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[smlnj] Annotation of /sml/trunk/src/MLRISC/ppc/mltree/ppc.sml
ViewVC logotype

Annotation of /sml/trunk/src/MLRISC/ppc/mltree/ppc.sml

Parent Directory Parent Directory | Revision Log Revision Log


Revision 1117 - (view) (download)

1 : jhr 1117 (* ppc.sml
2 :     *
3 :     * COPYRIGHT (c) 2002 Bell Labs, Lucent Technologies
4 :     *
5 : monnier 411 * I've substantially modified this code generator to support the new MLTREE.
6 :     * Please see the file README.hppa for the ugly details.
7 :     *
8 :     * -- Allen
9 :     *)
10 :    
11 : monnier 247 functor PPC
12 :     (structure PPCInstr : PPCINSTR
13 :     structure PseudoInstrs : PPC_PSEUDO_INSTR
14 : george 933 where I = PPCInstr
15 :     structure ExtensionComp : MLTREE_EXTENSION_COMP
16 :     where I = PPCInstr and T = PPCInstr.T
17 : monnier 411
18 :     (*
19 :     * Support 64 bit mode?
20 :     * This should be set to false for SML/NJ
21 :     *)
22 :     val bit64mode : bool
23 :    
24 :     (*
25 :     * Cost of multiplication in cycles
26 :     *)
27 :     val multCost : int ref
28 : george 933 ) =
29 : monnier 247 struct
30 : monnier 411 structure I = PPCInstr
31 : leunga 775 structure T = I.T
32 : george 984 structure TS = ExtensionComp.TS
33 : monnier 411 structure C = PPCInstr.C
34 : george 889 structure CB = CellsBasis
35 : monnier 247 structure W32 = Word32
36 : leunga 744 structure A = MLRiscAnnotations
37 : george 909 structure CFG = ExtensionComp.CFG
38 : monnier 247
39 : monnier 411 fun error msg = MLRiscErrorMsg.error("PPC",msg)
40 : monnier 247
41 : george 984 type instrStream = (I.instruction, CB.CellSet.cellset, CFG.cfg) TS.stream
42 :     type mltreeStream = (T.stm, T.mlrisc list, CFG.cfg) TS.stream
43 : george 545
44 : george 761
45 : leunga 624 val (intTy,naturalWidths) = if bit64mode then (64,[32,64]) else (32,[32])
46 : monnier 411 structure Gen = MLTreeGen
47 :     (structure T = T
48 : jhr 1117 structure Cells = C
49 : leunga 624 val intTy = intTy
50 :     val naturalWidths = naturalWidths
51 : monnier 429 datatype rep = SE | ZE | NEITHER
52 :     val rep = NEITHER
53 : monnier 411 )
54 : monnier 247
55 : monnier 411 (*
56 :     * Special instructions
57 :     *)
58 :     fun MTLR r = I.MTSPR{rs=r, spr=C.lr}
59 :     fun MFLR r = I.MFSPR{rt=r, spr=C.lr}
60 : george 889 val CR0 = C.Reg CB.CC 0
61 : monnier 411 val RET = I.BCLR{bo=I.ALWAYS, bf=CR0, bit=I.LT, LK=false, labels=[]}
62 :     fun SLLI32{r,i,d} =
63 :     I.ROTATEI{oper=I.RLWINM,ra=d,rs=r,sh=I.ImmedOp i,mb=0,me=SOME(31-i)}
64 :     fun SRLI32{r,i,d} =
65 :     I.ROTATEI{oper=I.RLWINM,ra=d,rs=r,sh=I.ImmedOp(32-i),mb=i,me=SOME(31)}
66 : george 1009 fun COPY{dst, src, tmp} =
67 :     I.COPY{k=CB.GP, sz=32, dst=dst, src=src, tmp=tmp}
68 :     fun FCOPY{dst, src, tmp} =
69 :     I.COPY{k=CB.FP, sz=64, dst=dst, src=src, tmp=tmp}
70 : monnier 247
71 : monnier 411 (*
72 :     * Integer multiplication
73 :     *)
74 :     functor Multiply32 = MLTreeMult
75 :     (structure I = I
76 :     structure T = T
77 : george 889 structure CB = CellsBasis
78 : monnier 411 val intTy = 32
79 : george 889 type arg = {r1:CB.cell,r2:CB.cell,d:CB.cell}
80 :     type argi = {r:CB.cell,i:int,d:CB.cell}
81 : monnier 247
82 : george 1009 fun mov{r,d} = COPY{dst=[d],src=[r],tmp=NONE}
83 : george 1003 fun add{r1,r2,d}= I.arith{oper=I.ADD,ra=r1,rb=r2,rt=d,Rc=false,OE=false}
84 :     fun slli{r,i,d} = [I.INSTR(SLLI32{r=r,i=i,d=d})]
85 :     fun srli{r,i,d} = [I.INSTR(SRLI32{r=r,i=i,d=d})]
86 :     fun srai{r,i,d} = [I.arithi{oper=I.SRAWI,rt=d,ra=r,im=I.ImmedOp i}]
87 : monnier 411 )
88 : monnier 247
89 : monnier 411 structure Mulu32 = Multiply32
90 :     (val trapping = false
91 :     val multCost = multCost
92 : george 1003 fun addv{r1,r2,d}=[I.arith{oper=I.ADD,ra=r1,rb=r2,rt=d,Rc=false,OE=false}]
93 :     fun subv{r1,r2,d}=[I.arith{oper=I.SUBF,ra=r2,rb=r1,rt=d,Rc=false,OE=false}]
94 : monnier 411 val sh1addv = NONE
95 :     val sh2addv = NONE
96 :     val sh3addv = NONE
97 :     )
98 : monnier 429 (val signed = false)
99 : monnier 247
100 : monnier 411 structure Mult32 = Multiply32
101 :     (val trapping = true
102 :     val multCost = multCost
103 :     fun addv{r1,r2,d} = error "Mult32.addv"
104 :     fun subv{r1,r2,d} = error "Mult32.subv"
105 :     val sh1addv = NONE
106 :     val sh2addv = NONE
107 :     val sh3addv = NONE
108 :     )
109 : monnier 429 (val signed = true)
110 : monnier 247
111 : monnier 411 fun selectInstructions
112 : george 1003 (TS.S.STREAM{emit=emitInstruction,comment,getAnnotations,
113 : monnier 469 defineLabel,entryLabel,pseudoOp,annotation,
114 : george 1003 beginCluster,endCluster,exitBlock,...}) =
115 :     let
116 :     val emit = emitInstruction o I.INSTR
117 :    
118 :     (* mark an instruction with annotations *)
119 : george 1009 fun annotate(instr,[]) = instr
120 :     | annotate(instr,a::an) = annotate(I.ANNOTATION{i=instr,a=a},an)
121 :     fun mark'(instr, an) = emitInstruction(annotate(instr, an))
122 :     fun mark(instr,an) = emitInstruction(annotate(I.INSTR instr,an))
123 : monnier 247
124 : monnier 411 (* Label where trap is generated.
