make cpset, pset_new API private
[libfirm] / include / libfirm / lowering.h
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2011 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  */
25 #ifndef FIRM_LOWERING_H
26 #define FIRM_LOWERING_H
27
28 #include <stddef.h>
29
30 #include "firm_types.h"
31
32 #include "begin.h"
33
34 /**
35  * @defgroup ir_lowering  Lowering
36  *
37  * Lowering is the process of transforming a highlevel representation
38  * (a representation closer to the sourcecode) into a lower-level representation
39  * (something closer to the target machine).
40  *
41  * @{
42  */
43
44 /**
45  * Lower small CopyB nodes to Load/Store nodes, preserve medium-sized CopyB
46  * nodes and replace large CopyBs by a call to memcpy, depending on the given
47  * parameters.
48  *
49  * Small CopyB nodes (size <= max_small_size) are turned into a series of
50  * loads and stores.
51  * Medium-sized CopyB nodes (max_small_size < size < min_large_size) are
52  * left untouched.
53  * Large CopyB nodes (size >= min_large_size) are turned into a memcpy call.
54  *
55  * @param irg                 The graph to be lowered.
56  * @param max_small_size      The maximum number of bytes for a CopyB node so
57  *                            that it is still considered 'small'.
58  * @param min_large_size      The minimum number of bytes for a CopyB node so
59  *                            that it is regarded as 'large'.
60  * @param allow_misalignments Backend can handle misaligned loads and stores.
61  */
62 FIRM_API void lower_CopyB(ir_graph *irg, unsigned max_small_size,
63                           unsigned min_large_size, int allow_misalignments);
64
65 /**
66  * Lowers all Switches (Cond nodes with non-boolean mode) depending on spare_size.
67  * They will either remain the same or be converted into if-cascades.
68  *
69  * @param irg        The ir graph to be lowered.
70  * @param small_switch  If switch has <= cases then change it to an if-cascade.
71  * @param spare_size Allowed spare size for table switches in machine words.
72  *                   (Default in edgfe: 128)
73  * @param allow_out_of_bounds   backend can handle out-of-bounds values
74  *                              (values bigger than minimum and maximum proj
75  *                               number)
76  */
77 FIRM_API void lower_switch(ir_graph *irg, unsigned small_switch,
78                            unsigned spare_size, int allow_out_of_bounds);
79
80 /**
81  * Replaces SymConsts by a real constant if possible.
82  * Replaces Sel nodes by address computation.  Also resolves array access.
83  * Handle bit fields by added And/Or calculations.
84  *
85  * @param irg               the graph to lower
86  *
87  * @note: There is NO lowering ob objects oriented types. This is highly compiler
88  *        and ABI specific and should be placed directly in the compiler.
89  */
90 FIRM_API void lower_highlevel_graph(ir_graph *irg);
91
92 /**
93  * Creates an ir_graph pass for lower_highlevel_graph().
94  *
95  * @param name              the name of this pass or NULL
96  *
97  * @return  the newly created ir_graph pass
98  */
99 FIRM_API ir_graph_pass_t *lower_highlevel_graph_pass(const char *name);
100
101 /**
102  * Replaces SymConsts by a real constant if possible.
103  * Replaces Sel nodes by address computation.  Also resolves array access.
104  * Handle bit fields by added And/Or calculations.
105  * Lowers all graphs.
106  *
107  * @note There is NO lowering of objects oriented types. This is highly compiler
108  *       and ABI specific and should be placed directly in the compiler.
109  */
110 FIRM_API void lower_highlevel(void);
111
112 /**
113  * does the same as lower_highlevel for all nodes on the const code irg
114  */
115 FIRM_API void lower_const_code(void);
116
117 /**
118  * Creates an ir_prog pass for lower_const_code().
119  *
120  * @param name     the name of this pass or NULL
121  *
122  * @return  the newly created ir_prog pass
123  */
124 FIRM_API ir_prog_pass_t *lower_const_code_pass(const char *name);
125
126 /**
127  * Used as callback, whenever a lowerable mux is found. The return value
128  * indicates, whether the mux should be lowered. This may be used, to lower
129  * floating point muxes, while keeping mux nodes for integers, for example.
130  *
131  * @param mux  The mux node that may be lowered.
132  * @return     A non-zero value indicates that the mux should be lowered.
133  */
134 typedef int lower_mux_callback(ir_node* mux);
135
136 /**
137  * Lowers all mux nodes in the given graph. A callback function may be
138  * given, to select the mux nodes to lower.
139  *
140  * @param irg      The graph to lower mux nodes in.
141  * @param cb_func  The callback function for mux selection. Can be NULL,
142  *                 to lower all mux nodes.
