source: branches/qres/ccl/compiler/backend.lisp @ 15278

Last change on this file since 15278 was 13070, checked in by gz, 10 years ago

r13066, r13067 from trunk: copyrights etc

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 17.3 KB
Line 
1;;;-*- Mode: Lisp; Package: CCL -*-
2;;;
3;;;   Copyright (C) 2009 Clozure Associates
4;;;   Copyright (C) 1994-2001 Digitool, Inc
5;;;   This file is part of Clozure CL. 
6;;;
7;;;   Clozure CL is licensed under the terms of the Lisp Lesser GNU Public
8;;;   License , known as the LLGPL and distributed with Clozure CL as the
9;;;   file "LICENSE".  The LLGPL consists of a preamble and the LGPL,
10;;;   which is distributed with Clozure CL as the file "LGPL".  Where these
11;;;   conflict, the preamble takes precedence. 
12;;;
13;;;   Clozure CL is referenced in the preamble as the "LIBRARY."
14;;;
15;;;   The LLGPL is also available online at
16;;;   http://opensource.franz.com/preamble.html
17(in-package "CCL")
18
19(eval-when (:compile-toplevel :execute)
20  (require "ARCH"))
21
22(defconstant platform-word-size-mask 64)
23(defconstant platform-os-mask 7)
24(defconstant platform-cpu-mask (logandc2 (1- platform-word-size-mask)
25                                         platform-os-mask))
26(defconstant platform-word-size-32 0)
27(defconstant platform-word-size-64 64)
28(defconstant platform-cpu-ppc (ash 0 3))
29(defconstant platform-cpu-sparc (ash 1 3))
30(defconstant platform-cpu-x86 (ash 2 3))
31(defconstant platform-os-vxworks 0)
32(defconstant platform-os-linux 1)
33(defconstant platform-os-solaris 2)
34(defconstant platform-os-darwin 3)
35(defconstant platform-os-freebsd 4)
36(defconstant platform-os-windows 5)
37
38(defstruct backend
39  (name :a :type keyword)
40  (num-arg-regs 3 :type fixnum)    ; number of args passed in registers
41  (num-nvrs 0 :type fixnum)        ; number of callee-save node regs
42  (num-node-regs 0 :type fixnum)     ; number of node temps/arg regs
43  (lap-opcodes #() :type simple-vector)
44  (lookup-opcode #'false :type (or symbol function))
45  (lookup-macro #'false :type (or symbol function))
46  (p2-dispatch #() :type simple-vector)
47  (p2-compile 'error :type (or symbol function))
48  (p2-vinsn-templates (error "Missing arg") :type hash-table)
49  (p2-template-hash-name 'bogus :type symbol)
50  (target-specific-features () :type list)
51  (target-fasl-pathname "" :type (or string pathname))
52  (target-platform 0 :type fixnum)
53  (target-os ())
54  (target-arch-name nil :type symbol)
55  (target-foreign-type-data nil :type (or null foreign-type-data))
56  (lap-macros nil)
57  (target-arch nil)
58  (define-vinsn nil)
59  (platform-syscall-mask 0)
60  (define-callback nil)
61  (defcallback-body nil)
62  (lisp-context-register 0)
63  ;; difference between canonical static address for arch and this
64  ;; target's. Usually 0.