125 :     * For overflow trapping instructions, we generate a branch
126 :     * to this label.
127 :     *)
128 :     val trapLabel : Label.label option ref = ref NONE
129 : leunga 744 val zeroR = C.r0
130 : monnier 247
131 : monnier 411 val newReg = C.newReg
132 :     val newFreg = C.newFreg
133 : george 889 val newCCreg = C.newCell CB.CC
134 : monnier 247
135 : george 761
136 :     val int_0 = T.I.int_0
137 :     val int_m0x8000 = T.I.fromInt(32, ~32768)
138 :     val int_0x8000 = T.I.fromInt(32, 32768)
139 :     val int_m0x800 = T.I.fromInt(32, ~2048)
140 :     val int_0x800 = T.I.fromInt(32, 2048)
141 :     fun LT (x,y) = T.I.LT(32, x, y)
142 :     fun LE (x,y) = T.I.LE(32, x, y)
143 :     fun toInt mi = T.I.toInt(32, mi)
144 :     fun LI i = T.I.fromInt(32, i)
145 : monnier 247
146 : george 761 fun signed16 mi = LE(int_m0x8000, mi) andalso LT(mi, int_0x8000)
147 :     fun signed12 mi = LE(int_m0x800, mi) andalso LT(mi, int_0x800)
148 :     fun unsigned16 mi = LE(int_0, mi) andalso LT(mi, T.I.int_0x10000)
149 :     fun unsigned5 mi = LE(int_0, mi) andalso LT(mi, T.I.int_32)
150 :     fun unsigned6 mi = LE(int_0, mi) andalso LT(mi, T.I.int_64)
151 :    
152 : monnier 411 fun move(rs,rd,an) =
153 : george 889 if CB.sameColor(rs,rd) then ()
154 : george 1009 else mark'(COPY{dst=[rd],src=[rs],tmp=NONE},an)
155 : monnier 247
156 : monnier 411 fun fmove(fs,fd,an) =
157 : george 889 if CB.sameColor(fs,fd) then ()
158 : george 1009 else mark'(FCOPY{dst=[fd],src=[fs],tmp=NONE},an)
159 : monnier 247
160 : monnier 411 fun ccmove(ccs,ccd,an) =
161 : george 889 if CB.sameColor(ccd,ccs) then () else mark(I.MCRF{bf=ccd, bfa=ccs},an)
162 : monnier 247
163 : monnier 411 fun copy(dst, src, an) =
164 : george 1009 mark'(COPY{dst=dst, src=src,
165 :     tmp=case dst of [_] => NONE
166 : monnier 411 | _ => SOME(I.Direct(newReg()))},an)
167 :     fun fcopy(dst, src, an) =
168 : george 1009 mark'(FCOPY{dst=dst, src=src,
169 :     tmp=case dst of [_] => NONE
170 :     | _ => SOME(I.FDirect(newFreg()))},an)
171 : monnier 411
172 :     fun emitBranch{bo, bf, bit, addr, LK} =
173 : george 909 let val fallThrLab = Label.anon()
174 : leunga 775 val fallThrOpnd = I.LabelOp(T.LABEL fallThrLab)
175 : monnier 247 in
176 : monnier 411 emit(I.BC{bo=bo, bf=bf, bit=bit, addr=addr, LK=LK, fall=fallThrOpnd});
177 :     defineLabel fallThrLab
178 : monnier 247 end
179 :    
180 : george 761 fun split n = let
181 :     val wtoi = Word32.toIntX
182 :     val w = T.I.toWord32(32, n)
183 :     val hi = W32.~>>(w, 0w16)
184 :     val lo = W32.andb(w, 0w65535)
185 :     val (high, low) =
186 :     if W32.<(lo,0w32768) then (hi, lo) else (hi+0w1, lo-0w65536)
187 :     in
188 :     (wtoi high, wtoi low)
189 :     end
190 : monnier 247
191 : monnier 411 fun loadImmedHiLo(0, lo, rt, an) =
192 : leunga 744 mark(I.ARITHI{oper=I.ADDI, rt=rt, ra=zeroR, im=I.ImmedOp lo}, an)
193 : monnier 411 | loadImmedHiLo(hi, lo, rt, an) =
194 : leunga 744 (mark(I.ARITHI{oper=I.ADDIS, rt=rt, ra=zeroR, im=I.ImmedOp hi}, an);
195 : monnier 411 if lo = 0 then ()
196 :     else emit(I.ARITHI{oper=I.ADDI, rt=rt, ra=rt, im=I.ImmedOp lo}))
197 : monnier 247
198 : monnier 411 fun loadImmed(n, rt, an) =
199 :     if signed16 n then
200 : george 761 mark(I.ARITHI{oper=I.ADDI, rt=rt, ra=zeroR, im=I.ImmedOp(toInt(n))}, an)
201 : monnier 411 else let val (hi, lo) = split n
202 : george 761 in loadImmedHiLo(hi, lo, rt, an)
203 :     end
204 : monnier 247
205 : leunga 775 fun loadLabexp(lexp, rt, an) =
206 : leunga 744 mark(I.ARITHI{oper=I.ADDI, rt=rt, ra=zeroR, im=I.LabelOp lexp}, an)
207 : monnier 411
208 :     fun immedOpnd range (e1, e2 as T.LI i) =
209 : george 761 (expr e1, if range i then I.ImmedOp(toInt i) else I.RegOp(expr e2))
210 : leunga 775 | immedOpnd _ (e1, x as T.CONST _) = (expr e1, I.LabelOp x)
211 :     | immedOpnd _ (e1, x as T.LABEL _) = (expr e1, I.LabelOp x)
212 :     | immedOpnd _ (e1, T.LABEXP lexp) = (expr e1, I.LabelOp lexp)
