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 3 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-immediate jit-rel\r
  25     11 3 profile-count-offset LWZ\r
  26     11 11 1 tag-fixnum ADDI\r
  27     11 3 profile-count-offset STW\r
  28     11 3 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 3 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-this jit-rel\r
  36     0 MFLR\r
  37     1 1 stack-frame SUBI\r
  38     3 1 xt-save STW\r
  39     stack-frame 3 LI\r
  40     3 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 3 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-immediate jit-rel\r
  46     3 ds-reg 4 STWU\r
  47 ] jit-push-immediate jit-define\r
  48 \r
  49 [\r
  50     0 3 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-stack-chain jit-rel\r
  51     4 3 0 LWZ\r
  52     1 4 0 STW\r
  53     0 3 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-primitive jit-rel\r
  54     3 MTCTR\r
  55     BCTR\r
  56 ] jit-primitive jit-define\r
  57 \r
  58 [ 0 BL rc-relative-ppc-3 rt-xt-pic jit-rel ] jit-word-call jit-define\r
  59 \r
  60 [\r
  61     0 6 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-here jit-rel\r
  62     0 B rc-relative-ppc-3 rt-xt-pic-tail jit-rel\r
  63 ] jit-word-jump jit-define\r
  64 \r
  65 [ 0 B rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel ] jit-word-special jit-define\r
  66 \r
  67 [\r
  68     3 ds-reg 0 LWZ\r
  69     ds-reg dup 4 SUBI\r
  70     0 3 \ f tag-number CMPI\r
  71     2 BEQ\r
  72     0 B rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel\r
  73     0 B rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel\r
  74 ] jit-if jit-define\r
  75 \r
  76 : jit->r ( -- )\r
  77     4 ds-reg 0 LWZ\r
  78     ds-reg dup 4 SUBI\r
  79     4 rs-reg 4 STWU ;\r
  80 \r
  81 : jit-2>r ( -- )\r
  82     4 ds-reg 0 LWZ\r
  83     5 ds-reg -4 LWZ\r
  84     ds-reg dup 8 SUBI\r
  85     rs-reg dup 8 ADDI\r
  86     4 rs-reg 0 STW\r
  87     5 rs-reg -4 STW ;\r
  88 \r
  89 : jit-3>r ( -- )\r
  90     4 ds-reg 0 LWZ\r
  91     5 ds-reg -4 LWZ\r
  92     6 ds-reg -8 LWZ\r
  93     ds-reg dup 12 SUBI\r
  94     rs-reg dup 12 ADDI\r
  95     4 rs-reg 0 STW\r
  96     5 rs-reg -4 STW\r
  97     6 rs-reg -8 STW ;\r
  98 \r
  99 : jit-r> ( -- )\r
 100     4 rs-reg 0 LWZ\r
 101     rs-reg dup 4 SUBI\r
 102     4 ds-reg 4 STWU ;\r
 103 \r
 104 : jit-2r> ( -- )\r
 105     4 rs-reg 0 LWZ\r
 106     5 rs-reg -4 LWZ\r
 107     rs-reg dup 8 SUBI\r
 108     ds-reg dup 8 ADDI\r
 109     4 ds-reg 0 STW\r
 110     5 ds-reg -4 STW ;\r
 111 \r
 112 : jit-3r> ( -- )\r
