src/compiler/alpha/arith.lisp

   1 ;;;; the VM definition arithmetic VOPs for the Alpha
   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 ;;;; unary operations
  15
  16 (define-vop (fixnum-unop)
  17   (:args (x :scs (any-reg)))
  18   (:results (res :scs (any-reg)))
  19   (:note "inline fixnum arithmetic")
  20   (:arg-types tagged-num)
  21   (:result-types tagged-num)
  22   (:policy :fast-safe))
  23
  24 (define-vop (signed-unop)
  25   (:args (x :scs (signed-reg)))
  26   (:results (res :scs (signed-reg)))
  27   (:note "inline (signed-byte 64) arithmetic")
  28   (:arg-types signed-num)
  29   (:result-types signed-num)
  30   (:policy :fast-safe))
  31
  32 (define-vop (fast-negate/fixnum fixnum-unop)
  33   (:translate %negate)
  34   (:generator 1
  35     (inst subq zero-tn x res)))
  36
  37 (define-vop (fast-negate/signed signed-unop)
  38   (:translate %negate)
  39   (:generator 2
  40     (inst subq zero-tn x res)))
  41
  42 (define-vop (fast-lognot/fixnum fixnum-unop)
  43   (:translate lognot)
  44   (:generator 2
  45     (inst eqv x zero-tn res)))
  46
  47 (define-vop (fast-lognot/signed signed-unop)
  48   (:translate lognot)
  49   (:generator 1
  50     (inst not x res)))
  51 \f
  52 ;;;; binary fixnum operations
  53
  54 ;;; Assume that any constant operand is the second arg...
  55
  56 (define-vop (fast-fixnum-binop)
  57   (:args (x :target r :scs (any-reg))
  58          (y :target r :scs (any-reg)))
  59   (:arg-types tagged-num tagged-num)
  60   (:results (r :scs (any-reg)))
  61   (:result-types tagged-num)
  62   (:note "inline fixnum arithmetic")
  63   (:effects)
  64   (:affected)
  65   (:policy :fast-safe))
  66
  67 (define-vop (fast-unsigned-binop)
  68   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg))
  69          (y :target r :scs (unsigned-reg)))
  70   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
  71   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
  72   (:result-types unsigned-num)
  73   (:note "inline (unsigned-byte 64) arithmetic")
  74   (:effects)
  75   (:affected)
  76   (:policy :fast-safe))
  77
  78 (define-vop (fast-signed-binop)
  79   (:args (x :target r :scs (signed-reg))
  80          (y :target r :scs (signed-reg)))
  81   (:arg-types signed-num signed-num)
  82   (:results (r :scs (signed-reg)))
  83   (:result-types signed-num)
  84   (:note "inline (signed-byte 64) arithmetic")
  85   (:effects)
  86   (:affected)
  87   (:policy :fast-safe))
  88
  89 (define-vop (fast-fixnum-c-binop fast-fixnum-binop)
  90   (:args (x :target r :scs (any-reg)))
  91   (:info y)
  92   (:arg-types tagged-num (:constant integer)))
  93
  94 (define-vop (fast-signed-c-binop fast-signed-binop)
  95   (:args (x :target r :scs (signed-reg)))
  96   (:info y)
  97   (:arg-types tagged-num (:constant integer)))
  98
  99 (define-vop (fast-unsigned-c-binop fast-unsigned-binop)
 100   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg)))
 101   (:info y)
 102   (:arg-types tagged-num (:constant integer)))
 103
 104 (defmacro define-binop (translate cost untagged-cost op
 105                         tagged-type untagged-type
 106                         &optional arg-swap restore-fixnum-mask)
 107   `(progn
 108      (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/FIXNUM=>FIXNUM")
 109                   fast-fixnum-binop)
 110        ,@(when restore-fixnum-mask
 111            `((:temporary (:sc non-descriptor-reg) temp)))
 112        (:args (x ,@(unless restore-fixnum-mask `(:target r)) :scs (any-reg))
 113               (y ,@(unless restore-fixnum-mask `(:target r)) :scs (any-reg)))
 114        (:translate ,translate)
 115        (:generator ,(1+ cost)
 116          ,(if arg-swap
 117               `(inst ,op y x ,(if restore-fixnum-mask 'temp 'r))
 118               `(inst ,op x y ,(if restore-fixnum-mask 'temp 'r)))
 119          ,@(when restore-fixnum-mask
