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-binop30-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 (signed-byte 30) (not (integer 0 0)))))
  97   (:results (r :scs (any-reg)))
  98   (:result-types tagged-num)
  99   (:note "inline fixnum arithmetic"))
 100
 101 (define-vop (fast-fixnum-logop-c fast-safe-arith-op)
 102   (:args (x :target r :scs (any-reg zero)))
 103   (:info y)
 104   (:arg-types tagged-num
 105               (:constant (and (unsigned-byte 14) (not (integer 0 0)))))
 106   (:results (r :scs (any-reg)))
 107   (:result-types tagged-num)
 108   (:note "inline fixnum logical op"))
 109
 110 (define-vop (fast-fixnum-logop30-c fast-safe-arith-op)
 111   (:args (x :target r :scs (any-reg zero)))
 112   (:info y)
 113   (:arg-types tagged-num
 114               (:constant (and (unsigned-byte 16) (not (integer 0 0)))))
 115   (:results (r :scs (any-reg)))
 116   (:result-types tagged-num)
 117   (:note "inline fixnum logical op"))
 118
 119 (define-vop (fast-unsigned-binop-c fast-safe-arith-op)
 120   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg zero)))
 121   (:info y)
 122   (:arg-types unsigned-num
 123               (:constant (and (signed-byte 16) (not (integer 0 0)))))
 124   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 125   (:result-types unsigned-num)
 126   (:note "inline (unsigned-byte 32) arithmetic"))
 127
 128 (define-vop (fast-unsigned-binop32-c fast-safe-arith-op)
 129   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg zero)))
 130   (:info y)
 131   (:arg-types unsigned-num
 132               (:constant (and (unsigned-byte 32) (not (integer 0 0)))))
 133   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 134   (:result-types unsigned-num)
 135   (:note "inline (unsigned-byte 32) arithmetic"))
 136
 137 (define-vop (fast-signed-binop32-c fast-safe-arith-op)
 138   (:args (x :target r :scs (signed-reg zero)))
 139   (:info y)
 140   (:arg-types signed-num
 141               (:constant (and (signed-byte 32) (not (integer 0 0)))))
 142   (:results (r :scs (signed-reg)))
 143   (:result-types signed-num)
 144   (:note "inline (signed-byte 32) arithmetic"))
 145
 146 (define-vop (fast-unsigned-logop-c fast-safe-arith-op)
 147   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg zero)))
 148   (:info y)
 149   (:arg-types unsigned-num
 150               (:constant (and (unsigned-byte 16) (not (integer 0 0)))))
 151   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 152   (:result-types unsigned-num)
 153   (:note "inline (unsigned-byte 32) logical op"))
 154
 155 (define-vop (fast-unsigned-logop32-c fast-safe-arith-op)
 156   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg zero)))
 157   (:info y)
 158   (:arg-types unsigned-num
 159               (:constant (and (unsigned-byte 32) (not (integer 0 0)))))
 160   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 161   (:result-types unsigned-num)
 162   (:note "inline (unsigned-byte 32) logical op"))
 163
 164 (define-vop (fast-signed-logop32-c fast-safe-arith-op)
 165   (:args (x :target r :scs (signed-reg zero)))
 166   (:info y)
 167   (:arg-types signed-num
 168               (:constant (and (unsigned-byte 32) (not (integer 0 0)))))
 169   (:results (r :scs (signed-reg)))
 170   (:result-types signed-num)
 171   (:note "inline (signed-byte 32) logical op"))
 172
 173 (define-vop (fast-signed-binop-c fast-safe-arith-op)
 174   (:args (x :target r :scs (signed-reg zero)))
 175   (:info y)
 176   (:arg-types signed-num
 177               (:constant (and (signed-byte 16) (not (integer 0 0)))))
 178   (:results (r :scs (signed-reg)))
 179   (:result-types signed-num)
 180   (:note "inline (signed-byte 32) arithmetic"))
 181
 182 (define-vop (fast-signed-logop-c fast-safe-arith-op)
 183   (:args (x :target r :scs (signed-reg zero)))
 184   (:info y)
 185   (:arg-types signed-num
 186               (:constant (and (unsigned-byte 16) (not (integer 0 0)))))
 187   (:results (r :scs (signed-reg)))
 188   (:result-types signed-num)
 189   (:note "inline (signed-byte 32) logical op"))
 190
 191 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
 192
 193 (defmacro !define-var-binop (translate untagged-penalty op
 194                              &optional arg-swap restore-fixnum-mask)
 195   `(progn
 196      (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/FIXNUM=>FIXNUM")
 197                   fast-fixnum-binop)
 198        ,@(when restore-fixnum-mask
 199            `((:temporary (:sc non-descriptor-reg) temp)))
 200        (:translate ,translate)
 201        (:generator 2
 202          ,(if arg-swap
 203              `(inst ,op ,(if restore-fixnum-mask 'temp 'r) y x)
 204              `(inst ,op ,(if restore-fixnum-mask 'temp 'r) x y))
 205          ;; FIXME: remind me what convention we used for 64bitizing
 206          ;; stuff?  -- CSR, 2003-08-27
 207          ,@(when restore-fixnum-mask
 208              `((inst clrrwi r temp (1- n-lowtag-bits))))))
 209      (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/SIGNED=>SIGNED")
 210                   fast-signed-binop)
 211        (:translate ,translate)
 212        (:generator ,(1+ untagged-penalty)
 213          ,(if arg-swap
 214              `(inst ,op r y x)
 215              `(inst ,op r x y))))
 216      (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/UNSIGNED=>UNSIGNED")
 217                   fast-unsigned-binop)
 218        (:translate ,translate)
 219        (:generator ,(1+ untagged-penalty)
 220          ,(if arg-swap
 221              `(inst ,op r y x)
 222              `(inst ,op r x y))))))
 223
 224 ;;; FIXME: the code has really only been checked for adds; we could do
 225 ;;; subtracts, too, but my brain is not up to the task of figuring out
 226 ;;; signs and borrows.
 227 (defmacro !define-const-binop (translate untagged-penalty op &optional (shifted-op nil))
 228   `(progn
 229      (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/fixnum=>fixnum)
 230                   ,(if shifted-op
 231                        'fast-fixnum-binop30-c
 232                        'fast-fixnum-binop-c))
 233        (:translate ,translate)
 234        ,@(when shifted-op
 235           `((:temporary (:sc any-reg :target r) temp)))
 236        (:generator 1
 237         ,(if shifted-op
 238              `(let* ((y (fixnumize y))
 239                      (high-half (ldb (byte 16 16) y))
 240                      (low-half (ldb (byte 16 0) y)))
 241                ;; Compare %LR in insts.lisp.
