basis/compiler/cfg/intrinsics/simd/backend/backend.factor

   1 ! Copyright (C) 2009 Joe Groff.
   2 ! See http://factorcode.org/license.txt for BSD license.
   3 USING: accessors arrays classes combinators
   4 compiler.cfg.instructions compiler.cfg.registers
   5 compiler.cfg.stacks compiler.cfg.stacks.local
   6 compiler.tree.propagation.info cpu.architecture fry
   7 generalizations kernel locals macros make math quotations
   8 sequences sequences.generalizations ;
   9 IN: compiler.cfg.intrinsics.simd.backend
  10
  11 ! Selection of implementation based on available CPU instructions
  12
  13 GENERIC: insn-available? ( ## -- reps )
  14
  15 M: object insn-available? drop t ;
  16
  17 M: ##zero-vector insn-available? rep>> %zero-vector-reps member? ;
  18 M: ##fill-vector insn-available? rep>> %fill-vector-reps member? ;
  19 M: ##gather-vector-2 insn-available? rep>> %gather-vector-2-reps member? ;
  20 M: ##gather-vector-4 insn-available? rep>> %gather-vector-4-reps member? ;
  21 M: ##gather-int-vector-2 insn-available? rep>> %gather-int-vector-2-reps member? ;
  22 M: ##gather-int-vector-4 insn-available? rep>> %gather-int-vector-4-reps member? ;
  23 M: ##select-vector insn-available? rep>> %select-vector-reps member? ;
  24 M: ##store-memory-imm insn-available? rep>> %alien-vector-reps member? ;
  25 M: ##shuffle-vector insn-available? rep>> %shuffle-vector-reps member? ;
  26 M: ##shuffle-vector-imm insn-available? rep>> %shuffle-vector-imm-reps member? ;
  27 M: ##shuffle-vector-halves-imm insn-available? rep>> %shuffle-vector-halves-imm-reps member? ;
  28 M: ##merge-vector-head insn-available? rep>> %merge-vector-reps member? ;
  29 M: ##merge-vector-tail insn-available? rep>> %merge-vector-reps member? ;
  30 M: ##float-pack-vector insn-available? rep>> %float-pack-vector-reps member? ;
  31 M: ##signed-pack-vector insn-available? rep>> %signed-pack-vector-reps member? ;
  32 M: ##unsigned-pack-vector insn-available? rep>> %unsigned-pack-vector-reps member? ;
  33 M: ##unpack-vector-head insn-available? rep>> %unpack-vector-head-reps member? ;
  34 M: ##unpack-vector-tail insn-available? rep>> %unpack-vector-tail-reps member? ;
  35 M: ##tail>head-vector insn-available? rep>> %unpack-vector-head-reps member? ;
  36 M: ##integer>float-vector insn-available? rep>> %integer>float-vector-reps member? ;
  37 M: ##float>integer-vector insn-available? rep>> %float>integer-vector-reps member? ;
  38 M: ##compare-vector insn-available? [ rep>> ] [ cc>> ] bi %compare-vector-reps member? ;
  39 M: ##move-vector-mask insn-available? rep>> %move-vector-mask-reps member? ;
  40 M: ##test-vector insn-available? rep>> %test-vector-reps member? ;
  41 M: ##add-vector insn-available? rep>> %add-vector-reps member? ;
  42 M: ##saturated-add-vector insn-available? rep>> %saturated-add-vector-reps member? ;
  43 M: ##add-sub-vector insn-available? rep>> %add-sub-vector-reps member? ;
  44 M: ##sub-vector insn-available? rep>> %sub-vector-reps member? ;
  45 M: ##saturated-sub-vector insn-available? rep>> %saturated-sub-vector-reps member? ;
  46 M: ##mul-vector insn-available? rep>> %mul-vector-reps member? ;
  47 M: ##mul-high-vector insn-available? rep>> %mul-high-vector-reps member? ;
  48 M: ##mul-horizontal-add-vector insn-available? rep>> %mul-horizontal-add-vector-reps member? ;
  49 M: ##saturated-mul-vector insn-available? rep>> %saturated-mul-vector-reps member? ;
  50 M: ##div-vector insn-available? rep>> %div-vector-reps member? ;
  51 M: ##min-vector insn-available? rep>> %min-vector-reps member? ;
  52 M: ##max-vector insn-available? rep>> %max-vector-reps member? ;
  53 M: ##avg-vector insn-available? rep>> %avg-vector-reps member? ;
  54 M: ##dot-vector insn-available? rep>> %dot-vector-reps member? ;
  55 M: ##sad-vector insn-available? rep>> %sad-vector-reps member? ;
  56 M: ##sqrt-vector insn-available? rep>> %sqrt-vector-reps member? ;
  57 M: ##horizontal-add-vector insn-available? rep>> %horizontal-add-vector-reps member? ;
  58 M: ##horizontal-sub-vector insn-available? rep>> %horizontal-sub-vector-reps member? ;
  59 M: ##abs-vector insn-available? rep>> %abs-vector-reps member? ;
  60 M: ##and-vector insn-available? rep>> %and-vector-reps member? ;
  61 M: ##andn-vector insn-available? rep>> %andn-vector-reps member? ;