 120              `((inst bic temp #.(ash lowtag-mask -1) r)))))
 121      (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/SIGNED=>SIGNED")
 122                   fast-signed-binop)
 123        (:args (x :target r :scs (signed-reg))
 124               (y :target r :scs (signed-reg)))
 125        (:translate ,translate)
 126        (:generator ,(1+ untagged-cost)
 127          ,(if arg-swap
 128               `(inst ,op y x r)
 129               `(inst ,op x y r))))
 130      (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/UNSIGNED=>UNSIGNED")
 131                   fast-unsigned-binop)
 132        (:args (x :target r :scs (unsigned-reg))
 133               (y :target r :scs (unsigned-reg)))
 134        (:translate ,translate)
 135        (:generator ,(1+ untagged-cost)
 136          ,(if arg-swap
 137               `(inst ,op y x r)
 138               `(inst ,op x y r))))
 139      ,@(when (and tagged-type (not arg-swap))
 140          `((define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "-C/FIXNUM=>FIXNUM")
 141                         fast-fixnum-c-binop)
 142              (:arg-types tagged-num (:constant ,tagged-type))
 143              ,@(when restore-fixnum-mask
 144                  `((:temporary (:sc non-descriptor-reg) temp)))
 145              (:translate ,translate)
 146              (:generator ,cost
 147                 (inst ,op x (fixnumize y) ,(if restore-fixnum-mask 'temp 'r))
 148                 ,@(when restore-fixnum-mask
 149                     `((inst bic temp #.(ash lowtag-mask -1) r)))))))
 150      ,@(when (and untagged-type (not arg-swap))
 151          `((define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "-C/SIGNED=>SIGNED")
 152                         fast-signed-c-binop)
 153              (:arg-types signed-num (:constant ,untagged-type))
 154              (:translate ,translate)
 155              (:generator ,untagged-cost
 156                 (inst ,op x y r)))
 157            (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate
 158                                       "-C/UNSIGNED=>UNSIGNED")
 159                         fast-unsigned-c-binop)
 160              (:arg-types unsigned-num (:constant ,untagged-type))
 161              (:translate ,translate)
 162              (:generator ,untagged-cost
 163                 (inst ,op x y r)))))))
 164
 165 (define-binop + 1 5 addq (unsigned-byte 6) (unsigned-byte 8))
 166 (define-binop - 1 5 subq (unsigned-byte 6) (unsigned-byte 8))
 167 (define-binop logand 1 3 and (unsigned-byte 6) (unsigned-byte 8))
 168 (define-binop logandc1 1 3 bic (unsigned-byte 6) (unsigned-byte 8) t)
 169 (define-binop logandc2 1 3 bic (unsigned-byte 6) (unsigned-byte 8))
 170 (define-binop logior 1 3 bis (unsigned-byte 6) (unsigned-byte 8))
 171 (define-binop logorc1 1 3 ornot (unsigned-byte 6) (unsigned-byte 8) t t)
 172 (define-binop logorc2 1 3 ornot (unsigned-byte 6) (unsigned-byte 8) nil t)
 173 (define-binop logxor 1 3 xor (unsigned-byte 6) (unsigned-byte 8))
 174 (define-binop logeqv 1 3 eqv (unsigned-byte 6) (unsigned-byte 8) nil t)
 175
 176 ;;; special cases for LOGAND where we can use a mask operation
 177 (define-vop (fast-logand-c-mask/unsigned=>unsigned fast-unsigned-c-binop)
 178   (:translate logand)
 179   (:arg-types unsigned-num
 180               (:constant (or (integer #xffffffff #xffffffff)
 181                              (integer #xffffffff00000000 #xffffffff00000000))))
 182   (:generator 1
 183     (ecase y
 184       (#xffffffff (inst mskll x 4 r))
 185       (#xffffffff00000000 (inst mskll x 0 r)))))
 186 \f
 187 ;;;; shifting
 188
 189 (define-vop (fast-ash/unsigned=>unsigned)
 190   (:note "inline ASH")
 191   (:args (number :scs (unsigned-reg) :to :save)
 192          (amount :scs (signed-reg)))
 193   (:arg-types unsigned-num signed-num)
 194   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 195   (:result-types unsigned-num)