 242                (cond
 243                  ((and (logbitp 15 low-half) (= high-half #xffff))
 244                   ;; Let sign-extension do the work for us, but make sure
 245                   ;; to turn LOW-HALF into a signed integer.
 246                   (inst ,op r x (dpb low-half (byte 16 0) -1)))
 247                  ((and (not (logbitp 15 low-half)) (zerop high-half))
 248                   (inst ,op r x low-half))
 249                  ((zerop low-half)
 250                   (inst ,shifted-op r x (if (logbitp 15 high-half)
 251                                             (dpb high-half (byte 16 0) -1)
 252                                             high-half)))
 253                  (t
 254                   ;; Check to see whether compensating for the sign bit
 255                   ;; of LOW-HALF is necessary.
 256                   (let ((high-half (let ((top (if (logbitp 15 low-half)
 257                                                   (ldb (byte 16 0)
 258                                                        (1+ high-half))
 259                                                   high-half)))
 260                                      (if (logbitp 15 top)
 261                                          (dpb top (byte 16 0) -1)
 262                                          top))))
 263                     (inst ,shifted-op temp x high-half)
 264                     (inst ,op r temp low-half)))))
 265              `(inst ,op r x (fixnumize y)))))
 266      (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/signed=>signed)
 267                   ,(if shifted-op
 268                        'fast-signed-binop32-c
 269                        'fast-signed-binop-c))
 270        (:translate ,translate)
 271        ,@(when shifted-op
 272           `((:temporary (:sc non-descriptor-reg :target r) temp)))
 273        (:generator ,untagged-penalty
 274         ,(if shifted-op
 275              `(let ((high-half (ldb (byte 16 16) y))
 276                     (low-half (ldb (byte 16 0) y)))
 277                ;; Compare %LR in insts.lisp.
 278                (cond
 279                  ((and (logbitp 15 low-half) (= high-half #xffff))
 280                   ;; Let sign-extension do the work for us, but make sure
 281                   ;; to turn LOW-HALF into a signed integer.
 282                   (inst ,op r x (dpb low-half (byte 16 0) -1)))
 283                  ((and (not (logbitp 15 low-half)) (zerop high-half))
 284                   (inst ,op r x low-half))
 285                  ((zerop low-half)
 286                   (inst ,shifted-op r x (if (logbitp 15 high-half)
 287                                             (dpb high-half (byte 16 0) -1)
 288                                             high-half)))
 289                  (t
 290                   ;; Check to see whether compensating for the sign bit
 291                   ;; of LOW-HALF is necessary.
 292                   (let ((high-half (let ((top (if (logbitp 15 low-half)
 293                                                   (ldb (byte 16 0)
 294                                                        (1+ high-half))
 295                                                   high-half)))
 296                                      (if (logbitp 15 top)
 297                                          (dpb top (byte 16 0) -1)
 298                                          top))))
 299                     (inst ,shifted-op temp x high-half)
 300                     (inst ,op r temp low-half)))))
 301              `(inst ,op r x y))))
 302      (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/unsigned=>unsigned)
 303                   ,(if shifted-op
 304                        'fast-unsigned-binop32-c
 305                        'fast-unsigned-binop-c))
 306        (:translate ,translate)
 307        ,@(when shifted-op
 308           `((:temporary (:sc non-descriptor-reg :target r) temp)))
 309        (:generator ,untagged-penalty
 310         ,(if shifted-op
 311              `(let ((high-half (ldb (byte 16 16) y))
 312                     (low-half (ldb (byte 16 0) y)))
 313                ;; Compare %LR in insts.lisp.
 314                (cond
 315                  ((and (logbitp 15 low-half) (= high-half #xffff))
 316                   ;; Let sign-extension do the work for us, but make sure
 317                   ;; to turn LOW-HALF into a signed integer.
 318                   (inst ,op r x (dpb low-half (byte 16 0) -1)))
 319                  ((and (not (logbitp 15 low-half)) (zerop high-half))
 320                   (inst ,op r x low-half))
 321                  ((zerop low-half)
 322                   (inst ,shifted-op r x (if (logbitp 15 high-half)
 323                                             (dpb high-half (byte 16 0) -1)
 324                                             high-half)))
 325                  (t
 326                   ;; Check to see whether compensating for the sign bit
 327                   ;; of LOW-HALF is necessary.
 328                   (let ((high-half (let ((top (if (logbitp 15 low-half)
 329                                                   (ldb (byte 16 0)
 330                                                        (1+ high-half))
 331                                                   high-half)))
 332                                      (if (logbitp 15 top)
 333                                          (dpb top (byte 16 0) -1)
 334                                          top))))
 335                     (inst ,shifted-op temp x high-half)
 336                     (inst ,op r temp low-half)))))
 337              `(inst ,op r x y))))))
 338
 339 ;;; For logical operations, we don't have to worry about signed bit
 340 ;;; propagation from the lower half of a 32-bit operand.
