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

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

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Revision 545 - (view) (download)

1 : monnier 245 (*
2 : monnier 411 * This is a new instruction selection module for Sparc,
3 :     * using the new instruction representation and the new MLTREE representation.
4 :     * Support for V9 has been added.
5 : monnier 245 *
6 : monnier 411 * The cc bit in arithmetic op are now embedded within the arithmetic
7 :     * opcode. This should save some space.
8 : monnier 245 *
9 : monnier 411 * -- Allen
10 : monnier 245 *)
11 :    
12 :     functor Sparc
13 :     (structure SparcInstr : SPARCINSTR
14 : monnier 411 structure SparcMLTree : MLTREE
15 :     structure PseudoInstrs : SPARC_PSEUDO_INSTR
16 : monnier 475 sharing SparcMLTree.Region = SparcInstr.Region
17 : george 545 sharing SparcMLTree.LabelExp = SparcInstr.LabelExp
18 : monnier 475 sharing PseudoInstrs.I = SparcInstr
19 : monnier 411 (*
20 :     * The client should also specify these parameters.
21 :     * These are the estimated cost of these instructions.
22 :     * The code generator will use alternative sequences that are
23 :     * cheaper when their costs are lower.
24 :     *)
25 : george 545 val muluCost : int ref (* cost of unsigned multiplication in cycles *)
26 : monnier 411 val divuCost : int ref (* cost of unsigned division in cycles *)
27 :     val multCost : int ref (* cost of trapping/signed multiplication in cycles *)
28 :     val divtCost : int ref (* cost of trapping/signed division in cycles *)
29 :    
30 :     (*
31 :     * If you don't want to use register windows at all, set this to false.
32 :     *)
33 :     val registerwindow : bool ref (* should we use register windows? *)
34 :    
35 :     val V9 : bool (* should we use V9 instruction set? *)
36 :     val useBR : bool ref
37 :     (* should we use the BR instruction (when in V9)?
38 :     * I think it is a good idea to use it.
39 :     *)
40 : monnier 245 ) : MLTREECOMP =
41 :     struct
42 : monnier 411 structure T = SparcMLTree
43 : monnier 429 structure S = T.Stream
44 : monnier 411 structure R = SparcMLTree.Region
45 :     structure I = SparcInstr
46 :     structure C = I.C
47 : george 545 structure LE = I.LabelExp
48 : monnier 245 structure W = Word32
49 :     structure P = PseudoInstrs
50 : george 545 structure A = MLRiscAnnotations
51 : monnier 245
52 : george 545 type instrStream = (I.instruction,C.regmap,C.cellset) T.stream
53 :     type ('s,'r,'f,'c) mltreeStream =
54 :     (('s,'r,'f,'c) T.stm,C.regmap,('s,'r,'f,'c) T.mlrisc list) T.stream
55 :     type ('s,'r,'f,'c) reducer =
56 :     (I.instruction,C.regmap,C.cellset,I.operand,I.addressing_mode,'s,'r,'f,'c)
57 :     T.reducer
58 :     type ('s,'r,'f,'c) extender =
59 :     (I.instruction,C.regmap,C.cellset,I.operand,I.addressing_mode,'s,'r,'f,'c)
60 :     T.extender
61 :    
62 : monnier 411 structure Gen = MLTreeGen(structure T = T
63 :     val intTy = if V9 then 64 else 32
64 :     val naturalWidths = if V9 then [32,64] else [32]
65 : monnier 429 datatype rep = SE | ZE | NEITHER
66 :     val rep = NEITHER
67 : monnier 411 )
68 : monnier 245
69 : monnier 411 functor Multiply32 = MLTreeMult
70 :     (structure I = I
71 :     structure T = T
72 : monnier 429 type arg = {r1:C.cell,r2:C.cell,d:C.cell}
73 :     type argi = {r:C.cell,i:int,d:C.cell}
74 : monnier 411
75 :     val intTy = 32
76 :     fun mov{r,d} = I.COPY{dst=[d],src=[r],tmp=NONE,impl=ref NONE}
77 :     fun add{r1,r2,d} = I.ARITH{a=I.ADD,r=r1,i=I.REG r2,d=d}
78 :     fun slli{r,i,d} = [I.SHIFT{s=I.SLL,r=r,i=I.IMMED i,d=d}]
79 :     fun srli{r,i,d} = [I.SHIFT{s=I.SRL,r=r,i=I.IMMED i,d=d}]
80 :     fun srai{r,i,d} = [I.SHIFT{s=I.SRA,r=r,i=I.IMMED i,d=d}]
81 :     )
82 : monnier 245
83 : monnier 411 functor Multiply64 = MLTreeMult
84 :     (structure I = I
85 :     structure T = T
86 : monnier 429 type arg = {r1:C.cell,r2:C.cell,d:C.cell}
87 :     type argi = {r:C.cell,i:int,d:C.cell}
88 : monnier 411
89 :     val intTy = 64
90 :     fun mov{r,d} = I.COPY{dst=[d],src=[r],tmp=NONE,impl=ref NONE}
91 :     fun add{r1,r2,d} = I.ARITH{a=I.ADD,r=r1,i=I.REG r2,d=d}
92 :     fun slli{r,i,d} = [I.SHIFT{s=I.SLLX,r=r,i=I.IMMED i,d=d}]
93 :     fun srli{r,i,d} = [I.SHIFT{s=I.SRLX,r=r,i=I.IMMED i,d=d}]
94 :     fun srai{r,i,d} = [I.SHIFT{s=I.SRAX,r=r,i=I.IMMED i,d=d}]
95 :     )
96 : monnier 245
