]> gitweb.factorcode.org Git - factor.git/blobdiff - basis/compiler/codegen/codegen.factor
Merge Phil Dawes' VM work
[factor.git] / basis / compiler / codegen / codegen.factor
index d1a09394cd99374c611054e5c97cc2dcb00a58ec..e1551f54c0fca0f728701f0fb471f85929227328 100755 (executable)
@@ -2,10 +2,10 @@
 ! See http://factorcode.org/license.txt for BSD license.
 USING: namespaces make math math.order math.parser sequences accessors
 kernel kernel.private layouts assocs words summary arrays
-combinators classes.algebra alien alien.c-types alien.structs
+combinators classes.algebra alien alien.c-types
 alien.strings alien.arrays alien.complex alien.libraries sets libc
 continuations.private fry cpu.architecture classes locals
-source-files.errors
+source-files.errors slots parser generic.parser
 compiler.errors
 compiler.alien
 compiler.constants
@@ -16,6 +16,8 @@ compiler.cfg.registers
 compiler.cfg.builder
 compiler.codegen.fixup
 compiler.utilities ;
+QUALIFIED: classes.struct
+QUALIFIED: alien.structs
 IN: compiler.codegen
 
 SYMBOL: insn-counts
@@ -67,155 +69,156 @@ SYMBOL: labels
 : lookup-label ( id -- label )
     labels get [ drop <label> ] cache ;
 
+! Special cases
 M: ##no-tco generate-insn drop ;
 
-M: ##load-immediate generate-insn
-    [ dst>> ] [ val>> ] bi %load-immediate ;
-
-M: ##load-reference generate-insn
-    [ dst>> ] [ obj>> ] bi %load-reference ;
-
-M: ##peek generate-insn
-    [ dst>> ] [ loc>> ] bi %peek ;
-
-M: ##replace generate-insn
-    [ src>> ] [ loc>> ] bi %replace ;
-
-M: ##inc-d generate-insn n>> %inc-d ;
-
-M: ##inc-r generate-insn n>> %inc-r ;
-
 M: ##call generate-insn
     word>> dup sub-primitive>>
     [ first % ] [ [ add-call ] [ %call ] bi ] ?if ;
 
 M: ##jump generate-insn word>> [ add-call ] [ %jump ] bi ;
 
-M: ##return generate-insn drop %return ;
-
-M: _dispatch generate-insn
-    [ src>> ] [ temp>> ] bi %dispatch ;
-
 M: _dispatch-label generate-insn
     label>> lookup-label
     cell 0 <repetition> %
     rc-absolute-cell label-fixup ;
 