 196   (:translate ash)
 197   (:policy :fast-safe)
 198   (:temporary (:sc non-descriptor-reg) ndesc)
 199   (:temporary (:sc non-descriptor-reg :to :eval) temp)
 200   (:generator 3
 201     (inst bge amount positive)
 202     (inst subq zero-tn amount ndesc)
 203     (inst cmplt ndesc 64 temp)
 204     (inst srl number ndesc result)
 205     ;; FIXME: this looks like a candidate for a conditional move --
 206     ;; CSR, 2003-09-10
 207     (inst bne temp done)
 208     (move zero-tn result)
 209     (inst br zero-tn done)
 210
 211     POSITIVE
 212     (inst sll number amount result)
 213
 214     DONE))
 215
 216 (define-vop (fast-ash/signed=>signed)
 217   (:note "inline ASH")
 218   (:args (number :scs (signed-reg) :to :save)
 219          (amount :scs (signed-reg)))
 220   (:arg-types signed-num signed-num)
 221   (:results (result :scs (signed-reg)))
 222   (:result-types signed-num)
 223   (:translate ash)
 224   (:policy :fast-safe)
 225   (:temporary (:sc non-descriptor-reg) ndesc)
 226   (:temporary (:sc non-descriptor-reg :to :eval) temp)
 227   (:generator 3
 228     (inst bge amount positive)
 229     (inst subq zero-tn amount ndesc)
 230     (inst cmplt ndesc 63 temp)
 231     (inst sra number ndesc result)
 232     (inst bne temp done)
 233     (inst sra number 63 result)
 234     (inst br zero-tn done)
 235
 236     POSITIVE
 237     (inst sll number amount result)
 238
 239     DONE))
 240
 241 (define-vop (fast-ash-c/signed=>signed)
 242   (:policy :fast-safe)
 243   (:translate ash)
 244   (:note nil)
 245   (:args (number :scs (signed-reg)))
 246   (:info count)
 247   (:arg-types signed-num (:constant integer))
 248   (:results (result :scs (signed-reg)))
 249   (:result-types signed-num)
 250   (:generator 1
 251     (cond
 252       ((< count 0) (inst sra number (- count) result))
 253       ((> count 0) (inst sll number count result))
 254       (t (bug "identity ASH not transformed away")))))
 255
 256 (define-vop (fast-ash-c/unsigned=>unsigned)
 257   (:policy :fast-safe)
 258   (:translate ash)
 259   (:note nil)
 260   (:args (number :scs (unsigned-reg)))
 261   (:info count)
 262   (:arg-types unsigned-num (:constant integer))
 263   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 264   (:result-types unsigned-num)
 265   (:generator 1
 266     (cond
 267       ((< count -63) (move zero-tn result))
 268       ((< count 0) (inst sra number (- count) result))
 269       ((> count 0) (inst sll number count result))
 270       (t (bug "identity ASH not transformed away")))))
 271
 272 (define-vop (signed-byte-64-len)
 273   (:translate integer-length)
 274   (:note "inline (signed-byte 64) integer-length")
 275   (:policy :fast-safe)
 276   (:args (arg :scs (signed-reg) :to (:argument 1)))
 277   (:arg-types signed-num)
 278   (:results (res :scs (any-reg)))
 279   (:result-types positive-fixnum)
 280   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg) :from (:argument 0)) shift)
 281   (:generator 30
 282     (inst not arg shift)
 283     (inst cmovge arg arg shift)
 284     (inst subq zero-tn (fixnumize 1) res)
 285     (inst sll shift 1 shift)
 286     LOOP
 287     (inst addq res (fixnumize 1) res)
 288     (inst srl shift 1 shift)
 289     (inst bne shift loop)))
 290
 291 (define-vop (unsigned-byte-64-count)
 292   (:translate logcount)
 293   (:note "inline (unsigned-byte 64) logcount")
 294   (:policy :fast-safe)
 295   (:args (arg :scs (unsigned-reg) :target num))
 296   (:arg-types unsigned-num)
 297   (:results (res :scs (unsigned-reg)))
 298   (:result-types positive-fixnum)
 299   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg) :from (:argument 0) :to (:result 0)
 300                     :target res) num)
 301   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg)) mask temp)
 302   (:generator 60
 303     ;; FIXME: now this looks expensive, what with these 64bit loads.
