i_mapper_log() added
[libfirm] / include / libfirm / lowering.h
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2007 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  * @Note: There is NO lowering ob objects oriented types. This is highly compiler
194  *        and ABI specific and should be placed directly in the compiler.
195  */
196 void lower_highlevel(void);
197
198 typedef struct lower_mode_b_config_t {
199         /* mode that is used to transport 0/1 values */
200         ir_mode *lowered_mode;
201         /* preferred mode for the "set" operations (a psi that produces a 0 or 1) */
202         ir_mode *lowered_set_mode;
203         /* wether direct Cond -> Cmps should also be lowered */
204         int lower_direct_cmp;
205 } lower_mode_b_config_t;
206
207 /**
208  * Lowers mode_b operations to integer arithmetic. After the lowering the only
209  * operations with mode_b are the Projs of Cmps; the only nodes with mode_b
210  * inputs are Cond and Psi nodes.
211  *
212  * Example: Psi(a < 0, 1, 0) => a >> 31
213  *
214  * @param irg            the firm graph to lower
215  * @param config         configuration for mode_b lowerer
216  */
217 void ir_lower_mode_b(ir_graph *irg, const lower_mode_b_config_t *config);
218
219 /**
220  * An intrinsic mapper function.
221  *
222  * @param node   the IR-node that will be mapped
223  * @param ctx    a context
224  *
225  * @return  non-zero if the call was mapped
226  */
227 typedef int (*i_mapper_func)(ir_node *node, void *ctx);
228
229 enum ikind {
230         INTRINSIC_CALL  = 0,  /**< the record represents an intrinsic call */
231         INTRINSIC_INSTR       /**< the record represents an intrinsic instruction */
232 };
233
234 /**
235  * An intrinsic call record.
236  */
237 typedef struct _i_call_record {
238         enum ikind    kind;       /**< must be INTRINSIC_CALL */
239         ir_entity     *i_ent;     /**< the entity representing an intrinsic call */
240         i_mapper_func i_mapper;   /**< the mapper function to call */
241         void          *ctx;       /**< mapper context */
242         void          *link;      /**< used in the construction algorithm, must be NULL */
243 } i_call_record;
244
245 /**
246  * An intrinsic instruction record.
247  */
248 typedef struct _i_instr_record {
249         enum ikind    kind;       /**< must be INTRINSIC_INSTR */
250         ir_op         *op;        /**< the opcode that must be mapped. */
251         i_mapper_func i_mapper;   /**< the mapper function to call */
252         void          *ctx;       /**< mapper context */
253         void          *link;      /**< used in the construction algorithm, must be NULL */
254 } i_instr_record;
255
256 /**
257  * An intrinsic record.
258  */
259 typedef union _i_record {
260         i_call_record  i_call;
261         i_instr_record i_instr;
262 } i_record;
263
264 /**
265  * Go through all graphs and map calls to intrinsic functions and instructions.
266  *
267  * Every call or instruction is reported to its mapper function,
268  * which is responsible for rebuilding the graph.
269  *
270  * current_ir_graph is always set.
271  *
272  * @param list             an array of intrinsic map records
273  * @param length           the length of the array
274  * @param part_block_used  set to true if part_block() must be using during lowering
275  *
276  * @return number of found intrinsics.
277  */
278 unsigned lower_intrinsics(i_record *list, int length, int part_block_used);
279
280 /**
281  * A mapper for the integer/float absolute value: type abs(type v).
282  * Replaces the call by a Abs node.
283  *
284  * @return always 1
285  */
286 int i_mapper_abs(ir_node *call, void *ctx);
287
288 /**
289  * A mapper for the floating point sqrt(v): floattype sqrt(floattype v);
290  *
291  * @return 0 if the sqrt call was removed, 0 else.
292  */
293 int i_mapper_sqrt(ir_node *call, void *ctx);
294
295 /**
296  * A mapper for the floating point pow(a, b): floattype pow(floattype a, floattype b);
297  *
298  * @return 0 if the pow call was removed, 0 else.
299  */
300 int i_mapper_pow(ir_node *call, void *ctx);
301
302 /**
303  * A mapper for the floating point exp(a): floattype exp(floattype a);
304  *
305  * @return 0 if the exp call was removed, 0 else.
306  */
307 int i_mapper_exp(ir_node *call, void *ctx);
308
309 #define i_mapper_exp2   i_mapper_exp
310 #define i_mapper_exp10  i_mapper_exp
311
312 /**
313  * A mapper for the floating point log(a): floattype log(floattype a);
314  *
315  * @return 0 if the log call was removed, 0 else.
316  */
317 int i_mapper_log(ir_node *call, void *ctx);
318
319 #define i_mapper_log2   i_mapper_log
320 #define i_mapper_log10  i_mapper_log
321
322 /**
323  * A mapper for the floating point sin(a): floattype sin(floattype a);
324  *
325  * @return 0 if the sin call was removed, 0 else.
326  */
327 int i_mapper_sin(ir_node *call, void *ctx);
328
329 /**
330  * A mapper for the floating point sin(a): floattype cos(floattype a);
331  *
332  * @return 0 if the cos call was removed, 0 else.
