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