65  (lowmem-bias 0))
66
67(defmethod print-object ((b backend) s)
68  (print-unreadable-object (b s :type t :identity t)
69    (format s "~A" (backend-name b))))
70
71
72(defun target-os-name (&optional (backend *target-backend*))
73  (cdr (assoc (logand platform-os-mask (backend-target-platform backend))
74              *platform-os-names*)))
75
76
77(defparameter *backend-node-regs* 0)
78(defparameter *backend-node-temps* 0)
79(defparameter *available-backend-node-temps* 0)
80(defparameter *backend-imm-temps* 0)
81(defparameter *available-backend-imm-temps* 0)
82(defparameter *backend-fp-temps* 0)
83(defparameter *available-backend-fp-temps* 0)
84(defparameter *backend-crf-temps* 0)
85(defparameter *available-backend-crf-temps* 0)
86(defparameter *backend-allocate-high-node-temps* nil)
87
88(defparameter *mode-name-value-alist*
89  '((:lisp . 0)
90    (:u32 . 1)
91    (:s32 . 2)
92    (:u16 . 3)
93    (:s16 . 4)
94    (:u8 . 5)
95    (:s8 . 6)
96    (:address . 7)
97    (:u64 . 8)
98    (:s64 . 9)))
99
100(defun gpr-mode-name-value (name)
101  (if (eq name :natural)
102    (setq name
103          (target-word-size-case
104           (32 :u32)
105           (64 :u64)))
106    (if (eq name :signed-natural)
107      (setq name
108          (target-word-size-case
109           (32 :s32)
110           (64 :s64)))))
111  (or (cdr (assq name *mode-name-value-alist*))
112      (error "Unknown gpr mode name: ~s" name)))
113
114(defparameter *mode-specifier-types*
115  (vector
116   (specifier-type t)                   ;:lisp
117   (specifier-type '(unsigned-byte 32)) ;:u32
118   (specifier-type '(signed-byte 32))   ;:s32
119   (specifier-type '(unsigned-byte 16)) ;:u16
120   (specifier-type '(signed-byte 16))   ;:s16
121   (specifier-type '(unsigned-byte 8))  ;:u8
122   (specifier-type '(signed-byte 8))    ;:s8
123   (specifier-type 'macptr)             ;:address
124   (specifier-type '(unsigned-byte 64)) ;:u64
125   (specifier-type '(signed-byte 64)))) ;:s64
126
127(defun mode-specifier-type (mode-name)
128  (svref *mode-specifier-types* (gpr-mode-name-value mode-name)))
129   
130
131(defun use-node-temp (n)
132  (declare (fixnum n))
133  (if (logbitp n *available-backend-node-temps*)
134    (setq *available-backend-node-temps*
135          (logand *available-backend-node-temps* (lognot (ash 1 n)))))
136  n)
137
138(defun node-reg-p (reg)
139  (and (= (hard-regspec-class reg) hard-reg-class-gpr)
140       (= (get-regspec-mode reg) hard-reg-class-gpr-mode-node)))
141
142(defun node-reg-value (reg)
143  (if (node-reg-p reg)
144    (hard-regspec-value reg)))
145
146; if EA is a register-spec of the indicated class, return
147; the register #.
148(defun backend-ea-physical-reg (ea class)
149  (declare (fixnum class))
150  (and ea
151       (register-spec-p ea)
152       (= (hard-regspec-class ea) class)
153       (hard-regspec-value ea)))
154
155(defun backend-crf-p (vreg)
156  (backend-ea-physical-reg vreg hard-reg-class-crf))
157
158(defun available-node-temp (mask)
159  (if *backend-allocate-high-node-temps*
160    (do* ((bit 31 (1- bit)))
161         ((< bit 0) (error "Bug: ran out of node temp registers."))
162      (when (logbitp bit mask)
163        (return bit)))   
164    (dotimes (bit 32 (error "Bug: ran out of node temp registers."))
165      (when (logbitp bit mask)
166        (return bit)))))
167
168(defun ensure-node-target (reg)
169  (if (node-reg-p reg)
170    reg
171    (available-node-temp *available-backend-node-temps*)))
172
173(defun select-node-temp ()
174  (let* ((mask *available-backend-node-temps*))
175    (if *backend-allocate-high-node-temps*
176      (do* ((bit 31 (1- bit)))
177           ((< bit 0) (error "Bug: ran out of node temp registers."))
178        (when (logbitp bit mask)
179          (setq *available-backend-node-temps* (bitclr bit mask))
180          (return bit)))
181      (dotimes (bit 32 (error "Bug: ran out of node temp registers."))
182        (when (logbitp bit mask)
183          (setq *available-backend-node-temps* (bitclr bit mask))
184          (return bit))))))
185
186(defun available-imm-temp (mask &optional (mode-name :natural))
187  (dotimes (bit 32 (error "Bug: ran out of imm temp registers."))
188    (when (logbitp bit mask)
189      (return (set-regspec-mode bit (gpr-mode-name-value mode-name))))))
190
191(defun use-imm-temp (n)
192  (declare (fixnum n))
193  (setq *available-backend-imm-temps* (logand *available-backend-imm-temps* (lognot (ash 1 n))))
194  n)
195
196
197(defun select-imm-temp (&optional (mode-name :u32))
198  (let* ((mask *available-backend-imm-temps*))
199    (dotimes (bit 32 (error "Bug: ran out of imm temp registers."))
