src/compiler/mips/arith.lisp

   1 ;;;; the VM definition arithmetic VOPs for MIPS
   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 32) 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 subu res zero-tn x)))
  36
  37 (define-vop (fast-negate/signed signed-unop)
  38   (:translate %negate)
  39   (:generator 2
  40     (inst subu res zero-tn x)))
  41
  42 (define-vop (fast-lognot/fixnum fixnum-unop)
  43   (:temporary (:scs (any-reg) :type fixnum :to (:result 0))
  44               temp)
  45   (:translate lognot)
  46   (:generator 2
  47     (inst li temp (fixnumize -1))
  48     (inst xor res x temp)))
  49
  50 (define-vop (fast-lognot/signed signed-unop)
  51   (:translate lognot)
  52   (:generator 1
  53     (inst nor res x zero-tn)))
  54
  55
  56 \f
  57 ;;;; Binary fixnum operations.
  58
  59 ;;; Assume that any constant operand is the second arg...
  60
  61 (define-vop (fast-fixnum-binop)
  62   (:args (x :target r :scs (any-reg))
  63          (y :target r :scs (any-reg)))
  64   (:arg-types tagged-num tagged-num)
  65   (:results (r :scs (any-reg)))
  66   (:result-types tagged-num)
  67   (:note "inline fixnum arithmetic")
  68   (:effects)
  69   (:affected)
  70   (:policy :fast-safe))
  71
  72 (define-vop (fast-unsigned-binop)
  73   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg))
  74          (y :target r :scs (unsigned-reg)))
  75   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
  76   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
  77   (:result-types unsigned-num)
  78   (:note "inline (unsigned-byte 32) arithmetic")
  79   (:effects)
  80   (:affected)
  81   (:policy :fast-safe))
  82
  83 (define-vop (fast-signed-binop)
  84   (:args (x :target r :scs (signed-reg))
  85          (y :target r :scs (signed-reg)))
  86   (:arg-types signed-num signed-num)
  87   (:results (r :scs (signed-reg)))
  88   (:result-types signed-num)
  89   (:note "inline (signed-byte 32) arithmetic")
  90   (:effects)
  91   (:affected)
  92   (:policy :fast-safe))
  93
  94 (define-vop (fast-fixnum-c-binop fast-fixnum-binop)
  95   (:args (x :target r :scs (any-reg)))
  96   (:info y)
  97   (:arg-types tagged-num (:constant integer)))
  98
  99 (define-vop (fast-signed-c-binop fast-signed-binop)
 100   (:args (x :target r :scs (signed-reg)))
 101   (:info y)
 102   (:arg-types tagged-num (:constant integer)))
 103
 104 (define-vop (fast-unsigned-c-binop fast-unsigned-binop)
 105   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg)))
 106   (:info y)
 107   (:arg-types tagged-num (:constant integer)))
 108
 109 (defmacro define-binop (translate cost untagged-cost op
 110                                   tagged-type untagged-type)
 111   `(progn
 112      (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/FIXNUM=>FIXNUM")
 113                   fast-fixnum-binop)
 114        (:args (x :target r :scs (any-reg))
 115               (y :target r :scs (any-reg)))
 116        (:translate ,translate)
 117        (:generator ,(1+ cost)
 118          (inst ,op r x y)))
 119      (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/SIGNED=>SIGNED")
 120                   fast-signed-binop)
 121        (:args (x :target r :scs (signed-reg))
 122               (y :target r :scs (signed-reg)))
 123        (:translate ,translate)
 124        (:generator ,(1+ untagged-cost)
 125          (inst ,op r x y)))
 126      (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/UNSIGNED=>UNSIGNED")
 127                   fast-unsigned-binop)
 128        (:args (x :target r :scs (unsigned-reg))
 129               (y :target r :scs (unsigned-reg)))
 130        (:translate ,translate)
 131        (:generator ,(1+ untagged-cost)
 132          (inst ,op r x y)))
 133      ,@(when tagged-type
 134          `((define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "-C/FIXNUM=>FIXNUM")
 135                         fast-fixnum-c-binop)
 136                        (:arg-types tagged-num (:constant ,tagged-type))
 137              (:translate ,translate)
 138              (:generator ,cost
 139                          (inst ,op r x (fixnumize y))))))
 140      ,@(when untagged-type
 141          `((define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "-C/SIGNED=>SIGNED")
 142                         fast-signed-c-binop)
 143                        (:arg-types signed-num (:constant ,untagged-type))
 144              (:translate ,translate)
 145              (:generator ,untagged-cost
 146                          (inst ,op r x y)))
