avoid unnecessary #define in header
[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  * Replace 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  * Replace 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 enum ikind {
169         INTRINSIC_CALL  = 0,  /**< the record represents an intrinsic call */
170         INTRINSIC_INSTR       /**< the record represents an intrinsic instruction */
171 };
172
173 /**
174  * An intrinsic call record.
175  */
176 typedef struct i_call_record {
177         enum ikind    kind;       /**< must be INTRINSIC_CALL */
178         ir_entity     *i_ent;     /**< the entity representing an intrinsic call */
179         i_mapper_func i_mapper;   /**< the mapper function to call */
180         void          *ctx;       /**< mapper context */
181         void          *link;      /**< used in the construction algorithm, must be NULL */
182 } i_call_record;
183
184 /**
185  * An intrinsic instruction record.
186  */
187 typedef struct i_instr_record {
188         enum ikind    kind;       /**< must be INTRINSIC_INSTR */
189         ir_op         *op;        /**< the opcode that must be mapped. */
190         i_mapper_func i_mapper;   /**< the mapper function to call */
191         void          *ctx;       /**< mapper context */
192         void          *link;      /**< used in the construction algorithm, must be NULL */
193 } i_instr_record;
194
195 /**
196  * An intrinsic record.
197  */
198 typedef union i_record {
199         i_call_record  i_call;
200         i_instr_record i_instr;
201 } i_record;
202
203 /**
204  * Go through all graphs and map calls to intrinsic functions and instructions.
205  *
206  * Every call or instruction is reported to its mapper function,
207  * which is responsible for rebuilding the graph.
208  *
209  * current_ir_graph is always set.
210  *
211  * @param list             an array of intrinsic map records
212  * @param length           the length of the array
213  * @param part_block_used  set to true if part_block() must be using during lowering
214  *
215  * @return number of found intrinsics.
216  */
217 FIRM_API size_t lower_intrinsics(i_record *list, size_t length,
218                                    int part_block_used);
219
220 /**
221  * Creates an irprog pass for lower_intrinsics.
222  *
223  * @param name             the name of this pass or NULL
224  * @param list             an array of intrinsic map records
225  * @param length           the length of the array
226  * @param part_block_used  set to true if part_block() must be using during lowering
227  */
228 FIRM_API ir_prog_pass_t *lower_intrinsics_pass(const char *name, i_record *list,
229                                                size_t length, int part_block_used);
230
231 /**
232  * A mapper for the integer/float absolute value: type abs(type v).
233  * Replaces the call by a Abs node.
234  *
235  * @return always 1
236  */
237 FIRM_API int i_mapper_abs(ir_node *call, void *ctx);
238
239 /**
240  * A mapper for the integer byte swap value: type bswap(type v).
241  * Replaces the call by a builtin[ir_bk_bswap] node.
242  *
243  * @return always 1
244  */
245 FIRM_API int i_mapper_bswap(ir_node *call, void *ctx);
246
247 /**
248  * A mapper for the floating point sqrt(v): floattype sqrt(floattype v);
249  *
250  * @return 1 if the sqrt call was removed, 0 else.
251  */
252 FIRM_API int i_mapper_sqrt(ir_node *call, void *ctx);
253
254 /**
255  * A mapper for the floating point cbrt(v): floattype sqrt(floattype v);
256  *
257  * @return 1 if the cbrt call was removed, 0 else.
258  */
259 FIRM_API int i_mapper_cbrt(ir_node *call, void *ctx);
260
261 /**
262  * A mapper for the floating point pow(a, b): floattype pow(floattype a, floattype b);
263  *
264  * @return 1 if the pow call was removed, 0 else.
265  */
266 FIRM_API int i_mapper_pow(ir_node *call, void *ctx);
267
268 /**
269  * A mapper for the floating point exp(a): floattype exp(floattype a);
270  *
271  * @return 1 if the exp call was removed, 0 else.
272  */
273 FIRM_API int i_mapper_exp(ir_node *call, void *ctx);
274
275 /**
276  * A mapper for the floating point exp2(a): floattype exp2(floattype a);
277  *
278  * @return 1 if the exp call was removed, 0 else.
279  */
280 FIRM_API int i_mapper_exp2(ir_node *call, void *ctx);
281
282 /**
283  * A mapper for the floating point exp10(a): floattype exp10(floattype a);
284  *
285  * @return 1 if the exp call was removed, 0 else.
