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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

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Revision 744 - (view) (download)

1 : monnier 411 (*
2 :     * I've substantially modified this code generator to support the new MLTREE.
3 :     * Please see the file README.hppa for the ugly details.
4 :     *
5 :     * -- Allen
6 :     *)
7 :    
8 : monnier 247 functor PPC
9 :     (structure PPCInstr : PPCINSTR
10 :     structure PPCMLTree : MLTREE
11 : george 555 structure ExtensionComp : MLTREE_EXTENSION_COMP
12 :     where I = PPCInstr and T = PPCMLTree
13 : monnier 247 structure PseudoInstrs : PPC_PSEUDO_INSTR
14 : monnier 475 sharing PPCMLTree.Region = PPCInstr.Region
15 : george 545 sharing PPCMLTree.LabelExp = PPCInstr.LabelExp
16 : monnier 475 sharing PseudoInstrs.I = PPCInstr
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 : monnier 247 ) : MLTREECOMP =
29 :     struct
30 : monnier 411 structure I = PPCInstr
31 :     structure T = PPCMLTree
32 : monnier 429 structure S = T.Stream
33 : monnier 411 structure C = PPCInstr.C
34 : george 545 structure LE = I.LabelExp
35 : monnier 247 structure W32 = Word32
36 : leunga 744 structure A = MLRiscAnnotations
37 : monnier 247
38 : monnier 411 fun error msg = MLRiscErrorMsg.error("PPC",msg)
39 : monnier 247
40 : leunga 744 type instrStream = (I.instruction,C.cellset) T.stream
41 :     type mltreeStream = (T.stm,T.mlrisc list) T.stream
42 : george 545
43 : leunga 624 val (intTy,naturalWidths) = if bit64mode then (64,[32,64]) else (32,[32])
44 : monnier 411 structure Gen = MLTreeGen
45 :     (structure T = T
46 : leunga 624 val intTy = intTy
47 :     val naturalWidths = naturalWidths
48 : monnier 429 datatype rep = SE | ZE | NEITHER
49 :     val rep = NEITHER
50 : monnier 411 )
51 : monnier 247
52 : monnier 411 (*
53 :     * Special instructions
54 :     *)
55 :     fun MTLR r = I.MTSPR{rs=r, spr=C.lr}
56 :     fun MFLR r = I.MFSPR{rt=r, spr=C.lr}
57 :     val CR0 = C.Reg C.CC 0
58 :     val RET = I.BCLR{bo=I.ALWAYS, bf=CR0, bit=I.LT, LK=false, labels=[]}
59 :     fun SLLI32{r,i,d} =
60 :     I.ROTATEI{oper=I.RLWINM,ra=d,rs=r,sh=I.ImmedOp i,mb=0,me=SOME(31-i)}
61 :     fun SRLI32{r,i,d} =
62 :     I.ROTATEI{oper=I.RLWINM,ra=d,rs=r,sh=I.ImmedOp(32-i),mb=i,me=SOME(31)}
63 : monnier 247
64 : leunga 744 (*
65 : monnier 411 val _ = if C.lr = 80 then () else error "LR must be encoded as 80!"
66 : leunga 744 *)
67 : monnier 247
68 : monnier 411 (*
69 :     * Integer multiplication
70 :     *)
71 :     functor Multiply32 = MLTreeMult
72 :     (structure I = I
73 :     structure T = T
74 :     val intTy = 32
75 : monnier 429 type arg = {r1:C.cell,r2:C.cell,d:C.cell}
76 :     type argi = {r:C.cell,i:int,d:C.cell}
77 : monnier 247
78 : monnier 411 fun mov{r,d} = I.COPY{dst=[d],src=[r],tmp=NONE,impl=ref NONE}
79 :     fun add{r1,r2,d}= I.ARITH{oper=I.ADD,ra=r1,rb=r2,rt=d,Rc=false,OE=false}
80 :     fun slli{r,i,d} = [SLLI32{r=r,i=i,d=d}]
81 :     fun srli{r,i,d} = [SRLI32{r=r,i=i,d=d}]
82 :     fun srai{r,i,d} = [I.ARITHI{oper=I.SRAWI,rt=d,ra=r,im=I.ImmedOp i}]
83 :     )
84 : monnier 247
85 : monnier 411 structure Mulu32 = Multiply32
86 :     (val trapping = false
87 :     val multCost = multCost
88 :     fun addv{r1,r2,d}=[I.ARITH{oper=I.ADD,ra=r1,rb=r2,rt=d,Rc=false,OE=false}]
89 :     fun subv{r1,r2,d}=[I.ARITH{oper=I.SUBF,ra=r2,rb=r1,rt=d,Rc=false,OE=false}]
90 :     val sh1addv = NONE
91 :     val sh2addv = NONE
92 :     val sh3addv = NONE
93 :     )
94 : monnier 429 (val signed = false)
95 : monnier 247
96 : monnier 411 structure Mult32 = Multiply32
97 :     (val trapping = true
98 :     val multCost = multCost
99 :     fun addv{r1,r2,d} = error "Mult32.addv"
100 :     fun subv{r1,r2,d} = error "Mult32.subv"
101 :     val sh1addv = NONE
102 :     val sh2addv = NONE
103 :     val sh3addv = NONE
104 :     )
105 : monnier 429 (val signed = true)
106 : monnier 247
107 : monnier 411 fun selectInstructions
108 : monnier 429 (S.STREAM{emit,comment,
109 : monnier 469 defineLabel,entryLabel,pseudoOp,annotation,
110 : leunga 744 beginCluster,endCluster,exitBlock,...}) =
111 : monnier 429 let (* mark an instruction with annotations *)
112 : monnier 411 fun mark'(instr,[]) = instr
113 :     | mark'(instr,a::an) = mark'(I.ANNOTATION{i=instr,a=a},an)
114 :     fun mark(instr,an) = emit(mark'(instr,an))
115 : monnier 247
116 : monnier 411 (* Label where trap is generated.
