basis/cpu/ppc/bootstrap.factor

   1 ! Copyright (C) 2007, 2008 Slava Pestov.\r
   2 ! See http://factorcode.org/license.txt for BSD license.\r
   3 USING: bootstrap.image.private kernel kernel.private namespaces\r
   4 system cpu.ppc.assembler compiler.codegen.fixup compiler.units\r
   5 compiler.constants math math.private layouts words\r
   6 vocabs slots.private locals.backend ;\r
   7 IN: bootstrap.ppc\r
   8 \r
   9 4 \ cell set\r
  10 big-endian on\r
  11 \r
  12 CONSTANT: ds-reg 13\r
  13 CONSTANT: rs-reg 14\r
  14 \r
  15 : factor-area-size ( -- n ) 4 bootstrap-cells ;\r
  16 \r
  17 : stack-frame ( -- n )\r
  18     factor-area-size c-area-size + 4 bootstrap-cells align ;\r
  19 \r
  20 : next-save ( -- n ) stack-frame bootstrap-cell - ;\r
  21 : xt-save ( -- n ) stack-frame 2 bootstrap-cells - ;\r
  22 \r
  23 [\r
  24     0 6 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-immediate jit-rel\r
  25     11 6 profile-count-offset LWZ\r
  26     11 11 1 tag-fixnum ADDI\r
  27     11 6 profile-count-offset STW\r
  28     11 6 word-code-offset LWZ\r
  29     11 11 compiled-header-size ADDI\r
  30     11 MTCTR\r
  31     BCTR\r
  32 ] jit-profiling jit-define\r
  33 \r
  34 [\r
  35     0 6 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-this jit-rel\r
  36     0 MFLR\r
  37     1 1 stack-frame SUBI\r
  38     6 1 xt-save STW\r
  39     stack-frame 6 LI\r
  40     6 1 next-save STW\r
  41     0 1 lr-save stack-frame + STW\r
  42 ] jit-prolog jit-define\r
  43 \r
  44 [\r
  45     0 6 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-immediate jit-rel\r
  46     6 ds-reg 4 STWU\r
  47 ] jit-push-immediate jit-define\r
  48 \r
  49 [\r
  50     0 6 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-stack-chain jit-rel\r
  51     7 6 0 LWZ\r
  52     1 7 0 STW\r
  53 ] jit-save-stack jit-define\r
  54 \r
  55 [\r
  56     0 6 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-primitive jit-rel\r
  57     6 MTCTR\r
  58     BCTR\r
  59 ] jit-primitive jit-define\r
  60 \r
  61 [ 0 BL rc-relative-ppc-3 rt-xt-direct jit-rel ] jit-word-call jit-define\r
  62 \r
  63 [ 0 B rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel ] jit-word-jump jit-define\r
  64 \r
  65 [\r
  66     3 ds-reg 0 LWZ\r
  67     ds-reg dup 4 SUBI\r
  68     0 3 \ f tag-number CMPI\r
  69     2 BEQ\r
  70     0 B rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel\r
  71 ] jit-if-1 jit-define\r
  72 \r
  73 [\r
  74     0 B rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel\r
  75 ] jit-if-2 jit-define\r
  76 \r
  77 : jit->r ( -- )\r
  78     4 ds-reg 0 LWZ\r
  79     ds-reg dup 4 SUBI\r
  80     4 rs-reg 4 STWU ;\r
  81 \r
  82 : jit-2>r ( -- )\r
  83     4 ds-reg 0 LWZ\r