 113     4 rs-reg 0 LWZ\r
 114     5 rs-reg -4 LWZ\r
 115     6 rs-reg -8 LWZ\r
 116     rs-reg dup 12 SUBI\r
 117     ds-reg dup 12 ADDI\r
 118     4 ds-reg 0 STW\r
 119     5 ds-reg -4 STW\r
 120     6 ds-reg -8 STW ;\r
 121 \r
 122 [\r
 123     jit->r\r
 124     0 BL rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel\r
 125     jit-r>\r
 126 ] jit-dip jit-define\r
 127 \r
 128 [\r
 129     jit-2>r\r
 130     0 BL rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel\r
 131     jit-2r>\r
 132 ] jit-2dip jit-define\r
 133 \r
 134 [\r
 135     jit-3>r\r
 136     0 BL rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel\r
 137     jit-3r>\r
 138 ] jit-3dip jit-define\r
 139 \r
 140 : prepare-(execute) ( -- operand )\r
 141     3 ds-reg 0 LWZ\r
 142     ds-reg dup 4 SUBI\r
 143     4 3 word-xt-offset LWZ\r
 144     4 ;\r
 145 \r
 146 [ prepare-(execute) MTCTR BCTR ] jit-execute-jump jit-define\r
 147 \r
 148 [ prepare-(execute) MTLR BLRL ] jit-execute-call jit-define\r
 149 \r
 150 [\r
 151     0 1 lr-save stack-frame + LWZ\r
 152     1 1 stack-frame ADDI\r
 153     0 MTLR\r
 154 ] jit-epilog jit-define\r
 155 \r
 156 [ BLR ] jit-return jit-define\r
 157 \r
 158 ! ! ! Polymorphic inline caches\r
 159 \r
 160 ! Don't touch r6 here; it's used to pass the tail call site\r
 161 ! address for tail PICs\r
 162 \r
 163 ! Load a value from a stack position\r
 164 [\r
 165     4 ds-reg 0 LWZ rc-absolute-ppc-2 rt-untagged jit-rel\r
 166 ] pic-load jit-define\r
 167 \r
 168 ! Tag\r
 169 : load-tag ( -- )\r
 170     4 4 tag-mask get ANDI\r
 171     4 4 tag-bits get SLWI ;\r
 172 \r
 173 [ load-tag ] pic-tag jit-define\r
 174 \r
 175 ! Hi-tag\r
 176 [\r
 177     3 4 MR\r
 178     load-tag\r
 179     0 4 object tag-number tag-fixnum CMPI\r
 180     2 BNE\r
 181     4 3 object tag-number neg LWZ\r
 182 ] pic-hi-tag jit-define\r
 183 \r
 184 ! Tuple\r
 185 [\r
 186     3 4 MR\r
 187     load-tag\r
 188     0 4 tuple tag-number tag-fixnum CMPI\r
 189     2 BNE\r
 190     4 3 tuple tag-number neg bootstrap-cell + LWZ\r
 191 ] pic-tuple jit-define\r
 192 \r
 193 ! Hi-tag and tuple\r
 194 [\r
 195     3 4 MR\r
 196     load-tag\r
 197     ! If bits 2 and 3 are set, the tag is either 6 (object) or 7 (tuple)\r
 198     0 4 BIN: 110 tag-fixnum CMPI\r
 199     5 BLT\r
 200     ! Untag r3\r
 201     3 3 0 0 31 tag-bits get - RLWINM\r
 202     ! Set r4 to 0 for objects, and bootstrap-cell for tuples\r
 203     4 4 1 tag-fixnum ANDI\r
 204     4 4 1 SRAWI\r
 205     ! Load header cell or tuple layout cell\r
 206     4 4 3 LWZX\r
 207 ] pic-hi-tag-tuple jit-define\r
