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 immediate)))
 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 3
 344     (sc-case amount
 345       (signed-reg
 346        (let ((positive (gen-label))
 347              (done (gen-label)))
 348          (inst cmpwi amount 0)
 349          (inst neg ndesc amount)
 350          (inst bge positive)
 351          (inst cmpwi ndesc 31)
 352          (inst srw result number ndesc)
 353          (inst ble done)
 354          (move result zero-tn)
 355          (inst b done)
 356
 357          (emit-label positive)
 358          ;; The result-type assures us that this shift will not overflow.
 359          (inst slw result number amount)
 360
 361          (emit-label done)))
 362       (immediate
 363        (let ((amount (tn-value amount)))
 364          (cond
 365           ((and (minusp amount) (< amount -31)) (move result zero-tn))
 366           ((minusp amount) (inst srwi result number (- amount)))
 367           (t (inst slwi result number amount))))))))
 368
 369 (define-vop (fast-ash/signed=>signed)
 370   (:note "inline ASH")
 371   (:args (number :scs (signed-reg) :to :save)
 372          (amount :scs (signed-reg immediate)))
 373   (:arg-types (:or signed-num) signed-num)
 374   (:results (result :scs (signed-reg)))
 375   (:result-types (:or signed-num))
 376   (:translate ash)
 377   (:policy :fast-safe)
 378   (:temporary (:sc non-descriptor-reg) ndesc)
 379   (:generator 3
 380     (sc-case amount
 381       (signed-reg
 382        (let ((positive (gen-label))
 383              (done (gen-label)))
 384          (inst cmpwi amount 0)
 385          (inst neg ndesc amount)
 386          (inst bge positive)
 387          (inst cmpwi ndesc 31)
 388          (inst sraw result number ndesc)
 389          (inst ble done)
 390          (inst srawi result number 31)
 391          (inst b done)
 392
 393          (emit-label positive)
 394          ;; The result-type assures us that this shift will not overflow.
 395          (inst slw result number amount)
 396
 397          (emit-label done)))
 398
 399       (immediate
 400        (let ((amount (tn-value amount)))
 401          (if (minusp amount)
 402              (let ((amount (min 31 (- amount))))
 403                (inst srawi result number amount))
 404              (inst slwi result number amount)))))))
 405
 406
 407
 408 (define-vop (signed-byte-32-len)
 409   (:translate integer-length)
 410   (:note "inline (signed-byte 32) integer-length")
 411   (:policy :fast-safe)
 412   (:args (arg :scs (signed-reg)))
 413   (:arg-types signed-num)
 414   (:results (res :scs (any-reg)))
 415   (:result-types positive-fixnum)
 416   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg) :to (:argument 0)) shift)
 417   (:generator 6
 418     ; (integer-length arg) = (- 32 (cntlz (if (>= arg 0) arg (lognot arg))))
 419     (let ((nonneg (gen-label)))
 420       (inst cntlzw. shift arg)
 421       (inst bne nonneg)
 422       (inst not shift arg)
 423       (inst cntlzw shift shift)
 424       (emit-label nonneg)
 425       (inst slwi shift shift 2)
 426       (inst subfic res  shift (fixnumize 32)))))
 427
 428 (define-vop (unsigned-byte-32-count)
 429   (:translate logcount)
 430   (:note "inline (unsigned-byte 32) logcount")
 431   (:policy :fast-safe)
 432   (:args (arg :scs (unsigned-reg) :target shift))
 433   (:arg-types unsigned-num)
 434   (:results (res :scs (any-reg)))
 435   (:result-types positive-fixnum)
 436   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg) :from (:argument 0)) shift temp)
 437   (:generator 30
 438     (let ((loop (gen-label))
 439           (done (gen-label)))
 440       (inst add. shift zero-tn arg)
 441       (move res zero-tn)
 442       (inst beq done)
 443
 444       (emit-label loop)
 445       (inst subi temp shift 1)
 446       (inst and. shift shift temp)
 447       (inst addi res res (fixnumize 1))
 448       (inst bne loop)
 449
 450       (emit-label done))))
 451
 452 \f
 453 ;;;; Modular functions:
 454 (define-modular-fun lognot-mod32 (x) lognot 32)
 455 (define-vop (lognot-mod32/unsigned=>unsigned)
 456   (:translate lognot-mod32)