117 :     * For overflow trapping instructions, we generate a branch
118 :     * to this label.
119 :     *)
120 :     val trapLabel : Label.label option ref = ref NONE
121 : leunga 744 val zeroR = C.r0
122 : monnier 247
123 : monnier 411 val newReg = C.newReg
124 :     val newFreg = C.newFreg
125 :     val newCCreg = C.newCell C.CC
126 : monnier 247
127 : monnier 411 fun signed16 i = ~32768 <= i andalso i < 32768
128 :     fun signed12 i = ~2048 <= i andalso i < 2048
129 :     fun unsigned16 i = 0 <= i andalso i < 65536
130 :     fun unsigned5 i = 0 <= i andalso i < 32
131 :     fun unsigned6 i = 0 <= i andalso i < 64
132 : monnier 247
133 : monnier 411 fun move(rs,rd,an) =
134 : leunga 744 if C.sameColor(rs,rd) then ()
135 : monnier 411 else mark(I.COPY{dst=[rd],src=[rs],impl=ref NONE,tmp=NONE},an)
136 : monnier 247
137 : monnier 411 fun fmove(fs,fd,an) =
138 : leunga 744 if C.sameColor(fs,fd) then ()
139 : monnier 411 else mark(I.FCOPY{dst=[fd],src=[fs],impl=ref NONE,tmp=NONE},an)
140 : monnier 247
141 : monnier 411 fun ccmove(ccs,ccd,an) =
142 : leunga 744 if C.sameColor(ccd,ccs) then () else mark(I.MCRF{bf=ccd, bfa=ccs},an)
143 : monnier 247
144 : monnier 411 fun copy(dst, src, an) =
145 :     mark(I.COPY{dst=dst, src=src, impl=ref NONE,
146 :     tmp=case dst of [_] => NONE
147 :     | _ => SOME(I.Direct(newReg()))},an)
148 :     fun fcopy(dst, src, an) =
149 :     mark(I.FCOPY{dst=dst, src=src, impl=ref NONE,
150 :     tmp=case dst of [_] => NONE
151 :     | _ => SOME(I.FDirect(newFreg()))},an)
152 :    
153 :     fun emitBranch{bo, bf, bit, addr, LK} =
154 :     let val fallThrLab = Label.newLabel""
155 :     val fallThrOpnd = I.LabelOp(LE.LABEL fallThrLab)
156 : monnier 247 in
157 : monnier 411 emit(I.BC{bo=bo, bf=bf, bit=bit, addr=addr, LK=LK, fall=fallThrOpnd});
158 :     defineLabel fallThrLab
159 : monnier 247 end
160 :    
161 : monnier 411 fun split n =
162 :     let val wtoi = Word.toIntX
163 :     val w = Word.fromInt n
164 :     val hi = Word.~>>(w, 0w16)
165 :     val lo = Word.andb(w, 0w65535)
166 :     val (high, low) = if lo < 0w32768 then (hi, lo)
167 :     else (hi+0w1, lo-0w65536)
168 :     in (wtoi high, wtoi low) end
169 : monnier 247
170 : monnier 411 fun loadImmedHiLo(0, lo, rt, an) =
171 : leunga 744 mark(I.ARITHI{oper=I.ADDI, rt=rt, ra=zeroR, im=I.ImmedOp lo}, an)
172 : monnier 411 | loadImmedHiLo(hi, lo, rt, an) =
173 : leunga 744 (mark(I.ARITHI{oper=I.ADDIS, rt=rt, ra=zeroR, im=I.ImmedOp hi}, an);
174 : monnier 411 if lo = 0 then ()
175 :     else emit(I.ARITHI{oper=I.ADDI, rt=rt, ra=rt, im=I.ImmedOp lo}))
176 : monnier 247
177 : monnier 411 fun loadImmed(n, rt, an) =
178 :     if signed16 n then
179 : leunga 744 mark(I.ARITHI{oper=I.ADDI, rt=rt, ra=zeroR, im=I.ImmedOp n}, an)
180 : monnier 411 else let val (hi, lo) = split n
181 :     in loadImmedHiLo(hi, lo, rt, an) end
182 : monnier 247
183 : monnier 411 fun loadImmedw(w, rt, an) =
184 :     let val wtoi = Word32.toIntX
185 :     in if w < 0w32768 then
186 : leunga 744 mark(I.ARITHI{oper=I.ADDI,rt=rt,ra=zeroR,
187 :     im=I.ImmedOp(wtoi w)}, an)
188 : monnier 411 else
189 :     let val hi = Word32.~>>(w, 0w16)
190 :     val lo = Word32.andb(w, 0w65535)
191 :     val (high, low) =
192 :     if lo < 0w32768 then (hi, lo) else (hi+0w1, lo-0w65536)
193 :     in loadImmedHiLo(wtoi high, wtoi low, rt, an)
194 :     end
195 :     end
196 : monnier 247
197 : monnier 411 fun loadLabel(lexp, rt, an) =
198 : leunga 744 mark(I.ARITHI{oper=I.ADDI, rt=rt, ra=zeroR, im=I.LabelOp lexp}, an)
199 : monnier 411
200 :     fun loadConst(c, rt, an) =
201 : leunga 744 mark(I.ARITHI{oper=I.ADDI, rt=rt, ra=zeroR,
202 :     im=I.LabelOp(LE.CONST c)}, an)
203 : monnier 411
204 :     fun immedOpnd range (e1, e2 as T.LI i) =
205 :     (expr e1, if range i then I.ImmedOp i else I.RegOp(expr e2))
206 : george 545 | immedOpnd _ (e1, T.CONST c) = (expr e1, I.LabelOp(LE.CONST c))
207 : monnier 411 | immedOpnd _ (e1, T.LABEL lexp) = (expr e1, I.LabelOp lexp)
208 :     | immedOpnd range (e1, e2 as T.LI32 w) =
209 :     let fun opnd2() = I.RegOp(expr e2)
210 :     in (expr e1,
211 :     let val i = Word32.toIntX w
