src/compiler/x86-64/arith.lisp

   1 ;;;; the VM definition of arithmetic VOPs for the x86-64
   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) :target res))
  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) :target res))
  30   (:results (res :scs (signed-reg)))
  31   (:note "inline (signed-byte 64) 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     (move res x)
  39     (inst neg res)))
  40
  41 (define-vop (fast-negate/signed signed-unop)
  42   (:translate %negate)
  43   (:generator 2
  44     (move res x)
  45     (inst neg res)))
  46
  47 (define-vop (fast-lognot/fixnum fixnum-unop)
  48   (:translate lognot)
  49   (:generator 1
  50     (move res x)
  51     (inst xor res (fixnumize -1))))
  52
  53 (define-vop (fast-lognot/signed signed-unop)
  54   (:translate lognot)
  55   (:generator 2
  56     (move res x)
  57     (inst not res)))
  58 \f
  59 ;;;; binary fixnum operations
  60
  61 ;;; Assume that any constant operand is the second arg...
  62
  63 (define-vop (fast-fixnum-binop fast-safe-arith-op)
  64   (:args (x :target r :scs (any-reg)
  65             :load-if (not (and (sc-is x control-stack)
  66                                (sc-is y any-reg)
  67                                (sc-is r control-stack)
  68                                (location= x r))))
  69          (y :scs (any-reg control-stack)))
  70   (:arg-types tagged-num tagged-num)
  71   (:results (r :scs (any-reg) :from (:argument 0)
  72                :load-if (not (and (sc-is x control-stack)
  73                                   (sc-is y any-reg)
  74                                   (sc-is r control-stack)
  75                                   (location= x r)))))
  76   (:result-types tagged-num)
  77   (:note "inline fixnum arithmetic"))
  78
  79 (define-vop (fast-unsigned-binop fast-safe-arith-op)
  80   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg)
  81             :load-if (not (and (sc-is x unsigned-stack)
  82                                (sc-is y unsigned-reg)
  83                                (sc-is r unsigned-stack)
  84                                (location= x r))))
  85          (y :scs (unsigned-reg unsigned-stack)))
  86   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
  87   (:results (r :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)
  88             :load-if (not (and (sc-is x unsigned-stack)
  89                                (sc-is y unsigned-reg)
  90                                (sc-is r unsigned-stack)
  91                                (location= x r)))))
  92   (:result-types unsigned-num)
  93   (:note "inline (unsigned-byte 64) arithmetic"))
  94
  95 (define-vop (fast-signed-binop fast-safe-arith-op)
  96   (:args (x :target r :scs (signed-reg)
  97             :load-if (not (and (sc-is x signed-stack)
  98                                (sc-is y signed-reg)
  99                                (sc-is r signed-stack)
 100                                (location= x r))))
 101          (y :scs (signed-reg signed-stack)))
 102   (:arg-types signed-num signed-num)
 103   (:results (r :scs (signed-reg) :from (:argument 0)
 104             :load-if (not (and (sc-is x signed-stack)
 105                                (sc-is y signed-reg)
 106                                (sc-is r signed-stack)
 107                                (location= x r)))))
 108   (:result-types signed-num)
 109   (:note "inline (signed-byte 64) arithmetic"))
 110
 111 (define-vop (fast-fixnum-binop-c fast-safe-arith-op)
 112   (:args (x :target r :scs (any-reg)
 113             :load-if (or (not (typep y '(signed-byte 29)))
 114                          (not (sc-is x any-reg control-stack)))))
 115   (:info y)
 116   (:arg-types tagged-num (:constant fixnum))
 117   (:results (r :scs (any-reg)
 118                :load-if (or (not (location= x r))
 119                             (not (typep y '(signed-byte 29))))))
 120   (:result-types tagged-num)
 121   (:note "inline fixnum arithmetic"))
 122
 123 (define-vop (fast-unsigned-binop-c fast-safe-arith-op)
 124   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg)
 125             :load-if (or (not (typep y '(unsigned-byte 31)))
 126                          (not (sc-is x unsigned-reg unsigned-stack)))))
 127   (:info y)
 128   (:arg-types unsigned-num (:constant (unsigned-byte 64)))
 129   (:results (r :scs (unsigned-reg)
 130                :load-if (or (not (location= x r))
 131                             (not (typep y '(unsigned-byte 31))))))
 132   (:result-types unsigned-num)
 133   (:note "inline (unsigned-byte 64) arithmetic"))
 134
 135 (define-vop (fast-signed-binop-c fast-safe-arith-op)
 136   (:args (x :target r :scs (signed-reg)
 137             :load-if (or (not (typep y '(signed-byte 32)))
 138                          (not (sc-is x signed-reg signed-stack)))))
 139   (:info y)
 140   (:arg-types signed-num (:constant (signed-byte 64)))
 141   (:results (r :scs (signed-reg)
 142                :load-if (or (not (location= x r))
 143                             (not (typep y '(signed-byte 32))))))
 144   (:result-types signed-num)
 145   (:note "inline (signed-byte 64) arithmetic"))
 146
 147 (macrolet ((define-binop (translate untagged-penalty op)
 148              `(progn
 149                 (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/FIXNUM=>FIXNUM")
 150                              fast-fixnum-binop)
 151                   (:translate ,translate)
 152                   (:generator 2
 153                               (move r x)
 154                               (inst ,op r y)))
 155                 (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/fixnum=>fixnum)
 156                              fast-fixnum-binop-c)
 157                   (:translate ,translate)
 158                   (:generator 1
 159                   (move r x)
 160                   (inst ,op r (if (typep y '(signed-byte 29))
 161                                   (fixnumize y)
 162                                   (register-inline-constant :qword (fixnumize y))))))
 163                 (define-vop (,(symbolicate "FAST-" translate "/SIGNED=>SIGNED")
 164                              fast-signed-binop)
 165                   (:translate ,translate)
 166                   (:generator ,(1+ untagged-penalty)
 167                   (move r x)
 168                   (inst ,op r y)))
 169                 (define-vop (,(symbolicate 'fast- translate '-c/signed=>signed)
 170                              fast-signed-binop-c)
 171                   (:translate ,translate)
 172                   (:generator ,untagged-penalty
 173                   (move r x)
 174                   (inst ,op r (if (typep y '(signed-byte 32))
 175                                   y
 176                                   (register-inline-constant :qword y)))))
 177                 (define-vop (,(symbolicate "FAST-"
 178                                            translate
 179                                            "/UNSIGNED=>UNSIGNED")
 180                 fast-unsigned-binop)
 181                   (:translate ,translate)
 182                   (:generator ,(1+ untagged-penalty)
 183                   (move r x)
 184                   (inst ,op r y)))
 185                 (define-vop (,(symbolicate 'fast-
 186                                            translate
 187                                            '-c/unsigned=>unsigned)
 188                              fast-unsigned-binop-c)
 189                   (:translate ,translate)
 190                   (:generator ,untagged-penalty
 191                   (move r x)
 192                   (inst ,op r (if (typep y '(unsigned-byte 31))
 193                                   y
 194                                   (register-inline-constant :qword y))))))))
 195
 196   ;;(define-binop + 4 add)
 197   (define-binop - 4 sub)
 198   (define-binop logand 2 and)
 199   (define-binop logior 2 or)
 200   (define-binop logxor 2 xor))
 201
 202 ;;; Special handling of add on the x86; can use lea to avoid a
 203 ;;; register load, otherwise it uses add.