286  */
287 FIRM_API int i_mapper_exp10(ir_node *call, void *ctx);
288
289 /**
290  * A mapper for the floating point log(a): floattype log(floattype a);
291  *
292  * @return 1 if the log call was removed, 0 else.
293  */
294 FIRM_API int i_mapper_log(ir_node *call, void *ctx);
295
296 /**
297  * A mapper for the floating point log(a): floattype log(floattype a);
298  *
299  * @return 1 if the log call was removed, 0 else.
300  */
301 FIRM_API int i_mapper_log2(ir_node *call, void *ctx);
302
303 /**
304  * A mapper for the floating point log(a): floattype log(floattype a);
305  *
306  * @return 1 if the log call was removed, 0 else.
307  */
308 FIRM_API int i_mapper_log10(ir_node *call, void *ctx);
309
310 /**
311  * A mapper for the floating point sin(a): floattype sin(floattype a);
312  *
313  * @return 1 if the sin call was removed, 0 else.
314  */
315 FIRM_API int i_mapper_sin(ir_node *call, void *ctx);
316
317 /**
318  * A mapper for the floating point sin(a): floattype cos(floattype a);
319  *
320  * @return 1 if the cos call was removed, 0 else.
321  */
322 FIRM_API int i_mapper_cos(ir_node *call, void *ctx);
323
324 /**
325  * A mapper for the floating point tan(a): floattype tan(floattype a);
326  *
327  * @return 1 if the tan call was removed, 0 else.
328  */
329 FIRM_API int i_mapper_tan(ir_node *call, void *ctx);
330
331 /**
332  * A mapper for the floating point asin(a): floattype asin(floattype a);
333  *
334  * @return 1 if the asin call was removed, 0 else.
335  */
336 FIRM_API int i_mapper_asin(ir_node *call, void *ctx);
337
338 /**
339  * A mapper for the floating point acos(a): floattype acos(floattype a);
340  *
341  * @return 1 if the tan call was removed, 0 else.
342  */
343 FIRM_API int i_mapper_acos(ir_node *call, void *ctx);
344
345 /**
346  * A mapper for the floating point atan(a): floattype atan(floattype a);
347  *
348  * @return 1 if the atan call was removed, 0 else.
349  */
350 FIRM_API int i_mapper_atan(ir_node *call, void *ctx);
351
352 /**
353  * A mapper for the floating point sinh(a): floattype sinh(floattype a);
354  *
355  * @return 1 if the sinh call was removed, 0 else.
356  */
357 FIRM_API int i_mapper_sinh(ir_node *call, void *ctx);
358
359 /**
360  * A mapper for the floating point cosh(a): floattype cosh(floattype a);
361  *
362  * @return 1 if the cosh call was removed, 0 else.
363  */
364 FIRM_API int i_mapper_cosh(ir_node *call, void *ctx);
365
366 /**
367  * A mapper for the floating point tanh(a): floattype tanh(floattype a);
368  *
369  * @return 1 if the tanh call was removed, 0 else.
370  */
371 FIRM_API int i_mapper_tanh(ir_node *call, void *ctx);
372
373 /**
374  * A mapper for the strcmp-Function: inttype strcmp(char pointer a, char pointer b);
375  *
376  * @return 1 if the strcmp call was removed, 0 else.
377  */
378 FIRM_API int i_mapper_strcmp(ir_node *call, void *ctx);
379
380 /**
381  * A mapper for the strncmp-Function: inttype strncmp(char pointer a, char pointer b, inttype len);
382  *
383  * @return 1 if the strncmp call was removed, 0 else.
384  */
385 FIRM_API int i_mapper_strncmp(ir_node *call, void *ctx);
386
387 /**
388  * A mapper for the strcpy-Function: char pointer strcpy(char pointer a, char pointer b);
389  *
390  * @return 1 if the strcpy call was removed, 0 else.
391  */
392 FIRM_API int i_mapper_strcpy(ir_node *call, void *ctx);
393
394 /**
395  * A mapper for the strlen-Function: inttype strlen(char pointer a);
396  *
397  * @return 1 if the strlen call was removed, 0 else.
398  */
399 FIRM_API int i_mapper_strlen(ir_node *call, void *ctx);
400
401 /**
402  * A mapper for the memcpy-Function: void pointer memcpy(void pointer d, void pointer s, inttype c);
403  *
404  * @return 1 if the memcpy call was removed, 0 else.
