src/compiler/ppc/arith.lisp

   1 ;;;; the VM definition arithmetic VOPs for the PPC
   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 (fast-safe-arith-op)
  17   (:policy :fast-safe)
  18   (:effects)
  19   (:affected))
  20
  21 (define-vop (fixnum-unop fast-safe-arith-op)
  22   (:args (x :scs (any-reg)))
  23   (:results (res :scs (any-reg)))
  24   (:note "inline fixnum arithmetic")
  25   (:arg-types tagged-num)
  26   (:result-types tagged-num))
  27
  28 (define-vop (signed-unop fast-safe-arith-op)
  29   (:args (x :scs (signed-reg)))
  30   (:results (res :scs (signed-reg)))
  31   (:note "inline (signed-byte 32) arithmetic")
  32   (:arg-types signed-num)
  33   (:result-types signed-num))
  34
  35 (define-vop (fast-negate/fixnum fixnum-unop)
  36   (:translate %negate)
  37   (:generator 1
  38     (inst neg res x)))
  39
  40 (define-vop (fast-negate/signed signed-unop)
  41   (:translate %negate)
  42   (:generator 2
  43     (inst neg res x)))
  44
  45 (define-vop (fast-lognot/fixnum fixnum-unop)
  46   (:translate lognot)
  47   (:generator 2
  48     (inst xori res x (fixnumize -1))))
  49
  50 (define-vop (fast-lognot/signed signed-unop)
  51   (:translate lognot)
  52   (:generator 1
  53     (inst not res x)))
  54 \f
  55 ;;;; Binary fixnum operations.
  56
  57 ;;; Assume that any constant operand is the second arg...
  58
  59 (define-vop (fast-fixnum-binop fast-safe-arith-op)
  60   (:args (x :target r :scs (any-reg zero))
  61          (y :target r :scs (any-reg zero)))
  62   (:arg-types tagged-num tagged-num)
  63   (:results (r :scs (any-reg)))
  64   (:result-types tagged-num)
  65   (:note "inline fixnum arithmetic"))
  66
  67 (define-vop (fast-unsigned-binop fast-safe-arith-op)
  68   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg zero))
  69          (y :target r :scs (unsigned-reg zero)))
  70   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
  71   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
  72   (:result-types unsigned-num)
  73   (:note "inline (unsigned-byte 32) arithmetic"))
  74
  75 (define-vop (fast-signed-binop fast-safe-arith-op)
  76   (:args (x :target r :scs (signed-reg zero))
  77          (y :target r :scs (signed-reg zero)))
  78   (:arg-types signed-num signed-num)
  79   (:results (r :scs (signed-reg)))
  80   (:result-types signed-num)
  81   (:note "inline (signed-byte 32) arithmetic"))
  82
  83 (define-vop (fast-fixnum-binop-c fast-safe-arith-op)
  84   (:args (x :target r :scs (any-reg zero)))
  85   (:info y)
  86   (:arg-types tagged-num
  87               (:constant (and (signed-byte 14) (not (integer 0 0)))))
  88   (:results (r :scs (any-reg)))
  89   (:result-types tagged-num)
  90   (:note "inline fixnum arithmetic"))
  91
  92 (define-vop (fast-fixnum-logop-c fast-safe-arith-op)
  93   (:args (x :target r :scs (any-reg zero)))
  94   (:info y)
  95   (:arg-types tagged-num
  96               (:constant (and (unsigned-byte 14) (not (integer 0 0)))))
  97   (:results (r :scs (any-reg)))
  98   (:result-types tagged-num)
  99   (:note "inline fixnum logical op"))
 100
 101 (define-vop (fast-unsigned-binop-c fast-safe-arith-op)
 102   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg zero)))
 103   (:info y)
 104   (:arg-types unsigned-num
 105               (:constant (and (signed-byte 16) (not (integer 0 0)))))
 106   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 107   (:result-types unsigned-num)
 108   (:note "inline (unsigned-byte 32) arithmetic"))
 109
 110 (define-vop (fast-unsigned-logop-c fast-safe-arith-op)
 111   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg zero)))
 112   (:info y)
 113   (:arg-types unsigned-num
 114               (:constant (and (unsigned-byte 16) (not (integer 0 0)))))
 115   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 116   (:result-types unsigned-num)
 117   (:note "inline (unsigned-byte 32) logical op"))
 118
 119 (define-vop (fast-signed-binop-c fast-safe-arith-op)
 120   (:args (x :target r :scs (signed-reg zero)))
 121   (:info y)
 122   (:arg-types signed-num
 123               (:constant (and (signed-byte 16) (not (integer 0 0)))))
 124   (:results (r :scs (signed-reg)))
 125   (:result-types signed-num)
 126   (:note "inline (signed-byte 32) arithmetic"))
 127