  62 M: ##or-vector insn-available? rep>> %or-vector-reps member? ;
  63 M: ##xor-vector insn-available? rep>> %xor-vector-reps member? ;
  64 M: ##not-vector insn-available? rep>> %not-vector-reps member? ;
  65 M: ##shl-vector insn-available? rep>> %shl-vector-reps member? ;
  66 M: ##shr-vector insn-available? rep>> %shr-vector-reps member? ;
  67 M: ##shl-vector-imm insn-available? rep>> %shl-vector-imm-reps member? ;
  68 M: ##shr-vector-imm insn-available? rep>> %shr-vector-imm-reps member? ;
  69 M: ##horizontal-shl-vector-imm insn-available? rep>> %horizontal-shl-vector-imm-reps member? ;
  70 M: ##horizontal-shr-vector-imm insn-available? rep>> %horizontal-shr-vector-imm-reps member? ;
  71
  72 : [vector-op-checked] ( #dup quot -- quot )
  73     '[ _ ndup [ @ ] { } make dup [ insn-available? ] all? ] ;
  74
  75 GENERIC#: >vector-op-cond 2 ( quot #pick #dup -- quotpair )
  76 M:: callable >vector-op-cond ( quot #pick #dup -- quotpair )
  77     #dup quot [vector-op-checked] '[ 2drop @ ]
  78     #dup '[ % _ nnip ]
  79     2array ;
  80
  81 M:: pair >vector-op-cond ( pair #pick #dup -- quotpair )
  82     pair first2 :> ( class quot )
  83     #pick class #dup quot [vector-op-checked]
  84     '[ 2drop _ npick _ instance? _ [ f f f ] if ]
  85     #dup '[ % _ nnip ]
  86     2array ;
  87
  88 MACRO: v-vector-op ( trials -- quot )
  89     [ 1 2 >vector-op-cond ] map '[ f f _ cond ] ;
  90 MACRO: vl-vector-op ( trials -- quot )
  91     [ 1 3 >vector-op-cond ] map '[ f f _ cond ] ;
  92 MACRO: vvl-vector-op ( trials -- quot )
  93     [ 1 4 >vector-op-cond ] map '[ f f _ cond ] ;
  94 MACRO: vv-vector-op ( trials -- quot )
  95     [ 1 3 >vector-op-cond ] map '[ f f _ cond ] ;
  96 MACRO: vv-cc-vector-op ( trials -- quot )
  97     [ 2 4 >vector-op-cond ] map '[ f f _ cond ] ;
  98 MACRO: vvvv-vector-op ( trials -- quot )
  99     [ 1 5 >vector-op-cond ] map '[ f f _ cond ] ;
 100
 101 ! Intrinsic code emission
 102
 103 MACRO: check-elements ( quots -- quot )
 104     [ length '[ _ firstn ] ]
 105     [ '[ _ spread ] ]
 106     [ length 1 - \ and <repetition> [ ] like ]
 107     tri 3append ;
 108
 109 ERROR: bad-simd-intrinsic node ;
 110
 111 MACRO: if-literals-match ( quots -- quot )
 112     [ length ] [ ] [ length ] tri
 113     ! n quots n
 114     '[
 115         ! node quot
 116         [
 117             dup node-input-infos
 118             _ tail-slice* [ literal>> ] map
 119             dup _ check-elements
 120         ] dip
 121         swap [
 122             ! node literals quot
 123             [ _ firstn ] dip call
 124             drop
 125         ] [ 2drop bad-simd-intrinsic ] if
 126     ] ;
 127
 128 CONSTANT: unary        [ ds-drop  ds-pop ]
 129 CONSTANT: unary/param  [ [ -2 <ds-loc> inc-stack ds-pop ] dip ]
 130 CONSTANT: binary       [ ds-drop 2inputs ]
 131 CONSTANT: binary/param [ [ -2 <ds-loc> inc-stack 2inputs ] dip ]
 132 CONSTANT: quaternary
 133     [
 134         ds-drop
 135         D: 3 peek-loc
 136         D: 2 peek-loc
 137         D: 1 peek-loc
 138         D: 0 peek-loc
 139         -4 <ds-loc> inc-stack
 140     ]
 141
 142 :: emit-vector-op ( trials params-quot op-quot literal-preds -- quot )
 143     params-quot trials op-quot literal-preds
 144     '[ [ _ dip _ @ ds-push ] _ if-literals-match ] ;
 145
 146 MACRO: emit-v-vector-op ( trials -- quot )
 147     unary [ v-vector-op ] { [ representation? ] } emit-vector-op ;
 148 MACRO: emit-vl-vector-op ( trials literal-pred -- quot )
 149     [ unary/param [ vl-vector-op ] { [ representation? ] } ] dip prefix emit-vector-op ;
 150 MACRO: emit-vv-vector-op ( trials -- quot )
 151     binary [ vv-vector-op ] { [ representation? ] } emit-vector-op ;
 152 MACRO: emit-vvl-vector-op ( trials literal-pred -- quot )
 153     [ binary/param [ vvl-vector-op ] { [ representation? ] } ] dip prefix emit-vector-op ;
 154 MACRO: emit-vvvv-vector-op ( trials -- quot )
 155     quaternary [ vvvv-vector-op ] { [ representation? ] } emit-vector-op ;
 156
 157 MACRO:: emit-vv-or-vl-vector-op ( var-trials imm-trials literal-pred -- quot )
 158     literal-pred imm-trials literal-pred var-trials
 159     '[
 160         dup node-input-infos 2 tail-slice* first literal>> @
 161         [ _ _ emit-vl-vector-op ]
 162         [ _   emit-vv-vector-op ] if
 163     ] ;