 204 (define-vop (fast-+/fixnum=>fixnum fast-safe-arith-op)
 205   (:translate +)
 206   (:args (x :scs (any-reg) :target r
 207             :load-if (not (and (sc-is x control-stack)
 208                                (sc-is y any-reg)
 209                                (sc-is r control-stack)
 210                                (location= x r))))
 211          (y :scs (any-reg control-stack)))
 212   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 213   (:results (r :scs (any-reg) :from (:argument 0)
 214                :load-if (not (and (sc-is x control-stack)
 215                                   (sc-is y any-reg)
 216                                   (sc-is r control-stack)
 217                                   (location= x r)))))
 218   (:result-types tagged-num)
 219   (:note "inline fixnum arithmetic")
 220   (:generator 2
 221     (cond ((and (sc-is x any-reg) (sc-is y any-reg) (sc-is r any-reg)
 222                 (not (location= x r)))
 223            (inst lea r (make-ea :qword :base x :index y :scale 1)))
 224           (t
 225            (move r x)
 226            (inst add r y)))))
 227
 228 (define-vop (fast-+-c/fixnum=>fixnum fast-safe-arith-op)
 229   (:translate +)
 230   (:args (x :target r :scs (any-reg)
 231             :load-if (or (not (typep y '(signed-byte 29)))
 232                          (not (sc-is x any-reg control-stack)))))
 233   (:info y)
 234   (:arg-types tagged-num (:constant fixnum))
 235   (:results (r :scs (any-reg)
 236                :load-if (or (not (location= x r))
 237                             (not (typep y '(signed-byte 29))))))
 238   (:result-types tagged-num)
 239   (:note "inline fixnum arithmetic")
 240   (:generator 1
 241     (cond ((and (sc-is x any-reg) (sc-is r any-reg) (not (location= x r))
 242                 (typep y '(signed-byte 29)))
 243            (inst lea r (make-ea :qword :base x :disp (fixnumize y))))
 244           ((typep y '(signed-byte 29))
 245            (move r x)
 246            (inst add r (fixnumize y)))
 247           (t
 248            (move r x)
 249            (inst add r (register-inline-constant :qword (fixnumize y)))))))
 250
 251 (define-vop (fast-+/signed=>signed fast-safe-arith-op)
 252   (:translate +)
 253   (:args (x :scs (signed-reg) :target r
 254             :load-if (not (and (sc-is x signed-stack)
 255                                (sc-is y signed-reg)
 256                                (sc-is r signed-stack)
 257                                (location= x r))))
 258          (y :scs (signed-reg signed-stack)))
 259   (:arg-types signed-num signed-num)
 260   (:results (r :scs (signed-reg) :from (:argument 0)
 261                :load-if (not (and (sc-is x signed-stack)
 262                                   (sc-is y signed-reg)
 263                                   (location= x r)))))
 264   (:result-types signed-num)
 265   (:note "inline (signed-byte 64) arithmetic")
 266   (:generator 5
 267     (cond ((and (sc-is x signed-reg) (sc-is y signed-reg) (sc-is r signed-reg)
 268                 (not (location= x r)))
 269            (inst lea r (make-ea :qword :base x :index y :scale 1)))
 270           (t
 271            (move r x)
 272            (inst add r y)))))
 273
 274
 275 ;;;; Special logand cases: (logand signed unsigned) => unsigned
 276
 277 (define-vop (fast-logand/signed-unsigned=>unsigned
 278              fast-logand/unsigned=>unsigned)
 279   (:args (x :target r :scs (signed-reg)
 280             :load-if (not (and (sc-is x signed-stack)
 281                                (sc-is y unsigned-reg)
 282                                (sc-is r unsigned-stack)
 283                                (location= x r))))
 284          (y :scs (unsigned-reg unsigned-stack)))
 285   (:arg-types signed-num unsigned-num))
 286
 287 (define-vop (fast-logand-c/signed-unsigned=>unsigned
 288              fast-logand-c/unsigned=>unsigned)
 289   (:args (x :target r :scs (signed-reg)
 290             :load-if (or (not (typep y '(unsigned-byte 31)))
 291                          (not (sc-is r signed-reg signed-stack)))))
 292   (:arg-types signed-num (:constant (unsigned-byte 64))))
 293
 294 (define-vop (fast-logand/unsigned-signed=>unsigned
 295              fast-logand/unsigned=>unsigned)
 296   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg)
 297             :load-if (not (and (sc-is x unsigned-stack)
 298                                (sc-is y signed-reg)
 299                                (sc-is r unsigned-stack)
 300                                (location= x r))))
 301          (y :scs (signed-reg signed-stack)))
 302   (:arg-types unsigned-num signed-num))
 303 \f
 304
 305 (define-vop (fast-+-c/signed=>signed fast-safe-arith-op)
 306   (:translate +)
 307   (:args (x :target r :scs (signed-reg)
 308             :load-if (or (not (typep y '(signed-byte 32)))
 309                          (not (sc-is r signed-reg signed-stack)))))
 310   (:info y)
 311   (:arg-types signed-num (:constant (signed-byte 64)))
 312   (:results (r :scs (signed-reg)
 313                :load-if (or (not (location= x r))
 314                             (not (typep y '(signed-byte 32))))))
 315   (:result-types signed-num)
 316   (:note "inline (signed-byte 64) arithmetic")
 317   (:generator 4
 318     (cond ((and (sc-is x signed-reg) (sc-is r signed-reg)
 319                 (not (location= x r))
 320                 (typep y '(signed-byte 32)))
 321            (inst lea r (make-ea :qword :base x :disp y)))
 322           (t
 323            (move r x)
 324            (cond ((= y 1)
 325                   (inst inc r))
 326                  ((typep y '(signed-byte 32))
 327                   (inst add r y))
 328                  (t
 329                   (inst add r (register-inline-constant :qword y))))))))
 330
 331 (define-vop (fast-+/unsigned=>unsigned fast-safe-arith-op)
 332   (:translate +)
 333   (:args (x :scs (unsigned-reg) :target r
 334             :load-if (not (and (sc-is x unsigned-stack)
 335                                (sc-is y unsigned-reg)
 336                                (sc-is r unsigned-stack)
 337                                (location= x r))))
 338          (y :scs (unsigned-reg unsigned-stack)))
 339   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
 340   (:results (r :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)
 341                :load-if (not (and (sc-is x unsigned-stack)
 342                                   (sc-is y unsigned-reg)
 343                                   (sc-is r unsigned-stack)
 344                                   (location= x r)))))
 345   (:result-types unsigned-num)
 346   (:note "inline (unsigned-byte 64) arithmetic")
 347   (:generator 5
 348     (cond ((and (sc-is x unsigned-reg) (sc-is y unsigned-reg)
 349                 (sc-is r unsigned-reg) (not (location= x r)))
 350            (inst lea r (make-ea :qword :base x :index y :scale 1)))
 351           (t
 352            (move r x)
 353            (inst add r y)))))
 354
 355 (define-vop (fast-+-c/unsigned=>unsigned fast-safe-arith-op)
 356   (:translate +)
 357   (:args (x :target r :scs (unsigned-reg)
 358             :load-if (or (not (typep y '(unsigned-byte 31)))
 359                          (not (sc-is x unsigned-reg unsigned-stack)))))
 360   (:info y)
 361   (:arg-types unsigned-num (:constant (unsigned-byte 64)))
 362   (:results (r :scs (unsigned-reg)
 363                :load-if (or (not (location= x r))
 364                             (not (typep y '(unsigned-byte 31))))))
 365   (:result-types unsigned-num)
 366   (:note "inline (unsigned-byte 64) arithmetic")
 367   (:generator 4
 368     (cond ((and (sc-is x unsigned-reg) (sc-is r unsigned-reg)
 369                 (not (location= x r))
 370                 (typep y '(unsigned-byte 31)))
 371            (inst lea r (make-ea :qword :base x :disp y)))
 372           (t
 373            (move r x)
 374            (cond ((= y 1)
 375                   (inst inc r))
 376                  ((typep y '(unsigned-byte 31))
 377                   (inst add r y))
 378                  (t
 379                   (inst add r (register-inline-constant :qword y))))))))
 380 \f
 381 ;;;; multiplication and division
 382
 383 (define-vop (fast-*/fixnum=>fixnum fast-safe-arith-op)
 384   (:translate *)
 385   ;; We need different loading characteristics.
 386   (:args (x :scs (any-reg) :target r)
 387          (y :scs (any-reg control-stack)))
 388   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 389   (:results (r :scs (any-reg) :from (:argument 0)))
 390   (:result-types tagged-num)
 391   (:note "inline fixnum arithmetic")
 392   (:generator 4
 393     (move r x)
 394     (inst sar r 3)
 395     (inst imul r y)))
 396
 397 (define-vop (fast-*-c/fixnum=>fixnum fast-safe-arith-op)
 398   (:translate *)
 399   ;; We need different loading characteristics.
 400   (:args (x :scs (any-reg)
 401             :load-if (or (not (typep y '(signed-byte 32)))
 402                          (not (sc-is x any-reg control-stack)))))
 403   (:info y)
 404   (:arg-types tagged-num (:constant fixnum))
 405   (:results (r :scs (any-reg)))
 406   (:result-types tagged-num)
 407   (:note "inline fixnum arithmetic")
 408   (:generator 3
 409     (cond ((typep y '(signed-byte 32))
 410            (inst imul r x y))
 411           (t
 412            (move r x)
 413            (inst imul r (register-inline-constant :qword y))))))
 414
 415 (define-vop (fast-*/signed=>signed fast-safe-arith-op)
 416   (:translate *)
 417   ;; We need different loading characteristics.
 418   (:args (x :scs (signed-reg) :target r)
 419          (y :scs (signed-reg signed-stack)))
 420   (:arg-types signed-num signed-num)
 421   (:results (r :scs (signed-reg) :from (:argument 0)))
 422   (:result-types signed-num)
 423   (:note "inline (signed-byte 64) arithmetic")
 424   (:generator 5
 425     (move r x)
 426     (inst imul r y)))
 427
 428 (define-vop (fast-*-c/signed=>signed fast-safe-arith-op)
 429   (:translate *)
 430   ;; We need different loading characteristics.
