basis/cpu/ppc/assembler/assembler.factor

   1 ! Copyright (C) 2005, 2009 Slava Pestov.
   2 ! See http://factorcode.org/license.txt for BSD license.
   3 USING: kernel namespaces words math math.order locals
   4 cpu.ppc.assembler.backend ;
   5 IN: cpu.ppc.assembler
   6
   7 ! See the Motorola or IBM documentation for details. The opcode
   8 ! names are standard, and the operand order is the same as in
   9 ! the docs, except a few differences, namely, in IBM/Motorola
  10 ! assembler syntax, loads and stores are written like:
  11 !
  12 ! stw r14,10(r15)
  13 !
  14 ! In Factor, we write:
  15 !
  16 ! 14 15 10 STW
  17
  18 ! D-form
  19 D: ADDI 14
  20 D: ADDIC 12
  21 D: ADDIC. 13
  22 D: ADDIS 15
  23 D: CMPI 11
  24 D: CMPLI 10
  25 D: LBZ 34
  26 D: LBZU 35
  27 D: LFD 50
  28 D: LFDU 51
  29 D: LFS 48
  30 D: LFSU 49
  31 D: LHA 42
  32 D: LHAU 43
  33 D: LHZ 40
  34 D: LHZU 41
  35 D: LWZ 32
  36 D: LWZU 33
  37 D: MULI 7
  38 D: MULLI 7
  39 D: STB 38
  40 D: STBU 39
  41 D: STFD 54
  42 D: STFDU 55
  43 D: STFS 52
  44 D: STFSU 53
  45 D: STH 44
  46 D: STHU 45
  47 D: STW 36
  48 D: STWU 37
  49
  50 ! SD-form
  51 SD: ANDI 28
  52 SD: ANDIS 29
  53 SD: ORI 24
  54 SD: ORIS 25
  55 SD: XORI 26
  56 SD: XORIS 27
  57
  58 ! X-form
  59 X: AND 0 28 31
  60 X: AND. 1 28 31
  61 X: CMP 0 0 31
  62 X: CMPL 0 32 31
  63 X: EQV 0 284 31
  64 X: EQV. 1 284 31
  65 X: FCMPO 0 32 63
  66 X: FCMPU 0 0 63
  67 X: LBZUX 0 119 31
  68 X: LBZX 0 87 31
  69 X: LHAUX 0 375 31
  70 X: LHAX 0 343 31
  71 X: LHZUX 0 311 31
  72 X: LHZX 0 279 31
  73 X: LWZUX 0 55 31
  74 X: LWZX 0 23 31
  75 X: NAND 0 476 31
  76 X: NAND. 1 476 31
  77 X: NOR 0 124 31
  78 X: NOR. 1 124 31
  79 X: OR 0 444 31
  80 X: OR. 1 444 31
  81 X: ORC 0 412 31
  82 X: ORC. 1 412 31
  83 X: SLW 0 24 31
  84 X: SLW. 1 24 31
  85 X: SRAW 0 792 31
  86 X: SRAW. 1 792 31
  87 X: SRAWI 0 824 31
  88 X: SRW 0 536 31
  89 X: SRW. 1 536 31
  90 X: STBUX 0 247 31
  91 X: STBX 0 215 31
  92 X: STHUX 0 439 31
  93 X: STHX 0 407 31
  94 X: STWUX 0 183 31
  95 X: STWX 0 151 31
  96 X: XOR 0 316 31
  97 X: XOR. 1 316 31
  98 X1: EXTSB 0 954 31
  99 X1: EXTSB. 1 954 31
 100 : FRSP ( a s -- ) [ 0 ] 2dip 0 12 63 x-insn ;
 101 : FRSP. ( a s -- ) [ 0 ] 2dip 1 12 63 x-insn ;
 102 : FMR ( a s -- ) [ 0 ] 2dip 0 72 63 x-insn ;
 103 : FMR. ( a s -- ) [ 0 ] 2dip 1 72 63 x-insn ;
 104 : FCTIWZ ( a s -- ) [ 0 ] 2dip 0 15 63 x-insn ;
 105 : FCTIWZ. ( a s -- ) [ 0 ] 2dip 1 15 63 x-insn ;
 106
 107 ! XO-form
 108 XO: ADD 0 0 266 31
 109 XO: ADD. 0 1 266 31
 110 XO: ADDC 0 0 10 31
 111 XO: ADDC. 0 1 10 31
 112 XO: ADDCO 1 0 10 31
 113 XO: ADDCO. 1 1 10 31
