Implement binary emitter for LdTls.
[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  * @version     $Id$
26  *
27  * Backend node support for generic backend nodes.
28  * This file provides Perm, Copy, Spill and Reload nodes.
29  */
30 #ifndef FIRM_BE_BENODE_T_H
31 #define FIRM_BE_BENODE_T_H
32
33 #include <limits.h>
34
35 #include "firm_types.h"
36 #include "irnode_t.h"
37 #include "bearch.h"
38
39 #define BE_OUT_POS(p) (-((p) + 1))
40
41 /**
42  * The benode op's.  Must be available to register emitter function.
43  */
44 extern ir_op *op_be_Spill;
45 extern ir_op *op_be_Reload;
46 extern ir_op *op_be_Perm;
47 extern ir_op *op_be_MemPerm;
48 extern ir_op *op_be_Copy;
49 extern ir_op *op_be_Keep;
50 extern ir_op *op_be_CopyKeep;
51 extern ir_op *op_be_Call;
52 extern ir_op *op_be_Return;
53 extern ir_op *op_be_IncSP;
54 extern ir_op *op_be_AddSP;
55 extern ir_op *op_be_SubSP;
56 extern ir_op *op_be_Start;
57 extern ir_op *op_be_FrameAddr;
58 extern ir_op *op_be_Barrier;
59
60 /**
61  * A "symbolic constant" for the size of the stack frame to use with IncSP nodes.
62  * It gets back-patched to the real size as soon it is known.
63  */
64 #define BE_STACK_FRAME_SIZE_EXPAND INT_MAX
65 #define BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK INT_MIN
66
67 /**
68  * Determines if irn is a be_node.
69  */
70 int is_be_node(const ir_node *irn);
71
72 /**
73  * Create all BE specific opcodes.
74  */
75 void be_init_op(void);
76
77 /**
78  * Position numbers for the be_Spill inputs.
79  */
80 enum {
81         be_pos_Spill_frame = 0,
82         be_pos_Spill_val   = 1
83 };
84
85 /**
86  * Make a new Spill node.
87  */
88 ir_node *be_new_Spill(const arch_register_class_t *cls, const arch_register_class_t *cls_frame,
89         ir_node *bl, ir_node *frame, ir_node *to_spill);
90
91 /**
92  * Position numbers for the be_Reload inputs.
93  */
94 enum {
95         be_pos_Reload_frame = 0,
96         be_pos_Reload_mem   = 1
97 };
98
99 /**
100  * Make a new Reload node.
101  */
102 ir_node *be_new_Reload(const arch_register_class_t *cls, const arch_register_class_t *cls_frame,
103         ir_node *bl, ir_node *frame, ir_node *mem, ir_mode *mode);
104
105 /**
106  * Position numbers for the be_Copy inputs.
107  */
108 enum {
109         be_pos_Copy_op = 0
110 };
111
112 /**
113  * Make a new Copy node.
114  */
115 ir_node *be_new_Copy(const arch_register_class_t *cls, ir_node *block, ir_node *in);
116 /** Returns the Copy Argument. */
117 ir_node *be_get_Copy_op(const ir_node *cpy);
118 /** Sets the Copy Argument. */
119 void be_set_Copy_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
120
121 /**
122  * Make a new Perm node.
123  */
124 ir_node *be_new_Perm(const arch_register_class_t *cls, ir_node *bl, int arity, ir_node *in[]);
125
126 /**
127  * Reduce a Perm.
128  * Basically, we provide a map to remap the Perm's arguments. If an entry in the
129  * map is -1, the argument gets deleted.
130  * This function takes care, that the register data and the input array reflects
131  * the changes described by the map.
132  * This is needed by the Perm optimization/movement in belower.c, see push_through_perm().
133  * @param perm     The perm node.
134  * @param new_size The new number of arguments (must be smaller or equal to the current one).
135  * @param map      A map assigning each operand a new index (or -1 to indicate deletion).
136  */
137 void be_Perm_reduce(ir_node *perm, int new_size, int *map);
138
139 /**
140  * Create a new MemPerm node.
