d77e0d58935cff23fabe3cc4867f8d2208d696b2
[libfirm] / include / libfirm / firm_types.h
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2010 University of Karlsruhe.  All right reserved.
3  *
4  * This file is part of libFirm.
5  *
6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
9  * packaging of this file.
10  *
11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
13  * Agreement provided with the Software.
14  *
15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
17  * PURPOSE.
18  */
19
20 /**
21  * @file
22  * @brief      Definition of opaque firm types
23  * @author     Michael Beck
24  */
25 #ifndef FIRM_COMMON_FIRM_TYPES_H
26 #define FIRM_COMMON_FIRM_TYPES_H
27
28 #include "begin.h"
29
30 /**
31  * @page visited_counters Visited Counters
32  * A visited counter is an alternative to a visited flag for elements of a
33  * graph datastructure.
34  * A visited counter is an integer number added to the elements of a graph.
35  * There is also a global reference number for the whole datastructure. It is
36  * now possible to mark nodes by setting their visited counter to the global
37  * reference counter. Testing is done by comparing with the global reference
38  * counter.
39  * The advantage to simple boolean flag variables is that you can clear all
40  * element marks by increasing the global reference counter and don't need to
41  * visit the whole structure.
42  * This makes it more efficient when you only visit/mark a small amount of
43  * nodes in the graph.
44  */
45
46 /** Type for visited counters
47  * @see visited_counters */
48 typedef unsigned long ir_visited_t;
49 /** A label in the code (usually attached to a @ref Block) */
50 typedef unsigned long ir_label_t;
51
52 /** @ingroup dbg_info
53  * Source Reference */
54 typedef struct dbg_info             dbg_info;
55 /** @ingroup dbg_info
56  * Source Type Reference */
57 typedef struct type_dbg_info        type_dbg_info;
58 /** @ingroup ir_ident
59  * Identifier */
60 typedef struct ident                ident;
61 /** @ingroup ir_node
62  * Procedure Graph Node */
63 typedef struct ir_node              ir_node;
64 /** @ingroup ir_op
65  * Node Opcode */
66 typedef struct ir_op                ir_op;
67 /** @ingroup ir_mode
68  * SSA Value mode */
69 typedef struct ir_mode              ir_mode;
70 /** @ingroup iredges
71  * Dynamic Reverse Edge */
72 typedef struct ir_edge_t            ir_edge_t;
73 /** @ingroup ir_heights
74  * Computed graph Heights */
75 typedef struct ir_heights_t         ir_heights_t;
76 /** @ingroup ir_tarval
77  * Target Machine Value */
78 typedef struct ir_tarval            ir_tarval;
79 /** @ingroup enumeration_type
80  * Enumeration constant */
81 typedef struct ir_enum_const        ir_enum_const;
82 /** @ingroup ir_type
83  * Type */
84 typedef struct ir_type              ir_type;
85 /** @ingroup ir_graph
86  * Procedure Grpah */
87 typedef struct ir_graph             ir_graph;
88 /** @ingroup ir_prog
89  * Program */
90 typedef struct ir_prog              ir_prog;
91 /** @ingroup ir_loop
92  * Loop */
93 typedef struct ir_loop              ir_loop;
94 /** @ingroup ir_entity
95  * Entity */
96 typedef struct ir_entity            ir_entity;
97 /** @ingroup ir_cdep
98  * Control Dependence Analysis Results */
99 typedef struct ir_cdep              ir_cdep;
100 /** @ingroup be
101  * Target Architecture specific node operations */
102 typedef struct arch_irn_ops_t       arch_irn_ops_t;
103 /** A graph transformation pass */
104 typedef struct ir_graph_pass_t      ir_graph_pass_t;
105 /** A whole program transformation pass */
106 typedef struct ir_prog_pass_t       ir_prog_pass_t;
107
108 /** A graph pass manager */
109 typedef struct ir_graph_pass_manager_t      ir_graph_pass_manager_t;
110 /** A program pass manager */
111 typedef struct ir_prog_pass_manager_t       ir_prog_pass_manager_t;
112
113 /** @ingroup ir_initializer
114  * Initializer (for entities) */
115 typedef union  ir_initializer_t     ir_initializer_t;
116
117 /**
118  * @ingroup irgwalk
119  * type for graph-walk callbacks */
120 typedef void irg_walk_func(ir_node *, void *);
121
122 /**
123  * @ingroup Switch
124  * A switch table mapping integer numbers to proj-numbers of a Switch-node.
