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[libfirm] / ir / be / benode.h
1 /*
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3  *
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17  * PURPOSE.
18  */
19
20 /**
21  * @file
22  * @brief       Backend node support for generic backend nodes.
23  * @author      Sebastian Hack
24  * @date        17.05.2005
25  *
26  * Backend node support for generic backend nodes.
27  * This file provides Perm, Copy, Spill and Reload nodes.
28  */
29 #ifndef FIRM_BE_BENODE_T_H
30 #define FIRM_BE_BENODE_T_H
31
32 #include <limits.h>
33
34 #include "firm_types.h"
35 #include "irnode_t.h"
36 #include "bearch.h"
37
38 /**
39  * The benode op's.  Must be available to register emitter function.
40  */
41 extern ir_op *op_be_Spill;
42 extern ir_op *op_be_Reload;
43 extern ir_op *op_be_Perm;
44 extern ir_op *op_be_MemPerm;
45 extern ir_op *op_be_Copy;
46 extern ir_op *op_be_Keep;
47 extern ir_op *op_be_CopyKeep;
48 extern ir_op *op_be_Call;
49 extern ir_op *op_be_Return;
50 extern ir_op *op_be_IncSP;
51 extern ir_op *op_be_AddSP;
52 extern ir_op *op_be_SubSP;
53 extern ir_op *op_be_Start;
54 extern ir_op *op_be_FrameAddr;
55
56 /**
57  * Determines if irn is a be_node.
58  */
59 int is_be_node(const ir_node *irn);
60
61 /**
62  * Create all BE specific opcodes.
63  */
64 void be_init_op(void);
65
66 void be_finish_op(void);
67
68 /**
69  * Position numbers for the be_Spill inputs.
70  */
71 enum {
72         n_be_Spill_frame = 0,
73         n_be_Spill_val   = 1
74 };
75
76 /**
77  * Make a new Spill node.
78  */
79 ir_node *be_new_Spill(const arch_register_class_t *cls,
80                       const arch_register_class_t *cls_frame, ir_node *block,
81                       ir_node *frame, ir_node *to_spill);
82
83 /**
84  * Position numbers for the be_Reload inputs.
85  */
86 enum {
87         n_be_Reload_frame = 0,
88         n_be_Reload_mem   = 1
89 };
90
91 /**
92  * Make a new Reload node.
93  */
94 ir_node *be_new_Reload(const arch_register_class_t *cls,
95                        const arch_register_class_t *cls_frame, ir_node *block,
96                        ir_node *frame, ir_node *mem, ir_mode *mode);
97
98 /**
99  * Position numbers for the be_Copy inputs.
100  */
101 enum {
102         n_be_Copy_op = 0
103 };
104
105 /**
106  * Make a new Copy node.
107  */
108 ir_node *be_new_Copy(ir_node *block, ir_node *in);
109 /** Returns the Copy Argument. */
110 ir_node *be_get_Copy_op(const ir_node *cpy);
111 /** Sets the Copy Argument. */
112 void be_set_Copy_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
113
114 /**
115  * Make a new Perm node.
116  */
117 ir_node *be_new_Perm(const arch_register_class_t *cls, ir_node *block,
118                      int n, ir_node *in[]);
119
120 /**
121  * Reduce a Perm.
122  * Basically, we provide a map to remap the Perm's arguments. If an entry in the
123  * map is -1, the argument gets deleted.
124  * This function takes care, that the register data and the input array reflects
125  * the changes described by the map.
126  * This is needed by the Perm optimization/movement in belower.c, see
127  * push_through_perm().
128  * @param perm     The perm node.
129  * @param new_size The new number of arguments (must be smaller or equal to the
130  *                 current one).
131  * @param map      A map assigning each operand a new index (or -1 to indicate
132  *                 deletion).
133  */
134 void be_Perm_reduce(ir_node *perm, int new_size, int *map);
135
136 /**
137  * Create a new MemPerm node.
138  * A MemPerm node exchanges the values of memory locations. (Typically entities
139  * used as spillslots). MemPerm nodes perform this operation without modifying
140  * any register values.
