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     ;; FIXME: This is screwed up.
  75       ;;; I can't figure out the flags on subtract. Overflow never gets
  76       ;;; set and carry always does. (- 0 most-negative-fixnum) can't be
  77       ;;; easily detected so just let the upper level stuff do it.
  78     (inst jmp DO-STATIC-FUN)
  79
  80     (move res x)
  81     (inst sub res y)
  82     (inst jmp :no OKAY)
  83     (inst rcr res 1)
  84     (inst sar res 2)                  ; remove type bits
  85
  86     (move rcx res)
  87
  88     (with-fixed-allocation (res bignum-widetag (1+ bignum-digits-offset))
  89       (storew rcx res bignum-digits-offset other-pointer-lowtag))
  90     OKAY)
  91
  92   (define-generic-arith-routine (* 30)
  93     (move rax x)                   ; must use eax for 64-bit result
  94     (inst sar rax 3)               ; remove *4 fixnum bias
  95     (inst imul y)                  ; result in edx:eax
  96     (inst jmp :no okay)            ; still fixnum
  97
  98     ;; zzz jrd changed edx to ebx in here, as edx isn't listed as a temp, above
  99     ;;     pfw says that loses big -- edx is target for arg x and result res
 100     ;;     note that 'edx' is not defined -- using x
 101     (inst shrd rax x 3)            ; high bits from edx
 102     (inst sar x 3)                 ; now shift edx too
 103
 104     (move rcx x)                   ; save high bits from cqo
 105     (inst cqo)                     ; edx:eax <- sign-extend of eax
 106     (inst cmp x rcx)
 107     (inst jmp :e SINGLE-WORD-BIGNUM)
 108
 109     (with-fixed-allocation (res bignum-widetag (+ bignum-digits-offset 2))
 110       (storew rax res bignum-digits-offset other-pointer-lowtag)
 111       (storew rcx res (1+ bignum-digits-offset) other-pointer-lowtag))
 112     (inst jmp DONE)
 113
 114     SINGLE-WORD-BIGNUM
 115
 116     (with-fixed-allocation (res bignum-widetag (1+ bignum-digits-offset))
 117       (storew rax res bignum-digits-offset other-pointer-lowtag))
 118     (inst jmp DONE)
 119
 120     OKAY
 121     (move res rax)
 122     DONE))
 123 \f
 124 ;;;; negation
 125
 126 (define-assembly-routine (generic-negate
 127                           (:cost 10)
 128                           (:return-style :full-call)
 129                           (:policy :safe)
 130                           (:translate %negate)
 131                           (:save-p t))
 132                          ((:arg x (descriptor-reg any-reg) rdx-offset)
 133                           (:res res (descriptor-reg any-reg) rdx-offset)
 134
 135                           (:temp rax unsigned-reg rax-offset)
 136                           (:temp rcx unsigned-reg rcx-offset))
 137   (inst test x 7)
 138   (inst jmp :z FIXNUM)
 139
 140   (inst pop rax)
 141   (inst push rbp-tn)
 142   (inst lea rbp-tn (make-ea :qword :base rsp-tn :disp n-word-bytes))
 143   (inst sub rsp-tn (fixnumize 2))
 144   (inst push rax)
 145   (inst mov rcx (fixnumize 1))    ; arg count
 146   (inst jmp (make-ea :qword
 147                      :disp (+ nil-value (static-fun-offset '%negate))))
 148
 149   FIXNUM
 150   (move res x)
 151   (inst neg res)                        ; (- most-negative-fixnum) is BIGNUM
 152   (inst jmp :no OKAY)
 153   (inst shr res 3)                    ; sign bit is data - remove type bits
 154   (move rcx res)
 155
 156   (with-fixed-allocation (res bignum-widetag (1+ bignum-digits-offset))
 157     (storew rcx res bignum-digits-offset other-pointer-lowtag))
 158
 159   OKAY)
 160 \f
 161 ;;;; comparison
 162
 163 (macrolet ((define-cond-assem-rtn (name translate static-fn test)
 164              `(define-assembly-routine (,name
 165                                         (:cost 10)
 166                                         (:return-style :full-call)
 167                                         (:policy :safe)
 168                                         (:translate ,translate)
 169                                         (:save-p t))
 170                 ((:arg x (descriptor-reg any-reg) rdx-offset)
 171                  (:arg y (descriptor-reg any-reg) rdi-offset)
 172
 173                  (:res res descriptor-reg rdx-offset)
 174
 175                  (:temp eax unsigned-reg rax-offset)
 176                  (:temp ecx unsigned-reg rcx-offset))
 177
 178                 ;; KLUDGE: The "3" here is a mask for the bits which will be
 179                 ;; zero in a fixnum. It should have a symbolic name. (Actually,
 180                 ;; it might already have a symbolic name which the coder
 181                 ;; couldn't be bothered to use..) -- WHN 19990917
 182                 (inst test x 7)
 183                 (inst jmp :nz TAIL-CALL-TO-STATIC-FN)
 184                 (inst test y 7)
 185                 (inst jmp :z INLINE-FIXNUM-COMPARE)
 186
 187                 TAIL-CALL-TO-STATIC-FN
 188                 (inst pop eax)
 189                 (inst push rbp-tn)
 190                 (inst lea rbp-tn (make-ea :qword
 191                                           :base rsp-tn
 192                                           :disp n-word-bytes))
 193                 (inst sub rsp-tn (fixnumize 2)) ; FIXME: Push 2 words on stack,
 194                                                 ; weirdly?