  84     5 ds-reg -4 LWZ\r
  85     ds-reg dup 8 SUBI\r
  86     rs-reg dup 8 ADDI\r
  87     4 rs-reg 0 STW\r
  88     5 rs-reg -4 STW ;\r
  89 \r
  90 : jit-3>r ( -- )\r
  91     4 ds-reg 0 LWZ\r
  92     5 ds-reg -4 LWZ\r
  93     6 ds-reg -8 LWZ\r
  94     ds-reg dup 12 SUBI\r
  95     rs-reg dup 12 ADDI\r
  96     4 rs-reg 0 STW\r
  97     5 rs-reg -4 STW\r
  98     6 rs-reg -8 STW ;\r
  99 \r
 100 : jit-r> ( -- )\r
 101     4 rs-reg 0 LWZ\r
 102     rs-reg dup 4 SUBI\r
 103     4 ds-reg 4 STWU ;\r
 104 \r
 105 : jit-2r> ( -- )\r
 106     4 rs-reg 0 LWZ\r
 107     5 rs-reg -4 LWZ\r
 108     rs-reg dup 8 SUBI\r
 109     ds-reg dup 8 ADDI\r
 110     4 ds-reg 0 STW\r
 111     5 ds-reg -4 STW ;\r
 112 \r
 113 : jit-3r> ( -- )\r
 114     4 rs-reg 0 LWZ\r
 115     5 rs-reg -4 LWZ\r
 116     6 rs-reg -8 LWZ\r
 117     rs-reg dup 12 SUBI\r
 118     ds-reg dup 12 ADDI\r
 119     4 ds-reg 0 STW\r
 120     5 ds-reg -4 STW\r
 121     6 ds-reg -8 STW ;\r
 122 \r
 123 [\r
 124     jit->r\r
 125     0 BL rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel\r
 126     jit-r>\r
 127 ] jit-dip jit-define\r
 128 \r
 129 [\r
 130     jit-2>r\r
 131     0 BL rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel\r
 132     jit-2r>\r
 133 ] jit-2dip jit-define\r
 134 \r
 135 [\r
 136     jit-3>r\r
 137     0 BL rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel\r
 138     jit-3r>\r
 139 ] jit-3dip jit-define\r
 140 \r
 141 : prepare-(execute) ( -- operand )\r
 142     3 ds-reg 0 LWZ\r
 143     ds-reg dup 4 SUBI\r
 144     4 3 word-xt-offset LWZ\r
 145     4 ;\r
 146 \r
 147 [ prepare-(execute) MTCTR BCTR ] jit-execute-jump jit-define\r
 148 \r
 149 [ prepare-(execute) MTLR BLRL ] jit-execute-call jit-define\r
 150 \r
 151 [\r
 152     0 1 lr-save stack-frame + LWZ\r
 153     1 1 stack-frame ADDI\r
 154     0 MTLR\r
 155 ] jit-epilog jit-define\r
 156 \r
 157 [ BLR ] jit-return jit-define\r
 158 \r
 159 ! ! ! Polymorphic inline caches\r
 160 \r
 161 ! Load a value from a stack position\r
 162 [\r
 163     4 ds-reg 0 LWZ rc-absolute-ppc-2 rt-untagged jit-rel\r
 164 ] pic-load jit-define\r
 165 \r
 166 ! Tag\r
 167 : load-tag ( -- )\r
 168     4 4 tag-mask get ANDI\r
 169     4 4 tag-bits get SLWI ;\r
 170 \r
 171 [ load-tag ] pic-tag jit-define\r
 172 \r
 173 ! Hi-tag\r
 174 [\r
 175     3 4 MR\r
 176     load-tag\r
 177     0 4 object tag-number tag-fixnum CMPI\r
 178     2 BNE\r
 179     4 3 object tag-number neg LWZ\r
 180 ] pic-hi-tag jit-define\r
 181 \r
 182 ! Tuple\r
 183 [\r
 184     3 4 MR\r
 185     load-tag\r
 186     0 4 tuple tag-number tag-fixnum CMPI\r
 187     2 BNE\r
 188     4 3 tuple tag-number neg bootstrap-cell + LWZ\r
 189 ] pic-tuple jit-define\r