 114 XO: ADDE 0 0 138 31
 115 XO: ADDE. 0 1 138 31
 116 XO: ADDEO 1 0 138 31
 117 XO: ADDEO. 1 1 138 31
 118 XO: ADDO 1 0 266 31
 119 XO: ADDO. 1 1 266 31
 120 XO: DIVW 0 0 491 31
 121 XO: DIVW. 0 1 491 31
 122 XO: DIVWO 1 0 491 31
 123 XO: DIVWO. 1 1 491 31
 124 XO: DIVWU 0 0 459 31
 125 XO: DIVWU. 0 1 459 31
 126 XO: DIVWUO 1 0 459 31
 127 XO: DIVWUO. 1 1 459 31
 128 XO: MULHW 0 0 75 31
 129 XO: MULHW. 0 1 75 31
 130 XO: MULHWU 0 0 11 31
 131 XO: MULHWU. 0 1 11 31
 132 XO: MULLW 0 0 235 31
 133 XO: MULLW. 0 1 235 31
 134 XO: MULLWO 1 0 235 31
 135 XO: MULLWO. 1 1 235 31
 136 XO: SUBF 0 0 40 31
 137 XO: SUBF. 0 1 40 31
 138 XO: SUBFC 0 0 8 31
 139 XO: SUBFC. 0 1 8 31
 140 XO: SUBFCO 1 0 8 31
 141 XO: SUBFCO. 1 1 8 31
 142 XO: SUBFE 0 0 136 31
 143 XO: SUBFE. 0 1 136 31
 144 XO: SUBFEO 1 0 136 31
 145 XO: SUBFEO. 1 1 136 31
 146 XO: SUBFO 1 0 40 31
 147 XO: SUBFO. 1 1 40 31
 148 XO1: NEG 0 0 104 31
 149 XO1: NEG. 0 1 104 31
 150 XO1: NEGO 1 0 104 31
 151 XO1: NEGO. 1 1 104 31
 152
 153 ! A-form
 154 : RLWINM ( d a b c xo -- ) 0 21 a-insn ;
 155 : RLWINM. ( d a b c xo -- ) 1 21 a-insn ;
 156 : FADD ( d a b -- ) 0 21 0 63 a-insn ;
 157 : FADD. ( d a b -- ) 0 21 1 63 a-insn ;
 158 : FSUB ( d a b -- ) 0 20 0 63 a-insn ;
 159 : FSUB. ( d a b -- ) 0 20 1 63 a-insn ;
 160 : FMUL ( d a c -- )  0 swap 25 0 63 a-insn ;
 161 : FMUL. ( d a c -- ) 0 swap 25 1 63 a-insn ;
 162 : FDIV ( d a b -- ) 0 18 0 63 a-insn ;
 163 : FDIV. ( d a b -- ) 0 18 1 63 a-insn ;
 164 : FSQRT ( d b -- ) 0 swap 0 22 0 63 a-insn ;
 165 : FSQRT. ( d b -- ) 0 swap 0 22 1 63 a-insn ;
 166
 167 ! Branches
 168 : B ( dest -- ) 0 0 (B) ;
 169 : BL ( dest -- ) 0 1 (B) ;
 170 BC: LT 12 0
 171 BC: GE 4 0
 172 BC: GT 12 1
 173 BC: LE 4 1
 174 BC: EQ 12 2
 175 BC: NE 4 2
 176 BC: O  12 3
 177 BC: NO 4 3
 178 B: CLR 0 8 0 0 19
 179 B: CLRL 0 8 0 1 19
 180 B: CCTR 0 264 0 0 19
 181 : BLR ( -- ) 20 BCLR ;
 182 : BLRL ( -- ) 20 BCLRL ;
 183 : BCTR ( -- ) 20 BCCTR ;
 184
 185 ! Special registers
 186 MFSPR: XER 1
 187 MFSPR: LR 8
 188 MFSPR: CTR 9
 189 MTSPR: XER 1
 190 MTSPR: LR 8
 191 MTSPR: CTR 9
 192
 193 ! Pseudo-instructions
 194 : LI ( value dst -- ) swap [ 0 ] dip ADDI ; inline
 195 : SUBI ( dst src1 src2 -- ) neg ADDI ; inline
 196 : LIS ( value dst -- ) swap [ 0 ] dip ADDIS ; inline
 197 : SUBIC ( dst src1 src2 -- ) neg ADDIC ; inline
 198 : SUBIC. ( dst src1 src2 -- ) neg ADDIC. ; inline
 199 : NOT ( dst src -- ) dup NOR ; inline
 200 : NOT. ( dst src -- ) dup NOR. ; inline
 201 : MR ( dst src -- ) dup OR ; inline
 202 : MR. ( dst src -- ) dup OR. ; inline
 203 : (SLWI) ( d a b -- d a b x y ) 0 31 pick - ; inline
