src/compiler/mips/macros.lisp

   1 ;;;; various useful macros for generating MIPS code
   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 (in-package "SB!VM")
  12
  13 ;;; Handy macro for defining top-level forms that depend on the compile
  14 ;;; environment.
  15
  16 (defmacro expand (expr)
  17   (let ((gensym (gensym)))
  18     `(macrolet
  19          ((,gensym ()
  20             ,expr))
  21        (,gensym))))
  22
  23 \f
  24 ;;; Instruction-like macros.
  25
  26 (defmacro move (dst src &optional (always-emit-code-p nil))
  27   "Move SRC into DST (unless they are location= and ALWAYS-EMIT-CODE-P
  28   is nil)."
  29   (once-only ((n-dst dst)
  30               (n-src src))
  31     `(if (location= ,n-dst ,n-src)
  32          (when ,always-emit-code-p
  33            (inst nop))
  34          (inst move ,n-dst ,n-src))))
  35
  36 (defmacro def-mem-op (op inst shift load)
  37   `(defmacro ,op (object base &optional (offset 0) (lowtag 0))
  38      `(progn
  39         (inst ,',inst ,object ,base (- (ash ,offset ,,shift) ,lowtag))
  40         ,,@(when load '('(inst nop))))))
  41 ;;;
  42 (def-mem-op loadw lw word-shift t)
  43 (def-mem-op storew sw word-shift nil)
  44
  45 (defmacro load-symbol (reg symbol)
  46   (once-only ((reg reg) (symbol symbol))
  47     `(inst addu ,reg null-tn (static-symbol-offset ,symbol))))
  48
  49 (defmacro load-symbol-value (reg symbol)
  50   `(progn
  51      (inst lw ,reg null-tn
  52            (+ (static-symbol-offset ',symbol)
  53               (ash symbol-value-slot word-shift)
  54               (- other-pointer-lowtag)))
  55      (inst nop)))
  56
  57 (defmacro store-symbol-value (reg symbol)
  58   `(inst sw ,reg null-tn
  59          (+ (static-symbol-offset ',symbol)
  60             (ash symbol-value-slot word-shift)
  61             (- other-pointer-lowtag))))
  62
  63 (defmacro load-type (target source &optional (offset 0))
  64   "Loads the type bits of a pointer into target independent of
  65   byte-ordering issues."
  66   (once-only ((n-target target)
  67               (n-source source)
  68               (n-offset offset))
  69     (ecase *backend-byte-order*
  70       (:little-endian
  71        `(inst lbu ,n-target ,n-source ,n-offset))
  72       (:big-endian
  73        `(inst lbu ,n-target ,n-source (+ ,n-offset 3))))))
  74
  75
  76 ;;; Macros to handle the fact that we cannot use the machine native call and
  77 ;;; return instructions.
  78
  79 (defmacro lisp-jump (function lip)
  80   "Jump to the lisp function FUNCTION.  LIP is an interior-reg temporary."
  81   `(progn
  82      (inst addu ,lip ,function (- (ash simple-fun-code-offset word-shift)
  83                                    fun-pointer-lowtag))
  84      (inst j ,lip)
  85      (move code-tn ,function t)))
  86
  87 (defmacro lisp-return (return-pc lip &key (offset 0) (frob-code t))
  88   "Return to RETURN-PC.  LIP is an interior-reg temporary."
  89   `(progn
  90      (inst addu ,lip ,return-pc
  91            (- (* (1+ ,offset) n-word-bytes) other-pointer-lowtag))
  92      (inst j ,lip)
  93      ,(if frob-code
  94           `(move code-tn ,return-pc t)
  95           '(inst nop))))
  96
  97
  98 (defmacro emit-return-pc (label)
  99   "Emit a return-pc header word.  LABEL is the label to use for this return-pc."
 100   `(progn
 101      (align n-lowtag-bits)
 102      (emit-label ,label)
 103      (inst lra-header-word)))
 104
 105
 106 \f
 107 ;;;; Stack TN's
 108
 109 ;;; Move a stack TN to a register and vice-versa.
 110 (defmacro load-stack-tn (reg stack)
 111   `(let ((reg ,reg)
 112          (stack ,stack))
 113      (let ((offset (tn-offset stack)))
 114        (sc-case stack
 115          ((control-stack)
 116           (loadw reg cfp-tn offset))))))
 117
 118 (defmacro store-stack-tn (stack reg)
 119   `(let ((stack ,stack)
 120          (reg ,reg))
 121      (let ((offset (tn-offset stack)))
 122        (sc-case stack
 123          ((control-stack)
 124           (storew reg cfp-tn offset))))))
 125
 126 (defmacro maybe-load-stack-tn (reg reg-or-stack)
 127   "Move the TN Reg-Or-Stack into Reg if it isn't already there."