97 : monnier 411 (* signed, trapping version of multiply and divide *)
98 :     structure Mult32 = Multiply32
99 :     (val trapping = true
100 :     val multCost = multCost
101 :     fun addv{r1,r2,d} =
102 :     I.ARITH{a=I.ADDCC,r=r1,i=I.REG r2,d=d}::PseudoInstrs.overflowtrap32
103 :     fun subv{r1,r2,d} =
104 :     I.ARITH{a=I.SUBCC,r=r1,i=I.REG r2,d=d}::PseudoInstrs.overflowtrap32
105 :     val sh1addv = NONE
106 :     val sh2addv = NONE
107 :     val sh3addv = NONE
108 :     )
109 : monnier 429 (val signed = true)
110 : monnier 245
111 : monnier 411 (* unsigned, non-trapping version of multiply and divide *)
112 :     structure Mulu32 = Multiply32
113 :     (val trapping = false
114 :     val multCost = muluCost
115 :     fun addv{r1,r2,d} = [I.ARITH{a=I.ADD,r=r1,i=I.REG r2,d=d}]
116 :     fun subv{r1,r2,d} = [I.ARITH{a=I.SUB,r=r1,i=I.REG r2,d=d}]
117 :     val sh1addv = NONE
118 :     val sh2addv = NONE
119 :     val sh3addv = NONE
120 :     )
121 : monnier 429 (val signed = false)
122 : monnier 245
123 : monnier 411 (* signed, trapping version of multiply and divide *)
124 :     structure Mult64 = Multiply64
125 :     (val trapping = true
126 :     val multCost = multCost
127 :     fun addv{r1,r2,d} =
128 :     I.ARITH{a=I.ADDCC,r=r1,i=I.REG r2,d=d}::PseudoInstrs.overflowtrap64
129 :     fun subv{r1,r2,d} =
130 :     I.ARITH{a=I.SUBCC,r=r1,i=I.REG r2,d=d}::PseudoInstrs.overflowtrap64
131 :     val sh1addv = NONE
132 :     val sh2addv = NONE
133 :     val sh3addv = NONE
134 :     )
135 : monnier 429 (val signed = true)
136 : monnier 245
137 : monnier 411 (* unsigned, non-trapping version of multiply and divide *)
138 :     structure Mulu64 = Multiply64
139 :     (val trapping = false
140 :     val multCost = muluCost
141 :     fun addv{r1,r2,d} = [I.ARITH{a=I.ADD,r=r1,i=I.REG r2,d=d}]
142 :     fun subv{r1,r2,d} = [I.ARITH{a=I.SUB,r=r1,i=I.REG r2,d=d}]
143 :     val sh1addv = NONE
144 :     val sh2addv = NONE
145 :     val sh3addv = NONE
146 :     )
147 : monnier 429 (val signed = false)
148 : monnier 245
149 : monnier 411 datatype commutative = COMMUTE | NOCOMMUTE
150 :     datatype cc = REG (* write to register *)
151 :     | CC (* set condition code *)
152 :     | CC_REG (* do both *)
153 : monnier 245
154 : monnier 411 fun error msg = MLRiscErrorMsg.error("Sparc",msg)
155 : monnier 245
156 : monnier 411 fun selectInstructions
157 : george 545 (T.EXTENDER{compileStm, compileRexp, compileFexp, compileCCexp,...})
158 :     (instrStream as
159 :     S.STREAM{emit,defineLabel,entryLabel,pseudoOp,annotation,
160 : monnier 429 beginCluster,endCluster,exitBlock,alias,phi,comment,...}) =
161 : monnier 411 let
162 :     (* Flags *)
163 :     val useBR = !useBR
164 :     val registerwindow = !registerwindow
165 : monnier 245
166 : monnier 411 val trap32 = PseudoInstrs.overflowtrap32
167 :     val trap64 = PseudoInstrs.overflowtrap64
168 :     val newReg = C.newReg
169 :     val newFreg = C.newFreg
170 :     fun immed13 n = ~4096 <= n andalso n < 4096
171 :     fun immed13w w = let val x = W.~>>(w,0w12)
172 :     in x = 0w0 orelse (W.notb x) = 0w0 end
173 :     fun splitw w = {hi=W.toInt(W.>>(w,0w10)),lo=W.toInt(W.andb(w,0wx3ff))}
174 :     fun split n = splitw(W.fromInt n)
175 : monnier 245
176 : monnier 411
177 :     val zeroOpn = I.REG 0 (* zero value operand *)
178 :     val _ = if C.psr <> 65 then error "Wrong encoding for psr" else ()
179 : monnier 245
180 : monnier 411 fun cond T.LT = I.BL
181 :     | cond T.LTU = I.BCS
182 :     | cond T.LE = I.BLE
183 :     | cond T.LEU = I.BLEU
184 :     | cond T.EQ = I.BE
185 :     | cond T.NE = I.BNE
186 :     | cond T.GE = I.BGE
187 :     | cond T.GEU = I.BCC
188 :     | cond T.GT = I.BG
189 :     | cond T.GTU = I.BGU
190 : monnier 245
191 : monnier 411 fun rcond T.LT = I.RLZ
192 :     | rcond T.LE = I.RLEZ
193 :     | rcond T.EQ = I.RZ
194 :     | rcond T.NE = I.RNZ
195 :     | rcond T.GE = I.RGEZ
196 :     | rcond T.GT = I.RGZ
197 :     | rcond _ = error "rcond"
198 : monnier 245
199 : monnier 411 fun signedCmp(T.LT | T.LE | T.EQ | T.NE | T.GE | T.GT) = true
200 :     | signedCmp _ = false
201 : monnier 245
202 : monnier 411 fun fcond T.== = I.FBE
203 :     | fcond T.?<> = I.FBNE
204 :     | fcond T.? = I.FBU
205 :     | fcond T.<=> = I.FBO
206 :     | fcond T.> = I.FBG
207 :     | fcond T.>= = I.FBGE
208 :     | fcond T.?> = I.FBUG
209 :     | fcond T.?>= = I.FBUGE
210 :     | fcond T.< = I.FBL
211 :     | fcond T.<= = I.FBLE
212 :     | fcond T.?< = I.FBUL