 128 (define-vop (fast-signed-logop-c fast-safe-arith-op)
 129   (:args (x :target r :scs (signed-reg zero)))
 130   (:info y)
 131   (:arg-types signed-num
 132               (:constant (and (unsigned-byte 16) (not (integer 0 0)))))
 133   (:results (r :scs (signed-reg)))
 134   (:result-types signed-num)
 135   (:note "inline (signed-byte 32) arithmetic"))
 136
 137
 138 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
 139
 140 (defmacro define-var-binop (translate untagged-penalty op
 141                             &optional arg-swap restore-fixnum-mask)
 142   `(progn
 143      (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/FIXNUM=>FIXNUM")
 144                   fast-fixnum-binop)
 145        ,@(when restore-fixnum-mask
 146            `((:temporary (:sc non-descriptor-reg) temp)))
 147        (:translate ,translate)
 148        (:generator 2
 149          ,(if arg-swap
 150              `(inst ,op ,(if restore-fixnum-mask 'temp 'r) y x)
 151              `(inst ,op ,(if restore-fixnum-mask 'temp 'r) x y))
 152          ;; FIXME: remind me what convention we used for 64bitizing
 153          ;; stuff?  -- CSR, 2003-08-27
 154          ,@(when restore-fixnum-mask
 155              `((inst clrrwi r temp (1- n-lowtag-bits))))))
 156      (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/SIGNED=>SIGNED")
 157                   fast-signed-binop)
 158        (:translate ,translate)
 159        (:generator ,(1+ untagged-penalty)
 160          ,(if arg-swap
 161              `(inst ,op r y x)
 162              `(inst ,op r x y))))
 163      (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/UNSIGNED=>UNSIGNED")
 164                   fast-unsigned-binop)
 165        (:translate ,translate)
 166        (:generator ,(1+ untagged-penalty)
 167          ,(if arg-swap
 168              `(inst ,op r y x)
 169              `(inst ,op r x y))))))
 170
 171
 172 (defmacro define-const-binop (translate untagged-penalty op)
 173   `(progn
 174
 175      (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/fixnum=>fixnum)
 176                   fast-fixnum-binop-c)
 177        (:translate ,translate)
 178        (:generator 1
 179          (inst ,op r x (fixnumize y))))
 180      (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/signed=>signed)
 181                   fast-signed-binop-c)
 182        (:translate ,translate)
 183        (:generator ,untagged-penalty
 184          (inst ,op r x y)))
 185      (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/unsigned=>unsigned)
 186                   fast-unsigned-binop-c)
 187        (:translate ,translate)
 188        (:generator ,untagged-penalty
 189          (inst ,op r x y)))))
 190
 191 (defmacro define-const-logop (translate untagged-penalty op)
 192   `(progn
 193
 194      (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/fixnum=>fixnum)
 195                   fast-fixnum-logop-c)
 196        (:translate ,translate)
 197        (:generator 1
 198          (inst ,op r x (fixnumize y))))
 199      (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/signed=>signed)
 200                   fast-signed-logop-c)
 201        (:translate ,translate)
 202        (:generator ,untagged-penalty
 203          (inst ,op r x y)))
 204      (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/unsigned=>unsigned)
 205                   fast-unsigned-logop-c)
 206        (:translate ,translate)
 207        (:generator ,untagged-penalty
 208          (inst ,op r x y)))))
 209
 210 ); eval-when
 211
 212 (define-var-binop + 4 add)
 213 (define-var-binop - 4 sub)
 214 (define-var-binop logand 2 and)
 215 (define-var-binop logandc1 2 andc t)
 216 (define-var-binop logandc2 2 andc)
 217 (define-var-binop logior 2 or)
 218 (define-var-binop logorc1 2 orc t t)
 219 (define-var-binop logorc2 2 orc nil t)
 220 (define-var-binop logxor 2 xor)
 221 (define-var-binop logeqv 2 eqv nil t)
 222 (define-var-binop lognand 2 nand nil t)
 223 (define-var-binop lognor 2 nor nil t)
 224
 225 (define-const-binop + 4 addi)
 226 (define-const-binop - 4 subi)
 227 (define-const-logop logand 2 andi.)
 228 (define-const-logop logior 2 ori)
 229 (define-const-logop logxor 2 xori)
 230
 231
 232 ;;; Special case fixnum + and - that trap on overflow.  Useful when we
 233 ;;; don't know that the output type is a fixnum.
