core/compiler/ppc/assembler.factor

   1 ! Copyright (C) 2005, 2006 Slava Pestov.
   2 ! See http://factorcode.org/license.txt for BSD license.
   3 IN: assembler
   4 USING: compiler errors generic kernel math memory namespaces
   5 words ;
   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 : insn ( operand opcode -- ) 26 shift bitor , ;
  19
  20 : a-form ( d a b c xo rc -- n )
  21     >r 1 shift >r 6 shift >r 11 shift >r 16 shift >r 21 shift
  22     r> bitor r> bitor r> bitor r> bitor r> bitor ;
  23
  24 : b-form ( bo bi bd aa lk -- n )
  25     >r 1 shift >r 2 shift >r 16 shift >r 21 shift
  26     r> bitor r> bitor r> bitor r> bitor ;
  27
  28 : d-form ( d a simm -- n )
  29     HEX: ffff bitand >r 16 shift >r 21 shift r> bitor r> bitor ;
  30
  31 : i-form ( li aa lk -- n )
  32     >r 1 shift bitor r> bitor ;
  33
  34 : x-form ( a s b xo rc -- n )
  35     swap
  36     >r 1 shift >r 11 shift >r swap 16 shift >r 21 shift
  37     r> bitor r> bitor r> bitor r> bitor ;
  38
  39 : xfx-form ( d spr xo -- n )
  40     1 shift >r 11 shift >r 21 shift r> bitor r> bitor ;
  41
  42 : xo-form ( d a b oe rc xo -- n )
  43     swap
  44     >r 1 shift >r 10 shift >r 11 shift >r 16 shift >r 21 shift
  45     r> bitor r> bitor r> bitor r> bitor r> bitor ;
  46
  47 : ADDI d-form 14 insn ;   : LI 0 rot ADDI ;   : SUBI neg ADDI ;
  48 : ADDIS d-form 15 insn ;  : LIS 0 rot ADDIS ;
  49
  50 : ADDIC d-form 12 insn ;  : SUBIC neg ADDIC ;
  51
  52 : ADDIC. d-form 13 insn ; : SUBIC. neg ADDIC. ;
  53
  54 : MULI d-form 7 insn ;
  55
  56 : (ADD) 266 xo-form 31 insn ;
  57 : ADD 0 0 (ADD) ;  : ADD. 0 1 (ADD) ;
  58 : ADDO 1 0 (ADD) ; : ADDO. 1 1 (ADD) ;
  59
  60 : (ADDC) 10 xo-form 31 insn ;
  61 : ADDC 0 0 (ADDC) ;  : ADDC. 0 1 (ADDC) ;
  62 : ADDCO 1 0 (ADDC) ; : ADDCO. 1 1 (ADDC) ;
  63
  64 : (ADDE) 138 xo-form 31 insn ;
  65 : ADDE 0 0 (ADDE) ;  : ADDE. 0 1 (ADDE) ;
  66 : ADDEO 1 0 (ADDE) ; : ADDEO. 1 1 (ADDE) ;
  67
  68 : ANDI d-form 28 insn ;
  69 : ANDIS d-form 29 insn ;
  70
  71 : (AND) 28 x-form 31 insn ;
  72 : AND 0 (AND) ;  : AND. 0 (AND) ;
  73
  74 : (DIVW) 491 xo-form 31 insn ;
  75 : DIVW 0 0 (DIVW) ;  : DIVW. 0 1 (DIVW) ;
  76 : DIVWO 1 0 (DIVW) ; : DIVWO. 1 1 (DIVW) ;
  77
  78 : (DIVWU) 459 xo-form 31 insn ;
  79 : DIVWU 0 0 (DIVWU) ;  : DIVWU. 0 1 (DIVWU) ;