212 :     in if range i then I.ImmedOp i else opnd2()
213 :     end handle Overflow => opnd2())
214 :     end
215 :     | immedOpnd _ (e1, e2) = (expr e1, I.RegOp(expr e2))
216 :    
217 :     and commImmedOpnd range (e1 as T.LI _, e2) =
218 :     immedOpnd range (e2, e1)
219 :     | commImmedOpnd range (e1 as T.CONST _, e2) =
220 :     immedOpnd range (e2, e1)
221 :     | commImmedOpnd range (e1 as T.LABEL _, e2) =
222 :     immedOpnd range (e2, e1)
223 :     | 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 :     in if size i then (ra, I.ImmedOp i) else
239 :     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 :     (addr(size,T.ADD(ty, e, T.LI (~i)))
248 :     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 : leunga 744 let val addCCReg = C.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 744 | stmt(T.JMP(T.LABEL lexp, labs),an) =
272 : monnier 411 mark(I.B{addr=I.LabelOp lexp, LK=false},an)
273 : leunga 744 | stmt(T.JMP(rexp, labs),an) =
274 : monnier 411 let val rs = expr(rexp)
275 :     in emit(MTLR(rs));
276 :     mark(I.BCLR{bo=I.ALWAYS,bf=CR0,bit=I.LT,LK=false,labels=labs},an)
277 :     end
278 : leunga 744 | stmt(T.CALL{funct, targets, defs, uses, region, ...}, an) =
279 : george 545 let val defs=cellset(defs)
280 :     val uses=cellset(uses)
281 : leunga 591 in emit(MTLR(expr funct));
282 :     mark(I.CALL{def=defs, use=uses, mem=region}, an)
283 : monnier 411 end
284 : george 545 | stmt(T.RET flow,an) = mark(RET,an)
285 :     | stmt(T.STORE(ty,ea,data,mem),an) = store(ty,ea,data,mem,an)
286 :     | stmt(T.FSTORE(ty,ea,data,mem),an) = fstore(ty,ea,data,mem,an)
287 : leunga 744 | stmt(T.BCC(cc, lab),an) = branch(cc,lab,an)
288 : george 545 | stmt(T.DEFINE l, _) = defineLabel l
289 :     | stmt(T.ANNOTATION(s,a),an) = stmt(s,a::an)
290 :     | stmt(s, _) = doStmts(Gen.compileStm s)
291 : monnier 411
292 : george 545 and branch(T.CMP(_, _, T.LI _, T.LI _), _, _) = error "branch"
293 :     | branch(T.CMP(ty, cc, T.ANDB(_, e1, e2), T.LI 0), lab, an) =
294 :     (case commImmedOpnd unsigned16 (e1, e2)
295 :     of (ra, I.RegOp rb) =>
296 :     emit(I.ARITH{oper=I.AND, ra=ra, rb=rb, rt=newReg(),
297 :     Rc=true, OE=false})
298 :     | (ra, opnd) =>
299 :     emit(I.ARITHI{oper=I.ANDI_Rc, ra=ra, im=opnd, rt=newReg()})
300 :     (*esac*);
301 :     branch(T.CC(cc, CR0), lab, an)
302 :     )
303 :     | branch(T.CMP(ty, cc, e1 as T.LI _, e2), lab, an) =
304 :     let val cc' = T.Basis.swapCond cc
305 :     in branch(T.CMP(ty, cc', e2, e1), lab, an)
306 :     end
307 :     | branch(cmp as T.CMP(ty, cond, _, _), lab, an) =
308 :     let val ccreg = if true then CR0 else newCCreg() (* XXX *)
309 :     val (bo, cf) =
310 :     (case cond of
311 :     T.LT => (I.TRUE, I.LT)
312 :     | T.LE => (I.FALSE, I.GT)
313 :     | T.EQ => (I.TRUE, I.EQ)
314 :     | T.NE => (I.FALSE, I.EQ)
315 :     | T.GT => (I.TRUE, I.GT)
316 :     | T.GE => (I.FALSE, I.LT)
317 :     | T.LTU => (I.TRUE, I.LT)
318 :     | T.LEU => (I.FALSE, I.GT)
319 :     | T.GTU => (I.TRUE, I.GT)
320 :     | T.GEU => (I.FALSE, I.LT)
321 :     (*esac*))
322 :     val addr = I.LabelOp(LE.LABEL lab)
323 :     in doCCexpr(cmp, ccreg, []);
324 :     emitBranch{bo=bo, bf=ccreg, bit=cf, addr=addr, LK=false}
325 :     end
326 :     | branch(T.CC(cc, cr), lab, an) =
327 :     let val addr=I.LabelOp(LE.LABEL lab)
328 :     fun branch(bo, bit) =
329 :     emitBranch{bo=bo, bf=cr, bit=bit, addr=addr, LK=false}
330 :     in case cc of
331 :     T.EQ => branch(I.TRUE, I.EQ)
332 :     | T.NE => branch(I.FALSE, I.EQ)
333 :     | (T.LT | T.LTU) => branch(I.TRUE, I.LT)
334 :     | (T.LE | T.LEU) => branch(I.FALSE, I.GT)
335 :     | (T.GE | T.GEU) => branch(I.FALSE, I.LT)
336 :     | (T.GT | T.GTU) => branch(I.TRUE, I.GT)
337 :     end
338 :     | branch(cmp as T.FCMP(fty, cond, _, _), lab, an) =
339 :     let val ccreg = if true then CR0 else newCCreg() (* XXX *)
340 :     val labOp = I.LabelOp(LE.LABEL lab)
341 :     fun branch(bo, bf, bit) =
342 :     emitBranch{bo=bo, bf=bf, bit=bit, addr=labOp, LK=false}
343 :     fun test2bits(bit1, bit2) =
344 :     let val ba=(ccreg, bit1)
