0.8.16.25:
[sbcl.git] / src / compiler / generic / vm-tran.lisp
index e28bc13..e47aec5 100644 (file)
 ;;;; character support
 
 ;;; In our implementation there are really only BASE-CHARs.
+#+nil
 (define-source-transform characterp (obj)
   `(base-char-p ,obj))
 \f
 ;;;; simplifying HAIRY-DATA-VECTOR-REF and HAIRY-DATA-VECTOR-SET
 
-(deftransform hairy-data-vector-ref ((array index) (array t) * :important t)
+(deftransform hairy-data-vector-ref ((string index) (simple-string t))
+  (let ((ctype (lvar-type string)))
+    (if (array-type-p ctype)
+       ;; the other transform will kick in, so that's OK
+       (give-up-ir1-transform)
+       `(etypecase string
+         ((simple-array character (*)) (data-vector-ref string index))
+          #!+sb-unicode
+         ((simple-array base-char (*)) (data-vector-ref string index))
+         ((simple-array nil (*)) (data-vector-ref string index))))))
+
+(deftransform hairy-data-vector-ref ((array index) (array t) *)
   "avoid runtime dispatch on array element type"
-  (let ((element-ctype (extract-upgraded-element-type array)))
+  (let ((element-ctype (extract-upgraded-element-type array))
+       (declared-element-ctype (extract-declared-element-type array)))
     (declare (type ctype element-ctype))
     (when (eq *wild-type* element-ctype)
       (give-up-ir1-transform
     ;; to hand-expand it ourselves.)
     (let ((element-type-specifier (type-specifier element-ctype)))
       `(multiple-value-bind (array index)
-          ;; FIXME: All this noise should move into a
-          ;; %DATA-VECTOR-AND-INDEX function, and there should be
-          ;; DEFTRANSFORMs for %DATA-VECTOR-AND-INDEX to optimize the
-          ;; function call away when the array is known to be simple,
-          ;; and to specialize to
-          ;; %DATA-VECTOR-AND-INDEX-IN-VECTOR-CASE when the array is
-          ;; known to have only one dimension.
-          (if (array-header-p array)
-              (%with-array-data array index nil)
-              (let ((array array))
-                (declare (type (simple-array ,element-type-specifier 1)
-                               array))
-                (%check-bound array 0 index)
-                (values array index)))
+          (%data-vector-and-index array index)
         (declare (type (simple-array ,element-type-specifier 1) array))
-        (data-vector-ref array index)))))
+        ,(let ((bare-form '(data-vector-ref array index)))
+           (if (type= element-ctype declared-element-ctype)
+               bare-form
+               `(the ,(type-specifier declared-element-ctype)
+                     ,bare-form)))))))
 
 (deftransform data-vector-ref ((array index)
                                (simple-array t))
-  (let ((array-type (continuation-type array)))
+  (let ((array-type (lvar-type array)))
     (unless (array-type-p array-type)
       (give-up-ir1-transform))
     (let ((dims (array-type-dimensions array-type)))
       (when (or (atom dims) (= (length dims) 1))
         (give-up-ir1-transform))
-      (let ((el-type (array-type-element-type array-type))
+      (let ((el-type (array-type-specialized-element-type array-type))
             (total-size (if (member '* dims)
                             '*
                             (reduce #'* dims))))
                                      (%array-data-vector array))
                           index)))))
 
+(deftransform hairy-data-vector-set ((string index new-value)
+                                    (simple-string t t))
+  (let ((ctype (lvar-type string)))
+    (if (array-type-p ctype)
+       ;; the other transform will kick in, so that's OK
+       (give-up-ir1-transform)
+       `(etypecase string
+         ((simple-array character (*))
+          (data-vector-set string index new-value))
+          #!+sb-unicode
+         ((simple-array base-char (*))
+          (data-vector-set string index new-value))
+         ((simple-array nil (*))
+          (data-vector-set string index new-value))))))
+
 (deftransform hairy-data-vector-set ((array index new-value)
                                     (array t t)
-                                    *
-                                    :important t)
+                                    *)
   "avoid runtime dispatch on array element type"
-  (let ((element-ctype (extract-upgraded-element-type array)))
+  (let ((element-ctype (extract-upgraded-element-type array))
+       (declared-element-ctype (extract-declared-element-type array)))
     (declare (type ctype element-ctype))
     (when (eq *wild-type* element-ctype)
       (give-up-ir1-transform
        "Upgraded element type of array is not known at compile time."))
