Optimize (unsigned-byte 32/64) type tests on x86oids.
[sbcl.git] / src / compiler / x86 / type-vops.lisp
index 949af27..fd4b9d0 100644 (file)
 \f
 ;;;; test generation utilities
 
-;;; Emit the most compact form of the test immediate instruction,
-;;; using an 8 bit test when the immediate is only 8 bits and the
-;;; value is one of the four low registers (eax, ebx, ecx, edx) or the
-;;; control stack.
 (defun generate-fixnum-test (value)
-  (let ((offset (tn-offset value)))
-    (cond ((and (sc-is value any-reg descriptor-reg)
-                (or (= offset eax-offset) (= offset ebx-offset)
-                    (= offset ecx-offset) (= offset edx-offset)))
-           (inst test (make-random-tn :kind :normal
-                                      :sc (sc-or-lose 'byte-reg)
-                                      :offset offset)
-                 3))
-          ((sc-is value control-stack)
-           (inst test (make-ea :byte :base ebp-tn
-                               :disp (- (* (1+ offset) n-word-bytes)))
-                 3))
-          (t
-           (inst test value 3)))))
+  (emit-optimized-test-inst value fixnum-tag-mask))
 
 (defun %test-fixnum (value target not-p)
   (generate-fixnum-test value)
            (inst cmp al-tn immediate))))
   (inst jmp (if not-p :ne :e) target))
 
-(defun %test-lowtag (value target not-p lowtag &optional al-loaded)
-  (unless al-loaded
-    (move eax-tn value)
-    (inst and al-tn lowtag-mask))
+(defun %test-lowtag (value target not-p lowtag)
+  (inst lea eax-tn (make-ea :dword :base value :disp (- lowtag)))
+  (inst test al-tn lowtag-mask)
   ;; FIXME: another 'optimization' which doesn't appear to work:
   ;; prefetching the hypothetically pointed-to version should help,
   ;; but this is in fact non-ideal in plenty of ways: we emit way too
   ;; not too bad.  -- CSR, 2004-07-27
   (when (member :prefetch *backend-subfeatures*)
     (inst prefetchnta (make-ea :byte :base value :disp (- lowtag))))
-  (inst cmp al-tn lowtag)
   (inst jmp (if not-p :ne :e) target))
 
