save-p t))
 127                          ((:arg x (descriptor-reg any-reg) rdx-offset)
 128                           (:res res (descriptor-reg any-reg) rdx-offset)
 129
 130                           (:temp rax unsigned-reg rax-offset)
 131                           (:temp rcx unsigned-reg rcx-offset))
 132   (inst test x 7)
 133   (inst jmp :z FIXNUM)
 134
 135   (inst pop rax)
 136   (inst push rbp-tn)
 137   (inst lea rbp-tn (make-ea :qword :base rsp-tn :disp n-word-bytes))
 138   (inst sub rsp-tn (fixnumize 2))
 139   (inst push rax)
 140   (inst mov rcx (fixnumize 1))    ; arg count
 141   (inst jmp (make-ea :qword
 142                      :disp (+ nil-value (static-fun-offset '%negate))))
 143
 144   FIXNUM
 145   (move res x)
 146   (inst neg res)                        ; (- most-negative-fixnum) is BIGNUM
 147   (inst jmp :no OKAY)
 148   (inst shr res 3)                    ; sign bit is data - remove type bits
 149   (move rcx res)
 150
 151   (with-fixed-allocation (res bignum-widetag (1+ bignum-digits-offset))
 152     (storew rcx res bignum-digits-offset other-pointer-lowtag))
 153
 154   OKAY)
 155 \f
 156 ;;;; comparison
 157
 158 (macrolet ((define-cond-assem-rtn (name translate static-fn test)
 159              `(define-assembly-routine (,name
 160                                         (:cost 10)
 161                                         (:return-style :full-call)
 162                                         (:policy :safe)
 163                                         (:translate ,translate)
 164                                         (:save-p t))
 165                 ((:arg x (descriptor-reg any-reg) rdx-offset)
 166                  (:arg y (descriptor-reg any-reg) rdi-offset)
 167
 168                  (:res res descriptor-reg rdx-offset)
 169
 170                  (:temp eax unsigned-reg rax-offset)
 171                  (:temp ecx unsigned-reg rcx-offset))
 172
 173                 ;; KLUDGE: The "3" here is a mask for the bits which will be
 174                 ;; zero in a fixnum. It should have a symbolic name. (Actually,
 175                 ;; it might already have a symbolic name which the coder
 176                 ;; couldn't be bothered to use..) -- WHN 19990917
 177                 (inst test x 7)
 178                 (inst jmp :nz TAIL-CALL-TO-STATIC-FN)
 179                 (inst test y 7)
 180                 (inst jmp :z INLINE-FIXNUM-COMPARE)
 181
 182                 TAIL-CALL-TO-STATIC-FN
 183                 (inst pop eax)
 184                 (inst push rbp-tn)
 185                 (inst lea rbp-tn (make-ea :qword
 186                                           :base rsp-tn
 187                                           :disp n-word-bytes))
 188                 (inst sub rsp-tn (fixnumize 2)) ; FIXME: Push 2 words on stack,
 189                                                 ; weirdly?
 190                 (inst push eax)
 191                 (inst mov ecx (fixnumize 2)) ; FIXME: FIXNUMIZE and
 192                                         ; SINGLE-FLOAT-BITS are parallel,
 193                                         ; should be named parallelly.
 194                 (inst jmp (make-ea :qword
 195                                    :disp (+ nil-value
 196                                             (static-fun-offset ',static-fn))))
 197
 198                 INLINE-FIXNUM-COMPARE
 199                 (inst cmp x y)
 200                 (inst mov res nil-value)
 201                 (inst jmp ,test RETURN-FALSE)
 202                 RETURN-TRUE
 203                 (load-symbol res t)
 204                 RETURN-FALSE
 205                 DONE)))
 206
 207   (define-cond-assem-rtn generic-< < two-arg-< :ge)
 208   (define-cond-assem-rtn generic-> > two-arg-> :le))
 209
 210 (define-assembly-routine (generic-eql
 211                           (:cost 10)
 212                           (:return-style :full-call)
 213                           (:policy :safe)
 214                           (:translate eql)
 215                           (:save-p t))
 216                          ((:arg x (descriptor-reg any-reg) rdx-offset)
 217                           (:arg y (descriptor-reg any-reg) rdi-offset)
 218
 219                           (:res res descriptor-reg rdx-offset)
 220
 221                           (:temp eax unsigned-reg rax-offset)
 222                           (:temp ecx unsigned-reg rcx-offset))
 223   (inst cmp x y)
 224   (inst jmp :e RETURN-T)
 225   (inst test x 7)
 226   (inst jmp :z RETURN-NIL)
 227   (inst test y 7)
 228   (inst jmp :nz DO-STATIC-FN)
 229
 230   RETURN-NIL
 231   (inst mov res nil-value)
 232   (inst jmp DONE)
 233
 234   DO-STATIC-FN
 235   (inst pop eax)
 236   (inst push rbp-tn)
 237   (inst lea rbp-tn (make-ea :qword :base rsp-tn :disp n-word-bytes))
 238   (inst sub rsp-tn (fixnumize 2))
 239   (inst push eax)
 240   (inst mov ecx (fixnumize 2))
 241   (inst jmp (make-ea :qword
 242                      :disp (+ nil-value (static-fun-offset 'eql))))
 243
 244   RETURN-T
 245   (load-symbol res t)
 246   DONE)
 247
 248 (define-assembly-routine (generic-=
 249                           (:cost 10)
 250                           (:return-style :full-call)
 251                           (:policy :safe)
 252                           (:translate =)
 253                           (:save-p t))
 254                          ((:arg x (descriptor-reg any-reg) rdx-offset)
 255                           (:arg y (descriptor-reg any-reg) rdi-offset)
 256
 257                           (:res res descriptor-reg rdx-offset)
 258
 259                           (:temp eax unsigned-reg rax-offset)
 260                           (:temp ecx unsigned-reg rcx-offset)
 261                           )
 262   (inst test x 7)                      ; descriptor?
 263   (inst jmp :nz DO-STATIC-FN)          ; yes, do it here
 264   (inst test y 7)                      ; descriptor?
 265   (inst jmp :nz DO-STATIC-FN)
 266   (inst cmp x y)
 267   (inst jmp :e RETURN-T)                ; ok
 268
 269   (inst mov res nil-value)
 270   (inst jmp DONE)
 271
 272   DO-STATIC-FN
 273   (inst pop eax)
 274   (inst push rbp-tn)
 275   (inst lea rbp-tn (make-ea :qword :base rsp-tn :disp n-word-bytes))
 276   (inst sub rsp-tn (fixnumize 2))
 277   (inst push eax)
 278   (inst mov ecx (fixnumize 2))
 279   (inst jmp (make-ea :qword
 280                      :disp (+ nil-value (static-fun-offset 'two-arg-=))))
 281
 282   RETURN-T
 283   (load-symbol res t)
 284   DONE)
 285
 286