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