 431   (:args (x :scs (signed-reg)
 432             :load-if (or (not (typep y '(signed-byte 32)))
 433                          (not (sc-is x signed-reg signed-stack)))))
 434   (:info y)
 435   (:arg-types signed-num (:constant (signed-byte 64)))
 436   (:results (r :scs (signed-reg)))
 437   (:result-types signed-num)
 438   (:note "inline (signed-byte 64) arithmetic")
 439   (:generator 4
 440     (cond ((typep y '(signed-byte 32))
 441            (inst imul r x y))
 442           (t
 443            (move r x)
 444            (inst imul r (register-inline-constant :qword y))))))
 445
 446 (define-vop (fast-*/unsigned=>unsigned fast-safe-arith-op)
 447   (:translate *)
 448   (:args (x :scs (unsigned-reg) :target eax)
 449          (y :scs (unsigned-reg unsigned-stack)))
 450   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
 451   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset eax-offset :target r
 452                    :from (:argument 0) :to :result) eax)
 453   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset edx-offset
 454                    :from :eval :to :result) edx)
 455   (:ignore edx)
 456   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 457   (:result-types unsigned-num)
 458   (:note "inline (unsigned-byte 64) arithmetic")
 459   (:vop-var vop)
 460   (:save-p :compute-only)
 461   (:generator 6
 462     (move eax x)
 463     (inst mul eax y)
 464     (move r eax)))
 465
 466 (define-vop (fast-*-c/unsigned=>unsigned fast-safe-arith-op)
 467   (:translate *)
 468   (:args (x :scs (unsigned-reg) :target eax))
 469   (:info y)
 470   (:arg-types unsigned-num (:constant (unsigned-byte 64)))
 471   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset eax-offset :target r
 472                    :from (:argument 0) :to :result) eax)
 473   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset edx-offset
 474                    :from :eval :to :result) edx)
 475   (:ignore edx)
 476   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 477   (:result-types unsigned-num)
 478   (:note "inline (unsigned-byte 64) arithmetic")
 479   (:vop-var vop)
 480   (:save-p :compute-only)
 481   (:generator 6
 482     (move eax x)
 483     (inst mul eax (register-inline-constant :qword y))
 484     (move r eax)))
 485
 486
 487 (define-vop (fast-truncate/fixnum=>fixnum fast-safe-arith-op)
 488   (:translate truncate)
 489   (:args (x :scs (any-reg) :target eax)
 490          (y :scs (any-reg control-stack)))
 491   (:arg-types tagged-num tagged-num)
 492   (:temporary (:sc signed-reg :offset eax-offset :target quo
 493                    :from (:argument 0) :to (:result 0)) eax)
 494   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset edx-offset :target rem
 495                    :from (:argument 0) :to (:result 1)) edx)
 496   (:results (quo :scs (any-reg))
 497             (rem :scs (any-reg)))
 498   (:result-types tagged-num tagged-num)
 499   (:note "inline fixnum arithmetic")
 500   (:vop-var vop)
 501   (:save-p :compute-only)
 502   (:generator 31
 503     (let ((zero (generate-error-code vop 'division-by-zero-error x y)))
 504       (if (sc-is y any-reg)
 505           (inst test y y)  ; smaller instruction
 506           (inst cmp y 0))
 507       (inst jmp :eq zero))
 508     (move eax x)
 509     (inst cqo)
 510     (inst idiv eax y)
 511     (if (location= quo eax)
 512         (inst shl eax n-fixnum-tag-bits)
 513         (inst lea quo (make-ea :qword :index eax
 514                                :scale (ash 1 n-fixnum-tag-bits))))
 515     (move rem edx)))
 516
 517 (define-vop (fast-truncate-c/fixnum=>fixnum fast-safe-arith-op)
 518   (:translate truncate)
 519   (:args (x :scs (any-reg) :target eax))
 520   (:info y)
 521   (:arg-types tagged-num (:constant fixnum))
 522   (:temporary (:sc signed-reg :offset eax-offset :target quo
 523                    :from :argument :to (:result 0)) eax)
 524   (:temporary (:sc any-reg :offset edx-offset :target rem
 525                    :from :eval :to (:result 1)) edx)
 526   (:temporary (:sc any-reg :from :eval :to :result) y-arg)
 527   (:results (quo :scs (any-reg))
 528             (rem :scs (any-reg)))
 529   (:result-types tagged-num tagged-num)
 530   (:note "inline fixnum arithmetic")
 531   (:vop-var vop)
 532   (:save-p :compute-only)
 533   (:generator 30
 534     (move eax x)
 535     (inst cqo)
 536     (if (typep y '(signed-byte 29))
 537         (inst mov y-arg (fixnumize y))
 538         (setf y-arg (register-inline-constant :qword (fixnumize y))))
 539     (inst idiv eax y-arg)
 540     (if (location= quo eax)
 541         (inst shl eax n-fixnum-tag-bits)
 542         (inst lea quo (make-ea :qword :index eax
 543                                :scale (ash 1 n-fixnum-tag-bits))))
 544     (move rem edx)))
 545
 546 (define-vop (fast-truncate/unsigned=>unsigned fast-safe-arith-op)
 547   (:translate truncate)
 548   (:args (x :scs (unsigned-reg) :target eax)
 549          (y :scs (unsigned-reg signed-stack)))
 550   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
 551   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset eax-offset :target quo
 552                    :from (:argument 0) :to (:result 0)) eax)
 553   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset edx-offset :target rem
 554                    :from (:argument 0) :to (:result 1)) edx)
 555   (:results (quo :scs (unsigned-reg))
 556             (rem :scs (unsigned-reg)))
 557   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 558   (:note "inline (unsigned-byte 64) arithmetic")
 559   (:vop-var vop)
 560   (:save-p :compute-only)
 561   (:generator 33
 562     (let ((zero (generate-error-code vop 'division-by-zero-error x y)))
 563       (if (sc-is y unsigned-reg)
 564           (inst test y y)  ; smaller instruction
 565           (inst cmp y 0))
 566       (inst jmp :eq zero))
 567     (move eax x)
 568     (inst xor edx edx)
 569     (inst div eax y)
 570     (move quo eax)
 571     (move rem edx)))
 572
 573 (define-vop (fast-truncate-c/unsigned=>unsigned fast-safe-arith-op)
 574   (:translate truncate)
 575   (:args (x :scs (unsigned-reg) :target eax))
 576   (:info y)
 577   (:arg-types unsigned-num (:constant (unsigned-byte 64)))
 578   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset eax-offset :target quo
 579                    :from :argument :to (:result 0)) eax)
 580   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset edx-offset :target rem
 581                    :from :eval :to (:result 1)) edx)
 582   (:temporary (:sc unsigned-reg :from :eval :to :result) y-arg)
 583   (:results (quo :scs (unsigned-reg))
 584             (rem :scs (unsigned-reg)))
 585   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
 586   (:note "inline (unsigned-byte 64) arithmetic")
 587   (:vop-var vop)
 588   (:save-p :compute-only)
 589   (:generator 32
 590     (move eax x)
 591     (inst xor edx edx)
 592     (if (typep y '(unsigned-byte 31))
 593         (inst mov y-arg y)
 594         (setf y-arg (register-inline-constant :qword y)))
 595     (inst div eax y-arg)
 596     (move quo eax)
 597     (move rem edx)))
 598
 599 (define-vop (fast-truncate/signed=>signed fast-safe-arith-op)
 600   (:translate truncate)
 601   (:args (x :scs (signed-reg) :target eax)
 602          (y :scs (signed-reg signed-stack)))
 603   (:arg-types signed-num signed-num)
 604   (:temporary (:sc signed-reg :offset eax-offset :target quo
 605                    :from (:argument 0) :to (:result 0)) eax)
 606   (:temporary (:sc signed-reg :offset edx-offset :target rem
 607                    :from (:argument 0) :to (:result 1)) edx)
 608   (:results (quo :scs (signed-reg))
 609             (rem :scs (signed-reg)))
 610   (:result-types signed-num signed-num)
 611   (:note "inline (signed-byte 64) arithmetic")
 612   (:vop-var vop)
 613   (:save-p :compute-only)
 614   (:generator 33
 615     (let ((zero (generate-error-code vop 'division-by-zero-error x y)))
 616       (if (sc-is y signed-reg)
 617           (inst test y y)  ; smaller instruction
 618           (inst cmp y 0))
 619       (inst jmp :eq zero))
 620     (move eax x)
 621     (inst cqo)
 622     (inst idiv eax y)
 623     (move quo eax)
 624     (move rem edx)))
 625
 626 (define-vop (fast-truncate-c/signed=>signed fast-safe-arith-op)
 627   (:translate truncate)
 628   (:args (x :scs (signed-reg) :target eax))
 629   (:info y)
 630   (:arg-types signed-num (:constant (signed-byte 64)))
 631   (:temporary (:sc signed-reg :offset eax-offset :target quo
 632                    :from :argument :to (:result 0)) eax)
 633   (:temporary (:sc signed-reg :offset edx-offset :target rem
 634                    :from :eval :to (:result 1)) edx)
 635   (:temporary (:sc signed-reg :from :eval :to :result) y-arg)
 636   (:results (quo :scs (signed-reg))
 637             (rem :scs (signed-reg)))
 638   (:result-types signed-num signed-num)
 639   (:note "inline (signed-byte 64) arithmetic")
 640   (:vop-var vop)
 641   (:save-p :compute-only)
 642   (:generator 32
 643     (move eax x)
 644     (inst cqo)
 645     (if (typep y '(signed-byte 32))
 646         (inst mov y-arg y)
 647         (setf y-arg (register-inline-constant :qword y)))
 648     (inst idiv eax y-arg)
 649     (move quo eax)
 650     (move rem edx)))
 651
 652
 653 \f
 654 ;;;; Shifting
 655 (define-vop (fast-ash-c/fixnum=>fixnum)
 656   (:translate ash)
 657   (:policy :fast-safe)
 658   (:args (number :scs (any-reg) :target result
 659                  :load-if (not (and (sc-is number any-reg control-stack)
 660                                     (sc-is result any-reg control-stack)
 661                                     (location= number result)))))
 662   (:info amount)
 663   (:arg-types tagged-num (:constant integer))
 664   (:results (result :scs (any-reg)
 665                     :load-if (not (and (sc-is number control-stack)
 666                                        (sc-is result control-stack)
 667                                        (location= number result)))))
 668   (:result-types tagged-num)
 669   (:note "inline ASH")
 670   (:generator 2
 671     (cond ((and (= amount 1) (not (location= number result)))
 672            (inst lea result (make-ea :qword :base number :index number)))
 673           ((and (= amount 2) (not (location= number result)))
 674            (inst lea result (make-ea :qword :index number :scale 4)))
 675           ((and (= amount 3) (not (location= number result)))
 676            (inst lea result (make-ea :qword :index number :scale 8)))
 677           (t
 678            (move result number)
 679            (cond ((< -64 amount 64)
 680                   ;; this code is used both in ASH and ASH-SMOD61, so
 681                   ;; be careful
 682                   (if (plusp amount)
 683                       (inst shl result amount)
 684                       (progn
 685                         (inst sar result (- amount))
 686                         (inst and result (lognot fixnum-tag-mask)))))
 687                  ((plusp amount)
 688                   (if (sc-is result any-reg)
 689                       (inst xor result result)
 690                       (inst mov result 0)))
 691                  (t (inst sar result 63)
 692                     (inst and result (lognot fixnum-tag-mask))))))))
 693
 694 (define-vop (fast-ash-left/fixnum=>fixnum)
 695   (:translate ash)
 696   (:args (number :scs (any-reg) :target result
 697                  :load-if (not (and (sc-is number control-stack)
 698                                     (sc-is result control-stack)
 699                                     (location= number result))))
 700          (amount :scs (unsigned-reg) :target ecx))
 701   (:arg-types tagged-num positive-fixnum)
 702   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset ecx-offset :from (:argument 1)) ecx)
 703   (:results (result :scs (any-reg) :from (:argument 0)
 704                     :load-if (not (and (sc-is number control-stack)
 705                                        (sc-is result control-stack)
 706                                        (location= number result)))))
 707   (:result-types tagged-num)
 708   (:policy :fast-safe)
 709   (:note "inline ASH")
 710   (:generator 3
 711     (move result number)
 712     (move ecx amount)
 713     ;; The result-type ensures us that this shift will not overflow.
