nsz Git - libfirm/blob - include/libfirm/lowering.h

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 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   Lowering of high level constructs.
  23  * @author  Michael Beck
  24  * @version $Id$
  25  */
  26 #ifndef FIRM_LOWERING_H
  27 #define FIRM_LOWERING_H
  28
  29 #include "firm_types.h"
  30 /**
  31  * A type telling where to add hidden parameters.
  32  */
  33 typedef enum add_hidden_params {
  34         ADD_HIDDEN_ALWAYS_IN_FRONT = 0,   /**< always add hidden parameters in front (default). */
  35         ADD_HIDDEN_ALWAYS_LAST     = 1,   /**< always add hidden parameters last, did not work for variadic functions. */
  36         ADD_HIDDEN_SMART           = 2    /**< add hidden parameters last for non-variadic and first for variadic functions. */
  37 } add_hidden;
  38
  39 /**
  40  * Additional flags for the lowering.
  41  */
  42 enum lowering_flags {
  43         LF_NONE              = 0, /**< no additional flags */
  44         LF_COMPOUND_PARAM    = 1, /**< lower calls with compound parameters */
  45         LF_COMPOUND_RETURN   = 2, /**< lower calls with compound returns */
  46         LF_RETURN_HIDDEN     = 4, /**< return the hidden address instead of void */
  47         LF_SMALL_CMP_IN_REGS = 8  /**< return small compound values in registers */
  48 };
  49
  50 /** Maximum number of registers that can be used to return compound values. */
  51 #define MAX_REGISTER_RET_VAL 2
  52
  53 /**
  54  * A struct containing all control parameters for
  55  * lower_compound_ret_calls().
  56  */
  57 typedef struct {
  58         int        def_ptr_alignment;   /**< Default alignment for data pointer. */
  59         unsigned   flags;               /**< A bitmask of enum lowering_flags. */
  60         add_hidden hidden_params;       /**< Where to add hidden parameters. */
  61
  62         /**
  63          * A function returning a pointer type for a given type.
  64          * If this pointer is NULL, a new pointer type is always created.
  65          */
  66         ir_type *(*find_pointer_type)(ir_type *e_type, ir_mode *mode, int alignment);
  67
  68         /**
  69          * If the LF_SMALL_CMP_IN_REGS flag is set, this function will be called
  70          * to decide, whether a compound value should be returned in registers.
  71          * This function must return the number of used registers and fill in the modes
  72          * of the registers to use. Up to MAX_REGISTER_RET_VAL registers can be used.
  73          */
  74         int (*ret_compound_in_regs)(ir_type *compound_tp, ir_mode **modes);
  75 } lower_params_t;
  76
  77 /**
  78  * Lower calls with compound parameter and return types.
  79  * This function does the following transformations:
  80  *
  81  * If LF_COMPOUND_PARAM is set:
  82  *
  83  * - Copy compound parameters to a new location on the callers
  84  *   stack and transmit the address of this new location
  85  *
  86  * If LF_COMPOUND_RETURN is set:
  87  *
  88  * - Adds a new (hidden) pointer parameter for
  89  *   any return compound type. The return type is replaced by void
  90  *   or if LOWERING_FLAGS_RETURN_HIDDEN is set by the address.
  91  *
  92  * - Use of the hidden parameters in the function code.
  93  *
  94  * - Change all calls to functions with compound return
  95  *   by providing space for the hidden parameter on the callers
  96  *   stack.
  97  *
  98  * - Replace a possible block copy after the function call.
  99  *
 100  * General:
 101  *
 102  * - Changes the types of methods and calls to the lowered ones
 103  *
 104  * - lower all method types of existing entities
 105  *
 106  * In pseudo-code, the following transformation is done:
 107  *
 108    @code
 109    struct x ret = func(a, b);
 110    @endcode
 111  *
 112  * is translated into
 113    @code
 114    struct x ret;
 115    func(&ret, a, b);
 116    @endcode
 117  *
 118  * If the function returns only one possible result, the copy-on-return
 119  * optimization is done, ie.
