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