 457   (:args (x :scs (unsigned-reg)))
 458   (:arg-types unsigned-num)
 459   (:results (res :scs (unsigned-reg)))
 460   (:result-types unsigned-num)
 461   (:policy :fast-safe)
 462   (:generator 1
 463     (inst not res x)))
 464
 465 (macrolet
 466     ((define-modular-backend (fun &optional constantp)
 467        (let ((mfun-name (symbolicate fun '-mod32))
 468              (modvop (symbolicate 'fast- fun '-mod32/unsigned=>unsigned))
 469              (modcvop (symbolicate 'fast- fun 'mod32-c/unsigned=>unsigned))
 470              (vop (symbolicate 'fast- fun '/unsigned=>unsigned))
 471              (cvop (symbolicate 'fast- fun '-c/unsigned=>unsigned)))
 472          `(progn
 473             (define-modular-fun ,mfun-name (x y) ,fun 32)
 474             (define-vop (,modvop ,vop)
 475               (:translate ,mfun-name))
 476             ,@(when constantp
 477                 `((define-vop (,modcvop ,cvop)
 478                     (:translate ,mfun-name))))))))
 479   (define-modular-backend + t)
 480   (define-modular-backend logxor t)
 481   (define-modular-backend logeqv)
 482   (define-modular-backend lognand)
 483   (define-modular-backend lognor)
 484   (define-modular-backend logandc1)
 485   (define-modular-backend logandc2)
 486   (define-modular-backend logorc1)
 487   (define-modular-backend logorc2))
 488 \f
 489 ;;;; Binary conditional VOPs:
 490
 491 (define-vop (fast-conditional)
 492   (:conditional)
 493   (:info target not-p)
 494   (:effects)
 495   (:affected)
 496   (:policy :fast-safe))
 497
 498 (define-vop (fast-conditional/fixnum fast-conditional)
 499   (:args (x :scs (any-reg zero))
 500          (y :scs (any-reg zero)))
 501   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 502   (:note "inline fixnum comparison"))
 503
 504 (define-vop (fast-conditional-c/fixnum fast-conditional/fixnum)
 505   (:args (x :scs (any-reg zero)))
 506   (:arg-types tagged-num (:constant (signed-byte 14)))
 507   (:info target not-p y))
 508
 509 (define-vop (fast-conditional/signed fast-conditional)
 510   (:args (x :scs (signed-reg zero))
 511          (y :scs (signed-reg zero)))
 512   (:arg-types signed-num signed-num)
 513   (:note "inline (signed-byte 32) comparison"))
 514
 515 (define-vop (fast-conditional-c/signed fast-conditional/signed)
 516   (:args (x :scs (signed-reg zero)))
 517   (:arg-types signed-num (:constant (signed-byte 16)))
 518   (:info target not-p y))
 519
 520 (define-vop (fast-conditional/unsigned fast-conditional)
 521   (:args (x :scs (unsigned-reg zero))
 522          (y :scs (unsigned-reg zero)))
 523   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
 524   (:note "inline (unsigned-byte 32) comparison"))
 525
 526 (define-vop (fast-conditional-c/unsigned fast-conditional/unsigned)
 527   (:args (x :scs (unsigned-reg zero)))
 528   (:arg-types unsigned-num (:constant (unsigned-byte 16)))
 529   (:info target not-p y))
 530
 531
 532 (define-vop (fast-if-</fixnum fast-conditional/fixnum)
 533   (:translate <)
 534   (:generator 4
 535     (inst cmpw x y)
 536     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 537
 538 (define-vop (fast-if-<-c/fixnum fast-conditional-c/fixnum)
 539   (:translate <)
 540   (:generator 3
 541     (inst cmpwi x (fixnumize y))
 542     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 543
 544 (define-vop (fast-if-</signed fast-conditional/signed)
 545   (:translate <)
 546   (:generator 6
 547     (inst cmpw x y)
 548     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 549
 550 (define-vop (fast-if-<-c/signed fast-conditional-c/signed)
 551   (:translate <)
 552   (:generator 5
 553     (inst cmpwi x y)
 554     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 555
 556 (define-vop (fast-if-</unsigned fast-conditional/unsigned)
 557   (:translate <)
 558   (:generator 6
 559     (inst cmplw x y)
 560     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 561
 562 (define-vop (fast-if-<-c/unsigned fast-conditional-c/unsigned)
 563   (:translate <)
 564   (:generator 5
 565     (inst cmplwi x y)
 566     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 567
 568 (define-vop (fast-if->/fixnum fast-conditional/fixnum)