 120    @code
 121    struct x func(a) {
 122      struct x ret;
 123      ret.a = a;
 124      return ret;
 125    }
 126    @endcode
 127  *
 128  * is transformed into
 129  *
 130    @code
 131    void func(struct x *ret, a) {
 132      ret->a = a;
 133    }
 134    @endcode
 135  *
 136  * @param params  A structure containing the control parameter for this
 137  *                transformation.
 138  *
 139  * During the transformation, pointer types must be created or reused.
 140  * The caller can provide params->find_pointer_type for this task to
 141  * reduce the number of created pointer types.
 142  * If params->find_pointer_type is NULL, new pointer types
 143  * are always created automatically.
 144  */
 145 void lower_calls_with_compounds(const lower_params_t *params);
 146
 147 /**
 148  * A callback type for creating an intrinsic entity for a given opcode.
 149  *
 150  * @param method   the method type of the emulation function entity
 151  * @param op       the emulated ir_op
 152  * @param imode    the input mode of the emulated opcode
 153  * @param omode    the output mode of the emulated opcode
 154  * @param context  the context parameter
 155  */
 156 typedef ir_entity *(create_intrinsic_fkt)(ir_type *method, const ir_op *op,
 157                                           const ir_mode *imode, const ir_mode *omode,
 158                                           void *context);
 159
 160 /**
 161  * The lowering parameter description.
 162  */
 163 typedef struct _lwrdw_param_t {
 164         int enable;                   /**< if true lowering is enabled */
 165         int little_endian;            /**< if true should be lowered for little endian, else big endian */
 166         ir_mode *high_signed;         /**< the double word signed mode to be lowered, typically Ls */
 167         ir_mode *high_unsigned;       /**< the double word unsigned mode to be lowered, typically Lu */
 168         ir_mode *low_signed;          /**< the word signed mode to be used, typically Is */
 169         ir_mode *low_unsigned;        /**< the word unsigned mode to be used, typically Iu */
 170
 171         /** callback that creates the intrinsic entity */
 172         create_intrinsic_fkt *create_intrinsic;
 173         void *ctx;                    /**< context parameter for the creator function */
 174 } lwrdw_param_t;
 175
 176 /**
 177  * Lower all double word operations.
 178  */
 179 void lower_dw_ops(const lwrdw_param_t *param);
 180
 181 /**
 182  * Default implementation. Context is unused.
 183  */
 184 ir_entity *def_create_intrinsic_fkt(ir_type *method, const ir_op *op,
 185                                     const ir_mode *imode, const ir_mode *omode,
 186                                     void *context);
 187
 188 /**
 189  * Replaces SymConsts by a real constant if possible.
 190  * Replace Sel nodes by address computation.  Also resolves array access.
 191  * Handle bit fields by added And/Or calculations.
 192  *
 193  * @param irg  the graph to lower
 194  *
 195  * @note: There is NO lowering ob objects oriented types. This is highly compiler
 196  *        and ABI specific and should be placed directly in the compiler.
 197  */
 198 void lower_highlevel_graph(ir_graph *irg, int lower_bitfields);
 199
 200 /**
 201  * Replaces SymConsts by a real constant if possible.
 202  * Replace Sel nodes by address computation.  Also resolves array access.
 203  * Handle bit fields by added And/Or calculations.
 204  * Lowers all graphs.
 205  *
 206  * @Note: There is NO lowering ob objects oriented types. This is highly compiler
 207  *        and ABI specific and should be placed directly in the compiler.