 (defun %test-headers (value target not-p function-p headers
-                            &optional (drop-through (gen-label)) al-loaded)
+                            &optional (drop-through (gen-label)))
   (let ((lowtag (if function-p fun-pointer-lowtag other-pointer-lowtag)))
     (multiple-value-bind (equal less-or-equal greater-or-equal when-true when-false)
         ;; EQUAL, LESS-OR-EQUAL and GREATER-OR-EQUAL are the conditions for
         (if not-p
             (values :ne :a :b drop-through target)
             (values :e :na :nb target drop-through))
-      (%test-lowtag value when-false t lowtag al-loaded)
-      (inst mov al-tn (make-ea :byte :base value :disp (- lowtag)))
-      (do ((remaining headers (cdr remaining)))
-          ((null remaining))
-        (let ((header (car remaining))
-              (last (null (cdr remaining))))
-          (cond
-           ((atom header)
-            (cond
-              ((and (not last) (null (cddr remaining))
-                    (atom (cadr remaining))
-                    (= (logcount (logxor header (cadr remaining))) 1))
-               ;; BASE-STRING, (VECTOR NIL), BIT-VECTOR, (VECTOR T)
-               (inst and al-tn (ldb (byte 8 0) (logeqv header (cadr remaining))))
-               (inst cmp al-tn (ldb (byte 8 0) (logand header (cadr remaining))))
-               (inst jmp equal target)
-               (return))
-              (t
-               (inst cmp al-tn header)
-               (if last
+      (%test-lowtag value when-false t lowtag)
+      (cond
+        ((and (null (cdr headers))
+              (numberp (car headers)))
+         ;; Optimize the common case: referencing the value from memory
+         ;; is slightly smaller than loading it and then doing the
+         ;; comparison.  Doing this for other cases (e.g. range of
+         ;; [BIGNUM-WIDETAG..FOO-WIDETAG]) is also possible, but such
+         ;; opportunities don't come up very often and the code would
+         ;; get pretty hairy...
+         (inst cmp (make-ea :byte :base value :disp (- lowtag)) (car headers))
+         (inst jmp equal target))
+        (t
+         (inst mov al-tn (make-ea :byte :base value :disp (- lowtag)))
+         (do ((remaining headers (cdr remaining)))
+             ((null remaining))
+           (let ((header (car remaining))
+                 (last (null (cdr remaining))))
+             (cond
+               ((atom header)
+                (cond
+                  ((and (not last) (null (cddr remaining))
+                        (atom (cadr remaining))
+                        (= (logcount (logxor header (cadr remaining))) 1))
+                   ;; BASE-STRING, (VECTOR NIL), BIT-VECTOR, (VECTOR T)
+                   (inst and al-tn (ldb (byte 8 0) (logeqv header (cadr remaining))))
+                   (inst cmp al-tn (ldb (byte 8 0) (logand header (cadr remaining))))
                    (inst jmp equal target)
-                   (inst jmp :e when-true)))))
-           (t
-             (let ((start (car header))
-                   (end (cdr header)))
-               (cond
-                 ;; LAST = don't need al-tn later
-                 ((and last (not (= start bignum-widetag))
-                       (= (+ start 4) end) (= (logcount (logxor start end)) 1))
-                  ;; SIMPLE-STRING
-                  (inst and al-tn (ldb (byte 8 0) (logeqv start end)))
-                  (inst cmp al-tn (ldb (byte 8 0) (logand start end)))
-                  (inst jmp equal target))
-                 ((and (not last) (null (cddr remaining))
-                       (= (+ start 4) end) (= (logcount (logxor start end)) 1)
-                       (listp (cadr remaining))
-                       (= (+ (caadr remaining) 4) (cdadr remaining))
-                       (= (logcount (logxor (caadr remaining) (cdadr remaining))) 1)
-                       (= (logcount (logxor (caadr remaining) start)) 1))
-                  ;; STRING
-                  (inst and al-tn (ldb (byte 8 0) (logeqv start (cdadr remaining))))
-                  (inst cmp al-tn (ldb (byte 8 0) (logand start (cdadr remaining))))
-                  (inst jmp equal target)
-                  ;; we've shortcircuited the DO, so we must return.
-                  ;; It's OK to do so, because (NULL (CDDR REMAINING))
-                  ;; was true.
-                  (return))
-                 (t
-                  (unless (= start bignum-widetag)
-                    (inst cmp al-tn start)
-                    (if (= end complex-array-widetag)
-                        (progn
-                          (aver last)
-                          (inst jmp greater-or-equal target))
-                        (inst jmp :b when-false))) ; was :l
-                  (unless (= end complex-array-widetag)
-                    (inst cmp al-tn end)
-                    (if last
-                        (inst jmp less-or-equal target)
-                        (inst jmp :be when-true)))))))))) ; was :le
+                   (return))
+                  (t
+                   (inst cmp al-tn header)
+                   (if last
+                       (inst jmp equal target)
+                       (inst jmp :e when-true)))))
+               (t
+                (let ((start (car header))
+                      (end (cdr header)))
+                  (cond
+                    ;; LAST = don't need al-tn later
+                    ((and last (not (= start bignum-widetag))
+                          (= (+ start 4) end) (= (logcount (logxor start end)) 1))
+                     ;; SIMPLE-STRING
+                     (inst and al-tn (ldb (byte 8 0) (logeqv start end)))
+                     (inst cmp al-tn (ldb (byte 8 0) (logand start end)))
+                     (inst jmp equal target))
+                    ((and (not last) (null (cddr remaining))
+                          (= (+ start 4) end) (= (logcount (logxor start end)) 1)
+                          (listp (cadr remaining))
+                          (= (+ (caadr remaining) 4) (cdadr remaining))
+                          (= (logcount (logxor (caadr remaining) (cdadr remaining))) 1)
+                          (= (logcount (logxor (caadr remaining) start)) 1))
+                     ;; STRING
+                     (inst and al-tn (ldb (byte 8 0) (logeqv start (cdadr remaining))))
+                     (inst cmp al-tn (ldb (byte 8 0) (logand start (cdadr remaining))))
+                     (inst jmp equal target)
+                     ;; we've shortcircuited the DO, so we must return.
+                     ;; It's OK to do so, because (NULL (CDDR REMAINING))
+                     ;; was true.
+                     (return))
+                    (t
+                     (cond
+                       ((= start bignum-widetag)
+                        (inst cmp al-tn end)
+                        (if last
+                            (inst jmp less-or-equal target)
+                            (inst jmp :be when-true)))
+                       ((= end complex-array-widetag)
+                        (inst cmp al-tn start)
+                        (if last
+                            (inst jmp greater-or-equal target)
+                            (inst jmp :b when-false)))
+                       ((not last)
+                        (inst cmp al-tn start)
+                        (inst jmp :b when-false)
+                        (inst cmp al-tn end)
+                        (if last
+                            (inst jmp less-or-equal target)
+                            (inst jmp :be when-true)))
+                       (t
+                        (inst sub al-tn start)
+                        (inst cmp al-tn (- end start))
+                        (inst jmp less-or-equal target))))))))))))
       (emit-label drop-through))))
 \f
 ;;;; type checking and testing
            `((define-vop (,check-name ,(intern (concatenate 'string prefix "CHECK-TYPE")))
                (:generator ,cost
                  (let ((err-lab
-                        (generate-error-code vop ,error-code value)))
+                        (generate-error-code vop ',error-code value)))
                    (test-type value err-lab t (,@type-codes))
                    (move result value))))))
        ,@(when ptype
 