213 :     | fcond T.?<= = I.FBULE
214 :     | fcond T.<> = I.FBLG
215 :     | fcond T.?= = I.FBUE
216 : george 545 | fcond fc = error("fcond "^T.Basis.fcondToString fc)
217 : monnier 245
218 : monnier 411 fun mark'(i,[]) = i
219 :     | mark'(i,a::an) = mark'(I.ANNOTATION{i=i,a=a},an)
220 : monnier 245
221 : monnier 411 fun mark(i,an) = emit(mark'(i,an))
222 : monnier 245
223 : monnier 411 (* convert an operand into a register *)
224 :     fun reduceOpn(I.REG r) = r
225 :     | reduceOpn(I.IMMED 0) = 0
226 :     | reduceOpn i =
227 :     let val d = newReg()
228 :     in emit(I.ARITH{a=I.OR,r=0,i=i,d=d}); d end
229 : monnier 245
230 : monnier 411 (* emit parallel copies *)
231 :     fun copy(dst,src,an) =
232 :     mark(I.COPY{dst=dst,src=src,impl=ref NONE,
233 :     tmp=case dst of [_] => NONE
234 :     | _ => SOME(I.Direct(newReg()))},an)
235 :     fun fcopy(dst,src,an) =
236 :     mark(I.FCOPY{dst=dst,src=src,impl=ref NONE,
237 :     tmp=case dst of [_] => NONE
238 :     | _ => SOME(I.FDirect(newFreg()))},an)
239 : monnier 245
240 : monnier 411 (* move register s to register d *)
241 :     fun move(s,d,an) =
242 :     if s = d orelse d = 0 then ()
243 :     else mark(I.COPY{dst=[d],src=[s],tmp=NONE,impl=ref NONE},an)
244 :    
245 :     (* move floating point register s to register d *)
246 :     fun fmoved(s,d,an) =
247 :     if s = d then ()
248 :     else mark(I.FCOPY{dst=[d],src=[s],tmp=NONE,impl=ref NONE},an)
249 : monnier 475 fun fmoves(s,d,an) = fmoved(s,d,an) (* error "fmoves" for now!!! XXX *)
250 : monnier 411 fun fmoveq(s,d,an) = error "fmoveq"
251 :    
252 :     (* load word constant *)
253 :     fun loadImmedw(w,d,cc,an) =
254 :     let val or = if cc <> REG then I.ORCC else I.OR
255 :     in if immed13w w then
256 :     mark(I.ARITH{a=or,r=0,i=I.IMMED(W.toIntX w),d=d},an)
257 :     else let val {hi,lo} = splitw w
258 :     in if lo = 0 then
259 :     (mark(I.SETHI{i=hi,d=d},an); genCmp0(cc,d))
260 :     else let val t = newReg()
261 :     in emit(I.SETHI{i=hi,d=t});
262 :     mark(I.ARITH{a=or,r=t,i=I.IMMED lo,d=d},an)
263 :     end
264 :     end
265 : monnier 245 end
266 :    
267 : monnier 411 (* load immediate *)
268 :     and loadImmed(n,d,cc,an) =
269 :     let val or = if cc <> REG then I.ORCC else I.OR
270 :     in if immed13 n then mark(I.ARITH{a=or,r=0,i=I.IMMED n,d=d},an)
271 :     else let val {hi,lo} = split n
272 :     in if lo = 0 then
273 :     (mark(I.SETHI{i=hi,d=d},an); genCmp0(cc,d))
274 :     else let val t = newReg()
275 :     in emit(I.SETHI{i=hi,d=t});
276 :     mark(I.ARITH{a=or,r=t,i=I.IMMED lo,d=d},an)
277 :     end
278 :     end
279 :     end
280 : monnier 245
281 : monnier 411 (* load label expression *)
282 :     and loadLabel(lab,d,cc,an) =
283 :     let val or = if cc <> REG then I.ORCC else I.OR
284 :     in mark(I.ARITH{a=or,r=0,i=I.LAB lab,d=d},an) end
285 : monnier 245
286 : monnier 411 (* emit an arithmetic op *)
287 :     and arith(a,acc,e1,e2,d,cc,comm,trap,an) =
288 :     let val (a,d) = case cc of
289 :     REG => (a,d)
290 :     | CC => (acc,0)
291 :     | CC_REG => (acc,d)
292 :     in case (opn e1,opn e2,comm) of
293 :     (i,I.REG r,COMMUTE)=> mark(I.ARITH{a=a,r=r,i=i,d=d},an)
294 :     | (I.REG r,i,_) => mark(I.ARITH{a=a,r=r,i=i,d=d},an)
295 :     | (r,i,_) => mark(I.ARITH{a=a,r=reduceOpn r,i=i,d=d},an)
296 :     ;
297 :     case trap of [] => () | _ => app emit trap
298 :     end
299 : monnier 245
300 : monnier 411 (* emit a shift op *)
301 :     and shift(s,e1,e2,d,cc,an) =
302 :     (mark(I.SHIFT{s=s,r=expr e1,i=opn e2,d=d},an);
303 :     genCmp0(cc,d)
304 :     )
305 : monnier 245
306 : monnier 411 (* emit externally defined multiply or division operation (V8) *)
307 :     and extarith(gen,genConst,e1,e2,d,cc,comm) =
308 :     let fun nonconst(e1,e2) =
309 :     case (opn e1,opn e2,comm) of
310 :     (i,I.REG r,COMMUTE) => gen({r=r,i=i,d=d},reduceOpn)
311 :     | (I.REG r,i,_) => gen({r=r,i=i,d=d},reduceOpn)
312 :     | (r,i,_) => gen({r=reduceOpn r,i=i,d=d},reduceOpn)
313 :     fun const(e,i) =
314 :     let val r = expr e
315 :     in genConst{r=r,i=i,d=d}
316 :     handle _ => gen({r=r,i=opn(T.LI i),d=d},reduceOpn)
317 :     end
318 :     fun constw(e,i) = const(e,Word32.toInt i)
319 :     handle _ => nonconst(e,T.LI32 i)
320 :     val instrs =
321 :     case (comm,e1,e2) of
322 :     (_,e1,T.LI i) => const(e1,i)
323 :     | (_,e1,T.LI32 i) => constw(e1,i)
324 :     | (COMMUTE,T.LI i,e2) => const(e2,i)
