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

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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