200      (when (logbitp bit mask)
201        (setq *available-backend-imm-temps* (bitclr bit mask))
202        (return (set-regspec-mode bit (gpr-mode-name-value mode-name)))))))
203
204;;; Condition-register fields are PPC-specific, but we might as well have
205;;; a portable interface to them.
206
207(defun use-crf-temp (n)
208  (declare (fixnum n))
209  (setq *available-backend-crf-temps* (logand *available-backend-crf-temps* (lognot (ash 1 (ash n -2)))))
210  n)
211
212(defun select-crf-temp ()
213  (let* ((mask *available-backend-crf-temps*))
214    (dotimes (bit 8 (error "Bug: ran out of CR fields."))
215      (declare (fixnum bit))
216      (when (logbitp bit mask)
217        (setq *available-backend-crf-temps* (bitclr bit mask))
218        (return (make-hard-crf-reg (the fixnum (ash bit 2))))))))
219
220(defun available-crf-temp (mask)
221  (dotimes (bit 8 (error "Bug: ran out of CR fields."))
222    (when (logbitp bit mask)
223      (return (make-hard-crf-reg (the fixnum (ash bit 2)))))))
224
225(defun single-float-reg-p (reg)
226  (and (= (hard-regspec-class reg) hard-reg-class-fpr)
227       (= (get-regspec-mode reg) hard-reg-class-fpr-mode-single)))
228
229(defun use-fp-temp (n)
230    (setq *available-backend-fp-temps* (logand *available-backend-fp-temps* (lognot (ash 1 n))))
231    n)
232
233(defun available-fp-temp (mask &optional (mode-name :double-float))
234  (dotimes (bit (integer-length mask) (error "Bug: ran out of node fp registers."))
235    (when (logbitp bit mask)
236      (let* ((mode (if (eq mode-name :double-float) 
237                     hard-reg-class-fpr-mode-double
238                     hard-reg-class-fpr-mode-single)))
239        (return (make-hard-fp-reg bit mode))))))
240
241(defparameter *backend-all-lregs* ())
242(defun note-logical-register (l)
243  (push l *backend-all-lregs*)
244  l)
245
246(defun free-logical-registers ()
247  (without-interrupts
248   (let* ((prev (pool.data *lreg-freelist*)))
249     (dolist (r *backend-all-lregs*)
250       (setf (lreg-value r) prev
251             prev r))
252     (setf (pool.data *lreg-freelist*) prev)
253     (setq *backend-all-lregs* nil))))
254
255
256(defun make-unwired-lreg (value &key 
257                                (class (if value (hard-regspec-class value) 0))
258                                (mode (if value (get-regspec-mode value) 0))
259                                (type (if value (get-node-regspec-type-modes value) 0)))
260  (note-logical-register (make-lreg (if value (hard-regspec-value value)) class mode type nil)))
261
262;;; Make an lreg with the same class, mode, & type as the prototype.
263(defun make-unwired-lreg-like (proto)
264  (make-unwired-lreg nil
265                     :class (hard-regspec-class proto)
266                     :mode (get-regspec-mode proto)
267                     :type (get-node-regspec-type-modes proto)))
268 
269(defun make-wired-lreg (value &key 
270                              (class (hard-regspec-class value))
271                              (mode (get-regspec-mode value))
272                              (type (get-node-regspec-type-modes value)))
273  (note-logical-register (make-lreg (hard-regspec-value value) class mode type t)))
274
275(defvar *backend-immediates*)
276
277(defun backend-new-immediate (imm)
278  (vector-push-extend imm *backend-immediates*))
279
280(defun backend-immediate-index (imm)
281  (or (position imm *backend-immediates*)
282      (backend-new-immediate imm)))
283
284(defvar *backend-vinsns*)
285
286(defvar *backend-labels*)
287
288(defun backend-gen-label (seg labelnum)
289  (append-dll-node (aref *backend-labels* labelnum) seg)
290  labelnum)
291
292(defconstant $backend-compound-branch-target-bit 18)
293(defconstant $backend-compound-branch-target-mask (ash 1 $backend-compound-branch-target-bit))
294
295(defconstant $backend-mvpass-bit 19)
296(defconstant $backend-mvpass-mask (ash 1 $backend-mvpass-bit))
297
298(defconstant $backend-return (- (ash 1 18) 1))
299(defconstant $backend-mvpass (- (ash 1 18) 2))
300
301(defconstant $backend-compound-branch-false-byte (byte 18 0))