333  */
334 int i_mapper_cos(ir_node *call, void *ctx);
335
336 /**
337  * A mapper for the floating point tan(a): floattype tan(floattype a);
338  *
339  * @return 0 if the tan call was removed, 0 else.
340  */
341 int i_mapper_tan(ir_node *call, void *ctx);
342
343 /**
344  * A mapper for the floating point asin(a): floattype asin(floattype a);
345  *
346  * @return 0 if the asin call was removed, 0 else.
347  */
348 int i_mapper_asin(ir_node *call, void *ctx);
349
350 /**
351  * A mapper for the floating point acos(a): floattype acos(floattype a);
352  *
353  * @return 0 if the tan call was removed, 0 else.
354  */
355 int i_mapper_acos(ir_node *call, void *ctx);
356
357 /**
358  * A mapper for the floating point atan(a): floattype atan(floattype a);
359  *
360  * @return 0 if the atan call was removed, 0 else.
361  */
362 int i_mapper_atan(ir_node *call, void *ctx);
363
364 /**
365  * A mapper for the strcmp-Function: inttype strcmp(char pointer a, char pointer b);
366  *
367  * @return 0 if the strcmp call was removed, 0 else.
368  */
369 int i_mapper_strcmp(ir_node *call, void *ctx);
370
371 /**
372  * A mapper for the strcmp-Function: inttype strncmp(char pointer a, char pointer b, inttype len);
373  *
374  * @return 0 if the strncmp call was removed, 0 else.
375  */
376 int i_mapper_strncmp(ir_node *call, void *ctx);
377
378 /**
379  * A mapper for the memcpy-Function: void pointer memcpy(void pointer d, void pointer s, inttype c);
380  *
381  * @return 0 if the memcpy call was removed, 0 else.
382  */
383 int i_mapper_memcpy(ir_node *call, void *ctx);
384
385 /**
386  * A mapper for the memset-Function: void pointer memset(void pointer d, inttype C, inttype len);
387  *
388  * @return 0 if the memset call was removed, 0 else.
389  */
390 int i_mapper_memset(ir_node *call, void *ctx);
391
392 /**
393  * A mapper for the alloca() function: pointer alloca(inttype size)
394  * Replaces the call by a Alloca(stack_alloc) node.
395  *
396  * @return always 1
397  */
398 int i_mapper_alloca(ir_node *call, void *ctx);
399
400 /**
401  * A runtime routine description.
402  */
403 typedef struct _runtime_rt {
404         ir_entity *ent;            /**< The entity representing the runtime routine. */
405         ir_mode   *mode;           /**< The operation mode of the mapped instruction. */
406         ir_mode   *res_mode;       /**< The result mode of the mapped instruction or NULL. */
407         long      mem_proj_nr;     /**< if >= 0, create a memory ProjM() */
408         long      regular_proj_nr; /**< if >= 0, create a regular ProjX() */
409         long      exc_proj_nr;     /**< if >= 0, create a exception ProjX() */
410         long      exc_mem_proj_nr; /**< if >= 0, create a exception memory ProjM() */
411         long      res_proj_nr;     /**< if >= 0, first result projection number */
412 } runtime_rt;
413
414 /**
415  * A mapper for mapping unsupported instructions to runtime calls.
416  * Maps a op(arg_0, ..., arg_n) into a call to a runtime function
417  * rt(arg_0, ..., arg_n).
418  *
419  * The mapping is only done, if the modes of all arguments matches the
420  * modes of rt's argument.
421  * Further, if op has a memory input, the generated Call uses it, else
422  * it gets a NoMem.
423  * The pinned state of the Call will be set to the pinned state of op.
424  *
425  * Note that i_mapper_RuntimeCall() must be used with a i_instr_record.
426  *
427  * @return 1 if an op was mapped, 0 else
428  *
429  * Some examples:
430  *
431  * - Maps signed Div nodes to calls to rt_Div():
432    @code
433   runtime_rt rt_Div = {
434     ent("int rt_Div(int, int)"),
435     mode_T,
436     mode_Is,
437     pn_Div_M,
438     pn_Div_X_regular,
439     pn_Div_X_except,
440     pn_Div_M,
441     pn_Div_res
442   };
443   i_instr_record map_Div = {
444     INTRINSIC_INSTR,
445     op_Div,
446     i_mapper_RuntimeCall,
447     &rt_Div,
448     NULL
449   };
450   @endcode
451  *
452  * - Maps ConvD(F) to calls to rt_Float2Div():
453   @code
454   runtime_rt rt_Float2Double = {
455     ent("double rt_Float2Div(float)"),
456     get_type_mode("double"),
457     NULL,
458     -1,
459     -1,
460     -1,
461     -1,
462     -1
463   };
464   i_instr_record map_Float2Double = {
465     INTRINSIC_INSTR,
466     op_Conv,
467     i_mapper_RuntimeCall,
468     &rt_Float2Double,
469     NULL
470   };
471   @endcode
472  */
473 int i_mapper_RuntimeCall(ir_node *node, runtime_rt *rt);
474
475 #endif /* FIRM_LOWERING_H */