 234 ;;;
 235 (define-vop (+/fixnum fast-+/fixnum=>fixnum)
 236   (:policy :safe)
 237   (:results (r :scs (any-reg descriptor-reg)))
 238   (:result-types tagged-num)
 239   (:note "safe inline fixnum arithmetic")
 240   (:generator 4
 241     (let* ((no-overflow (gen-label)))
 242       (inst mcrxr :cr0)
 243       (inst addo. r x y)
 244       (inst bns no-overflow)
 245       (inst unimp (logior (ash (reg-tn-encoding r) 5)
 246                           fixnum-additive-overflow-trap))
 247       (emit-label no-overflow))))
 248
 249
 250 (define-vop (-/fixnum fast--/fixnum=>fixnum)
 251   (:policy :safe)
 252   (:results (r :scs (any-reg descriptor-reg)))
 253   (:result-types tagged-num)
 254   (:note "safe inline fixnum arithmetic")
 255   (:generator 4
 256     (let* ((no-overflow (gen-label)))
 257       (inst mcrxr :cr0)
 258       (inst subo. r x y)
 259       (inst bns no-overflow)
 260       (inst unimp (logior (ash (reg-tn-encoding r) 5)
 261                           fixnum-additive-overflow-trap))
 262       (emit-label no-overflow))))
 263
 264 (define-vop (fast-*/fixnum=>fixnum fast-fixnum-binop)
 265   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg)) temp)
 266   (:translate *)
 267   (:generator 2
 268     (inst srawi temp y 2)
 269     (inst mullw r x temp)))
 270
 271 (define-vop (fast-*-c/fixnum=>fixnum fast-fixnum-binop-c)
 272   (:translate *)
 273   (:arg-types tagged-num
 274               (:constant (and (signed-byte 16) (not (integer 0 0)))))
 275   (:generator 1
 276     (inst mulli r x y)))
 277
 278 (define-vop (fast-*-bigc/fixnum=>fixnum fast-fixnum-binop-c)
 279   (:translate *)
 280   (:arg-types tagged-num
 281               (:constant (and fixnum (not (signed-byte 16)))))
 282   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg)) temp)
 283   (:generator 1
 284     (inst lr temp y)
 285     (inst mullw r x temp)))
 286
 287 (define-vop (fast-*/signed=>signed fast-signed-binop)
 288   (:translate *)
 289   (:generator 4
 290     (inst mullw r x y)))
 291
 292 (define-vop (fast-*-c/signed=>signed fast-signed-binop-c)
 293   (:translate *)
 294   (:generator 3
 295     (inst mulli r x y)))
 296
 297 (define-vop (fast-*/unsigned=>unsigned fast-unsigned-binop)
 298   (:translate *)
 299   (:generator 4
 300     (inst mullw r x y)))
 301
 302 (define-vop (fast-*-c/unsigned=>unsigned fast-unsigned-binop-c)
 303   (:translate *)
 304   (:generator 3
 305     (inst mulli r x y)))
 306 \f
 307 ;;; Shifting
 308
 309 (macrolet ((def (name sc-type type result-type cost)
 310              `(define-vop (,name)
 311                 (:note "inline ASH")
 312                 (:translate ash)
 313                 (:args (number :scs (,sc-type))
 314                        (amount :scs (signed-reg unsigned-reg immediate)))
 315                 (:arg-types ,type positive-fixnum)
 316                 (:results (result :scs (,result-type)))
 317                 (:result-types ,type)
 318                 (:policy :fast-safe)
 319                 (:generator ,cost
 320                    (sc-case amount
 321                      ((signed-reg unsigned-reg)
 322                       (inst slw result number amount))
 323                      (immediate
 324                       (let ((amount (tn-value amount)))
 325                         (aver (> amount 0))
 326                         (inst slwi result number amount))))))))
 327   ;; FIXME: There's the opportunity for a sneaky optimization here, I
 328   ;; think: a FAST-ASH-LEFT-C/FIXNUM=>SIGNED vop.  -- CSR, 2003-09-03
 329   (def fast-ash-left/fixnum=>fixnum any-reg tagged-num any-reg 2)
 330   (def fast-ash-left/signed=>signed signed-reg signed-num signed-reg 3)
 331   (def fast-ash-left/unsigned=>unsigned unsigned-reg unsigned-num unsigned-reg 3))
 332
 333 (define-vop (fast-ash/unsigned=>unsigned)
 334   (:note "inline ASH")
 335   (:args (number :scs (unsigned-reg) :to :save)
 336          (amount :scs (signed-reg)))
 337   (:arg-types (:or unsigned-num) signed-num)
 338   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 339   (:result-types unsigned-num)
 340   (:translate ash)
 341   (:policy :fast-safe)
 342   (:temporary (:sc non-descriptor-reg) ndesc)
 343   (:generator 5
 344     (let ((positive (gen-label))
 345           (done (gen-label)))
 346       (inst cmpwi amount 0)
 347       (inst neg ndesc amount)
 348       (inst bge positive)
 349       (inst cmpwi ndesc 31)
 350       (inst srw result number ndesc)
 351       (inst ble done)
 352       (move result zero-tn)
 353       (inst b done)
 354
 355       (emit-label positive)
 356       ;; The result-type assures us that this shift will not overflow.
 357       (inst slw result number amount)
 358
 359       (emit-label done))))
 360
 361 (define-vop (fast-ash-c/unsigned=>unsigned)
 362   (:note "inline constant ASH")
 363   (:args (number :scs (unsigned-reg)))
 364   (:info amount)
 365   (:arg-types unsigned-num (:constant integer))
 366   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 367   (:result-types unsigned-num)
 368   (:translate ash)
 369   (:policy :fast-safe)
 370   (:generator 4
 371     (cond
 372       ((and (minusp amount) (< amount -31)) (move result zero-tn))
 373       ((minusp amount) (inst srwi result number (- amount)))
 374       (t (inst slwi result number amount)))))
 375
 376 (define-vop (fast-ash/signed=>signed)
 377   (:note "inline ASH")
 378   (:args (number :scs (signed-reg) :to :save)
 379          (amount :scs (signed-reg immediate)))
 380   (:arg-types (:or signed-num) signed-num)
 381   (:results (result :scs (signed-reg)))
 382   (:result-types (:or signed-num))
 383   (:translate ash)
 384   (:policy :fast-safe)
 385   (:temporary (:sc non-descriptor-reg) ndesc)
 386   (:generator 3
 387     (sc-case amount
 388       (signed-reg
 389        (let ((positive (gen-label))
 390              (done (gen-label)))
 391          (inst cmpwi amount 0)
 392          (inst neg ndesc amount)
 393          (inst bge positive)
 394          (inst cmpwi ndesc 31)
 395          (inst sraw result number ndesc)
 396          (inst ble done)
 397          (inst srawi result number 31)
 398          (inst b done)
 399
 400          (emit-label positive)
 401          ;; The result-type assures us that this shift will not overflow.