213 : monnier 411 | immedOpnd _ (e1, e2) = (expr e1, I.RegOp(expr e2))
214 :    
215 :     and commImmedOpnd range (e1 as T.LI _, e2) =
216 :     immedOpnd range (e2, e1)
217 :     | commImmedOpnd range (e1 as T.CONST _, e2) =
218 :     immedOpnd range (e2, e1)
219 :     | commImmedOpnd range (e1 as T.LABEL _, e2) =
220 :     immedOpnd range (e2, e1)
221 : leunga 775 | commImmedOpnd range (e1 as T.LABEXP _, e2) =
222 :     immedOpnd range (e2, e1)
223 : monnier 411 | commImmedOpnd range arg = immedOpnd range arg
224 :    
225 :     and eCommImm range (oper, operi, e1, e2, rt, an) =
226 :     (case commImmedOpnd range (e1, e2)
227 :     of (ra, I.RegOp rb) =>
228 :     mark(I.ARITH{oper=oper, ra=ra, rb=rb, rt=rt, Rc=false, OE=false},an)
229 :     | (ra, opnd) =>
230 :     mark(I.ARITHI{oper=operi, ra=ra, im=opnd, rt=rt},an)
231 :     (*esac*))
232 :    
233 :     (*
234 :     * Compute a base/displacement effective address
235 :     *)
236 :     and addr(size,T.ADD(_, e, T.LI i)) =
237 :     let val ra = expr e
238 : george 761 in if size i then (ra, I.ImmedOp(toInt i)) else
239 : monnier 411 let val (hi, lo) = split i
240 :     val tmpR = newReg()
241 :     in emit(I.ARITHI{oper=I.ADDIS, rt=tmpR, ra=ra, im=I.ImmedOp hi});
242 :     (tmpR, I.ImmedOp lo)
243 :     end
244 :     end
245 :     | addr(size,T.ADD(ty, T.LI i, e)) = addr(size,T.ADD(ty, e, T.LI i))
246 :     | addr(size,exp as T.SUB(ty, e, T.LI i)) =
247 : george 761 (addr(size,T.ADD(ty, e, T.LI (T.I.NEGT(32, i))))
248 : monnier 411 handle Overflow => (expr exp, I.ImmedOp 0))
249 :     | addr(size,T.ADD(_, e1, e2)) = (expr e1, I.RegOp (expr e2))
250 :     | addr(size,e) = (expr e, I.ImmedOp 0)
251 :    
252 : george 545 (* convert mlrisc to cellset: *)
253 :     and cellset mlrisc =
254 : george 901 let val addCCReg = CB.CellSet.add
255 : george 545 fun g([],acc) = acc
256 :     | g(T.GPR(T.REG(_,r))::regs,acc) = g(regs,C.addReg(r,acc))
257 :     | g(T.FPR(T.FREG(_,f))::regs,acc) = g(regs,C.addFreg(f,acc))
258 :     | g(T.CCR(T.CC(_,cc))::regs,acc) = g(regs,addCCReg(cc,acc))
259 :     | g(T.CCR(T.FCC(_,cc))::regs,acc) = g(regs,addCCReg(cc,acc))
260 :     | g(_::regs, acc) = g(regs, acc)
261 :     in g(mlrisc, C.empty) end
262 :    
263 : monnier 411 (*
264 :     * Translate a statement, and annotate it
265 :     *)
266 :     and stmt(T.MV(_, rd, e),an) = doExpr(e, rd, an)
267 :     | stmt(T.FMV(_, fd, e),an) = doFexpr(e, fd, an)
268 :     | stmt(T.CCMV(ccd, ccexp), an) = doCCexpr(ccexp, ccd, an)
269 :     | stmt(T.COPY(_, dst, src), an) = copy(dst, src, an)
270 :     | stmt(T.FCOPY(_, dst, src), an) = fcopy(dst, src, an)
271 : leunga 775 | stmt(T.JMP(T.LABEXP lexp, labs),an) =
272 : monnier 411 mark(I.B{addr=I.LabelOp lexp, LK=false},an)
273 : leunga 775 | stmt(T.JMP(x as (T.LABEL _ | T.CONST _), labs),an) =
274 :     mark(I.B{addr=I.LabelOp x, LK=false},an)
275 : leunga 744 | stmt(T.JMP(rexp, labs),an) =
276 : monnier 411 let val rs = expr(rexp)
277 :     in emit(MTLR(rs));
278 :     mark(I.BCLR{bo=I.ALWAYS,bf=CR0,bit=I.LT,LK=false,labels=labs},an)
279 :     end
280 : blume 839 | stmt(T.CALL{funct, targets, defs, uses, region, pops, ...}, an) =
281 :     call(funct, targets, defs, uses, region, [], an, pops)
282 :     | stmt(T.FLOW_TO(T.CALL{funct, targets, defs, uses, region, pops,...},
283 : leunga 796 cutTo), an) =
284 : blume 839 call(funct, targets, defs, uses, region, cutTo, an, pops)
285 : george 545 | stmt(T.RET flow,an) = mark(RET,an)
286 :     | stmt(T.STORE(ty,ea,data,mem),an) = store(ty,ea,data,mem,an)
287 :     | stmt(T.FSTORE(ty,ea,data,mem),an) = fstore(ty,ea,data,mem,an)
288 : leunga 744 | stmt(T.BCC(cc, lab),an) = branch(cc,lab,an)
289 : george 545 | stmt(T.DEFINE l, _) = defineLabel l
290 :     | stmt(T.ANNOTATION(s,a),an) = stmt(s,a::an)
291 :     | stmt(s, _) = doStmts(Gen.compileStm s)
292 : monnier 411
293 : blume 839 and call(funct, targets, defs, uses, region, cutsTo, an, 0) =