325 :     | (COMMUTE,T.LI32 i,e2) => constw(e2,i)
326 :     | _ => nonconst(e1,e2)
327 :     in app emit instrs;
328 :     genCmp0(cc,d)
329 :     end
330 : monnier 245
331 : monnier 411 (* emit 64-bit multiply or division operation (V9) *)
332 :     and muldiv64(a,genConst,e1,e2,d,cc,comm,an) =
333 :     let fun nonconst(e1,e2) =
334 :     [mark'(
335 :     case (opn e1,opn e2,comm) of
336 :     (i,I.REG r,COMMUTE) => I.ARITH{a=a,r=r,i=i,d=d}
337 :     | (I.REG r,i,_) => I.ARITH{a=a,r=r,i=i,d=d}
338 :     | (r,i,_) => I.ARITH{a=a,r=reduceOpn r,i=i,d=d},an)
339 :     ]
340 :     fun const(e,i) =
341 :     let val r = expr e
342 :     in genConst{r=r,i=i,d=d}
343 :     handle _ => [mark'(I.ARITH{a=a,r=r,i=opn(T.LI i),d=d},an)]
344 :     end
345 :     fun constw(e,i) = const(e,Word32.toInt i)
346 :     handle _ => nonconst(e,T.LI32 i)
347 :     val instrs =
348 :     case (comm,e1,e2) of
349 :     (_,e1,T.LI i) => const(e1,i)
350 :     | (_,e1,T.LI32 i) => constw(e1,i)
351 :     | (COMMUTE,T.LI i,e2) => const(e2,i)
352 :     | (COMMUTE,T.LI32 i,e2) => constw(e2,i)
353 :     | _ => nonconst(e1,e2)
354 :     in app emit instrs;
355 :     genCmp0(cc,d)
356 :     end
357 :    
358 :     (* divisions *)
359 : george 545 and divu32 x = Mulu32.divide{mode=T.TO_ZERO,stm=doStmt} x
360 :     and divt32 x = Mult32.divide{mode=T.TO_ZERO,stm=doStmt} x
361 :     and divu64 x = Mulu64.divide{mode=T.TO_ZERO,stm=doStmt} x
362 :     and divt64 x = Mult64.divide{mode=T.TO_ZERO,stm=doStmt} x
363 : monnier 411
364 : george 545 (*
365 :     and GOTO lab = T.JMP(T.LABEL(LE.LABEL lab),[],[])
366 :    
367 : monnier 411 and roundToZero{ty,r,i,d} =
368 :     let val L = Label.newLabel ""
369 :     in doStmt(T.MV(ty,d,T.REG(ty,r)));
370 : george 545 doStmt(T.IF(T.CMP(ty,T.GE,T.REG(ty,d),T.LI 0),GOTO L,T.SEQ []));
371 : monnier 411 doStmt(T.MV(ty,d,T.ADD(ty,T.REG(ty,d),T.LI i)));
372 :     defineLabel L
373 :     end
374 : george 545 *)
375 : monnier 411
376 :     (* emit an unary floating point op *)
377 :     and funary(a,e,d,an) = mark(I.FPop1{a=a,r=fexpr e,d=d},an)
378 :    
379 :     (* emit a binary floating point op *)
380 :     and farith(a,e1,e2,d,an) =
381 :     mark(I.FPop2{a=a,r1=fexpr e1,r2=fexpr e2,d=d},an)
382 :    
383 :     (* convert an expression into an addressing mode *)
384 :     and addr(T.ADD(_,e,T.LI n)) =
385 :     if immed13 n then (expr e,I.IMMED n)
386 :     else let val d = newReg()
387 :     in loadImmed(n,d,REG,[]); (d,opn e) end
388 : george 545 | addr(T.ADD(_,e,T.CONST c)) = (expr e,I.LAB(LE.CONST c))
389 : monnier 411 | addr(T.ADD(_,e,T.LABEL l)) = (expr e,I.LAB l)
390 :     | addr(T.ADD(ty,i as T.LI _,e)) = addr(T.ADD(ty,e,i))
391 : george 545 | addr(T.ADD(_,T.CONST c,e)) = (expr e,I.LAB(LE.CONST c))
392 : monnier 411 | addr(T.ADD(_,T.LABEL l,e)) = (expr e,I.LAB l)
393 :     | addr(T.ADD(_,e1,e2)) = (expr e1,I.REG(expr e2))
394 :     | addr(T.SUB(ty,e,T.LI n)) = addr(T.ADD(ty,e,T.LI(~n)))
395 :     | addr(T.LABEL l) = (0,I.LAB l)
396 :     | addr a = (expr a,zeroOpn)
397 :    
398 :     (* emit an integer load *)
399 :     and load(l,a,d,mem,cc,an) =
400 :     let val (r,i) = addr a
401 :     in mark(I.LOAD{l=l,r=r,i=i,d=d,mem=mem},an);
402 :     genCmp0(cc,d)
403 :     end
404 :    
405 :     (* emit an integer store *)
406 :     and store(s,a,d,mem,an) =
407 :     let val (r,i) = addr a
408 :     in mark(I.STORE{s=s,r=r,i=i,d=expr d,mem=mem},an) end
409 :    
410 :     (* emit a floating point load *)
411 :     and fload(l,a,d,mem,an) =
412 :     let val (r,i) = addr a
413 :     in mark(I.FLOAD{l=l,r=r,i=i,d=d,mem=mem},an) end
414 :    
415 :     (* emit a floating point store *)
416 :     and fstore(s,a,d,mem,an) =
417 :     let val (r,i) = addr a
418 :     in mark(I.FSTORE{s=s,r=r,i=i,d=fexpr d,mem=mem},an) end
419 :    
420 :     (* emit a jump *)
421 :     and jmp(a,labs,an) =
422 :     let val (r,i) = addr a
423 :     in mark(I.JMP{r=r,i=i,labs=labs,nop=true},an) end
424 :    
425 : george 545 (* convert mlrisc to cellset *)
426 :     and cellset mlrisc =
427 :     let fun g([],set) = set
428 :     | g(T.GPR(T.REG(_,r))::regs,set) = g(regs,C.addReg(r,set))
429 :     | g(T.FPR(T.FREG(_,f))::regs,set) = g(regs,C.addFreg(f,set))
430 :     | g(T.CCR(T.CC(_,65))::regs,set) = g(regs,C.addPSR(65,set))
431 :     | g(T.CCR(T.CC(_,cc))::regs,set) = g(regs,C.addReg(cc,set))
432 :     | g(_::regs, set) = g(regs,set)
433 :     in g(mlrisc, C.empty) end
434 :    