 402          (inst slw result number amount)
 403
 404          (emit-label done)))
 405
 406       (immediate
 407        (let ((amount (tn-value amount)))
 408          (if (minusp amount)
 409              (let ((amount (min 31 (- amount))))
 410                (inst srawi result number amount))
 411              (inst slwi result number amount)))))))
 412
 413
 414
 415 (define-vop (signed-byte-32-len)
 416   (:translate integer-length)
 417   (:note "inline (signed-byte 32) integer-length")
 418   (:policy :fast-safe)
 419   (:args (arg :scs (signed-reg)))
 420   (:arg-types signed-num)
 421   (:results (res :scs (any-reg)))
 422   (:result-types positive-fixnum)
 423   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg) :to (:argument 0)) shift)
 424   (:generator 6
 425     ; (integer-length arg) = (- 32 (cntlz (if (>= arg 0) arg (lognot arg))))
 426     (let ((nonneg (gen-label)))
 427       (inst cntlzw. shift arg)
 428       (inst bne nonneg)
 429       (inst not shift arg)
 430       (inst cntlzw shift shift)
 431       (emit-label nonneg)
 432       (inst slwi shift shift 2)
 433       (inst subfic res  shift (fixnumize 32)))))
 434
 435 (define-vop (unsigned-byte-32-count)
 436   (:translate logcount)
 437   (:note "inline (unsigned-byte 32) logcount")
 438   (:policy :fast-safe)
 439   (:args (arg :scs (unsigned-reg) :target shift))
 440   (:arg-types unsigned-num)
 441   (:results (res :scs (any-reg)))
 442   (:result-types positive-fixnum)
 443   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg) :from (:argument 0)) shift temp)
 444   (:generator 30
 445     (let ((loop (gen-label))
 446           (done (gen-label)))
 447       (inst add. shift zero-tn arg)
 448       (move res zero-tn)
 449       (inst beq done)
 450
 451       (emit-label loop)
 452       (inst subi temp shift 1)
 453       (inst and. shift shift temp)
 454       (inst addi res res (fixnumize 1))
 455       (inst bne loop)
 456
 457       (emit-label done))))
 458
 459 \f
 460 ;;;; Modular functions:
 461 (define-modular-fun lognot-mod32 (x) lognot 32)
 462 (define-vop (lognot-mod32/unsigned=>unsigned)
 463   (:translate lognot-mod32)
 464   (:args (x :scs (unsigned-reg)))
 465   (:arg-types unsigned-num)
 466   (:results (res :scs (unsigned-reg)))
 467   (:result-types unsigned-num)
 468   (:policy :fast-safe)
 469   (:generator 1
 470     (inst not res x)))
 471
 472 (define-vop (fast-ash-left-mod32-c/unsigned=>unsigned
 473              fast-ash-c/unsigned=>unsigned)
 474   (:translate ash-left-mod32))
 475
 476 (macrolet
 477     ((define-modular-backend (fun &optional constantp)
 478        (let ((mfun-name (symbolicate fun '-mod32))
 479              (modvop (symbolicate 'fast- fun '-mod32/unsigned=>unsigned))
 480              (modcvop (symbolicate 'fast- fun 'mod32-c/unsigned=>unsigned))
 481              (vop (symbolicate 'fast- fun '/unsigned=>unsigned))
 482              (cvop (symbolicate 'fast- fun '-c/unsigned=>unsigned)))
 483          `(progn
 484             (define-modular-fun ,mfun-name (x y) ,fun 32)
 485             (define-vop (,modvop ,vop)
 486               (:translate ,mfun-name))
 487             ,@(when constantp
 488                 `((define-vop (,modcvop ,cvop)
 489                     (:translate ,mfun-name))))))))
 490   (define-modular-backend + t)
 491   (define-modular-backend - t)
 492   (define-modular-backend logxor t)
 493   (define-modular-backend logeqv)
 494   (define-modular-backend lognand)
 495   (define-modular-backend lognor)
 496   (define-modular-backend logandc1)
 497   (define-modular-backend logandc2)
 498   (define-modular-backend logorc1)
 499   (define-modular-backend logorc2))
 500 \f
 501 ;;;; Binary conditional VOPs:
 502
 503 (define-vop (fast-conditional)
 504   (:conditional)
 505   (:info target not-p)
 506   (:effects)
 507   (:affected)
 508   (:policy :fast-safe))
 509
 510 (define-vop (fast-conditional/fixnum fast-conditional)
 511   (:args (x :scs (any-reg zero))
 512          (y :scs (any-reg zero)))
 513   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 514   (:note "inline fixnum comparison"))
 515
 516 (define-vop (fast-conditional-c/fixnum fast-conditional/fixnum)
 517   (:args (x :scs (any-reg zero)))
 518   (:arg-types tagged-num (:constant (signed-byte 14)))
 519   (:info target not-p y))
 520
 521 (define-vop (fast-conditional/signed fast-conditional)
 522   (:args (x :scs (signed-reg zero))
 523          (y :scs (signed-reg zero)))