 128   (once-only ((n-reg reg)
 129               (n-stack reg-or-stack))
 130     `(sc-case ,n-reg
 131        ((any-reg descriptor-reg)
 132         (sc-case ,n-stack
 133           ((any-reg descriptor-reg)
 134            (move ,n-reg ,n-stack))
 135           ((control-stack)
 136            (loadw ,n-reg cfp-tn (tn-offset ,n-stack))))))))
 137
 138 \f
 139 ;;;; Storage allocation:
 140 (defmacro with-fixed-allocation ((result-tn flag-tn temp-tn type-code size)
 141                                  &body body)
 142   "Do stuff to allocate an other-pointer object of fixed Size with a single
 143    word header having the specified Type-Code.  The result is placed in
 144    Result-TN, Flag-Tn must be wired to NL4-OFFSET, and Temp-TN is a non-
 145    descriptor temp (which may be randomly used by the body.)  The body is
 146    placed inside the PSEUDO-ATOMIC, and presumably initializes the object."
 147   (unless body
 148     (bug "empty &body in WITH-FIXED-ALLOCATION"))
 149   (once-only ((result-tn result-tn) (temp-tn temp-tn) (size size))
 150     `(pseudo-atomic (,flag-tn :extra (pad-data-block ,size))
 151        (inst or ,result-tn alloc-tn other-pointer-lowtag)
 152        (inst li ,temp-tn (logior (ash (1- ,size) n-widetag-bits) ,type-code))
 153        (storew ,temp-tn ,result-tn 0 other-pointer-lowtag)
 154        ,@body)))
 155
 156 \f
 157 ;;;; Three Way Comparison
 158 (defun three-way-comparison (x y condition flavor not-p target temp)
 159   (ecase condition
 160     (:eq
 161      (if not-p
 162          (inst bne x y target)
 163          (inst beq x y target)))
 164     (:lt
 165      (ecase flavor
 166        (:unsigned
 167         (inst sltu temp x y))
 168        (:signed
 169         (inst slt temp x y)))
 170      (if not-p
 171          (inst beq temp zero-tn target)
 172          (inst bne temp zero-tn target)))
 173     (:gt
 174      (ecase flavor
 175        (:unsigned
 176         (inst sltu temp y x))
 177        (:signed
 178         (inst slt temp y x)))
 179      (if not-p
 180          (inst beq temp zero-tn target)
 181          (inst bne temp zero-tn target))))
 182   (inst nop))
 183
 184
 185 \f
 186 ;;;; Error Code
 187 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
 188   (defun emit-error-break (vop kind code values)
 189     (let ((vector (gensym)))
 190       `((let ((vop ,vop))
 191           (when vop
 192             (note-this-location vop :internal-error)))
 193         (inst break ,kind)
 194         (with-adjustable-vector (,vector)
 195           (write-var-integer (error-number-or-lose ',code) ,vector)
 196           ,@(mapcar #'(lambda (tn)
 197                         `(let ((tn ,tn))
 198                            (write-var-integer (make-sc-offset (sc-number
 199                                                                (tn-sc tn))
 200                                                               (tn-offset tn))
 201                                               ,vector)))
 202                     values)
 203           (inst byte (length ,vector))
 204           (dotimes (i (length ,vector))
 205             (inst byte (aref ,vector i))))
 206         (align word-shift)))))
 207
 208 (defmacro error-call (vop error-code &rest values)
 209   "Cause an error.  ERROR-CODE is the error to cause."
 210   (cons 'progn
 211         (emit-error-break vop error-trap error-code values)))
 212
 213
 214 (defmacro cerror-call (vop label error-code &rest values)
 215   "Cause a continuable error.  If the error is continued, execution resumes at
 216   LABEL."
 217   `(progn
 218      (inst b ,label)
 219      ,@(emit-error-break vop cerror-trap error-code values)))
 220
 221 (defmacro generate-error-code (vop error-code &rest values)
 222   "Generate-Error-Code Error-code Value*
 223   Emit code for an error with the specified Error-Code and context Values."
 224   `(assemble (*elsewhere*)
 225      (let ((start-lab (gen-label)))
 226        (emit-label start-lab)
 227        (error-call ,vop ,error-code ,@values)
 228        start-lab)))
 229
 230 (defmacro generate-cerror-code (vop error-code &rest values)
 231   "Generate-CError-Code Error-code Value*
 232   Emit code for a continuable error with the specified Error-Code and
 233   context Values.  If the error is continued, execution resumes after
 234   the GENERATE-CERROR-CODE form."