345 :     val bb=(ccreg, bit2)
346 :     val bt=(ccreg, I.FL)
347 :     in emit(I.CCARITH{oper=I.CROR, bt=bt, ba=ba, bb=bb});
348 :     branch(I.TRUE, ccreg, I.FL)
349 :     end
350 :     in doCCexpr(cmp, ccreg, []);
351 :     case cond of
352 :     T.== => branch(I.TRUE, ccreg, I.FE)
353 :     | T.?<> => branch(I.FALSE, ccreg, I.FE)
354 :     | T.? => branch(I.TRUE, ccreg, I.FU)
355 :     | T.<=> => branch(I.FALSE, ccreg, I.FU)
356 :     | T.> => branch(I.TRUE, ccreg, I.FG)
357 :     | T.>= => test2bits(I.FG, I.FE)
358 :     | T.?> => test2bits(I.FU, I.FG)
359 :     | T.?>= => branch(I.FALSE, ccreg, I.FL)
360 :     | T.< => branch(I.TRUE, ccreg, I.FL)
361 :     | T.<= => test2bits(I.FL, I.FE)
362 :     | T.?< => test2bits(I.FU, I.FL)
363 :     | T.?<= => branch(I.FALSE, ccreg, I.FG)
364 :     | T.<> => test2bits(I.FL, I.FG)
365 :     | T.?= => test2bits(I.FU, I.FE)
366 :     (*esac*)
367 :     end
368 :     | branch _ = error "branch"
369 :    
370 :     and doStmt s = stmt(s,[])
371 :    
372 :     and doStmts ss = app doStmt ss
373 : monnier 411
374 :     (* Emit an integer store *)
375 :     and store(ty, ea, data, mem, an) =
376 : leunga 624 let val (st,size) = case (ty,Gen.Size.size ea) of
377 : monnier 411 (8,32) => (I.STB,signed16)
378 :     | (8,64) => (I.STBE,signed12)
379 :     | (16,32) => (I.STH,signed16)
380 :     | (16,64) => (I.STHE,signed12)
381 :     | (32,32) => (I.STW,signed16)
382 :     | (32,64) => (I.STWE,signed12)
383 :     | (64,64) => (I.STDE,signed12)
384 :     | _ => error "store"
385 :     val (r, disp) = addr(size,ea)
386 :     in mark(I.ST{st=st, rs=expr data, ra=r, d=disp, mem=mem}, an) end
387 :    
388 :     (* Emit a floating point store *)
389 :     and fstore(ty, ea, data, mem, an) =
390 : leunga 624 let val (st,size) = case (ty,Gen.Size.size ea) of
391 : monnier 411 (32,32) => (I.STFS,signed16)
392 :     | (32,64) => (I.STFSE,signed12)
393 :     | (64,32) => (I.STFD,signed16)
394 :     | (64,64) => (I.STFDE,signed12)
395 :     | _ => error "fstore"
396 :     val (r, disp) = addr(size,ea)
397 :     in mark(I.STF{st=st,fs=fexpr data, ra=r, d=disp, mem=mem},an) end
398 : monnier 247
399 : monnier 411 and subfImmed(i, ra, rt, an) =
400 :     if signed16 i then
401 :     mark(I.ARITHI{oper=I.SUBFIC, rt=rt, ra=ra, im=I.ImmedOp i}, an)
402 :     else
403 :     mark(I.ARITH{oper=I.SUBF, rt=rt, ra=ra, rb=expr(T.LI i),
404 :     Rc=false, OE=false}, an)
405 :    
406 :     (* Generate an arithmetic instruction *)
407 :     and arith(oper, e1, e2, rt, an) =
408 :     mark(I.ARITH{oper=oper,ra=expr e1,rb=expr e2,rt=rt,OE=false,Rc=false},
409 :     an)
410 :    
411 :     (* Generate a trapping instruction *)
412 :     and arithTrapping(oper, e1, e2, rt, an) =
413 :     let val ra = expr e1 val rb = expr e2
414 :     in mark(I.ARITH{oper=oper,ra=ra,rb=rb,rt=rt,OE=true,Rc=true},an);
415 :     overflowTrap()
416 :     end
417 : monnier 247
418 : monnier 411 (* Generate an overflow trap *)
419 :     and overflowTrap() =
420 :     let val label = case !trapLabel of
421 :     NONE => let val l = Label.newLabel ""
422 :     in trapLabel := SOME l; l end
423 :     | SOME l => l
424 :     in emitBranch{bo=I.TRUE, bf=CR0, bit=I.SO, LK=false,
425 :     addr=I.LabelOp(LE.LABEL label)}
426 :     end
427 :    
428 :     (* Generate a load and annotate the instruction *)
429 :     and load(ld32, ld64, ea, mem, rt, an) =
430 :     let val (ld,size) =
431 : leunga 624 if bit64mode andalso Gen.Size.size ea = 64
432 : monnier 411 then (ld64,signed12)
433 :     else (ld32,signed16)
434 :     val (r, disp) = addr(size,ea)
435 :     in mark(I.L{ld=ld, rt=rt, ra=r, d=disp, mem=mem},an)
436 :     end
437 :    
438 :     (* Generate a SRA shift operation and annotate the instruction *)
439 :     and sra(oper, operi, e1, e2, rt, an) =
440 :     case immedOpnd unsigned5 (e1, e2) of
441 :     (ra, I.RegOp rb) =>
442 :     mark(I.ARITH{oper=oper,rt=rt,ra=ra,rb=rb,Rc=false,OE=false},an)
443 :     | (ra, rb) =>
444 :     mark(I.ARITHI{oper=operi, rt=rt, ra=ra, im=rb},an)
445 :    
446 :     (* Generate a SRL shift operation and annotate the instruction *)