 208 \r
 209 [\r
 210     0 4 0 CMPI rc-absolute-ppc-2 rt-immediate jit-rel\r
 211 ] pic-check-tag jit-define\r
 212 \r
 213 [\r
 214     0 5 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-immediate jit-rel\r
 215     4 0 5 CMP\r
 216 ] pic-check jit-define\r
 217 \r
 218 [ 2 BNE 0 B rc-relative-ppc-3 rt-xt jit-rel ] pic-hit jit-define\r
 219 \r
 220 ! ! ! Megamorphic caches\r
 221 \r
 222 [\r
 223     ! cache = ...\r
 224     0 3 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-immediate jit-rel\r
 225     ! key = class\r
 226     5 4 MR\r
 227     ! key &= cache.length - 1\r
 228     5 5 mega-cache-size get 1- bootstrap-cell * ANDI\r
 229     ! cache += array-start-offset\r
 230     3 3 array-start-offset ADDI\r
 231     ! cache += key\r
 232     3 3 5 ADD\r
 233     ! if(get(cache) == class)\r
 234     6 3 0 LWZ\r
 235     6 0 4 CMP\r
 236     10 BNE\r
 237     ! megamorphic_cache_hits++\r
 238     0 4 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-megamorphic-cache-hits jit-rel\r
 239     5 4 0 LWZ\r
 240     5 5 1 ADDI\r
 241     5 4 0 STW\r
 242     ! ... goto get(cache + bootstrap-cell)\r
 243     3 3 4 LWZ\r
 244     3 3 word-xt-offset LWZ\r
 245     3 MTCTR\r
 246     BCTR\r
 247     ! fall-through on miss\r
 248 ] mega-lookup jit-define\r
 249 \r
 250 ! ! ! Sub-primitives\r
 251 \r
 252 ! Quotations and words\r
 253 [\r
 254     3 ds-reg 0 LWZ\r
 255     ds-reg dup 4 SUBI\r
 256     4 3 quot-xt-offset LWZ\r
 257     4 MTCTR\r
 258     BCTR\r
 259 ] \ (call) define-sub-primitive\r
 260 \r
 261 ! Objects\r
 262 [\r
 263     3 ds-reg 0 LWZ\r
 264     3 3 tag-mask get ANDI\r
 265     3 3 tag-bits get SLWI\r
 266     3 ds-reg 0 STW\r
 267 ] \ tag define-sub-primitive\r
 268 \r
 269 [\r
 270     3 ds-reg 0 LWZ\r
 271     4 ds-reg -4 LWZU\r
 272     3 3 1 SRAWI\r
 273     4 4 0 0 31 tag-bits get - RLWINM\r
 274     4 3 3 LWZX\r
 275     3 ds-reg 0 STW\r
 276 ] \ slot define-sub-primitive\r
 277 \r
 278 ! Shufflers\r
 279 [\r
 280     ds-reg dup 4 SUBI\r
 281 ] \ drop define-sub-primitive\r
 282 \r
 283 [\r
 284     ds-reg dup 8 SUBI\r
 285 ] \ 2drop define-sub-primitive\r
 286 \r
 287 [\r
 288     ds-reg dup 12 SUBI\r
 289 ] \ 3drop define-sub-primitive\r
 290 \r
 291 [\r
 292     3 ds-reg 0 LWZ\r
 293     3 ds-reg 4 STWU\r
 294 ] \ dup define-sub-primitive\r
 295 \r
 296 [\r
 297     3 ds-reg 0 LWZ\r
 298     4 ds-reg -4 LWZ\r
 299     ds-reg dup 8 ADDI\r
 300     3 ds-reg 0 STW\r
 301     4 ds-reg -4 STW\r
 302 ] \ 2dup define-sub-primitive\r
 303 \r
 304 [\r
 305     3 ds-reg 0 LWZ\r
 306     4 ds-reg -4 LWZ\r
 307     5 ds-reg -8 LWZ\r