 235   (with-unique-names (continue error)
 236     `(let ((,continue (gen-label)))
 237        (emit-label ,continue)
 238        (assemble (*elsewhere*)
 239          (let ((,error (gen-label)))
 240            (emit-label ,error)
 241            (cerror-call ,vop ,continue ,error-code ,@values)
 242            ,error)))))
 243 \f
 244 ;;;; PSEUDO-ATOMIC
 245
 246 ;;; handy macro for making sequences look atomic
 247 (defmacro pseudo-atomic ((flag-tn &key (extra 0)) &rest forms)
 248   `(progn
 249      (aver (= (tn-offset ,flag-tn) nl4-offset))
 250      (aver (not (minusp ,extra)))
 251      (without-scheduling ()
 252        (inst li ,flag-tn ,extra)
 253        (inst addu alloc-tn 1))
 254      ,@forms
 255      (without-scheduling ()
 256        (let ((label (gen-label)))
 257          (inst bgez ,flag-tn label)
 258          (inst addu alloc-tn (1- ,extra))
 259          (inst break 16)
 260          (emit-label label)))))
 261 \f
 262 ;;;; memory accessor vop generators
 263
 264 (deftype load/store-index (scale lowtag min-offset
 265                                  &optional (max-offset min-offset))
 266   `(integer ,(- (truncate (+ (ash 1 16)
 267                              (* min-offset n-word-bytes)
 268                              (- lowtag))
 269                           scale))
 270             ,(truncate (- (+ (1- (ash 1 16)) lowtag)
 271                           (* max-offset n-word-bytes))
 272                        scale)))
 273
 274 (defmacro define-full-reffer (name type offset lowtag scs el-type
 275                                    &optional translate)
 276   `(progn
 277      (define-vop (,name)
 278        ,@(when translate
 279            `((:translate ,translate)))
 280        (:policy :fast-safe)
 281        (:args (object :scs (descriptor-reg))
 282               (index :scs (any-reg)))
 283        (:arg-types ,type tagged-num)
 284        (:temporary (:scs (interior-reg)) lip)
 285        (:results (value :scs ,scs))
 286        (:result-types ,el-type)
 287        (:generator 5
 288          (inst add lip object index)
 289          (inst lw value lip (- (* ,offset n-word-bytes) ,lowtag))
 290          (inst nop)))
 291      (define-vop (,(symbolicate name "-C"))
 292        ,@(when translate
 293            `((:translate ,translate)))
 294        (:policy :fast-safe)
 295        (:args (object :scs (descriptor-reg)))
 296        (:info index)
 297        (:arg-types ,type
 298                    (:constant (load/store-index ,n-word-bytes ,(eval lowtag)
 299                                                 ,(eval offset))))
 300        (:results (value :scs ,scs))
 301        (:result-types ,el-type)
 302        (:generator 4
 303          (inst lw value object (- (* (+ ,offset index) n-word-bytes) ,lowtag))
 304          (inst nop)))))
 305
 306 (defmacro define-full-setter (name type offset lowtag scs el-type
 307                                    &optional translate)
 308   `(progn
 309      (define-vop (,name)
 310        ,@(when translate
 311            `((:translate ,translate)))
 312        (:policy :fast-safe)
 313        (:args (object :scs (descriptor-reg))
 314               (index :scs (any-reg))
 315               (value :scs ,scs :target result))
 316        (:arg-types ,type tagged-num ,el-type)
 317        (:temporary (:scs (interior-reg)) lip)
 318        (:results (result :scs ,scs))
 319        (:result-types ,el-type)
 320        (:generator 2
 321          (inst add lip object index)
 322          (inst sw value lip (- (* ,offset n-word-bytes) ,lowtag))
 323          (move result value)))
 324      (define-vop (,(symbolicate name "-C"))
 325        ,@(when translate
 326            `((:translate ,translate)))
 327        (:policy :fast-safe)
 328        (:args (object :scs (descriptor-reg))
 329               (value :scs ,scs))
 330        (:info index)
 331        (:arg-types ,type
 332                    (:constant (load/store-index ,n-word-bytes ,(eval lowtag)
 333                                                 ,(eval offset)))
 334                    ,el-type)
 335        (:results (result :scs ,scs))
 336        (:result-types ,el-type)
 337        (:generator 1
 338          (inst sw value object (- (* (+ ,offset index) n-word-bytes) ,lowtag))
 339          (move result value)))))
 340
 341
