107fc7eb7872bf677ee777a04be5d6dc62be6e43
[libfirm] / ir / be / benode_t.h
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2007 University of Karlsruhe.  All right reserved.
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.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_SetSP;
57 extern ir_op *op_be_RegParams;
58 extern ir_op *op_be_StackParam;
59 extern ir_op *op_be_FrameAddr;
60 extern ir_op *op_be_Barrier;
61
62 typedef enum {
63         beo_NoBeOp = -1,
64         beo_Spill,
65         beo_Reload,
66         beo_Perm,
67         beo_MemPerm,
68         beo_Copy,
69         beo_Keep,
70         beo_CopyKeep,
71         beo_Call,
72         beo_Return,
73         beo_AddSP,
74         beo_SubSP,
75         beo_IncSP,
76         beo_SetSP,
77         beo_RegParams,
78         beo_StackParam,
79         beo_FrameLoad,
80         beo_FrameStore,
81         beo_FrameAddr,
82         beo_Barrier,
83         beo_Last
84 } be_opcode_t;
85
86 /** Not used yet. */
87 typedef enum {
88         be_frame_flag_spill = 1,
89         be_frame_flag_local = 2,
90         be_frame_flag_arg   = 4
91 } be_frame_flag_t;
92
93 /**
94  * A "symbolic constant" for the size of the stack frame to use with IncSP nodes.
95  * It gets back-patched to the real size as soon it is known.
96  */
97 #define BE_STACK_FRAME_SIZE_EXPAND INT_MAX
98 #define BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK INT_MIN
99
100 /**
101  * Determines if irn is a be_node.
102  */
103 int is_be_node(const ir_node *irn);
104
105 /**
106  * Create all BE specific opcodes.
107  */
108 void be_node_init(void);
109
110 /**
111  * Position numbers for the be_Spill inputs.
112  */
113 enum {
114         be_pos_Spill_frame = 0,
115         be_pos_Spill_val   = 1
116 };
117
118 /**
119  * Make a new Spill node.
120  */
121 ir_node *be_new_Spill(const arch_register_class_t *cls, const arch_register_class_t *cls_frame,
122         ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_node *to_spill);
123
124 /**
125  * Position numbers for the be_Reload inputs.
126  */
127 enum {
128         be_pos_Reload_frame = 0,
129         be_pos_Reload_mem   = 1
130 };
131
132 /**
133  * Make a new Reload node.
134  */
135 ir_node *be_new_Reload(const arch_register_class_t *cls, const arch_register_class_t *cls_frame,
136         ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_node *mem, ir_mode *mode);
137
138 /**
139  * Position numbers for the be_Copy inputs.
140  */
141 enum {
142         be_pos_Copy_op = 0
143 };
144
145 /**
146  * Make a new Copy node.
147  */
148 ir_node *be_new_Copy(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *block, ir_node *in);
149 /** Returns the Copy Argument. */
150 ir_node *be_get_Copy_op(const ir_node *cpy);
151 /** Sets the Copy Argument. */
152 void be_set_Copy_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
153
154 /**
155  * Make a new Perm node.
156  */
157 ir_node *be_new_Perm(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, int arity, ir_node *in[]);
158
159 /**
160  * Reduce a Perm.
161  * Basically, we provide a map to remap the Perm's arguments. If an entry in the
162  * map is -1, the argument gets deleted.
163  * This function takes care, that the register data and the input array reflects
164  * the changes described by the map.
165  * This is needed by the Perm optimization/movement in belower.c, see push_through_perm().
166  * @param perm     The perm node.
167  * @param new_size The new number of arguments (must be smaller or equal to the current one).
168  * @param map      A map assigning each operand a new index (or -1 to indicate deletion).
169  */
170 void be_Perm_reduce(ir_node *perm, int new_size, int *map);
171
172 /**
173  * Create a new MemPerm node.