 341 (defmacro !define-const-logop (translate untagged-penalty op &optional (shifted-op nil))
 342   `(progn
 343      (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/fixnum=>fixnum)
 344                   ,(if shifted-op
 345                        'fast-fixnum-logop30-c
 346                        'fast-fixnum-logop-c))
 347        (:translate ,translate)
 348        ,@(when shifted-op
 349           `((:temporary (:sc any-reg :target r) temp)))
 350        (:generator 1
 351         ,(if shifted-op
 352              `(let* ((y (fixnumize y))
 353                      (high-half (ldb (byte 16 16) y))
 354                      (low-half (ldb (byte 16 0) y)))
 355                (cond
 356                  ((zerop high-half) (inst ,op r x low-half))
 357                  ((zerop low-half) (inst ,shifted-op r x high-half))
 358                  (t
 359                   (inst ,shifted-op temp x high-half)
 360                   (inst ,op r temp low-half))))
 361              `(inst ,op r x (fixnumize y)))))
 362      (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/signed=>signed)
 363                   ,(if shifted-op
 364                        'fast-signed-logop32-c
 365                        'fast-signed-logop-c))
 366        (:translate ,translate)
 367        ,@(when shifted-op
 368           `((:temporary (:sc non-descriptor-reg :target r) temp)))
 369        (:generator ,untagged-penalty
 370         ,(if shifted-op
 371              `(let ((high-half (ldb (byte 16 16) y))
 372                     (low-half (ldb (byte 16 0) y)))
 373                (cond
 374                  ((zerop high-half) (inst ,op r x low-half))
 375                  ((zerop low-half) (inst ,shifted-op r x high-half))
 376                  (t
 377                   (inst ,shifted-op temp x high-half)
 378                   (inst ,op r temp low-half))))
 379              `(inst ,op r x y))))
 380      (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/unsigned=>unsigned)
 381                   ,(if shifted-op
 382                        'fast-unsigned-logop32-c
 383                        'fast-unsigned-logop-c))
 384        (:translate ,translate)
 385        ,@(when shifted-op
 386           `((:temporary (:sc non-descriptor-reg :target r) temp)))
 387        (:generator ,untagged-penalty
 388         ,(if shifted-op
 389              `(let ((high-half (ldb (byte 16 16) y))
 390                     (low-half (ldb (byte 16 0) y)))
 391                (cond
 392                  ((zerop high-half) (inst ,op r x low-half))
 393                  ((zerop low-half) (inst ,shifted-op r x high-half))
 394                  (t
 395                   (inst ,shifted-op temp x high-half)
 396                   (inst ,op r temp low-half))))
 397              `(inst ,op r x y))))))
 398
 399 ); eval-when
 400
 401 (!define-var-binop + 4 add)
 402 (!define-var-binop - 4 sub)
 403 (!define-var-binop logand 2 and)
 404 (!define-var-binop logandc1 2 andc t)
 405 (!define-var-binop logandc2 2 andc)
 406 (!define-var-binop logior 2 or)
 407 (!define-var-binop logorc1 2 orc t t)
 408 (!define-var-binop logorc2 2 orc nil t)
 409 (!define-var-binop logxor 2 xor)
 410 (!define-var-binop logeqv 2 eqv nil t)
 411 (!define-var-binop lognand 2 nand nil t)
 412 (!define-var-binop lognor 2 nor nil t)
 413
 414 (!define-const-binop + 4 addi addis)
 415 (!define-const-binop - 4 subi)
 416 ;;; Implementing a 32-bit immediate version of LOGAND wouldn't be any
 417 ;;; better than loading the 32-bit constant via LR and then performing
 418 ;;; an /AND/.  So don't bother.  (It would be better in some cases, such
 419 ;;; as when one half of the word is zeros--we save a register--but we
 420 ;;; would have specified one temporary register in the VOP, so we lose
 421 ;;; any possible advantage.)
 422 (!define-const-logop logand 2 andi.)
 423 (!define-const-logop logior 2 ori oris)
 424 (!define-const-logop logxor 2 xori xoris)
 425
 426
 427 ;;; Special case fixnum + and - that trap on overflow.  Useful when we
 428 ;;; don't know that the output type is a fixnum.
 429 ;;;
 430 (define-vop (+/fixnum fast-+/fixnum=>fixnum)
 431   (:policy :safe)
 432   (:results (r :scs (any-reg descriptor-reg)))
 433   (:result-types tagged-num)
 434   (:note "safe inline fixnum arithmetic")
 435   (:generator 4
 436     (let* ((no-overflow (gen-label)))
 437       (inst mtxer zero-tn)
 438       (inst addo. r x y)
 439       (inst bns no-overflow)
 440       (inst unimp (logior (ash (reg-tn-encoding r) 5)
 441                           fixnum-additive-overflow-trap))
 442       (emit-label no-overflow))))
 443
 444 (define-vop (-/fixnum fast--/fixnum=>fixnum)
 445   (:policy :safe)
 446   (:results (r :scs (any-reg descriptor-reg)))
 447   (:result-types tagged-num)
 448   (:note "safe inline fixnum arithmetic")
 449   (:generator 4
 450     (let* ((no-overflow (gen-label)))
 451       (inst mtxer zero-tn)
 452       (inst subo. r x y)
 453       (inst bns no-overflow)
 454       (inst unimp (logior (ash (reg-tn-encoding r) 5)
 455                           fixnum-additive-overflow-trap))
 456       (emit-label no-overflow))))
 457
 458 (define-vop (fast-*/fixnum=>fixnum fast-fixnum-binop)
 459   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg)) temp)
 460   (:translate *)
 461   (:generator 2
 462     (inst srawi temp y 2)
 463     (inst mullw r x temp)))
 464
 465 (define-vop (fast-*-c/fixnum=>fixnum fast-fixnum-binop-c)
 466   (:translate *)
 467   (:arg-types tagged-num
 468               (:constant (and (signed-byte 16) (not (integer 0 0)))))
 469   (:generator 1
 470     (inst mulli r x y)))
 471
 472 (define-vop (fast-*-bigc/fixnum=>fixnum fast-fixnum-binop-c)
 473   (:translate *)
 474   (:arg-types tagged-num
 475               (:constant (and fixnum (not (signed-byte 16)))))
 476   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg)) temp)
 477   (:generator 1
 478     (inst lr temp y)
 479     (inst mullw r x temp)))
 480
 481 (define-vop (fast-*/signed=>signed fast-signed-binop)
 482   (:translate *)
 483   (:generator 4
 484     (inst mullw r x y)))
 485
 486 (define-vop (fast-*-c/signed=>signed fast-signed-binop-c)
 487   (:translate *)
 488   (:generator 3
 489     (inst mulli r x y)))
 490
 491 (define-vop (fast-*/unsigned=>unsigned fast-unsigned-binop)
 492   (:translate *)
 493   (:generator 4
 494     (inst mullw r x y)))
 495
 496 (define-vop (fast-*-c/unsigned=>unsigned fast-unsigned-binop-c)
 497   (:translate *)
 498   (:generator 3
 499     (inst mulli r x y)))
 500 \f
 501 ;;; Shifting
 502
 503 (macrolet ((def (name sc-type type result-type cost)
 504              `(define-vop (,name)
 505                 (:note "inline ASH")
 506                 (:translate ash)
 507                 (:args (number :scs (,sc-type))
 508                        (amount :scs (signed-reg unsigned-reg immediate)))
 509                 (:arg-types ,type positive-fixnum)
 510                 (:results (result :scs (,result-type)))
 511                 (:result-types ,type)
 512                 (:policy :fast-safe)
 513                 (:generator ,cost
 514                    (sc-case amount
 515                      ((signed-reg unsigned-reg)
 516                       (inst slw result number amount))
 517                      (immediate
 518                       (let ((amount (tn-value amount)))
 519                         (aver (> amount 0))
 520                         (inst slwi result number amount))))))))
 521   ;; FIXME: There's the opportunity for a sneaky optimization here, I
 522   ;; think: a FAST-ASH-LEFT-C/FIXNUM=>SIGNED vop.  -- CSR, 2003-09-03
 523   (def fast-ash-left/fixnum=>fixnum any-reg tagged-num any-reg 2)
 524   (def fast-ash-left/signed=>signed signed-reg signed-num signed-reg 3)
 525   (def fast-ash-left/unsigned=>unsigned unsigned-reg unsigned-num unsigned-reg 3))
 526
 527 (define-vop (fast-ash/unsigned=>unsigned)
 528   (:note "inline ASH")
 529   (:args (number :scs (unsigned-reg) :to :save)
 530          (amount :scs (signed-reg)))
 531   (:arg-types (:or unsigned-num) signed-num)
 532   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 533   (:result-types unsigned-num)
 534   (:translate ash)
 535   (:policy :fast-safe)
 536   (:temporary (:sc non-descriptor-reg) ndesc)
 537   (:generator 5
 538     (let ((positive (gen-label))
 539           (done (gen-label)))
 540       (inst cmpwi amount 0)
 541       (inst neg ndesc amount)
 542       (inst bge positive)
 543       (inst cmpwi ndesc 31)
 544       (inst srw result number ndesc)
 545       (inst ble done)
 546       (move result zero-tn)
 547       (inst b done)
 548
 549       (emit-label positive)
 550       ;; The result-type assures us that this shift will not overflow.
