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[smlnj] Annotation of /sml/trunk/src/MLRISC/x86/instructions/x86Props.sml
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Annotation of /sml/trunk/src/MLRISC/x86/instructions/x86Props.sml

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Revision 683 - (view) (download)

1 : monnier 247 (* x86Props.sml -- 32bit, x86 instruction semantic properties
2 :     *
3 :     * COPYRIGHT (c) 1997 Bell Laboratories.
4 :     *)
5 :    
6 : monnier 411 functor X86Props(X86Instr : X86INSTR) : INSN_PROPERTIES =
7 : monnier 247 struct
8 :     structure I = X86Instr
9 :     structure C = I.C
10 : george 545 structure LE = I.LabelExp
11 : monnier 247
12 :     exception NegateConditional
13 :    
14 : monnier 411 fun error msg = MLRiscErrorMsg.error("X86Props",msg)
15 : monnier 247
16 : george 545 datatype kind = IK_JUMP | IK_NOP | IK_INSTR | IK_COPY | IK_CALL
17 : monnier 411 | IK_PHI | IK_SOURCE | IK_SINK
18 : monnier 247 datatype target = LABELLED of Label.label | FALLTHROUGH | ESCAPES
19 :     (*========================================================================
20 :     * Instruction Kinds
21 :     *========================================================================*)
22 :     fun instrKind (I.JMP _) = IK_JUMP
23 :     | instrKind (I.JCC _) = IK_JUMP
24 : monnier 411 | instrKind (I.COPY _) = IK_COPY
25 :     | instrKind (I.FCOPY _) = IK_COPY
26 :     | instrKind (I.CALL _) = IK_CALL
27 : leunga 624 | instrKind (I.PHI _) = IK_PHI
28 :     | instrKind (I.SOURCE _) = IK_SOURCE
29 :     | instrKind (I.SINK _) = IK_SINK
30 : leunga 683 | instrKind (I.RET _) = IK_JUMP
31 : monnier 411 | instrKind (I.ANNOTATION{i,...}) = instrKind i
32 : monnier 247 | instrKind _ = IK_INSTR
33 :    
34 :    
35 :     fun moveInstr(I.COPY _) = true
36 :     | moveInstr(I.FCOPY _) = true
37 : monnier 498 | moveInstr(I.MOVE{mvOp=I.MOVL, src=I.Direct _, dst=I.MemReg _, ...}) = true
38 :     | moveInstr(I.MOVE{mvOp=I.MOVL, src=I.MemReg _, dst=I.Direct _, ...}) = true
39 : monnier 411 | moveInstr(I.ANNOTATION{i,...}) = moveInstr i
40 : monnier 247 | moveInstr _ = false
41 :    
42 :     val nop = fn () => I.NOP
43 :    
44 :    
45 :     (*========================================================================
46 :     * Parallel Move
47 :     *========================================================================*)
48 :     fun moveTmpR(I.COPY{tmp=SOME(I.Direct r), ...}) = SOME r
49 :     | moveTmpR(I.FCOPY{tmp=SOME(I.FDirect f), ...}) = SOME f
50 : monnier 411 | moveTmpR(I.ANNOTATION{i,...}) = moveTmpR i
51 : monnier 247 | moveTmpR _ = NONE
52 :    
53 :     fun moveDstSrc(I.COPY{src, dst, ...}) = (dst, src)
54 :     | moveDstSrc(I.FCOPY{src, dst, ...}) = (dst, src)
55 : monnier 498 | moveDstSrc(I.MOVE{src=I.Direct rs, dst=I.MemReg rd, ...}) = ([rd], [rs])
56 :     | moveDstSrc(I.MOVE{src=I.MemReg rs, dst=I.Direct rd, ...}) = ([rd], [rs])
57 : monnier 411 | moveDstSrc(I.ANNOTATION{i,...}) = moveDstSrc i
58 : monnier 247 | moveDstSrc _ = error "moveDstSrc"
59 :    
60 :     (*=====================================================================
61 :     * Branches and Calls/Returns
62 :     *=====================================================================*)