435 : monnier 411 (* emit a function call *)
436 : george 545 and call(a,flow,defs,uses,mem,an) =
437 : monnier 411 let val (r,i) = addr a
438 : george 545 val defs=cellset(defs)
439 :     val uses=cellset(uses)
440 : monnier 245 in case (r,i) of
441 :     (0,I.LAB(LE.LABEL l)) =>
442 : monnier 411 mark(I.CALL{label=l,defs=C.addReg(C.linkReg,defs),uses=uses,
443 :     mem=mem,nop=true},an)
444 :     | _ => mark(I.JMPL{r=r,i=i,d=C.linkReg,defs=defs,uses=uses,mem=mem,
445 :     nop=true},an)
446 : monnier 245 end
447 :    
448 : monnier 411 (* emit an integer branch instruction *)
449 : george 545 and branch(ctrl,T.CMP(ty,cond,a,b),lab,an) =
450 : monnier 411 let val (cond,a,b) =
451 :     case a of
452 :     (T.LI _ | T.LI32 _ | T.CONST _ | T.LABEL _) =>
453 : george 545 (T.Basis.swapCond cond,b,a)
454 : monnier 411 | _ => (cond,a,b)
455 :     in if V9 then
456 :     branchV9(cond,a,b,lab,an)
457 :     else
458 :     (doExpr(T.SUB(ty,a,b),newReg(),CC,[]); br(cond,lab,an))
459 :     end
460 : george 545 | branch(ctrl,T.CC(cond,65),lab,an) = br(cond,lab,an)
461 :     | branch(ctrl,T.CC(cond,r),lab,an) = (genCmp0(CC,r); br(cond,lab,an))
462 :     | branch(ctrl,T.FCMP(fty,cond,a,b),lab,an) =
463 :     let val cmp = case fty of
464 :     32 => I.FCMPs
465 :     | 64 => I.FCMPd
466 :     | _ => error "fbranch"
467 :     in emit(I.FCMP{cmp=cmp,r1=fexpr a,r2=fexpr b,nop=true});
468 :     mark(I.FBfcc{b=fcond cond,a=false,label=lab,nop=true},an)
469 :     end
470 : monnier 411 | branch _ = error "branch"
471 : monnier 245
472 : monnier 411 and branchV9(cond,a,b,lab,an) =
473 :     let val size = Gen.size a
474 :     in if useBR andalso signedCmp cond then
475 :     let val r = newReg()
476 :     in doExpr(T.SUB(size,a,b),r,REG,[]);
477 :     brcond(cond,r,lab,an)
478 :     end
479 :     else
480 :     let val cc = case size of 32 => I.ICC
481 :     | 64 => I.XCC
482 :     | _ => error "branchV9"
483 :     in doExpr(T.SUB(size,a,b),newReg(),CC,[]);
484 :     bp(cond,cc,lab,an)
485 :     end
486 :     end
487 : monnier 245
488 : monnier 411 and br(c,lab,an) = mark(I.Bicc{b=cond c,a=true,label=lab,nop=true},an)
489 : monnier 245
490 : monnier 411 and brcond(c,r,lab,an) =
491 :     mark(I.BR{rcond=rcond c,r=r,p=I.PT,a=true,label=lab,nop=true},an)
492 : monnier 245
493 : monnier 411 and bp(c,cc,lab,an) =
494 :     mark(I.BP{b=cond c,cc=cc,p=I.PT,a=true,label=lab,nop=true},an)
495 : monnier 245
496 : monnier 411 (* generate code for a statement *)
497 :     and stmt(T.MV(_,d,e),an) = doExpr(e,d,REG,an)
498 :     | stmt(T.FMV(_,d,e),an) = doFexpr(e,d,an)
499 :     | stmt(T.CCMV(d,e),an) = doCCexpr(e,d,an)
500 :     | stmt(T.COPY(_,dst,src),an) = copy(dst,src,an)
501 : monnier 475 | stmt(T.FCOPY(_,dst,src),an) = fcopy(dst,src,an)
502 : george 545 | stmt(T.JMP(ctrl,T.LABEL(LE.LABEL l),_),an) =
503 : monnier 411 mark(I.Bicc{b=I.BA,a=true,label=l,nop=false},an)
504 : george 545 | stmt(T.JMP(ctrl,e,labs),an) = jmp(e,labs,an)
505 :     | stmt(T.CALL(e,flow,def,use,cdef,cuse,mem),an) =
506 :     call(e,flow,def,use,mem,an)
507 :     | stmt(T.RET _,an) = mark(I.RET{leaf=not registerwindow,nop=true},an)
508 : monnier 411 | stmt(T.STORE(8,a,d,mem),an) = store(I.STB,a,d,mem,an)
509 :     | stmt(T.STORE(16,a,d,mem),an) = store(I.STH,a,d,mem,an)
510 :     | stmt(T.STORE(32,a,d,mem),an) = store(I.ST,a,d,mem,an)
511 :     | stmt(T.STORE(64,a,d,mem),an) =
512 :     store(if V9 then I.STX else I.STD,a,d,mem,an)
513 :     | stmt(T.FSTORE(32,a,d,mem),an) = fstore(I.STF,a,d,mem,an)
514 :     | stmt(T.FSTORE(64,a,d,mem),an) = fstore(I.STDF,a,d,mem,an)
515 : george 545 | stmt(T.BCC(ctrl,cc,lab),an) = branch(ctrl,cc,lab,an)
516 :     | stmt(T.DEFINE l,_) = defineLabel l
517 : monnier 411 | stmt(T.ANNOTATION(s,a),an) = stmt(s,a::an)
518 : george 545 | stmt(T.EXT s,an) = compileStm (reducer()) {stm=s, an=an}
519 :     | stmt(s,an) = doStmts(Gen.compileStm s)
520 : monnier 245
521 : monnier 411 and doStmt s = stmt(s,[])
522 : monnier 245
523 : george 545 and doStmts ss = app doStmt ss
524 : monnier 245
525 : monnier 411 (* convert an expression into a register *)
526 :     and expr(T.REG(_,r)) = r
527 :     | expr(T.LI 0) = 0
528 :     | expr(T.LI32 0w0) = 0
529 :     | expr e = let val d = newReg()
530 :     in doExpr(e,d,REG,[]); d end
531 : monnier 245
532 : monnier 411 (* compute an integer expression and put the result in register d
533 :     * If cc is set then set the condition code with the result.