 551       (inst slw result number amount)
 552
 553       (emit-label done))))
 554
 555 (define-vop (fast-ash-c/unsigned=>unsigned)
 556   (:note "inline constant ASH")
 557   (:args (number :scs (unsigned-reg)))
 558   (:info amount)
 559   (:arg-types unsigned-num (:constant integer))
 560   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
 561   (:result-types unsigned-num)
 562   (:translate ash)
 563   (:policy :fast-safe)
 564   (:generator 4
 565     (cond
 566       ((and (minusp amount) (< amount -31)) (move result zero-tn))
 567       ((minusp amount) (inst srwi result number (- amount)))
 568       ;; possible because this is used in the modular version too
 569       ((> amount 31) (move result zero-tn))
 570       (t (inst slwi result number amount)))))
 571
 572 (define-vop (fast-ash/signed=>signed)
 573   (:note "inline ASH")
 574   (:args (number :scs (signed-reg) :to :save)
 575          (amount :scs (signed-reg immediate)))
 576   (:arg-types (:or signed-num) signed-num)
 577   (:results (result :scs (signed-reg)))
 578   (:result-types (:or signed-num))
 579   (:translate ash)
 580   (:policy :fast-safe)
 581   (:temporary (:sc non-descriptor-reg) ndesc)
 582   (:generator 3
 583     (sc-case amount
 584       (signed-reg
 585        (let ((positive (gen-label))
 586              (done (gen-label)))
 587          (inst cmpwi amount 0)
 588          (inst neg ndesc amount)
 589          (inst bge positive)
 590          (inst cmpwi ndesc 31)
 591          (inst sraw result number ndesc)
 592          (inst ble done)
 593          (inst srawi result number 31)
 594          (inst b done)
 595
 596          (emit-label positive)
 597          ;; The result-type assures us that this shift will not overflow.
 598          (inst slw result number amount)
 599
 600          (emit-label done)))
 601
 602       (immediate
 603        (let ((amount (tn-value amount)))
 604          (if (minusp amount)
 605              (let ((amount (min 31 (- amount))))
 606                (inst srawi result number amount))
 607              (inst slwi result number amount)))))))
 608
 609 (define-vop (signed-byte-32-len)
 610   (:translate integer-length)
 611   (:note "inline (signed-byte 32) integer-length")
 612   (:policy :fast-safe)
 613   (:args (arg :scs (signed-reg)))
 614   (:arg-types signed-num)
 615   (:results (res :scs (unsigned-reg) :from :load))
 616   (:result-types unsigned-num)
 617   (:generator 6
 618     ; (integer-length arg) = (- 32 (cntlz (if (>= arg 0) arg (lognot arg))))
 619     (let ((nonneg (gen-label)))
 620       (inst cntlzw. res arg)
 621       (inst bne nonneg)
 622       (inst not res arg)
 623       (inst cntlzw res res)
 624       (emit-label nonneg)
 625       (inst subfic res res 32))))
 626
 627 (define-vop (unsigned-byte-32-len)
 628   (:translate integer-length)
 629   (:note "inline (unsigned-byte 32) integer-length")
 630   (:policy :fast-safe)
 631   (:args (arg :scs (unsigned-reg)))
 632   (:arg-types unsigned-num)
 633   (:results (res :scs (unsigned-reg)))
 634   (:result-types unsigned-num)
 635   (:generator 4
 636     (inst cntlzw res arg)
 637     (inst subfic res res 32)))
 638
 639 (define-vop (unsigned-byte-32-count)
 640   (:translate logcount)
 641   (:note "inline (unsigned-byte 32) logcount")
 642   (:policy :fast-safe)
 643   (:args (arg :scs (unsigned-reg) :target shift))
 644   (:arg-types unsigned-num)
 645   (:results (res :scs (any-reg)))
 646   (:result-types positive-fixnum)
 647   (:temporary (:scs (non-descriptor-reg) :from (:argument 0)) shift temp)
 648   (:generator 30
 649     (let ((loop (gen-label))
 650           (done (gen-label)))
 651       (inst add. shift zero-tn arg)
 652       (move res zero-tn)
 653       (inst beq done)
 654
 655       (emit-label loop)
 656       (inst subi temp shift 1)
 657       (inst and. shift shift temp)
 658       (inst addi res res (fixnumize 1))
 659       (inst bne loop)
 660
 661       (emit-label done))))
 662
 663 \f
 664 ;;;; %LDB
 665
 666 (defknown %%ldb (integer unsigned-byte unsigned-byte) unsigned-byte
 667   (movable foldable flushable))
 668
 669 (define-vop (ldb-c/fixnum)
 670   (:translate %%ldb)
 671   (:args (x :scs (any-reg)))
 672   (:arg-types tagged-num (:constant (integer 1 29)) (:constant (integer 0 29)))
 673   (:info size posn)
 674   (:results (res :scs (any-reg)))
 675   (:result-types tagged-num)
 676   (:policy :fast-safe)
 677   (:generator 2
 678     (inst rlwinm res x
 679           (mod (- 32 posn) 32)          ; effectively rotate right
 680           (- 32 size n-fixnum-tag-bits)
 681           (- 31 n-fixnum-tag-bits))))
 682
 683 (define-vop (ldb-c/signed)
 684   (:translate %%ldb)
 685   (:args (x :scs (signed-reg)))
 686   (:arg-types signed-num (:constant (integer 1 29)) (:constant (integer 0 29)))
 687   (:info size posn)
 688   (:results (res :scs (any-reg)))
 689   (:result-types tagged-num)
 690   (:policy :fast-safe)
 691   (:generator 3
 692     (inst rlwinm res x
 693           (mod (- (+ 32 n-fixnum-tag-bits) posn) 32)
 694           (- 32 size n-fixnum-tag-bits)
 695           (- 31 n-fixnum-tag-bits))))
 696
 697 (define-vop (ldb-c/unsigned)
 698   (:translate %%ldb)