     (let ((element-type-specifier (type-specifier element-ctype)))
       `(multiple-value-bind (array index)
-          ;; FIXME: All this noise should move into a
-          ;; %DATA-VECTOR-AND-INDEX function, and there should be
-          ;; DEFTRANSFORMs for %DATA-VECTOR-AND-INDEX to optimize the
-          ;; function call away when the array is known to be simple,
-          ;; and to specialize to
-          ;; %DATA-VECTOR-AND-INDEX-IN-VECTOR-CASE when the array is
-          ;; known to have only one dimension.
-          (if (array-header-p array)
-              (%with-array-data array index nil)
-              (let ((array array))
-                (declare (type (simple-array ,element-type-specifier 1)
-                               array))
-                (%check-bound array 0 index)
-                (values array index)))
-        (data-vector-set (truly-the (simple-array ,element-type-specifier 1)
-                                    array)
-                         index
-                         new-value)))))
+          (%data-vector-and-index array index)
+        (declare (type (simple-array ,element-type-specifier 1) array)
+                 (type ,element-type-specifier new-value))
+        ,(if (type= element-ctype declared-element-ctype)
+             '(data-vector-set array index new-value)
+             `(truly-the ,(type-specifier declared-element-ctype)
+                (data-vector-set array index
+                 (the ,(type-specifier declared-element-ctype)
+                      new-value))))))))
 
 (deftransform data-vector-set ((array index new-value)
                                (simple-array t t))
-  (let ((array-type (continuation-type array)))
+  (let ((array-type (lvar-type array)))
     (unless (array-type-p array-type)
       (give-up-ir1-transform))
     (let ((dims (array-type-dimensions array-type)))
       (when (or (atom dims) (= (length dims) 1))
         (give-up-ir1-transform))
-      (let ((el-type (array-type-element-type array-type))
+      (let ((el-type (array-type-specialized-element-type array-type))
             (total-size (if (member '* dims)
                             '*
                             (reduce #'* dims))))
                           index
                           new-value)))))
 
+(defoptimizer (%data-vector-and-index derive-type) ((array index))
+  (let ((atype (lvar-type array)))
+    (when (array-type-p atype)
+      (values-specifier-type
+       `(values (simple-array ,(type-specifier
+                                (array-type-specialized-element-type atype))
+                              (*))
+                index)))))
+
+(deftransform %data-vector-and-index ((%array %index)
+                                     (simple-array t)
+                                     *)
+  ;; KLUDGE: why the percent signs?  Well, ARRAY and INDEX are
+  ;; respectively exported from the CL and SB!INT packages, which
+  ;; means that they're visible to all sorts of things.  If the
+  ;; compiler can prove that the call to ARRAY-HEADER-P, below, either
+  ;; returns T or NIL, it will delete the irrelevant branch.  However,
+  ;; user code might have got here with a variable named CL:ARRAY, and
+  ;; quite often compiler code with a variable named SB!INT:INDEX, so
+  ;; this can generate code deletion notes for innocuous user code:
+  ;; (DEFUN F (ARRAY I) (DECLARE (SIMPLE-VECTOR ARRAY)) (AREF ARRAY I))
+  ;; -- CSR, 2003-04-01
+
+  ;; We do this solely for the -OR-GIVE-UP side effect, since we want
+  ;; to know that the type can be figured out in the end before we
+  ;; proceed, but we don't care yet what the type will turn out to be.