 342 (defmacro define-partial-reffer (name type size signed offset lowtag scs
 343                                       el-type &optional translate)
 344   (let ((scale (ecase size (:byte 1) (:short 2))))
 345     `(progn
 346        (define-vop (,name)
 347          ,@(when translate
 348              `((:translate ,translate)))
 349          (:policy :fast-safe)
 350          (:args (object :scs (descriptor-reg))
 351                 (index :scs (unsigned-reg)))
 352          (:arg-types ,type positive-fixnum)
 353          (:results (value :scs ,scs))
 354          (:result-types ,el-type)
 355          (:temporary (:scs (interior-reg)) lip)
 356          (:generator 5
 357            (inst addu lip object index)
 358            ,@(when (eq size :short)
 359                '((inst addu lip index)))
 360            (inst ,(ecase size
 361                     (:byte (if signed 'lb 'lbu))
 362                     (:short (if signed 'lh 'lhu)))
 363                  value lip (- (* ,offset n-word-bytes) ,lowtag))
 364            (inst nop)))
 365        (define-vop (,(symbolicate name "-C"))
 366          ,@(when translate
 367              `((:translate ,translate)))
 368          (:policy :fast-safe)
 369          (:args (object :scs (descriptor-reg)))
 370          (:info index)
 371          (:arg-types ,type
 372                      (:constant (load/store-index ,scale
 373                                                   ,(eval lowtag)
 374                                                   ,(eval offset))))
 375          (:results (value :scs ,scs))
 376          (:result-types ,el-type)
 377          (:generator 4
 378            (inst ,(ecase size
 379                     (:byte (if signed 'lb 'lbu))
 380                     (:short (if signed 'lh 'lhu)))
 381                  value object
 382                  (- (+ (* ,offset n-word-bytes) (* index ,scale)) ,lowtag))
 383            (inst nop))))))
 384
 385 (defmacro define-partial-setter (name type size offset lowtag scs el-type
 386                                       &optional translate)
 387   (let ((scale (ecase size (:byte 1) (:short 2))))
 388     `(progn
 389        (define-vop (,name)
 390          ,@(when translate
 391              `((:translate ,translate)))
 392          (:policy :fast-safe)
 393          (:args (object :scs (descriptor-reg))
 394                 (index :scs (unsigned-reg))
 395                 (value :scs ,scs :target result))
 396          (:arg-types ,type positive-fixnum ,el-type)
 397          (:temporary (:scs (interior-reg)) lip)
 398          (:results (result :scs ,scs))
 399          (:result-types ,el-type)
 400          (:generator 5
 401            (inst addu lip object index)
 402            ,@(when (eq size :short)
 403                '((inst addu lip index)))
 404            (inst ,(ecase size (:byte 'sb) (:short 'sh))
 405                  value lip (- (* ,offset n-word-bytes) ,lowtag))
 406            (move result value)))
 407        (define-vop (,(symbolicate name "-C"))
 408          ,@(when translate
 409              `((:translate ,translate)))
 410          (:policy :fast-safe)
 411          (:args (object :scs (descriptor-reg))
 412                 (value :scs ,scs :target result))
 413          (:info index)
 414          (:arg-types ,type
 415                      (:constant (load/store-index ,scale
 416                                                   ,(eval lowtag)
 417                                                   ,(eval offset)))
 418                      ,el-type)
 419          (:results (result :scs ,scs))
 420          (:result-types ,el-type)
 421          (:generator 4
 422            (inst ,(ecase size (:byte 'sb) (:short 'sh))
 423                  value object
 424                  (- (+ (* ,offset n-word-bytes) (* index ,scale)) ,lowtag))
 425            (move result value))))))
 426
 427
 428 (defmacro sb!sys::with-pinned-objects ((&rest objects) &body body)
 429   "Arrange with the garbage collector that the pages occupied by
 430 OBJECTS will not be moved in memory for the duration of BODY.
 431 Useful for e.g. foreign calls where another thread may trigger
 432 garbage collection.  This is currently implemented by disabling GC"
 433   (declare (ignore objects))            ;should we eval these for side-effect?
 434   `(without-gcing
 435     ,@body))