 699   (:args (x :scs (unsigned-reg)))
 700   (:arg-types unsigned-num (:constant (integer 1 29)) (:constant (integer 0 29)))
 701   (:info size posn)
 702   (:results (res :scs (any-reg)))
 703   (:result-types tagged-num)
 704   (:policy :fast-safe)
 705   (:generator 3
 706     (inst rlwinm res x
 707           (mod (- (+ 32 n-fixnum-tag-bits) posn) 32)
 708           (- 32 size n-fixnum-tag-bits)
 709           (- 31 n-fixnum-tag-bits))))
 710
 711 \f
 712 ;;;; Modular functions:
 713 (define-modular-fun lognot-mod32 (x) lognot :unsigned 32)
 714 (define-vop (lognot-mod32/unsigned=>unsigned)
 715   (:translate lognot-mod32)
 716   (:args (x :scs (unsigned-reg)))
 717   (:arg-types unsigned-num)
 718   (:results (res :scs (unsigned-reg)))
 719   (:result-types unsigned-num)
 720   (:policy :fast-safe)
 721   (:generator 1
 722     (inst not res x)))
 723
 724 (define-vop (fast-ash-left-mod32-c/unsigned=>unsigned
 725              fast-ash-c/unsigned=>unsigned)
 726   (:translate ash-left-mod32))
 727
 728 (define-vop (fast-ash-left-mod32/unsigned=>unsigned
 729              fast-ash-left/unsigned=>unsigned))
 730 (deftransform ash-left-mod32 ((integer count)
 731                               ((unsigned-byte 32) (unsigned-byte 5)))
 732   (when (sb!c::constant-lvar-p count)
 733     (sb!c::give-up-ir1-transform))
 734   '(%primitive fast-ash-left-mod32/unsigned=>unsigned integer count))
 735
 736 (macrolet
 737     ((define-modular-backend (fun &optional constantp)
 738        (let ((mfun-name (symbolicate fun '-mod32))
 739              (modvop (symbolicate 'fast- fun '-mod32/unsigned=>unsigned))
 740              (modcvop (symbolicate 'fast- fun 'mod32-c/unsigned=>unsigned))
 741              (vop (symbolicate 'fast- fun '/unsigned=>unsigned))
 742              (cvop (symbolicate 'fast- fun '-c/unsigned=>unsigned)))
 743          `(progn
 744             (define-modular-fun ,mfun-name (x y) ,fun :unsigned 32)
 745             (define-vop (,modvop ,vop)
 746               (:translate ,mfun-name))
 747             ,@(when constantp
 748                 `((define-vop (,modcvop ,cvop)
 749                     (:translate ,mfun-name))))))))
 750   (define-modular-backend + t)
 751   (define-modular-backend - t)
 752   (define-modular-backend * t)
 753   (define-modular-backend logxor t)
 754   (define-modular-backend logeqv)
 755   (define-modular-backend lognand)
 756   (define-modular-backend lognor)
 757   (define-modular-backend logandc1)
 758   (define-modular-backend logandc2)
 759   (define-modular-backend logorc1)
 760   (define-modular-backend logorc2))
 761 \f
 762 ;;;; Binary conditional VOPs:
 763
 764 (define-vop (fast-conditional)
 765   (:conditional)
 766   (:info target not-p)
 767   (:effects)
 768   (:affected)
 769   (:policy :fast-safe))
 770
 771 (define-vop (fast-conditional/fixnum fast-conditional)
 772   (:args (x :scs (any-reg zero))
 773          (y :scs (any-reg zero)))
 774   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 775   (:note "inline fixnum comparison"))
 776
 777 (define-vop (fast-conditional-c/fixnum fast-conditional/fixnum)
 778   (:args (x :scs (any-reg zero)))
 779   (:arg-types tagged-num (:constant (signed-byte 14)))
 780   (:info target not-p y))
 781
 782 (define-vop (fast-conditional/signed fast-conditional)
 783   (:args (x :scs (signed-reg zero))
 784          (y :scs (signed-reg zero)))
 785   (:arg-types signed-num signed-num)
 786   (:note "inline (signed-byte 32) comparison"))
 787
 788 (define-vop (fast-conditional-c/signed fast-conditional/signed)
 789   (:args (x :scs (signed-reg zero)))
 790   (:arg-types signed-num (:constant (signed-byte 16)))
 791   (:info target not-p y))
 792
 793 (define-vop (fast-conditional/unsigned fast-conditional)
 794   (:args (x :scs (unsigned-reg zero))
 795          (y :scs (unsigned-reg zero)))
 796   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
 797   (:note "inline (unsigned-byte 32) comparison"))
 798
 799 (define-vop (fast-conditional-c/unsigned fast-conditional/unsigned)
 800   (:args (x :scs (unsigned-reg zero)))
 801   (:arg-types unsigned-num (:constant (unsigned-byte 16)))
 802   (:info target not-p y))
 803
 804 (macrolet ((define-logtest-vops ()
 805              `(progn
 806                ,@(loop for suffix in '(/fixnum -c/fixnum
 807                                        /signed -c/signed
 808                                        /unsigned -c/unsigned)
 809                        for sc in '(any-reg any-reg
 810                                    signed-reg signed-reg
 811                                    unsigned-reg unsigned-reg)
 812                        for cost in '(4 3 6 5 6 5)
 813                        collect
 814                        `(define-vop (,(symbolicate "FAST-LOGTEST" suffix)
 815                                      ,(symbolicate "FAST-CONDITIONAL" suffix))
 816                          (:translate logtest)
 817                          (:temporary (:scs (,sc) :to (:result 0)) test)
 818                          (:generator ,cost
 819                           ;; We could be a lot more sophisticated here and
 820                           ;; check for possibilities with ANDIS..