 147            (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate
 148                                       "-C/UNSIGNED=>UNSIGNED")
 149                         fast-unsigned-c-binop)
 150                        (:arg-types unsigned-num (:constant ,untagged-type))
 151              (:translate ,translate)
 152              (:generator ,untagged-cost
 153                          (inst ,op r x y)))))))
 154
 155 (define-binop + 1 5 addu (signed-byte 14) (signed-byte 16))
 156 (define-binop - 1 5 subu
 157   (integer #.(- (1- (ash 1 14))) #.(ash 1 14))
 158   (integer #.(- (1- (ash 1 16))) #.(ash 1 16)))
 159 (define-binop logior 1 3 or (unsigned-byte 14) (unsigned-byte 16))
 160 (define-binop logand 1 3 and (unsigned-byte 14) (unsigned-byte 16))
 161 (define-binop logxor 1 3 xor (unsigned-byte 14) (unsigned-byte 16))
 162
 163 ;;; KLUDGE: no FIXNUM VOP for LOGNOR, because there's no efficient way
 164 ;;; of restoring the tag bits.  (No -C/ VOPs for LOGNOR because the
 165 ;;; NOR instruction doesn't take immediate args).  -- CSR, 2003-09-11
 166 (define-vop (fast-lognor/signed=>signed fast-signed-binop)
 167   (:translate lognor)
 168   (:args (x :target r :scs (signed-reg))
 169          (y :target r :scs (signed-reg)))
 170   (:generator 4
 171     (inst nor r x y)))
 172 (define-vop (fast-lognor/unsigned=>unsigned fast-unsigned-binop)
 173   (:translate lognor)
 174   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg))
 175          (y :target r :scs (unsigned-reg)))
 176   (:generator 4
 177     (inst nor r x y)))
 178
 179 ;;; Special case fixnum + and - that trap on overflow.  Useful when we don't
 180 ;;; know that the result is going to be a fixnum.
 181 #+nil
 182 (progn
 183   (define-vop (fast-+/fixnum fast-+/fixnum=>fixnum)
 184       (:results (r :scs (any-reg descriptor-reg)))
 185     (:result-types (:or signed-num unsigned-num))
 186     (:note nil)
 187     (:generator 4
 188                 (inst add r x y)))
 189
 190   (define-vop (fast-+-c/fixnum fast-+-c/fixnum=>fixnum)
 191       (:results (r :scs (any-reg descriptor-reg)))
 192     (:result-types (:or signed-num unsigned-num))
 193     (:note nil)
 194     (:generator 3
 195                 (inst add r x (fixnumize y))))
 196
 197   (define-vop (fast--/fixnum fast--/fixnum=>fixnum)
 198       (:results (r :scs (any-reg descriptor-reg)))
 199     (:result-types (:or signed-num unsigned-num))
 200     (:note nil)
 201     (:generator 4
 202                 (inst sub r x y)))
 203
 204   (define-vop (fast---c/fixnum fast---c/fixnum=>fixnum)
 205       (:results (r :scs (any-reg descriptor-reg)))
 206     (:result-types (:or signed-num unsigned-num))
 207     (:note nil)
 208     (:generator 3
 209                 (inst sub r x (fixnumize y))))
 210 ) ; bogus trap-to-c-land +/-
 211
 212 ;;; Shifting
 213
 214 (define-vop (fast-ash/unsigned=>unsigned)
 215   (:note "inline ASH")
 216   (:args (number :scs (unsigned-reg) :to :save)
 217          (amount :scs (signed-reg) :to :save))
 218   (:arg-types unsigned-num signed-num)
 219   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 220   (:result-types unsigned-num)
 221   (:translate ash)
 222   (:policy :fast-safe)
 223   (:temporary (:sc non-descriptor-reg) ndesc)
 224   (:temporary (:sc non-descriptor-reg :to :eval) temp)
 225   (:generator 3
 226     (inst bgez amount positive)
 227     (inst subu ndesc zero-tn amount)
 228     (inst slt temp ndesc 32)
 229     (inst bne temp zero-tn done)
 230     (inst srl result number ndesc)
 231     (inst b done)
 232     (inst move result zero-tn)
 233
 234     POSITIVE
 235     ;; The result-type assures us that this shift will not overflow.
 236     (inst sll result number amount)
 237
 238     DONE))
 239
 240 (define-vop (fast-ash/signed=>signed)
 241   (:note "inline ASH")
 242   (:args (number :scs (signed-reg) :to :save)
 243          (amount :scs (signed-reg)))
 244   (:arg-types signed-num signed-num)
 245   (:results (result :scs (signed-reg)))
 246   (:result-types signed-num)
 247   (:translate ash)
 248   (:policy :fast-safe)
 249   (:temporary (:sc non-descriptor-reg) ndesc)
 250   (:temporary (:sc non-descriptor-reg :to :eval) temp)
 251   (:generator 3
 252     (inst bgez amount positive)
 253     (inst subu ndesc zero-tn amount)
 254     (inst slt temp ndesc 31)
 255     (inst bne temp zero-tn done)
 256     (inst sra result number ndesc)
 257     (inst b done)
 258     (inst sra result number 31)
 259
 260     POSITIVE
 261     ;; The result-type assures us that this shift will not overflow.
