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

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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