534 :     *)
535 :     and doExpr(e,d,cc,an) =
536 :     case e of
537 :     T.REG(_,r) => (move(r,d,an); genCmp0(cc,r))
538 :     | T.LI n => loadImmed(n,d,cc,an)
539 :     | T.LI32 w => loadImmedw(w,d,cc,an)
540 :     | T.LABEL l => loadLabel(l,d,cc,an)
541 : george 545 | T.CONST c => loadLabel(LE.CONST c,d,cc,an)
542 : monnier 245
543 : monnier 411 (* generic 32/64 bit support *)
544 :     | T.ADD(_,a,b) => arith(I.ADD,I.ADDCC,a,b,d,cc,COMMUTE,[],an)
545 :     | T.SUB(_,a,T.LI 0) => doExpr(a,d,cc,an)
546 :     | T.SUB(_,a,T.LI32 0w0) => doExpr(a,d,cc,an)
547 :     | T.SUB(_,a,b) => arith(I.SUB,I.SUBCC,a,b,d,cc,NOCOMMUTE,[],an)
548 :    
549 :     | T.ANDB(_,a,T.NOTB(_,b)) =>
550 :     arith(I.ANDN,I.ANDNCC,a,b,d,cc,NOCOMMUTE,[],an)
551 :     | T.ORB(_,a,T.NOTB(_,b)) =>
552 :     arith(I.ORN,I.ORNCC,a,b,d,cc,NOCOMMUTE,[],an)
553 :     | T.XORB(_,a,T.NOTB(_,b)) =>
554 :     arith(I.XNOR,I.XNORCC,a,b,d,cc,COMMUTE,[],an)
555 :     | T.ANDB(_,T.NOTB(_,a),b) =>
556 :     arith(I.ANDN,I.ANDNCC,b,a,d,cc,NOCOMMUTE,[],an)
557 :     | T.ORB(_,T.NOTB(_,a),b) =>
558 :     arith(I.ORN,I.ORNCC,b,a,d,cc,NOCOMMUTE,[],an)
559 :     | T.XORB(_,T.NOTB(_,a),b) =>
560 :     arith(I.XNOR,I.XNORCC,b,a,d,cc,COMMUTE,[],an)
561 :     | T.NOTB(_,T.XORB(_,a,b)) =>
562 :     arith(I.XNOR,I.XNORCC,a,b,d,cc,COMMUTE,[],an)
563 : monnier 245
564 : monnier 411 | T.ANDB(_,a,b) => arith(I.AND,I.ANDCC,a,b,d,cc,COMMUTE,[],an)
565 :     | T.ORB(_,a,b) => arith(I.OR,I.ORCC,a,b,d,cc,COMMUTE,[],an)
566 :     | T.XORB(_,a,b) => arith(I.XOR,I.XORCC,a,b,d,cc,COMMUTE,[],an)
567 :     | T.NOTB(_,a) => arith(I.XNOR,I.XNORCC,a,T.LI 0,d,cc,COMMUTE,[],an)
568 : monnier 245
569 : monnier 411 (* 32 bit support *)
570 :     | T.SRA(32,a,b) => shift(I.SRA,a,b,d,cc,an)
571 :     | T.SRL(32,a,b) => shift(I.SRL,a,b,d,cc,an)
572 :     | T.SLL(32,a,b) => shift(I.SLL,a,b,d,cc,an)
573 :     | T.ADDT(32,a,b)=>
574 :     arith(I.ADDCC,I.ADDCC,a,b,d,CC_REG,COMMUTE,trap32,an)
575 :     | T.SUBT(32,a,b)=>
576 :     arith(I.SUBCC,I.SUBCC,a,b,d,CC_REG,NOCOMMUTE,trap32,an)
577 :     | T.MULU(32,a,b) => extarith(P.umul,Mulu32.multiply,a,b,d,cc,COMMUTE)
578 :     | T.MULT(32,a,b) => extarith(P.smul,Mult32.multiply,a,b,d,cc,COMMUTE)
579 :     | T.DIVU(32,a,b) => extarith(P.udiv,divu32,a,b,d,cc,NOCOMMUTE)
580 :     | T.DIVT(32,a,b) => extarith(P.sdiv,divt32,a,b,d,cc,NOCOMMUTE)
581 : monnier 245
582 : monnier 411 (* 64 bit support *)
583 :     | T.SRA(64,a,b) => shift(I.SRAX,a,b,d,cc,an)
584 :     | T.SRL(64,a,b) => shift(I.SRLX,a,b,d,cc,an)
585 :     | T.SLL(64,a,b) => shift(I.SLLX,a,b,d,cc,an)
586 :     | T.ADDT(64,a,b)=>
587 :     arith(I.ADDCC,I.ADDCC,a,b,d,CC_REG,COMMUTE,trap64,an)
588 :     | T.SUBT(64,a,b)=>
589 :     arith(I.SUBCC,I.SUBCC,a,b,d,CC_REG,NOCOMMUTE,trap64,an)
590 :     | T.MULU(64,a,b) =>
591 :     muldiv64(I.MULX,Mulu64.multiply,a,b,d,cc,COMMUTE,an)
592 :     | T.MULT(64,a,b) =>
593 :     (muldiv64(I.MULX,Mult64.multiply,a,b,d,CC_REG,COMMUTE,an);
594 :     app emit trap64)
595 :     | T.DIVU(64,a,b) => muldiv64(I.UDIVX,divu64,a,b,d,cc,NOCOMMUTE,an)
596 :     | T.DIVT(64,a,b) => muldiv64(I.SDIVX,divt64,a,b,d,cc,NOCOMMUTE,an)
597 : monnier 245
598 : monnier 411 (* loads *)
599 :     | T.LOAD(8,a,mem) => load(I.LDUB,a,d,mem,cc,an)
600 : george 545 | T.CVTI2I(_,T.SIGN_EXTEND,_,T.LOAD(8,a,mem)) =>
601 :     load(I.LDSB,a,d,mem,cc,an)
602 : monnier 411 | T.LOAD(16,a,mem) => load(I.LDUH,a,d,mem,cc,an)
603 : george 545 | T.CVTI2I(_,T.SIGN_EXTEND,_,T.LOAD(16,a,mem)) =>
604 : monnier 411 load(I.LDSH,a,d,mem,cc,an)
605 :     | T.LOAD(32,a,mem) => load(I.LD,a,d,mem,cc,an)
606 : george 545 | T.LOAD(64,a,mem) =>