 569   (:translate >)
 570   (:generator 4
 571     (inst cmpw x y)
 572     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 573
 574 (define-vop (fast-if->-c/fixnum fast-conditional-c/fixnum)
 575   (:translate >)
 576   (:generator 3
 577     (inst cmpwi x (fixnumize y))
 578     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 579
 580 (define-vop (fast-if->/signed fast-conditional/signed)
 581   (:translate >)
 582   (:generator 6
 583     (inst cmpw x y)
 584     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 585
 586 (define-vop (fast-if->-c/signed fast-conditional-c/signed)
 587   (:translate >)
 588   (:generator 5
 589     (inst cmpwi x y)
 590     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 591
 592 (define-vop (fast-if->/unsigned fast-conditional/unsigned)
 593   (:translate >)
 594   (:generator 6
 595     (inst cmplw x y)
 596     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 597
 598 (define-vop (fast-if->-c/unsigned fast-conditional-c/unsigned)
 599   (:translate >)
 600   (:generator 5
 601     (inst cmplwi x y)
 602     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 603
 604 (define-vop (fast-if-eql/signed fast-conditional/signed)
 605   (:translate eql)
 606   (:generator 6
 607     (inst cmpw x y)
 608     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 609
 610 (define-vop (fast-if-eql-c/signed fast-conditional-c/signed)
 611   (:translate eql)
 612   (:generator 5
 613     (inst cmpwi x y)
 614     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 615
 616 (define-vop (fast-if-eql/unsigned fast-conditional/unsigned)
 617   (:translate eql)
 618   (:generator 6
 619     (inst cmplw x y)
 620     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 621
 622 (define-vop (fast-if-eql-c/unsigned fast-conditional-c/unsigned)
 623   (:translate eql)
 624   (:generator 5
 625     (inst cmplwi x y)
 626     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 627
 628
 629 ;;; EQL/FIXNUM is funny because the first arg can be of any type, not just a
 630 ;;; known fixnum.
 631
 632 ;;; These versions specify a fixnum restriction on their first arg.  We have
 633 ;;; also generic-eql/fixnum VOPs which are the same, but have no restriction on
 634 ;;; the first arg and a higher cost.  The reason for doing this is to prevent
 635 ;;; fixnum specific operations from being used on word integers, spuriously
 636 ;;; consing the argument.
 637 ;;;
 638
 639 (define-vop (fast-eql/fixnum fast-conditional)
 640   (:args (x :scs (any-reg descriptor-reg zero))
 641          (y :scs (any-reg zero)))
 642   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 643   (:note "inline fixnum comparison")
 644   (:translate eql)
 645   (:generator 4
 646     (inst cmpw x y)
 647     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 648 ;;;
 649 (define-vop (generic-eql/fixnum fast-eql/fixnum)
 650   (:arg-types * tagged-num)
 651   (:variant-cost 7))
 652
 653 (define-vop (fast-eql-c/fixnum fast-conditional/fixnum)
 654   (:args (x :scs (any-reg descriptor-reg zero)))
 655   (:arg-types tagged-num (:constant (signed-byte 14)))
 656   (:info target not-p y)
 657   (:translate eql)
 658   (:generator 2
 659     (inst cmpwi x (fixnumize y))
 660     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 661 ;;;
 662 (define-vop (generic-eql-c/fixnum fast-eql-c/fixnum)
 663   (:arg-types * (:constant (signed-byte 11)))
 664   (:variant-cost 6))
 665
 666 \f
 667 ;;;; 32-bit logical operations
 668
 669 (define-vop (merge-bits)
 670   (:translate merge-bits)
 671   (:args (shift :scs (signed-reg unsigned-reg))
 672          (prev :scs (unsigned-reg))
 673          (next :scs (unsigned-reg)))
 674   (:arg-types tagged-num unsigned-num unsigned-num)
 675   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0)) temp)
 676   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target result) res)
 677   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 678   (:result-types unsigned-num)
 679   (:policy :fast-safe)
 680   (:generator 4
 681     (let ((done (gen-label)))
 682       (inst cmpwi shift 0)
 683       (inst beq done)
 684       (inst srw res next shift)