  80 : DIVWUO 1 0 (DIVWU) ; : DIVWUO. 1 1 (DIVWU) ;
  81
  82 : (EQV) 284 x-form 31 insn ;
  83 : EQV 0 (EQV) ;  : EQV. 1 (EQV) ;
  84
  85 : (NAND) 476 x-form 31 insn ;
  86 : NAND 0 (NAND) ;  : NAND. 1 (NAND) ;
  87
  88 : (NOR) 124 x-form 31 insn ;
  89 : NOR 0 (NOR) ;  : NOR. 1 (NOR) ;
  90
  91 : NOT dup NOR ;   : NOT. dup NOR. ;
  92
  93 : ORI d-form 24 insn ;  : ORIS d-form 25 insn ;
  94
  95 : (OR) 444 x-form 31 insn ;
  96 : OR 0 (OR) ;  : OR. 1 (OR) ;
  97
  98 : (ORC) 412 x-form 31 insn ;
  99 : ORC 0 (ORC) ;  : ORC. 1 (ORC) ;
 100
 101 : MR dup OR ;  : MR. dup OR. ;
 102
 103 : (MULHW) 75 xo-form 31 insn ;
 104 : MULHW 0 0 (MULHW) ;  : MULHW. 0 1 (MULHW) ;
 105
 106 : MULLI d-form 7 insn ;
 107
 108 : (MULHWU) 11 xo-form 31 insn ;
 109 : MULHWU 0 0 (MULHWU) ;  : MULHWU. 0 1 (MULHWU) ;
 110
 111 : (MULLW) 235 xo-form 31 insn ;
 112 : MULLW 0 0 (MULLW) ;  : MULLW. 0 1 (MULLW) ;
 113 : MULLWO 1 0 (MULLW) ; : MULLWO. 1 1 (MULLW) ;
 114
 115 : (SLW) 24 x-form 31 insn ;
 116 : SLW 0 (SLW) ;  : SLW. 1 (SLW) ;
 117
 118 : (SRAW) 792 x-form 31 insn ;
 119 : SRAW 0 (SRAW) ;  : SRAW. 1 (SRAW) ;
 120
 121 : (SRW) 536 x-form 31 insn ;
 122 : SRW 0 (SRW) ;  : SRW. 1 (SRW) ;
 123
 124 : SRAWI 0 824 x-form 31 insn ;
 125
 126 : (SUBF) 40 xo-form 31 insn ;
 127 : SUBF 0 0 (SUBF) ;  : SUBF. 0 1 (SUBF) ;
 128 : SUBFO 1 0 (SUBF) ; : SUBFO. 1 1 (SUBF) ;
 129
 130 : (SUBFC) 8 xo-form 31 insn ;
 131 : SUBFC 0 0 (SUBFC) ;  : SUBFC. 0 1 (SUBFC) ;
 132 : SUBFCO 1 0 (SUBFC) ; : SUBFCO. 1 1 (SUBFC) ;
 133
 134 : (SUBFE) 136 xo-form 31 insn ;
 135 : SUBFE 0 0 (SUBFE) ;  : SUBFE. 0 1 (SUBFE) ;
 136 : SUBFEO 1 0 (SUBFE) ; : SUBFEO. 1 1 (SUBFE) ;
 137
 138 : XORI d-form 26 insn ;
 139 : XORIS d-form 27 insn ;
 140
 141 : (XOR) 316 x-form 31 insn ;
 142 : XOR 0 (XOR) ;  : XOR. 1 (XOR) ;
 143
 144 : CMPI d-form 11 insn ;
 145 : CMPLI d-form 10 insn ;
 146
 147 : CMP 0 0 x-form 31 insn ;
 148 : CMPL 0 32 x-form 31 insn ;
 149
 150 : (RLWINM) a-form 21 insn ;
 151 : RLWINM 0 (RLWINM) ;  : RLWINM. 1 (RLWINM) ;
 152
 153 : SLWI 0 31 pick - RLWINM ;  : SLWI. 0 31 pick - RLWINM. ;
 154
 155 : LBZ d-form 34 insn ;  : LBZU d-form 35 insn ;
 156 : LHA d-form 42 insn ;  : LHAU d-form 43 insn ;
 157 : LHZ d-form 40 insn ;  : LHZU d-form 41 insn ;
 158 : LWZ d-form 32 insn ;  : LWZU d-form 33 insn ;
 159
 160 : STB d-form 38 insn ;  : STBU d-form 39 insn ;