174  */
175 ir_node *be_new_MemPerm(const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n, ir_node *in[]);
176 ir_node *be_new_Keep(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, int arity, ir_node *in[]);
177
178 void be_Keep_add_node(ir_node *keep, const arch_register_class_t *cls, ir_node *node);
179
180 /**
181  * Position numbers for the be_FrameLoad inputs
182  */
183 enum {
184         be_pos_FrameLoad_mem = 0,
185         be_pos_FrameLoad_ptr = 1
186 };
187
188 ir_node *be_new_FrameLoad(const arch_register_class_t *cls_frame, const arch_register_class_t *cls_data,
189                                                   ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *frame, ir_entity *ent);
190
191 /**
192  * Position numbers for the be_FrameStore inputs
193  */
194 enum {
195         be_pos_FrameStore_mem = 0,
196         be_pos_FrameStore_ptr = 1,
197         be_pos_FrameStore_val = 2
198 };
199
200 ir_node *be_new_FrameStore(const arch_register_class_t *cls_frame, const arch_register_class_t *cls_data,
201                                                    ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *frame, ir_node *data, ir_entity *ent);
202
203 /**
204  * Position numbers for the be_FrameAddr inputs
205  */
206 enum {
207         be_pos_FrameAddr_ptr = 0
208 };
209
210 /** Create a new FrameAddr node. */
211 ir_node *be_new_FrameAddr(const arch_register_class_t *cls_frame, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_entity *ent);
212
213 /** Return the frame input of a FrameAddr node. */
214 ir_node *be_get_FrameAddr_frame(ir_node *node);
215
216 /**
217  * Position numbers for the be_AddSP inputs
218  */
219 enum {
220         be_pos_AddSP_old_sp = 0,
221         be_pos_AddSP_size   = 1,
222         be_pos_AddSP_last   = 2
223 };
224
225 enum {
226         pn_be_AddSP_sp   = 0,
227         pn_be_AddSP_res  = 1,
228         pn_be_AddSP_M    = 2,
229         pn_be_AddSP_last = 3
230 };
231
232 /**
233  * Make a new AddSP node.
234  * An AddSP node expresses an increase of the stack pointer in the direction the stack
235  * grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is grown, is not
236  * given by a constant but an ordinary Firm node.
237  * @param sp     The stack pointer register.
238  * @param irg    The graph.
239  * @param bl     The block.
240  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
241  * @param sz     The node expressing the size by which the stack pointer shall be grown.
242  * @return       A new AddSP node.
243  */
244 ir_node *be_new_AddSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *sz);
245
246 /**
247  * Position numbers for the be_SubSP inputs
248  */
249 enum {
250         be_pos_SubSP_old_sp = 0,
251         be_pos_SubSP_size   = 1,
252         be_pos_SubSP_last   = 2
253 };
254
255 enum {
256         pn_be_SubSP_sp   = 0,
257         pn_be_SubSP_M    = 1,
258         pn_be_SubSP_last = 2
259 };
260
261 /**
262  * Make a new SubSP node.
263  * A SubSP node expresses a decrease of the stack pointer in the direction the stack
264  * grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is grown, is not
265  * given by a constant but an ordinary Firm node.
266  * @param sp     The stack pointer register.
267  * @param irg    The graph.
268  * @param bl     The block.
269  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
270  * @param sz     The node expressing the size by which the stack pointer shall be grown.
271  * @return       A new DecSP node.
272  */
273 ir_node *be_new_SubSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *sz);
274
275 ir_node *be_new_SetSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *operand, ir_node *mem);
276
277 /**
278  * Make a stack pointer increase/decrease node.
279  * @param sp     The stack pointer register.
280  * @param irg    The graph to insert the node to.
281  * @param bl     The block to insert the node into.
282  * @param old_sp The node defining the former stack pointer.
283  * @param amount The mount of bytes the stack shall be expanded/shrinked (see set_IncSP_offset)
284  * @param dir    The direction in which the stack pointer shall be modified:
285  *               Along the stack's growing direction or against.
286  * @return       A new stack pointer increment/decrement node.
287  * @note         This node sets a register constraint to the @p sp register on its output.
288  */
289 ir_node *be_new_IncSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, int offset);
290
291 /** Returns the previous node that computes the stack pointer. */
292 ir_node *be_get_IncSP_pred(ir_node *incsp);
293
294 /** Sets the previous node that computes the stack pointer. */
295 void     be_set_IncSP_pred(ir_node *incsp, ir_node *pred);
296
297 /**
298  * Sets a new offset to a IncSP node.
299  * A positive offset means expanding the stack, a negative offset shrinking
300  * an offset is == BE_STACK_FRAME_SIZE will be replaced by the real size of the
301  * stackframe in the fix_stack_offsets phase.
302  */
303 void     be_set_IncSP_offset(ir_node *irn, int offset);
304
305 /** Gets the offset from a IncSP node. */
306 int be_get_IncSP_offset(const ir_node *irn);
307
308 /** Gets the call entity or NULL if this is no static call. */
309 ir_entity  *be_Call_get_entity(const ir_node *call);
310 /** Sets the call entity. */
311 void     be_Call_set_entity(ir_node *call, ir_entity *ent);
312 /** Gets the call type. */
313 ir_type *be_Call_get_type(ir_node *call);
314 /** Sets the call type. */
315 void     be_Call_set_type(ir_node *call, ir_type *call_tp);
316
317 /**
318  * Position numbers for the be_Call inputs.