125  * Entries map a continuous range of integer numbers to a proj-number.
126  * There must never be two different entries matching the same integer number.
127  */
128 typedef struct ir_switch_table  ir_switch_table;
129
130 /**
131  * @ingroup ir_cons
132  * This function is called, whenever a local variable is used before definition
133  *
134  * @param irg       the IR graph on which this happens
135  * @param mode      the mode of the local var
136  * @param pos       position chosen be the frontend for this variable (n_loc)
137  *
138  * @return a firm node of mode @p mode that initializes the var at position pos
139  *
140  * @note
141  *      Do not return NULL!
142  *      If this function is not set, FIRM will create an Unknown node.
143  *      Use set_irg_loc_description()/get_irg_loc_description() to assign additional
144  *      informations to local variables.
145  */
146 typedef ir_node *uninitialized_local_variable_func_t(ir_graph *irg, ir_mode *mode, int pos);
147
148 #ifdef __cplusplus
149 # define ENUM_BITSET(type) \
150         extern "C++" { \
151                 static inline type operator ~  (type  a)         { return     (type)~(int)a;           } \
152                 static inline type operator &  (type  a, type b) { return     (type)((int)a & (int)b); } \
153                 static inline type operator &= (type& a, type b) { return a = (type)((int)a & (int)b); } \
154                 static inline type operator ^  (type  a, type b) { return     (type)((int)a ^ (int)b); } \
155                 static inline type operator ^= (type& a, type b) { return a = (type)((int)a ^ (int)b); } \
156                 static inline type operator |  (type  a, type b) { return     (type)((int)a | (int)b); } \
157                 static inline type operator |= (type& a, type b) { return a = (type)((int)a | (int)b); } \
158         }
159 #else
160 /** Marks an enum type as bitset enum. That is the enumeration values will
161  * probably be combined to form a (bit)set of flags.
162  * When compiling for C++ this macro will define the ~, &, &=, ^, ^=, | and |=
163  * operators for the enum values. */
164 # define ENUM_BITSET(type)
165 #endif
166
167 #ifdef __cplusplus
168 # define ENUM_COUNTABLE(type) \
169         extern "C++" { \
170                 static inline type operator ++(type& a) { return a = (type)((int)a + 1); } \
171                 static inline type operator --(type& a) { return a = (type)((int)a - 1); } \
172         }
173 #else
174 /** Marks an enum type as countable enum. The enumeration values will be a
175  * linear sequence of numbers which can be iterated through by incrementing
176  * by 1.
177  * When compiling for C++ this macro will define the ++ and -- operators. */
178 # define ENUM_COUNTABLE(type)
179 #endif
180
181 /**
182  * @ingroup ir_node
183  * Relations for comparing numbers
184  */
185 typedef enum ir_relation {
186         ir_relation_false              = 0,       /**< always false */
187         ir_relation_equal              = 1u << 0, /**< equal */
188         ir_relation_less               = 1u << 1, /**< less */
189         ir_relation_greater            = 1u << 2, /**< greater */
190         ir_relation_unordered          = 1u << 3, /**< unordered */
191         ir_relation_less_equal         = ir_relation_equal|ir_relation_less,    /**< less or equal */
192         ir_relation_greater_equal      = ir_relation_equal|ir_relation_greater, /**< greater or equal */
193         ir_relation_less_greater       = ir_relation_less|ir_relation_greater,  /** less or greater ('not equal' for integer numbers) */
194         ir_relation_less_equal_greater = ir_relation_equal|ir_relation_less|ir_relation_greater, /**< less equal or greater ('not unordered') */
195         ir_relation_unordered_equal    = ir_relation_unordered|ir_relation_equal, /**< unordered or equal */
196         ir_relation_unordered_less     = ir_relation_unordered|ir_relation_less,  /**< unordered or less */
197         ir_relation_unordered_less_equal = ir_relation_unordered|ir_relation_less|ir_relation_equal, /**< unordered, less or equal */
198         ir_relation_unordered_greater    = ir_relation_unordered|ir_relation_greater, /**< unordered or greater */
199         ir_relation_unordered_greater_equal = ir_relation_unordered|ir_relation_greater|ir_relation_equal, /**< unordered, greater or equal */
200         ir_relation_unordered_less_greater  = ir_relation_unordered|ir_relation_less|ir_relation_greater, /**< unordered, less or greater ('not equal' for floatingpoint numbers) */
201         ir_relation_true                    = ir_relation_equal|ir_relation_less|ir_relation_greater|ir_relation_unordered, /**< always true */
202 } ir_relation;
203 ENUM_BITSET(ir_relation)
204
205 /**
206  * @ingroup ir_node
207  * constrained flags for memory operations.