 304     ;; Maybe a loop and count would be faster?  -- CSR, 2003-09-10
 305     (inst li #x5555555555555555 mask)
 306     (inst srl arg 1 temp)
 307     (inst and arg mask num)
 308     (inst and temp mask temp)
 309     (inst addq num temp num)
 310     (inst li #x3333333333333333 mask)
 311     (inst srl num 2 temp)
 312     (inst and num mask num)
 313     (inst and temp mask temp)
 314     (inst addq num temp num)
 315     (inst li #x0f0f0f0f0f0f0f0f mask)
 316     (inst srl num 4 temp)
 317     (inst and num mask num)
 318     (inst and temp mask temp)
 319     (inst addq num temp num)
 320     (inst li #x00ff00ff00ff00ff mask)
 321     (inst srl num 8 temp)
 322     (inst and num mask num)
 323     (inst and temp mask temp)
 324     (inst addq num temp num)
 325     (inst li #x0000ffff0000ffff mask)
 326     (inst srl num 16 temp)
 327     (inst and num mask num)
 328     (inst and temp mask temp)
 329     (inst addq num temp num)
 330     (inst li #x00000000ffffffff mask)
 331     (inst srl num 32 temp)
 332     (inst and num mask num)
 333     (inst and temp mask temp)
 334     (inst addq num temp res)))
 335 \f
 336 ;;;; multiplying
 337
 338 (define-vop (fast-*/fixnum=>fixnum fast-fixnum-binop)
 339   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg)) temp)
 340   (:translate *)
 341   (:generator 4
 342     (inst sra y 2 temp)
 343     (inst mulq x temp r)))
 344
 345 (define-vop (fast-*/signed=>signed fast-signed-binop)
 346   (:translate *)
 347   (:generator 3
 348     (inst mulq x y r)))
 349
 350 (define-vop (fast-*/unsigned=>unsigned fast-unsigned-binop)
 351   (:translate *)
 352   (:generator 3
 353     (inst mulq x y r)))
 354 \f
 355 ;;;; Modular functions:
 356 (define-modular-fun lognot-mod64 (x) lognot 64)
 357 (define-vop (lognot-mod64/unsigned=>unsigned)
 358   (:translate lognot-mod64)
 359   (:args (x :scs (unsigned-reg)))
 360   (:arg-types unsigned-num)
 361   (:results (res :scs (unsigned-reg)))
 362   (:result-types unsigned-num)
 363   (:policy :fast-safe)
 364   (:generator 1
 365     (inst not x res)))
 366
 367 (macrolet
 368     ((define-modular-backend (fun &optional constantp)
 369        (let ((mfun-name (symbolicate fun '-mod64))
 370              (modvop (symbolicate 'fast- fun '-mod64/unsigned=>unsigned))
 371              (modcvop (symbolicate 'fast- fun 'mod64-c/unsigned=>unsigned))
 372              (vop (symbolicate 'fast- fun '/unsigned=>unsigned))
 373              (cvop (symbolicate 'fast- fun '-c/unsigned=>unsigned)))
 374          `(progn
 375             (define-modular-fun ,mfun-name (x y) ,fun 64)
 376             (define-vop (,modvop ,vop)
 377               (:translate ,mfun-name))
 378             ,@(when constantp
 379                 `((define-vop (,modcvop ,cvop)
 380                     (:translate ,mfun-name))))))))
 381   (define-modular-backend + t)
 382   (define-modular-backend logxor t)
 383   (define-modular-backend logeqv t)
 384   (define-modular-backend logandc1)
 385   (define-modular-backend logandc2 t)
 386   (define-modular-backend logorc1)
 387   (define-modular-backend logorc2 t))
 388
 389 (define-source-transform lognand (x y)
 390   `(lognot (logand ,x ,y)))
 391 (define-source-transform lognor (x y)
 392   `(lognot (logior ,x ,y)))
 393 \f
 394 ;;;; binary conditional VOPs
 395
 396 (define-vop (fast-conditional)
 397   (:conditional)
 398   (:info target not-p)
 399   (:effects)
 400   (:affected)
 401   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg)) temp)
 402   (:policy :fast-safe))
 403
 404 (define-vop (fast-conditional/fixnum fast-conditional)
 405   (:args (x :scs (any-reg))
 406          (y :scs (any-reg)))
 407   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 408   (:note "inline fixnum comparison"))
 409
 410 (define-vop (fast-conditional-c/fixnum fast-conditional/fixnum)
 411   (:args (x :scs (any-reg)))
 412   (:arg-types tagged-num (:constant (unsigned-byte-with-a-bite-out 6 4)))