 714     (inst shl result :cl)))
 715
 716 (define-vop (fast-ash-c/signed=>signed)
 717   (:translate ash)
 718   (:policy :fast-safe)
 719   (:args (number :scs (signed-reg) :target result
 720                  :load-if (not (and (sc-is number signed-stack)
 721                                     (sc-is result signed-stack)
 722                                     (location= number result)))))
 723   (:info amount)
 724   (:arg-types signed-num (:constant integer))
 725   (:results (result :scs (signed-reg)
 726                     :load-if (not (and (sc-is number signed-stack)
 727                                        (sc-is result signed-stack)
 728                                        (location= number result)))))
 729   (:result-types signed-num)
 730   (:note "inline ASH")
 731   (:generator 3
 732     (cond ((and (= amount 1) (not (location= number result)))
 733            (inst lea result (make-ea :qword :base number :index number)))
 734           ((and (= amount 2) (not (location= number result)))
 735            (inst lea result (make-ea :qword :index number :scale 4)))
 736           ((and (= amount 3) (not (location= number result)))
 737            (inst lea result (make-ea :qword :index number :scale 8)))
 738           (t
 739            (move result number)
 740            (cond ((plusp amount) (inst shl result amount))
 741                  (t (inst sar result (min 63 (- amount)))))))))
 742
 743 (define-vop (fast-ash-c/unsigned=>unsigned)
 744   (:translate ash)
 745   (:policy :fast-safe)
 746   (:args (number :scs (unsigned-reg) :target result
 747                  :load-if (not (and (sc-is number unsigned-stack)
 748                                     (sc-is result unsigned-stack)
 749                                     (location= number result)))))
 750   (:info amount)
 751   (:arg-types unsigned-num (:constant integer))
 752   (:results (result :scs (unsigned-reg)
 753                     :load-if (not (and (sc-is number unsigned-stack)
 754                                        (sc-is result unsigned-stack)
 755                                        (location= number result)))))
 756   (:result-types unsigned-num)
 757   (:note "inline ASH")
 758   (:generator 3
 759     (cond ((and (= amount 1) (not (location= number result)))
 760            (inst lea result (make-ea :qword :base number :index number)))
 761           ((and (= amount 2) (not (location= number result)))
 762            (inst lea result (make-ea :qword :index number :scale 4)))
 763           ((and (= amount 3) (not (location= number result)))
 764            (inst lea result (make-ea :qword :index number :scale 8)))
 765           (t
 766            (move result number)
 767            (cond ((< -64 amount 64) ;; XXXX
 768                   ;; this code is used both in ASH and ASH-MOD32, so
 769                   ;; be careful
 770                   (if (plusp amount)
 771                       (inst shl result amount)
 772                       (inst shr result (- amount))))
 773                  (t (if (sc-is result unsigned-reg)
 774                         (zeroize result)
 775                         (inst mov result 0))))))))
 776
 777 (define-vop (fast-ash-left/signed=>signed)
 778   (:translate ash)
 779   (:args (number :scs (signed-reg) :target result
 780                  :load-if (not (and (sc-is number signed-stack)
 781                                     (sc-is result signed-stack)
 782                                     (location= number result))))
 783          (amount :scs (unsigned-reg) :target ecx))
 784   (:arg-types signed-num positive-fixnum)
 785   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset ecx-offset :from (:argument 1)) ecx)
 786   (:results (result :scs (signed-reg) :from (:argument 0)
 787                     :load-if (not (and (sc-is number signed-stack)
 788                                        (sc-is result signed-stack)
 789                                        (location= number result)))))
 790   (:result-types signed-num)
 791   (:policy :fast-safe)
 792   (:note "inline ASH")
 793   (:generator 4
 794     (move result number)
 795     (move ecx amount)
 796     (inst shl result :cl)))
 797
 798 (define-vop (fast-ash-left/unsigned=>unsigned)
 799   (:translate ash)
 800   (:args (number :scs (unsigned-reg) :target result
 801                  :load-if (not (and (sc-is number unsigned-stack)
 802                                     (sc-is result unsigned-stack)
 803                                     (location= number result))))
 804          (amount :scs (unsigned-reg) :target ecx))
 805   (:arg-types unsigned-num positive-fixnum)
 806   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset ecx-offset :from (:argument 1)) ecx)
 807   (:results (result :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)
 808                     :load-if (not (and (sc-is number unsigned-stack)
 809                                        (sc-is result unsigned-stack)
 810                                        (location= number result)))))
 811   (:result-types unsigned-num)
 812   (:policy :fast-safe)
 813   (:note "inline ASH")
 814   (:generator 4
 815     (move result number)
 816     (move ecx amount)
 817     (inst shl result :cl)))
 818
 819 (define-vop (fast-ash/signed=>signed)
 820   (:translate ash)
 821   (:policy :fast-safe)
 822   (:args (number :scs (signed-reg) :target result)
 823          (amount :scs (signed-reg) :target ecx))
 824   (:arg-types signed-num signed-num)
 825   (:results (result :scs (signed-reg) :from (:argument 0)))
 826   (:result-types signed-num)
 827   (:temporary (:sc signed-reg :offset ecx-offset :from (:argument 1)) ecx)
 828   (:note "inline ASH")
 829   (:generator 5
 830     (move result number)
 831     (move ecx amount)
 832     (inst or ecx ecx)
 833     (inst jmp :ns POSITIVE)
 834     (inst neg ecx)
 835     (inst cmp ecx 63)
 836     (inst jmp :be OKAY)
 837     (inst mov ecx 63)
 838     OKAY
 839     (inst sar result :cl)
 840     (inst jmp DONE)
 841
 842     POSITIVE
 843     ;; The result-type ensures us that this shift will not overflow.
 844     (inst shl result :cl)
 845
 846     DONE))
 847
 848 (define-vop (fast-ash/unsigned=>unsigned)
 849   (:translate ash)
 850   (:policy :fast-safe)
 851   (:args (number :scs (unsigned-reg) :target result)
 852          (amount :scs (signed-reg) :target ecx))
 853   (:arg-types unsigned-num signed-num)
 854   (:results (result :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)))
 855   (:result-types unsigned-num)
 856   (:temporary (:sc signed-reg :offset ecx-offset :from (:argument 1)) ecx)
 857   (:note "inline ASH")
 858   (:generator 5
 859     (move result number)
 860     (move ecx amount)
 861     (inst or ecx ecx)
 862     (inst jmp :ns POSITIVE)
 863     (inst neg ecx)
 864     (inst cmp ecx 63)
 865     (inst jmp :be OKAY)
 866     (zeroize result)
 867     (inst jmp DONE)
 868     OKAY
 869     (inst shr result :cl)
 870     (inst jmp DONE)
 871
 872     POSITIVE
 873     ;; The result-type ensures us that this shift will not overflow.