143  */
144 FIRM_API void lower_mux(ir_graph *irg, lower_mux_callback *cb_func);
145
146 /**
147  * Creates an ir_graph pass for lower_mux().
148  *
149  * @param name     the name of this pass or NULL
150  * @param cb_func  The callback function for mux selection. Can be NULL,
151  *                 to lower all mux nodes.
152  *
153  * @return  the newly created ir_graph pass
154  */
155 FIRM_API ir_graph_pass_t *lower_mux_pass(const char *name,
156                                          lower_mux_callback *cb_func);
157
158 /**
159  * An intrinsic mapper function.
160  *
161  * @param node   the IR-node that will be mapped
162  * @param ctx    a context
163  *
164  * @return  non-zero if the call was mapped
165  */
166 typedef int (*i_mapper_func)(ir_node *node, void *ctx);
167
168 /** kind of an instruction record
169  * @see #i_record */
170 enum ikind {
171         INTRINSIC_CALL  = 0,  /**< the record represents an intrinsic call */
172         INTRINSIC_INSTR       /**< the record represents an intrinsic instruction */
173 };
174
175 /**
176  * An intrinsic call record.
177  */
178 typedef struct i_call_record {
179         enum ikind    kind;       /**< must be INTRINSIC_CALL */
180         ir_entity     *i_ent;     /**< the entity representing an intrinsic call */
181         i_mapper_func i_mapper;   /**< the mapper function to call */
182         void          *ctx;       /**< mapper context */
183         void          *link;      /**< used in the construction algorithm, must be NULL */
184 } i_call_record;
185
186 /**
187  * An intrinsic instruction record.
188  */
189 typedef struct i_instr_record {
190         enum ikind    kind;       /**< must be INTRINSIC_INSTR */
191         ir_op         *op;        /**< the opcode that must be mapped. */
192         i_mapper_func i_mapper;   /**< the mapper function to call */
193         void          *ctx;       /**< mapper context */
194         void          *link;      /**< used in the construction algorithm, must be NULL */
195 } i_instr_record;
196
197 /**
198  * An intrinsic record.
199  */
200 typedef union i_record {
201         enum ikind     kind;     /**< kind of record */
202         i_call_record  i_call;   /**< used for call records */
203         i_instr_record i_instr;  /**< used for isnstruction records */
204 } i_record;
205
206 /**
207  * Go through all graphs and map calls to intrinsic functions and instructions.
208  *
209  * Every call or instruction is reported to its mapper function,
210  * which is responsible for rebuilding the graph.
211  *
212  * current_ir_graph is always set.
213  *
214  * @param list             an array of intrinsic map records
215  * @param length           the length of the array
216  * @param part_block_used  set to true if part_block() must be using during lowering
217  *
218  * @return number of found intrinsics.
219  */
220 FIRM_API size_t lower_intrinsics(i_record *list, size_t length,
221                                  int part_block_used);
222
223 /**
224  * Creates an irprog pass for lower_intrinsics.
225  *
226  * @param name             the name of this pass or NULL
227  * @param list             an array of intrinsic map records
228  * @param length           the length of the array
229  * @param part_block_used  set to true if part_block() must be using during lowering
230  */
231 FIRM_API ir_prog_pass_t *lower_intrinsics_pass(const char *name, i_record *list,
232                                                size_t length, int part_block_used);
233
234 /**
235  * A mapper for the integer/float absolute value: type abs(type v).
236  * Replaces the call by a Abs node.
237  *
238  * @return always 1
239  */
240 FIRM_API int i_mapper_abs(ir_node *call, void *ctx);
241
242 /**
243  * A mapper for the integer byte swap value: type bswap(type v).
244  * Replaces the call by a builtin[ir_bk_bswap] node.
245  *
246  * @return always 1
247  */
248 FIRM_API int i_mapper_bswap(ir_node *call, void *ctx);
249
250 /**
251  * A mapper for the floating point sqrt(v): floattype sqrt(floattype v);
252  *
253  * @return 1 if the sqrt call was removed, 0 else.
254  */
255 FIRM_API int i_mapper_sqrt(ir_node *call, void *ctx);
256
257 /**
258  * A mapper for the floating point cbrt(v): floattype sqrt(floattype v);
259  *
260  * @return 1 if the cbrt call was removed, 0 else.
261  */
262 FIRM_API int i_mapper_cbrt(ir_node *call, void *ctx);
263
264 /**
265  * A mapper for the floating point pow(a, b): floattype pow(floattype a, floattype b);
266  *
267  * @return 1 if the pow call was removed, 0 else.