 413   (:info target not-p y))
 414
 415 (define-vop (fast-conditional/signed fast-conditional)
 416   (:args (x :scs (signed-reg))
 417          (y :scs (signed-reg)))
 418   (:arg-types signed-num signed-num)
 419   (:note "inline (signed-byte 64) comparison"))
 420
 421 (define-vop (fast-conditional-c/signed fast-conditional/signed)
 422   (:args (x :scs (signed-reg)))
 423   (:arg-types signed-num (:constant (unsigned-byte-with-a-bite-out 8 1)))
 424   (:info target not-p y))
 425
 426 (define-vop (fast-conditional/unsigned fast-conditional)
 427   (:args (x :scs (unsigned-reg))
 428          (y :scs (unsigned-reg)))
 429   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
 430   (:note "inline (unsigned-byte 64) comparison"))
 431
 432 (define-vop (fast-conditional-c/unsigned fast-conditional/unsigned)
 433   (:args (x :scs (unsigned-reg)))
 434   (:arg-types unsigned-num (:constant (unsigned-byte-with-a-bite-out 8 1)))
 435   (:info target not-p y))
 436
 437
 438 (defmacro define-conditional-vop (translate &rest generator)
 439   `(progn
 440      ,@(mapcar (lambda (suffix cost signed)
 441                  (unless (and (member suffix '(/fixnum -c/fixnum))
 442                               (eq translate 'eql))
 443                    `(define-vop (,(intern (format nil "~:@(FAST-IF-~A~A~)"
 444                                                   translate suffix))
 445                                  ,(intern
 446                                    (format nil "~:@(FAST-CONDITIONAL~A~)"
 447                                            suffix)))
 448                       (:translate ,translate)
 449                       (:generator ,cost
 450                                   (let* ((signed ,signed)
 451                                          (-c/fixnum ,(eq suffix '-c/fixnum))
 452                                          (y (if -c/fixnum (fixnumize y) y)))
 453                                     ,@generator)))))
 454                '(/fixnum -c/fixnum /signed -c/signed /unsigned -c/unsigned)
 455                '(3 2 5 4 5 4)
 456                '(t t t t nil nil))))
 457
 458 (define-conditional-vop <
 459   (cond ((and signed (eql y 0))
 460          (if not-p
 461              (inst bge x target)
 462              (inst blt x target)))
 463         (t
 464          (if signed
 465              (inst cmplt x y temp)
 466              (inst cmpult x y temp))
 467          (if not-p
 468              (inst beq temp target)
 469              (inst bne temp target)))))
 470
 471 (define-conditional-vop >
 472   (cond ((and signed (eql y 0))
 473          (if not-p
 474              (inst ble x target)
 475              (inst bgt x target)))
 476         ((integerp y)
 477          (let ((y (+ y (if -c/fixnum (fixnumize 1) 1))))
 478            (if signed
 479                (inst cmplt x y temp)
 480                (inst cmpult x y temp))
 481            (if not-p
 482                (inst bne temp target)
 483                (inst beq temp target))))
 484         (t
 485          (if signed
 486              (inst cmplt y x temp)
 487              (inst cmpult y x temp))
 488          (if not-p
 489              (inst beq temp target)
 490              (inst bne temp target)))))
 491
 492 ;;; EQL/FIXNUM is funny because the first arg can be of any type, not
 493 ;;; just a known fixnum.
 494
 495 (define-conditional-vop eql
 496   (declare (ignore signed))
 497   (when (integerp y)
 498     (inst li y temp)
 499     (setf y temp))
 500   (inst cmpeq x y temp)
 501   (if not-p
 502       (inst beq temp target)
 503       (inst bne temp target)))
 504
 505 ;;; These versions specify a fixnum restriction on their first arg. We
 506 ;;; have also generic-eql/fixnum VOPs which are the same, but have no
 507 ;;; restriction on the first arg and a higher cost. The reason for
 508 ;;; doing this is to prevent fixnum specific operations from being
 509 ;;; used on word integers, spuriously consing the argument.