 208  */
 209 void lower_highlevel(int lower_bitfields);
 210
 211 /**
 212  * does the same as lower_highlevel for all nodes on the const code irg
 213  */
 214 void lower_const_code(void);
 215
 216 typedef struct lower_mode_b_config_t {
 217         /* mode that is used to transport 0/1 values */
 218         ir_mode *lowered_mode;
 219         /* preferred mode for the "set" operations (a psi that produces a 0 or 1) */
 220         ir_mode *lowered_set_mode;
 221         /* wether direct Cond -> Cmps should also be lowered */
 222         int lower_direct_cmp;
 223 } lower_mode_b_config_t;
 224
 225 /**
 226  * Lowers mode_b operations to integer arithmetic. After the lowering the only
 227  * operations with mode_b are the Projs of Cmps; the only nodes with mode_b
 228  * inputs are Cond and Psi nodes.
 229  *
 230  * Example: Psi(a < 0, 1, 0) => a >> 31
 231  *
 232  * @param irg            the firm graph to lower
 233  * @param config         configuration for mode_b lowerer
 234  */
 235 void ir_lower_mode_b(ir_graph *irg, const lower_mode_b_config_t *config);
 236
 237 /**
 238  * An intrinsic mapper function.
 239  *
 240  * @param node   the IR-node that will be mapped
 241  * @param ctx    a context
 242  *
 243  * @return  non-zero if the call was mapped
 244  */
 245 typedef int (*i_mapper_func)(ir_node *node, void *ctx);
 246
 247 enum ikind {
 248         INTRINSIC_CALL  = 0,  /**< the record represents an intrinsic call */
 249         INTRINSIC_INSTR       /**< the record represents an intrinsic instruction */
 250 };
 251
 252 /**
 253  * An intrinsic call record.
 254  */
 255 typedef struct _i_call_record {
 256         enum ikind    kind;       /**< must be INTRINSIC_CALL */
 257         ir_entity     *i_ent;     /**< the entity representing an intrinsic call */
 258         i_mapper_func i_mapper;   /**< the mapper function to call */
 259         void          *ctx;       /**< mapper context */
 260         void          *link;      /**< used in the construction algorithm, must be NULL */
 261 } i_call_record;
 262
 263 /**
 264  * An intrinsic instruction record.
 265  */
 266 typedef struct _i_instr_record {
 267         enum ikind    kind;       /**< must be INTRINSIC_INSTR */
 268         ir_op         *op;        /**< the opcode that must be mapped. */
 269         i_mapper_func i_mapper;   /**< the mapper function to call */
 270         void          *ctx;       /**< mapper context */
 271         void          *link;      /**< used in the construction algorithm, must be NULL */
 272 } i_instr_record;
 273
 274 /**
 275  * An intrinsic record.
 276  */
 277 typedef union _i_record {
 278         i_call_record  i_call;
 279         i_instr_record i_instr;
 280 } i_record;
 281
 282 /**
 283  * Go through all graphs and map calls to intrinsic functions and instructions.
 284  *
 285  * Every call or instruction is reported to its mapper function,
 286  * which is responsible for rebuilding the graph.
 287  *
 288  * current_ir_graph is always set.
 289  *
 290  * @param list             an array of intrinsic map records
 291  * @param length           the length of the array
 292  * @param part_block_used  set to true if part_block() must be using during lowering
 293  *
 294  * @return number of found intrinsics.
 295  */
 296 unsigned lower_intrinsics(i_record *list, int length, int part_block_used);
 297
 298 /**
 299  * A mapper for the integer/float absolute value: type abs(type v).
 300  * Replaces the call by a Abs node.
 301  *
 302  * @return always 1
 303  */
 304 int i_mapper_abs(ir_node *call, void *ctx);
 305
 306 /**
 307  * A mapper for the floating point sqrt(v): floattype sqrt(floattype v);
 308  *
 309  * @return 0 if the sqrt call was removed, 0 else.
 310  */
 311 int i_mapper_sqrt(ir_node *call, void *ctx);
 312
 313 /**
 314  * A mapper for the floating point cbrt(v): floattype sqrt(floattype v);
 315  *
 316  * @return 0 if the cbrt call was removed, 0 else.