294 : leunga 796 let val defs=cellset(defs)
295 :     val uses=cellset(uses)
296 :     in emit(MTLR(expr funct));
297 :     mark(I.CALL{def=defs, use=uses, cutsTo=cutsTo, mem=region}, an)
298 :     end
299 : blume 839 | call _ = error "pops<>0 not implemented"
300 : leunga 796
301 : george 545 and branch(T.CMP(_, _, T.LI _, T.LI _), _, _) = error "branch"
302 :     | branch(T.CMP(ty, cc, e1 as T.LI _, e2), lab, an) =
303 :     let val cc' = T.Basis.swapCond cc
304 :     in branch(T.CMP(ty, cc', e2, e1), lab, an)
305 :     end
306 : george 761 | branch(cmp as T.CMP(ty, cond, e1, e2), lab, an) = let
307 :     val (bo, cf) =
308 :     (case cond
309 :     of T.LT => (I.TRUE, I.LT)
310 :     | T.LE => (I.FALSE, I.GT)
311 :     | T.EQ => (I.TRUE, I.EQ)
312 :     | T.NE => (I.FALSE, I.EQ)
313 :     | T.GT => (I.TRUE, I.GT)
314 :     | T.GE => (I.FALSE, I.LT)
315 :     | T.LTU => (I.TRUE, I.LT)
316 :     | T.LEU => (I.FALSE, I.GT)
317 :     | T.GTU => (I.TRUE, I.GT)
318 :     | T.GEU => (I.FALSE, I.LT)
319 :     (*esac*))
320 :     val ccreg = if true then CR0 else newCCreg() (* XXX *)
321 : leunga 775 val addr = I.LabelOp(T.LABEL lab)
322 : george 761 fun default() =
323 :     (doCCexpr(cmp, ccreg, []);
324 :     emitBranch{bo=bo, bf=ccreg, bit=cf, addr=addr, LK=false})
325 :     in
326 :     case (e1, e2)
327 :     of (T.ANDB(_, a1, a2), T.LI z) =>
328 :     if T.I.isZero(z) then
329 :     (case commImmedOpnd unsigned16 (a1, a2)
330 :     of (ra, I.RegOp rb) =>
331 :     emit(I.ARITH{oper=I.AND, ra=ra, rb=rb, rt=newReg(), Rc=true, OE=false})
332 :     | (ra, opnd) =>
333 :     emit(I.ARITHI{oper=I.ANDI_Rc, ra=ra, im=opnd, rt=newReg()})
334 :     (*esac*);
335 :     branch(T.CC(cond, CR0), lab, an))
336 :     else
337 :     default()
338 :     | _ =>
339 :     default()
340 : george 545 end
341 :     | branch(T.CC(cc, cr), lab, an) =
342 : leunga 775 let val addr=I.LabelOp(T.LABEL lab)
343 : george 545 fun branch(bo, bit) =
344 :     emitBranch{bo=bo, bf=cr, bit=bit, addr=addr, LK=false}
345 :     in case cc of
346 :     T.EQ => branch(I.TRUE, I.EQ)
347 :     | T.NE => branch(I.FALSE, I.EQ)
348 :     | (T.LT | T.LTU) => branch(I.TRUE, I.LT)
349 :     | (T.LE | T.LEU) => branch(I.FALSE, I.GT)
350 :     | (T.GE | T.GEU) => branch(I.FALSE, I.LT)
351 :     | (T.GT | T.GTU) => branch(I.TRUE, I.GT)
352 :     end
353 :     | branch(cmp as T.FCMP(fty, cond, _, _), lab, an) =
354 :     let val ccreg = if true then CR0 else newCCreg() (* XXX *)
355 : leunga 775 val labOp = I.LabelOp(T.LABEL lab)
356 : george 545 fun branch(bo, bf, bit) =
357 :     emitBranch{bo=bo, bf=bf, bit=bit, addr=labOp, LK=false}
358 :     fun test2bits(bit1, bit2) =
359 :     let val ba=(ccreg, bit1)
360 :     val bb=(ccreg, bit2)
361 :     val bt=(ccreg, I.FL)
362 :     in emit(I.CCARITH{oper=I.CROR, bt=bt, ba=ba, bb=bb});
363 :     branch(I.TRUE, ccreg, I.FL)
364 :     end
365 :     in doCCexpr(cmp, ccreg, []);
366 :     case cond of
367 :     T.== => branch(I.TRUE, ccreg, I.FE)
368 :     | T.?<> => branch(I.FALSE, ccreg, I.FE)
369 :     | T.? => branch(I.TRUE, ccreg, I.FU)
370 :     | T.<=> => branch(I.FALSE, ccreg, I.FU)
371 :     | T.> => branch(I.TRUE, ccreg, I.FG)
372 :     | T.>= => test2bits(I.FG, I.FE)
373 :     | T.?> => test2bits(I.FU, I.FG)
374 :     | T.?>= => branch(I.FALSE, ccreg, I.FL)
375 :     | T.< => branch(I.TRUE, ccreg, I.FL)
376 :     | T.<= => test2bits(I.FL, I.FE)
377 :     | T.?< => test2bits(I.FU, I.FL)
378 :     | T.?<= => branch(I.FALSE, ccreg, I.FG)
379 :     | T.<> => test2bits(I.FL, I.FG)
380 :     | T.?= => test2bits(I.FU, I.FE)
381 :     (*esac*)
382 :     end
383 :     | branch _ = error "branch"
384 :    
385 :     and doStmt s = stmt(s,[])
386 :    
387 :     and doStmts ss = app doStmt ss
388 : monnier 411
389 :     (* Emit an integer store *)
390 :     and store(ty, ea, data, mem, an) =