 195                 (inst push eax)
 196                 (inst mov ecx (fixnumize 2)) ; FIXME: FIXNUMIZE and
 197                                         ; SINGLE-FLOAT-BITS are parallel,
 198                                         ; should be named parallelly.
 199                 (inst jmp (make-ea :qword
 200                                    :disp (+ nil-value
 201                                             (static-fun-offset ',static-fn))))
 202
 203                 INLINE-FIXNUM-COMPARE
 204                 (inst cmp x y)
 205                 (inst jmp ,test RETURN-TRUE)
 206                 (inst mov res nil-value)
 207                 ;; FIXME: A note explaining this return convention, or a
 208                 ;; symbolic name for it, would be nice. (It looks as though we
 209                 ;; should be hand-crafting the same return sequence as would be
 210                 ;; produced by GENERATE-RETURN-SEQUENCE, but in that case it's
 211                 ;; not clear why we don't just jump to the end of this function
 212                 ;; to share the return sequence there.
 213                 (inst pop eax)
 214                 (inst add eax 3)
 215                 (inst jmp eax)
 216
 217                 RETURN-TRUE
 218                 (load-symbol res t))))
 219
 220   (define-cond-assem-rtn generic-< < two-arg-< :l)
 221   (define-cond-assem-rtn generic-> > two-arg-> :g))
 222
 223 (define-assembly-routine (generic-eql
 224                           (:cost 10)
 225                           (:return-style :full-call)
 226                           (:policy :safe)
 227                           (:translate eql)
 228                           (:save-p t))
 229                          ((:arg x (descriptor-reg any-reg) rdx-offset)
 230                           (:arg y (descriptor-reg any-reg) rdi-offset)
 231
 232                           (:res res descriptor-reg rdx-offset)
 233
 234                           (:temp eax unsigned-reg rax-offset)
 235                           (:temp ecx unsigned-reg rcx-offset))
 236   (inst cmp x y)
 237   (inst jmp :e RETURN-T)
 238   (inst test x 7)
 239   (inst jmp :z RETURN-NIL)
 240   (inst test y 7)
 241   (inst jmp :nz DO-STATIC-FN)
 242
 243   RETURN-NIL
 244   (inst mov res nil-value)
 245   (inst pop eax)
 246   (inst add eax 3)
 247   (inst jmp eax)
 248
 249   DO-STATIC-FN
 250   (inst pop eax)
 251   (inst push rbp-tn)
 252   (inst lea rbp-tn (make-ea :qword :base rsp-tn :disp n-word-bytes))
 253   (inst sub rsp-tn (fixnumize 2))
 254   (inst push eax)
 255   (inst mov ecx (fixnumize 2))
 256   (inst jmp (make-ea :qword
 257                      :disp (+ nil-value (static-fun-offset 'eql))))
 258
 259   RETURN-T
 260   (load-symbol res t)
 261   ;; FIXME: I don't understand how we return from here..
 262   )
 263
 264 (define-assembly-routine (generic-=
 265                           (:cost 10)
 266                           (:return-style :full-call)
 267                           (:policy :safe)
 268                           (:translate =)
 269                           (:save-p t))
 270                          ((:arg x (descriptor-reg any-reg) rdx-offset)
 271                           (:arg y (descriptor-reg any-reg) rdi-offset)
 272
 273                           (:res res descriptor-reg rdx-offset)
 274
 275                           (:temp eax unsigned-reg rax-offset)
 276                           (:temp ecx unsigned-reg rcx-offset)
 277                           )
 278   (inst test x 7)                      ; descriptor?
 279   (inst jmp :nz DO-STATIC-FN)          ; yes, do it here
 280   (inst test y 7)                      ; descriptor?
 281   (inst jmp :nz DO-STATIC-FN)
 282   (inst cmp x y)
 283   (inst jmp :e RETURN-T)                ; ok
 284
 285   (inst mov res nil-value)
 286   (inst pop eax)
 287   (inst add eax 3)
 288   (inst jmp eax)
 289
 290   DO-STATIC-FN
 291   (inst pop eax)
 292   (inst push rbp-tn)
 293   (inst lea rbp-tn (make-ea :qword :base rsp-tn :disp n-word-bytes))
 294   (inst sub rsp-tn (fixnumize 2))
 295   (inst push eax)
 296   (inst mov ecx (fixnumize 2))
 297   (inst jmp (make-ea :qword
 298                      :disp (+ nil-value (static-fun-offset 'two-arg-=))))
 299
 300   RETURN-T
 301   (load-symbol res t))
 302
 303