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