 (define-vop (fixnump/unsigned-byte-32 simple-type-predicate)
   (:args (value :scs (unsigned-reg)))
+  (:info)
+  (:conditional :be)
   (:arg-types unsigned-num)
   (:translate fixnump)
   (:generator 5
-    (inst cmp value #.sb!xc:most-positive-fixnum)
-    (inst jmp (if not-p :a :be) target)))
+    ;; We could encode this with :Z and SHR, analogously to the signed-byte-32
+    ;; case below -- as we do on x86-64 -- but that costs us an extra
+    ;; register. Compromises...
+    (inst cmp value #.sb!xc:most-positive-fixnum)))
+
+(define-vop (fixnump/signed-byte-32 type-predicate)
+  (:args (value :scs (signed-reg)))
+  (:info)
+  (:conditional :z)
+  (:arg-types signed-num)
+  (:translate fixnump)
+  (:generator 5
+    ;; Hackers Delight, p. 53: signed
+    ;;    a <= x <= a + 2^n - 1
+    ;; is equivalent to unsigned
+    ;;    ((x-a) >> n) = 0
+    (inst mov eax-tn value)
+    (inst sub eax-tn #.sb!xc:most-negative-fixnum)
+    (inst shr eax-tn #.(integer-length (- sb!xc:most-positive-fixnum
+                                          sb!xc:most-negative-fixnum)))))
 
 ;;; A (SIGNED-BYTE 32) can be represented with either fixnum or a bignum with
 ;;; exactly one digit.
             (values target not-target))
       (generate-fixnum-test value)
       (inst jmp :e yep)
-      (move eax-tn value)
-      (inst and al-tn lowtag-mask)
-      (inst cmp al-tn other-pointer-lowtag)
+      (inst lea eax-tn (make-ea :dword :base value
+                                :disp (- other-pointer-lowtag)))
+      (inst test al-tn lowtag-mask)
       (inst jmp :ne nope)
-      (loadw eax-tn value 0 other-pointer-lowtag)
-      (inst cmp eax-tn (+ (ash 1 n-widetag-bits) bignum-widetag))
+      (inst cmp (make-ea-for-object-slot value 0 other-pointer-lowtag)
+            (+ (ash 1 n-widetag-bits) bignum-widetag))
       (inst jmp (if not-p :ne :e) target))
     NOT-TARGET))
 
 (define-vop (check-signed-byte-32 check-type)
   (:generator 45
     (let ((nope (generate-error-code vop
-                                     object-not-signed-byte-32-error
+                                     'object-not-signed-byte-32-error
                                      value)))
       (generate-fixnum-test value)
       (inst jmp :e yep)
-      (move eax-tn value)
-      (inst and al-tn lowtag-mask)
-      (inst cmp al-tn other-pointer-lowtag)
+      (inst lea eax-tn (make-ea :dword :base value
+                                :disp (- other-pointer-lowtag)))
+      (inst test al-tn lowtag-mask)
       (inst jmp :ne nope)
-      (loadw eax-tn value 0 other-pointer-lowtag)
-      (inst cmp eax-tn (+ (ash 1 n-widetag-bits) bignum-widetag))
+      (inst cmp (make-ea-for-object-slot value 0 other-pointer-lowtag)
+            (+ (ash 1 n-widetag-bits) bignum-widetag))
       (inst jmp :ne nope))
     YEP
     (move result value)))
               (values not-target target)
               (values target not-target))
         ;; Is it a fixnum?
-        (generate-fixnum-test value)
         (move eax-tn value)
+        (inst test al-tn fixnum-tag-mask)
         (inst jmp :e fixnum)
 