 204 : SLWI ( d a b -- ) (SLWI) RLWINM ;
 205 : SLWI. ( d a b -- ) (SLWI) RLWINM. ;
 206 : (SRWI) ( d a b -- d a b x y ) 32 over - swap 31 ; inline
 207 : SRWI ( d a b -- ) (SRWI) RLWINM ;
 208 : SRWI. ( d a b -- ) (SRWI) RLWINM. ;
 209 :: LOAD32 ( n r -- )
 210     n -16 shift HEX: ffff bitand r LIS
 211     r r n HEX: ffff bitand ORI ;
 212 : immediate? ( n -- ? ) HEX: -8000 HEX: 7fff between? ;
 213 : LOAD ( n r -- ) over immediate? [ LI ] [ LOAD32 ] if ;
 214
 215 ! Altivec/VMX instructions
 216 VA: VMHADDSHS  32 4
 217 VA: VMHRADDSHS 33 4
 218 VA: VMLADDUHM  34 4
 219 VA: VMSUMUBM   36 4
 220 VA: VMSUMMBM   37 4
 221 VA: VMSUMUHM   38 4
 222 VA: VMSUMUHS   39 4
 223 VA: VMSUMSHM   40 4
 224 VA: VMSUMSHS   41 4
 225 VA: VSEL       42 4
 226 VA: VPERM      43 4
 227 VA: VSLDOI     44 4
 228 VA: VMADDFP    46 4
 229 VA: VNMSUBFP   47 4
 230
 231 VX: VADDUBM    0 4
 232 VX: VADDUHM   64 4
 233 VX: VADDUWM  128 4
 234 VX: VADDCUW  384 4
 235 VX: VADDUBS  512 4
 236 VX: VADDUHS  576 4
 237 VX: VADDUWS  640 4
 238 VX: VADDSBS  768 4
 239 VX: VADDSHS  832 4
 240 VX: VADDSWS  896 4
 241
 242 VX: VSUBUBM 1024 4
 243 VX: VSUBUHM 1088 4
 244 VX: VSUBUWM 1152 4
 245 VX: VSUBCUW 1408 4
 246 VX: VSUBUBS 1536 4
 247 VX: VSUBUHS 1600 4
 248 VX: VSUBUWS 1664 4
 249 VX: VSUBSBS 1792 4
 250 VX: VSUBSHS 1856 4
 251 VX: VSUBSWS 1920 4
 252
 253 VX: VMAXUB    2 4
 254 VX: VMAXUH   66 4
 255 VX: VMAXUW  130 4
 256 VX: VMAXSB  258 4
 257 VX: VMAXSH  322 4
 258 VX: VMAXSW  386 4
 259
 260 VX: VMINUB  514 4
 261 VX: VMINUH  578 4
 262 VX: VMINUW  642 4
 263 VX: VMINSB  770 4
 264 VX: VMINSH  834 4
 265 VX: VMINSW  898 4
 266
 267 VX: VAVGUB 1026 4
 268 VX: VAVGUH 1090 4
 269 VX: VAVGUW 1154 4
 270 VX: VAVGSB 1282 4
 271 VX: VAVGSH 1346 4
 272 VX: VAVGSW 1410 4
 273
 274 VX: VRLB      4 4
 275 VX: VRLH     68 4
 276 VX: VRLW    132 4
 277 VX: VSLB    260 4
 278 VX: VSLH    324 4
 279 VX: VSLW    388 4
 280 VX: VSL     452 4
 281 VX: VSRB    516 4
 282 VX: VSRH    580 4
 283 VX: VSRW    644 4
 284 VX: VSR     708 4
 285 VX: VSRAB   772 4
 286 VX: VSRAH   836 4
 287 VX: VSRAW   900 4
 288
 289 VX: VAND   1028 4
 290 VX: VANDC  1092 4
 291 VX: VOR    1156 4
 292 VX: VNOR   1284 4
 293 VX: VXOR   1220 4
 294
 295 VXD: MFVSCR 1540 4
 296 VXB: MTVSCR 1604 4
 297
 298 VX: VMULOUB     8 4
 299 VX: VMULOUH    72 4
 300 VX: VMULOSB   264 4
 301 VX: VMULOSH   328 4
 302 VX: VMULEUB   520 4
 303 VX: VMULEUH   584 4
 304 VX: VMULESB   776 4
 305 VX: VMULESH   840 4
 306 VX: VSUM4UBS 1544 4
 307 VX: VSUM4SBS 1800 4
 308 VX: VSUM4SHS 1608 4
 309 VX: VSUM2SWS 1672 4
 310 VX: VSUMSWS  1928 4
 311
 312 VX: VADDFP        10 4