63 :     fun branchTargets(I.JMP(_, [])) = [ESCAPES]
64 :     | branchTargets(I.JMP(_, labs)) = map LABELLED labs
65 : monnier 429 | branchTargets(I.RET _) = [ESCAPES]
66 : monnier 247 | branchTargets(I.JCC{opnd=I.ImmedLabel(LE.LABEL(lab)), ...}) =
67 :     [FALLTHROUGH, LABELLED lab]
68 : monnier 411 | branchTargets(I.ANNOTATION{i,...}) = branchTargets i
69 : monnier 247 | branchTargets _ = error "branchTargets"
70 :    
71 :     fun jump label = I.JMP (I.ImmedLabel(LE.LABEL label), [label])
72 :    
73 :     exception NotImplemented
74 : monnier 429 fun setTargets(I.JMP(I.ImmedLabel _,_),[l]) = jump l
75 :     | setTargets(I.JMP(opnd,_),_) = error "setTargets"
76 :     | setTargets(I.JCC{cond,opnd=I.ImmedLabel _},[f,t]) =
77 :     I.JCC{cond=cond,opnd=I.ImmedLabel(LE.LABEL t)}
78 :     | setTargets(I.JCC _,_) = error "setTargets"
79 :     | setTargets(I.ANNOTATION{i,a},l) = I.ANNOTATION{i=setTargets(i,l),a=a}
80 :     | setTargets(i,_) = i
81 : monnier 247 fun negateConditional _ = raise NotImplemented
82 :    
83 : monnier 411 val immedRange={lo= ~1073741824, hi=1073741823}
84 :     val toInt32 = Int32.fromLarge o Int.toLarge
85 :     fun loadImmed{immed,t} =
86 :     I.MOVE{mvOp=I.MOVL,src=I.Immed(toInt32 immed),dst=I.Direct t}
87 : leunga 657 fun loadOperand{opn,t} = I.MOVE{mvOp=I.MOVL,src=opn,dst=I.Direct t}
88 : monnier 411
89 :     (*=====================================================================
90 :     * Hashing and Equality on operands
91 :     *=====================================================================*)
92 :     fun hashOpn(I.Immed i) = Word.fromInt(Int32.toInt i)
93 : george 545 | hashOpn(I.ImmedLabel le) = LE.hash le + 0w123
94 : monnier 411 | hashOpn(I.Relative i) = Word.fromInt i + 0w1232
95 : george 545 | hashOpn(I.LabelEA le) = LE.hash le + 0w44444
96 : monnier 411 | hashOpn(I.Direct r) = Word.fromInt r
97 : monnier 498 | hashOpn(I.MemReg r) = Word.fromInt r + 0w2123
98 : george 555 | hashOpn(I.ST f) = Word.fromInt f + 0w88
99 : monnier 411 | hashOpn(I.FDirect f) = Word.fromInt f + 0w8888
100 : george 545 | hashOpn(I.Displace {base, disp, ...}) =
101 :     hashOpn disp + Word.fromInt base
102 : monnier 411 | hashOpn(I.Indexed {base, index, scale, disp, ...}) =
103 :     Word.fromInt index + Word.fromInt scale + hashOpn disp
104 :     fun eqOpn(I.Immed a,I.Immed b) = a = b
105 : george 545 | eqOpn(I.ImmedLabel a,I.ImmedLabel b) = LE.==(a,b)
106 : monnier 411 | eqOpn(I.Relative a,I.Relative b) = a = b
107 : george 545 | eqOpn(I.LabelEA a,I.LabelEA b) = LE.==(a,b)
108 : monnier 411 | eqOpn(I.Direct a,I.Direct b) = a = b
109 : monnier 498 | eqOpn(I.MemReg a,I.MemReg b) = a = b
110 : george 555 | eqOpn(I.ST a,I.ST b) = a = b
111 : monnier 411 | eqOpn(I.FDirect a,I.FDirect b) = a = b
112 :     | eqOpn(I.Displace{base=a,disp=b,...},I.Displace{base=c,disp=d,...}) =
113 :     a = c andalso eqOpn(b,d)
114 :     | eqOpn(I.Indexed{base=a,index=b,scale=c,disp=d,...},
115 :     I.Indexed{base=e,index=f,scale=g,disp=h,...}) =
116 :     b = f andalso c = g andalso a = e andalso eqOpn(d,h)
117 :     | eqOpn _ = false
118 :    
119 : monnier 247 (*========================================================================
120 :     * Definition and use (for register allocation mainly)