 821                           ,(if (string= "-C" suffix :end2 2)
 822                                `(inst andi. test x ,(if (eq suffix '-c/fixnum)
 823                                                         '(fixnumize y)
 824                                                         'y))
 825                                `(inst and. test x y))
 826                           (inst b? (if not-p :eq :ne) target)))))))
 827   (define-logtest-vops))
 828
 829 (defknown %logbitp (integer unsigned-byte) boolean
 830   (movable foldable flushable))
 831
 832 ;;; We only handle the constant cases because those are the only ones
 833 ;;; guaranteed to make it past COMBINATION-IMPLEMENTATION-STYLE.
 834 ;;;  --njf, 06-02-2006
 835 (define-vop (fast-logbitp-c/fixnum fast-conditional-c/fixnum)
 836   (:translate %logbitp)
 837   (:temporary (:scs (any-reg) :to (:result 0)) test)
 838   (:generator 4
 839     (if (< y 14)
 840         (inst andi. test x (ash 1 (+ y n-fixnum-tag-bits)))
 841         (inst andis. test x (ash 1 (- y 14))))
 842     (inst b? (if not-p :eq :ne) target)))
 843
 844 (define-vop (fast-logbitp-c/signed fast-conditional-c/signed)
 845   (:translate %logbitp)
 846   (:temporary (:scs (signed-reg) :to (:result 0)) test)
 847   (:generator 4
 848     (if (< y 16)
 849         (inst andi. test x (ash 1 y))
 850         (inst andis. test x (ash 1 (- y 16))))
 851     (inst b? (if not-p :eq :ne) target)))
 852
 853 (define-vop (fast-logbitp-c/unsigned fast-conditional-c/unsigned)
 854   (:translate %logbitp)
 855   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0)) test)
 856   (:generator 4
 857     (if (< y 16)
 858         (inst andi. test x (ash 1 y))
 859         (inst andis. test x (ash 1 (- y 16))))
 860     (inst b? (if not-p :eq :ne) target)))
 861
 862 (define-vop (fast-if-</fixnum fast-conditional/fixnum)
 863   (:translate <)
 864   (:generator 4
 865     (inst cmpw x y)
 866     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 867
 868 (define-vop (fast-if-<-c/fixnum fast-conditional-c/fixnum)
 869   (:translate <)
 870   (:generator 3
 871     (inst cmpwi x (fixnumize y))
 872     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 873
 874 (define-vop (fast-if-</signed fast-conditional/signed)
 875   (:translate <)
 876   (:generator 6
 877     (inst cmpw x y)
 878     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 879
 880 (define-vop (fast-if-<-c/signed fast-conditional-c/signed)
 881   (:translate <)
 882   (:generator 5
 883     (inst cmpwi x y)
 884     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 885
 886 (define-vop (fast-if-</unsigned fast-conditional/unsigned)
 887   (:translate <)
 888   (:generator 6
 889     (inst cmplw x y)
 890     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 891
 892 (define-vop (fast-if-<-c/unsigned fast-conditional-c/unsigned)
 893   (:translate <)
 894   (:generator 5
 895     (inst cmplwi x y)
 896     (inst b? (if not-p :ge :lt) target)))
 897
 898 (define-vop (fast-if->/fixnum fast-conditional/fixnum)
 899   (:translate >)
 900   (:generator 4
 901     (inst cmpw x y)
 902     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 903
 904 (define-vop (fast-if->-c/fixnum fast-conditional-c/fixnum)
 905   (:translate >)
 906   (:generator 3
 907     (inst cmpwi x (fixnumize y))
 908     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 909
 910 (define-vop (fast-if->/signed fast-conditional/signed)
 911   (:translate >)
 912   (:generator 6
 913     (inst cmpw x y)
 914     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 915
 916 (define-vop (fast-if->-c/signed fast-conditional-c/signed)
 917   (:translate >)
 918   (:generator 5
 919     (inst cmpwi x y)
 920     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 921
 922 (define-vop (fast-if->/unsigned fast-conditional/unsigned)
 923   (:translate >)
 924   (:generator 6
 925     (inst cmplw x y)
 926     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 927
 928 (define-vop (fast-if->-c/unsigned fast-conditional-c/unsigned)
 929   (:translate >)
 930   (:generator 5
 931     (inst cmplwi x y)
 932     (inst b? (if not-p :le :gt) target)))
 933
 934 (define-vop (fast-if-eql/signed fast-conditional/signed)
 935   (:translate eql)
 936   (:generator 6
 937     (inst cmpw x y)
 938     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 939
 940 (define-vop (fast-if-eql-c/signed fast-conditional-c/signed)
 941   (:translate eql)
 942   (:generator 5
 943     (inst cmpwi x y)
 944     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 945
 946 (define-vop (fast-if-eql/unsigned fast-conditional/unsigned)
 947   (:translate eql)
 948   (:generator 6
 949     (inst cmplw x y)
 950     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 951
 952 (define-vop (fast-if-eql-c/unsigned fast-conditional-c/unsigned)
 953   (:translate eql)
 954   (:generator 5
 955     (inst cmplwi x y)
 956     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 957
 958
 959 ;;; EQL/FIXNUM is funny because the first arg can be of any type, not just a
 960 ;;; known fixnum.
 961
 962 ;;; These versions specify a fixnum restriction on their first arg.  We have
 963 ;;; also generic-eql/fixnum VOPs which are the same, but have no restriction on
 964 ;;; the first arg and a higher cost.  The reason for doing this is to prevent
 965 ;;; fixnum specific operations from being used on word integers, spuriously
 966 ;;; consing the argument.