 161 : STH d-form 44 insn ;  : STHU d-form 45 insn ;
 162 : STW d-form 36 insn ;  : STWU d-form 37 insn ;
 163
 164 G: (B) ( dest aa lk -- ) 2 standard-combination ;
 165 M: integer (B) i-form 18 insn ;
 166 M: word (B) 0 -rot (B) rel-relative-3 rel-word ;
 167 M: label (B) 0 -rot (B) rel-relative-3 rel-label ;
 168
 169 : B 0 0 (B) ; : BL 0 1 (B) ;
 170
 171 GENERIC: BC ( a b c -- )
 172 M: integer BC 0 0 b-form 16 insn ;
 173 M: word BC >r 0 BC r> rel-relative-2 rel-word ;
 174 M: label BC >r 0 BC r> rel-relative-2 rel-label ;
 175
 176 : BLT 12 0 rot BC ;  : BGE 4 0 rot BC ;
 177 : BGT 12 1 rot BC ;  : BLE 4 1 rot BC ;
 178 : BEQ 12 2 rot BC ;  : BNE 4 2 rot BC ;
 179 : BO  12 3 rot BC ;  : BNO 4 3 rot BC ;
 180
 181 : BCLR 0 8 0 0 b-form 19 insn ;
 182 : BLR 20 BCLR ;
 183 : BCLRL 0 8 0 1 b-form 19 insn ;
 184 : BLRL 20 BCLRL ;
 185 : BCCTR 0 264 0 0 b-form 19 insn ;
 186 : BCTR 20 BCCTR ;
 187
 188 : MFSPR 5 shift 339 xfx-form 31 insn ;
 189 : MFXER 1 MFSPR ;  : MFLR 8 MFSPR ;  : MFCTR 9 MFSPR ;
 190
 191 : MTSPR 5 shift 467 xfx-form 31 insn ;
 192 : MTXER 1 MTSPR ;  : MTLR 8 MTSPR ;  : MTCTR 9 MTSPR ;
 193
 194 : LOAD32 >r w>h/h r> tuck LIS dup rot ORI ;
 195
 196 : LOAD ( n r -- )
 197     #! PowerPC cannot load a 32 bit literal in one instruction.
 198    >r dup -32768 32767 between? [ r> LI ] [ r> LOAD32 ] if ;
 199
 200 ! Floating point
 201 : LFS d-form 48 insn ;  : LFSU d-form 49 insn ;
 202 : LFD d-form 50 insn ;  : LFDU d-form 51 insn ;
 203 : STFS d-form 52 insn ; : STFSU d-form 53 insn ;
 204 : STFD d-form 54 insn ; : STFDU d-form 55 insn ;
 205
 206 : (FMR) >r 0 -rot 72 r> x-form 63 insn ;
 207 : FMR 0 (FMR) ;  : FMR. 1 (FMR) ;
 208
 209 : (FCTIWZ) >r 0 -rot r> 15 x-form 63 insn ;
 210 : FCTIWZ 0 (FCTIWZ) ;  : FCTIWZ. 1 (FCTIWZ) ;
 211
 212 : (FADD) >r 0 21 r> a-form 63 insn ;
 213 : FADD 0 (FADD) ;  : FADD. 1 (FADD) ;
 214
 215 : (FSUB) >r 0 20 r> a-form 63 insn ;
 216 : FSUB 0 (FSUB) ;  : FSUB. 1 (FSUB) ;
 217
 218 : (FMUL) >r 0 swap 25 r> a-form 63 insn ;
 219 : FMUL 0 (FMUL) ;  : FMUL. 1 (FMUL) ;
 220
 221 : (FDIV) >r 0 18 r> a-form 63 insn ;
 222 : FDIV 0 (FDIV) ;  : FDIV. 1 (FDIV) ;
 223
 224 : (FSQRT) >r 0 swap 0 22 r> a-form 63 insn ;
 225 : FSQRT 0 (FSQRT) ;  : FSQRT. 1 (FSQRT) ;
 226
 227 : FCMPU 0 0 x-form 63 insn ;
 228 : FCMPO 0 32 x-form 63 insn ;