447 :     and srl32(e1, e2, rt, an) =
448 :     case immedOpnd unsigned5 (e1, e2) of
449 :     (ra, I.ImmedOp n) =>
450 :     mark(SRLI32{r=ra,i=n,d=rt},an)
451 :     | (ra, rb) =>
452 :     mark(I.ARITH{oper=I.SRW,rt=rt,ra=ra,rb=reduceOpn rb,
453 :     Rc=false,OE=false},an)
454 :    
455 :     and sll32(e1, e2, rt, an) =
456 :     case immedOpnd unsigned5 (e1, e2) of
457 :     (ra, rb as I.ImmedOp n) =>
458 :     mark(SLLI32{r=ra,i=n,d=rt},an)
459 :     | (ra, rb) =>
460 :     mark(I.ARITH{oper=I.SLW,rt=rt,ra=ra,rb=reduceOpn rb,
461 :     Rc=false,OE=false},an)
462 :    
463 :     (* Generate a subtract operation *)
464 :     and subtract(ty, e1, e2 as T.LI i, rt, an) =
465 :     (doExpr(T.ADD(ty, e1, T.LI (~i)), rt, an)
466 :     handle Overflow =>
467 :     mark(I.ARITH{oper=I.SUBF, rt=rt, ra=expr e2,
468 :     rb=expr e1, OE=false, Rc=false}, an)
469 :     )
470 :     | subtract(ty, T.LI i, e2, rt, an) = subfImmed(i, expr e2, rt, an)
471 :     | subtract(ty, T.CONST c, e2, rt, an) =
472 : george 545 mark(I.ARITHI{oper=I.SUBFIC,rt=rt,ra=expr e2,
473 :     im=I.LabelOp(LE.CONST c)},an)
474 : monnier 411 | subtract(ty, T.LI32 w, e2, rt, an) =
475 :     subfImmed(Word32.toIntX w, expr e2, rt, an)
476 :     | subtract(ty, e1, e2, rt, an) =
477 :     let val rb = expr e1 val ra = expr e2
478 :     in mark(I.ARITH{oper=I.SUBF,rt=rt,ra=ra,rb=rb,Rc=false,OE=false},an)
479 :     end
480 :    
481 :     (* Generate optimized multiplication code *)
482 :     and multiply(ty,oper,operi,genMult,e1,e2,rt,an) =
483 :     let fun nonconst(e1,e2) =
484 :     [mark'(
485 :     case commImmedOpnd signed16 (e1,e2) of
486 :     (ra,I.RegOp rb) =>
487 :     I.ARITH{oper=oper,ra=ra,rb=rb,rt=rt,OE=false,Rc=false}
488 :     | (ra,im) => I.ARITHI{oper=operi,ra=ra,im=im,rt=rt},
489 :     an)]
490 :     fun const(e,i) =
491 :     let val r = expr e
492 :     in genMult{r=r,i=i,d=rt}
493 :     handle _ => nonconst(T.REG(ty,r),T.LI i)
494 :     end
495 :     fun constw(e,i) = const(e,Word32.toInt i)
496 :     handle _ => nonconst(e,T.LI32 i)
497 :     val instrs =
498 :     case (e1,e2) of
499 :     (_,T.LI i) => const(e1,i)
500 :     | (_,T.LI32 i) => constw(e1,i)
501 :     | (T.LI i,_) => const(e2,i)
502 :     | (T.LI32 i,_) => constw(e2,i)
503 :     | _ => nonconst(e1,e2)
504 :     in app emit instrs end
505 :    
506 : george 545 and divu32 x = Mulu32.divide{mode=T.TO_ZERO,stm=doStmt} x
507 : monnier 411
508 : george 545 and divt32 x = Mult32.divide{mode=T.TO_ZERO,stm=doStmt} x
509 : monnier 411
510 : george 545 (*
511 :     and GOTO lab = T.JMP(T.LABEL(LE.LABEL lab), [], [])
512 :    
513 : monnier 411 and roundToZero{ty,r,i,d} =
514 :     let val L = Label.newLabel ""
515 :     val dReg = T.REG(ty,d)
516 : george 545 in doStmt(T.MV(ty,d,T.REG(ty,r)));
517 :     doStmt(T.IF(T.CMP(ty,T.GE,dReg,T.LI 0),GOTO L,T.SEQ []));
518 :     doStmt(T.MV(ty,d,T.ADD(ty,dReg,T.LI i)));
519 : monnier 411 defineLabel L
520 : monnier 247 end
521 : george 545 *)
522 : monnier 247
523 : monnier 411 (* Generate optimized division code *)
524 :     and divide(ty,oper,genDiv,e1,e2,rt,overflow,an) =
525 :     let fun nonconst(e1,e2) =
526 :     (mark(I.ARITH{oper=oper,ra=expr e1,rb=expr e2,rt=rt,
527 :     OE=overflow,Rc=overflow},an);
528 :     if overflow then overflowTrap() else ()
529 :     )
530 :     fun const(e,i) =
531 :     let val r = expr e
532 :     in app emit (genDiv{r=r,i=i,d=rt})
533 :     handle _ => nonconst(T.REG(ty,r),T.LI i)
534 :     end
535 :     fun constw(e,i) = const(e,Word32.toInt i)
536 :     handle _ => nonconst(e,T.LI32 i)
537 :     in case (e1,e2) of
538 :     (_,T.LI i) => const(e1,i)
539 :     | (_,T.LI32 i) => constw(e1,i)
540 :     | _ => nonconst(e1,e2)
541 :     end
542 : monnier 247
543 : monnier 411 (* Reduce an operand into a register *)
544 :     and reduceOpn(I.RegOp r) = r
545 :     | reduceOpn opn =
546 :     let val rt = newReg()
547 : leunga 744 in emit(I.ARITHI{oper=I.ADDI, rt=rt, ra=zeroR, im=opn});
548 : monnier 411 rt
549 : monnier 247 end
550 :    
551 : monnier 411 (* Reduce an expression, and returns the register that holds
552 :     * the value.