         ;; If not, is it an other pointer?
         ;; Get the second digit.
         (loadw eax-tn value (1+ bignum-digits-offset) other-pointer-lowtag)
         ;; All zeros, its an (unsigned-byte 32).
-        (inst or eax-tn eax-tn)
+        (inst test eax-tn eax-tn)
         (inst jmp :z yep)
         (inst jmp nope)
 
 
         ;; positive implies (unsigned-byte 32).
         (emit-label fixnum)
-        (inst or eax-tn eax-tn)
+        (inst test eax-tn eax-tn)
         (inst jmp (if not-p :s :ns) target)
 
         (emit-label not-target)))))
 (define-vop (check-unsigned-byte-32 check-type)
   (:generator 45
     (let ((nope
-           (generate-error-code vop object-not-unsigned-byte-32-error value))
+           (generate-error-code vop 'object-not-unsigned-byte-32-error value))
           (yep (gen-label))
           (fixnum (gen-label))
           (single-word (gen-label)))
       ;; Get the second digit.
       (loadw eax-tn value (1+ bignum-digits-offset) other-pointer-lowtag)
       ;; All zeros, its an (unsigned-byte 32).
-      (inst or eax-tn eax-tn)
+      (inst test eax-tn eax-tn)
       (inst jmp :z yep)
       (inst jmp nope)
 
 
       ;; positive implies (unsigned-byte 32).
       (emit-label fixnum)
-      (inst or eax-tn eax-tn)
+      (inst test eax-tn eax-tn)
       (inst jmp :s nope)
 
       (emit-label yep)
       (move result value))))
+
+(defun power-of-two-limit-p (x)
+  (and (fixnump x)
+       (= (logcount (1+ x)) 1)))
+
+(define-vop (test-fixnum-mod-power-of-two)
+  (:args (value :scs (any-reg descriptor-reg
+                              unsigned-reg signed-reg
+                              immediate)))
+  (:arg-types *
+              (:constant (satisfies power-of-two-limit-p)))
+  (:translate sb!c::fixnum-mod-p)
+  (:conditional :e)
+  (:info hi)
+  (:save-p :compute-only)
+  (:policy :fast-safe)
+  (:generator 4
+     (aver (not (sc-is value immediate)))
+     (let* ((fixnum-hi (if (sc-is value unsigned-reg signed-reg)
+                           hi
+                           (fixnumize hi))))
+       (inst test value (lognot fixnum-hi)))))
+
+(define-vop (test-fixnum-mod-tagged-unsigned)
+  (:args (value :scs (any-reg descriptor-reg
+                              unsigned-reg signed-reg
+                              immediate)))
+  (:arg-types (:or tagged-num unsigned-num signed-num)
+              (:constant fixnum))
+  (:translate sb!c::fixnum-mod-p)
+  (:conditional :be)
+  (:info hi)
+  (:save-p :compute-only)
+  (:policy :fast-safe)
+  (:generator 5
+     (aver (not (sc-is value immediate)))
+     (let ((fixnum-hi (if (sc-is value unsigned-reg signed-reg)
+                          hi
+                          (fixnumize hi))))
+       (inst cmp value fixnum-hi))))
+
+(define-vop (test-fixnum-mod-*)
+  (:args (value :scs (any-reg descriptor-reg)))
+  (:arg-types * (:constant fixnum))
+  (:translate sb!c::fixnum-mod-p)
+  (:conditional)
+  (:info target not-p hi)
+  (:save-p :compute-only)
+  (:policy :fast-safe)
+  (:generator 6
+     (let* ((fixnum-hi (fixnumize hi))
+            (skip (gen-label)))
+       (generate-fixnum-test value)
+       (inst jmp :ne (if not-p target skip))
+       (inst cmp value fixnum-hi)
+       (inst jmp (if not-p :a :be) target)
+       (emit-label skip))))
+
 \f
 ;;;; list/symbol types
 ;;;
 
 (define-vop (check-symbol check-type)
   (:generator 12
-    (let ((error (generate-error-code vop object-not-symbol-error value)))
+    (let ((error (generate-error-code vop 'object-not-symbol-error value)))
       (inst cmp value nil-value)
       (inst jmp :e drop-thru)
       (test-type value error t (symbol-header-widetag)))
 
 (define-vop (check-cons check-type)
   (:generator 8
-    (let ((error (generate-error-code vop object-not-cons-error value)))
+    (let ((error (generate-error-code vop 'object-not-cons-error value)))
       (inst cmp value nil-value)
       (inst jmp :e error)
       (test-type value error t (list-pointer-lowtag))