 317  */
 318 int i_mapper_cbrt(ir_node *call, void *ctx);
 319
 320 /**
 321  * A mapper for the floating point pow(a, b): floattype pow(floattype a, floattype b);
 322  *
 323  * @return 0 if the pow call was removed, 0 else.
 324  */
 325 int i_mapper_pow(ir_node *call, void *ctx);
 326
 327 /**
 328  * A mapper for the floating point exp(a): floattype exp(floattype a);
 329  *
 330  * @return 0 if the exp call was removed, 0 else.
 331  */
 332 int i_mapper_exp(ir_node *call, void *ctx);
 333
 334 #define i_mapper_exp2   i_mapper_exp
 335 #define i_mapper_exp10  i_mapper_exp
 336
 337 /**
 338  * A mapper for the floating point log(a): floattype log(floattype a);
 339  *
 340  * @return 0 if the log call was removed, 0 else.
 341  */
 342 int i_mapper_log(ir_node *call, void *ctx);
 343
 344 #define i_mapper_log2   i_mapper_log
 345 #define i_mapper_log10  i_mapper_log
 346
 347 /**
 348  * A mapper for the floating point sin(a): floattype sin(floattype a);
 349  *
 350  * @return 0 if the sin call was removed, 0 else.
 351  */
 352 int i_mapper_sin(ir_node *call, void *ctx);
 353
 354 /**
 355  * A mapper for the floating point sin(a): floattype cos(floattype a);
 356  *
 357  * @return 0 if the cos call was removed, 0 else.
 358  */
 359 int i_mapper_cos(ir_node *call, void *ctx);
 360
 361 /**
 362  * A mapper for the floating point tan(a): floattype tan(floattype a);
 363  *
 364  * @return 0 if the tan call was removed, 0 else.
 365  */
 366 int i_mapper_tan(ir_node *call, void *ctx);
 367
 368 /**
 369  * A mapper for the floating point asin(a): floattype asin(floattype a);
 370  *
 371  * @return 0 if the asin call was removed, 0 else.
 372  */
 373 int i_mapper_asin(ir_node *call, void *ctx);
 374
 375 /**
 376  * A mapper for the floating point acos(a): floattype acos(floattype a);
 377  *
 378  * @return 0 if the tan call was removed, 0 else.
 379  */
 380 int i_mapper_acos(ir_node *call, void *ctx);
 381
 382 /**
 383  * A mapper for the floating point atan(a): floattype atan(floattype a);
 384  *
 385  * @return 0 if the atan call was removed, 0 else.
 386  */
 387 int i_mapper_atan(ir_node *call, void *ctx);
 388
 389 /**
 390  * A mapper for the floating point sinh(a): floattype sinh(floattype a);
 391  *
 392  * @return 0 if the sinh call was removed, 0 else.
 393  */
 394 int i_mapper_sinh(ir_node *call, void *ctx);
 395
 396 /**
 397  * A mapper for the floating point cosh(a): floattype cosh(floattype a);
 398  *
 399  * @return 0 if the cosh call was removed, 0 else.
 400  */
 401 int i_mapper_cosh(ir_node *call, void *ctx);
 402
 403 /**
 404  * A mapper for the floating point tanh(a): floattype tanh(floattype a);
 405  *
 406  * @return 0 if the tanh call was removed, 0 else.
 407  */
 408 int i_mapper_tanh(ir_node *call, void *ctx);
 409
 410 /**
 411  * A mapper for the strcmp-Function: inttype strcmp(char pointer a, char pointer b);
 412  *
 413  * @return 0 if the strcmp call was removed, 0 else.
 414  */
 415 int i_mapper_strcmp(ir_node *call, void *ctx);
 416
 417 /**
 418  * A mapper for the strncmp-Function: inttype strncmp(char pointer a, char pointer b, inttype len);
 419  *
 420  * @return 0 if the strncmp call was removed, 0 else.
 421  */
 422 int i_mapper_strncmp(ir_node *call, void *ctx);
 423
 424 /**
 425  * A mapper for the strlen-Function: inttype strlen(char pointer a);
 426  *
 427  * @return 0 if the strlen call was removed, 0 else.