391 : leunga 624 let val (st,size) = case (ty,Gen.Size.size ea) of
392 : monnier 411 (8,32) => (I.STB,signed16)
393 :     | (8,64) => (I.STBE,signed12)
394 :     | (16,32) => (I.STH,signed16)
395 :     | (16,64) => (I.STHE,signed12)
396 :     | (32,32) => (I.STW,signed16)
397 :     | (32,64) => (I.STWE,signed12)
398 :     | (64,64) => (I.STDE,signed12)
399 :     | _ => error "store"
400 :     val (r, disp) = addr(size,ea)
401 :     in mark(I.ST{st=st, rs=expr data, ra=r, d=disp, mem=mem}, an) end
402 :    
403 :     (* Emit a floating point store *)
404 :     and fstore(ty, ea, data, mem, an) =
405 : leunga 624 let val (st,size) = case (ty,Gen.Size.size ea) of
406 : monnier 411 (32,32) => (I.STFS,signed16)
407 :     | (32,64) => (I.STFSE,signed12)
408 :     | (64,32) => (I.STFD,signed16)
409 :     | (64,64) => (I.STFDE,signed12)
410 :     | _ => error "fstore"
411 :     val (r, disp) = addr(size,ea)
412 :     in mark(I.STF{st=st,fs=fexpr data, ra=r, d=disp, mem=mem},an) end
413 : monnier 247
414 : monnier 411 and subfImmed(i, ra, rt, an) =
415 :     if signed16 i then
416 : george 761 mark(I.ARITHI{oper=I.SUBFIC, rt=rt, ra=ra, im=I.ImmedOp(toInt i)}, an)
417 : monnier 411 else
418 :     mark(I.ARITH{oper=I.SUBF, rt=rt, ra=ra, rb=expr(T.LI i),
419 :     Rc=false, OE=false}, an)
420 :    
421 :     (* Generate an arithmetic instruction *)
422 :     and arith(oper, e1, e2, rt, an) =
423 :     mark(I.ARITH{oper=oper,ra=expr e1,rb=expr e2,rt=rt,OE=false,Rc=false},
424 :     an)
425 :    
426 :     (* Generate a trapping instruction *)
427 :     and arithTrapping(oper, e1, e2, rt, an) =
428 :     let val ra = expr e1 val rb = expr e2
429 :     in mark(I.ARITH{oper=oper,ra=ra,rb=rb,rt=rt,OE=true,Rc=true},an);
430 :     overflowTrap()
431 :     end
432 : monnier 247
433 : monnier 411 (* Generate an overflow trap *)
434 :     and overflowTrap() =
435 :     let val label = case !trapLabel of
436 : george 909 NONE => let val l = Label.anon()
437 : monnier 411 in trapLabel := SOME l; l end
438 :     | SOME l => l
439 :     in emitBranch{bo=I.TRUE, bf=CR0, bit=I.SO, LK=false,
440 : leunga 775 addr=I.LabelOp(T.LABEL label)}
441 : monnier 411 end
442 :    
443 :     (* Generate a load and annotate the instruction *)
444 :     and load(ld32, ld64, ea, mem, rt, an) =
445 :     let val (ld,size) =
446 : leunga 624 if bit64mode andalso Gen.Size.size ea = 64
447 : monnier 411 then (ld64,signed12)
448 :     else (ld32,signed16)
449 :     val (r, disp) = addr(size,ea)
450 :     in mark(I.L{ld=ld, rt=rt, ra=r, d=disp, mem=mem},an)
451 :     end
452 :    
453 :     (* Generate a SRA shift operation and annotate the instruction *)
454 :     and sra(oper, operi, e1, e2, rt, an) =
455 :     case immedOpnd unsigned5 (e1, e2) of
456 :     (ra, I.RegOp rb) =>
457 :     mark(I.ARITH{oper=oper,rt=rt,ra=ra,rb=rb,Rc=false,OE=false},an)
458 :     | (ra, rb) =>
459 :     mark(I.ARITHI{oper=operi, rt=rt, ra=ra, im=rb},an)
460 :    
461 :     (* Generate a SRL shift operation and annotate the instruction *)
462 :     and srl32(e1, e2, rt, an) =
463 :     case immedOpnd unsigned5 (e1, e2) of
464 :     (ra, I.ImmedOp n) =>
465 :     mark(SRLI32{r=ra,i=n,d=rt},an)
466 :     | (ra, rb) =>
467 :     mark(I.ARITH{oper=I.SRW,rt=rt,ra=ra,rb=reduceOpn rb,
468 :     Rc=false,OE=false},an)
469 :    
470 :     and sll32(e1, e2, rt, an) =
471 :     case immedOpnd unsigned5 (e1, e2) of
472 :     (ra, rb as I.ImmedOp n) =>
473 :     mark(SLLI32{r=ra,i=n,d=rt},an)
474 :     | (ra, rb) =>
475 :     mark(I.ARITH{oper=I.SLW,rt=rt,ra=ra,rb=reduceOpn rb,
476 :     Rc=false,OE=false},an)
477 :    
478 :     (* Generate a subtract operation *)
479 :     and subtract(ty, e1, e2 as T.LI i, rt, an) =
480 : george 761 (doExpr(T.ADD(ty, e1, T.LI (T.I.NEGT(32, i))), rt, an)
481 : monnier 411 handle Overflow =>
482 :     mark(I.ARITH{oper=I.SUBF, rt=rt, ra=expr e2,
483 :     rb=expr e1, OE=false, Rc=false}, an)
484 :     )