302(defconstant $backend-compound-branch-true-byte (byte 18 20))
303
304
305(defun backend-get-next-label ()
306  (let* ((lnum (length *backend-labels*)))
307    (if (>= lnum $backend-mvpass)
308      (compiler-function-overflow)
309      (vector-push-extend (make-vinsn-label lnum) *backend-labels*))))
310
311
312;;; Loop through all labels in *backend-labels*; if the label has been
313;;; emitted, remove it from vinsns and return it to the
314;;; *vinsn-label-freelist*.  "vinsns" should then contain nothing but
315;;; ... vinsns
316
317(defun backend-remove-labels ()
318  (let* ((labels *backend-labels*)
319         (freelist *vinsn-label-freelist*))
320    (dotimes (i (the fixnum (length labels)))
321      (let* ((lab (aref labels i)))
322        (if lab
323          (if (vinsn-label-succ lab)
324            (remove-and-free-dll-node lab freelist)
325            (free-dll-node lab freelist)))))))
326
327(defun backend-copy-label (from to)
328  (let* ((from-lab (aref *backend-labels* from))
329         (to-lab (aref *backend-labels* to)))
330    (when (null (vinsn-label-succ from-lab))
331      (error "Copy label: not defined yet!"))
332    (backend-merge-labels from-lab to-lab)
333    (setf (aref *backend-labels* to) from-lab)))
334
335(defun backend-merge-labels (from-lab to-lab)
336  (let* ((to-refs (vinsn-label-refs to-lab)))
337    (when to-refs
338      ;; Make all extant refs to TO-LAB refer to FROM-LAB
339      (setf (vinsn-label-refs to-lab) nil)
340      (dolist (vinsn to-refs)
341        (push vinsn (vinsn-label-refs from-lab))
342        (let* ((vp (vinsn-variable-parts vinsn)))
343          (declare (simple-vector vp))
344          (dotimes (i (the fixnum (length vp)))
345            (when (eq to-lab (svref vp i))
346              (setf (svref vp i) from-lab))))))))
347
348;;; For now, the register-spec must be
349;;; a) non-nil
350;;; c) of an expected class.
351;;; Return the class and value.
352(defun regspec-class-and-value (regspec expected)
353  (declare (fixnum expected))
354  (let* ((class (hard-regspec-class regspec)))
355    (declare (type (unsigned-byte 8) class))
356    (if (logbitp class expected)
357      (values class (if (typep regspec 'lreg)
358                      regspec
359                      (hard-regspec-value regspec)))
360      (error "bug: Register spec class (~d) is not one  of ~s." class expected))))
361
362(defmacro with-node-temps ((&rest reserved) (&rest nodevars) &body body)
363  `(let* ((*available-backend-node-temps* (logand *available-backend-node-temps* (lognot (logior ,@(mapcar #'(lambda (r) `(ash 1 (hard-regspec-value ,r))) reserved)))))
364          ,@(mapcar #'(lambda (v) `(,v (make-unwired-lreg (select-node-temp)))) nodevars))
365     ,@body))
366
367(defmacro with-imm-temps ((&rest reserved) (&rest immvars) &body body)
368  `(let* ((*available-backend-imm-temps* (logand *available-backend-imm-temps* (lognot (logior ,@(mapcar #'(lambda (r) `(ash 1 (hard-regspec-value ,r))) reserved)))))
369          ,@(mapcar #'(lambda (v) (let* ((var (if (atom v) v (car v)))
370                                         (mode-name (if (atom v) :u32 (cadr v)))) 
371                                    `(,var (select-imm-temp ',mode-name)))) immvars))
372          ,@body))
373
374
375(defmacro with-crf-target ((&rest reserved) name &body body)
376  `(let* ((,name (make-unwired-lreg 
377                  (available-crf-temp 
378                   (logand *available-backend-crf-temps* 
379                           (lognot (logior ,@(mapcar #'(lambda (r) `(ash 1 (ash (hard-regspec-value ,r) -2))) reserved))))))))
380     ,@body))
381
382(defmacro regspec-crf-gpr-case ((regspec regval) crf-form gpr-form)
383  (let* ((class (gensym)))
384    `(if ,regspec
385       (multiple-value-bind (,class ,regval) (regspec-class-and-value ,regspec hard-reg-class-gpr-crf-mask)
386         (declare (fixnum ,class))
387         (if (= ,class hard-reg-class-crf)
388           ,crf-form
389           ,gpr-form)))))
390
391;;; The NODE case may need to use ENSURING-NODE-TARGET.