 190 \r
 191 ! Hi-tag and tuple\r
 192 [\r
 193     3 4 MR\r
 194     load-tag\r
 195     ! If bits 2 and 3 are set, the tag is either 6 (object) or 7 (tuple)\r
 196     0 4 BIN: 110 tag-fixnum CMPI\r
 197     5 BLT\r
 198     ! Untag r3\r
 199     3 3 0 0 31 tag-bits get - RLWINM\r
 200     ! Set r4 to 0 for objects, and bootstrap-cell for tuples\r
 201     4 4 1 tag-fixnum ANDI\r
 202     4 4 1 SRAWI\r
 203     ! Load header cell or tuple layout cell\r
 204     4 4 3 LWZX\r
 205 ] pic-hi-tag-tuple jit-define\r
 206 \r
 207 [\r
 208     0 4 0 CMPI rc-absolute-ppc-2 rt-immediate jit-rel\r
 209 ] pic-check-tag jit-define\r
 210 \r
 211 [\r
 212     0 5 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-immediate jit-rel\r
 213     4 0 5 CMP\r
 214 ] pic-check jit-define\r
 215 \r
 216 [ 2 BNE 0 B rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel ] pic-hit jit-define\r
 217 \r
 218 ! ! ! Megamorphic caches\r
 219 \r
 220 [\r
 221     ! cache = ...\r
 222     0 3 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-immediate jit-rel\r
 223     ! key = class\r
 224     5 4 MR\r
 225     ! key &= cache.length - 1\r
 226     5 5 mega-cache-size get 1- bootstrap-cell * ANDI\r
 227     ! cache += array-start-offset\r
 228     3 3 array-start-offset ADDI\r
 229     ! cache += key\r
 230     3 3 5 ADD\r
 231     ! if(get(cache) == class)\r
 232     6 3 0 LWZ\r
 233     6 0 4 CMP\r
 234     5 BNE\r
 235     ! ... goto get(cache + bootstrap-cell)\r
 236     3 3 4 LWZ\r
 237     3 3 word-xt-offset LWZ\r
 238     3 MTCTR\r
 239     BCTR\r
 240     ! fall-through on miss\r
 241 ] mega-lookup jit-define\r
 242 \r
 243 ! ! ! Sub-primitives\r
 244 \r
 245 ! Quotations and words\r
 246 [\r
 247     3 ds-reg 0 LWZ\r
 248     ds-reg dup 4 SUBI\r
 249     4 3 quot-xt-offset LWZ\r
 250     4 MTCTR\r
 251     BCTR\r
 252 ] \ (call) define-sub-primitive\r
 253 \r
 254 ! Objects\r
 255 [\r
 256     3 ds-reg 0 LWZ\r
 257     3 3 tag-mask get ANDI\r
 258     3 3 tag-bits get SLWI\r
 259     3 ds-reg 0 STW\r
 260 ] \ tag define-sub-primitive\r
 261 \r
 262 [\r
 263     3 ds-reg 0 LWZ\r
 264     4 ds-reg -4 LWZU\r
 265     3 3 1 SRAWI\r
 266     4 4 0 0 31 tag-bits get - RLWINM\r
 267     4 3 3 LWZX\r
 268     3 ds-reg 0 STW\r
 269 ] \ slot define-sub-primitive\r
 270 \r
 271 ! Shufflers\r
 272 [\r
 273     ds-reg dup 4 SUBI\r
 274 ] \ drop define-sub-primitive\r
 275 \r
 276 [\r
 277     ds-reg dup 8 SUBI\r
 278 ] \ 2drop define-sub-primitive\r
 279 \r
 280 [\r
 281     ds-reg dup 12 SUBI\r
 282 ] \ 3drop define-sub-primitive\r
 283 \r
 284 [\r
 285     3 ds-reg 0 LWZ\r
 286     3 ds-reg 4 STWU\r
 287 ] \ dup define-sub-primitive\r
 288 \r
 289 [\r
 290     3 ds-reg 0 LWZ\r