 685       (inst sub temp zero-tn shift)
 686       (inst slw temp prev temp)
 687       (inst or res res temp)
 688       (emit-label done)
 689       (move result res))))
 690
 691 (define-source-transform 32bit-logical-not (x)
 692   `(logand (lognot (the (unsigned-byte 32) ,x)) #.(1- (ash 1 32))))
 693
 694 (deftransform 32bit-logical-and ((x y))
 695   '(logand x y))
 696
 697 (deftransform 32bit-logical-nand ((x y))
 698   '(logand (lognand x y) #.(1- (ash 1 32))))
 699
 700 (deftransform 32bit-logical-or ((x y))
 701   '(logior x y))
 702
 703 (deftransform 32bit-logical-nor ((x y))
 704   '(logand (lognor x y) #.(1- (ash 1 32))))
 705
 706 (deftransform 32bit-logical-xor ((x y))
 707   '(logxor x y))
 708
 709 (deftransform 32bit-logical-eqv ((x y))
 710   '(logand (logeqv x y) #.(1- (ash 1 32))))
 711
 712 (deftransform 32bit-logical-orc1 ((x y))
 713   '(logand (logorc1 x y) #.(1- (ash 1 32))))
 714
 715 (deftransform 32bit-logical-orc2 ((x y))
 716   '(logand (logorc2 x y) #.(1- (ash 1 32))))
 717
 718 (deftransform 32bit-logical-andc1 ((x y))
 719   '(logand (logandc1 x y) #.(1- (ash 1 32))))
 720
 721 (deftransform 32bit-logical-andc2 ((x y))
 722   '(logand (logandc2 x y) #.(1- (ash 1 32))))
 723
 724 (define-vop (shift-towards-someplace)
 725   (:policy :fast-safe)
 726   (:args (num :scs (unsigned-reg))
 727          (amount :scs (signed-reg)))
 728   (:arg-types unsigned-num tagged-num)
 729   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 730   (:result-types unsigned-num))
 731
 732 (define-vop (shift-towards-start shift-towards-someplace)
 733   (:translate shift-towards-start)
 734   (:note "shift-towards-start")
 735   (:generator 1
 736     (inst rlwinm amount amount 0 27 31)
 737     (inst slw r num amount)))
 738
 739 (define-vop (shift-towards-end shift-towards-someplace)
 740   (:translate shift-towards-end)
 741   (:note "shift-towards-end")
 742   (:generator 1
 743     (inst rlwinm amount amount 0 27 31)
 744     (inst srw r num amount)))
 745 \f
 746 ;;;; Bignum stuff.
 747
 748 (define-vop (bignum-length get-header-data)
 749   (:translate sb!bignum::%bignum-length)
 750   (:policy :fast-safe))
 751
 752 (define-vop (bignum-set-length set-header-data)
 753   (:translate sb!bignum::%bignum-set-length)
 754   (:policy :fast-safe))
 755
 756 (define-vop (bignum-ref word-index-ref)
 757   (:variant sb!vm:bignum-digits-offset sb!vm:other-pointer-lowtag)
 758   (:translate sb!bignum::%bignum-ref)
 759   (:results (value :scs (unsigned-reg)))
 760   (:result-types unsigned-num))
 761
 762 (define-vop (bignum-set word-index-set)
 763   (:variant sb!vm:bignum-digits-offset sb!vm:other-pointer-lowtag)
 764   (:translate sb!bignum::%bignum-set)
 765   (:args (object :scs (descriptor-reg))
 766          (index :scs (any-reg immediate zero))
 767          (value :scs (unsigned-reg)))
 768   (:arg-types t positive-fixnum unsigned-num)
 769   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 770   (:result-types unsigned-num))
 771
 772 (define-vop (digit-0-or-plus)
 773   (:translate sb!bignum::%digit-0-or-plusp)
 774   (:policy :fast-safe)
 775   (:args (digit :scs (unsigned-reg)))
 776   (:arg-types unsigned-num)
 777   (:results (result :scs (descriptor-reg)))
 778   (:generator 3
 779     (let ((done (gen-label)))
 780       (inst cmpwi digit 0)
 781       (move result null-tn)
 782       (inst blt done)
 783       (load-symbol result t)
 784       (emit-label done))))
 785
 786 (define-vop (add-w/carry)
 787   (:translate sb!bignum::%add-with-carry)
 788   (:policy :fast-safe)
 789   (:args (a :scs (unsigned-reg))
 790          (b :scs (unsigned-reg))
 791          (c :scs (any-reg)))
 792   (:arg-types unsigned-num unsigned-num positive-fixnum)
 793   (:temporary (:scs (unsigned-reg)) temp)
 794   (:results (result :scs (unsigned-reg))
 795             (carry :scs (unsigned-reg)))
 796   (:result-types unsigned-num positive-fixnum)
 797   (:generator 3
 798     (inst addic temp c -1)
 799     (inst adde result a b)
 800     (inst addze carry zero-tn)))
 801
 802 (define-vop (sub-w/borrow)
 803   (:translate sb!bignum::%subtract-with-borrow)
 804   (:policy :fast-safe)