392(defmacro unboxed-other-case ((regspec &rest mode-names)
393                              unboxed-case other-case)
394  `(if (and ,regspec
395        (= (hard-regspec-class ,regspec) hard-reg-class-gpr)
396        (logbitp  (get-regspec-mode ,regspec)
397         (logior ,@(mapcar #'(lambda (x) (ash 1 (gpr-mode-name-value x)))
398                           mode-names))))
399    ,unboxed-case
400    ,other-case))
401
402
403
404
405;;; Choose an immediate register (for targeting), but don't "reserve" it.
406(defmacro with-imm-target ((&rest reserved) spec &body body)
407  (let* ((name (if (atom spec) spec (car spec)))
408         (mode-name (if (atom spec) :natural (cadr spec))))
409    `(let* ((,name (make-unwired-lreg
410                    (available-imm-temp
411                     (logand
412                      *available-backend-imm-temps* 
413                      (lognot (logior ,@(mapcar
414                                         #'(lambda (r)
415                                             `(ash 1 (hard-regspec-value ,r)))
416                                         reserved))))
417                     ',mode-name))))
418       ,@body)))
419
420(defmacro with-node-target ((&rest reserved) name &body body)
421  `(let* ((,name (make-unwired-lreg
422                  (available-node-temp
423                   (logand
424                    *available-backend-node-temps* 
425                    (lognot (logior ,@(mapcar
426                                       #'(lambda (r)
427                                           `(ash 1 (hard-regspec-value ,r)))
428                                       reserved))))))))
429    ,@body))
430
431
432
433
434(defmacro with-fp-target ((&rest reserved) spec &body body)
435  (let* ((name (if (atom spec) spec (car spec)))
436         (mode-name (if (atom spec) :double-float (cadr spec))))
437    `(let* ((,name
438             (make-unwired-lreg
439              (available-fp-temp
440               (logand *available-backend-fp-temps*
441                       (lognot (logior
442                                ,@(mapcar
443                                   #'(lambda (r) 
444                                       `(ash 1 (hard-regspec-value ,r)))
445                                   reserved))))
446               ',mode-name))))
447       ,@body)))
448
449(defmacro ensuring-node-target ((target-var vreg-var) &body body)
450  `(let* ((*available-backend-node-temps* *available-backend-node-temps*)
451          (,target-var (ensure-node-target ,vreg-var)))
452    (declare (special *available-backend-node-temps*))
453    (macrolet ((<- (&whole call &rest args)
454                 (declare (ignore args))
455                 (error "Invalid use of <- inside ENSURING-NODE-TARGET: ~s" call))
456               (^ (&whole call &rest args)
457                 (declare (ignore args))
458                 (error "Invalid use of ^ inside ENSURING-NODE-TARGET: ~s" call)))
459      (progn
460        ,@body))
461    (<- ,target-var)))
462
463(defun acode-invert-condition-keyword (k)
464  (or 
465   (cdr (assq k '((:eq . :ne) (:ne . :eq) (:le . :gt) (:lt . :ge) (:ge . :lt) (:gt . :le))))
466   (error "Unknown condition: ~s" k)))
467
468(defun backend-arch-macroexpand (whole env)
469  (let* ((expander (arch::arch-macro-function
470                    (backend-target-arch-name *target-backend*)
471                    (car whole))))
472    (if expander
473      (funcall expander whole env)
474      (error "No arch-specific macro function for ~s in arch ~s"
475             (car whole) (backend-target-arch-name *target-backend*)))))
476
477(defmacro declare-arch-specific-macro (name)
478  `(progn
479    (setf (macro-function ',name) #'backend-arch-macroexpand)
480    ',name))
481
482(defun target-nil-value (&optional (backend *target-backend*))
483  (+ (arch::target-nil-value (backend-target-arch backend))
484     (backend-lowmem-bias backend)))
485
486(defun target-t-value (&optional (backend *target-backend*))
487  (let* ((arch (backend-target-arch backend)))
488    (+ (arch::target-nil-value arch)
489       (arch::target-t-offset arch)
490       (backend-lowmem-bias backend))))
491
492
493     
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.