553 :     *)
554 : leunga 744 and expr(rexp as T.REG(_,r)) =
555 :     if C.sameColor(C.lr, r) then
556 : monnier 411 let val rt = newReg()
557 :     in doExpr(rexp, rt, []); rt end
558 : leunga 744 else r
559 : monnier 411 | expr(rexp) =
560 :     let val rt = newReg()
561 :     in doExpr(rexp, rt, []); rt end
562 :    
563 :     (* doExpr(e, rt, an) --
564 :     * reduce the expression e, assigns it to rd,
565 :     * and annotate the expression with an
566 :     *)
567 : leunga 744 and doExpr(e, rt, an) =
568 :     if C.sameColor(rt,C.lr) then
569 : monnier 411 let val rt = newReg() in doExpr(e,rt,[]); mark(MTLR rt,an) end
570 : leunga 744 else
571 : monnier 411 case e of
572 : leunga 744 T.REG(_,rs) => if C.sameColor(rs,C.lr) then mark(MFLR rt,an)
573 :     else move(rs,rt,an)
574 : monnier 411 | T.LI i => loadImmed(i, rt, an)
575 :     | T.LI32 w => loadImmedw(w, rt, an)
576 :     | T.LABEL lexp => loadLabel(lexp, rt, an)
577 :     | T.CONST c => loadConst(c, rt, an)
578 : monnier 247
579 : monnier 411 (* All data widths *)
580 :     | T.ADD(_, e1, e2) => eCommImm signed16 (I.ADD,I.ADDI,e1,e2,rt,an)
581 :     | T.SUB(ty, e1, e2) => subtract(ty, e1, e2, rt, an)
582 : monnier 247
583 : monnier 411 (* Special PPC bit operations *)
584 :     | T.ANDB(_,e1,T.NOTB(_,e2)) => arith(I.ANDC,e1,e2,rt,an)
585 :     | T.ORB(_,e1,T.NOTB(_,e2)) => arith(I.ORC,e1,e2,rt,an)
586 :     | T.XORB(_,e1,T.NOTB(_,e2)) => arith(I.EQV,e1,e2,rt,an)
587 : leunga 744 | T.EQVB(_,e1,e2) => arith(I.EQV,e1,e2,rt,an)
588 : monnier 411 | T.ANDB(_,T.NOTB(_,e1),e2) => arith(I.ANDC,e2,e1,rt,an)
589 :     | T.ORB(_,T.NOTB(_,e1),e2) => arith(I.ORC,e2,e1,rt,an)
590 :     | T.XORB(_,T.NOTB(_,e1),e2) => arith(I.EQV,e2,e1,rt,an)
591 :     | T.NOTB(_,T.ANDB(_,e1,e2)) => arith(I.NAND,e1,e2,rt,an)
592 :     | T.NOTB(_,T.ORB(_,e1,e2)) => arith(I.NOR,e1,e2,rt,an)
593 :     | T.NOTB(_,T.XORB(_,e1,e2)) => arith(I.EQV,e1,e2,rt,an)
594 : monnier 247
595 : monnier 411 | T.ANDB(_, e1, e2) =>
596 :     eCommImm unsigned16(I.AND,I.ANDI_Rc,e1,e2,rt,an)
597 :     | T.ORB(_, e1, e2) => eCommImm unsigned16(I.OR,I.ORI,e1,e2,rt,an)
598 :     | T.XORB(_, e1, e2) => eCommImm unsigned16(I.XOR,I.XORI,e1,e2,rt,an)
599 : monnier 247
600 : monnier 411 (* 32 bit support *)
601 :     | T.MULU(32, e1, e2) => multiply(32,I.MULLW,I.MULLI,
602 :     Mulu32.multiply,e1,e2,rt,an)
603 :     | T.DIVU(32, e1, e2) => divide(32,I.DIVWU,divu32,e1,e2,rt,false,an)
604 :     | T.ADDT(32, e1, e2) => arithTrapping(I.ADD, e1, e2, rt, an)
605 :     | T.SUBT(32, e1, e2) => arithTrapping(I.SUBF, e2, e1, rt, an)
606 :     | T.MULT(32, e1, e2) => arithTrapping(I.MULLW, e1, e2, rt, an)
607 :     | T.DIVT(32, e1, e2) => divide(32,I.DIVW,divt32,e1,e2,rt,true,an)
608 :    
609 :     | T.SRA(32, e1, e2) => sra(I.SRAW, I.SRAWI, e1, e2, rt, an)
610 :     | T.SRL(32, e1, e2) => srl32(e1, e2, rt, an)
611 :     | T.SLL(32, e1, e2) => sll32(e1, e2, rt, an)
612 :    
613 :     (* 64 bit support *)
614 :     | T.SRA(64, e1, e2) => sra(I.SRAD, I.SRADI, e1, e2, rt, an)
615 :     (*| T.SRL(64, e1, e2) => srl(32, I.SRD, I.RLDINM, e1, e2, rt, an)
616 :     | T.SLL(64, e1, e2) => sll(32, I.SLD, I.RLDINM, e1, e2, rt, an)*)
617 : monnier 247
618 : monnier 411 (* loads *)
619 :     | T.LOAD(8,ea,mem) => load(I.LBZ,I.LBZE,ea,mem,rt,an)
620 :     | T.LOAD(16,ea, mem) => load(I.LHZ,I.LHZE,ea,mem,rt,an)
621 :     | T.LOAD(32,ea, mem) => load(I.LWZ,I.LWZE,ea,mem,rt,an)