 524   (:arg-types signed-num signed-num)
 525   (:note "inline (signed-byte 32) comparison"))
 526
 527 (define-vop (fast-conditional-c/signed fast-conditional/signed)
 528   (:args (x :scs (signed-reg zero)))
 529   (:arg-types signed-num (:constant (signed-byte 16)))
 530   (:info target not-p y))
 531
 532 (define-vop (fast-conditional/unsigned fast-conditional)
 533   (:args (x :scs (unsigned-reg zero))
 534          (y :scs (unsigned-reg zero)))
 535   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
 536   (:note "inline (unsigned-byte 32) comparison"))
 537
 538 (define-vop (fast-conditional-c/unsigned fast-conditional/unsigned)
 539   (:args (x :scs (unsigned-reg zero)))
 540   (:arg-types unsigned-num (:constant (unsigned-byte 16)))
 541   (:info target not-p y))
 542
 543
 544 (define-vop (fast-if-</fixnum fast-conditional/fixnum)
 545   (:translate <)
 546   (:generator 4
 547     (inst cmpw x y)
 548     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 549
 550 (define-vop (fast-if-<-c/fixnum fast-conditional-c/fixnum)
 551   (:translate <)
 552   (:generator 3
 553     (inst cmpwi x (fixnumize y))
 554     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 555
 556 (define-vop (fast-if-</signed fast-conditional/signed)
 557   (:translate <)
 558   (:generator 6
 559     (inst cmpw x y)
 560     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 561
 562 (define-vop (fast-if-<-c/signed fast-conditional-c/signed)
 563   (:translate <)
 564   (:generator 5
 565     (inst cmpwi x y)
 566     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 567
 568 (define-vop (fast-if-</unsigned fast-conditional/unsigned)
 569   (:translate <)
 570   (:generator 6
 571     (inst cmplw x y)
 572     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 573
 574 (define-vop (fast-if-<-c/unsigned fast-conditional-c/unsigned)
 575   (:translate <)
 576   (:generator 5
 577     (inst cmplwi x y)
 578     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 579
 580 (define-vop (fast-if->/fixnum fast-conditional/fixnum)
 581   (:translate >)
 582   (:generator 4
 583     (inst cmpw x y)
 584     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 585
 586 (define-vop (fast-if->-c/fixnum fast-conditional-c/fixnum)
 587   (:translate >)
 588   (:generator 3
 589     (inst cmpwi x (fixnumize y))
 590     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 591
 592 (define-vop (fast-if->/signed fast-conditional/signed)
 593   (:translate >)
 594   (:generator 6
 595     (inst cmpw x y)
 596     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 597
 598 (define-vop (fast-if->-c/signed fast-conditional-c/signed)
 599   (:translate >)
 600   (:generator 5
 601     (inst cmpwi x y)
 602     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 603
 604 (define-vop (fast-if->/unsigned fast-conditional/unsigned)
 605   (:translate >)
 606   (:generator 6
 607     (inst cmplw x y)
 608     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 609
 610 (define-vop (fast-if->-c/unsigned fast-conditional-c/unsigned)
 611   (:translate >)
 612   (:generator 5
 613     (inst cmplwi x y)
 614     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 615
 616 (define-vop (fast-if-eql/signed fast-conditional/signed)
 617   (:translate eql)
 618   (:generator 6
 619     (inst cmpw x y)
 620     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 621
 622 (define-vop (fast-if-eql-c/signed fast-conditional-c/signed)
 623   (:translate eql)
 624   (:generator 5
 625     (inst cmpwi x y)
 626     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 627
 628 (define-vop (fast-if-eql/unsigned fast-conditional/unsigned)
 629   (:translate eql)
 630   (:generator 6
 631     (inst cmplw x y)
 632     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 633
 634 (define-vop (fast-if-eql-c/unsigned fast-conditional-c/unsigned)
 635   (:translate eql)
 636   (:generator 5
 637     (inst cmplwi x y)
 638     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 639
 640
 641 ;;; EQL/FIXNUM is funny because the first arg can be of any type, not just a
 642 ;;; known fixnum.
 643
 644 ;;; These versions specify a fixnum restriction on their first arg.  We have
 645 ;;; also generic-eql/fixnum VOPs which are the same, but have no restriction on
 646 ;;; the first arg and a higher cost.  The reason for doing this is to prevent
 647 ;;; fixnum specific operations from being used on word integers, spuriously
 648 ;;; consing the argument.
