indentation fixed
[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 /**
199  * Lowers mode_b operations to integer arithmetic. After the lowering the only
200  * operations with mode_b are the Projs of Cmps; the only nodes with mode_b
201  * inputs are Cond and Psi nodes.
202  *
203  * Example: Psi(a < 0, 1, 0) => a >> 31
204  *
205  * @param irg               the firm graph to lower
206  * @param mode              the mode of the lowered operations
207  * @param lower_direct_cmp  if set to 1, psi nodes with only have cmp/=0 as input
208  */
209 void ir_lower_mode_b(ir_graph *irg, ir_mode *mode, int lower_direct_cmp);
210
211 /**
212  * An intrinsic mapper function.
213  *
214  * @param node   the IR-node that will be mapped
215  * @param ctx    a context
216  *
217  * @return  non-zero if the call was mapped
218  */
219 typedef int (*i_mapper_func)(ir_node *node, void *ctx);
220
221 enum ikind {
222         INTRINSIC_CALL  = 0,  /**< the record represents an intrinsic call */
223         INTRINSIC_INSTR       /**< the record represents an intrinsic instruction */
224 };
225
226 /**
227  * An intrinsic call record.
228  */
229 typedef struct _i_call_record {
230         enum ikind    kind;       /**< must be INTRINSIC_CALL */
231         ir_entity     *i_ent;     /**< the entity representing an intrinsic call */
232         i_mapper_func i_mapper;   /**< the mapper function to call */
233         void          *ctx;       /**< mapper context */
234         void          *link;      /**< used in the construction algorithm, must be NULL */
235 } i_call_record;
236
237 /**
238  * An intrinsic instruction record.
239  */
240 typedef struct _i_instr_record {
241         enum ikind    kind;       /**< must be INTRINSIC_INSTR */
242         ir_op         *op;        /**< the opcode that must be mapped. */
243         i_mapper_func i_mapper;   /**< the mapper function to call */
244         void          *ctx;       /**< mapper context */
245         void          *link;      /**< used in the construction algorithm, must be NULL */
246 } i_instr_record;
247
248 /**
249  * An intrinsic record.
250  */
251 typedef union _i_record {
252         i_call_record  i_call;
253         i_instr_record i_instr;
254 } i_record;
255
256 /**
257  * Go through all graphs and map calls to intrinsic functions and instructions.
258  *
259  * Every call or instruction is reported to its mapper function,
260  * which is responsible for rebuilding the graph.
261  *
262  * current_ir_graph is always set.
263  *
264  * @param list    an array of intrinsic map records
265  * @param length  the length of the array
266  *
267  * @return number of found intrinsics.
268  */
269 unsigned lower_intrinsics(i_record *list, int length);
270
271 /**
272  * A mapper for the integer absolute value: inttype abs(inttype v).
273  * Replaces the call by a Abs node.
274  *
275  * @return always 1
276  */
277 int i_mapper_Abs(ir_node *call, void *ctx);
278
279 /**
280  * A mapper for the alloca() function: pointer alloca(inttype size)
281  * Replaces the call by a Alloca(stack_alloc) node.
282  *
283  * @return always 1
284  */
285 int i_mapper_Alloca(ir_node *call, void *ctx);
286
287 /**
288  * A runtime routine description.
289  */
290 typedef struct _runtime_rt {
291         ir_entity *ent;            /**< The entity representing the runtime routine. */
292         ir_mode   *mode;           /**< The operation mode of the mapped instruction. */
293         ir_mode   *res_mode;       /**< The result mode of the mapped instruction or NULL. */
294         long      mem_proj_nr;     /**< if >= 0, create a memory ProjM() */
295         long      regular_proj_nr; /**< if >= 0, create a regular ProjX() */
296         long      exc_proj_nr;     /**< if >= 0, create a exception ProjX() */
297         long      exc_mem_proj_nr; /**< if >= 0, create a exception memory ProjM() */
298         long      res_proj_nr;     /**< if >= 0, first result projection number */
299 } runtime_rt;
300
301 /**
302  * A mapper for mapping unsupported instructions to runtime calls.
303  * Maps a op(arg_0, ..., arg_n) into a call to a runtime function
304  * rt(arg_0, ..., arg_n).
305  *
306  * The mapping is only done, if the modes of all arguments matches the
307  * modes of rt's argument.
308  * Further, if op has a memory input, the generated Call uses it, else
309  * it gets a NoMem.
310  * The pinned state of the Call will be set to the pinned state of op.
311  *
312  * Note that i_mapper_RuntimeCall() must be used with a i_instr_record.
313  *
314  * @return 1 if an op was mapped, 0 else
315  *
316  * Some examples:
317  *
318  * - Maps signed Div nodes to calls to rt_Div():
319    @code
320   runtime_rt rt_Div = {
321     ent("int rt_Div(int, int)"),
322     mode_T,
323     mode_Is,
324     pn_Div_M,
325     pn_Div_X_regular,
326     pn_Div_X_except,
327     pn_Div_M,
328     pn_Div_res
329   };
330   i_instr_record map_Div = {
331     INTRINSIC_INSTR,
332     op_Div,
333     i_mapper_RuntimeCall,
334     &rt_Div,
335     NULL
336   };
337   @endcode
338  *
339  * - Maps ConvD(F) to calls to rt_Float2Div():
340   @code
341   runtime_rt rt_Float2Double = {
342     ent("double rt_Float2Div(float)"),
343     get_type_mode("double"),
344     NULL,
345     -1,
346     -1,
347     -1,
348     -1,
349     -1
350   };
351   i_instr_record map_Float2Double = {
352     INTRINSIC_INSTR,
353     op_Conv,
354     i_mapper_RuntimeCall,
355     &rt_Float2Double,
356     NULL
357   };
358   @endcode
359  */
360 int i_mapper_RuntimeCall(ir_node *node, runtime_rt *rt);
361
362 #endif /* FIRM_LOWERING_H */