622 :     | T.LOAD(64,ea, mem) => load(I.LDE,I.LDE,ea,mem,rt,an)
623 :    
624 :     (* Conditional expression *)
625 :     | T.COND exp =>
626 : george 545 doStmts(Gen.compileCond{exp=exp,an=an,rd=rt})
627 : monnier 247
628 : monnier 411 (* Misc *)
629 : george 545 | T.LET(s,e) => (doStmt s; doExpr(e, rt, an))
630 : leunga 744 | T.MARK(e, A.MARKREG f) => (f rt; doExpr(e,rt,an))
631 :     | T.MARK(e, a) => doExpr(e,rt,a::an)
632 : george 545 | e => doExpr(Gen.compileRexp e,rt,an)
633 : monnier 411
634 :     (* Generate a floating point load *)
635 :     and fload(ld32, ld64, ea, mem, ft, an) =
636 :     let val (ld,size) =
637 : leunga 624 if bit64mode andalso Gen.Size.size ea = 64 then (ld64,signed12)
638 : monnier 411 else (ld32,signed16)
639 :     val (r, disp) = addr(size,ea)
640 :     in mark(I.LF{ld=ld, ft=ft, ra=r, d=disp, mem=mem}, an) end
641 :    
642 :     (* Generate a floating-point binary operation *)
643 :     and fbinary(oper, e1, e2, ft, an) =
644 :     mark(I.FARITH{oper=oper,fa=fexpr e1,fb=fexpr e2,ft=ft,Rc=false}, an)
645 :    
646 :     (* Generate a floating-point 3-operand operation
647 :     * These are of the form
648 :     * +/- e1 * e3 +/- e2
649 :     *)
650 :     and f3(oper, e1, e2, e3, ft, an) =
651 :     mark(I.FARITH3{oper=oper,fa=fexpr e1,fb=fexpr e2,fc=fexpr e3,
652 :     ft=ft,Rc=false}, an)
653 :    
654 :     (* Generate a floating-point unary operation *)
655 :     and funary(oper, e, ft, an) =
656 :     mark(I.FUNARY{oper=oper, ft=ft, fb=fexpr e, Rc=false}, an)
657 :    
658 :     (* Reduce the expression fexp, return the register that holds
659 :     * the value.
660 :     *)
661 :     and fexpr(T.FREG(_,f)) = f
662 :     | fexpr(e) =
663 :     let val ft = newFreg()
664 :     in doFexpr(e, ft, []); ft end
665 :    
666 :     (* doExpr(fexp, ft, an) --
667 :     * reduce the expression fexp, and assigns
668 :     * it to ft. Also annotate fexp.
669 :     *)
670 :     and doFexpr(e, ft, an) =
671 :     case e of
672 :     T.FREG(_,fs) => fmove(fs,ft,an)
673 :    
674 :     (* Single precision support *)
675 :     | T.FLOAD(32, ea, mem) => fload(I.LFS,I.LFSE,ea,mem,ft,an)
676 :    
677 :     (* special 3 operand floating point arithmetic *)
678 :     | T.FADD(32,T.FMUL(32,a,c),b) => f3(I.FMADDS,a,b,c,ft,an)
679 :     | T.FADD(32,b,T.FMUL(32,a,c)) => f3(I.FMADDS,a,b,c,ft,an)
680 :     | T.FSUB(32,T.FMUL(32,a,c),b) => f3(I.FMSUBS,a,b,c,ft,an)
681 :     | T.FSUB(32,b,T.FMUL(32,a,c)) => f3(I.FNMADDS,a,b,c,ft,an)
682 :     | T.FNEG(32,T.FADD(32,T.FMUL(32,a,c),b)) => f3(I.FNMSUBS,a,b,c,ft,an)
683 :     | T.FNEG(32,T.FADD(32,b,T.FMUL(32,a,c))) => f3(I.FNMSUBS,a,b,c,ft,an)
684 :     | T.FSUB(32,T.FNEG(32,T.FMUL(32,a,c)),b) => f3(I.FNMSUBS,a,b,c,ft,an)
685 :    
686 :     | T.FADD(32, e1, e2) => fbinary(I.FADDS, e1, e2, ft, an)
687 :     | T.FSUB(32, e1, e2) => fbinary(I.FSUBS, e1, e2, ft, an)
688 :     | T.FMUL(32, e1, e2) => fbinary(I.FMULS, e1, e2, ft, an)
689 :     | T.FDIV(32, e1, e2) => fbinary(I.FDIVS, e1, e2, ft, an)
690 :    
691 :     (* Double precision support *)
692 :     | T.FLOAD(64, ea, mem) => fload(I.LFD,I.LFDE,ea,mem,ft,an)
693 :    
694 :     (* special 3 operand floating point arithmetic *)
695 :     | T.FADD(64,T.FMUL(64,a,c),b) => f3(I.FMADD,a,b,c,ft,an)
696 :     | T.FADD(64,b,T.FMUL(64,a,c)) => f3(I.FMADD,a,b,c,ft,an)