 291     4 ds-reg -4 LWZ\r
 292     ds-reg dup 8 ADDI\r
 293     3 ds-reg 0 STW\r
 294     4 ds-reg -4 STW\r
 295 ] \ 2dup define-sub-primitive\r
 296 \r
 297 [\r
 298     3 ds-reg 0 LWZ\r
 299     4 ds-reg -4 LWZ\r
 300     5 ds-reg -8 LWZ\r
 301     ds-reg dup 12 ADDI\r
 302     3 ds-reg 0 STW\r
 303     4 ds-reg -4 STW\r
 304     5 ds-reg -8 STW\r
 305 ] \ 3dup define-sub-primitive\r
 306 \r
 307 [\r
 308     3 ds-reg 0 LWZ\r
 309     ds-reg dup 4 SUBI\r
 310     3 ds-reg 0 STW\r
 311 ] \ nip define-sub-primitive\r
 312 \r
 313 [\r
 314     3 ds-reg 0 LWZ\r
 315     ds-reg dup 8 SUBI\r
 316     3 ds-reg 0 STW\r
 317 ] \ 2nip define-sub-primitive\r
 318 \r
 319 [\r
 320     3 ds-reg -4 LWZ\r
 321     3 ds-reg 4 STWU\r
 322 ] \ over define-sub-primitive\r
 323 \r
 324 [\r
 325     3 ds-reg -8 LWZ\r
 326     3 ds-reg 4 STWU\r
 327 ] \ pick define-sub-primitive\r
 328 \r
 329 [\r
 330     3 ds-reg 0 LWZ\r
 331     4 ds-reg -4 LWZ\r
 332     4 ds-reg 0 STW\r
 333     3 ds-reg 4 STWU\r
 334 ] \ dupd define-sub-primitive\r
 335 \r
 336 [\r
 337     3 ds-reg 0 LWZ\r
 338     4 ds-reg -4 LWZ\r
 339     3 ds-reg 4 STWU\r
 340     4 ds-reg -4 STW\r
 341     3 ds-reg -8 STW\r
 342 ] \ tuck define-sub-primitive\r
 343 \r
 344 [\r
 345     3 ds-reg 0 LWZ\r
 346     4 ds-reg -4 LWZ\r
 347     3 ds-reg -4 STW\r
 348     4 ds-reg 0 STW\r
 349 ] \ swap define-sub-primitive\r
 350 \r
 351 [\r
 352     3 ds-reg -4 LWZ\r
 353     4 ds-reg -8 LWZ\r
 354     3 ds-reg -8 STW\r
 355     4 ds-reg -4 STW\r
 356 ] \ swapd define-sub-primitive\r
 357 \r
 358 [\r
 359     3 ds-reg 0 LWZ\r
 360     4 ds-reg -4 LWZ\r
 361     5 ds-reg -8 LWZ\r
 362     4 ds-reg -8 STW\r
 363     3 ds-reg -4 STW\r
 364     5 ds-reg 0 STW\r
 365 ] \ rot define-sub-primitive\r
 366 \r
 367 [\r
 368     3 ds-reg 0 LWZ\r
 369     4 ds-reg -4 LWZ\r
 370     5 ds-reg -8 LWZ\r
 371     3 ds-reg -8 STW\r
 372     5 ds-reg -4 STW\r
 373     4 ds-reg 0 STW\r
 374 ] \ -rot define-sub-primitive\r
 375 \r
 376 [ jit->r ] \ load-local define-sub-primitive\r
 377 \r
 378 ! Comparisons\r
 379 : jit-compare ( insn -- )\r
 380     0 3 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-immediate jit-rel\r
 381     4 ds-reg 0 LWZ\r
 382     5 ds-reg -4 LWZU\r
 383     5 0 4 CMP\r
 384     2 swap execute( offset -- ) ! magic number\r
 385     \ f tag-number 3 LI\r
 386     3 ds-reg 0 STW ;\r
 387 \r
 388 : define-jit-compare ( insn word -- )\r
 389     [ [ jit-compare ] curry ] dip define-sub-primitive ;\r
 390 \r
 391 \ BEQ \ eq? define-jit-compare\r
 392 \ BGE \ fixnum>= define-jit-compare\r
 393 \ BLE \ fixnum<= define-jit-compare\r
 394 \ BGT \ fixnum> define-jit-compare\r
 395 \ BLT \ fixnum< define-jit-compare\r
 396 \r
 397 ! Math\r