-: >slot< ( insn -- dst obj slot tag )
-    { [ dst>> ] [ obj>> ] [ slot>> ] [ tag>> ] } cleave ; inline
-
-M: ##slot generate-insn
-    [ >slot< ] [ temp>> ] bi %slot ;
-
-M: ##slot-imm generate-insn
-    >slot< %slot-imm ;
-
-: >set-slot< ( insn -- src obj slot tag )
-    { [ src>> ] [ obj>> ] [ slot>> ] [ tag>> ] } cleave ; inline
-
-M: ##set-slot generate-insn
-    [ >set-slot< ] [ temp>> ] bi %set-slot ;
-
-M: ##set-slot-imm generate-insn
-    >set-slot< %set-slot-imm ;
-
-M: ##string-nth generate-insn
-    { [ dst>> ] [ obj>> ] [ index>> ] [ temp>> ] } cleave %string-nth ;
-
-M: ##set-string-nth-fast generate-insn
-    { [ src>> ] [ obj>> ] [ index>> ] [ temp>> ] } cleave %set-string-nth-fast ;
-
-: dst/src ( insn -- dst src )
-    [ dst>> ] [ src>> ] bi ; inline
-
-: dst/src1/src2 ( insn -- dst src1 src2 )
-    [ dst>> ] [ src1>> ] [ src2>> ] tri ; inline
-
-M: ##add     generate-insn dst/src1/src2 %add     ;
-M: ##add-imm generate-insn dst/src1/src2 %add-imm ;
-M: ##sub     generate-insn dst/src1/src2 %sub     ;
-M: ##sub-imm generate-insn dst/src1/src2 %sub-imm ;
-M: ##mul     generate-insn dst/src1/src2 %mul     ;
-M: ##mul-imm generate-insn dst/src1/src2 %mul-imm ;
-M: ##and     generate-insn dst/src1/src2 %and     ;
-M: ##and-imm generate-insn dst/src1/src2 %and-imm ;
-M: ##or      generate-insn dst/src1/src2 %or      ;
-M: ##or-imm  generate-insn dst/src1/src2 %or-imm  ;
-M: ##xor     generate-insn dst/src1/src2 %xor     ;
-M: ##xor-imm generate-insn dst/src1/src2 %xor-imm ;
-M: ##shl     generate-insn dst/src1/src2 %shl     ;
-M: ##shl-imm generate-insn dst/src1/src2 %shl-imm ;
-M: ##shr     generate-insn dst/src1/src2 %shr     ;
-M: ##shr-imm generate-insn dst/src1/src2 %shr-imm ;
-M: ##sar     generate-insn dst/src1/src2 %sar     ;
-M: ##sar-imm generate-insn dst/src1/src2 %sar-imm ;
-M: ##not     generate-insn dst/src       %not     ;
-M: ##log2    generate-insn dst/src       %log2    ;
-
-: label/dst/src1/src2 ( insn -- label dst src1 src2 )
-    [ label>> lookup-label ] [ dst/src1/src2 ] bi ; inline
-
-M: _fixnum-add generate-insn label/dst/src1/src2 %fixnum-add ;
-M: _fixnum-sub generate-insn label/dst/src1/src2 %fixnum-sub ;
-M: _fixnum-mul generate-insn label/dst/src1/src2 %fixnum-mul ;
-
-: dst/src/temp ( insn -- dst src temp )
-    [ dst/src ] [ temp>> ] bi ; inline
-
-M: ##integer>bignum generate-insn dst/src/temp %integer>bignum ;
-M: ##bignum>integer generate-insn dst/src/temp %bignum>integer ;
-
-M: ##add-float generate-insn dst/src1/src2 %add-float ;
-M: ##sub-float generate-insn dst/src1/src2 %sub-float ;
-M: ##mul-float generate-insn dst/src1/src2 %mul-float ;
-M: ##div-float generate-insn dst/src1/src2 %div-float ;
-
-M: ##integer>float generate-insn dst/src %integer>float ;
-M: ##float>integer generate-insn dst/src %float>integer ;
-
-M: ##copy generate-insn [ dst/src ] [ rep>> ] bi %copy ;
-
-M: ##unbox-float     generate-insn dst/src %unbox-float ;
-M: ##unbox-any-c-ptr generate-insn dst/src/temp %unbox-any-c-ptr ;
-M: ##box-float       generate-insn dst/src/temp %box-float ;
-M: ##box-alien       generate-insn dst/src/temp %box-alien ;
-
-M: ##alien-unsigned-1 generate-insn dst/src %alien-unsigned-1 ;
-M: ##alien-unsigned-2 generate-insn dst/src %alien-unsigned-2 ;
-M: ##alien-unsigned-4 generate-insn dst/src %alien-unsigned-4 ;
-M: ##alien-signed-1   generate-insn dst/src %alien-signed-1   ;
-M: ##alien-signed-2   generate-insn dst/src %alien-signed-2   ;
-M: ##alien-signed-4   generate-insn dst/src %alien-signed-4   ;
-M: ##alien-cell       generate-insn dst/src %alien-cell       ;
-M: ##alien-float      generate-insn dst/src %alien-float      ;
-M: ##alien-double     generate-insn dst/src %alien-double     ;
-
-: >alien-setter< ( insn -- src value )
-    [ src>> ] [ value>> ] bi ; inline
-
-M: ##set-alien-integer-1 generate-insn >alien-setter< %set-alien-integer-1 ;
-M: ##set-alien-integer-2 generate-insn >alien-setter< %set-alien-integer-2 ;
-M: ##set-alien-integer-4 generate-insn >alien-setter< %set-alien-integer-4 ;
-M: ##set-alien-cell      generate-insn >alien-setter< %set-alien-cell      ;
-M: ##set-alien-float     generate-insn >alien-setter< %set-alien-float     ;
-M: ##set-alien-double    generate-insn >alien-setter< %set-alien-double    ;
-
-M: ##allot generate-insn
-    {
-        [ dst>> ]
-        [ size>> ]
-        [ class>> ]
-        [ temp>> ]
-    } cleave
-    %allot ;
+M: _prologue generate-insn
+    stack-frame>> [ stack-frame set ] [ total-size>> %prologue ] bi ;
+
+M: _epilogue generate-insn
+    stack-frame>> total-size>> %epilogue ;
 
-M: ##write-barrier generate-insn
-    [ src>> ]
-    [ card#>> ]
-    [ table>> ]
-    tri %write-barrier ;
+M: _spill-area-size generate-insn drop ;
+
+! Some meta-programming to generate simple code generators, where
+! the instruction is unpacked and then a %word is called
+<<
+
+: insn-slot-quot ( spec -- quot )
+    name>> [ reader-word ] [ "label" = ] bi
+    [ \ lookup-label [ ] 2sequence ] [ [ ] 1sequence ] if ;
 