 874     (inst shl result :cl)
 875
 876     DONE))
 877
 878 (in-package "SB!C")
 879
 880 (defknown %lea (integer integer (member 1 2 4 8 16) (signed-byte 64))
 881   integer
 882   (foldable flushable movable))
 883
 884 (defoptimizer (%lea derive-type) ((base index scale disp))
 885   (when (and (constant-lvar-p scale)
 886              (constant-lvar-p disp))
 887     (let ((scale (lvar-value scale))
 888           (disp (lvar-value disp))
 889           (base-type (lvar-type base))
 890           (index-type (lvar-type index)))
 891       (when (and (numeric-type-p base-type)
 892                  (numeric-type-p index-type))
 893         (let ((base-lo (numeric-type-low base-type))
 894               (base-hi (numeric-type-high base-type))
 895               (index-lo (numeric-type-low index-type))
 896               (index-hi (numeric-type-high index-type)))
 897           (make-numeric-type :class 'integer
 898                              :complexp :real
 899                              :low (when (and base-lo index-lo)
 900                                     (+ base-lo (* index-lo scale) disp))
 901                              :high (when (and base-hi index-hi)
 902                                      (+ base-hi (* index-hi scale) disp))))))))
 903
 904 (defun %lea (base index scale disp)
 905   (+ base (* index scale) disp))
 906
 907 (in-package "SB!VM")
 908
 909 (define-vop (%lea/unsigned=>unsigned)
 910   (:translate %lea)
 911   (:policy :fast-safe)
 912   (:args (base :scs (unsigned-reg))
 913          (index :scs (unsigned-reg)))
 914   (:info scale disp)
 915   (:arg-types unsigned-num unsigned-num
 916               (:constant (member 1 2 4 8))
 917               (:constant (signed-byte 64)))
 918   (:results (r :scs (unsigned-reg)))
 919   (:result-types unsigned-num)
 920   (:generator 5
 921     (inst lea r (make-ea :qword :base base :index index
 922                          :scale scale :disp disp))))
 923
 924 (define-vop (%lea/signed=>signed)
 925   (:translate %lea)
 926   (:policy :fast-safe)
 927   (:args (base :scs (signed-reg))
 928          (index :scs (signed-reg)))
 929   (:info scale disp)
 930   (:arg-types signed-num signed-num
 931               (:constant (member 1 2 4 8))
 932               (:constant (signed-byte 64)))
 933   (:results (r :scs (signed-reg)))
 934   (:result-types signed-num)
 935   (:generator 4
 936     (inst lea r (make-ea :qword :base base :index index
 937                          :scale scale :disp disp))))
 938
 939 (define-vop (%lea/fixnum=>fixnum)
 940   (:translate %lea)
 941   (:policy :fast-safe)
 942   (:args (base :scs (any-reg))
 943          (index :scs (any-reg)))
 944   (:info scale disp)
 945   (:arg-types tagged-num tagged-num
 946               (:constant (member 1 2 4 8))
 947               (:constant (signed-byte 64)))
 948   (:results (r :scs (any-reg)))
 949   (:result-types tagged-num)
 950   (:generator 3
 951     (inst lea r (make-ea :qword :base base :index index
 952                          :scale scale :disp disp))))
 953
 954 ;;; FIXME: before making knowledge of this too public, it needs to be
 955 ;;; fixed so that it's actually _faster_ than the non-CMOV version; at
 956 ;;; least on my Celeron-XXX laptop, this version is marginally slower
 957 ;;; than the above version with branches.  -- CSR, 2003-09-04
 958 (define-vop (fast-cmov-ash/unsigned=>unsigned)
 959   (:translate ash)
 960   (:policy :fast-safe)
 961   (:args (number :scs (unsigned-reg) :target result)
 962          (amount :scs (signed-reg) :target ecx))
 963   (:arg-types unsigned-num signed-num)
 964   (:results (result :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)))
 965   (:result-types unsigned-num)
 966   (:temporary (:sc signed-reg :offset ecx-offset :from (:argument 1)) ecx)
 967   (:temporary (:sc any-reg :from (:eval 0) :to (:eval 1)) zero)
 968   (:note "inline ASH")
 969   (:guard (member :cmov *backend-subfeatures*))
 970   (:generator 4
 971     (move result number)
 972     (move ecx amount)
 973     (inst or ecx ecx)
 974     (inst jmp :ns POSITIVE)
 975     (inst neg ecx)
 976     (zeroize zero)
 977     (inst shr result :cl)
 978     (inst cmp ecx 63)
 979     (inst cmov :nbe result zero)
 980     (inst jmp DONE)
 981
 982     POSITIVE
 983     ;; The result-type ensures us that this shift will not overflow.
 984     (inst shl result :cl)
 985
 986     DONE))
 987 \f
 988 (define-vop (signed-byte-64-len)
 989   (:translate integer-length)
 990   (:note "inline (signed-byte 64) integer-length")
 991   (:policy :fast-safe)
 992   (:args (arg :scs (signed-reg) :target res))
 993   (:arg-types signed-num)
 994   (:results (res :scs (unsigned-reg)))
 995   (:result-types unsigned-num)
 996   (:generator 28
 997     (move res arg)
 998     (if (sc-is res unsigned-reg)
 999         (inst test res res)
1000         (inst cmp res 0))
1001     (inst jmp :ge POS)
1002     (inst not res)
1003     POS
1004     (inst bsr res res)
1005     (inst jmp :z ZERO)
1006     (inst inc res)
1007     (inst jmp DONE)
1008     ZERO
1009     (zeroize res)
1010     DONE))
1011
1012 (define-vop (unsigned-byte-64-len)
1013   (:translate integer-length)
1014   (:note "inline (unsigned-byte 64) integer-length")
1015   (:policy :fast-safe)
1016   (:args (arg :scs (unsigned-reg)))
1017   (:arg-types unsigned-num)
1018   (:results (res :scs (unsigned-reg)))
1019   (:result-types unsigned-num)
1020   (:generator 26
1021     (inst bsr res arg)
1022     (inst jmp :z ZERO)
1023     (inst inc res)
1024     (inst jmp DONE)
1025     ZERO
1026     (zeroize res)
1027     DONE))
1028
1029 (define-vop (unsigned-byte-64-count)
1030   (:translate logcount)
1031   (:note "inline (unsigned-byte 64) logcount")
1032   (:policy :fast-safe)
1033   (:args (arg :scs (unsigned-reg) :target result))
1034   (:arg-types unsigned-num)
1035   (:results (result :scs (unsigned-reg)))
1036   (:result-types positive-fixnum)
1037   (:temporary (:sc unsigned-reg) temp)
1038   (:temporary (:sc unsigned-reg) mask)
1039   (:generator 14
1040     ;; See the comments below for how the algorithm works. The tricks
1041     ;; used can be found for example in AMD's software optimization
1042     ;; guide or at "http://www.hackersdelight.org/HDcode/pop.cc" in the
1043     ;; function "pop1", for 32-bit words. The extension to 64 bits is
1044     ;; straightforward.
1045     ;; Calculate 2-bit sums. Note that the value of a two-digit binary
1046     ;; number is the sum of the right digit and twice the left digit.
1047     ;; Thus we can calculate the sum of the two digits by shifting the
1048     ;; left digit to the right position and doing a two-bit subtraction.
1049     ;; This subtraction will never create a borrow and thus can be made
1050     ;; on all 32 2-digit numbers at once.
1051     (move result arg)
1052     (move temp arg)
1053     (inst shr result 1)
1054     (inst mov mask #x5555555555555555)
1055     (inst and result mask)
1056     (inst sub temp result)
1057     ;; Calculate 4-bit sums by straightforward shift, mask and add.
1058     ;; Note that we shift the source operand of the MOV and not its
1059     ;; destination so that the SHR and the MOV can execute in the same
1060     ;; clock cycle.
1061     (inst mov result temp)
1062     (inst shr temp 2)
1063     (inst mov mask #x3333333333333333)
1064     (inst and result mask)
1065     (inst and temp mask)
1066     (inst add result temp)
1067     ;; Calculate 8-bit sums. Since each sum is at most 8, which fits
1068     ;; into 4 bits, we can apply the mask after the addition, saving one
1069     ;; instruction.
1070     (inst mov temp result)
1071     (inst shr result 4)
1072     (inst add result temp)
1073     (inst mov mask #x0f0f0f0f0f0f0f0f)
1074     (inst and result mask)
1075     ;; Add all 8 bytes at once by multiplying with #256r11111111.
1076     ;; We need to calculate only the lower 8 bytes of the product.
1077     ;; Of these the most significant byte contains the final result.
1078     ;; Note that there can be no overflow from one byte to the next
1079     ;; as the sum is at most 64 which needs only 7 bits.
1080     (inst mov mask #x0101010101010101)
1081     (inst imul result mask)
1082     (inst shr result 56)))
1083 \f
1084 ;;;; binary conditional VOPs
1085
1086 (define-vop (fast-conditional)
1087   (:conditional :e)
1088   (:info)
1089   (:effects)
1090   (:affected)
1091   (:policy :fast-safe))
1092
1093 ;;; constant variants are declared for 32 bits not 64 bits, because
1094 ;;; loading a 64 bit constant is silly
1095
1096 (define-vop (fast-conditional/fixnum fast-conditional)
1097   (:args (x :scs (any-reg)
1098             :load-if (not (and (sc-is x control-stack)
1099                                (sc-is y any-reg))))
1100          (y :scs (any-reg control-stack)))
1101   (:arg-types tagged-num tagged-num)
1102   (:note "inline fixnum comparison"))
1103
1104 (define-vop (fast-conditional-c/fixnum fast-conditional/fixnum)
1105   (:args (x :scs (any-reg)
1106             :load-if (or (not (typep y '(signed-byte 29)))
1107                          (not (sc-is x any-reg control-stack)))))
1108   (:arg-types tagged-num (:constant fixnum))
1109   (:info y))
1110
1111 (define-vop (fast-conditional/signed fast-conditional)
1112   (:args (x :scs (signed-reg)
1113             :load-if (not (and (sc-is x signed-stack)
1114                                (sc-is y signed-reg))))
1115          (y :scs (signed-reg signed-stack)))
1116   (:arg-types signed-num signed-num)
1117   (:note "inline (signed-byte 64) comparison"))
1118
1119 (define-vop (fast-conditional-c/signed fast-conditional/signed)
1120   (:args (x :scs (signed-reg)
1121             :load-if (or (not (typep y '(signed-byte 32)))
1122                          (not (sc-is x signed-reg signed-stack)))))
1123   (:arg-types signed-num (:constant (signed-byte 64)))
1124   (:info y))
1125
1126 (define-vop (fast-conditional/unsigned fast-conditional)
1127   (:args (x :scs (unsigned-reg)
1128             :load-if (not (and (sc-is x unsigned-stack)
1129                                (sc-is y unsigned-reg))))
1130          (y :scs (unsigned-reg unsigned-stack)))
1131   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
1132   (:note "inline (unsigned-byte 64) comparison"))
1133
1134 (define-vop (fast-conditional-c/unsigned fast-conditional/unsigned)
1135   (:args (x :scs (unsigned-reg)
1136             :load-if (or (not (typep y '(unsigned-byte 31)))
1137                          (not (sc-is x unsigned-reg unsigned-stack)))))
1138   (:arg-types unsigned-num (:constant (unsigned-byte 64)))
1139   (:info y))
1140
1141 (macrolet ((define-conditional-vop (tran cond unsigned not-cond not-unsigned)
1142              `(progn
1143                 ,@(mapcar
1144                    (lambda (suffix cost signed)
1145                      `(define-vop (;; FIXME: These could be done more
1146                                    ;; cleanly with SYMBOLICATE.