+  (upgraded-element-type-specifier-or-give-up %array)
+
+  '(if (array-header-p %array)
+       (values (%array-data-vector %array) %index)
+       (values %array %index)))
+
 ;;; transforms for getting at simple arrays of (UNSIGNED-BYTE N) when (< N 8)
 ;;;
 ;;; FIXME: In CMU CL, these were commented out with #+NIL. Why? Should
                                          (length bit-array-2)
                                           (length result-bit-array))
                                  (error "Argument and/or result bit arrays are not the same length:~
-                        ~%  ~S~%  ~S  ~%  ~S"
+                         ~%  ~S~%  ~S  ~%  ~S"
                                         bit-array-1
                                        bit-array-2
                                        result-bit-array))))
-                  (do ((index sb!vm:vector-data-offset (1+ index))
-                       (end (+ sb!vm:vector-data-offset
-                               (truncate (the index
-                                           (+ (length bit-array-1)
-                                              sb!vm:n-word-bits -1))
-                                         sb!vm:n-word-bits))))
-                      ((= index end) result-bit-array)
-                    (declare (optimize (speed 3) (safety 0))
-                             (type index index end))
-                    (setf (%raw-bits result-bit-array index)
-                          (,',wordfun (%raw-bits bit-array-1 index)
-                                      (%raw-bits bit-array-2 index))))))))
- (def bit-and 32bit-logical-and)
- (def bit-ior 32bit-logical-or)
- (def bit-xor 32bit-logical-xor)
- (def bit-eqv 32bit-logical-eqv)
- (def bit-nand 32bit-logical-nand)
- (def bit-nor 32bit-logical-nor)
- (def bit-andc1 32bit-logical-andc1)
- (def bit-andc2 32bit-logical-andc2)
- (def bit-orc1 32bit-logical-orc1)
- (def bit-orc2 32bit-logical-orc2))
+                 (let ((length (length result-bit-array)))
+                   (if (= length 0)
+                       ;; We avoid doing anything to 0-length
+                       ;; bit-vectors, or rather, the memory that
+                       ;; follows them. Other divisible-by-32 cases
+                       ;; are handled by the (1- length), below.
+                       ;; CSR, 2002-04-24
+                       result-bit-array
+                       (do ((index sb!vm:vector-data-offset (1+ index))
+                            (end-1 (+ sb!vm:vector-data-offset
+                                      ;; bit-vectors of length 1-32
+                                      ;; need precisely one (SETF
+                                      ;; %RAW-BITS), done here in the
+                                      ;; epilogue. - CSR, 2002-04-24
+                                      (truncate (truly-the index (1- length))
+                                                sb!vm:n-word-bits))))
+                           ((= index end-1)
+                            (setf (%raw-bits result-bit-array index)
+                                  (,',wordfun (%raw-bits bit-array-1 index)
+                                              (%raw-bits bit-array-2 index)))
+                            result-bit-array)
+                         (declare (optimize (speed 3) (safety 0))
+                                  (type index index end-1))
+                         (setf (%raw-bits result-bit-array index)
+                               (,',wordfun (%raw-bits bit-array-1 index)
+                                           (%raw-bits bit-array-2 index))))))))))
+ (def bit-and word-logical-and)
+ (def bit-ior word-logical-or)
+ (def bit-xor word-logical-xor)
+ (def bit-eqv word-logical-eqv)
+ (def bit-nand word-logical-nand)
+ (def bit-nor word-logical-nor)
+ (def bit-andc1 word-logical-andc1)
+ (def bit-andc2 word-logical-andc2)
+ (def bit-orc1 word-logical-orc1)
+ (def bit-orc2 word-logical-orc2))
 
 (deftransform bit-not
              ((bit-array result-bit-array)
         '((unless (= (length bit-array)
                      (length result-bit-array))
             (error "Argument and result bit arrays are not the same length:~
-                    ~%  ~S~%  ~S"
+                     ~%  ~S~%  ~S"
                    bit-array result-bit-array))))
-     (do ((index sb!vm:vector-data-offset (1+ index))
-         (end (+ sb!vm:vector-data-offset
-                 (truncate (the index
-                                (+ (length bit-array)
-                                   (1- sb!vm:n-word-bits)))
-                           sb!vm:n-word-bits))))
-        ((= index end) result-bit-array)
-       (declare (optimize (speed 3) (safety 0))
-               (type index index end))
-       (setf (%raw-bits result-bit-array index)
-            (32bit-logical-not (%raw-bits bit-array index))))))
+    (let ((length (length result-bit-array)))
+      (if (= length 0)
+         ;; We avoid doing anything to 0-length bit-vectors, or rather,
+         ;; the memory that follows them. Other divisible-by
+         ;; n-word-bits cases are handled by the (1- length), below.