697 :     | T.FSUB(64,T.FMUL(64,a,c),b) => f3(I.FMSUB,a,b,c,ft,an)
698 :     | T.FSUB(64,b,T.FMUL(64,a,c)) => f3(I.FNMADD,a,b,c,ft,an)
699 :     | T.FNEG(64,T.FADD(64,T.FMUL(64,a,c),b)) => f3(I.FNMSUB,a,b,c,ft,an)
700 :     | T.FNEG(64,T.FADD(64,b,T.FMUL(64,a,c))) => f3(I.FNMSUB,a,b,c,ft,an)
701 :     | T.FSUB(64,T.FNEG(64,T.FMUL(64,a,c)),b) => f3(I.FNMSUB,a,b,c,ft,an)
702 :    
703 :     | T.FADD(64, e1, e2) => fbinary(I.FADD, e1, e2, ft, an)
704 :     | T.FSUB(64, e1, e2) => fbinary(I.FSUB, e1, e2, ft, an)
705 :     | T.FMUL(64, e1, e2) => fbinary(I.FMUL, e1, e2, ft, an)
706 :     | T.FDIV(64, e1, e2) => fbinary(I.FDIV, e1, e2, ft, an)
707 : george 545 | T.CVTI2F(64,_,e) =>
708 : monnier 475 app emit (PseudoInstrs.cvti2d{reg=expr e,fd=ft})
709 : monnier 411
710 :     (* Single/double precision support *)
711 :     | T.FABS((32|64), e) => funary(I.FABS, e, ft, an)
712 :     | T.FNEG((32|64), e) => funary(I.FNEG, e, ft, an)
713 : george 717 | T.FSQRT(32, e) => funary(I.FSQRTS, e, ft, an)
714 :     | T.FSQRT(64, e) => funary(I.FSQRT, e, ft, an)
715 : monnier 411
716 :     (* Misc *)
717 : leunga 744 | T.FMARK(e, A.MARKREG f) => (f ft; doFexpr(e,ft,an))
718 :     | T.FMARK(e, a) => doFexpr(e,ft,a::an)
719 : monnier 411 | _ => error "doFexpr"
720 :    
721 : george 545 and ccExpr(T.CC(_,cc)) = cc
722 :     | ccExpr(T.FCC(_,cc)) = cc
723 : monnier 411 | ccExpr(ccexp) =
724 :     let val cc = newCCreg()
725 :     in doCCexpr(ccexp,cc,[]); cc end
726 :    
727 :     (* Reduce an condition expression, and assigns the result to ccd *)
728 :     and doCCexpr(ccexp, ccd, an) =
729 :     case ccexp of
730 :     T.CMP(ty, cc, e1, e2) =>
731 :     let val (opnds, cmp) =
732 :     case cc of
733 :     (T.LT | T.LE | T.EQ | T.NE | T.GT | T.GE) =>
734 :     (immedOpnd signed16, I.CMP)
735 :     | _ => (immedOpnd unsigned16, I.CMPL)
736 :     val (opndA, opndB) = opnds(e1, e2)
737 :     val l = case ty of
738 :     32 => false
739 :     | 64 => true
740 :     | _ => error "doCCexpr"
741 :     in mark(I.COMPARE{cmp=cmp, l=l, bf=ccd, ra=opndA, rb=opndB},an)
742 :     end
743 :     | T.FCMP(fty, fcc, e1, e2) =>
744 :     mark(I.FCOMPARE{cmp=I.FCMPU, bf=ccd, fa=fexpr e1, fb=fexpr e2},an)
745 : george 545 | T.CC(_,cc) => ccmove(cc,ccd,an)
746 : leunga 744 | T.CCMARK(cc,A.MARKREG f) => (f ccd; doCCexpr(cc,ccd,an))
747 :     | T.CCMARK(cc,a) => doCCexpr(cc,ccd,a::an)
748 : monnier 411 | _ => error "doCCexpr: Not implemented"
749 :    
750 : leunga 744 and emitTrap() = emit(I.TW{to=31,ra=zeroR,si=I.ImmedOp 0})
751 : monnier 411
752 : monnier 429 val beginCluster = fn _ => (trapLabel := NONE; beginCluster(0))
753 :     val endCluster = fn a =>
754 : monnier 411 (case !trapLabel of
755 :     SOME label =>
756 :     (defineLabel label; emitTrap(); trapLabel := NONE)
757 :     | NONE => ();
758 : monnier 429 endCluster a)
759 : george 545
760 : monnier 429 in S.STREAM
761 :     { beginCluster = beginCluster,
762 :     endCluster = endCluster,
763 :     emit = doStmt,
764 :     pseudoOp = pseudoOp,
765 :     defineLabel = defineLabel,
766 :     entryLabel = entryLabel,
767 :     comment = comment,
768 :     annotation = annotation,
769 : leunga 744 exitBlock = fn mlrisc => exitBlock(cellset mlrisc)
770 : monnier 411 }
771 :     end
772 :    
773 : monnier 247 end
774 :    

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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