1147                                    ,(intern (format nil "~:@(FAST-IF-~A~A~)"
1148                                                     tran suffix))
1149                                    ,(intern
1150                                      (format nil "~:@(FAST-CONDITIONAL~A~)"
1151                                              suffix)))
1152                         (:translate ,tran)
1153                         (:conditional ,(if signed cond unsigned))
1154                         (:generator ,cost
1155                                     (inst cmp x
1156                                           ,(case suffix
1157                                              (-c/fixnum
1158                                                 `(if (typep y '(signed-byte 29))
1159                                                      (fixnumize y)
1160                                                      (register-inline-constant
1161                                                       :qword (fixnumize y))))
1162                                              (-c/signed
1163                                                 `(if (typep y '(signed-byte 32))
1164                                                      y
1165                                                      (register-inline-constant
1166                                                       :qword y)))
1167                                              (-c/unsigned
1168                                                 `(if (typep y '(unsigned-byte 31))
1169                                                      y
1170                                                      (register-inline-constant
1171                                                       :qword y)))
1172                                              (t 'y))))))
1173                    '(/fixnum -c/fixnum /signed -c/signed /unsigned -c/unsigned)
1174 ;                  '(/fixnum  /signed  /unsigned)
1175                    '(4 3 6 5 6 5)
1176                    '(t t t t nil nil)))))
1177
1178   (define-conditional-vop < :l :b :ge :ae)
1179   (define-conditional-vop > :g :a :le :be))
1180
1181 (define-vop (fast-if-eql/signed fast-conditional/signed)
1182   (:translate eql)
1183   (:generator 6
1184     (inst cmp x y)))
1185
1186 (define-vop (fast-if-eql-c/signed fast-conditional-c/signed)
1187   (:translate eql)
1188   (:generator 5
1189     (cond ((and (sc-is x signed-reg) (zerop y))
1190            (inst test x x))  ; smaller instruction
1191           ((typep y '(signed-byte 32))
1192            (inst cmp x y))
1193           (t
1194            (inst cmp x (register-inline-constant :qword y))))))
1195
1196 (define-vop (fast-if-eql/unsigned fast-conditional/unsigned)
1197   (:translate eql)
1198   (:generator 6
1199     (inst cmp x y)))
1200
1201 (define-vop (fast-if-eql-c/unsigned fast-conditional-c/unsigned)
1202   (:translate eql)
1203   (:generator 5
1204     (cond ((and (sc-is x unsigned-reg) (zerop y))
1205            (inst test x x))  ; smaller instruction
1206           ((typep y '(unsigned-byte 31))
1207            (inst cmp x y))
1208           (t
1209            (inst cmp x (register-inline-constant :qword y))))))
1210
1211 ;;; EQL/FIXNUM is funny because the first arg can be of any type, not just a
1212 ;;; known fixnum.
1213
1214 ;;; These versions specify a fixnum restriction on their first arg. We have
1215 ;;; also generic-eql/fixnum VOPs which are the same, but have no restriction on
1216 ;;; the first arg and a higher cost. The reason for doing this is to prevent
1217 ;;; fixnum specific operations from being used on word integers, spuriously
1218 ;;; consing the argument.
1219
1220 (define-vop (fast-eql/fixnum fast-conditional)
1221   (:args (x :scs (any-reg)
1222             :load-if (not (and (sc-is x control-stack)
1223                                (sc-is y any-reg))))
1224          (y :scs (any-reg control-stack)))
1225   (:arg-types tagged-num tagged-num)
1226   (:note "inline fixnum comparison")
1227   (:translate eql)
1228   (:generator 4
1229     (inst cmp x y)))
1230
1231 (define-vop (generic-eql/fixnum fast-eql/fixnum)
1232   (:args (x :scs (any-reg descriptor-reg)
1233             :load-if (not (and (sc-is x control-stack)
1234                                (sc-is y any-reg))))
1235          (y :scs (any-reg control-stack)))
1236   (:arg-types * tagged-num)
1237   (:variant-cost 7))
1238
1239 (define-vop (fast-eql-c/fixnum fast-conditional/fixnum)
1240   (:args (x :scs (any-reg)
1241             :load-if (or (not (typep y '(signed-byte 29)))
1242                          (not (sc-is x any-reg descriptor-reg control-stack)))))
1243   (:arg-types tagged-num (:constant fixnum))
1244   (:info y)
1245   (:translate eql)
1246   (:generator 2
1247     (cond ((and (sc-is x any-reg descriptor-reg) (zerop y))
1248            (inst test x x))  ; smaller instruction
1249           ((typep y '(signed-byte 29))
1250            (inst cmp x (fixnumize y)))
1251           (t
1252            (inst cmp x (register-inline-constant :qword (fixnumize y)))))))
1253
1254 (define-vop (generic-eql-c/fixnum fast-eql-c/fixnum)
1255   (:args (x :scs (any-reg descriptor-reg)))
1256   (:arg-types * (:constant fixnum))
1257   (:variant-cost 6))
1258 \f
1259 ;;;; 32-bit logical operations
1260
1261 ;;; Only the lower 6 bits of the shift amount are significant.
1262 (define-vop (shift-towards-someplace)
1263   (:policy :fast-safe)
1264   (:args (num :scs (unsigned-reg) :target r)
1265          (amount :scs (signed-reg) :target ecx))
1266   (:arg-types unsigned-num tagged-num)
1267   (:temporary (:sc signed-reg :offset ecx-offset :from (:argument 1)) ecx)
1268   (:results (r :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)))
1269   (:result-types unsigned-num))
1270
1271 (define-vop (shift-towards-start shift-towards-someplace)
1272   (:translate shift-towards-start)
1273   (:note "SHIFT-TOWARDS-START")
1274   (:generator 1
1275     (move r num)
1276     (move ecx amount)
1277     (inst shr r :cl)))
1278
1279 (define-vop (shift-towards-end shift-towards-someplace)
1280   (:translate shift-towards-end)
1281   (:note "SHIFT-TOWARDS-END")
1282   (:generator 1
1283     (move r num)
1284     (move ecx amount)
1285     (inst shl r :cl)))
1286 \f
1287 ;;;; Modular functions
1288
1289 (defmacro define-mod-binop ((name prototype) function)
1290   `(define-vop (,name ,prototype)
1291        (:args (x :target r :scs (unsigned-reg signed-reg)
1292                  :load-if (not (and (or (sc-is x unsigned-stack)
1293                                         (sc-is x signed-stack))
1294                                     (or (sc-is y unsigned-reg)
1295                                         (sc-is y signed-reg))
1296                                     (or (sc-is r unsigned-stack)
1297                                         (sc-is r signed-stack))
1298                                     (location= x r))))
1299               (y :scs (unsigned-reg signed-reg unsigned-stack signed-stack)))
1300      (:arg-types untagged-num untagged-num)
1301      (:results (r :scs (unsigned-reg signed-reg) :from (:argument 0)
1302                   :load-if (not (and (or (sc-is x unsigned-stack)
1303                                          (sc-is x signed-stack))
1304                                      (or (sc-is y unsigned-reg)
1305                                          (sc-is y unsigned-reg))
1306                                      (or (sc-is r unsigned-stack)
1307                                          (sc-is r unsigned-stack))
1308                                      (location= x r)))))
1309      (:result-types unsigned-num)
1310      (:translate ,function)))
1311 (defmacro define-mod-binop-c ((name prototype) function)
1312   `(define-vop (,name ,prototype)
1313        (:args (x :target r :scs (unsigned-reg signed-reg)
1314                  :load-if (not (and (or (sc-is x unsigned-stack)
1315                                         (sc-is x signed-stack))
1316                                     (or (sc-is r unsigned-stack)
1317                                         (sc-is r signed-stack))
1318                                     (location= x r)
1319                                     (typep y '(signed-byte 32))))))
1320      (:info y)
1321      (:arg-types untagged-num (:constant (or (unsigned-byte 64) (signed-byte 64))))
1322      (:results (r :scs (unsigned-reg signed-reg) :from (:argument 0)
1323                   :load-if (not (and (or (sc-is x unsigned-stack)
1324                                          (sc-is x signed-stack))
1325                                      (or (sc-is r unsigned-stack)
1326                                          (sc-is r unsigned-stack))
1327                                      (location= x r)))))