268  */
269 FIRM_API int i_mapper_pow(ir_node *call, void *ctx);
270
271 /**
272  * A mapper for the floating point exp(a): floattype exp(floattype a);
273  *
274  * @return 1 if the exp call was removed, 0 else.
275  */
276 FIRM_API int i_mapper_exp(ir_node *call, void *ctx);
277
278 /**
279  * A mapper for the floating point exp2(a): floattype exp2(floattype a);
280  *
281  * @return 1 if the exp call was removed, 0 else.
282  */
283 FIRM_API int i_mapper_exp2(ir_node *call, void *ctx);
284
285 /**
286  * A mapper for the floating point exp10(a): floattype exp10(floattype a);
287  *
288  * @return 1 if the exp call was removed, 0 else.
289  */
290 FIRM_API int i_mapper_exp10(ir_node *call, void *ctx);
291
292 /**
293  * A mapper for the floating point log(a): floattype log(floattype a);
294  *
295  * @return 1 if the log call was removed, 0 else.
296  */
297 FIRM_API int i_mapper_log(ir_node *call, void *ctx);
298
299 /**
300  * A mapper for the floating point log(a): floattype log(floattype a);
301  *
302  * @return 1 if the log call was removed, 0 else.
303  */
304 FIRM_API int i_mapper_log2(ir_node *call, void *ctx);
305
306 /**
307  * A mapper for the floating point log(a): floattype log(floattype a);
308  *
309  * @return 1 if the log call was removed, 0 else.
310  */
311 FIRM_API int i_mapper_log10(ir_node *call, void *ctx);
312
313 /**
314  * A mapper for the floating point sin(a): floattype sin(floattype a);
315  *
316  * @return 1 if the sin call was removed, 0 else.
317  */
318 FIRM_API int i_mapper_sin(ir_node *call, void *ctx);
319
320 /**
321  * A mapper for the floating point sin(a): floattype cos(floattype a);
322  *
323  * @return 1 if the cos call was removed, 0 else.
324  */
325 FIRM_API int i_mapper_cos(ir_node *call, void *ctx);
326
327 /**
328  * A mapper for the floating point tan(a): floattype tan(floattype a);
329  *
330  * @return 1 if the tan call was removed, 0 else.
331  */
332 FIRM_API int i_mapper_tan(ir_node *call, void *ctx);
333
334 /**
335  * A mapper for the floating point asin(a): floattype asin(floattype a);
336  *
337  * @return 1 if the asin call was removed, 0 else.
338  */
339 FIRM_API int i_mapper_asin(ir_node *call, void *ctx);
340
341 /**
342  * A mapper for the floating point acos(a): floattype acos(floattype a);
343  *
344  * @return 1 if the tan call was removed, 0 else.
345  */
346 FIRM_API int i_mapper_acos(ir_node *call, void *ctx);
347
348 /**
349  * A mapper for the floating point atan(a): floattype atan(floattype a);
350  *
351  * @return 1 if the atan call was removed, 0 else.
352  */
353 FIRM_API int i_mapper_atan(ir_node *call, void *ctx);
354
355 /**
356  * A mapper for the floating point sinh(a): floattype sinh(floattype a);
357  *
358  * @return 1 if the sinh call was removed, 0 else.
359  */
360 FIRM_API int i_mapper_sinh(ir_node *call, void *ctx);
361
362 /**
363  * A mapper for the floating point cosh(a): floattype cosh(floattype a);
364  *
365  * @return 1 if the cosh call was removed, 0 else.
366  */
367 FIRM_API int i_mapper_cosh(ir_node *call, void *ctx);
368
369 /**
370  * A mapper for the floating point tanh(a): floattype tanh(floattype a);
371  *
372  * @return 1 if the tanh call was removed, 0 else.
373  */
374 FIRM_API int i_mapper_tanh(ir_node *call, void *ctx);
375
376 /**
377  * A mapper for the strcmp-Function: inttype strcmp(char pointer a, char pointer b);
378  *
379  * @return 1 if the strcmp call was removed, 0 else.
380  */
381 FIRM_API int i_mapper_strcmp(ir_node *call, void *ctx);
382
383 /**
384  * A mapper for the strncmp-Function: inttype strncmp(char pointer a, char pointer b, inttype len);
385  *
386  * @return 1 if the strncmp call was removed, 0 else.
387  */
388 FIRM_API int i_mapper_strncmp(ir_node *call, void *ctx);
389
390 /**
391  * A mapper for the strcpy-Function: char pointer strcpy(char pointer a, char pointer b);
392  *
393  * @return 1 if the strcpy call was removed, 0 else.