 428  */
 429 int i_mapper_strlen(ir_node *call, void *ctx);
 430
 431 /**
 432  * A mapper for the memcpy-Function: void pointer memcpy(void pointer d, void pointer s, inttype c);
 433  *
 434  * @return 0 if the memcpy call was removed, 0 else.
 435  */
 436 int i_mapper_memcpy(ir_node *call, void *ctx);
 437
 438 /**
 439  * A mapper for the memset-Function: void pointer memset(void pointer d, inttype C, inttype len);
 440  *
 441  * @return 0 if the memset call was removed, 0 else.
 442  */
 443 int i_mapper_memset(ir_node *call, void *ctx);
 444
 445 /**
 446  * A mapper for the alloca() function: pointer alloca(inttype size)
 447  * Replaces the call by a Alloca(stack_alloc) node.
 448  *
 449  * @return always 1
 450  */
 451 int i_mapper_alloca(ir_node *call, void *ctx);
 452
 453 /**
 454  * A runtime routine description.
 455  */
 456 typedef struct _runtime_rt {
 457         ir_entity *ent;            /**< The entity representing the runtime routine. */
 458         ir_mode   *mode;           /**< The operation mode of the mapped instruction. */
 459         ir_mode   *res_mode;       /**< The result mode of the mapped instruction or NULL. */
 460         long      mem_proj_nr;     /**< if >= 0, create a memory ProjM() */
 461         long      regular_proj_nr; /**< if >= 0, create a regular ProjX() */
 462         long      exc_proj_nr;     /**< if >= 0, create a exception ProjX() */
 463         long      exc_mem_proj_nr; /**< if >= 0, create a exception memory ProjM() */
 464         long      res_proj_nr;     /**< if >= 0, first result projection number */
 465 } runtime_rt;
 466
 467 /**
 468  * A mapper for mapping unsupported instructions to runtime calls.
 469  * Maps a op(arg_0, ..., arg_n) into a call to a runtime function
 470  * rt(arg_0, ..., arg_n).
 471  *
 472  * The mapping is only done, if the modes of all arguments matches the
 473  * modes of rt's argument.
 474  * Further, if op has a memory input, the generated Call uses it, else
 475  * it gets a NoMem.
 476  * The pinned state of the Call will be set to the pinned state of op.
 477  *
 478  * Note that i_mapper_RuntimeCall() must be used with a i_instr_record.
 479  *
 480  * @return 1 if an op was mapped, 0 else
 481  *
 482  * Some examples:
 483  *
 484  * - Maps signed Div nodes to calls to rt_Div():
 485    @code
 486   runtime_rt rt_Div = {
 487     ent("int rt_Div(int, int)"),
 488     mode_T,
 489     mode_Is,
 490     pn_Div_M,
 491     pn_Div_X_regular,
 492     pn_Div_X_except,
 493     pn_Div_M,
 494     pn_Div_res
 495   };
 496   i_instr_record map_Div = {
 497     INTRINSIC_INSTR,
 498     op_Div,
 499     i_mapper_RuntimeCall,
 500     &rt_Div,
 501     NULL
 502   };
 503   @endcode
 504  *
 505  * - Maps ConvD(F) to calls to rt_Float2Div():
 506   @code
 507   runtime_rt rt_Float2Double = {
 508     ent("double rt_Float2Div(float)"),
 509     get_type_mode("double"),
 510     NULL,
 511     -1,
 512     -1,
 513     -1,
 514     -1,
 515     -1
 516   };
 517   i_instr_record map_Float2Double = {
 518     INTRINSIC_INSTR,
 519     op_Conv,
 520     i_mapper_RuntimeCall,
 521     &rt_Float2Double,
 522     NULL
 523   };
 524   @endcode
 525  */
 526 int i_mapper_RuntimeCall(ir_node *node, runtime_rt *rt);
 527
 528 #endif /* FIRM_LOWERING_H */