1328      (:result-types unsigned-num)
1329      (:translate ,function)))
1330
1331 (macrolet ((def (name -c-p)
1332              (let ((fun64 (intern (format nil "~S-MOD64" name)))
1333                    (vopu (intern (format nil "FAST-~S/UNSIGNED=>UNSIGNED" name)))
1334                    (vopcu (intern (format nil "FAST-~S-C/UNSIGNED=>UNSIGNED" name)))
1335                    (vopf (intern (format nil "FAST-~S/FIXNUM=>FIXNUM" name)))
1336                    (vopcf (intern (format nil "FAST-~S-C/FIXNUM=>FIXNUM" name)))
1337                    (vop64u (intern (format nil "FAST-~S-MOD64/WORD=>UNSIGNED" name)))
1338                    (vop64f (intern (format nil "FAST-~S-MOD64/FIXNUM=>FIXNUM" name)))
1339                    (vop64cu (intern (format nil "FAST-~S-MOD64-C/WORD=>UNSIGNED" name)))
1340                    (vop64cf (intern (format nil "FAST-~S-MOD64-C/FIXNUM=>FIXNUM" name)))
1341                    (sfun61 (intern (format nil "~S-SMOD61" name)))
1342                    (svop61f (intern (format nil "FAST-~S-SMOD61/FIXNUM=>FIXNUM" name)))
1343                    (svop61cf (intern (format nil "FAST-~S-SMOD61-C/FIXNUM=>FIXNUM" name))))
1344                `(progn
1345                   (define-modular-fun ,fun64 (x y) ,name :untagged nil 64)
1346                   (define-modular-fun ,sfun61 (x y) ,name :tagged t 61)
1347                   (define-mod-binop (,vop64u ,vopu) ,fun64)
1348                   (define-vop (,vop64f ,vopf) (:translate ,fun64))
1349                   (define-vop (,svop61f ,vopf) (:translate ,sfun61))
1350                   ,@(when -c-p
1351                       `((define-mod-binop-c (,vop64cu ,vopcu) ,fun64)
1352                         (define-vop (,svop61cf ,vopcf) (:translate ,sfun61))))))))
1353   (def + t)
1354   (def - t)
1355   (def * t))
1356
1357 (define-vop (fast-ash-left-mod64-c/unsigned=>unsigned
1358              fast-ash-c/unsigned=>unsigned)
1359   (:translate ash-left-mod64))
1360 (define-vop (fast-ash-left-mod64/unsigned=>unsigned
1361              fast-ash-left/unsigned=>unsigned))
1362 (deftransform ash-left-mod64 ((integer count)
1363                               ((unsigned-byte 64) (unsigned-byte 6)))
1364   (when (sb!c::constant-lvar-p count)
1365     (sb!c::give-up-ir1-transform))
1366   '(%primitive fast-ash-left-mod64/unsigned=>unsigned integer count))
1367
1368 (define-vop (fast-ash-left-smod61-c/fixnum=>fixnum
1369              fast-ash-c/fixnum=>fixnum)
1370   (:translate ash-left-smod61))
1371 (define-vop (fast-ash-left-smod61/fixnum=>fixnum
1372              fast-ash-left/fixnum=>fixnum))
1373 (deftransform ash-left-smod61 ((integer count)
1374                                ((signed-byte 61) (unsigned-byte 6)))
1375   (when (sb!c::constant-lvar-p count)
1376     (sb!c::give-up-ir1-transform))
1377   '(%primitive fast-ash-left-smod61/fixnum=>fixnum integer count))
1378
1379 (in-package "SB!C")
1380
1381 (defknown sb!vm::%lea-mod64 (integer integer (member 1 2 4 8) (signed-byte 64))
1382   (unsigned-byte 64)
1383   (foldable flushable movable))
1384 (defknown sb!vm::%lea-smod61 (integer integer (member 1 2 4 8) (signed-byte 64))
1385   (signed-byte 61)
1386   (foldable flushable movable))
1387
1388 (define-modular-fun-optimizer %lea ((base index scale disp) :untagged nil :width width)
1389   (when (and (<= width 64)
1390              (constant-lvar-p scale)
1391              (constant-lvar-p disp))
1392     (cut-to-width base :untagged width nil)
1393     (cut-to-width index :untagged width nil)
1394     'sb!vm::%lea-mod64))
1395 (define-modular-fun-optimizer %lea ((base index scale disp) :tagged t :width width)
1396   (when (and (<= width 61)
1397              (constant-lvar-p scale)
1398              (constant-lvar-p disp))
1399     (cut-to-width base :tagged width t)
1400     (cut-to-width index :tagged width t)
1401     'sb!vm::%lea-smod61))
1402
1403 #+sb-xc-host
1404 (progn
1405   (defun sb!vm::%lea-mod64 (base index scale disp)
1406     (ldb (byte 64 0) (%lea base index scale disp)))
1407   (defun sb!vm::%lea-smod61 (base index scale disp)
1408     (mask-signed-field 61 (%lea base index scale disp))))
1409 #-sb-xc-host
1410 (progn
1411   (defun sb!vm::%lea-mod64 (base index scale disp)
1412     (let ((base (logand base #xffffffffffffffff))
1413           (index (logand index #xffffffffffffffff)))
1414       ;; can't use modular version of %LEA, as we only have VOPs for
1415       ;; constant SCALE and DISP.
1416       (ldb (byte 64 0) (+ base (* index scale) disp))))
1417   (defun sb!vm::%lea-smod61 (base index scale disp)
1418     (let ((base (mask-signed-field 61 base))
1419           (index (mask-signed-field 61 index)))
1420       ;; can't use modular version of %LEA, as we only have VOPs for
1421       ;; constant SCALE and DISP.
1422       (mask-signed-field 61 (+ base (* index scale) disp)))))
1423
1424 (in-package "SB!VM")
1425
1426 (define-vop (%lea-mod64/unsigned=>unsigned
1427              %lea/unsigned=>unsigned)
1428   (:translate %lea-mod64))
1429 (define-vop (%lea-smod61/fixnum=>fixnum
1430              %lea/fixnum=>fixnum)
1431   (:translate %lea-smod61))
1432
1433 ;;; logical operations
1434 (define-modular-fun lognot-mod64 (x) lognot :untagged nil 64)
1435 (define-vop (lognot-mod64/unsigned=>unsigned)
1436   (:translate lognot-mod64)
1437   (:args (x :scs (unsigned-reg unsigned-stack) :target r
1438             :load-if (not (and (sc-is x unsigned-stack)
1439                                (sc-is r unsigned-stack)
1440                                (location= x r)))))
1441   (:arg-types unsigned-num)
1442   (:results (r :scs (unsigned-reg)
1443                :load-if (not (and (sc-is x unsigned-stack)
1444                                   (sc-is r unsigned-stack)
1445                                   (location= x r)))))
1446   (:result-types unsigned-num)
1447   (:policy :fast-safe)
1448   (:generator 1
1449     (move r x)
1450     (inst not r)))
1451
1452 (define-source-transform logeqv (&rest args)
1453   (if (oddp (length args))
1454       `(logxor ,@args)
1455       `(lognot (logxor ,@args))))
1456 (define-source-transform logandc1 (x y)
1457   `(logand (lognot ,x) ,y))
1458 (define-source-transform logandc2 (x y)
1459   `(logand ,x (lognot ,y)))
1460 (define-source-transform logorc1 (x y)
1461   `(logior (lognot ,x) ,y))
1462 (define-source-transform logorc2 (x y)
1463   `(logior ,x (lognot ,y)))
1464 (define-source-transform lognor (x y)
1465   `(lognot (logior ,x ,y)))
1466 (define-source-transform lognand (x y)
1467   `(lognot (logand ,x ,y)))
1468 \f
1469 ;;;; bignum stuff
1470
1471 (define-vop (bignum-length get-header-data)
1472   (:translate sb!bignum:%bignum-length)
1473   (:policy :fast-safe))
1474
1475 (define-vop (bignum-set-length set-header-data)
1476   (:translate sb!bignum:%bignum-set-length)
1477   (:policy :fast-safe))
1478
1479 (define-full-reffer bignum-ref * bignum-digits-offset other-pointer-lowtag
1480   (unsigned-reg) unsigned-num sb!bignum:%bignum-ref)
1481 (define-full-reffer+offset bignum--ref-with-offset * bignum-digits-offset
1482   other-pointer-lowtag (unsigned-reg) unsigned-num
1483   sb!bignum:%bignum-ref-with-offset)
1484 (define-full-setter bignum-set * bignum-digits-offset other-pointer-lowtag
1485   (unsigned-reg) unsigned-num sb!bignum:%bignum-set)
1486
1487 (define-vop (digit-0-or-plus)
1488   (:translate sb!bignum:%digit-0-or-plusp)
1489   (:policy :fast-safe)
1490   (:args (digit :scs (unsigned-reg)))
1491   (:arg-types unsigned-num)
1492   (:conditional :ns)
1493   (:generator 3
1494     (inst or digit digit)))
1495
1496
1497 ;;; For add and sub with carry the sc of carry argument is any-reg so
1498 ;;; that it may be passed as a fixnum or word and thus may be 0, 1, or
1499 ;;; 8. This is easy to deal with and may save a fixnum-word
1500 ;;; conversion.
1501 (define-vop (add-w/carry)
1502   (:translate sb!bignum:%add-with-carry)
1503   (:policy :fast-safe)
1504   (:args (a :scs (unsigned-reg) :target result)
1505          (b :scs (unsigned-reg unsigned-stack) :to :eval)
1506          (c :scs (any-reg) :target temp))
1507   (:arg-types unsigned-num unsigned-num positive-fixnum)
1508   (:temporary (:sc any-reg :from (:argument 2) :to :eval) temp)
1509   (:results (result :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0))
1510             (carry :scs (unsigned-reg)))
1511   (:result-types unsigned-num positive-fixnum)
1512   (:generator 4
1513     (move result a)
1514     (move temp c)
1515     (inst neg temp) ; Set the carry flag to 0 if c=0 else to 1
1516     (inst adc result b)
1517     (inst mov carry 0)
1518     (inst adc carry carry)))
1519
1520 ;;; Note: the borrow is 1 for no borrow and 0 for a borrow, the opposite
1521 ;;; of the x86-64 convention.