394  */
395 FIRM_API int i_mapper_strcpy(ir_node *call, void *ctx);
396
397 /**
398  * A mapper for the strlen-Function: inttype strlen(char pointer a);
399  *
400  * @return 1 if the strlen call was removed, 0 else.
401  */
402 FIRM_API int i_mapper_strlen(ir_node *call, void *ctx);
403
404 /**
405  * A mapper for the memcpy-Function: void pointer memcpy(void pointer d, void pointer s, inttype c);
406  *
407  * @return 1 if the memcpy call was removed, 0 else.
408  */
409 FIRM_API int i_mapper_memcpy(ir_node *call, void *ctx);
410
411 /**
412  * A mapper for the mempcpy-Function: void pointer mempcpy(void pointer d, void pointer s, inttype c);
413  *
414  * @return 1 if the mempcpy call was removed, 0 else.
415  */
416 FIRM_API int i_mapper_mempcpy(ir_node *call, void *ctx);
417
418 /**
419  * A mapper for the memmove-Function: void pointer memmove(void pointer d, void pointer s, inttype c);
420  *
421  * @return 1 if the memmove call was removed, 0 else.
422  */
423 FIRM_API int i_mapper_memmove(ir_node *call, void *ctx);
424
425 /**
426  * A mapper for the memset-Function: void pointer memset(void pointer d, inttype C, inttype len);
427  *
428  * @return 1 if the memset call was removed, 0 else.
429  */
430 FIRM_API int i_mapper_memset(ir_node *call, void *ctx);
431
432 /**
433  * A mapper for the strncmp-Function: inttype memcmp(void pointer a, void pointer b, inttype len);
434  *
435  * @return 1 if the strncmp call was removed, 0 else.
436  */
437 FIRM_API int i_mapper_memcmp(ir_node *call, void *ctx);
438
439 /**
440  * A mapper for the alloca() function: pointer alloca(inttype size)
441  * Replaces the call by a Alloca(stack_alloc) node.
442  *
443  * @return always 1
444  */
445 FIRM_API int i_mapper_alloca(ir_node *call, void *ctx);
446
447 /**
448  * A runtime routine description.
449  */
450 typedef struct runtime_rt {
451         ir_entity *ent;            /**< The entity representing the runtime routine. */
452         ir_mode   *mode;           /**< The operation mode of the mapped instruction. */
453         ir_mode   *res_mode;       /**< The result mode of the mapped instruction or NULL. */
454         long      mem_proj_nr;     /**< if >= 0, create a memory ProjM() */
455         long      regular_proj_nr; /**< if >= 0, create a regular ProjX() */
456         long      exc_proj_nr;     /**< if >= 0, create a exception ProjX() */
457         long      res_proj_nr;     /**< if >= 0, first result projection number */
458 } runtime_rt;
459
460 /**
461  * A mapper for mapping unsupported instructions to runtime calls.
462  * Maps a op(arg_0, ..., arg_n) into a call to a runtime function
463  * rt(arg_0, ..., arg_n).
464  *
465  * The mapping is only done, if the modes of all arguments matches the
466  * modes of rt's argument.
467  * Further, if op has a memory input, the generated Call uses it, else
468  * it gets a NoMem.
469  * The pinned state of the Call will be set to the pinned state of op.
470  *
471  * Note that i_mapper_RuntimeCall() must be used with a i_instr_record.
472  *
473  * @return 1 if an op was mapped, 0 else
474  *
475  * Some examples:
476  *
477  * - Maps signed Div nodes to calls to rt_Div():
478    @code
479   runtime_rt rt_Div = {
480     ent("int rt_Div(int, int)"),
481     mode_T,
482     mode_Is,
483     pn_Div_M,
484     pn_Div_X_regular,
485     pn_Div_X_except,
486     pn_Div_M,
487     pn_Div_res
488   };
489   i_instr_record map_Div = {
490     INTRINSIC_INSTR,
491     op_Div,
492     i_mapper_RuntimeCall,
493     &rt_Div,
494     NULL
495   };
496   @endcode
497  *
498  * - Maps ConvD(F) to calls to rt_Float2Div():
499   @code
500   runtime_rt rt_Float2Double = {
501     ent("double rt_Float2Div(float)"),
502     get_type_mode("double"),
503     NULL,
504     -1,
505     -1,
506     -1,
507     -1,
508     -1
509   };
510   i_instr_record map_Float2Double = {
511     INTRINSIC_INSTR,
512     op_Conv,
513     i_mapper_RuntimeCall,
514     &rt_Float2Double,
515     NULL
516   };
517   @endcode
518  */
519 FIRM_API int i_mapper_RuntimeCall(ir_node *node, runtime_rt *rt);
520
521 /** @} */
522
523 #include "end.h"
524
525 #endif