 805   (:args (a :scs (unsigned-reg))
 806          (b :scs (unsigned-reg))
 807          (c :scs (any-reg)))
 808   (:arg-types unsigned-num unsigned-num positive-fixnum)
 809   (:temporary (:scs (unsigned-reg)) temp)
 810   (:results (result :scs (unsigned-reg))
 811             (borrow :scs (unsigned-reg)))
 812   (:result-types unsigned-num positive-fixnum)
 813   (:generator 4
 814     (inst addic temp c -1)
 815     (inst sube result a b)
 816     (inst addze borrow zero-tn)))
 817
 818 (define-vop (bignum-mult-and-add-3-arg)
 819   (:translate sb!bignum::%multiply-and-add)
 820   (:policy :fast-safe)
 821   (:args (x :scs (unsigned-reg))
 822          (y :scs (unsigned-reg))
 823          (carry-in :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
 824   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 825   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target hi) hi-temp)
 826   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:eval 0) :to (:result 1)
 827                     :target lo) lo-temp)
 828   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
 829             (lo :scs (unsigned-reg)))
 830   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 831   (:generator 40
 832     (inst mulhwu hi-temp x y)
 833     (inst mullw lo-temp x y)
 834     (inst addc lo lo-temp carry-in)
 835     (inst addze hi hi-temp)))
 836
 837 (define-vop (bignum-mult-and-add-4-arg)
 838   (:translate sb!bignum::%multiply-and-add)
 839   (:policy :fast-safe)
 840   (:args (x :scs (unsigned-reg))
 841          (y :scs (unsigned-reg))
 842          (prev :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1))
 843          (carry-in :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
 844   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 845   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target hi) hi-temp)
 846   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:eval 0) :to (:result 1)
 847                     :target lo) lo-temp)
 848   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
 849             (lo :scs (unsigned-reg)))
 850   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 851   (:generator 40
 852     (inst mulhwu hi-temp x y)
 853     (inst mullw lo-temp x y)
 854     (inst addc lo-temp lo-temp carry-in)
 855     (inst addze hi-temp hi-temp)
 856     (inst addc lo lo-temp prev)
 857     (inst addze hi hi-temp)))
 858
 859 (define-vop (bignum-mult)
 860   (:translate sb!bignum::%multiply)
 861   (:policy :fast-safe)
 862   (:args (x :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1))
 863          (y :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
 864   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
 865   (:results (hi :scs (unsigned-reg) :from (:eval 1))
 866             (lo :scs (unsigned-reg) :from (:eval 0)))
 867   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 868   (:generator 40
 869     (inst mullw lo x y)
 870     (inst mulhwu hi x y)))
 871
 872 (define-vop (bignum-lognot lognot-mod32/unsigned=>unsigned)
 873   (:translate sb!bignum::%lognot))
 874
 875 (define-vop (fixnum-to-digit)
 876   (:translate sb!bignum::%fixnum-to-digit)
 877   (:policy :fast-safe)
 878   (:args (fixnum :scs (any-reg)))
 879   (:arg-types tagged-num)
 880   (:results (digit :scs (unsigned-reg)))
 881   (:result-types unsigned-num)
 882   (:generator 1
 883     (inst srawi digit fixnum 2)))
 884
 885
 886 (define-vop (bignum-floor)
 887   (:translate sb!bignum::%floor)
 888   (:policy :fast-safe)
 889   (:args (num-high :scs (unsigned-reg) :target rem)
 890          (num-low :scs (unsigned-reg) :target rem-low)
 891          (denom :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
 892   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 893   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:argument 1)) rem-low)
 894   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:eval 0)) temp)
 895   (:results (quo :scs (unsigned-reg) :from (:eval 0))
 896             (rem :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)))
 897   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 898   (:generator 325 ; number of inst assuming targeting works.