 510 (define-vop (fast-eql/fixnum fast-conditional)
 511   (:args (x :scs (any-reg))
 512          (y :scs (any-reg)))
 513   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 514   (:note "inline fixnum comparison")
 515   (:translate eql)
 516   (:generator 3
 517     (cond ((equal y zero-tn)
 518            (if not-p
 519                (inst bne x target)
 520                (inst beq x target)))
 521           (t
 522            (inst cmpeq x y temp)
 523            (if not-p
 524                (inst beq temp target)
 525                (inst bne temp target))))))
 526
 527 ;;;
 528 (define-vop (generic-eql/fixnum fast-eql/fixnum)
 529   (:args (x :scs (any-reg descriptor-reg))
 530          (y :scs (any-reg)))
 531   (:arg-types * tagged-num)
 532   (:variant-cost 7))
 533
 534 (define-vop (fast-eql-c/fixnum fast-conditional/fixnum)
 535   (:args (x :scs (any-reg)))
 536   (:arg-types tagged-num (:constant (signed-byte 6)))
 537   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg)) temp)
 538   (:info target not-p y)
 539   (:translate eql)
 540   (:generator 2
 541     (let ((y (cond ((eql y 0) zero-tn)
 542                    (t
 543                     (inst li (fixnumize y) temp)
 544                     temp))))
 545       (inst cmpeq x y temp)
 546       (if not-p
 547           (inst beq temp target)
 548           (inst bne temp target)))))
 549 ;;;
 550 (define-vop (generic-eql-c/fixnum fast-eql-c/fixnum)
 551   (:args (x :scs (any-reg descriptor-reg)))
 552   (:arg-types * (:constant (signed-byte 6)))
 553   (:variant-cost 6))
 554
 555 \f
 556 ;;;; 32-bit logical operations
 557
 558 (define-vop (merge-bits)
 559   (:translate merge-bits)
 560   (:args (shift :scs (signed-reg unsigned-reg))
 561          (prev :scs (unsigned-reg))
 562          (next :scs (unsigned-reg)))
 563   (:arg-types tagged-num unsigned-num unsigned-num)
 564   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0)) temp)
 565   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target result) res)
 566   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 567   (:result-types unsigned-num)
 568   (:policy :fast-safe)
 569   (:generator 4
 570     (let ((done (gen-label)))
 571       (inst srl next shift res)
 572       (inst beq shift done)
 573       (inst subq zero-tn shift temp)
 574       (inst sll prev temp temp)
 575       (inst bis res temp res)
 576       (emit-label done)
 577       (move res result))))
 578
 579 (define-source-transform 32bit-logical-not (x)
 580   `(logand (lognot (the (unsigned-byte 32) ,x)) #.(1- (ash 1 32))))
 581
 582 (deftransform 32bit-logical-and ((x y))
 583   '(logand x y))
 584
 585 (define-source-transform 32bit-logical-nand (x y)
 586   `(32bit-logical-not (32bit-logical-and ,x ,y)))
 587
 588 (deftransform 32bit-logical-or ((x y))
 589   '(logior x y))
 590
 591 (define-source-transform 32bit-logical-nor (x y)
 592   `(logand (lognor (the (unsigned-byte 32) ,x) (the (unsigned-byte 32) ,y))
 593            #.(1- (ash 1 32))))
 594
 595 (deftransform 32bit-logical-xor ((x y))
 596   '(logxor x y))
 597
 598 (define-source-transform 32bit-logical-eqv (x y)
 599   `(logand (logeqv (the (unsigned-byte 32) ,x) (the (unsigned-byte 32) ,y))
 600            #.(1- (ash 1 32))))
 601
 602 (define-source-transform 32bit-logical-orc1 (x y)
 603   `(logand (logorc1 (the (unsigned-byte 32) ,x) (the (unsigned-byte 32) ,y))
 604            #.(1- (ash 1 32))))
 605
 606 (define-source-transform 32bit-logical-orc2 (x y)
 607   `(logand (logorc2 (the (unsigned-byte 32) ,x) (the (unsigned-byte 32) ,y))
 608            #.(1- (ash 1 32))))
 609
 610 (define-source-transform 32bit-logical-andc1 (x y)
 611   `(logandc1 (the (unsigned-byte 32) ,x) (the (unsigned-byte 32) ,y)))
 612
 613 (define-source-transform 32bit-logical-andc2 (x y)
 614   `(logandc2 (the (unsigned-byte 32) ,x) (the (unsigned-byte 32) ,y)))
 615
 616 (define-vop (shift-towards-someplace)
 617   (:policy :fast-safe)
 618   (:args (num :scs (unsigned-reg))
 619          (amount :scs (signed-reg)))
 620   (:arg-types unsigned-num tagged-num)
 621   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 622   (:result-types unsigned-num))
 623
 624 (define-vop (shift-towards-start shift-towards-someplace)
 625   (:translate shift-towards-start)
 626   (:note "SHIFT-TOWARDS-START")
 627   (:temporary (:sc non-descriptor-reg) temp)
 628   (:generator 1
 629     (inst and amount #x1f temp)
 630     (inst srl num temp r)))
 631
 632 (define-vop (shift-towards-end shift-towards-someplace)
 633   (:translate shift-towards-end)
 634   (:note "SHIFT-TOWARDS-END")
 635   (:temporary (:sc non-descriptor-reg) temp)
 636   (:generator 1
 637     (inst and amount #x1f temp)
 638     (inst sll num temp r)))
 639 \f
 640 ;;;; bignum stuff
 641
 642 (define-vop (bignum-length get-header-data)
 643   (:translate sb!bignum::%bignum-length)
 644   (:policy :fast-safe))
 645
 646 (define-vop (bignum-set-length set-header-data)
 647   (:translate sb!bignum::%bignum-set-length)
 648   (:policy :fast-safe))
 649
 650 (define-full-reffer bignum-ref * bignum-digits-offset other-pointer-lowtag
 651   (unsigned-reg) unsigned-num sb!bignum::%bignum-ref)