 398 [\r
 399     3 ds-reg 0 LWZ\r
 400     ds-reg ds-reg 4 SUBI\r
 401     4 ds-reg 0 LWZ\r
 402     3 3 4 OR\r
 403     3 3 tag-mask get ANDI\r
 404     \ f tag-number 4 LI\r
 405     0 3 0 CMPI\r
 406     2 BNE\r
 407     1 tag-fixnum 4 LI\r
 408     4 ds-reg 0 STW\r
 409 ] \ both-fixnums? define-sub-primitive\r
 410 \r
 411 : jit-math ( insn -- )\r
 412     3 ds-reg 0 LWZ\r
 413     4 ds-reg -4 LWZU\r
 414     [ 5 3 4 ] dip execute( dst src1 src2 -- )\r
 415     5 ds-reg 0 STW ;\r
 416 \r
 417 [ \ ADD jit-math ] \ fixnum+fast define-sub-primitive\r
 418 \r
 419 [ \ SUBF jit-math ] \ fixnum-fast define-sub-primitive\r
 420 \r
 421 [\r
 422     3 ds-reg 0 LWZ\r
 423     4 ds-reg -4 LWZU\r
 424     4 4 tag-bits get SRAWI\r
 425     5 3 4 MULLW\r
 426     5 ds-reg 0 STW\r
 427 ] \ fixnum*fast define-sub-primitive\r
 428 \r
 429 [ \ AND jit-math ] \ fixnum-bitand define-sub-primitive\r
 430 \r
 431 [ \ OR jit-math ] \ fixnum-bitor define-sub-primitive\r
 432 \r
 433 [ \ XOR jit-math ] \ fixnum-bitxor define-sub-primitive\r
 434 \r
 435 [\r
 436     3 ds-reg 0 LWZ\r
 437     3 3 NOT\r
 438     3 3 tag-mask get XORI\r
 439     3 ds-reg 0 STW\r
 440 ] \ fixnum-bitnot define-sub-primitive\r
 441 \r
 442 [\r
 443     3 ds-reg 0 LWZ\r
 444     3 3 tag-bits get SRAWI\r
 445     ds-reg ds-reg 4 SUBI\r
 446     4 ds-reg 0 LWZ\r
 447     5 4 3 SLW\r
 448     6 3 NEG\r
 449     7 4 6 SRAW\r
 450     7 7 0 0 31 tag-bits get - RLWINM\r
 451     0 3 0 CMPI\r
 452     2 BGT\r
 453     5 7 MR\r
 454     5 ds-reg 0 STW\r
 455 ] \ fixnum-shift-fast define-sub-primitive\r
 456 \r
 457 [\r
 458     3 ds-reg 0 LWZ\r
 459     ds-reg ds-reg 4 SUBI\r
 460     4 ds-reg 0 LWZ\r
 461     5 4 3 DIVW\r
 462     6 5 3 MULLW\r
 463     7 6 4 SUBF\r
 464     7 ds-reg 0 STW\r
 465 ] \ fixnum-mod define-sub-primitive\r
 466 \r
 467 [\r
 468     3 ds-reg 0 LWZ\r
 469     ds-reg ds-reg 4 SUBI\r
 470     4 ds-reg 0 LWZ\r
 471     5 4 3 DIVW\r
 472     5 5 tag-bits get SLWI\r
 473     5 ds-reg 0 STW\r
 474 ] \ fixnum/i-fast define-sub-primitive\r
 475 \r
 476 [\r
 477     3 ds-reg 0 LWZ\r
 478     4 ds-reg -4 LWZ\r
 479     5 4 3 DIVW\r
 480     6 5 3 MULLW\r
 481     7 6 4 SUBF\r
 482     5 5 tag-bits get SLWI\r
 483     5 ds-reg -4 STW\r
 484     7 ds-reg 0 STW\r
 485 ] \ fixnum/mod-fast define-sub-primitive\r
 486 \r
 487 [\r
 488     3 ds-reg 0 LWZ\r
 489     3 3 1 SRAWI\r
 490     rs-reg 3 3 LWZX\r
 491     3 ds-reg 0 STW\r
 492 ] \ get-local define-sub-primitive\r
 493 \r
 494 [\r
 495     3 ds-reg 0 LWZ\r
 496     ds-reg ds-reg 4 SUBI\r
 497     3 3 1 SRAWI\r
 498     rs-reg 3 rs-reg SUBF\r
 499 ] \ drop-locals define-sub-primitive\r
 500 \r
 501 [ "bootstrap.ppc" forget-vocab ] with-compilation-unit\r