 308     ds-reg dup 12 ADDI\r
 309     3 ds-reg 0 STW\r
 310     4 ds-reg -4 STW\r
 311     5 ds-reg -8 STW\r
 312 ] \ 3dup define-sub-primitive\r
 313 \r
 314 [\r
 315     3 ds-reg 0 LWZ\r
 316     ds-reg dup 4 SUBI\r
 317     3 ds-reg 0 STW\r
 318 ] \ nip define-sub-primitive\r
 319 \r
 320 [\r
 321     3 ds-reg 0 LWZ\r
 322     ds-reg dup 8 SUBI\r
 323     3 ds-reg 0 STW\r
 324 ] \ 2nip define-sub-primitive\r
 325 \r
 326 [\r
 327     3 ds-reg -4 LWZ\r
 328     3 ds-reg 4 STWU\r
 329 ] \ over define-sub-primitive\r
 330 \r
 331 [\r
 332     3 ds-reg -8 LWZ\r
 333     3 ds-reg 4 STWU\r
 334 ] \ pick define-sub-primitive\r
 335 \r
 336 [\r
 337     3 ds-reg 0 LWZ\r
 338     4 ds-reg -4 LWZ\r
 339     4 ds-reg 0 STW\r
 340     3 ds-reg 4 STWU\r
 341 ] \ dupd define-sub-primitive\r
 342 \r
 343 [\r
 344     3 ds-reg 0 LWZ\r
 345     4 ds-reg -4 LWZ\r
 346     3 ds-reg 4 STWU\r
 347     4 ds-reg -4 STW\r
 348     3 ds-reg -8 STW\r
 349 ] \ tuck define-sub-primitive\r
 350 \r
 351 [\r
 352     3 ds-reg 0 LWZ\r
 353     4 ds-reg -4 LWZ\r
 354     3 ds-reg -4 STW\r
 355     4 ds-reg 0 STW\r
 356 ] \ swap define-sub-primitive\r
 357 \r
 358 [\r
 359     3 ds-reg -4 LWZ\r
 360     4 ds-reg -8 LWZ\r
 361     3 ds-reg -8 STW\r
 362     4 ds-reg -4 STW\r
 363 ] \ swapd define-sub-primitive\r
 364 \r
 365 [\r
 366     3 ds-reg 0 LWZ\r
 367     4 ds-reg -4 LWZ\r
 368     5 ds-reg -8 LWZ\r
 369     4 ds-reg -8 STW\r
 370     3 ds-reg -4 STW\r
 371     5 ds-reg 0 STW\r
 372 ] \ rot define-sub-primitive\r
 373 \r
 374 [\r
 375     3 ds-reg 0 LWZ\r
 376     4 ds-reg -4 LWZ\r
 377     5 ds-reg -8 LWZ\r
 378     3 ds-reg -8 STW\r
 379     5 ds-reg -4 STW\r
 380     4 ds-reg 0 STW\r
 381 ] \ -rot define-sub-primitive\r
 382 \r
 383 [ jit->r ] \ load-local define-sub-primitive\r
 384 \r
 385 ! Comparisons\r
 386 : jit-compare ( insn -- )\r
 387     0 3 LOAD32 rc-absolute-ppc-2/2 rt-immediate jit-rel\r
 388     4 ds-reg 0 LWZ\r
 389     5 ds-reg -4 LWZU\r
 390     5 0 4 CMP\r
 391     2 swap execute( offset -- ) ! magic number\r
 392     \ f tag-number 3 LI\r
 393     3 ds-reg 0 STW ;\r
 394 \r
 395 : define-jit-compare ( insn word -- )\r
 396     [ [ jit-compare ] curry ] dip define-sub-primitive ;\r
 397 \r
 398 \ BEQ \ eq? define-jit-compare\r
 399 \ BGE \ fixnum>= define-jit-compare\r
 400 \ BLE \ fixnum<= define-jit-compare\r
 401 \ BGT \ fixnum> define-jit-compare\r
 402 \ BLT \ fixnum< define-jit-compare\r
 403 \r
 404 ! Math\r
 405 [\r
 406     3 ds-reg 0 LWZ\r
 407     ds-reg ds-reg 4 SUBI\r
 408     4 ds-reg 0 LWZ\r
 409     3 3 4 OR\r