1522 (define-vop (sub-w/borrow)
1523   (:translate sb!bignum:%subtract-with-borrow)
1524   (:policy :fast-safe)
1525   (:args (a :scs (unsigned-reg) :to :eval :target result)
1526          (b :scs (unsigned-reg unsigned-stack) :to :result)
1527          (c :scs (any-reg control-stack)))
1528   (:arg-types unsigned-num unsigned-num positive-fixnum)
1529   (:results (result :scs (unsigned-reg) :from :eval)
1530             (borrow :scs (unsigned-reg)))
1531   (:result-types unsigned-num positive-fixnum)
1532   (:generator 5
1533     (inst cmp c 1) ; Set the carry flag to 1 if c=0 else to 0
1534     (move result a)
1535     (inst sbb result b)
1536     (inst mov borrow 1)
1537     (inst sbb borrow 0)))
1538
1539
1540 (define-vop (bignum-mult-and-add-3-arg)
1541   (:translate sb!bignum:%multiply-and-add)
1542   (:policy :fast-safe)
1543   (:args (x :scs (unsigned-reg) :target eax)
1544          (y :scs (unsigned-reg unsigned-stack))
1545          (carry-in :scs (unsigned-reg unsigned-stack)))
1546   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
1547   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset eax-offset :from (:argument 0)
1548                    :to (:result 1) :target lo) eax)
1549   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset edx-offset :from (:argument 1)
1550                    :to (:result 0) :target hi) edx)
1551   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
1552             (lo :scs (unsigned-reg)))
1553   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
1554   (:generator 20
1555     (move eax x)
1556     (inst mul eax y)
1557     (inst add eax carry-in)
1558     (inst adc edx 0)
1559     (move hi edx)
1560     (move lo eax)))
1561
1562 (define-vop (bignum-mult-and-add-4-arg)
1563   (:translate sb!bignum:%multiply-and-add)
1564   (:policy :fast-safe)
1565   (:args (x :scs (unsigned-reg) :target eax)
1566          (y :scs (unsigned-reg unsigned-stack))
1567          (prev :scs (unsigned-reg unsigned-stack))
1568          (carry-in :scs (unsigned-reg unsigned-stack)))
1569   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
1570   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset eax-offset :from (:argument 0)
1571                    :to (:result 1) :target lo) eax)
1572   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset edx-offset :from (:argument 1)
1573                    :to (:result 0) :target hi) edx)
1574   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
1575             (lo :scs (unsigned-reg)))
1576   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
1577   (:generator 20
1578     (move eax x)
1579     (inst mul eax y)
1580     (inst add eax prev)
1581     (inst adc edx 0)
1582     (inst add eax carry-in)
1583     (inst adc edx 0)
1584     (move hi edx)
1585     (move lo eax)))
1586
1587
1588 (define-vop (bignum-mult)
1589   (:translate sb!bignum:%multiply)
1590   (:policy :fast-safe)
1591   (:args (x :scs (unsigned-reg) :target eax)
1592          (y :scs (unsigned-reg unsigned-stack)))
1593   (:arg-types unsigned-num unsigned-num)
1594   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset eax-offset :from (:argument 0)
1595                    :to (:result 1) :target lo) eax)
1596   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset edx-offset :from (:argument 1)
1597                    :to (:result 0) :target hi) edx)
1598   (:results (hi :scs (unsigned-reg))
1599             (lo :scs (unsigned-reg)))
1600   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
1601   (:generator 20
1602     (move eax x)
1603     (inst mul eax y)
1604     (move hi edx)
1605     (move lo eax)))
1606
1607 (define-vop (bignum-lognot lognot-mod64/unsigned=>unsigned)
1608   (:translate sb!bignum:%lognot))
1609
1610 (define-vop (fixnum-to-digit)
1611   (:translate sb!bignum:%fixnum-to-digit)
1612   (:policy :fast-safe)
1613   (:args (fixnum :scs (any-reg control-stack) :target digit))
1614   (:arg-types tagged-num)
1615   (:results (digit :scs (unsigned-reg)
1616                    :load-if (not (and (sc-is fixnum control-stack)
1617                                       (sc-is digit unsigned-stack)
1618                                       (location= fixnum digit)))))
1619   (:result-types unsigned-num)
1620   (:generator 1
1621     (move digit fixnum)
1622     (inst sar digit 3)))
1623
1624 (define-vop (bignum-floor)
1625   (:translate sb!bignum:%floor)
1626   (:policy :fast-safe)
1627   (:args (div-high :scs (unsigned-reg) :target edx)
1628          (div-low :scs (unsigned-reg) :target eax)
1629          (divisor :scs (unsigned-reg unsigned-stack)))
1630   (:arg-types unsigned-num unsigned-num unsigned-num)
1631   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset eax-offset :from (:argument 1)
1632                    :to (:result 0) :target quo) eax)
1633   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset edx-offset :from (:argument 0)
1634                    :to (:result 1) :target rem) edx)
1635   (:results (quo :scs (unsigned-reg))
1636             (rem :scs (unsigned-reg)))
1637   (:result-types unsigned-num unsigned-num)
1638   (:generator 300
1639     (move edx div-high)
1640     (move eax div-low)
1641     (inst div eax divisor)
1642     (move quo eax)
1643     (move rem edx)))
1644
1645 (define-vop (signify-digit)
1646   (:translate sb!bignum:%fixnum-digit-with-correct-sign)
1647   (:policy :fast-safe)
1648   (:args (digit :scs (unsigned-reg unsigned-stack) :target res))
1649   (:arg-types unsigned-num)
1650   (:results (res :scs (any-reg signed-reg)
1651                  :load-if (not (and (sc-is digit unsigned-stack)
1652                                     (sc-is res control-stack signed-stack)
1653                                     (location= digit res)))))
1654   (:result-types signed-num)
1655   (:generator 1
1656     (move res digit)
1657     (when (sc-is res any-reg control-stack)
1658       (inst shl res 3))))
1659
1660 (define-vop (digit-ashr)
1661   (:translate sb!bignum:%ashr)
1662   (:policy :fast-safe)
1663   (:args (digit :scs (unsigned-reg unsigned-stack) :target result)
1664          (count :scs (unsigned-reg) :target ecx))
1665   (:arg-types unsigned-num positive-fixnum)
1666   (:temporary (:sc unsigned-reg :offset ecx-offset :from (:argument 1)) ecx)
1667   (:results (result :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)
1668                     :load-if (not (and (sc-is result unsigned-stack)
1669                                        (location= digit result)))))
1670   (:result-types unsigned-num)
1671   (:generator 2
1672     (move result digit)
1673     (move ecx count)
1674     (inst sar result :cl)))
1675
1676 (define-vop (digit-ashr/c)
1677   (:translate sb!bignum:%ashr)
1678   (:policy :fast-safe)
1679   (:args (digit :scs (unsigned-reg unsigned-stack) :target result))
1680   (:arg-types unsigned-num (:constant (integer 0 63)))
1681   (:info count)
1682   (:results (result :scs (unsigned-reg) :from (:argument 0)
1683                     :load-if (not (and (sc-is result unsigned-stack)
1684                                        (location= digit result)))))
1685   (:result-types unsigned-num)
1686   (:generator 1
1687     (move result digit)
1688     (inst sar result count)))
1689
1690 (define-vop (digit-lshr digit-ashr)
1691   (:translate sb!bignum:%digit-logical-shift-right)
1692   (:generator 1
1693     (move result digit)
1694     (move ecx count)
1695     (inst shr result :cl)))
1696
1697 (define-vop (digit-ashl digit-ashr)
1698   (:translate sb!bignum:%ashl)
1699   (:generator 1
1700     (move result digit)
1701     (move ecx count)
1702     (inst shl result :cl)))
1703 \f
1704 ;;;; static functions
1705
1706 (define-static-fun two-arg-/ (x y) :translate /)
1707
1708 (define-static-fun two-arg-gcd (x y) :translate gcd)
1709 (define-static-fun two-arg-lcm (x y) :translate lcm)
1710
1711 (define-static-fun two-arg-and (x y) :translate logand)
1712 (define-static-fun two-arg-ior (x y) :translate logior)
1713 (define-static-fun two-arg-xor (x y) :translate logxor)
1714
1715
1716 (in-package "SB!C")
1717
1718 (defun *-transformer (y)
1719   (cond
1720     ((= y (ash 1 (integer-length y)))
1721      ;; there's a generic transform for y = 2^k
1722      (give-up-ir1-transform))
1723     ((member y '(3 5 9))
1724      ;; we can do these multiplications directly using LEA
1725      `(%lea x x ,(1- y) 0))
1726     (t
1727      ;; A normal 64-bit multiplication takes 4 cycles on Athlon 64/Opteron.
1728      ;; Optimizing multiplications (other than the above cases) to
1729      ;; shifts/adds/leas gives a maximum improvement of 1 cycle, but requires
1730      ;; quite a lot of hairy code.
1731      (give-up-ir1-transform))))
1732
1733 (deftransform * ((x y)
1734                  ((unsigned-byte 64) (constant-arg (unsigned-byte 64)))
1735                  (unsigned-byte 64))
1736   "recode as leas, shifts and adds"
1737   (let ((y (lvar-value y)))
1738     (*-transformer y)))
1739 (deftransform sb!vm::*-mod64
1740     ((x y) ((unsigned-byte 64) (constant-arg (unsigned-byte 64)))
1741      (unsigned-byte 64))
1742   "recode as leas, shifts and adds"
1743   (let ((y (lvar-value y)))
1744     (*-transformer y)))
1745
1746 (deftransform * ((x y)
1747                  ((signed-byte 61) (constant-arg (unsigned-byte 64)))
1748                  (signed-byte 61))
1749   "recode as leas, shifts and adds"
1750   (let ((y (lvar-value y)))
1751     (*-transformer y)))
1752 (deftransform sb!vm::*-smod61
1753     ((x y) ((signed-byte 61) (constant-arg (unsigned-byte 64)))
1754      (signed-byte 61))
1755   "recode as leas, shifts and adds"
1756   (let ((y (lvar-value y)))
1757     (*-transformer y)))