141  */
142 ir_node *be_new_MemPerm(ir_node *block, int n, ir_node *in[]);
143 ir_node *be_new_Keep(ir_node *block, int arity, ir_node *in[]);
144
145 void be_Keep_add_node(ir_node *keep, const arch_register_class_t *cls,
146                       ir_node *node);
147
148 /**
149  * Position numbers for the be_FrameAddr inputs
150  */
151 enum {
152         n_be_FrameAddr_ptr = 0
153 };
154
155 /** Create a new FrameAddr node. */
156 ir_node *be_new_FrameAddr(const arch_register_class_t *cls_frame,
157                           ir_node *block, ir_node *frame, ir_entity *ent);
158
159 /** Return the frame input of a FrameAddr node. */
160 ir_node *be_get_FrameAddr_frame(const ir_node *node);
161
162 ir_entity *be_get_FrameAddr_entity(const ir_node *node);
163
164 /**
165  * Position numbers for the be_AddSP inputs
166  */
167 enum {
168         n_be_AddSP_old_sp = 0,
169         n_be_AddSP_size   = 1,
170         n_be_AddSP_last   = 2
171 };
172
173 enum {
174         pn_be_AddSP_sp   = 0,
175         pn_be_AddSP_res  = 1,
176         pn_be_AddSP_M    = 2,
177         pn_be_AddSP_last = 3
178 };
179
180 /**
181  * Make a new AddSP node.
182  * An AddSP node expresses an increase of the stack pointer in the direction
183  * the stack grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer
184  * is grown, is not given by a constant but an ordinary Firm node.
185  * @param sp     The stack pointer register.
186  * @param block  The block.
187  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
188  * @param size   The node expressing the size by which the stack pointer shall
189  *               be grown.
190  * @return       A new AddSP node.
191  */
192 ir_node *be_new_AddSP(const arch_register_t *sp, ir_node *block,
193                       ir_node *old_sp, ir_node *size);
194
195 /**
196  * Position numbers for the be_SubSP inputs
197  */
198 enum {
199         n_be_SubSP_old_sp = 0,
200         n_be_SubSP_size   = 1,
201         n_be_SubSP_last   = 2
202 };
203
204 enum {
205         pn_be_SubSP_sp   = 0,
206         pn_be_SubSP_M    = 1,
207         pn_be_SubSP_last = 2
208 };
209
210 /**
211  * Make a new SubSP node.
212  * A SubSP node expresses a decrease of the stack pointer in the direction the
213  * stack grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is
214  * grown, is not given by a constant but an ordinary Firm node.
215  * @param sp     The stack pointer register.
216  * @param block  The block.
217  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
218  * @param size   The node expressing the size by which the stack pointer shall
219  *               be grown.
220  * @return       A new DecSP node.
221  */
222 ir_node *be_new_SubSP(const arch_register_t *sp, ir_node *block,
223                       ir_node *old_sp, ir_node *size);
224
225 /**
226  * Make a stack pointer increase/decrease node.
227  * @param sp     The stack pointer register.
228  * @param block  The block to insert the node into.
229  * @param old_sp The node defining the former stack pointer.
230  * @param offset amount the stack should expand (positive offset) or shrink
231  *               (negative offset). Note that the offset is independent of the
232  *               natural stack direction of the architecture but just specifies
233  *               abstract expanding/shrinking of the stack area.
234  * @param align  force stack alignment to this power of 2. (ie. specifying 3
235  *               results in a 2^3 = 8byte stack alignment)
236  * @return       A new stack pointer increment/decrement node.
237  * @note         This node sets a register constraint to the @p sp register on
238  *               its output.
239  */
240 ir_node *be_new_IncSP(const arch_register_t *sp, ir_node *block,
241                       ir_node *old_sp, int offset, int align);
242
243 /** Returns the previous node that computes the stack pointer. */
244 ir_node *be_get_IncSP_pred(ir_node *incsp);
245
246 /** Sets the previous node that computes the stack pointer. */
247 void     be_set_IncSP_pred(ir_node *incsp, ir_node *pred);
248
249 /**
250  * Sets a new offset to a IncSP node.
251  * A positive offset means expanding the stack, a negative offset shrinking
252  * an offset is == BE_STACK_FRAME_SIZE will be replaced by the real size of the
253  * stackframe in the fix_stack_offsets phase.