 899     (move rem num-high)
 900     (move rem-low num-low)
 901     (flet ((maybe-subtract (&optional (guess temp))
 902              (inst subi temp guess 1)
 903              (inst and temp temp denom)
 904              (inst sub rem rem temp))
 905            (sltu (res x y)
 906              (inst subfc res y x)
 907              (inst subfe res res res)
 908              (inst neg res res)))
 909       (sltu quo rem denom)
 910       (maybe-subtract quo)
 911       (dotimes (i 32)
 912         (inst slwi rem rem 1)
 913         (inst srwi temp rem-low 31)
 914         (inst or rem rem temp)
 915         (inst slwi rem-low rem-low 1)
 916         (sltu temp rem denom)
 917         (inst slwi quo quo 1)
 918         (inst or quo quo temp)
 919         (maybe-subtract)))
 920     (inst not quo quo)))
 921
 922 #|
 923
 924 (define-vop (bignum-floor)
 925   (:translate sb!bignum::%floor)
 926   (:policy :fast-safe)
 927   (:args (div-high :scs (unsigned-reg) :target rem)
 928          (div-low :scs (unsigned-reg) :target quo)
 929          (divisor :scs (unsigned-reg)))
 930   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
 931   (:results (quo :scs (unsigned-reg) :from (:argument 1))
 932             (rem :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)))
 933   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 934   (:generator 300
 935     (inst mtmq div-low)
 936     (inst div quo div-high divisor)
 937     (inst mfmq rem)))
 938 |#
 939
 940 (define-vop (signify-digit)
 941   (:translate sb!bignum::%fixnum-digit-with-correct-sign)
 942   (:policy :fast-safe)
 943   (:args (digit :scs (unsigned-reg) :target res))
 944   (:arg-types unsigned-num)
 945   (:results (res :scs (any-reg signed-reg)))
 946   (:result-types signed-num)
 947   (:generator 1
 948     (sc-case res
 949       (any-reg
 950        (inst slwi res digit 2))
 951       (signed-reg
 952        (move res digit)))))
 953
 954
 955 (define-vop (digit-ashr)
 956   (:translate sb!bignum::%ashr)
 957   (:policy :fast-safe)
 958   (:args (digit :scs (unsigned-reg))
 959          (count :scs (unsigned-reg)))
 960   (:arg-types unsigned-num positive-fixnum)
 961   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 962   (:result-types unsigned-num)
 963   (:generator 1
 964     (inst sraw result digit count)))
 965
 966 (define-vop (digit-lshr digit-ashr)
 967   (:translate sb!bignum::%digit-logical-shift-right)
 968   (:generator 1
 969     (inst srw result digit count)))
 970
 971 (define-vop (digit-ashl digit-ashr)
 972   (:translate sb!bignum::%ashl)
 973   (:generator 1
 974     (inst slw result digit count)))
 975
 976 \f
 977 ;;;; Static funs.
 978
 979 (define-static-fun two-arg-gcd (x y) :translate gcd)
 980 (define-static-fun two-arg-lcm (x y) :translate lcm)
 981
 982 (define-static-fun two-arg-+ (x y) :translate +)
 983 (define-static-fun two-arg-- (x y) :translate -)
 984 (define-static-fun two-arg-* (x y) :translate *)
 985 (define-static-fun two-arg-/ (x y) :translate /)
 986
 987 (define-static-fun two-arg-< (x y) :translate <)
 988 (define-static-fun two-arg-<= (x y) :translate <=)
 989 (define-static-fun two-arg-> (x y) :translate >)
 990 (define-static-fun two-arg->= (x y) :translate >=)
 991 (define-static-fun two-arg-= (x y) :translate =)
 992 (define-static-fun two-arg-/= (x y) :translate /=)
 993
 994 (define-static-fun %negate (x) :translate %negate)
 995
 996 (define-static-fun two-arg-and (x y) :translate logand)
 997 (define-static-fun two-arg-ior (x y) :translate logior)
 998 (define-static-fun two-arg-xor (x y) :translate logxor)
 999 (define-static-fun two-arg-eqv (x y) :translate logeqv)
1000 \f
1001 (in-package "SB!C")
1002
1003 (deftransform * ((x y)
1004                  ((unsigned-byte 32) (constant-arg (unsigned-byte 32)))
1005                  (unsigned-byte 32))
1006   "recode as shifts and adds"
1007   (let ((y (continuation-value y)))
1008     (multiple-value-bind (result adds shifts)
1009         (ub32-strength-reduce-constant-multiply 'x y)
1010       (cond
1011        ((typep y '(signed-byte 16))
1012         ;; a mulli instruction has a latency of 5.
1013         (when (> (+ adds shifts) 4)
1014           (give-up-ir1-transform)))
1015        (t
1016         ;; a mullw instruction also has a latency of 5, plus two
1017         ;; instructions (in general) to load the immediate into a
1018         ;; register.
1019         (when (> (+ adds shifts) 6)
1020           (give-up-ir1-transform))))
1021       (or result 0))))