 649 ;;;
 650
 651 (define-vop (fast-eql/fixnum fast-conditional)
 652   (:args (x :scs (any-reg descriptor-reg zero))
 653          (y :scs (any-reg zero)))
 654   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 655   (:note "inline fixnum comparison")
 656   (:translate eql)
 657   (:generator 4
 658     (inst cmpw x y)
 659     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 660 ;;;
 661 (define-vop (generic-eql/fixnum fast-eql/fixnum)
 662   (:arg-types * tagged-num)
 663   (:variant-cost 7))
 664
 665 (define-vop (fast-eql-c/fixnum fast-conditional/fixnum)
 666   (:args (x :scs (any-reg descriptor-reg zero)))
 667   (:arg-types tagged-num (:constant (signed-byte 14)))
 668   (:info target not-p y)
 669   (:translate eql)
 670   (:generator 2
 671     (inst cmpwi x (fixnumize y))
 672     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 673 ;;;
 674 (define-vop (generic-eql-c/fixnum fast-eql-c/fixnum)
 675   (:arg-types * (:constant (signed-byte 11)))
 676   (:variant-cost 6))
 677
 678 \f
 679 ;;;; 32-bit logical operations
 680
 681 (define-vop (merge-bits)
 682   (:translate merge-bits)
 683   (:args (shift :scs (signed-reg unsigned-reg))
 684          (prev :scs (unsigned-reg))
 685          (next :scs (unsigned-reg)))
 686   (:arg-types tagged-num unsigned-num unsigned-num)
 687   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0)) temp)
 688   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target result) res)
 689   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 690   (:result-types unsigned-num)
 691   (:policy :fast-safe)
 692   (:generator 4
 693     (let ((done (gen-label)))
 694       (inst cmpwi shift 0)
 695       (inst beq done)
 696       (inst srw res next shift)
 697       (inst sub temp zero-tn shift)
 698       (inst slw temp prev temp)
 699       (inst or res res temp)
 700       (emit-label done)
 701       (move result res))))
 702
 703 (define-source-transform 32bit-logical-not (x)
 704   `(logand (lognot (the (unsigned-byte 32) ,x)) #.(1- (ash 1 32))))
 705
 706 (deftransform 32bit-logical-and ((x y))
 707   '(logand x y))
 708
 709 (deftransform 32bit-logical-nand ((x y))
 710   '(logand (lognand x y) #.(1- (ash 1 32))))
 711
 712 (deftransform 32bit-logical-or ((x y))
 713   '(logior x y))
 714
 715 (deftransform 32bit-logical-nor ((x y))
 716   '(logand (lognor x y) #.(1- (ash 1 32))))
 717
 718 (deftransform 32bit-logical-xor ((x y))
 719   '(logxor x y))
 720
 721 (deftransform 32bit-logical-eqv ((x y))
 722   '(logand (logeqv x y) #.(1- (ash 1 32))))
 723
 724 (deftransform 32bit-logical-orc1 ((x y))
 725   '(logand (logorc1 x y) #.(1- (ash 1 32))))
 726
 727 (deftransform 32bit-logical-orc2 ((x y))
 728   '(logand (logorc2 x y) #.(1- (ash 1 32))))
 729
 730 (deftransform 32bit-logical-andc1 ((x y))
 731   '(logand (logandc1 x y) #.(1- (ash 1 32))))
 732
 733 (deftransform 32bit-logical-andc2 ((x y))
 734   '(logand (logandc2 x y) #.(1- (ash 1 32))))
 735
 736 (define-vop (shift-towards-someplace)
 737   (:policy :fast-safe)
 738   (:args (num :scs (unsigned-reg))
 739          (amount :scs (signed-reg)))
 740   (:arg-types unsigned-num tagged-num)
 741   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 742   (:result-types unsigned-num))
 743
 744 (define-vop (shift-towards-start shift-towards-someplace)
 745   (:translate shift-towards-start)
 746   (:note "shift-towards-start")
 747   (:generator 1
 748     (inst rlwinm amount amount 0 27 31)
 749     (inst slw r num amount)))
 750
 751 (define-vop (shift-towards-end shift-towards-someplace)
 752   (:translate shift-towards-end)
 753   (:note "shift-towards-end")
 754   (:generator 1
 755     (inst rlwinm amount amount 0 27 31)
 756     (inst srw r num amount)))
 757 \f
 758 ;;;; Bignum stuff.