 262     (inst sll result number amount)
 263
 264     DONE))
 265
 266
 267 (define-vop (fast-ash-c/unsigned=>unsigned)
 268   (:policy :fast-safe)
 269   (:translate ash)
 270   (:note "inline ASH")
 271   (:args (number :scs (unsigned-reg)))
 272   (:info count)
 273   (:arg-types unsigned-num (:constant integer))
 274   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 275   (:result-types unsigned-num)
 276   (:generator 1
 277     (cond
 278       ((< count -31) (move result zero-tn))
 279       ((< count 0) (inst srl result number (min (- count) 31)))
 280       ((> count 0) (inst sll result number (min count 31)))
 281       (t (bug "identity ASH not transformed away")))))
 282
 283 (define-vop (fast-ash-c/signed=>signed)
 284   (:policy :fast-safe)
 285   (:translate ash)
 286   (:note "inline ASH")
 287   (:args (number :scs (signed-reg)))
 288   (:info count)
 289   (:arg-types signed-num (:constant integer))
 290   (:results (result :scs (signed-reg)))
 291   (:result-types signed-num)
 292   (:generator 1
 293     (cond
 294       ((< count 0) (inst sra result number (min (- count) 31)))
 295       ((> count 0) (inst sll result number (min count 31)))
 296       (t (bug "identity ASH not transformed away")))))
 297
 298 (macrolet ((def (name sc-type type result-type cost)
 299              `(define-vop (,name)
 300                 (:note "inline ASH")
 301                 (:translate ash)
 302                 (:args (number :scs (,sc-type))
 303                        (amount :scs (signed-reg unsigned-reg immediate)))
 304                 (:arg-types ,type positive-fixnum)
 305                 (:results (result :scs (,result-type)))
 306                 (:result-types ,type)
 307                 (:policy :fast-safe)
 308                 (:generator ,cost
 309                    (sc-case amount
 310                      ((signed-reg unsigned-reg)
 311                       (inst sll result number amount))
 312                      (immediate
 313                       (let ((amount (tn-value amount)))
 314                         (aver (> amount 0))
 315                         (inst sll result number amount))))))))
 316   (def fast-ash-left/fixnum=>fixnum any-reg tagged-num any-reg 2)
 317   (def fast-ash-left/signed=>signed signed-reg signed-num signed-reg 3)
 318   (def fast-ash-left/unsigned=>unsigned unsigned-reg unsigned-num unsigned-reg 3))
 319
 320 (define-vop (signed-byte-32-len)
 321   (:translate integer-length)
 322   (:note "inline (signed-byte 32) integer-length")
 323   (:policy :fast-safe)
 324   (:args (arg :scs (signed-reg) :target shift))
 325   (:arg-types signed-num)
 326   (:results (res :scs (any-reg)))
 327   (:result-types positive-fixnum)
 328   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg) :from (:argument 0)) shift)
 329   (:generator 30
 330     (let ((loop (gen-label))
 331           (test (gen-label)))
 332       (move shift arg)
 333       (inst bgez shift test)
 334       (move res zero-tn)
 335       (inst b test)
 336       (inst nor shift shift)
 337
 338       (emit-label loop)
 339       (inst add res (fixnumize 1))
 340
 341       (emit-label test)
 342       (inst bne shift loop)
 343       (inst srl shift 1))))
 344
 345 (define-vop (unsigned-byte-32-count)
 346   (:translate logcount)
 347   (:note "inline (unsigned-byte 32) logcount")
 348   (:policy :fast-safe)
 349   (:args (arg :scs (unsigned-reg) :target num))
 350   (:arg-types unsigned-num)
 351   (:results (res :scs (unsigned-reg)))
 352   (:result-types positive-fixnum)
 353   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg) :from (:argument 0) :to (:result 0)
 354                     :target res) num)
 355   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg)) mask temp)
 356   (:generator 30
 357     (inst li mask #x55555555)
 358     (inst srl temp arg 1)
 359     (inst and num arg mask)
 360     (inst and temp mask)
 361     (inst addu num temp)
 362     (inst li mask #x33333333)
 363     (inst srl temp num 2)
 364     (inst and num mask)
 365     (inst and temp mask)
 366     (inst addu num temp)
 367     (inst li mask #x0f0f0f0f)
 368     (inst srl temp num 4)
 369     (inst and num mask)
 370     (inst and temp mask)
 371     (inst addu num temp)
 372     (inst li mask #x00ff00ff)
 373     (inst srl temp num 8)
 374     (inst and num mask)
 375     (inst and temp mask)
 376     (inst addu num temp)
 377     (inst li mask #x0000ffff)
 378     (inst srl temp num 16)
 379     (inst and num mask)
 380     (inst and temp mask)
 381     (inst addu res num temp)))
 382
 383
 384 ;;; Multiply and Divide.