319  */
320 enum {
321         be_pos_Call_mem       = 0,  /**< memory input of a be_Call node */
322         be_pos_Call_sp        = 1,  /**< stack pointer input of a be_Call node */
323         be_pos_Call_ptr       = 2,  /**< call pointer input of a be_Call node */
324         be_pos_Call_first_arg = 3   /**< first argument input of a be_Call node */
325 };
326
327 /**
328  * Projection numbers for result of be_Call node: use for Proj nodes!
329  */
330 typedef enum {
331         pn_be_Call_M_regular = pn_Call_M_regular,  /**< The memory result of a be_Call. */
332         pn_be_Call_first_res = pn_Call_max         /**< The first result proj number of a be_Call. */
333 } pn_be_Call;
334
335 /**
336  * Construct a new be_Call.
337  *
338  * @param dbg      debug info
339  * @param irg      the graph where the call is placed
340  * @param bl       the block where the call is placed
341  * @param mem      the memory input of the call
342  * @param sp       the stack pointer input of the call
343  * @param ptr      the address of the called function, if immediate call set to sp
344  * @param n_outs   the number of outcoming values from this call
345  * @param n        the number of (register) inputs of this call
346  * @param in       the (register) inputs of this call
347  * @param call_tp  the call type of this call
348  */
349 ir_node *be_new_Call(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *sp, ir_node *ptr,
350                      int n_outs, int n, ir_node *in[], ir_type *call_tp);
351
352 /**
353  * Position numbers for the be_Return inputs.
354  */
355 enum {
356         be_pos_Return_mem  = 0,     /**< memory input of a be_Return node */
357         be_pos_Return_sp   = 1,     /**< stack pointer input of a be_Return node */
358         be_pos_Return_val  = 2,     /**< first "real" return value if any */
359 };
360
361 /**
362  * Construct a new be_Return.
363  * @param irg    the graph where the new node will be placed
364  * @param bl     the block where the new node will be placed
365  * @param n_res  number of "real" results
366  * @param n      number of inputs
367  * @param in     input array
368  */
369 ir_node *be_new_Return(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_res, int n, ir_node *in[]);
370
371 /** Returns the number of real returns values */
372 int be_Return_get_n_rets(ir_node *ret);
373
374 /** appends a node to the return node, returns the position of the node */
375 int be_Return_append_node(ir_node *ret, ir_node *node);
376
377 /**
378  * StackParam input positions
379  */
380 enum {
381         be_pos_StackParam_ptr = 0
382 };
383
384 /**
385  * Construct a new Stack Parameter node.
386  */
387 ir_node *be_new_StackParam(const arch_register_class_t *cls, const arch_register_class_t *cls_frame, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_mode *mode, ir_node *frame_pointer, ir_entity *ent);
388 ir_node *be_new_RegParams(ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_out);
389
390 ir_node *be_new_Barrier(ir_graph *irg, ir_node *bl, int n, ir_node *in[]);
391
392 /**
393  * Appends a node to a barrier, returns the result proj of the node
394  */
395 ir_node *be_Barrier_append_node(ir_node *barrier, ir_node *node);
396
397 /**
398  * Appends a register out requirement to a RegParams node
399  *
400  * @returns the proj node for the new register
401  */
402 ir_node *be_RegParams_append_out_reg(ir_node *regparams,
403                                      const arch_env_t *arch_env,
404                                      const arch_register_t *reg);
405
406 /**
407  * Make a spill node.
408  *
409  * @param arch_env  The architecture environment.
410  * @param irn       The node to be spilled.
411  * @param spill_ctx The context in which the spill is introduced (This is mostly == irn up to the case of Phis).
412  * @return          The new spill node.
413  */
414 ir_node *be_spill(const arch_env_t *arch_env, ir_node *irn);
415
416 /**
417  * Make a reload and insert it into the schedule.
418  *
419  * @param arch_env The architecture environment.
420  * @param cls      The register class of the reloaded value.
421  * @param insert   The node in the schedule in front of which the reload is inserted.
422  * @param mode     The mode of the original (spilled) value.
423  * @param spill    The spill node corresponding to this reload.
424  * @return         A freshly made reload.
425  */
426 ir_node *be_reload(const arch_env_t *arch_env, const arch_register_class_t *cls, ir_node *insert, ir_mode *mode, ir_node *spill);
427
428 enum {
429         be_pos_CopyKeep_op = 0
430 };
431 ir_node *be_new_CopyKeep(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *src, int n, ir_node *in_keep[], ir_mode *mode);
432 ir_node *be_new_CopyKeep_single(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *src, ir_node *keep, ir_mode *mode);
433 ir_node *be_get_CopyKeep_op(const ir_node *cpy);
434 void be_set_CopyKeep_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
435
436 /**
437  * Get the backend opcode of a backend node.
438  * @param irn The node.
439  * @return The backend opcode.