121 :     *========================================================================*)
122 :     val eaxPair = [C.edx, C.eax]
123 :    
124 :     fun defUseR instr = let
125 :     fun operandAcc(I.Direct r, acc) = r::acc
126 : monnier 498 | operandAcc(I.MemReg r, acc) = r::acc
127 : monnier 247 | operandAcc(I.Displace{base, ...}, acc) = base::acc
128 :     | operandAcc(I.Indexed{base=SOME b, index, ...}, acc) = b::index::acc
129 :     | operandAcc(I.Indexed{base=NONE, index, ...}, acc) = index::acc
130 :     | operandAcc(_, acc) = acc
131 :    
132 :     fun operandUse opnd = operandAcc(opnd, [])
133 :    
134 :     fun operandDef(I.Direct r) = [r]
135 : monnier 498 | operandDef(I.MemReg r) = [r]
136 : monnier 247 | operandDef _ = []
137 :    
138 :     fun multdiv{src, multDivOp} = let
139 :     val uses = operandUse src
140 :     in
141 :     case multDivOp
142 : leunga 606 of (I.IDIVL | I.DIVL) => (eaxPair, C.edx::C.eax::uses)
143 :     | I.MULL => (eaxPair, C.eax::uses)
144 : monnier 247 end
145 :    
146 : george 545 fun unary opnd = (operandDef opnd, operandUse opnd)
147 :     fun cmptest{lsrc, rsrc} = ([], operandAcc(lsrc, operandUse rsrc))
148 : leunga 593 fun push arg = ([C.stackptrR], operandAcc(arg, [C.stackptrR]))
149 : george 545 fun float opnd = ([], operandUse opnd)
150 : monnier 247 in
151 :     case instr
152 :     of I.JMP(opnd, _) => ([], operandUse opnd)
153 :     | I.JCC{opnd, ...} => ([], operandUse opnd)
154 : monnier 411 | I.CALL(opnd,defs,uses,_)=> (#1 defs, operandAcc(opnd, #1 uses))
155 : monnier 498 | I.MOVE{src, dst=I.Direct r, ...} => ([r], operandUse src)
156 :     | I.MOVE{src, dst=I.MemReg r, ...} => ([r], operandUse src)
157 : monnier 247 | I.MOVE{src, dst, ...} => ([], operandAcc(dst, operandUse src))
158 :     | I.LEA{r32, addr} => ([r32], operandUse addr)
159 : george 545 | ( I.CMPL arg | I.CMPW arg | I.CMPB arg
160 : leunga 646 | I.TESTL arg | I.TESTW arg | I.TESTB arg ) => cmptest arg
161 :     | I.BITOP{lsrc, rsrc, ...} => cmptest{lsrc=lsrc,rsrc=rsrc}
162 : george 545 | I.BINARY{binOp=I.XORL,src=I.Direct rs,dst=I.Direct rd,...} =>
163 :     if rs=rd then ([rd],[]) else ([rd],[rs,rd])
164 :     | I.BINARY{src,dst,...} =>
165 :     (operandDef dst, operandAcc(src, operandUse dst))
166 : leunga 601 | I.ENTER _ => ([C.esp, C.ebp], [C.esp, C.ebp])
167 :     | I.LEAVE => ([C.esp, C.ebp], [C.esp, C.ebp])
168 : monnier 247 | I.MULTDIV arg => multdiv arg
169 :     | I.MUL3{src1, src2=SOME _, dst}=> ([dst], operandUse src1)
170 :     | I.MUL3{src1, dst, ...}=> ([dst], dst::operandUse src1)
171 :    
172 : george 545 | I.UNARY{opnd, ...} => unary opnd
173 :     | I.SET{opnd, ...} => unary opnd
174 :     | ( I.PUSHL arg | I.PUSHW arg | I.PUSHB arg ) => push arg
175 : leunga 641 | I.POP arg => (C.stackptrR::operandDef arg, [C.stackptrR])
176 : monnier 247 | I.CDQ => ([C.edx], [C.eax])
177 :    
178 :     | I.COPY{dst, src, tmp=SOME(I.Direct r), ...} => (r::dst, src)
179 :     | I.COPY{dst, src, ...} => (dst, src)
180 : george 555 | I.FSTPT opnd => float opnd
181 : george 545 | I.FSTPL opnd => float opnd
182 :     | I.FSTPS opnd => float opnd
183 : leunga 579 | I.FSTL opnd => float opnd
184 :     | I.FSTS opnd => float opnd