 385
 386 (define-vop (fast-*/fixnum=>fixnum fast-fixnum-binop)
 387   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg)) temp)
 388   (:translate *)
 389   (:generator 4
 390     (inst sra temp y 2)
 391     (inst mult x temp)
 392     (inst mflo r)))
 393
 394 (define-vop (fast-*/signed=>signed fast-signed-binop)
 395   (:translate *)
 396   (:generator 3
 397     (inst mult x y)
 398     (inst mflo r)))
 399
 400 (define-vop (fast-*/unsigned=>unsigned fast-unsigned-binop)
 401   (:translate *)
 402   (:generator 3
 403     (inst multu x y)
 404     (inst mflo r)))
 405
 406
 407
 408 (define-vop (fast-truncate/fixnum fast-fixnum-binop)
 409   (:translate truncate)
 410   (:results (q :scs (any-reg))
 411             (r :scs (any-reg)))
 412   (:result-types tagged-num tagged-num)
 413   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg) :to :eval) temp)
 414   (:vop-var vop)
 415   (:save-p :compute-only)
 416   (:generator 11
 417     (let ((zero (generate-error-code vop division-by-zero-error x y)))
 418       (inst beq y zero-tn zero))
 419     (inst nop)
 420     (inst div x y)
 421     (inst mflo temp)
 422     (inst sll q temp 2)
 423     (inst mfhi r)))
 424
 425 (define-vop (fast-truncate/unsigned fast-unsigned-binop)
 426   (:translate truncate)
 427   (:results (q :scs (unsigned-reg))
 428             (r :scs (unsigned-reg)))
 429   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 430   (:vop-var vop)
 431   (:save-p :compute-only)
 432   (:generator 12
 433     (let ((zero (generate-error-code vop division-by-zero-error x y)))
 434       (inst beq y zero-tn zero))
 435     (inst nop)
 436     (inst divu x y)
 437     (inst mflo q)
 438     (inst mfhi r)))
 439
 440 (define-vop (fast-truncate/signed fast-signed-binop)
 441   (:translate truncate)
 442   (:results (q :scs (signed-reg))
 443             (r :scs (signed-reg)))
 444   (:result-types signed-num signed-num)
 445   (:vop-var vop)
 446   (:save-p :compute-only)
 447   (:generator 12
 448     (let ((zero (generate-error-code vop division-by-zero-error x y)))
 449       (inst beq y zero-tn zero))
 450     (inst nop)
 451     (inst div x y)
 452     (inst mflo q)
 453     (inst mfhi r)))
 454
 455
 456 \f
 457 ;;;; Binary conditional VOPs:
 458
 459 (define-vop (fast-conditional)
 460   (:conditional)
 461   (:info target not-p)
 462   (:effects)
 463   (:affected)
 464   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg)) temp)
 465   (:policy :fast-safe))
 466
 467 (define-vop (fast-conditional/fixnum fast-conditional)
 468   (:args (x :scs (any-reg))
 469          (y :scs (any-reg)))
 470   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 471   (:note "inline fixnum comparison"))
 472
 473 (define-vop (fast-conditional-c/fixnum fast-conditional/fixnum)
 474   (:args (x :scs (any-reg)))
 475   (:arg-types tagged-num (:constant (signed-byte-with-a-bite-out 14 4)))
 476   (:info target not-p y))
 477
 478 (define-vop (fast-conditional/signed fast-conditional)
 479   (:args (x :scs (signed-reg))
 480          (y :scs (signed-reg)))
 481   (:arg-types signed-num signed-num)
 482   (:note "inline (signed-byte 32) comparison"))
 483
 484 (define-vop (fast-conditional-c/signed fast-conditional/signed)
 485   (:args (x :scs (signed-reg)))
 486   (:arg-types signed-num (:constant (signed-byte-with-a-bite-out 16 1)))
 487   (:info target not-p y))
 488
 489 (define-vop (fast-conditional/unsigned fast-conditional)
 490   (:args (x :scs (unsigned-reg))
 491          (y :scs (unsigned-reg)))
 492   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
 493   (:note "inline (unsigned-byte 32) comparison"))
 494
 495 (define-vop (fast-conditional-c/unsigned fast-conditional/unsigned)
 496   (:args (x :scs (unsigned-reg)))
 497   (:arg-types unsigned-num (:constant (and (signed-byte-with-a-bite-out 16 1)
 498                                            unsigned-byte)))
 499   (:info target not-p y))
 500
 501
 502 (defmacro define-conditional-vop (translate &rest generator)
 503   `(progn
 504      ,@(mapcar #'(lambda (suffix cost signed)
 505                    (unless (and (member suffix '(/fixnum -c/fixnum))
 506                                 (eq translate 'eql))
 507                      `(define-vop (,(intern (format nil "~:@(FAST-IF-~A~A~)"
 508                                                     translate suffix))
 509                                    ,(intern
 510                                      (format nil "~:@(FAST-CONDITIONAL~A~)"