607 :     load(if V9 then I.LDX else I.LDD,a,d,mem,cc,an)
608 : monnier 245
609 : monnier 411 (* conditional expression *)
610 : george 545 | T.COND exp => doStmts (Gen.compileCond{exp=exp,rd=d,an=an})
611 : monnier 411
612 :     (* misc *)
613 : george 545 | T.LET(s,e) => (doStmt s; doExpr(e, d, cc, an))
614 :     | T.MARK(e,A.MARKREG f) => (f d; doExpr(e,d,cc,an))
615 :     | T.MARK(e,a) => doExpr(e,d,cc,a::an)
616 :     | T.PRED(e,c) => doExpr(e,d,cc,A.CTRLUSE c::an)
617 :     | T.REXT e => compileRexp (reducer()) {e=e, rd=d, an=an}
618 :     | e => doExpr(Gen.compileRexp e,d,cc,an)
619 : monnier 411
620 :     (* generate a comparison with zero *)
621 :     and genCmp0(REG,_) = ()
622 :     | genCmp0(_,d) = emit(I.ARITH{a=I.SUBCC,r=d,i=zeroOpn,d=0})
623 :    
624 :     (* convert an expression into a floating point register *)
625 :     and fexpr(T.FREG(_,r)) = r
626 :     | fexpr e = let val d = newFreg() in doFexpr(e,d,[]); d end
627 :    
628 :     (* compute a floating point expression and put the result in d *)
629 :     and doFexpr(e,d,an) =
630 :     case e of
631 :     (* single precision *)
632 :     T.FREG(32,r) => fmoves(r,d,an)
633 :     | T.FLOAD(32,ea,mem) => fload(I.LDF,ea,d,mem,an)
634 :     | T.FADD(32,a,b) => farith(I.FADDs,a,b,d,an)
635 :     | T.FSUB(32,a,b) => farith(I.FSUBs,a,b,d,an)
636 :     | T.FMUL(32,a,b) => farith(I.FMULs,a,b,d,an)
637 :     | T.FDIV(32,a,b) => farith(I.FDIVs,a,b,d,an)
638 :     | T.FABS(32,a) => funary(I.FABSs,a,d,an)
639 :     | T.FNEG(32,a) => funary(I.FNEGs,a,d,an)
640 :     | T.FSQRT(32,a) => funary(I.FSQRTs,a,d,an)
641 :    
642 :     (* double precision *)
643 :     | T.FREG(64,r) => fmoved(r,d,an)
644 :     | T.FLOAD(64,ea,mem) => fload(I.LDDF,ea,d,mem,an)
645 :     | T.FADD(64,a,b) => farith(I.FADDd,a,b,d,an)
646 :     | T.FSUB(64,a,b) => farith(I.FSUBd,a,b,d,an)
647 :     | T.FMUL(64,a,b) => farith(I.FMULd,a,b,d,an)
648 :     | T.FDIV(64,a,b) => farith(I.FDIVd,a,b,d,an)
649 :     | T.FABS(64,a) => funary(I.FABSd,a,d,an)
650 :     | T.FNEG(64,a) => funary(I.FNEGd,a,d,an)
651 :     | T.FSQRT(64,a) => funary(I.FSQRTd,a,d,an)
652 :    
653 :     (* quad precision *)
654 :     | T.FREG(128,r) => fmoveq(r,d,an)
655 :     | T.FADD(128,a,b) => farith(I.FADDq,a,b,d,an)
656 :     | T.FSUB(128,a,b) => farith(I.FSUBq,a,b,d,an)
657 :     | T.FMUL(128,a,b) => farith(I.FMULq,a,b,d,an)
658 :     | T.FDIV(128,a,b) => farith(I.FDIVq,a,b,d,an)
659 :     | T.FABS(128,a) => funary(I.FABSq,a,d,an)
660 :     | T.FNEG(128,a) => funary(I.FNEGq,a,d,an)
661 :     | T.FSQRT(128,a) => funary(I.FSQRTq,a,d,an)
662 :    
663 :     (* floating point to floating point *)
664 : george 545 | T.CVTF2F(ty,ty',e) =>
665 : monnier 475 (case (ty,ty') of
666 :     (32,32) => doFexpr(e,d,an)
667 :     | (64,32) => funary(I.FsTOd,e,d,an)
668 : monnier 411 | (128,32) => funary(I.FsTOq,e,d,an)
669 : monnier 475 | (32,64) => funary(I.FdTOs,e,d,an)
670 :     | (64,64) => doFexpr(e,d,an)
671 : monnier 411 | (128,64) => funary(I.FdTOq,e,d,an)
672 :     | (32,128) => funary(I.FqTOs,e,d,an)
673 :     | (64,128) => funary(I.FqTOd,e,d,an)
674 :     | (128,128) => doFexpr(e,d,an)
675 :     | _ => error "CVTF2F"
676 :     )
677 :    
678 :     (* integer to floating point *)
679 : george 545 | T.CVTI2F(32,32,e) => app emit (P.cvti2s({i=opn e,d=d},reduceOpn))
680 :     | T.CVTI2F(64,32,e) => app emit (P.cvti2d({i=opn e,d=d},reduceOpn))
681 :     | T.CVTI2F(128,32,e) => app emit (P.cvti2q({i=opn e,d=d},reduceOpn))
682 : monnier 411
683 : george 545 | T.FMARK(e,A.MARKREG f) => (f d; doFexpr(e,d,an))