-! GC checks
+: codegen-method-body ( class word -- quot )
+    [
+        "insn-slots" word-prop
+        [ insn-slot-quot ] map cleave>quot
+    ] dip suffix ;
+
+SYNTAX: CODEGEN:
+    scan-word [ \ generate-insn create-method-in ] keep scan-word
+    codegen-method-body define ;
+>>
+
+CODEGEN: ##load-immediate %load-immediate
+CODEGEN: ##load-reference %load-reference
+CODEGEN: ##peek %peek
+CODEGEN: ##replace %replace
+CODEGEN: ##inc-d %inc-d
+CODEGEN: ##inc-r %inc-r
+CODEGEN: ##return %return
+CODEGEN: ##slot %slot
+CODEGEN: ##slot-imm %slot-imm
+CODEGEN: ##set-slot %set-slot
+CODEGEN: ##set-slot-imm %set-slot-imm
+CODEGEN: ##string-nth %string-nth
+CODEGEN: ##set-string-nth-fast %set-string-nth-fast
+CODEGEN: ##add %add
+CODEGEN: ##add-imm %add-imm
+CODEGEN: ##sub %sub
+CODEGEN: ##sub-imm %sub-imm
+CODEGEN: ##mul %mul
+CODEGEN: ##mul-imm %mul-imm
+CODEGEN: ##and %and
+CODEGEN: ##and-imm %and-imm
+CODEGEN: ##or %or
+CODEGEN: ##or-imm %or-imm
+CODEGEN: ##xor %xor
+CODEGEN: ##xor-imm %xor-imm
+CODEGEN: ##shl %shl
+CODEGEN: ##shl-imm %shl-imm
+CODEGEN: ##shr %shr
+CODEGEN: ##shr-imm %shr-imm
+CODEGEN: ##sar %sar
+CODEGEN: ##sar-imm %sar-imm
+CODEGEN: ##min %min
+CODEGEN: ##max %max
+CODEGEN: ##not %not
+CODEGEN: ##log2 %log2
+CODEGEN: ##copy %copy
+CODEGEN: ##integer>bignum %integer>bignum
+CODEGEN: ##bignum>integer %bignum>integer
+CODEGEN: ##unbox-float %unbox-float
+CODEGEN: ##box-float %box-float
+CODEGEN: ##add-float %add-float
+CODEGEN: ##sub-float %sub-float
+CODEGEN: ##mul-float %mul-float
+CODEGEN: ##div-float %div-float
+CODEGEN: ##min-float %min-float
+CODEGEN: ##max-float %max-float
+CODEGEN: ##sqrt %sqrt
+CODEGEN: ##unary-float-function %unary-float-function
+CODEGEN: ##binary-float-function %binary-float-function
+CODEGEN: ##single>double-float %single>double-float
+CODEGEN: ##double>single-float %double>single-float
+CODEGEN: ##integer>float %integer>float
+CODEGEN: ##float>integer %float>integer
+CODEGEN: ##unbox-vector %unbox-vector
+CODEGEN: ##broadcast-vector %broadcast-vector
+CODEGEN: ##gather-vector-2 %gather-vector-2
+CODEGEN: ##gather-vector-4 %gather-vector-4
+CODEGEN: ##box-vector %box-vector
+CODEGEN: ##add-vector %add-vector
+CODEGEN: ##sub-vector %sub-vector
+CODEGEN: ##mul-vector %mul-vector
+CODEGEN: ##div-vector %div-vector
+CODEGEN: ##min-vector %min-vector
+CODEGEN: ##max-vector %max-vector
+CODEGEN: ##sqrt-vector %sqrt-vector
+CODEGEN: ##horizontal-add-vector %horizontal-add-vector
+CODEGEN: ##box-alien %box-alien
+CODEGEN: ##box-displaced-alien %box-displaced-alien
+CODEGEN: ##unbox-alien %unbox-alien
+CODEGEN: ##unbox-any-c-ptr %unbox-any-c-ptr
+CODEGEN: ##alien-unsigned-1 %alien-unsigned-1
+CODEGEN: ##alien-unsigned-2 %alien-unsigned-2
+CODEGEN: ##alien-unsigned-4 %alien-unsigned-4
+CODEGEN: ##alien-signed-1 %alien-signed-1
+CODEGEN: ##alien-signed-2 %alien-signed-2
+CODEGEN: ##alien-signed-4 %alien-signed-4
+CODEGEN: ##alien-cell %alien-cell
+CODEGEN: ##alien-float %alien-float
+CODEGEN: ##alien-double %alien-double
+CODEGEN: ##alien-vector %alien-vector
+CODEGEN: ##set-alien-integer-1 %set-alien-integer-1
+CODEGEN: ##set-alien-integer-2 %set-alien-integer-2
+CODEGEN: ##set-alien-integer-4 %set-alien-integer-4
+CODEGEN: ##set-alien-cell %set-alien-cell
+CODEGEN: ##set-alien-float %set-alien-float
+CODEGEN: ##set-alien-double %set-alien-double
+CODEGEN: ##set-alien-vector %set-alien-vector
+CODEGEN: ##allot %allot
+CODEGEN: ##write-barrier %write-barrier
+CODEGEN: ##compare %compare
+CODEGEN: ##compare-imm %compare-imm
+CODEGEN: ##compare-float-ordered %compare-float-ordered
+CODEGEN: ##compare-float-unordered %compare-float-unordered
+CODEGEN: ##save-context %save-context
+
+CODEGEN: _fixnum-add %fixnum-add
+CODEGEN: _fixnum-sub %fixnum-sub
+CODEGEN: _fixnum-mul %fixnum-mul
+CODEGEN: _label resolve-label
+CODEGEN: _branch %jump-label
+CODEGEN: _compare-branch %compare-branch
+CODEGEN: _compare-imm-branch %compare-imm-branch
+CODEGEN: _compare-float-ordered-branch %compare-float-ordered-branch
+CODEGEN: _compare-float-unordered-branch %compare-float-unordered-branch
+CODEGEN: _dispatch %dispatch
+CODEGEN: _spill %spill
+CODEGEN: _reload %reload
+
+! ##gc
 : wipe-locs ( locs temp -- )
     '[
         _
@@ -226,7 +229,7 @@ M: ##write-barrier generate-insn
 GENERIC# save-gc-root 1 ( gc-root operand temp -- )
 