254  */
255 void     be_set_IncSP_offset(ir_node *irn, int offset);
256
257 /** Gets the offset from a IncSP node. */
258 int be_get_IncSP_offset(const ir_node *irn);
259 int be_get_IncSP_align(const ir_node *irn);
260
261 /** Gets the call entity or NULL if this is no static call. */
262 ir_entity  *be_Call_get_entity(const ir_node *call);
263 /** Sets the call entity. */
264 void     be_Call_set_entity(ir_node *call, ir_entity *ent);
265 /** Gets the call type. */
266 ir_type *be_Call_get_type(ir_node *call);
267 /** Sets the call type. */
268 void     be_Call_set_type(ir_node *call, ir_type *call_tp);
269
270 void     be_Call_set_pop(ir_node *call, unsigned pop);
271
272 unsigned be_Call_get_pop(const ir_node *call);
273
274 /**
275  * Position numbers for the be_Call inputs.
276  */
277 enum {
278         n_be_Call_mem       = 0,  /**< memory input of a be_Call node */
279         n_be_Call_sp        = 1,  /**< stack pointer input of a be_Call node */
280         n_be_Call_ptr       = 2,  /**< call pointer input of a be_Call node */
281         n_be_Call_first_arg = 3   /**< first argument input of a be_Call node */
282 };
283
284 /**
285  * Projection numbers for result of be_Call node: use for Proj nodes!
286  */
287 typedef enum {
288         pn_be_Call_M         = pn_Call_M, /**< The memory result of a be_Call. */
289         pn_be_Call_X_regular = pn_Call_X_regular,
290         pn_be_Call_X_except  = pn_Call_X_except,
291         pn_be_Call_sp        = pn_Call_max+1,
292         pn_be_Call_first_res     /**< The first result proj number of a be_Call. */
293 } pn_be_Call;
294
295 /**
296  * Construct a new be_Call.
297  *
298  * @param dbg      debug info
299  * @param irg      the graph where the call is placed
300  * @param block    the block where the call is placed
301  * @param mem      the memory input of the call
302  * @param sp       the stack pointer input of the call
303  * @param ptr      the address of the called function, if immediate call set
304  *                 to sp
305  * @param n_outs   the number of outcoming values from this call
306  * @param n        the number of (register) inputs of this call
307  * @param in       the (register) inputs of this call
308  * @param call_tp  the call type of this call
309  */
310 ir_node *be_new_Call(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *block, ir_node *mem,
311                      ir_node *sp, ir_node *ptr, int n_outs,
312                      int n, ir_node *in[], ir_type *call_tp);
313
314 /**
315  * Position numbers for the be_Return inputs.
316  */
317 enum {
318         n_be_Return_mem  = 0,     /**< memory input of a be_Return node */
319         n_be_Return_sp   = 1,     /**< stack pointer input of a be_Return node */
320         n_be_Return_val  = 2,     /**< first "real" return value if any */
321 };
322
323 /**
324  * Construct a new be_Return.
325  *
326  * @param dbg    debug info
327  * @param irg    the graph where the new node will be placed
328  * @param block  the block where the new node will be placed
329  * @param n_res  number of "real" results
330  * @param pop    pop number of bytes on return
331  * @param n      number of inputs
332  * @param in     input array
333  */
334 ir_node *be_new_Return(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *block, int n_res,
335                        unsigned pop, int n, ir_node *in[]);
336
337 /** Returns the number of real returns values */
338 int be_Return_get_n_rets(const ir_node *ret);
339
340 /**
341  * Return the number of bytes that should be popped from stack when executing
342  * the Return.
343  *
344  * @param ret  the be_Return node
345  */
346 unsigned be_Return_get_pop(const ir_node *ret);
347
348 /**
349  * Return non-zero, if number of popped bytes must be always emitted.
350  *
351  * @param ret  the be_Return node
352  */
353 int be_Return_get_emit_pop(const ir_node *ret);
354
355 /**
356  * Set the emit_pop flag.
357  *
358  * @param ret  the be_Return node
359  */
360 void be_Return_set_emit_pop(ir_node *ret, int emit_pop);
361
362 ir_node *be_new_Start(dbg_info *dbgi, ir_node *block, int n_out);
363
364 enum {
365         n_be_CopyKeep_op = 0
366 };
367 ir_node *be_new_CopyKeep(ir_node *block, ir_node *src,
368                          int n, ir_node *in_keep[]);
369
370 ir_node *be_new_CopyKeep_single(ir_node *block, ir_node *src, ir_node *keep);
371
372 ir_node *be_get_CopyKeep_op(const ir_node *cpy);
373
374 void be_set_CopyKeep_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
375
376 /**
377  * Returns the frame entity of a be node.