 759
 760 (define-vop (bignum-length get-header-data)
 761   (:translate sb!bignum::%bignum-length)
 762   (:policy :fast-safe))
 763
 764 (define-vop (bignum-set-length set-header-data)
 765   (:translate sb!bignum::%bignum-set-length)
 766   (:policy :fast-safe))
 767
 768 (define-vop (bignum-ref word-index-ref)
 769   (:variant sb!vm:bignum-digits-offset sb!vm:other-pointer-lowtag)
 770   (:translate sb!bignum::%bignum-ref)
 771   (:results (value :scs (unsigned-reg)))
 772   (:result-types unsigned-num))
 773
 774 (define-vop (bignum-set word-index-set)
 775   (:variant sb!vm:bignum-digits-offset sb!vm:other-pointer-lowtag)
 776   (:translate sb!bignum::%bignum-set)
 777   (:args (object :scs (descriptor-reg))
 778          (index :scs (any-reg immediate zero))
 779          (value :scs (unsigned-reg)))
 780   (:arg-types t positive-fixnum unsigned-num)
 781   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 782   (:result-types unsigned-num))
 783
 784 (define-vop (digit-0-or-plus)
 785   (:translate sb!bignum::%digit-0-or-plusp)
 786   (:policy :fast-safe)
 787   (:args (digit :scs (unsigned-reg)))
 788   (:arg-types unsigned-num)
 789   (:results (result :scs (descriptor-reg)))
 790   (:generator 3
 791     (let ((done (gen-label)))
 792       (inst cmpwi digit 0)
 793       (move result null-tn)
 794       (inst blt done)
 795       (load-symbol result t)
 796       (emit-label done))))
 797
 798 (define-vop (add-w/carry)
 799   (:translate sb!bignum::%add-with-carry)
 800   (:policy :fast-safe)
 801   (:args (a :scs (unsigned-reg))
 802          (b :scs (unsigned-reg))
 803          (c :scs (any-reg)))
 804   (:arg-types unsigned-num unsigned-num positive-fixnum)
 805   (:temporary (:scs (unsigned-reg)) temp)
 806   (:results (result :scs (unsigned-reg))
 807             (carry :scs (unsigned-reg)))
 808   (:result-types unsigned-num positive-fixnum)
 809   (:generator 3
 810     (inst addic temp c -1)
 811     (inst adde result a b)
 812     (inst addze carry zero-tn)))
 813
 814 (define-vop (sub-w/borrow)
 815   (:translate sb!bignum::%subtract-with-borrow)
 816   (:policy :fast-safe)
 817   (:args (a :scs (unsigned-reg))
 818          (b :scs (unsigned-reg))
 819          (c :scs (any-reg)))
 820   (:arg-types unsigned-num unsigned-num positive-fixnum)
 821   (:temporary (:scs (unsigned-reg)) temp)
 822   (:results (result :scs (unsigned-reg))
 823             (borrow :scs (unsigned-reg)))
 824   (:result-types unsigned-num positive-fixnum)
 825   (:generator 4
 826     (inst addic temp c -1)
 827     (inst sube result a b)
 828     (inst addze borrow zero-tn)))
 829
 830 (define-vop (bignum-mult-and-add-3-arg)
 831   (:translate sb!bignum::%multiply-and-add)
 832   (:policy :fast-safe)
 833   (:args (x :scs (unsigned-reg))
 834          (y :scs (unsigned-reg))
 835          (carry-in :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
 836   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 837   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target hi) hi-temp)
 838   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:eval 0) :to (:result 1)
 839                     :target lo) lo-temp)
 840   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
 841             (lo :scs (unsigned-reg)))
 842   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 843   (:generator 40
 844     (inst mulhwu hi-temp x y)
 845     (inst mullw lo-temp x y)
 846     (inst addc lo lo-temp carry-in)
 847     (inst addze hi hi-temp)))
 848
 849 (define-vop (bignum-mult-and-add-4-arg)
 850   (:translate sb!bignum::%multiply-and-add)
 851   (:policy :fast-safe)
 852   (:args (x :scs (unsigned-reg))
 853          (y :scs (unsigned-reg))
 854          (prev :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1))
 855          (carry-in :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
 856   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 857   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target hi) hi-temp)
 858   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:eval 0) :to (:result 1)
 859                     :target lo) lo-temp)
 860   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
 861             (lo :scs (unsigned-reg)))
 862   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 863   (:generator 40
 864     (inst mulhwu hi-temp x y)
 865     (inst mullw lo-temp x y)
 866     (inst addc lo-temp lo-temp carry-in)
 867     (inst addze hi-temp hi-temp)
 868     (inst addc lo lo-temp prev)
 869     (inst addze hi hi-temp)))
 870
 871 (define-vop (bignum-mult)
 872   (:translate sb!bignum::%multiply)
 873   (:policy :fast-safe)
 874   (:args (x :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1))
 875          (y :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
 876   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
 877   (:results (hi :scs (unsigned-reg) :from (:eval 1))
 878             (lo :scs (unsigned-reg) :from (:eval 0)))
 879   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 880   (:generator 40
 881     (inst mullw lo x y)
 882     (inst mulhwu hi x y)))
 883
 884 (define-vop (bignum-lognot lognot-mod32/unsigned=>unsigned)
 885   (:translate sb!bignum::%lognot))
 886
 887 (define-vop (fixnum-to-digit)
 888   (:translate sb!bignum::%fixnum-to-digit)
 889   (:policy :fast-safe)
 890   (:args (fixnum :scs (any-reg)))
 891   (:arg-types tagged-num)
 892   (:results (digit :scs (unsigned-reg)))
 893   (:result-types unsigned-num)
 894   (:generator 1
 895     (inst srawi digit fixnum 2)))
 896
 897
 898 (define-vop (bignum-floor)
 899   (:translate sb!bignum::%floor)
 900   (:policy :fast-safe)
 901   (:args (num-high :scs (unsigned-reg) :target rem)
 902          (num-low :scs (unsigned-reg) :target rem-low)
 903          (denom :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
 904   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 905   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:argument 1)) rem-low)
 906   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:eval 0)) temp)
 907   (:results (quo :scs (unsigned-reg) :from (:eval 0))
 908             (rem :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)))
 909   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 910   (:generator 325 ; number of inst assuming targeting works.