 M:: spill-slot save-gc-root ( gc-root operand temp -- )
-    temp operand n>> int-rep %reload
+    temp int-rep operand n>> %reload
     gc-root temp %save-gc-root ;
 
 M: object save-gc-root drop %save-gc-root ;
@@ -239,7 +242,7 @@ GENERIC# load-gc-root 1 ( gc-root operand temp -- )
 
 M:: spill-slot load-gc-root ( gc-root operand temp -- )
     gc-root temp %load-gc-root
-    temp operand n>> int-rep %spill ;
+    temp int-rep operand n>> %spill ;
 
 M: object load-gc-root drop %load-gc-root ;
 
@@ -254,6 +257,7 @@ M: _gc generate-insn
         [ [ uninitialized-locs>> ] [ temp1>> ] bi wipe-locs ]
         [ data-values>> save-data-regs ]
         [ [ tagged-values>> ] [ temp1>> ] bi save-gc-roots ]
+        [ [ temp1>> ] [ temp2>> ] bi t %save-context ]
         [ tagged-values>> length %call-gc ]
         [ [ tagged-values>> ] [ temp1>> ] bi load-gc-roots ]
         [ data-values>> load-data-regs ]
@@ -266,8 +270,11 @@ M: ##alien-global generate-insn
     [ dst>> ] [ symbol>> ] [ library>> ] tri
     %alien-global ;
 
+M: ##vm-field-ptr generate-insn
+    [ dst>> ] [ fieldname>> ] bi %vm-field-ptr ;
+
 ! ##alien-invoke
-GENERIC: next-fastcall-param ( reg-class -- )
+GENERIC: next-fastcall-param ( rep -- )
 
 : ?dummy-stack-params ( rep -- )
     dummy-stack-params? [ rep-size cell align stack-params +@ ] [ drop ] if ;
@@ -281,10 +288,10 @@ GENERIC: next-fastcall-param ( reg-class -- )
 M: int-rep next-fastcall-param
     int-regs inc [ ?dummy-stack-params ] [ ?dummy-fp-params ] bi ;
 
-M: single-float-rep next-fastcall-param
+M: float-rep next-fastcall-param
     float-regs inc [ ?dummy-stack-params ] [ ?dummy-int-params ] bi ;
 
-M: double-float-rep next-fastcall-param
+M: double-rep next-fastcall-param
     float-regs inc [ ?dummy-stack-params ] [ ?dummy-int-params ] bi ;
 
 GENERIC: reg-class-full? ( reg-class -- ? )
@@ -300,7 +307,7 @@ M: reg-class reg-class-full?
     stack-params dup ;
 