185 : george 545 | I.FLDL opnd => float opnd
186 :     | I.FLDS opnd => float opnd
187 :     | I.FILD opnd => float opnd
188 : leunga 565 | I.FILDL opnd => float opnd
189 :     | I.FILDLL opnd => float opnd
190 : monnier 247 | I.FBINARY{src, ...} => ([], operandUse src)
191 : leunga 565 | I.FIBINARY{src, ...} => ([], operandUse src)
192 : george 545 | I.FENV{opnd, ...} => ([], operandUse opnd)
193 : monnier 247 | I.FNSTSW => ([C.eax], [])
194 :     | I.SAHF => ([], [C.eax])
195 : george 545 (* This sets the low order byte,
196 :     * do potentially it may define *and* use
197 :     *)
198 :     | I.CMOV{src,dst,...} => ([dst], operandAcc(src, [dst]))
199 : leunga 657 | I.ANNOTATION{a=C.DEF_USE{cellkind=C.GP,defs,uses}, i, ...} =>
200 :     let val (d,u) = defUseR i in (defs@d, u@uses) end
201 : monnier 498 | I.ANNOTATION{a, i, ...} => defUseR i
202 : monnier 247 | _ => ([], [])
203 :     end (* defUseR *)
204 :    
205 :     fun defUseF instr = let
206 :     fun operand(I.FDirect f) = [f]
207 :     | operand _ = []
208 :     in
209 :     case instr
210 : george 555 of I.FSTPT opnd => (operand opnd, [])
211 :     | I.FSTPL opnd => (operand opnd, [])
212 : george 545 | I.FSTPS opnd => (operand opnd, [])
213 : leunga 579 | I.FSTL opnd => (operand opnd, [])
214 :     | I.FSTS opnd => (operand opnd, [])
215 : george 555 | I.FLDT opnd => ([], operand opnd)
216 : george 545 | I.FLDL opnd => ([], operand opnd)
217 :     | I.FLDS opnd => ([], operand opnd)
218 : monnier 411 | I.CALL(_, defs, uses,_) => (#2 defs, #2 uses)
219 : monnier 247 | I.FBINARY{dst, src, ...}=> (operand dst, operand dst @ operand src)
220 :     | I.FCOPY{dst, src, tmp=SOME(I.FDirect f), ...} => (f::dst, src)
221 :     | I.FCOPY{dst, src, ...} => (dst, src)
222 : leunga 657 | I.ANNOTATION{a=C.DEF_USE{cellkind=C.FP,defs,uses}, i, ...} =>
223 :     let val (d,u) = defUseF i in (defs@d, u@uses) end
224 : monnier 498 | I.ANNOTATION{a, i, ...} => defUseF i
225 : monnier 247 | _ => ([], [])
226 :     end
227 :    
228 :     fun defUse C.GP = defUseR
229 :     | defUse C.FP = defUseF
230 :     | defUse _ = error "defUse"
231 : monnier 411
232 :     (*========================================================================
233 :     * Annotations
234 :     *========================================================================*)
235 : monnier 469 fun getAnnotations(I.ANNOTATION{i,a}) =
236 :     let val (i,an) = getAnnotations i in (i,a::an) end
237 :     | getAnnotations i = (i,[])
238 : monnier 411 fun annotate(i,a) = I.ANNOTATION{i=i,a=a}
239 : leunga 657
240 :     (*========================================================================
241 :     * Replicate an instruction
242 :     *========================================================================*)
243 :     fun replicate(I.ANNOTATION{i,a}) = I.ANNOTATION{i=replicate i,a=a}
244 :     | replicate(I.COPY{tmp=SOME _, dst, src}) =
245 :     I.COPY{tmp=SOME(I.Direct(C.newReg())), dst=dst, src=src}
246 :     | replicate(I.FCOPY{tmp=SOME _, dst, src}) =
247 :     I.FCOPY{tmp=SOME(I.FDirect(C.newFreg())), dst=dst, src=src}
248 :     | replicate i = i
249 : monnier 247 end
250 :    

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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