 652
 653 (define-full-setter bignum-set * bignum-digits-offset other-pointer-lowtag
 654   (unsigned-reg) unsigned-num sb!bignum::%bignum-set #!+gengc nil)
 655
 656 (define-vop (digit-0-or-plus)
 657   (:translate sb!bignum::%digit-0-or-plusp)
 658   (:policy :fast-safe)
 659   (:args (digit :scs (unsigned-reg)))
 660   (:arg-types unsigned-num)
 661   (:temporary (:sc non-descriptor-reg) temp)
 662   (:conditional)
 663   (:info target not-p)
 664   (:generator 2
 665     (inst sll digit 32 temp)
 666     (if not-p
 667         (inst blt temp target)
 668         (inst bge temp target))))
 669
 670 (define-vop (add-w/carry)
 671   (:translate sb!bignum::%add-with-carry)
 672   (:policy :fast-safe)
 673   (:args (a :scs (unsigned-reg))
 674          (b :scs (unsigned-reg))
 675          (c :scs (unsigned-reg)))
 676   (:arg-types unsigned-num unsigned-num positive-fixnum)
 677   (:results (result :scs (unsigned-reg) :from :load)
 678             (carry :scs (unsigned-reg) :from :eval))
 679   (:result-types unsigned-num positive-fixnum)
 680   (:generator 5
 681     (inst addq a b result)
 682     (inst addq result c result)
 683     (inst sra result 32 carry)
 684     (inst mskll result 4 result)))
 685
 686 (define-vop (sub-w/borrow)
 687   (:translate sb!bignum::%subtract-with-borrow)
 688   (:policy :fast-safe)
 689   (:args (a :scs (unsigned-reg))
 690          (b :scs (unsigned-reg))
 691          (c :scs (unsigned-reg)))
 692   (:arg-types unsigned-num unsigned-num positive-fixnum)
 693   (:results (result :scs (unsigned-reg) :from :load)
 694             (borrow :scs (unsigned-reg) :from :eval))
 695   (:result-types unsigned-num positive-fixnum)
 696   (:generator 4
 697     (inst xor c 1 result)
 698     (inst subq a result result)
 699     (inst subq result b result)
 700     (inst srl result 63 borrow)
 701     (inst xor borrow 1 borrow)
 702     (inst mskll result 4 result)))
 703
 704 (define-vop (bignum-mult-and-add-3-arg)
 705   (:translate sb!bignum::%multiply-and-add)
 706   (:policy :fast-safe)
 707   (:args (x :scs (unsigned-reg))
 708          (y :scs (unsigned-reg))
 709          (carry-in :scs (unsigned-reg) :to :save))
 710   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 711   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
 712             (lo :scs (unsigned-reg)))
 713   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 714   (:generator 6
 715     (inst mulq x y lo)
 716     (inst addq lo carry-in lo)
 717     (inst srl lo 32 hi)
 718     (inst mskll lo 4 lo)))
 719
 720
 721 (define-vop (bignum-mult-and-add-4-arg)
 722   (:translate sb!bignum::%multiply-and-add)
 723   (:policy :fast-safe)
 724   (:args (x :scs (unsigned-reg))
 725          (y :scs (unsigned-reg))
 726          (prev :scs (unsigned-reg))
 727          (carry-in :scs (unsigned-reg) :to :save))
 728   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 729   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
 730             (lo :scs (unsigned-reg)))
 731   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 732   (:generator 9
 733     (inst mulq x y lo)
 734     (inst addq lo prev lo)
 735     (inst addq lo carry-in lo)
 736     (inst srl lo 32 hi)
 737     (inst mskll lo 4 lo)))
 738
 739 (define-vop (bignum-mult)
 740   (:translate sb!bignum::%multiply)
 741   (:policy :fast-safe)
 742   (:args (x :scs (unsigned-reg))
 743          (y :scs (unsigned-reg)))
 744   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
 745   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
 746             (lo :scs (unsigned-reg)))
 747   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 748   (:generator 3
 749     (inst mulq x y lo)
 750     (inst srl lo 32 hi)
 751     (inst mskll lo 4 lo)))
 752
 753 (define-vop (bignum-lognot)
 754   (:translate sb!bignum::%lognot)
 755   (:policy :fast-safe)
 756   (:args (x :scs (unsigned-reg)))
 757   (:arg-types unsigned-num)
 758   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 759   (:result-types unsigned-num)
 760   (:generator 1
 761     (inst not x r)
 762     (inst mskll r 4 r)))
 763
 764 (define-vop (fixnum-to-digit)
 765   (:translate sb!bignum::%fixnum-to-digit)
 766   (:policy :fast-safe)
 767   (:args (fixnum :scs (any-reg)))
 768   (:arg-types tagged-num)
 769   (:results (digit :scs (unsigned-reg)))
 770   (:result-types unsigned-num)
 771   (:generator 1
 772     (inst sra fixnum 2 digit)))
 773
 774 (define-vop (bignum-floor)
 775   (:translate sb!bignum::%floor)
 776   (:policy :fast-safe)
 777   (:args (num-high :scs (unsigned-reg))
 778          (num-low :scs (unsigned-reg))
 779          (denom-arg :scs (unsigned-reg) :target denom))
 780   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 781   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:argument 2)) denom)
 782   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:eval 0)) temp)
 783   (:results (quo :scs (unsigned-reg) :from (:eval 0))
 784             (rem :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)))
 785   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 786   (:generator 325 ; number of inst assuming targeting works.