208  */
209 typedef enum ir_cons_flags {
210         cons_none             = 0,        /**< No constrains. */
211         cons_volatile         = 1U << 0,  /**< Memory operation is volatile. */
212         cons_unaligned        = 1U << 1,  /**< Memory operation is unaligned. */
213         cons_floats           = 1U << 2,  /**< Memory operation can float. */
214         cons_throws_exception = 1U << 3,  /**< fragile op throws exception (and
215                                                produces X_regular and X_except
216                                                values) */
217 } ir_cons_flags;
218 ENUM_BITSET(ir_cons_flags)
219
220 /**
221  * @ingroup ir_node
222  * pinned states.
223  */
224 typedef enum op_pin_state {
225         op_pin_state_floats = 0,    /**< Nodes of this opcode can be placed in any basic block. */
226         op_pin_state_pinned = 1,    /**< Nodes must remain in this basic block. */
227         op_pin_state_exc_pinned,    /**< Node must be remain in this basic block if it can throw an
228                                          exception, else can float. Used internally. */
229         op_pin_state_mem_pinned     /**< Node must be remain in this basic block if it can throw an
230                                          exception or uses memory, else can float. Used internally. */
231 } op_pin_state;
232
233 /**
234  * @ingroup Cond
235  * A type to express conditional jump predictions.
236  */
237 typedef enum cond_jmp_predicate {
238         COND_JMP_PRED_NONE,        /**< No jump prediction. Default. */
239         COND_JMP_PRED_TRUE,        /**< The True case is predicted. */
240         COND_JMP_PRED_FALSE        /**< The False case is predicted. */
241 } cond_jmp_predicate;
242
243 /**
244  * @ingroup method_type
245  * Additional method type properties:
246  * Tell about special properties of a method type. Some
247  * of these may be discovered by analyses.
248  */
249 typedef enum mtp_additional_properties {
250         mtp_no_property            = 0x00000000, /**< no additional properties, default */
251         mtp_property_const         = 0x00000001, /**< This method did not access memory and calculates
252                                                       its return values solely from its parameters.
253                                                       The only observable effect of a const function must be its
254                                                       return value. So they must not exhibit infinite loops or wait
255                                                       for user input. The return value must not depend on any
256                                                       global variables/state.
257                                                       GCC: __attribute__((const)). */
258         mtp_property_pure          = 0x00000002, /**< This method did NOT write to memory and calculates
259                                                       its return values solely from its parameters and
260                                                       the memory they points to (or global vars).
261                                                       The only observable effect of a const function must be its
262                                                       return value. So they must not exhibit infinite loops or wait
263                                                       for user input.
264                                                       GCC: __attribute__((pure)). */
265         mtp_property_noreturn      = 0x00000004, /**< This method did not return due to an aborting system
266                                                       call.
267                                                       GCC: __attribute__((noreturn)). */
268         mtp_property_nothrow       = 0x00000008, /**< This method cannot throw an exception.
269                                                       GCC: __attribute__((nothrow)). */
270         mtp_property_naked         = 0x00000010, /**< This method is naked.
271                                                       GCC: __attribute__((naked)). */
272         mtp_property_malloc        = 0x00000020, /**< This method returns newly allocate memory.
273                                                       GCC: __attribute__((malloc)). */
274         mtp_property_returns_twice = 0x00000040, /**< This method can return more than one (typically setjmp).
275                                                   GCC: __attribute__((returns_twice)). */
276         mtp_property_intrinsic     = 0x00000080, /**< This method is intrinsic. It is expected that
277                                                       a lowering phase will remove all calls to it. */
278         mtp_property_runtime       = 0x00000100, /**< This method represents a runtime routine. */
279         mtp_property_private       = 0x00000200, /**< All method invocations are known, the backend is free to
280                                                       optimize the call in any possible way. */
281         mtp_property_has_loop      = 0x00000400, /**< Set, if this method contains one possible endless loop. */
282         mtp_property_inherited     = (1<<31)     /**< Internal. Used only in irg's, means property is
283                                                       inherited from type. */
284 } mtp_additional_properties;
285 ENUM_BITSET(mtp_additional_properties)
286
287 /**
288  * @ingroup SymConst
289  * This enum names the different kinds of symbolic Constants represented by
290  * SymConst.  The content of the attribute symconst_symbol depends on this tag.