 : alloc-fastcall-param ( rep -- n reg-class rep )
-    [ reg-class-of [ get ] [ inc ] [ ] tri ] keep ;
+    [ [ reg-class-of get ] [ reg-class-of ] [ next-fastcall-param ] tri ] keep ;
 
 : alloc-parameter ( parameter -- reg rep )
     c-type-rep dup reg-class-of reg-class-full?
@@ -314,7 +321,10 @@ GENERIC: flatten-value-type ( type -- types )
 
 M: object flatten-value-type 1array ;
 
-M: struct-type flatten-value-type ( type -- types )
+M: alien.structs:struct-type flatten-value-type ( type -- types )
+    stack-size cell align (flatten-int-type) ;
+
+M: classes.struct:struct-c-type flatten-value-type ( type -- types )
     stack-size cell align (flatten-int-type) ;
 
 M: long-long-type flatten-value-type ( type -- types )
@@ -396,8 +406,6 @@ M: long-long-type flatten-value-type ( type -- types )
 
 M: ##alien-invoke generate-insn
     params>>
-    ! Save registers for GC
-    %prepare-alien-invoke
     ! Unbox parameters
     dup objects>registers
     %prepare-var-args
@@ -410,8 +418,6 @@ M: ##alien-invoke generate-insn
 ! ##alien-indirect
 M: ##alien-indirect generate-insn
     params>>
-    ! Save registers for GC
-    %prepare-alien-invoke
     ! Save alien at top of stack to temporary storage
     %prepare-alien-indirect
     ! Unbox parameters
@@ -431,7 +437,7 @@ M: ##alien-indirect generate-insn
     ! Generate code for boxing input parameters in a callback.
     [
         dup \ %save-param-reg move-parameters
-        "nest_stacks" f %alien-invoke
+        "nest_stacks" %vm-invoke-1st-arg
         box-parameters
     ] with-param-regs ;
 
@@ -453,7 +459,7 @@ TUPLE: callback-context ;
 
 : callback-return-quot ( ctype -- quot )
     return>> {
-        { [ dup "void" = ] [ drop [ ] ] }
+        { [ dup void? ] [ drop [ ] ] }
         { [ dup large-struct? ] [ heap-size '[ _ memcpy ] ] }
         [ c-type c-type-unboxer-quot ]
     } cond ;
@@ -469,7 +475,7 @@ TUPLE: callback-context ;
         [ callback-context new do-callback ] %
     ] [ ] make ;
 
-: %unnest-stacks ( -- ) "unnest_stacks" f %alien-invoke ;
+: %unnest-stacks ( -- ) "unnest_stacks" %vm-invoke-1st-arg ;
 
 M: ##callback-return generate-insn
     #! All the extra book-keeping for %unwind is only for x86.
@@ -482,53 +488,3 @@ M: ##alien-callback generate-insn
     [ wrap-callback-quot %alien-callback ]
     [ alien-return [ %unnest-stacks ] [ %callback-value ] if-void ]
     tri ;
-
-M: _prologue generate-insn
-    stack-frame>> [ stack-frame set ] [ total-size>> %prologue ] bi ;
-
-M: _epilogue generate-insn
-    stack-frame>> total-size>> %epilogue ;
-
-M: _label generate-insn
-    id>> lookup-label resolve-label ;
-
-M: _branch generate-insn
-    label>> lookup-label %jump-label ;
-
-: >compare< ( insn -- dst temp cc src1 src2 )
-    {
-        [ dst>> ]
-        [ temp>> ]
-        [ cc>> ]
-        [ src1>> ]
-        [ src2>> ]
-    } cleave ; inline
-
-M: ##compare generate-insn >compare< %compare ;
-M: ##compare-imm generate-insn >compare< %compare-imm ;
-M: ##compare-float generate-insn >compare< %compare-float ;
-
-: >binary-branch< ( insn -- label cc src1 src2 )
-    {
-        [ label>> lookup-label ]
-        [ cc>> ]
-        [ src1>> ]
-        [ src2>> ]
-    } cleave ; inline
-
-M: _compare-branch generate-insn
-    >binary-branch< %compare-branch ;
-
-M: _compare-imm-branch generate-insn
-    >binary-branch< %compare-imm-branch ;
-
-M: _compare-float-branch generate-insn
-    >binary-branch< %compare-float-branch ;
-
-M: _spill generate-insn
-    [ src>> ] [ n>> ] [ rep>> ] tri %spill ;
-
-M: _reload generate-insn
-    [ dst>> ] [ n>> ] [ rep>> ] tri %reload ;
-
-M: _spill-area-size generate-insn drop ;