 967 ;;;
 968
 969 (define-vop (fast-eql/fixnum fast-conditional)
 970   (:args (x :scs (any-reg descriptor-reg zero))
 971          (y :scs (any-reg zero)))
 972   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 973   (:note "inline fixnum comparison")
 974   (:translate eql)
 975   (:generator 4
 976     (inst cmpw x y)
 977     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 978 ;;;
 979 (define-vop (generic-eql/fixnum fast-eql/fixnum)
 980   (:arg-types * tagged-num)
 981   (:variant-cost 7))
 982
 983 (define-vop (fast-eql-c/fixnum fast-conditional/fixnum)
 984   (:args (x :scs (any-reg descriptor-reg zero)))
 985   (:arg-types tagged-num (:constant (signed-byte 14)))
 986   (:info target not-p y)
 987   (:translate eql)
 988   (:generator 2
 989     (inst cmpwi x (fixnumize y))
 990     (inst b? (if not-p :ne :eq) target)))
 991 ;;;
 992 (define-vop (generic-eql-c/fixnum fast-eql-c/fixnum)
 993   (:arg-types * (:constant (signed-byte 11)))
 994   (:variant-cost 6))
 995
 996 \f
 997 ;;;; 32-bit logical operations
 998
 999 (define-vop (merge-bits)
1000   (:translate merge-bits)
1001   (:args (shift :scs (signed-reg unsigned-reg))
1002          (prev :scs (unsigned-reg))
1003          (next :scs (unsigned-reg)))
1004   (:arg-types tagged-num unsigned-num unsigned-num)
1005   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0)) temp)
1006   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target result) res)
1007   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
1008   (:result-types unsigned-num)
1009   (:policy :fast-safe)
1010   (:generator 4
1011     (let ((done (gen-label)))
1012       (inst cmpwi shift 0)
1013       (inst beq done)
1014       (inst srw res next shift)
1015       (inst sub temp zero-tn shift)
1016       (inst slw temp prev temp)
1017       (inst or res res temp)
1018       (emit-label done)
1019       (move result res))))
1020
1021 (define-vop (shift-towards-someplace)
1022   (:policy :fast-safe)
1023   (:args (num :scs (unsigned-reg))
1024          (amount :scs (signed-reg)))
1025   (:arg-types unsigned-num tagged-num)
1026   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
1027   (:result-types unsigned-num))
1028
1029 (define-vop (shift-towards-start shift-towards-someplace)
1030   (:translate shift-towards-start)
1031   (:note "shift-towards-start")
1032   (:generator 1
1033     (inst rlwinm amount amount 0 27 31)
1034     (inst slw r num amount)))
1035
1036 (define-vop (shift-towards-end shift-towards-someplace)
1037   (:translate shift-towards-end)
1038   (:note "shift-towards-end")
1039   (:generator 1
1040     (inst rlwinm amount amount 0 27 31)
1041     (inst srw r num amount)))
1042 \f
1043 ;;;; Bignum stuff.
1044
1045 (define-vop (bignum-length get-header-data)
1046   (:translate sb!bignum:%bignum-length)
1047   (:policy :fast-safe))
1048
1049 (define-vop (bignum-set-length set-header-data)
1050   (:translate sb!bignum:%bignum-set-length)
1051   (:policy :fast-safe))
1052
1053 (define-vop (bignum-ref word-index-ref)
1054   (:variant bignum-digits-offset other-pointer-lowtag)
1055   (:translate sb!bignum:%bignum-ref)
1056   (:results (value :scs (unsigned-reg)))
1057   (:result-types unsigned-num))
1058
1059 (define-vop (bignum-set word-index-set)
1060   (:variant bignum-digits-offset other-pointer-lowtag)
1061   (:translate sb!bignum:%bignum-set)
1062   (:args (object :scs (descriptor-reg))
1063          (index :scs (any-reg immediate zero))
1064          (value :scs (unsigned-reg)))
1065   (:arg-types t positive-fixnum unsigned-num)
1066   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
1067   (:result-types unsigned-num))
1068
1069 (define-vop (digit-0-or-plus)
1070   (:translate sb!bignum:%digit-0-or-plusp)
1071   (:policy :fast-safe)
1072   (:args (digit :scs (unsigned-reg)))
1073   (:arg-types unsigned-num)
1074   (:results (result :scs (descriptor-reg)))
1075   (:generator 3
1076     (let ((done (gen-label)))
1077       (inst cmpwi digit 0)
1078       (move result null-tn)
1079       (inst blt done)
1080       (load-symbol result t)
1081       (emit-label done))))
1082
1083 (define-vop (add-w/carry)
1084   (:translate sb!bignum:%add-with-carry)
1085   (:policy :fast-safe)
1086   (:args (a :scs (unsigned-reg))
1087          (b :scs (unsigned-reg))
1088          (c :scs (any-reg)))
1089   (:arg-types unsigned-num unsigned-num positive-fixnum)
1090   (:temporary (:scs (unsigned-reg)) temp)
1091   (:results (result :scs (unsigned-reg))
1092             (carry :scs (unsigned-reg)))
1093   (:result-types unsigned-num positive-fixnum)
1094   (:generator 3
1095     (inst addic temp c -1)
1096     (inst adde result a b)
1097     (inst addze carry zero-tn)))
1098
1099 (define-vop (sub-w/borrow)
1100   (:translate sb!bignum:%subtract-with-borrow)
1101   (:policy :fast-safe)
1102   (:args (a :scs (unsigned-reg))
1103          (b :scs (unsigned-reg))
1104          (c :scs (any-reg)))
1105   (:arg-types unsigned-num unsigned-num positive-fixnum)
1106   (:temporary (:scs (unsigned-reg)) temp)
1107   (:results (result :scs (unsigned-reg))
1108             (borrow :scs (unsigned-reg)))
1109   (:result-types unsigned-num positive-fixnum)
1110   (:generator 4
1111     (inst addic temp c -1)
1112     (inst sube result a b)
1113     (inst addze borrow zero-tn)))
1114
1115 (define-vop (bignum-mult-and-add-3-arg)
1116   (:translate sb!bignum:%multiply-and-add)
1117   (:policy :fast-safe)
1118   (:args (x :scs (unsigned-reg))
1119          (y :scs (unsigned-reg))
1120          (carry-in :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
1121   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
1122   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target hi) hi-temp)
1123   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:eval 0) :to (:result 1)
1124                     :target lo) lo-temp)
1125   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
1126             (lo :scs (unsigned-reg)))
1127   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
1128   (:generator 40
1129     (inst mulhwu hi-temp x y)
1130     (inst mullw lo-temp x y)
1131     (inst addc lo lo-temp carry-in)
1132     (inst addze hi hi-temp)))
1133
1134 (define-vop (bignum-mult-and-add-4-arg)
1135   (:translate sb!bignum:%multiply-and-add)
1136   (:policy :fast-safe)
1137   (:args (x :scs (unsigned-reg))
1138          (y :scs (unsigned-reg))
1139          (prev :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1))
1140          (carry-in :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
1141   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
1142   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :to (:result 0) :target hi) hi-temp)
1143   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:eval 0) :to (:result 1)
1144                     :target lo) lo-temp)
1145   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
1146             (lo :scs (unsigned-reg)))
1147   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
1148   (:generator 40
1149     (inst mulhwu hi-temp x y)
1150     (inst mullw lo-temp x y)
1151     (inst addc lo-temp lo-temp carry-in)
1152     (inst addze hi-temp hi-temp)
1153     (inst addc lo lo-temp prev)
1154     (inst addze hi hi-temp)))
1155
1156 (define-vop (bignum-mult)
1157   (:translate sb!bignum:%multiply)
1158   (:policy :fast-safe)
1159   (:args (x :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1))
1160          (y :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
1161   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
1162   (:results (hi :scs (unsigned-reg) :from (:eval 1))
1163             (lo :scs (unsigned-reg) :from (:eval 0)))
1164   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
1165   (:generator 40
1166     (inst mullw lo x y)
1167     (inst mulhwu hi x y)))
1168
1169 (define-vop (bignum-lognot lognot-mod32/unsigned=>unsigned)
1170   (:translate sb!bignum:%lognot))
1171
1172 (define-vop (fixnum-to-digit)
1173   (:translate sb!bignum:%fixnum-to-digit)
1174   (:policy :fast-safe)
1175   (:args (fixnum :scs (any-reg)))
1176   (:arg-types tagged-num)
1177   (:results (digit :scs (unsigned-reg)))
1178   (:result-types unsigned-num)
1179   (:generator 1
1180     (inst srawi digit fixnum 2)))
1181
1182
1183 (define-vop (bignum-floor)
1184   (:translate sb!bignum:%floor)
1185   (:policy :fast-safe)
1186   (:args (num-high :scs (unsigned-reg) :target rem)
1187          (num-low :scs (unsigned-reg) :target rem-low)
1188          (denom :scs (unsigned-reg) :to (:eval 1)))
1189   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
1190   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:argument 1)) rem-low)
1191   (:temporary (:scs (unsigned-reg) :from (:eval 0)) temp)
1192   (:results (quo :scs (unsigned-reg) :from (:eval 0))
1193             (rem :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)))
1194   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
1195   (:generator 325 ; number of inst assuming targeting works.