440  */
441 be_opcode_t be_get_irn_opcode(const ir_node *irn);
442
443 int be_is_Spill(const ir_node *irn);
444 int be_is_Reload(const ir_node *irn);
445 int be_is_Copy(const ir_node *irn);
446 int be_is_Perm(const ir_node *irn);
447 int be_is_MemPerm(const ir_node *irn);
448 int be_is_Keep(const ir_node *irn);
449 int be_is_CopyKeep(const ir_node *irn);
450 int be_is_Call(const ir_node *irn);
451 int be_is_Return(const ir_node *irn);
452 int be_is_IncSP(const ir_node *irn);
453 int be_is_SetSP(const ir_node *irn);
454 int be_is_AddSP(const ir_node *irn);
455 int be_is_SubSP(const ir_node *irn);
456 int be_is_RegParams(const ir_node *irn);
457 int be_is_StackParam(const ir_node *irn);
458 int be_is_FrameAddr(const ir_node *irn);
459 int be_is_FrameLoad(const ir_node *irn);
460 int be_is_FrameStore(const ir_node *irn);
461 int be_is_Barrier(const ir_node *irn);
462
463 /**
464  * Try to avoid this function and better call arch_get_frame_entity!
465  *
466  * Returns the frame entity used by the be node
467  */
468 ir_entity *be_get_frame_entity(const ir_node *irn);
469
470 /**
471  * Returns the frame offset of this node.
472  */
473 int be_get_frame_offset(const ir_node *irn);
474
475 ir_node* be_get_Reload_mem(const ir_node *irn);
476 ir_node *be_get_Reload_frame(const ir_node *irn);
477 ir_node* be_get_Spill_val(const ir_node *irn);
478 ir_node *be_get_Spill_frame(const ir_node *irn);
479
480 void be_set_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
481 ir_entity *be_get_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n);
482
483 void be_set_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
484 ir_entity *be_get_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n);
485
486 int be_get_MemPerm_entity_arity(const ir_node *irn);
487
488 /**
489  * Impose a register constraint on a backend node.
490  * @param irn The node.
491  * @param pos The position of the argument/result. Results range from -1..-m and arguments form 0..n
492  * @param reg The register which is admissible for that node, argument/result and position.
493  */
494 void be_set_constr_single_reg(ir_node *irn, int pos, const arch_register_t *reg);
495
496 /**
497  * Impose register constraints on a backend node.
498  * The register subsets given by the limited function in @p req are copied to the backend node.
499  * This requires that the constraint type of the @p req is arch_register_req_type_limited.
500  * @param irn The backend node.
501  * @param pos The position (@see be_set_constr_single_reg()).
502  * @param req The register requirements which shall be transferred.
503  */
504 void be_set_constr_limited(ir_node *irn, int pos, const arch_register_req_t *req);
505
506 /**
507  * Set the flags of a node.
508  * @param irn The node itself.
509  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
510  * @param flags The flags to set for that node and position.
511  */
512 void be_node_set_flags(ir_node *irn, int pos, arch_irn_flags_t flags);
513
514 /**
515  * Set the register class of a node.
516  * @param irn The node itself.
517  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
518  * @param flags The register class to set for that node and position.
519  */
520 void be_node_set_reg_class(ir_node *irn, int pos, const arch_register_class_t *cls);
521
522 /**
523  * Set the register requirement type of a node.
524  * @param irn The node itself.
525  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
526  * @param flags The register requirement type to set for that node and position.
527  */
528 void be_node_set_req_type(ir_node *irn, int pos, arch_register_req_type_t type);
529
530 /**
531  * Make a new phi handler.
532  * @param env The architecture environment.
533  * @return A new phi handler.
534  */
535 arch_irn_handler_t *be_phi_handler_new(const arch_env_t *arch_env);
536
537 /**
538  * Free a phi handler.
539  * @param handler The handler to free.
540  */
541 void be_phi_handler_free(arch_irn_handler_t *handler);
542
543 /**
544  * Reset the register data in the phi handler.
545  * This should be called on each new graph and deletes the register information of the current graph.
546  */
547 void be_phi_handler_reset(arch_irn_handler_t *handler);
548
549 /**
550  * Set the register requirements for a phi node.
551  */
552 void be_set_phi_reg_req(const arch_env_t *arch_env, ir_node *phi,
553                         const arch_register_req_t *req);
554
555 /*
556  * Set flags for a phi node
557  */
558 void be_set_phi_flags(const arch_env_t *arch_env, ir_node *phi,
559                       arch_irn_flags_t flags);
560
561 /**
562  * irn handler for common be nodes.
563  */
564 extern const arch_irn_handler_t be_node_irn_handler;
565
566 #endif /* FIRM_BE_BENODE_T_H */