141  */
142 ir_node *be_new_MemPerm(const arch_env_t *arch_env, ir_node *bl, 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, ir_node *node);
146
147 /**
148  * Position numbers for the be_FrameAddr inputs
149  */
150 enum {
151         be_pos_FrameAddr_ptr = 0
152 };
153
154 /** Create a new FrameAddr node. */
155 ir_node *be_new_FrameAddr(const arch_register_class_t *cls_frame, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_entity *ent);
156
157 /** Return the frame input of a FrameAddr node. */
158 ir_node *be_get_FrameAddr_frame(const ir_node *node);
159
160 ir_entity *be_get_FrameAddr_entity(const ir_node *node);
161
162 /**
163  * Position numbers for the be_AddSP inputs
164  */
165 enum {
166         be_pos_AddSP_old_sp = 0,
167         be_pos_AddSP_size   = 1,
168         be_pos_AddSP_last   = 2
169 };
170
171 enum {
172         pn_be_AddSP_sp   = 0,
173         pn_be_AddSP_res  = 1,
174         pn_be_AddSP_M    = 2,
175         pn_be_AddSP_last = 3
176 };
177
178 /**
179  * Make a new AddSP node.
180  * An AddSP node expresses an increase of the stack pointer in the direction the stack
181  * grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is grown, is not
182  * given by a constant but an ordinary Firm node.
183  * @param sp     The stack pointer register.
184  * @param bl     The block.
185  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
186  * @param sz     The node expressing the size by which the stack pointer shall be grown.
187  * @return       A new AddSP node.
188  */
189 ir_node *be_new_AddSP(const arch_register_t *sp, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *sz);
190
191 /**
192  * Position numbers for the be_SubSP inputs
193  */
194 enum {
195         be_pos_SubSP_old_sp = 0,
196         be_pos_SubSP_size   = 1,
197         be_pos_SubSP_last   = 2
198 };
199
200 enum {
201         pn_be_SubSP_sp   = 0,
202         pn_be_SubSP_M    = 1,
203         pn_be_SubSP_last = 2
204 };
205
206 /**
207  * Make a new SubSP node.
208  * A SubSP node expresses a decrease of the stack pointer in the direction the stack
209  * grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is grown, is not
210  * given by a constant but an ordinary Firm node.
211  * @param sp     The stack pointer register.
212  * @param bl     The block.
213  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
214  * @param sz     The node expressing the size by which the stack pointer shall be grown.
215  * @return       A new DecSP node.
216  */
217 ir_node *be_new_SubSP(const arch_register_t *sp, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *sz);
218
219 /**
220  * Make a stack pointer increase/decrease node.
221  * @param sp     The stack pointer register. * @param irg    The graph to insert the node to.
222  * @param bl     The block to insert the node into.
223  * @param old_sp The node defining the former stack pointer.
224  * @param amount The mount of bytes the stack shall be expanded/shrinked (see set_IncSP_offset)
225  * @param dir    The direction in which the stack pointer shall be modified:
226  *               Along the stack's growing direction or against.
227  * @return       A new stack pointer increment/decrement node.
228  * @note         This node sets a register constraint to the @p sp register on its output.
229  */
230 ir_node *be_new_IncSP(const arch_register_t *sp, ir_node *bl,
231                       ir_node *old_sp, int offset, int align);
232
233 /** Returns the previous node that computes the stack pointer. */
234 ir_node *be_get_IncSP_pred(ir_node *incsp);
235
236 /** Sets the previous node that computes the stack pointer. */
237 void     be_set_IncSP_pred(ir_node *incsp, ir_node *pred);
238
239 /**
240  * Sets a new offset to a IncSP node.
241  * A positive offset means expanding the stack, a negative offset shrinking
242  * an offset is == BE_STACK_FRAME_SIZE will be replaced by the real size of the
243  * stackframe in the fix_stack_offsets phase.
244  */
245 void     be_set_IncSP_offset(ir_node *irn, int offset);
246
247 /** Gets the offset from a IncSP node. */
248 int be_get_IncSP_offset(const ir_node *irn);
249 int be_get_IncSP_align(const ir_node *irn);
250
251 /** Gets the call entity or NULL if this is no static call. */
252 ir_entity  *be_Call_get_entity(const ir_node *call);
253 /** Sets the call entity. */
254 void     be_Call_set_entity(ir_node *call, ir_entity *ent);
255 /** Gets the call type. */
256 ir_type *be_Call_get_type(ir_node *call);
257 /** Sets the call type. */
258 void     be_Call_set_type(ir_node *call, ir_type *call_tp);
259
260 void     be_Call_set_pop(ir_node *call, unsigned pop);
261
262 unsigned be_Call_get_pop(const ir_node *call);
263
264 /**
265  * Position numbers for the be_Call inputs.