1196     (move rem num-high)
1197     (move rem-low num-low)
1198     (flet ((maybe-subtract (&optional (guess temp))
1199              (inst subi temp guess 1)
1200              (inst and temp temp denom)
1201              (inst sub rem rem temp))
1202            (sltu (res x y)
1203              (inst subfc res y x)
1204              (inst subfe res res res)
1205              (inst neg res res)))
1206       (sltu quo rem denom)
1207       (maybe-subtract quo)
1208       (dotimes (i 32)
1209         (inst slwi rem rem 1)
1210         (inst srwi temp rem-low 31)
1211         (inst or rem rem temp)
1212         (inst slwi rem-low rem-low 1)
1213         (sltu temp rem denom)
1214         (inst slwi quo quo 1)
1215         (inst or quo quo temp)
1216         (maybe-subtract)))
1217     (inst not quo quo)))
1218
1219 #|
1220
1221 (define-vop (bignum-floor)
1222   (:translate sb!bignum:%floor)
1223   (:policy :fast-safe)
1224   (:args (div-high :scs (unsigned-reg) :target rem)
1225          (div-low :scs (unsigned-reg) :target quo)
1226          (divisor :scs (unsigned-reg)))
1227   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
1228   (:results (quo :scs (unsigned-reg) :from (:argument 1))
1229             (rem :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)))
1230   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
1231   (:generator 300
1232     (inst mtmq div-low)
1233     (inst div quo div-high divisor)
1234     (inst mfmq rem)))
1235 |#
1236
1237 (define-vop (signify-digit)
1238   (:translate sb!bignum:%fixnum-digit-with-correct-sign)
1239   (:policy :fast-safe)
1240   (:args (digit :scs (unsigned-reg) :target res))
1241   (:arg-types unsigned-num)
1242   (:results (res :scs (any-reg signed-reg)))
1243   (:result-types signed-num)
1244   (:generator 1
1245     (sc-case res
1246       (any-reg
1247        (inst slwi res digit 2))
1248       (signed-reg
1249        (move res digit)))))
1250
1251
1252 (define-vop (digit-ashr)
1253   (:translate sb!bignum:%ashr)
1254   (:policy :fast-safe)
1255   (:args (digit :scs (unsigned-reg))
1256          (count :scs (unsigned-reg)))
1257   (:arg-types unsigned-num positive-fixnum)
1258   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
1259   (:result-types unsigned-num)
1260   (:generator 1
1261     (inst sraw result digit count)))
1262
1263 (define-vop (digit-lshr digit-ashr)
1264   (:translate sb!bignum:%digit-logical-shift-right)
1265   (:generator 1
1266     (inst srw result digit count)))
1267
1268 (define-vop (digit-ashl digit-ashr)
1269   (:translate sb!bignum:%ashl)
1270   (:generator 1
1271     (inst slw result digit count)))
1272
1273 \f
1274 ;;;; Static funs.
1275
1276 (define-static-fun two-arg-gcd (x y) :translate gcd)
1277 (define-static-fun two-arg-lcm (x y) :translate lcm)
1278
1279 (define-static-fun two-arg-+ (x y) :translate +)
1280 (define-static-fun two-arg-- (x y) :translate -)
1281 (define-static-fun two-arg-* (x y) :translate *)
1282 (define-static-fun two-arg-/ (x y) :translate /)
1283
1284 (define-static-fun two-arg-< (x y) :translate <)
1285 (define-static-fun two-arg-<= (x y) :translate <=)
1286 (define-static-fun two-arg-> (x y) :translate >)
1287 (define-static-fun two-arg->= (x y) :translate >=)
1288 (define-static-fun two-arg-= (x y) :translate =)
1289 (define-static-fun two-arg-/= (x y) :translate /=)
1290
1291 (define-static-fun %negate (x) :translate %negate)
1292
1293 (define-static-fun two-arg-and (x y) :translate logand)
1294 (define-static-fun two-arg-ior (x y) :translate logior)
1295 (define-static-fun two-arg-xor (x y) :translate logxor)
1296 (define-static-fun two-arg-eqv (x y) :translate logeqv)
1297 \f
1298 (in-package "SB!C")
1299
1300 (deftransform * ((x y)
1301                  ((unsigned-byte 32) (constant-arg (unsigned-byte 32)))
1302                  (unsigned-byte 32))
1303   "recode as shifts and adds"
1304   (let ((y (lvar-value y)))
1305     (multiple-value-bind (result adds shifts)
1306         (ub32-strength-reduce-constant-multiply 'x y)
1307       (cond
1308        ((typep y '(signed-byte 16))
1309         ;; a mulli instruction has a latency of 5.
1310         (when (> (+ adds shifts) 4)
1311           (give-up-ir1-transform)))
1312        (t
1313         ;; a mullw instruction also has a latency of 5, plus two
1314         ;; instructions (in general) to load the immediate into a
1315         ;; register.
1316         (when (> (+ adds shifts) 6)
1317           (give-up-ir1-transform))))
1318       (or result 0))))