485 :     | subtract(ty, T.LI i, e2, rt, an) = subfImmed(i, expr e2, rt, an)
486 : leunga 775 | subtract(ty, x as (T.CONST _ | T.LABEL _), e2, rt, an) =
487 : george 545 mark(I.ARITHI{oper=I.SUBFIC,rt=rt,ra=expr e2,
488 : leunga 775 im=I.LabelOp x},an)
489 : monnier 411 | subtract(ty, e1, e2, rt, an) =
490 :     let val rb = expr e1 val ra = expr e2
491 :     in mark(I.ARITH{oper=I.SUBF,rt=rt,ra=ra,rb=rb,Rc=false,OE=false},an)
492 :     end
493 :    
494 :     (* Generate optimized multiplication code *)
495 :     and multiply(ty,oper,operi,genMult,e1,e2,rt,an) =
496 :     let fun nonconst(e1,e2) =
497 : george 1009 [annotate(
498 : monnier 411 case commImmedOpnd signed16 (e1,e2) of
499 :     (ra,I.RegOp rb) =>
500 : george 1003 I.arith{oper=oper,ra=ra,rb=rb,rt=rt,OE=false,Rc=false}
501 :     | (ra,im) => I.arithi{oper=operi,ra=ra,im=im,rt=rt},
502 : monnier 411 an)]
503 :     fun const(e,i) =
504 :     let val r = expr e
505 : george 761 in genMult{r=r,i=toInt(i),d=rt}
506 : monnier 411 handle _ => nonconst(T.REG(ty,r),T.LI i)
507 :     end
508 :     val instrs =
509 :     case (e1,e2) of
510 :     (_,T.LI i) => const(e1,i)
511 :     | (T.LI i,_) => const(e2,i)
512 :     | _ => nonconst(e1,e2)
513 : george 1003 in app emitInstruction instrs end
514 : monnier 411
515 : george 545 and divu32 x = Mulu32.divide{mode=T.TO_ZERO,stm=doStmt} x
516 : monnier 411
517 : george 545 and divt32 x = Mult32.divide{mode=T.TO_ZERO,stm=doStmt} x
518 : monnier 411
519 :     (* Generate optimized division code *)
520 :     and divide(ty,oper,genDiv,e1,e2,rt,overflow,an) =
521 :     let fun nonconst(e1,e2) =
522 :     (mark(I.ARITH{oper=oper,ra=expr e1,rb=expr e2,rt=rt,
523 :     OE=overflow,Rc=overflow},an);
524 :     if overflow then overflowTrap() else ()
525 :     )
526 :     fun const(e,i) =
527 :     let val r = expr e
528 : george 1003 in app emitInstruction (genDiv{r=r,i=toInt(i),d=rt})
529 : monnier 411 handle _ => nonconst(T.REG(ty,r),T.LI i)
530 :     end
531 :     in case (e1,e2) of
532 :     (_,T.LI i) => const(e1,i)
533 :     | _ => nonconst(e1,e2)
534 :     end
535 : monnier 247
536 : monnier 411 (* Reduce an operand into a register *)
537 :     and reduceOpn(I.RegOp r) = r
538 :     | reduceOpn opn =
539 :     let val rt = newReg()
540 : leunga 744 in emit(I.ARITHI{oper=I.ADDI, rt=rt, ra=zeroR, im=opn});
541 : monnier 411 rt
542 : monnier 247 end
543 :    
544 : monnier 411 (* Reduce an expression, and returns the register that holds
545 :     * the value.
546 :     *)
547 : leunga 744 and expr(rexp as T.REG(_,r)) =
548 : george 889 if CB.sameColor(C.lr, r) then
549 : monnier 411 let val rt = newReg()
550 :     in doExpr(rexp, rt, []); rt end
551 : leunga 744 else r
552 : monnier 411 | expr(rexp) =
553 :     let val rt = newReg()
554 :     in doExpr(rexp, rt, []); rt end
555 :    
556 :     (* doExpr(e, rt, an) --
557 :     * reduce the expression e, assigns it to rd,
558 :     * and annotate the expression with an
559 :     *)
560 : leunga 744 and doExpr(e, rt, an) =
561 : george 889 if CB.sameColor(rt,C.lr) then
562 : monnier 411 let val rt = newReg() in doExpr(e,rt,[]); mark(MTLR rt,an) end
563 : leunga 744 else
564 : monnier 411 case e of
565 : george 889 T.REG(_,rs) => if CB.sameColor(rs,C.lr) then mark(MFLR rt,an)
566 : leunga 744 else move(rs,rt,an)
567 : leunga 775 | T.LI i => loadImmed(i, rt, an)
568 :     | T.LABEXP lexp => loadLabexp(lexp, rt, an)
569 :     | T.CONST _ => loadLabexp(e, rt, an)
570 :     | T.LABEL _ => loadLabexp(e, rt, an)
571 : monnier 247
572 : monnier 411 (* All data widths *)
573 :     | T.ADD(_, e1, e2) => eCommImm signed16 (I.ADD,I.ADDI,e1,e2,rt,an)
574 :     | T.SUB(ty, e1, e2) => subtract(ty, e1, e2, rt, an)
575 : monnier 247
576 : monnier 411 (* Special PPC bit operations *)
577 :     | T.ANDB(_,e1,T.NOTB(_,e2)) => arith(I.ANDC,e1,e2,rt,an)
578 :     | T.ORB(_,e1,T.NOTB(_,e2)) => arith(I.ORC,e1,e2,rt,an)