 511                                              suffix)))
 512                         (:translate ,translate)
 513                         (:generator ,cost
 514                           (let* ((signed ,signed)
 515                                  (-c/fixnum ,(eq suffix '-c/fixnum))
 516                                  (y (if -c/fixnum (fixnumize y) y)))
 517                             (declare (ignorable signed -c/fixnum y))
 518                             ,@generator)))))
 519                '(/fixnum -c/fixnum /signed -c/signed /unsigned -c/unsigned)
 520                '(3 2 5 4 5 4)
 521                '(t t t t nil nil))))
 522
 523 (define-conditional-vop <
 524   (cond ((and signed (eql y 0))
 525          (if not-p
 526              (inst bgez x target)
 527              (inst bltz x target)))
 528         (t
 529          (if signed
 530              (inst slt temp x y)
 531              (inst sltu temp x y))
 532          (if not-p
 533              (inst beq temp zero-tn target)
 534              (inst bne temp zero-tn target))))
 535   (inst nop))
 536
 537 (define-conditional-vop >
 538   (cond ((and signed (eql y 0))
 539          (if not-p
 540              (inst blez x target)
 541              (inst bgtz x target)))
 542         ((integerp y)
 543          (let ((y (+ y (if -c/fixnum (fixnumize 1) 1))))
 544            (if signed
 545                (inst slt temp x y)
 546                (inst sltu temp x y))
 547            (if not-p
 548                (inst bne temp zero-tn target)
 549                (inst beq temp zero-tn target))))
 550         (t
 551          (if signed
 552              (inst slt temp y x)
 553              (inst sltu temp y x))
 554          (if not-p
 555              (inst beq temp zero-tn target)
 556              (inst bne temp zero-tn target))))
 557   (inst nop))
 558
 559 ;;; EQL/FIXNUM is funny because the first arg can be of any type, not just a
 560 ;;; known fixnum.
 561
 562 (define-conditional-vop eql
 563   (declare (ignore signed))
 564   (when (integerp y)
 565     (inst li temp y)
 566     (setf y temp))
 567   (if not-p
 568       (inst bne x y target)
 569       (inst beq x y target))
 570   (inst nop))
 571
 572 ;;; These versions specify a fixnum restriction on their first arg.  We have
 573 ;;; also generic-eql/fixnum VOPs which are the same, but have no restriction on
 574 ;;; the first arg and a higher cost.  The reason for doing this is to prevent
 575 ;;; fixnum specific operations from being used on word integers, spuriously
 576 ;;; consing the argument.
 577 ;;;
 578 (define-vop (fast-eql/fixnum fast-conditional)
 579   (:args (x :scs (any-reg))
 580          (y :scs (any-reg)))
 581   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 582   (:note "inline fixnum comparison")
 583   (:translate eql)
 584   (:ignore temp)
 585   (:generator 3
 586     (if not-p
 587         (inst bne x y target)
 588         (inst beq x y target))
 589     (inst nop)))
 590 ;;;
 591 (define-vop (generic-eql/fixnum fast-eql/fixnum)
 592   (:args (x :scs (any-reg descriptor-reg))
 593          (y :scs (any-reg)))
 594   (:arg-types * tagged-num)
 595   (:variant-cost 7))
 596
 597 (define-vop (fast-eql-c/fixnum fast-conditional/fixnum)
 598   (:args (x :scs (any-reg)))
 599   (:arg-types tagged-num (:constant (signed-byte 14)))
 600   (:info target not-p y)
 601   (:translate eql)
 602   (:generator 2
 603     (let ((y (cond ((eql y 0) zero-tn)
 604                    (t
 605                     (inst li temp (fixnumize y))
 606                     temp))))
 607       (if not-p
 608           (inst bne x y target)
 609           (inst beq x y target))
 610       (inst nop))))
 611 ;;;
 612 (define-vop (generic-eql-c/fixnum fast-eql-c/fixnum)
 613   (:args (x :scs (any-reg descriptor-reg)))
 614   (:arg-types * (:constant (signed-byte 14)))
 615   (:variant-cost 6))
 616
 617 \f
 618 ;;;; 32-bit logical operations
 619
 620 (define-vop (merge-bits)
 621   (:translate merge-bits)
 622   (:args (shift :scs (signed-reg unsigned-reg))
 623          (prev :scs (unsigned-reg))
 624          (next :scs (unsigned-reg)))
 625   (:arg-types tagged-num unsigned-num unsigned-num)
 626   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0)) temp)
 627   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target result) res)
 628   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 629   (:result-types unsigned-num)
 630   (:policy :fast-safe)