378  * Try to avoid this function and better call arch_get_frame_entity!
379  *
380  * @return the frame entity used by the be node
381  */
382 ir_entity *be_get_frame_entity(const ir_node *irn);
383
384 void be_node_set_frame_entity(ir_node *node, ir_entity *entity);
385
386 /**
387  * Returns the frame offset of this node.
388  */
389 int be_get_frame_offset(const ir_node *irn);
390
391 ir_node* be_get_Reload_mem(const ir_node *irn);
392 ir_node *be_get_Reload_frame(const ir_node *irn);
393 ir_node* be_get_Spill_val(const ir_node *irn);
394 ir_node *be_get_Spill_frame(const ir_node *irn);
395
396 void be_set_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
397 ir_entity *be_get_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n);
398
399 void be_set_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
400 ir_entity *be_get_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n);
401
402 int be_get_MemPerm_entity_arity(const ir_node *irn);
403
404 /**
405  * Impose a register constraint on a backend node.
406  * @param irn The node.
407  * @param pos The position of the argument.
408  * @param reg The register which is admissible for that node, argument/result
409  *            and position.
410  */
411 void be_set_constr_single_reg_in(ir_node *irn, int pos,
412                 const arch_register_t *reg, arch_register_req_type_t additional_flags);
413 void be_set_constr_single_reg_out(ir_node *irn, int pos,
414                 const arch_register_t *reg, arch_register_req_type_t additional_flags);
415
416 const arch_register_req_t *be_create_reg_req(struct obstack *obst,
417                 const arch_register_t *reg, arch_register_req_type_t additional_types);
418
419 /**
420  * Impose register constraints on a backend node.
421  * The register subsets given by the limited function in @p req are copied to
422  * the backend node. This requires that the constraint type of the @p req is
423  * arch_register_req_type_limited.
424  * @param irn The backend node.
425  * @param pos The position (@see be_set_constr_single_reg()).
426  * @param req The register requirements which shall be transferred.
427  */
428 void be_set_constr_in(ir_node *irn, int pos, const arch_register_req_t *req);
429 void be_set_constr_out(ir_node *irn, int pos, const arch_register_req_t *req);
430
431 /**
432  * Set the register class of a node.
433  * @param irn The node itself.
434  * @param pos The position (0..n) for arguments
435  * @param flags The register class to set for that node and position.
436  */
437 void be_node_set_reg_class_in(ir_node *irn, int pos,
438                               const arch_register_class_t *cls);
439 void be_node_set_reg_class_out(ir_node *irn, int pos,
440                                const arch_register_class_t *cls);
441
442 /**
443  * Set the register requirements for a phi node.
444  */
445 void be_set_phi_reg_req(ir_node *phi, const arch_register_req_t *req);
446
447 void be_dump_phi_reg_reqs(FILE *out, const ir_node *node, dump_reason_t reason);
448
449 /**
450  * Creates a new phi with associated backend informations
451  */
452 ir_node *be_new_Phi(ir_node *block, int n_ins, ir_node **ins, ir_mode *mode,
453                     const arch_register_req_t *req);
454
455 /**
456  * Search for output of start node with a specific register
457  */
458 ir_node *be_get_initial_reg_value(ir_graph *irg, const arch_register_t *reg);
459
460 /**
461  * Search for input of a return node with a specific register and return
462  * its number.
463  */
464 int be_find_return_reg_input(ir_node *ret, const arch_register_t *reg);
465
466 static inline int be_is_Spill    (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Spill    ; }
467 static inline int be_is_Reload   (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Reload   ; }
468 static inline int be_is_Copy     (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Copy     ; }
469 static inline int be_is_CopyKeep (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_CopyKeep ; }
470 static inline int be_is_Perm     (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Perm     ; }
471 static inline int be_is_MemPerm  (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_MemPerm  ; }
472 static inline int be_is_Keep     (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Keep     ; }
473 static inline int be_is_Call     (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Call     ; }
474 static inline int be_is_Return   (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Return   ; }
475 static inline int be_is_IncSP    (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_IncSP    ; }
476 static inline int be_is_AddSP    (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_AddSP    ; }
477 static inline int be_is_SubSP    (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_SubSP    ; }
478 static inline int be_is_Start    (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Start    ; }
479 static inline int be_is_FrameAddr(const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_FrameAddr; }
480
481 #endif