579 :     | T.XORB(_,e1,T.NOTB(_,e2)) => arith(I.EQV,e1,e2,rt,an)
580 : leunga 744 | T.EQVB(_,e1,e2) => arith(I.EQV,e1,e2,rt,an)
581 : monnier 411 | T.ANDB(_,T.NOTB(_,e1),e2) => arith(I.ANDC,e2,e1,rt,an)
582 :     | T.ORB(_,T.NOTB(_,e1),e2) => arith(I.ORC,e2,e1,rt,an)
583 :     | T.XORB(_,T.NOTB(_,e1),e2) => arith(I.EQV,e2,e1,rt,an)
584 :     | T.NOTB(_,T.ANDB(_,e1,e2)) => arith(I.NAND,e1,e2,rt,an)
585 :     | T.NOTB(_,T.ORB(_,e1,e2)) => arith(I.NOR,e1,e2,rt,an)
586 :     | T.NOTB(_,T.XORB(_,e1,e2)) => arith(I.EQV,e1,e2,rt,an)
587 : monnier 247
588 : monnier 411 | T.ANDB(_, e1, e2) =>
589 :     eCommImm unsigned16(I.AND,I.ANDI_Rc,e1,e2,rt,an)
590 :     | T.ORB(_, e1, e2) => eCommImm unsigned16(I.OR,I.ORI,e1,e2,rt,an)
591 :     | T.XORB(_, e1, e2) => eCommImm unsigned16(I.XOR,I.XORI,e1,e2,rt,an)
592 : monnier 247
593 : monnier 411 (* 32 bit support *)
594 :     | T.MULU(32, e1, e2) => multiply(32,I.MULLW,I.MULLI,
595 :     Mulu32.multiply,e1,e2,rt,an)
596 :     | T.DIVU(32, e1, e2) => divide(32,I.DIVWU,divu32,e1,e2,rt,false,an)
597 :     | T.ADDT(32, e1, e2) => arithTrapping(I.ADD, e1, e2, rt, an)
598 :     | T.SUBT(32, e1, e2) => arithTrapping(I.SUBF, e2, e1, rt, an)
599 :     | T.MULT(32, e1, e2) => arithTrapping(I.MULLW, e1, e2, rt, an)
600 :     | T.DIVT(32, e1, e2) => divide(32,I.DIVW,divt32,e1,e2,rt,true,an)
601 :    
602 :     | T.SRA(32, e1, e2) => sra(I.SRAW, I.SRAWI, e1, e2, rt, an)
603 :     | T.SRL(32, e1, e2) => srl32(e1, e2, rt, an)
604 :     | T.SLL(32, e1, e2) => sll32(e1, e2, rt, an)
605 :    
606 :     (* 64 bit support *)
607 :     | T.SRA(64, e1, e2) => sra(I.SRAD, I.SRADI, e1, e2, rt, an)
608 :     (*| T.SRL(64, e1, e2) => srl(32, I.SRD, I.RLDINM, e1, e2, rt, an)
609 :     | T.SLL(64, e1, e2) => sll(32, I.SLD, I.RLDINM, e1, e2, rt, an)*)
610 : monnier 247
611 : monnier 411 (* loads *)
612 :     | T.LOAD(8,ea,mem) => load(I.LBZ,I.LBZE,ea,mem,rt,an)
613 :     | T.LOAD(16,ea, mem) => load(I.LHZ,I.LHZE,ea,mem,rt,an)
614 :     | T.LOAD(32,ea, mem) => load(I.LWZ,I.LWZE,ea,mem,rt,an)
615 :     | T.LOAD(64,ea, mem) => load(I.LDE,I.LDE,ea,mem,rt,an)
616 :    
617 :     (* Conditional expression *)
618 :     | T.COND exp =>
619 : george 545 doStmts(Gen.compileCond{exp=exp,an=an,rd=rt})
620 : monnier 247
621 : monnier 411 (* Misc *)
622 : george 545 | T.LET(s,e) => (doStmt s; doExpr(e, rt, an))
623 : leunga 744 | T.MARK(e, A.MARKREG f) => (f rt; doExpr(e,rt,an))
624 :     | T.MARK(e, a) => doExpr(e,rt,a::an)
625 : george 545 | e => doExpr(Gen.compileRexp e,rt,an)
626 : monnier 411
627 :     (* Generate a floating point load *)
628 :     and fload(ld32, ld64, ea, mem, ft, an) =
629 :     let val (ld,size) =
630 : leunga 624 if bit64mode andalso Gen.Size.size ea = 64 then (ld64,signed12)
631 : monnier 411 else (ld32,signed16)
632 :     val (r, disp) = addr(size,ea)
633 :     in mark(I.LF{ld=ld, ft=ft, ra=r, d=disp, mem=mem}, an) end
634 :    
635 :     (* Generate a floating-point binary operation *)
636 :     and fbinary(oper, e1, e2, ft, an) =
637 :     mark(I.FARITH{oper=oper,fa=fexpr e1,fb=fexpr e2,ft=ft,Rc=false}, an)
638 :    
639 :     (* Generate a floating-point 3-operand operation
640 :     * These are of the form
641 :     * +/- e1 * e3 +/- e2
642 :     *)
643 :     and f3(oper, e1, e2, e3, ft, an) =
644 :     mark(I.FARITH3{oper=oper,fa=fexpr e1,fb=fexpr e2,fc=fexpr e3,
645 :     ft=ft,Rc=false}, an)
646 :    
647 :     (* Generate a floating-point unary operation *)
648 :     and funary(oper, e, ft, an) =
649 :     mark(I.FUNARY{oper=oper, ft=ft, fb=fexpr e, Rc=false}, an)
650 :    
651 :     (* Reduce the expression fexp, return the register that holds
652 :     * the value.
653 :     *)
654 :     and fexpr(T.FREG(_,f)) = f
655 :     | fexpr(e) =
656 :     let val ft = newFreg()
657 :     in doFexpr(e, ft, []); ft end
658 :    
659 :     (* doExpr(fexp, ft, an) --
660 :     * reduce the expression fexp, and assigns
661 :     * it to ft. Also annotate fexp.