 787     (inst sll num-high 32 rem)
 788     (inst bis rem num-low rem)
 789     (inst sll denom-arg 32 denom)
 790     (inst cmpule denom rem quo)
 791     (inst beq quo shift1)
 792     (inst subq rem denom rem)
 793     SHIFT1
 794     (dotimes (i 32)
 795       (let ((shift2 (gen-label)))
 796         (inst srl denom 1 denom)
 797         (inst cmpule denom rem temp)
 798         (inst sll quo 1 quo)
 799         (inst beq temp shift2)
 800         (inst subq rem denom rem)
 801         (inst bis quo 1 quo)
 802         (emit-label shift2)))))
 803
 804 (define-vop (signify-digit)
 805   (:translate sb!bignum::%fixnum-digit-with-correct-sign)
 806   (:policy :fast-safe)
 807   (:args (digit :scs (unsigned-reg) :target res))
 808   (:arg-types unsigned-num)
 809   (:results (res :scs (any-reg signed-reg)))
 810   (:result-types signed-num)
 811   (:generator 2
 812     (sc-case res
 813       (any-reg
 814        (inst sll digit 34 res)
 815        (inst sra res 32 res))
 816       (signed-reg
 817        (inst sll digit 32 res)
 818        (inst sra res 32 res)))))
 819
 820
 821 (define-vop (digit-ashr)
 822   (:translate sb!bignum::%ashr)
 823   (:policy :fast-safe)
 824   (:args (digit :scs (unsigned-reg))
 825          (count :scs (unsigned-reg)))
 826   (:arg-types unsigned-num positive-fixnum)
 827   (:results (result :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)))
 828   (:result-types unsigned-num)
 829   (:generator 1
 830     (inst sll digit 32 result)
 831     (inst sra result count result)
 832     (inst srl result 32 result)))
 833
 834 (define-vop (digit-lshr digit-ashr)
 835   (:translate sb!bignum::%digit-logical-shift-right)
 836   (:generator 1
 837     (inst srl digit count result)))
 838
 839 (define-vop (digit-ashl digit-ashr)
 840   (:translate sb!bignum::%ashl)
 841   (:generator 1
 842     (inst sll digit count result)))
 843 \f
 844 ;;;; static functions
 845
 846 (define-static-fun two-arg-gcd (x y) :translate gcd)
 847 (define-static-fun two-arg-lcm (x y) :translate lcm)
 848
 849 (define-static-fun two-arg-+ (x y) :translate +)
 850 (define-static-fun two-arg-- (x y) :translate -)
 851 (define-static-fun two-arg-* (x y) :translate *)
 852 (define-static-fun two-arg-/ (x y) :translate /)
 853
 854 (define-static-fun two-arg-< (x y) :translate <)
 855 (define-static-fun two-arg-<= (x y) :translate <=)
 856 (define-static-fun two-arg-> (x y) :translate >)
 857 (define-static-fun two-arg->= (x y) :translate >=)
 858 (define-static-fun two-arg-= (x y) :translate =)
 859 (define-static-fun two-arg-/= (x y) :translate /=)
 860
 861 (define-static-fun %negate (x) :translate %negate)
 862
 863 (define-static-fun two-arg-and (x y) :translate logand)
 864 (define-static-fun two-arg-ior (x y) :translate logior)
 865 (define-static-fun two-arg-xor (x y) :translate logxor)
 866 (define-static-fun two-arg-eqv (x y) :translate logeqv)