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

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

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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