405  */
406 FIRM_API int i_mapper_memcpy(ir_node *call, void *ctx);
407
408 /**
409  * A mapper for the mempcpy-Function: void pointer mempcpy(void pointer d, void pointer s, inttype c);
410  *
411  * @return 1 if the mempcpy call was removed, 0 else.
412  */
413 FIRM_API int i_mapper_mempcpy(ir_node *call, void *ctx);
414
415 /**
416  * A mapper for the memmove-Function: void pointer memmove(void pointer d, void pointer s, inttype c);
417  *
418  * @return 1 if the memmove call was removed, 0 else.
419  */
420 FIRM_API int i_mapper_memmove(ir_node *call, void *ctx);
421
422 /**
423  * A mapper for the memset-Function: void pointer memset(void pointer d, inttype C, inttype len);
424  *
425  * @return 1 if the memset call was removed, 0 else.
426  */
427 FIRM_API int i_mapper_memset(ir_node *call, void *ctx);
428
429 /**
430  * A mapper for the strncmp-Function: inttype memcmp(void pointer a, void pointer b, inttype len);
431  *
432  * @return 1 if the strncmp call was removed, 0 else.
433  */
434 FIRM_API int i_mapper_memcmp(ir_node *call, void *ctx);
435
436 /**
437  * A mapper for the alloca() function: pointer alloca(inttype size)
438  * Replaces the call by a Alloca(stack_alloc) node.
439  *
440  * @return always 1
441  */
442 FIRM_API int i_mapper_alloca(ir_node *call, void *ctx);
443
444 /**
445  * A runtime routine description.
446  */
447 typedef struct runtime_rt {
448         ir_entity *ent;            /**< The entity representing the runtime routine. */
449         ir_mode   *mode;           /**< The operation mode of the mapped instruction. */
450         ir_mode   *res_mode;       /**< The result mode of the mapped instruction or NULL. */
451         long      mem_proj_nr;     /**< if >= 0, create a memory ProjM() */
452         long      regular_proj_nr; /**< if >= 0, create a regular ProjX() */
453         long      exc_proj_nr;     /**< if >= 0, create a exception ProjX() */
454         long      res_proj_nr;     /**< if >= 0, first result projection number */
455 } runtime_rt;
456
457 /**
458  * A mapper for mapping unsupported instructions to runtime calls.
459  * Maps a op(arg_0, ..., arg_n) into a call to a runtime function
460  * rt(arg_0, ..., arg_n).
461  *
462  * The mapping is only done, if the modes of all arguments matches the
463  * modes of rt's argument.
464  * Further, if op has a memory input, the generated Call uses it, else
465  * it gets a NoMem.
466  * The pinned state of the Call will be set to the pinned state of op.
467  *
468  * Note that i_mapper_RuntimeCall() must be used with a i_instr_record.
469  *
470  * @return 1 if an op was mapped, 0 else
471  *
472  * Some examples:
473  *
474  * - Maps signed Div nodes to calls to rt_Div():
475    @code
476   runtime_rt rt_Div = {
477     ent("int rt_Div(int, int)"),
478     mode_T,
479     mode_Is,
480     pn_Div_M,
481     pn_Div_X_regular,
482     pn_Div_X_except,
483     pn_Div_M,
484     pn_Div_res
485   };
486   i_instr_record map_Div = {
487     INTRINSIC_INSTR,
488     op_Div,
489     i_mapper_RuntimeCall,
490     &rt_Div,
491     NULL
492   };
493   @endcode
494  *
495  * - Maps ConvD(F) to calls to rt_Float2Div():
496   @code
497   runtime_rt rt_Float2Double = {
498     ent("double rt_Float2Div(float)"),
499     get_type_mode("double"),
500     NULL,
501     -1,
502     -1,
503     -1,
504     -1,
505     -1
506   };
507   i_instr_record map_Float2Double = {
508     INTRINSIC_INSTR,
509     op_Conv,
510     i_mapper_RuntimeCall,
511     &rt_Float2Double,
512     NULL
513   };
514   @endcode
515  */
516 FIRM_API int i_mapper_RuntimeCall(ir_node *node, runtime_rt *rt);
517
518 /** @} */
519
520 #include "end.h"
521
522 #endif