 911     (move rem num-high)
 912     (move rem-low num-low)
 913     (flet ((maybe-subtract (&optional (guess temp))
 914              (inst subi temp guess 1)
 915              (inst and temp temp denom)
 916              (inst sub rem rem temp))
 917            (sltu (res x y)
 918              (inst subfc res y x)
 919              (inst subfe res res res)
 920              (inst neg res res)))
 921       (sltu quo rem denom)
 922       (maybe-subtract quo)
 923       (dotimes (i 32)
 924         (inst slwi rem rem 1)
 925         (inst srwi temp rem-low 31)
 926         (inst or rem rem temp)
 927         (inst slwi rem-low rem-low 1)
 928         (sltu temp rem denom)
 929         (inst slwi quo quo 1)
 930         (inst or quo quo temp)
 931         (maybe-subtract)))
 932     (inst not quo quo)))
 933
 934 #|
 935
 936 (define-vop (bignum-floor)
 937   (:translate sb!bignum::%floor)
 938   (:policy :fast-safe)
 939   (:args (div-high :scs (unsigned-reg) :target rem)
 940          (div-low :scs (unsigned-reg) :target quo)
 941          (divisor :scs (unsigned-reg)))
 942   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 943   (:results (quo :scs (unsigned-reg) :from (:argument 1))
 944             (rem :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)))
 945   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 946   (:generator 300
 947     (inst mtmq div-low)
 948     (inst div quo div-high divisor)
 949     (inst mfmq rem)))
 950 |#
 951
 952 (define-vop (signify-digit)
 953   (:translate sb!bignum::%fixnum-digit-with-correct-sign)
 954   (:policy :fast-safe)
 955   (:args (digit :scs (unsigned-reg) :target res))
 956   (:arg-types unsigned-num)
 957   (:results (res :scs (any-reg signed-reg)))
 958   (:result-types signed-num)
 959   (:generator 1
 960     (sc-case res
 961       (any-reg
 962        (inst slwi res digit 2))
 963       (signed-reg
 964        (move res digit)))))
 965
 966
 967 (define-vop (digit-ashr)
 968   (:translate sb!bignum::%ashr)
 969   (:policy :fast-safe)
 970   (:args (digit :scs (unsigned-reg))
 971          (count :scs (unsigned-reg)))
 972   (:arg-types unsigned-num positive-fixnum)
 973   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 974   (:result-types unsigned-num)
 975   (:generator 1
 976     (inst sraw result digit count)))
 977
 978 (define-vop (digit-lshr digit-ashr)
 979   (:translate sb!bignum::%digit-logical-shift-right)
 980   (:generator 1
 981     (inst srw result digit count)))
 982
 983 (define-vop (digit-ashl digit-ashr)
 984   (:translate sb!bignum::%ashl)
 985   (:generator 1
 986     (inst slw result digit count)))
 987
 988 \f
 989 ;;;; Static funs.
 990
 991 (define-static-fun two-arg-gcd (x y) :translate gcd)
 992 (define-static-fun two-arg-lcm (x y) :translate lcm)
 993
 994 (define-static-fun two-arg-+ (x y) :translate +)
 995 (define-static-fun two-arg-- (x y) :translate -)
 996 (define-static-fun two-arg-* (x y) :translate *)
 997 (define-static-fun two-arg-/ (x y) :translate /)
 998
 999 (define-static-fun two-arg-< (x y) :translate <)
1000 (define-static-fun two-arg-<= (x y) :translate <=)
1001 (define-static-fun two-arg-> (x y) :translate >)
1002 (define-static-fun two-arg->= (x y) :translate >=)
1003 (define-static-fun two-arg-= (x y) :translate =)
1004 (define-static-fun two-arg-/= (x y) :translate /=)
1005
1006 (define-static-fun %negate (x) :translate %negate)
1007
1008 (define-static-fun two-arg-and (x y) :translate logand)
1009 (define-static-fun two-arg-ior (x y) :translate logior)
1010 (define-static-fun two-arg-xor (x y) :translate logxor)
1011 (define-static-fun two-arg-eqv (x y) :translate logeqv)
1012 \f
1013 (in-package "SB!C")
1014
1015 (deftransform * ((x y)
1016                  ((unsigned-byte 32) (constant-arg (unsigned-byte 32)))
1017                  (unsigned-byte 32))
1018   "recode as shifts and adds"
1019   (let ((y (lvar-value y)))
1020     (multiple-value-bind (result adds shifts)
1021         (ub32-strength-reduce-constant-multiply 'x y)
1022       (cond
1023        ((typep y '(signed-byte 16))
1024         ;; a mulli instruction has a latency of 5.
1025         (when (> (+ adds shifts) 4)
1026           (give-up-ir1-transform)))
1027        (t
1028         ;; a mullw instruction also has a latency of 5, plus two
1029         ;; instructions (in general) to load the immediate into a
1030         ;; register.
1031         (when (> (+ adds shifts) 6)
1032           (give-up-ir1-transform))))
1033       (or result 0))))