662 :     *)
663 :     and doFexpr(e, ft, an) =
664 :     case e of
665 :     T.FREG(_,fs) => fmove(fs,ft,an)
666 :    
667 :     (* Single precision support *)
668 :     | T.FLOAD(32, ea, mem) => fload(I.LFS,I.LFSE,ea,mem,ft,an)
669 :    
670 :     (* special 3 operand floating point arithmetic *)
671 :     | T.FADD(32,T.FMUL(32,a,c),b) => f3(I.FMADDS,a,b,c,ft,an)
672 :     | T.FADD(32,b,T.FMUL(32,a,c)) => f3(I.FMADDS,a,b,c,ft,an)
673 :     | T.FSUB(32,T.FMUL(32,a,c),b) => f3(I.FMSUBS,a,b,c,ft,an)
674 : george 827 | T.FSUB(32,b,T.FMUL(32,a,c)) => f3(I.FNMSUBS,a,b,c,ft,an)
675 :     | T.FNEG(32,T.FADD(32,T.FMUL(32,a,c),b)) => f3(I.FNMADDS,a,b,c,ft,an)
676 :     | T.FNEG(32,T.FADD(32,b,T.FMUL(32,a,c))) => f3(I.FNMADDS,a,b,c,ft,an)
677 :     | T.FSUB(32,T.FNEG(32,T.FMUL(32,a,c)),b) => f3(I.FNMADDS,a,b,c,ft,an)
678 : monnier 411
679 :     | T.FADD(32, e1, e2) => fbinary(I.FADDS, e1, e2, ft, an)
680 :     | T.FSUB(32, e1, e2) => fbinary(I.FSUBS, e1, e2, ft, an)
681 :     | T.FMUL(32, e1, e2) => fbinary(I.FMULS, e1, e2, ft, an)
682 :     | T.FDIV(32, e1, e2) => fbinary(I.FDIVS, e1, e2, ft, an)
683 :    
684 :     (* Double precision support *)
685 :     | T.FLOAD(64, ea, mem) => fload(I.LFD,I.LFDE,ea,mem,ft,an)
686 :    
687 :     (* special 3 operand floating point arithmetic *)
688 :     | T.FADD(64,T.FMUL(64,a,c),b) => f3(I.FMADD,a,b,c,ft,an)
689 :     | T.FADD(64,b,T.FMUL(64,a,c)) => f3(I.FMADD,a,b,c,ft,an)
690 :     | T.FSUB(64,T.FMUL(64,a,c),b) => f3(I.FMSUB,a,b,c,ft,an)
691 : george 827 | T.FSUB(64,b,T.FMUL(64,a,c)) => f3(I.FNMSUB,a,b,c,ft,an)
692 :     | T.FNEG(64,T.FADD(64,T.FMUL(64,a,c),b)) => f3(I.FNMADD,a,b,c,ft,an)
693 :     | T.FNEG(64,T.FADD(64,b,T.FMUL(64,a,c))) => f3(I.FNMADD,a,b,c,ft,an)
694 :     | T.FSUB(64,T.FNEG(64,T.FMUL(64,a,c)),b) => f3(I.FNMADD,a,b,c,ft,an)
695 : monnier 411
696 :     | T.FADD(64, e1, e2) => fbinary(I.FADD, e1, e2, ft, an)
697 :     | T.FSUB(64, e1, e2) => fbinary(I.FSUB, e1, e2, ft, an)
698 :     | T.FMUL(64, e1, e2) => fbinary(I.FMUL, e1, e2, ft, an)
699 :     | T.FDIV(64, e1, e2) => fbinary(I.FDIV, e1, e2, ft, an)
700 : george 545 | T.CVTI2F(64,_,e) =>
701 : george 1003 app emitInstruction (PseudoInstrs.cvti2d{reg=expr e,fd=ft})
702 : monnier 411
703 :     (* Single/double precision support *)
704 :     | T.FABS((32|64), e) => funary(I.FABS, e, ft, an)
705 :     | T.FNEG((32|64), e) => funary(I.FNEG, e, ft, an)
706 : george 717 | T.FSQRT(32, e) => funary(I.FSQRTS, e, ft, an)
707 :     | T.FSQRT(64, e) => funary(I.FSQRT, e, ft, an)
708 : monnier 411
709 :     (* Misc *)
710 : leunga 744 | T.FMARK(e, A.MARKREG f) => (f ft; doFexpr(e,ft,an))
711 :     | T.FMARK(e, a) => doFexpr(e,ft,a::an)
712 : monnier 411 | _ => error "doFexpr"
713 :    
714 : george 545 and ccExpr(T.CC(_,cc)) = cc
715 :     | ccExpr(T.FCC(_,cc)) = cc
716 : monnier 411 | ccExpr(ccexp) =
717 :     let val cc = newCCreg()
718 :     in doCCexpr(ccexp,cc,[]); cc end
719 :    
720 :     (* Reduce an condition expression, and assigns the result to ccd *)
721 :     and doCCexpr(ccexp, ccd, an) =
722 :     case ccexp of
723 :     T.CMP(ty, cc, e1, e2) =>
724 :     let val (opnds, cmp) =
725 :     case cc of
726 :     (T.LT | T.LE | T.EQ | T.NE | T.GT | T.GE) =>
727 :     (immedOpnd signed16, I.CMP)
728 :     | _ => (immedOpnd unsigned16, I.CMPL)
729 :     val (opndA, opndB) = opnds(e1, e2)
730 :     val l = case ty of
731 :     32 => false
732 :     | 64 => true
733 :     | _ => error "doCCexpr"
734 :     in mark(I.COMPARE{cmp=cmp, l=l, bf=ccd, ra=opndA, rb=opndB},an)
735 :     end
736 :     | T.FCMP(fty, fcc, e1, e2) =>
737 :     mark(I.FCOMPARE{cmp=I.FCMPU, bf=ccd, fa=fexpr e1, fb=fexpr e2},an)
738 : george 545 | T.CC(_,cc) => ccmove(cc,ccd,an)
739 : leunga 744 | T.CCMARK(cc,A.MARKREG f) => (f ccd; doCCexpr(cc,ccd,an))
740 :     | T.CCMARK(cc,a) => doCCexpr(cc,ccd,a::an)
741 : monnier 411 | _ => error "doCCexpr: Not implemented"
742 :    
743 : leunga 744 and emitTrap() = emit(I.TW{to=31,ra=zeroR,si=I.ImmedOp 0})
744 : monnier 411
745 : blume 986 val beginCluster = fn _ =>
746 :     (trapLabel := NONE; beginCluster 0)
747 : monnier 429 val endCluster = fn a =>
748 : monnier 411 (case !trapLabel of
749 :     SOME label =>
750 :     (defineLabel label; emitTrap(); trapLabel := NONE)
751 :     | NONE => ();
752 : monnier 429 endCluster a)
753 : george 545
754 : george 984 in TS.S.STREAM
755 : leunga 815 { beginCluster = beginCluster,
756 :     endCluster = endCluster,
757 :     emit = doStmt,
758 :     pseudoOp = pseudoOp,
759 :     defineLabel = defineLabel,
760 :     entryLabel = entryLabel,
761 :     comment = comment,
762 :     annotation = annotation,
763 :     getAnnotations=getAnnotations,
764 :     exitBlock = fn mlrisc => exitBlock(cellset mlrisc)
765 : monnier 411 }
766 :     end
767 :    
768 : monnier 247 end
769 :    

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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