 631   (:generator 4
 632     (let ((done (gen-label)))
 633       (inst beq shift done)
 634       (inst srl res next shift)
 635       (inst subu temp zero-tn shift)
 636       (inst sll temp prev temp)
 637       (inst or res res temp)
 638       (emit-label done)
 639       (move result res))))
 640
 641 (define-vop (shift-towards-someplace)
 642   (:policy :fast-safe)
 643   (:args (num :scs (unsigned-reg))
 644          (amount :scs (signed-reg)))
 645   (:arg-types unsigned-num tagged-num)
 646   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 647   (:result-types unsigned-num))
 648
 649 (define-vop (shift-towards-start shift-towards-someplace)
 650   (:translate shift-towards-start)
 651   (:note "SHIFT-TOWARDS-START")
 652   (:generator 1
 653     (ecase *backend-byte-order*
 654       (:big-endian
 655        (inst sll r num amount))
 656       (:little-endian
 657        (inst srl r num amount)))))
 658
 659 (define-vop (shift-towards-end shift-towards-someplace)
 660   (:translate shift-towards-end)
 661   (:note "SHIFT-TOWARDS-END")
 662   (:generator 1
 663     (ecase *backend-byte-order*
 664       (:big-endian
 665        (inst srl r num amount))
 666       (:little-endian
 667        (inst sll r num amount)))))
 668 \f
 669 ;;;; Modular arithmetic
 670
 671 (macrolet ((define-modular-backend (fun &optional constantp)
 672              (collect ((forms))
 673                (dolist (info '((29 fixnum) (32 unsigned)))
 674                  (destructuring-bind (width regtype) info
 675                    (let ((mfun-name (intern (format nil "~A-MOD~A" fun width)))
 676                          (mvop (intern (format nil "FAST-~A-MOD~A/~A=>~A"
 677                                                fun width regtype regtype)))
 678                          (mcvop (intern (format nil "FAST-~A-MOD~A-C/~A=>~A"
 679                                                 fun width regtype regtype)))
 680                          (vop (intern (format nil "FAST-~A/~A=>~A"
 681                                               fun regtype regtype)))
 682                          (cvop (intern (format nil "FAST-~A-C/~A=>~A"
 683                                                fun regtype regtype))))
 684                      (forms `(define-modular-fun ,mfun-name (x y) ,fun ,width))
 685                      (forms `(define-vop (,mvop ,vop)
 686                               (:translate ,mfun-name)))
 687                      (when constantp
 688                        (forms `(define-vop (,mcvop ,cvop)
 689                                 (:translate ,mfun-name)))))))
 690                `(progn ,@(forms)))))
 691   (define-modular-backend + t)
 692   (define-modular-backend - t)
 693   (define-modular-backend logxor t))
 694
 695 (define-vop (fast-ash-left-mod32-c/unsigned=>unsigned
 696              fast-ash-c/unsigned=>unsigned)
 697   (:translate ash-left-mod32))
 698
 699 (define-vop (fast-ash-left-mod32/unsigned=>unsigned
 700              fast-ash-left/unsigned=>unsigned))
 701 (deftransform ash-left-mod32 ((integer count)
 702                               ((unsigned-byte 32) (unsigned-byte 5)))
 703   (when (sb!c::constant-lvar-p count)
 704     (sb!c::give-up-ir1-transform))
 705   '(%primitive fast-ash-left-mod32/unsigned=>unsigned integer count))
 706
 707 ;;; logical operations
 708 (define-modular-fun lognot-mod32 (x) lognot 32)
 709 (define-vop (lognot-mod32/unsigned=>unsigned)
 710   (:translate lognot-mod32)
 711   (:args (x :scs (unsigned-reg)))
 712   (:arg-types unsigned-num)
 713   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 714   (:result-types unsigned-num)
 715   (:policy :fast-safe)
 716   (:generator 1
 717     (inst nor r x zero-tn)))
 718
 719 (define-modular-fun lognor-mod32 (x y) lognor 32)
 720 (define-vop (fast-lognor-mod32/unsigned=>unsigned
 721              fast-lognor/unsigned=>unsigned)
 722   (:translate lognor-mod32))
 723
 724 (define-source-transform logeqv (&rest args)
 725   (if (oddp (length args))
 726       `(logxor ,@args)
 727       `(lognot (logxor ,@args))))
 728 (define-source-transform logandc1 (x y)
 729   `(logand (lognot ,x) ,y))
 730 (define-source-transform logandc2 (x y)
 731   `(logand ,x (lognot ,y)))
 732 (define-source-transform logorc1 (x y)
 733   `(logior (lognot ,x) ,y))
 734 (define-source-transform logorc2 (x y)
 735   `(logior ,x (lognot ,y)))
 736 (define-source-transform lognand (x y)
 737   `(lognot (logand ,x ,y)))
 738 ;;;; Bignum stuff.