+         ;; CSR, 2002-04-24
+         result-bit-array
+         (do ((index sb!vm:vector-data-offset (1+ index))
+              (end-1 (+ sb!vm:vector-data-offset
+                        ;; bit-vectors of length 1 to n-word-bits need
+                        ;; precisely one (SETF %RAW-BITS), done here in
+                        ;; the epilogue. - CSR, 2002-04-24
+                        (truncate (truly-the index (1- length))
+                                  sb!vm:n-word-bits))))
+             ((= index end-1)
+              (setf (%raw-bits result-bit-array index)
+                    (word-logical-not (%raw-bits bit-array index)))
+              result-bit-array)
+           (declare (optimize (speed 3) (safety 0))
+                    (type index index end-1))
+           (setf (%raw-bits result-bit-array index)
+                 (word-logical-not (%raw-bits bit-array index))))))))
+
+(deftransform bit-vector-= ((x y) (simple-bit-vector simple-bit-vector))
+  `(and (= (length x) (length y))
+        (let ((length (length x)))
+         (or (= length 0)
+             (do* ((i sb!vm:vector-data-offset (+ i 1))
+                   (end-1 (+ sb!vm:vector-data-offset
+                             (floor (1- length) sb!vm:n-word-bits))))
+                  ((= i end-1)
+                   (let* ((extra (mod length sb!vm:n-word-bits))
+                          (mask (1- (ash 1 extra)))
+                          (numx
+                           (logand
+                            (ash mask
+                                 ,(ecase sb!c:*backend-byte-order*
+                                    (:little-endian 0)
+                                    (:big-endian
+                                     '(- sb!vm:n-word-bits extra))))
+                            (%raw-bits x i)))
+                          (numy
+                           (logand
+                            (ash mask
+                                 ,(ecase sb!c:*backend-byte-order*
+                                    (:little-endian 0)
+                                    (:big-endian
+                                     '(- sb!vm:n-word-bits extra))))
+                            (%raw-bits y i))))
+                     (declare (type (mod #.sb!vm:n-word-bits)
+                                     extra)
+                              (type sb!vm:word mask numx numy))
+                     (= numx numy)))
+               (declare (type index i end-1))
+               (let ((numx (%raw-bits x i))
+                     (numy (%raw-bits y i)))
+                 (declare (type sb!vm:word numx numy))
+                 (unless (= numx numy)
+                   (return nil))))))))
+
+(deftransform count ((item sequence) (bit simple-bit-vector) *
+                     :policy (>= speed space))
+  `(let ((length (length sequence)))
+    (if (zerop length)
+        0
+        (do ((index sb!vm:vector-data-offset (1+ index))
+             (count 0)
+             (end-1 (+ sb!vm:vector-data-offset
+                       (truncate (truly-the index (1- length))
+                                 sb!vm:n-word-bits))))
+            ((= index end-1)
+             (let* ((extra (mod length sb!vm:n-word-bits))
+                   (mask (1- (ash 1 extra)))
+                   (bits (logand (ash mask
+                                      ,(ecase sb!c:*backend-byte-order*
+                                              (:little-endian 0)
+                                              (:big-endian
+                                               '(- sb!vm:n-word-bits extra))))
+                                 (%raw-bits sequence index))))
+               (declare (type (mod #.sb!vm:n-word-bits) extra))
+               (declare (type sb!vm:word mask bits))
+               ;; could consider LOGNOT for the zero case instead of
+               ;; doing the subtraction...