266  */
267 enum {
268         be_pos_Call_mem       = 0,  /**< memory input of a be_Call node */
269         be_pos_Call_sp        = 1,  /**< stack pointer input of a be_Call node */
270         be_pos_Call_ptr       = 2,  /**< call pointer input of a be_Call node */
271         be_pos_Call_first_arg = 3   /**< first argument input of a be_Call node */
272 };
273
274 /**
275  * Projection numbers for result of be_Call node: use for Proj nodes!
276  */
277 typedef enum {
278         pn_be_Call_M_regular = pn_Call_M_regular,  /**< The memory result of a be_Call. */
279         pn_be_Call_sp        = pn_Call_max,
280         pn_be_Call_first_res                      /**< The first result proj number of a be_Call. */
281 } pn_be_Call;
282
283 /**
284  * Construct a new be_Call.
285  *
286  * @param dbg      debug info
287  * @param irg      the graph where the call is placed
288  * @param bl       the block where the call is placed
289  * @param mem      the memory input of the call
290  * @param sp       the stack pointer input of the call
291  * @param ptr      the address of the called function, if immediate call set to sp
292  * @param n_outs   the number of outcoming values from this call
293  * @param n        the number of (register) inputs of this call
294  * @param in       the (register) inputs of this call
295  * @param call_tp  the call type of this call
296  */
297 ir_node *be_new_Call(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *sp, ir_node *ptr,
298                      int n_outs, int n, ir_node *in[], ir_type *call_tp);
299
300 /**
301  * Position numbers for the be_Return inputs.
302  */
303 enum {
304         be_pos_Return_mem  = 0,     /**< memory input of a be_Return node */
305         be_pos_Return_sp   = 1,     /**< stack pointer input of a be_Return node */
306         be_pos_Return_val  = 2,     /**< first "real" return value if any */
307 };
308
309 /**
310  * Construct a new be_Return.
311  *
312  * @param dbg    debug info
313  * @param irg    the graph where the new node will be placed
314  * @param bl     the block where the new node will be placed
315  * @param n_res  number of "real" results
316  * @param n      number of inputs
317  * @param pop    pop number of bytes on return
318  * @param in     input array
319  */
320 ir_node *be_new_Return(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_res, unsigned pop, int n, ir_node *in[]);
321
322 /** Returns the number of real returns values */
323 int be_Return_get_n_rets(const ir_node *ret);
324
325 /**
326  * Return the number of bytes that should be popped from stack when executing the Return.
327  *
328  * @param ret  the be_Return node
329  */
330 unsigned be_Return_get_pop(const ir_node *ret);
331
332 /**
333  * Return non-zero, if number of popped bytes must be always emitted.
334  *
335  * @param ret  the be_Return node
336  */
337 int be_Return_get_emit_pop(const ir_node *ret);
338
339 /**
340  * Set the emit_pop flag.
341  *
342  * @param ret  the be_Return node
343  */
344 void be_Return_set_emit_pop(ir_node *ret, int emit_pop);
345
346 /** appends a node to the return node, returns the position of the node */
347 int be_Return_append_node(ir_node *ret, ir_node *node);
348
349 ir_node *be_new_Start(ir_node *block, int n_out);
350
351 ir_node *be_new_Barrier(ir_node *bl, int n, ir_node *in[]);
352
353 /**
354  * Appends a node to a barrier, returns the result proj of the node
355  */
356 ir_node *be_Barrier_append_node(ir_node *barrier, ir_node *node);
357
358 /**
359  * Make a spill node.
360  *
361  * @param irn       The node to be spilled.
362  * @param spill_ctx The context in which the spill is introduced (This is mostly == irn up to the case of Phis).
363  * @return          The new spill node.
364  */
365 ir_node *be_spill(ir_node *block, ir_node *irn);
366
367 /**
368  * Make a reload and insert it into the schedule.
369  *
370  * @param cls      The register class of the reloaded value.
371  * @param insert   The node in the schedule in front of which the reload is inserted.
372  * @param mode     The mode of the original (spilled) value.
373  * @param spill    The spill node corresponding to this reload.
374  * @return         A freshly made reload.
375  */
376 ir_node *be_reload(const arch_register_class_t *cls, ir_node *insert, ir_mode *mode, ir_node *spill);
377
378 enum {
379         be_pos_CopyKeep_op = 0
380 };
381 ir_node *be_new_CopyKeep(const arch_register_class_t *cls, ir_node *bl, ir_node *src, int n, ir_node *in_keep[], ir_mode *mode);
382 ir_node *be_new_CopyKeep_single(const arch_register_class_t *cls, ir_node *bl, ir_node *src, ir_node *keep, ir_mode *mode);
383 ir_node *be_get_CopyKeep_op(const ir_node *cpy);
384 void be_set_CopyKeep_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
385
386 /**
387  * Get the backend opcode of a backend node.