 739
 740 (define-vop (bignum-length get-header-data)
 741   (:translate sb!bignum:%bignum-length)
 742   (:policy :fast-safe))
 743
 744 (define-vop (bignum-set-length set-header-data)
 745   (:translate sb!bignum:%bignum-set-length)
 746   (:policy :fast-safe))
 747
 748 (define-full-reffer bignum-ref * bignum-digits-offset other-pointer-lowtag
 749   (unsigned-reg) unsigned-num sb!bignum:%bignum-ref)
 750
 751 (define-full-setter bignum-set * bignum-digits-offset other-pointer-lowtag
 752   (unsigned-reg) unsigned-num sb!bignum:%bignum-set)
 753
 754 (define-vop (digit-0-or-plus)
 755   (:translate sb!bignum:%digit-0-or-plusp)
 756   (:policy :fast-safe)
 757   (:args (digit :scs (unsigned-reg)))
 758   (:arg-types unsigned-num)
 759   (:conditional)
 760   (:info target not-p)
 761   (:generator 2
 762     (if not-p
 763         (inst bltz digit target)
 764         (inst bgez digit target))
 765     (inst nop)))
 766
 767 (define-vop (add-w/carry)
 768   (:translate sb!bignum:%add-with-carry)
 769   (:policy :fast-safe)
 770   (:args (a :scs (unsigned-reg))
 771          (b :scs (unsigned-reg))
 772          (c :scs (any-reg)))
 773   (:arg-types unsigned-num unsigned-num positive-fixnum)
 774   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target result) res)
 775   (:results (result :scs (unsigned-reg))
 776             (carry :scs (unsigned-reg) :from :eval))
 777   (:result-types unsigned-num positive-fixnum)
 778   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg)) temp)
 779   (:generator 5
 780     (let ((carry-in (gen-label))
 781           (done (gen-label)))
 782       (inst bne c carry-in)
 783       (inst addu res a b)
 784
 785       (inst b done)
 786       (inst sltu carry res b)
 787
 788       (emit-label carry-in)
 789       (inst addu res 1)
 790       (inst nor temp a zero-tn)
 791       (inst sltu carry b temp)
 792       (inst xor carry 1)
 793
 794       (emit-label done)
 795       (move result res))))
 796
 797 (define-vop (sub-w/borrow)
 798   (:translate sb!bignum:%subtract-with-borrow)
 799   (:policy :fast-safe)
 800   (:args (a :scs (unsigned-reg))
 801          (b :scs (unsigned-reg))
 802          (c :scs (any-reg)))
 803   (:arg-types unsigned-num unsigned-num positive-fixnum)
 804   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target result) res)
 805   (:results (result :scs (unsigned-reg))
 806             (borrow :scs (unsigned-reg) :from :eval))
 807   (:result-types unsigned-num positive-fixnum)
 808   (:generator 4
 809     (let ((no-borrow-in (gen-label))
 810           (done (gen-label)))
 811
 812       (inst bne c no-borrow-in)
 813       (inst subu res a b)
 814
 815       (inst subu res 1)
 816       (inst b done)
 817       (inst sltu borrow b a)
 818
 819       (emit-label no-borrow-in)
 820       (inst sltu borrow a b)
 821       (inst xor borrow 1)
 822
 823       (emit-label done)
 824       (move result res))))
 825
 826 (define-vop (bignum-mult-and-add-3-arg)
 827   (:translate sb!bignum:%multiply-and-add)
 828   (:policy :fast-safe)
 829   (:args (x :scs (unsigned-reg))
 830          (y :scs (unsigned-reg))
 831          (carry-in :scs (unsigned-reg) :to :save))
 832   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 833   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:argument 1)) temp)
 834   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
 835             (lo :scs (unsigned-reg)))
 836   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 837   (:generator 6
 838     (inst multu x y)
 839     (inst mflo temp)
 840     (inst addu lo temp carry-in)
 841     (inst sltu temp lo carry-in)
 842     (inst mfhi hi)
 843     (inst addu hi temp)))
 844
 845 (define-vop (bignum-mult-and-add-4-arg)
 846   (:translate sb!bignum:%multiply-and-add)
 847   (:policy :fast-safe)
 848   (:args (x :scs (unsigned-reg))
 849          (y :scs (unsigned-reg))
 850          (prev :scs (unsigned-reg))
 851          (carry-in :scs (unsigned-reg) :to :save))
 852   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 853   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:argument 2)) temp)
 854   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
 855             (lo :scs (unsigned-reg)))
 856   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 857   (:generator 9
 858     (inst multu x y)
 859     (inst addu lo prev carry-in)
 860     (inst sltu temp lo carry-in)
 861     (inst mfhi hi)
 862     (inst addu hi temp)
 863     (inst mflo temp)
 864     (inst addu lo temp)