+               (incf count ,(if (constant-lvar-p item)
+                                (if (zerop (lvar-value item))
+                                    '(- extra (logcount bits))
+                                    '(logcount bits))
+                                '(if (zerop item)
+                                     (- extra (logcount bits))
+                                     (logcount bits))))))
+          (declare (type index index count end-1)
+                  (optimize (speed 3) (safety 0)))
+          (incf count ,(if (constant-lvar-p item)
+                           (if (zerop (lvar-value item))
+                               '(- sb!vm:n-word-bits (logcount (%raw-bits sequence index)))
+                               '(logcount (%raw-bits sequence index)))
+                           '(if (zerop item)
+                             (- sb!vm:n-word-bits (logcount (%raw-bits sequence index)))
+                             (logcount (%raw-bits sequence index)))))))))
+
+(deftransform fill ((sequence item) (simple-bit-vector bit) *
+                   :policy (>= speed space))
+  (let ((value (if (constant-lvar-p item)
+                  (if (= (lvar-value item) 0)
+                      0
+                      #.(1- (ash 1 sb!vm:n-word-bits)))
+                  `(if (= item 0) 0 #.(1- (ash 1 sb!vm:n-word-bits))))))
+    `(let ((length (length sequence))
+          (value ,value))
+       (if (= length 0)
+          sequence
+          (do ((index sb!vm:vector-data-offset (1+ index))
+               (end-1 (+ sb!vm:vector-data-offset
+                         ;; bit-vectors of length 1 to n-word-bits need
+                         ;; precisely one (SETF %RAW-BITS), done here
+                          ;; in the epilogue. - CSR, 2002-04-24
+                         (truncate (truly-the index (1- length))
+                                   sb!vm:n-word-bits))))
+              ((= index end-1)
+               (setf (%raw-bits sequence index) value)
+               sequence)
+            (declare (optimize (speed 3) (safety 0))
+                     (type index index end-1))
+            (setf (%raw-bits sequence index) value))))))
+
+(deftransform fill ((sequence item) (simple-base-string base-char) *
+                   :policy (>= speed space))
+  (let ((value (if (constant-lvar-p item)
+                  (let* ((char (lvar-value item))
+                         (code (sb!xc:char-code char))
+                          (accum 0))
+                     (dotimes (i sb!vm:n-word-bytes accum)
+                       (setf accum (logior accum (ash code (* 8 i))))))
+                  `(let ((code (sb!xc:char-code item)))
+                     (logior ,@(loop for i from 0 below sb!vm:n-word-bytes
+                                     collect `(ash code ,(* 8 i))))))))
+    `(let ((length (length sequence))
+          (value ,value))
+      (multiple-value-bind (times rem)
+         (truncate length sb!vm:n-word-bytes)
+       (do ((index sb!vm:vector-data-offset (1+ index))
+            (end (+ times sb!vm:vector-data-offset)))
+           ((= index end)
+            (let ((place (* times sb!vm:n-word-bytes)))
+              (declare (fixnum place))
+              (dotimes (j rem sequence)
+                (declare (index j))
+                (setf (schar sequence (the index (+ place j))) item))))
+         (declare (optimize (speed 3) (safety 0))
+                  (type index index))
+         (setf (%raw-bits sequence index) value))))))
 \f
 ;;;; %BYTE-BLT
 
       (memmove (sap+ (sapify dst) dst-start)
               (sap+ (sapify src) src-start)
               (- dst-end dst-start)))
-     nil))
+     (values)))
 \f
 ;;;; transforms for EQL of floating point values
 
   '(and (= (double-float-low-bits x) (double-float-low-bits y))
        (= (double-float-high-bits x) (double-float-high-bits y))))
 
+\f
+;;;; modular functions
+(define-good-modular-fun logand)
+(define-good-modular-fun logior)
+;;; FIXME: XOR? ANDC1, ANDC2?  -- CSR, 2003-09-16
+
+(macrolet
+    ((def (name width)
+        `(progn
+           (defknown ,name (integer (integer 0)) (unsigned-byte ,width)
+                     (foldable flushable movable))        
+           (define-modular-fun-optimizer ash ((integer count) :width width)
+             (when (and (<= width ,width)
+                        (or (and (constant-lvar-p count)
+                                 (plusp (lvar-value count)))
+                            (csubtypep (lvar-type count)
+                                       (specifier-type '(and unsigned-byte
+                                                         fixnum)))))
+               (cut-to-width integer width)
+               ',name))
+           (setf (gethash ',name *modular-versions*) `(ash ,',width)))))
+  ;; This should really be dependent on SB!VM:N-WORD-BITS, but since we
+  ;; don't have a true Alpha64 port yet, we'll have to stick to
+  ;; SB!VM:N-MACHINE-WORD-BITS for the time being.  --njf, 2004-08-14
+  #!+#.(cl:if (cl:= 32 sb!vm:n-machine-word-bits) '(and) '(or))
+  (def sb!vm::ash-left-mod32 32)
+  #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-machine-word-bits) '(and) '(or))
+  (def sb!vm::ash-left-mod64 64))
+
+\f
+;;;; word-wise logical operations
+
+;;; These transforms assume the presence of modular arithmetic to
+;;; generate efficient code.