291  * Use the proper access routine after testing this flag.
292  */
293 typedef enum symconst_kind {
294         symconst_type_size,   /**< The SymConst is the size of the given type.
295                                    symconst_symbol is type *. */
296         symconst_type_align,  /**< The SymConst is the alignment of the given type.
297                                    symconst_symbol is type *. */
298         symconst_addr_ent,    /**< The SymConst is a symbolic pointer to be filled in
299                                    by the linker.  The pointer is represented by an entity.
300                                    symconst_symbol is entity *. */
301         symconst_ofs_ent,     /**< The SymConst is the offset of its entity in the entities
302                                    owner type. */
303         symconst_enum_const   /**< The SymConst is a enumeration constant of an
304                                    enumeration type. */
305 } symconst_kind;
306
307 /**
308  * @ingroup SymConst
309  * SymConst attribute.
310  *
311  *  This union contains the symbolic information represented by the node.
312  *  @ingroup SymConst
313  */
314 typedef union symconst_symbol {
315         ir_type       *type_p;    /**< The type of a SymConst. */
316         ir_entity     *entity_p;  /**< The entity of a SymConst. */
317         ir_enum_const *enum_p;    /**< The enumeration constant of a SymConst. */
318 } symconst_symbol;
319
320 /**
321  * @ingroup Alloc
322  * The allocation place.
323  */
324 typedef enum ir_where_alloc {
325         stack_alloc,          /**< Alloc allocates the object on the stack. */
326         heap_alloc            /**< Alloc allocates the object on the heap. */
327 } ir_where_alloc;
328
329 /** A input/output constraint attribute.
330  * @ingroup ASM
331  */
332 typedef struct ir_asm_constraint {
333         unsigned       pos;           /**< The inputs/output position for this constraint. */
334         ident          *constraint;   /**< The constraint for this input/output. */
335         ir_mode        *mode;         /**< The mode of the constraint. */
336 } ir_asm_constraint;
337
338 /** Supported libFirm builtins.
339  * @ingroup Builtin
340  */
341 typedef enum ir_builtin_kind {
342         ir_bk_trap,                   /**< GCC __builtin_trap(): insert trap */
343         ir_bk_debugbreak,             /**< MS __debugbreak(): insert debug break */
344         ir_bk_return_address,         /**< GCC __builtin_return_address() */
345         ir_bk_frame_address,          /**< GCC __builtin_frame_address() */
346         ir_bk_prefetch,               /**< GCC __builtin_prefetch() */
347         ir_bk_ffs,                    /**< GCC __builtin_ffs(): find first (least) significant 1 bit */
348         ir_bk_clz,                    /**< GCC __builtin_clz(): count leading zero */
349         ir_bk_ctz,                    /**< GCC __builtin_ctz(): count trailing zero */
350         ir_bk_popcount,               /**< GCC __builtin_popcount(): population count */
351         ir_bk_parity,                 /**< GCC __builtin_parity(): parity */
352         ir_bk_bswap,                  /**< byte swap */
353         ir_bk_inport,                 /**< in port */
354         ir_bk_outport,                /**< out port */
355         ir_bk_inner_trampoline,       /**< address of a trampoline for GCC inner functions */
356         ir_bk_last = ir_bk_inner_trampoline,
357 } ir_builtin_kind;
358
359 /**
360  * Possible return values of value_classify().
361  */
362 typedef enum ir_value_classify_sign {
363         value_classified_unknown  = 0,   /**< could not classify */
364         value_classified_positive = 1,   /**< value is positive, i.e. >= 0 */
365         value_classified_negative = -1   /**< value is negative, i.e. <= 0 if
366                                               no signed zero exists or < 0 else */
367 } ir_value_classify_sign;
368
369 /**
370  * This enumeration flags the volatility of entities and Loads/Stores.
371  */
372 typedef enum {
373         volatility_non_volatile,    /**< The entity is not volatile. Default. */
374         volatility_is_volatile      /**< The entity is volatile. */
375 } ir_volatility;
376
377 /**
378  * This enumeration flags the align of Loads/Stores.
379  */
380 typedef enum {
381         align_is_aligned = 0, /**< The entity is aligned. Default */
382         align_non_aligned,    /**< The entity is not aligned. */
383 } ir_align;
384
385 #include "end.h"
386
387 #endif