 313 VX: VSUBFP        74 4
 314
 315 VXDB: VREFP      266 4
 316 VXDB: VRSQRTEFP  330 4
 317 VXDB: VEXPTEFP   394 4
 318 VXDB: VLOGEFP    458 4
 319 VXDB: VRFIN      522 4
 320 VXDB: VRFIZ      586 4
 321 VXDB: VRFIP      650 4
 322 VXDB: VRFIM      714 4
 323
 324 VX: VCFUX        778 4
 325 VX: VCFSX        842 4
 326 VX: VCTUXS       906 4
 327 VX: VCTSXS       970 4
 328
 329 VX: VMAXFP      1034 4
 330 VX: VMINFP      1098 4
 331
 332 VX: VMRGHB        12 4
 333 VX: VMRGHH        76 4
 334 VX: VMRGHW       140 4
 335 VX: VMRGLB       268 4
 336 VX: VMRGLH       332 4
 337 VX: VMRGLW       396 4
 338
 339 VX: VSPLTB       524 4
 340 VX: VSPLTH       588 4
 341 VX: VSPLTW       652 4
 342
 343 VXA: VSPLTISB    780 4
 344 VXA: VSPLTISH    844 4
 345 VXA: VSPLTISW    908 4
 346
 347 VX: VSLO       1036 4
 348 VX: VSRO       1100 4
 349
 350 VX: VPKUHUM      14 4
 351 VX: VPKUWUM      78 4
 352 VX: VPKUHUS     142 4
 353 VX: VPKUWUS     206 4
 354 VX: VPKSHUS     270 4
 355 VX: VPKSWUS     334 4
 356 VX: VPKSHSS     398 4
 357 VX: VPKSWSS     462 4
 358 VX: VPKPX       782 4
 359
 360 VXDB: VUPKHSB   526 4
 361 VXDB: VUPKHSH   590 4
 362 VXDB: VUPKLSB   654 4
 363 VXDB: VUPKLSH   718 4
 364 VXDB: VUPKHPX   846 4
 365 VXDB: VUPKLPX   974 4
 366
 367 : -T ( strm a b -- strm-t a b ) [ 16 bitor ] 2dip ;
 368
 369 XD: DST 0 342 31
 370 : DSTT ( strm a b -- ) -T DST ;
 371
 372 XD: DSTST 0 374 31
 373 : DSTSTT ( strm a b -- ) -T DSTST ;
 374
 375 XD: (DSS) 0 822 31
 376 : DSS ( strm -- ) 0 0 (DSS) ;
 377 : DSSALL ( -- ) 16 0 0 (DSS) ;
 378
 379 XD: LVEBX 0    7 31
 380 XD: LVEHX 0   39 31
 381 XD: LVEWX 0   71 31
 382 XD: LVSL  0    6 31
 383 XD: LVSR  0   38 31
 384 XD: LVX   0  103 31
 385 XD: LVXL  0  359 31
 386
 387 XD: STVEBX 0  135 31
 388 XD: STVEHX 0  167 31
 389 XD: STVEWX 0  199 31
 390 XD: STVX   0  231 31
 391 XD: STVXL  0  487 31
 392
 393 VXR: VCMPBFP   0  966 4
 394 VXR: VCMPEQFP  0  198 4
 395 VXR: VCMPEQUB  0    6 4
 396 VXR: VCMPEQUH  0   70 4
 397 VXR: VCMPEQUW  0  134 4
 398 VXR: VCMPGEFP  0  454 4
 399 VXR: VCMPGTFP  0  710 4
 400 VXR: VCMPGTSB  0  774 4
 401 VXR: VCMPGTSH  0  838 4
 402 VXR: VCMPGTSW  0  902 4
 403 VXR: VCMPGTUB  0  518 4
 404 VXR: VCMPGTUH  0  582 4
 405 VXR: VCMPGTUW  0  646 4
 406
 407 VXR: VCMPBFP.  1  966 4
 408 VXR: VCMPEQFP. 1  198 4
 409 VXR: VCMPEQUB. 1    6 4
 410 VXR: VCMPEQUH. 1   70 4
 411 VXR: VCMPEQUW. 1  134 4
 412 VXR: VCMPGEFP. 1  454 4
 413 VXR: VCMPGTFP. 1  710 4
 414 VXR: VCMPGTSB. 1  774 4
 415 VXR: VCMPGTSH. 1  838 4
 416 VXR: VCMPGTSW. 1  902 4
 417 VXR: VCMPGTUB. 1  518 4
 418 VXR: VCMPGTUH. 1  582 4
 419 VXR: VCMPGTUW. 1  646 4
 420