+
+(define-source-transform word-logical-not (x)
+  `(logand (lognot (the sb!vm:word ,x)) #.(1- (ash 1 sb!vm:n-word-bits))))
+
+(deftransform word-logical-and ((x y))
+  '(logand x y))
+
+(deftransform word-logical-nand ((x y))
+  '(logand (lognand x y) #.(1- (ash 1 sb!vm:n-word-bits))))
+
+(deftransform word-logical-or ((x y))
+  '(logior x y))
+
+(deftransform word-logical-nor ((x y))
+  '(logand (lognor x y) #.(1- (ash 1 sb!vm:n-word-bits))))
+
+(deftransform word-logical-xor ((x y))
+  '(logxor x y))
+
+(deftransform word-logical-eqv ((x y))
+  '(logand (logeqv x y) #.(1- (ash 1 sb!vm:n-word-bits))))
+
+(deftransform word-logical-orc1 ((x y))
+  '(logand (logorc1 x y) #.(1- (ash 1 sb!vm:n-word-bits))))
+
+(deftransform word-logical-orc2 ((x y))
+  '(logand (logorc2 x y) #.(1- (ash 1 sb!vm:n-word-bits))))
+
+(deftransform word-logical-andc1 ((x y))
+  '(logand (logandc1 x y) #.(1- (ash 1 sb!vm:n-word-bits))))
+
+(deftransform word-logical-andc2 ((x y))
+  '(logand (logandc2 x y) #.(1- (ash 1 sb!vm:n-word-bits))))
+
+\f
+;;; There are two different ways the multiplier can be recoded. The
+;;; more obvious is to shift X by the correct amount for each bit set
+;;; in Y and to sum the results. But if there is a string of bits that
+;;; are all set, you can add X shifted by one more then the bit
+;;; position of the first set bit and subtract X shifted by the bit
+;;; position of the last set bit. We can't use this second method when
+;;; the high order bit is bit 31 because shifting by 32 doesn't work
+;;; too well.
+(defun ub32-strength-reduce-constant-multiply (arg num)
+  (declare (type (unsigned-byte 32) num))
+  (let ((adds 0) (shifts 0)
+       (result nil) first-one)
+    (labels ((add (next-factor)
+              (setf result
+                    (if result
+                         (progn (incf adds) `(+ ,result ,next-factor))
+                         next-factor))))
+      (declare (inline add))
+      (dotimes (bitpos 32)
+       (if first-one
+           (when (not (logbitp bitpos num))
+             (add (if (= (1+ first-one) bitpos)
+                      ;; There is only a single bit in the string.
+                      (progn (incf shifts) `(ash ,arg ,first-one))
+                      ;; There are at least two.
+                      (progn
+                        (incf adds)
+                        (incf shifts 2)
+                        `(- (ash ,arg ,bitpos)
+                            (ash ,arg ,first-one)))))
+             (setf first-one nil))
+           (when (logbitp bitpos num)
+             (setf first-one bitpos))))
+      (when first-one
+       (cond ((= first-one 31))
+             ((= first-one 30) (incf shifts) (add `(ash ,arg 30)))
+             (t
+              (incf shifts 2)
+              (incf adds)
+              (add `(- (ash ,arg 31)
+                       (ash ,arg ,first-one)))))
+       (incf shifts)
+       (add `(ash ,arg 31))))
+    (values (if (plusp adds)
+                `(logand ,result #.(1- (ash 1 32))) ; using modular arithmetic
+                result)
+            adds
+            shifts)))