684 :     | T.FMARK(e,a) => doFexpr(e,d,a::an)
685 :     | T.FPRED(e,c) => doFexpr(e,d,A.CTRLUSE c::an)
686 :     | T.FEXT e => compileFexp (reducer()) {e=e, fd=d, an=an}
687 :     | e => doFexpr(Gen.compileFexp e,d,an)
688 : monnier 411
689 :     and doCCexpr(T.CMP(ty,cond,e1,e2),65,an) =
690 :     doExpr(T.SUB(ty,e1,e2),newReg(),CC,an)
691 :     | doCCexpr(T.CMP _,d,an) = error "doCCexpr"
692 :     | doCCexpr(_,65,an) = error "doCCexpr"
693 : george 545 | doCCexpr(T.CC(_,65),d,an) = error "doCCexpr"
694 :     | doCCexpr(T.CC(_,r),d,an) = move(r,d,an)
695 :     | doCCexpr(T.CCMARK(e,A.MARKREG f),d,an) = (f d; doCCexpr(e,d,an))
696 :     | doCCexpr(T.CCMARK(e,a),d,an) = doCCexpr(e,d,a::an)
697 :     | doCCexpr(T.CCEXT e,d,an) =
698 :     compileCCexp (reducer()) {e=e, cd=d, an=an}
699 : monnier 411 | doCCexpr e = error "doCCexpr"
700 :    
701 :     and ccExpr e = let val d = newReg() in doCCexpr(e,d,[]); d end
702 :    
703 :     (* convert an expression into an operand *)
704 :     and opn(T.LI 0) = zeroOpn
705 :     | opn(T.LI32 0w0) = zeroOpn
706 : george 545 | opn(T.CONST c) = I.LAB(LE.CONST c)
707 : monnier 411 | opn(T.LABEL l) = I.LAB l
708 :     | opn(e as T.LI n) = if immed13 n then I.IMMED n else I.REG(expr e)
709 :     | opn(e as T.LI32 n) =
710 :     if immed13w n then I.IMMED(W.toIntX n) else I.REG(expr e)
711 :     | opn e = I.REG(expr e)
712 :    
713 : george 545 and reducer() =
714 :     T.REDUCER{reduceRexp = expr,
715 :     reduceFexp = fexpr,
716 :     reduceCCexp = ccExpr,
717 :     reduceStm = stmt,
718 :     operand = opn,
719 :     reduceOperand = reduceOpn,
720 :     addressOf = addr,
721 :     emit = mark,
722 :     instrStream = instrStream,
723 :     mltreeStream = self()
724 :     }
725 :     and self() =
726 :     S.STREAM
727 :     { beginCluster= beginCluster,
728 :     endCluster = endCluster,
729 :     emit = doStmt,
730 :     pseudoOp = pseudoOp,
731 :     defineLabel = defineLabel,
732 :     entryLabel = entryLabel,
733 :     comment = comment,
734 :     annotation = annotation,
735 :     exitBlock = fn regs => exitBlock(cellset regs),
736 :     alias = alias,
737 :     phi = phi
738 :     }
739 :     in self()
740 : monnier 245 end
741 :    
742 :     end
743 :    
744 : monnier 411 (*
745 :     * Machine code generator for SPARC.
746 : monnier 245 *
747 : monnier 411 * The SPARC architecture has 32 general purpose registers (%g0 is always 0)
748 :     * and 32 single precision floating point registers.
749 : monnier 245 *
750 : monnier 411 * Some Ugliness: double precision floating point registers are
751 :     * register pairs. There are no double precision moves, negation and absolute
752 :     * values. These require two single precision operations. I've created
753 :     * composite instructions FMOVd, FNEGd and FABSd to stand for these.
754 : monnier 245 *
755 : monnier 411 * All integer arithmetic instructions can optionally set the condition
756 :     * code register. We use this to simplify certain comparisons with zero.
757 : monnier 245 *
758 : monnier 411 * Integer multiplication, division and conversion from integer to floating
759 :     * go thru the pseudo instruction interface, since older sparcs do not
760 :     * implement these instructions in hardware.
761 : monnier 245 *
762 : monnier 411 * In addition, the trap instruction for detecting overflow is a parameter.
763 :     * This allows different trap vectors to be used.
764 : monnier 245 *
765 : monnier 411 * -- Allen
766 :     *)

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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