 865     (inst sltu temp lo temp)
 866     (inst addu hi temp)))
 867
 868 (define-vop (bignum-mult)
 869   (:translate sb!bignum:%multiply)
 870   (:policy :fast-safe)
 871   (:args (x :scs (unsigned-reg))
 872          (y :scs (unsigned-reg)))
 873   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
 874   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
 875             (lo :scs (unsigned-reg)))
 876   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 877   (:generator 3
 878     (inst multu x y)
 879     (inst mflo lo)
 880     (inst mfhi hi)))
 881
 882 (define-vop (bignum-lognot lognot-mod32/unsigned=>unsigned)
 883   (:translate sb!bignum:%lognot))
 884
 885 (define-vop (fixnum-to-digit)
 886   (:translate sb!bignum:%fixnum-to-digit)
 887   (:policy :fast-safe)
 888   (:args (fixnum :scs (any-reg)))
 889   (:arg-types tagged-num)
 890   (:results (digit :scs (unsigned-reg)))
 891   (:result-types unsigned-num)
 892   (:generator 1
 893     (inst sra digit fixnum 2)))
 894
 895 (define-vop (bignum-floor)
 896   (:translate sb!bignum:%floor)
 897   (:policy :fast-safe)
 898   (:args (num-high :scs (unsigned-reg) :target rem)
 899          (num-low :scs (unsigned-reg) :target rem-low)
 900          (denom :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
 901   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 902   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:argument 1)) rem-low)
 903   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:eval 0)) temp)
 904   (:results (quo :scs (unsigned-reg) :from (:eval 0))
 905             (rem :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)))
 906   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 907   (:generator 325 ; number of inst assuming targeting works.
 908     (move rem num-high)
 909     (move rem-low num-low)
 910     (flet ((maybe-subtract (&optional (guess temp))
 911              (inst subu temp guess 1)
 912              (inst and temp denom)
 913              (inst subu rem temp)))
 914       (inst sltu quo rem denom)
 915       (maybe-subtract quo)
 916       (dotimes (i 32)
 917         (inst sll rem 1)
 918         (inst srl temp rem-low 31)
 919         (inst or rem temp)
 920         (inst sll rem-low 1)
 921         (inst sltu temp rem denom)
 922         (inst sll quo 1)
 923         (inst or quo temp)
 924         (maybe-subtract)))
 925     (inst nor quo zero-tn)))
 926
 927 (define-vop (signify-digit)
 928   (:translate sb!bignum:%fixnum-digit-with-correct-sign)
 929   (:policy :fast-safe)
 930   (:args (digit :scs (unsigned-reg) :target res))
 931   (:arg-types unsigned-num)
 932   (:results (res :scs (any-reg signed-reg)))
 933   (:result-types signed-num)
 934   (:generator 1
 935     (sc-case res
 936       (any-reg
 937        (inst sll res digit 2))
 938       (signed-reg
 939        (move res digit)))))
 940
 941
 942 (define-vop (digit-ashr)
 943   (:translate sb!bignum:%ashr)
 944   (:policy :fast-safe)
 945   (:args (digit :scs (unsigned-reg))
 946          (count :scs (unsigned-reg)))
 947   (:arg-types unsigned-num positive-fixnum)
 948   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 949   (:result-types unsigned-num)
 950   (:generator 1
 951     (inst sra result digit count)))
 952
 953 (define-vop (digit-lshr digit-ashr)
 954   (:translate sb!bignum:%digit-logical-shift-right)
 955   (:generator 1
 956     (inst srl result digit count)))
 957
 958 (define-vop (digit-ashl digit-ashr)
 959   (:translate sb!bignum:%ashl)
 960   (:generator 1
 961     (inst sll result digit count)))
 962
 963 \f
 964 ;;;; Static functions.
 965
 966 (define-static-fun two-arg-gcd (x y) :translate gcd)
 967 (define-static-fun two-arg-lcm (x y) :translate lcm)
 968
 969 (define-static-fun two-arg-+ (x y) :translate +)
 970 (define-static-fun two-arg-- (x y) :translate -)
 971 (define-static-fun two-arg-* (x y) :translate *)
 972 (define-static-fun two-arg-/ (x y) :translate /)
 973
 974 (define-static-fun two-arg-< (x y) :translate <)
 975 (define-static-fun two-arg-<= (x y) :translate <=)
 976 (define-static-fun two-arg-> (x y) :translate >)
 977 (define-static-fun two-arg->= (x y) :translate >=)
 978 (define-static-fun two-arg-= (x y) :translate =)
 979 (define-static-fun two-arg-/= (x y) :translate /=)
 980
 981 (define-static-fun %negate (x) :translate %negate)
 982
 983 (define-static-fun two-arg-and (x y) :translate logand)
 984 (define-static-fun two-arg-ior (x y) :translate logior)
 985 (define-static-fun two-arg-xor (x y) :translate logxor)