 410     3 3 tag-mask get ANDI\r
 411     \ f tag-number 4 LI\r
 412     0 3 0 CMPI\r
 413     2 BNE\r
 414     1 tag-fixnum 4 LI\r
 415     4 ds-reg 0 STW\r
 416 ] \ both-fixnums? define-sub-primitive\r
 417 \r
 418 : jit-math ( insn -- )\r
 419     3 ds-reg 0 LWZ\r
 420     4 ds-reg -4 LWZU\r
 421     [ 5 3 4 ] dip execute( dst src1 src2 -- )\r
 422     5 ds-reg 0 STW ;\r
 423 \r
 424 [ \ ADD jit-math ] \ fixnum+fast define-sub-primitive\r
 425 \r
 426 [ \ SUBF jit-math ] \ fixnum-fast define-sub-primitive\r
 427 \r
 428 [\r
 429     3 ds-reg 0 LWZ\r
 430     4 ds-reg -4 LWZU\r
 431     4 4 tag-bits get SRAWI\r
 432     5 3 4 MULLW\r
 433     5 ds-reg 0 STW\r
 434 ] \ fixnum*fast define-sub-primitive\r
 435 \r
 436 [ \ AND jit-math ] \ fixnum-bitand define-sub-primitive\r
 437 \r
 438 [ \ OR jit-math ] \ fixnum-bitor define-sub-primitive\r
 439 \r
 440 [ \ XOR jit-math ] \ fixnum-bitxor define-sub-primitive\r
 441 \r
 442 [\r
 443     3 ds-reg 0 LWZ\r
 444     3 3 NOT\r
 445     3 3 tag-mask get XORI\r
 446     3 ds-reg 0 STW\r
 447 ] \ fixnum-bitnot define-sub-primitive\r
 448 \r
 449 [\r
 450     3 ds-reg 0 LWZ\r
 451     3 3 tag-bits get SRAWI\r
 452     ds-reg ds-reg 4 SUBI\r
 453     4 ds-reg 0 LWZ\r
 454     5 4 3 SLW\r
 455     6 3 NEG\r
 456     7 4 6 SRAW\r
 457     7 7 0 0 31 tag-bits get - RLWINM\r
 458     0 3 0 CMPI\r
 459     2 BGT\r
 460     5 7 MR\r
 461     5 ds-reg 0 STW\r
 462 ] \ fixnum-shift-fast define-sub-primitive\r
 463 \r
 464 [\r
 465     3 ds-reg 0 LWZ\r
 466     ds-reg ds-reg 4 SUBI\r
 467     4 ds-reg 0 LWZ\r
 468     5 4 3 DIVW\r
 469     6 5 3 MULLW\r
 470     7 6 4 SUBF\r
 471     7 ds-reg 0 STW\r
 472 ] \ fixnum-mod define-sub-primitive\r
 473 \r
 474 [\r
 475     3 ds-reg 0 LWZ\r
 476     ds-reg ds-reg 4 SUBI\r
 477     4 ds-reg 0 LWZ\r
 478     5 4 3 DIVW\r
 479     5 5 tag-bits get SLWI\r
 480     5 ds-reg 0 STW\r
 481 ] \ fixnum/i-fast define-sub-primitive\r
 482 \r
 483 [\r
 484     3 ds-reg 0 LWZ\r
 485     4 ds-reg -4 LWZ\r
 486     5 4 3 DIVW\r
 487     6 5 3 MULLW\r
 488     7 6 4 SUBF\r
 489     5 5 tag-bits get SLWI\r
 490     5 ds-reg -4 STW\r
 491     7 ds-reg 0 STW\r
 492 ] \ fixnum/mod-fast define-sub-primitive\r
 493 \r
 494 [\r
 495     3 ds-reg 0 LWZ\r
 496     3 3 1 SRAWI\r
 497     rs-reg 3 3 LWZX\r
 498     3 ds-reg 0 STW\r
 499 ] \ get-local define-sub-primitive\r
 500 \r
 501 [\r
 502     3 ds-reg 0 LWZ\r
 503     ds-reg ds-reg 4 SUBI\r
 504     3 3 1 SRAWI\r
 505     rs-reg 3 rs-reg SUBF\r
 506 ] \ drop-locals define-sub-primitive\r
 507 \r
 508 [ "bootstrap.ppc" forget-vocab ] with-compilation-unit\r