388  * @param irn The node.
389  * @return The backend opcode.
390  */
391 #define be_get_irn_opcode(irn)  get_irn_opcode(irn)
392
393 /**
394  * Returns the frame entity of a be node.
395  * Try to avoid this function and better call arch_get_frame_entity!
396  *
397  * @return the frame entity used by the be node
398  */
399 ir_entity *be_get_frame_entity(const ir_node *irn);
400
401 /**
402  * Returns the frame offset of this node.
403  */
404 int be_get_frame_offset(const ir_node *irn);
405
406 ir_node* be_get_Reload_mem(const ir_node *irn);
407 ir_node *be_get_Reload_frame(const ir_node *irn);
408 ir_node* be_get_Spill_val(const ir_node *irn);
409 ir_node *be_get_Spill_frame(const ir_node *irn);
410
411 void be_set_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
412 ir_entity *be_get_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n);
413
414 void be_set_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
415 ir_entity *be_get_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n);
416
417 int be_get_MemPerm_entity_arity(const ir_node *irn);
418
419 /**
420  * Impose a register constraint on a backend node.
421  * @param irn The node.
422  * @param pos The position of the argument.
423  * @param reg The register which is admissible for that node, argument/result and position.
424  */
425 void be_set_constr_single_reg_in(ir_node *irn, int pos,
426                 const arch_register_t *reg, arch_register_req_type_t additional_flags);
427 void be_set_constr_single_reg_out(ir_node *irn, int pos,
428                 const arch_register_t *reg, arch_register_req_type_t additional_flags);
429
430 /**
431  * Impose register constraints on a backend node.
432  * The register subsets given by the limited function in @p req are copied to the backend node.
433  * This requires that the constraint type of the @p req is arch_register_req_type_limited.
434  * @param irn The backend node.
435  * @param pos The position (@see be_set_constr_single_reg()).
436  * @param req The register requirements which shall be transferred.
437  */
438 void be_set_constr_in(ir_node *irn, int pos, const arch_register_req_t *req);
439 void be_set_constr_out(ir_node *irn, int pos, const arch_register_req_t *req);
440
441 /**
442  * Set the register class of a node.
443  * @param irn The node itself.
444  * @param pos The position (0..n) for arguments
445  * @param flags The register class to set for that node and position.
446  */
447 void be_node_set_reg_class_in(ir_node *irn, int pos, const arch_register_class_t *cls);
448 void be_node_set_reg_class_out(ir_node *irn, int pos, const arch_register_class_t *cls);
449
450 /**
451  * Set the register requirements for a phi node.
452  */
453 void be_set_phi_reg_req(ir_node *phi, const arch_register_req_t *req);
454
455 int be_dump_phi_reg_reqs(ir_node *node, FILE *F, dump_reason_t reason);
456
457 /**
458  * Creates a new phi with associated backend informations
459  */
460 ir_node *be_new_Phi(ir_node *block, int n_ins, ir_node **ins, ir_mode *mode,
461                     const arch_register_class_t *cls);
462
463 /**
464  * irn handler for common be nodes and Phi's.
465  */
466 const void *be_node_get_irn_ops(const ir_node *irn);
467
468 static inline int be_is_Spill    (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Spill    ; }
469 static inline int be_is_Reload   (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Reload   ; }
470 static inline int be_is_Copy     (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Copy     ; }
471 static inline int be_is_CopyKeep (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_CopyKeep ; }
472 static inline int be_is_Perm     (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Perm     ; }
473 static inline int be_is_MemPerm  (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_MemPerm  ; }
474 static inline int be_is_Keep     (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Keep     ; }
475 static inline int be_is_Call     (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Call     ; }
476 static inline int be_is_Return   (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Return   ; }
477 static inline int be_is_IncSP    (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_IncSP    ; }
478 static inline int be_is_AddSP    (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_AddSP    ; }
479 static inline int be_is_SubSP    (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_SubSP    ; }
480 static inline int be_is_Start    (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Start; }
481 static inline int be_is_FrameAddr(const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_FrameAddr; }
482 static inline int be_is_Barrier  (const ir_node *irn) { return get_irn_opcode(irn) == beo_Barrier  ; }
483
484 #endif /* FIRM_BE_BENODE_T_H */