274b7ebe9fa73d6ab05fb5c516ae8850e46c1376
[libfirm] / ir / be / benode_t.h
1 /**
2  * @file   benode_t.h
3  * @date   17.05.2005
4  * @author Sebastian Hack
5  *
6  * Backend node support.
7  *
8  * Copyright (C) 2005 Universitaet Karlsruhe
9  * Released under the GPL
10  */
11
12 #ifndef _BENODE_T_H
13 #define _BENODE_T_H
14
15 #include "firm_config.h"
16
17 #include <limits.h>
18
19 #include "irmode.h"
20 #include "irnode.h"
21 #include "entity_t.h"
22
23 #include "be_t.h"
24 #include "bearch_t.h"
25
26 #define BE_OUT_POS(p) (-((p) + 1))
27
28 /**
29  * The benode op's.  Must be available to register emitter function.
30  */
31 extern ir_op *op_be_Spill;
32 extern ir_op *op_be_Reload;
33 extern ir_op *op_be_Perm;
34 extern ir_op *op_be_MemPerm;
35 extern ir_op *op_be_Copy;
36 extern ir_op *op_be_Keep;
37 extern ir_op *op_be_CopyKeep;
38 extern ir_op *op_be_Call;
39 extern ir_op *op_be_Return;
40 extern ir_op *op_be_IncSP;
41 extern ir_op *op_be_AddSP;
42 extern ir_op *op_be_SubSP;
43 extern ir_op *op_be_SetSP;
44 extern ir_op *op_be_RegParams;
45 extern ir_op *op_be_StackParam;
46 extern ir_op *op_be_FrameAddr;
47 extern ir_op *op_be_FrameLoad;
48 extern ir_op *op_be_FrameStore;
49 extern ir_op *op_be_Barrier;
50
51 typedef enum {
52         beo_NoBeOp = 0,
53         beo_Spill,
54         beo_Reload,
55         beo_Perm,
56         beo_MemPerm,
57         beo_Copy,
58         beo_Keep,
59         beo_CopyKeep,
60         beo_Call,
61         beo_Return,
62         beo_AddSP,
63         beo_SubSP,
64         beo_IncSP,
65         beo_SetSP,
66         beo_RegParams,
67         beo_StackParam,
68         beo_FrameLoad,
69         beo_FrameStore,
70         beo_FrameAddr,
71         beo_Barrier,
72         beo_Last
73 } be_opcode_t;
74
75 /** Not used yet. */
76 typedef enum {
77         be_frame_flag_spill = 1,
78         be_frame_flag_local = 2,
79         be_frame_flag_arg   = 4
80 } be_frame_flag_t;
81
82 /**
83  * A "symbolic constant" for the size of the stack frame to use with IncSP nodes.
84  * It gets back-patched to the real size as soon it is known.
85  */
86 #define BE_STACK_FRAME_SIZE_EXPAND INT_MAX
87 #define BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK INT_MIN
88
89 /**
90  * Determines if irn is a be_node.
91  */
92 int is_be_node(const ir_node *irn);
93
94 /**
95  * Create all BE specific opcodes.
96  */
97 void be_node_init(void);
98
99 /**
100  * Position numbers for the be_Spill inputs.
101  */
102 enum {
103         be_pos_Spill_frame = 0,
104         be_pos_Spill_val   = 1
105 };
106
107 /**
108  * Make a new Spill node.
109  */
110 ir_node *be_new_Spill(const arch_register_class_t *cls, const arch_register_class_t *cls_frame,
111         ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_node *to_spill);
112
113 /**
114  * Position numbers for the be_Reload inputs.
115  */
116 enum {
117         be_pos_Reload_frame = 0,
118         be_pos_Reload_mem   = 1
119 };
120
121 /**
122  * Make a new Reload node.
123  */
124 ir_node *be_new_Reload(const arch_register_class_t *cls, const arch_register_class_t *cls_frame,
125         ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_node *mem, ir_mode *mode);
126
127 /**
128  * Position numbers for the be_Copy inputs.
129  */
130 enum {
131         be_pos_Copy_op = 0
132 };
133
134 /**
135  * Make a new Copy node.
136  */
137 ir_node *be_new_Copy(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *block, ir_node *in);
138 /** Returns the Copy Argument. */
139 ir_node *be_get_Copy_op(const ir_node *cpy);
140 /** Sets the Copy Argument. */
141 void be_set_Copy_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
142
143 /**
144  * Make a new Perm node.
145  */
146 ir_node *be_new_Perm(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, int arity, ir_node *in[]);
147 /**
148  * Create a new MemPerm node.
149  */
150 ir_node *be_new_MemPerm(const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n, ir_node *in[]);
151 ir_node *be_new_Keep(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, int arity, ir_node *in[]);
152
153 void be_Keep_add_node(ir_node *keep, const arch_register_class_t *cls, ir_node *node);
154
155 ir_node *be_new_FrameLoad(const arch_register_class_t *cls_frame, const arch_register_class_t *cls_data,
156                                                   ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *frame, ir_entity *ent);
157 ir_node *be_new_FrameStore(const arch_register_class_t *cls_frame, const arch_register_class_t *cls_data,
158                                                    ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *frame, ir_node *data, ir_entity *ent);
159 ir_node *be_new_FrameAddr(const arch_register_class_t *cls_frame, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_entity *ent);
160
161 /**
162  * Position numbers for the be_AddSP inputs
163  */
164 enum {
165         be_pos_AddSP_old_sp = 0,
166         be_pos_AddSP_size   = 1,
167         be_pos_AddSP_last   = 2
168 };
169
170 enum {
171         pn_be_AddSP_res  = 0,
172         pn_be_AddSP_M    = 1,
173         pn_be_AddSP_last = 2
174 };
175
176 /**
177  * Make a new AddSP node.
178  * An AddSP node expresses an increase of the stack pointer in the direction the stack
179  * grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is grown, is not
180  * given by a constant but an ordinary Firm node.
181  * @param sp     The stack pointer register.
182  * @param irg    The graph.
183  * @param bl     The block.
184  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
185  * @param sz     The node expressing the size by which the stack pointer shall be grown.
186  * @return       A new AddSP node.
187  */
188 ir_node *be_new_AddSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *sz);
189
190 /**
191  * Position numbers for the be_SubSP inputs
192  */
193 enum {
194         be_pos_SubSP_old_sp = 0,
195         be_pos_SubSP_size   = 1,
196         be_pos_SubSP_last   = 2
197 };
198
199 enum {
200         pn_be_SubSP_res  = 0,
201         pn_be_SubSP_M    = 1,
202         pn_be_SubSP_last = 2
203 };
204
205 /**
206  * Make a new SubSP node.
207  * A SubSP node expresses a decrease of the stack pointer in the direction the stack
208  * grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is grown, is not
209  * given by a constant but an ordinary Firm node.
210  * @param sp     The stack pointer register.
211  * @param irg    The graph.
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_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *sz);
218
219 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);
220
221 /**
222  * Make a stack pointer increase/decrease node.
223  * @param sp     The stack pointer register.
224  * @param irg    The graph to insert the node to.
225  * @param bl     The block to insert the node into.
226  * @param old_sp The node defining the former stack pointer.
227  * @param amount The mount of bytes the stack shall be expanded/shrinked (see set_IncSP_offset)
228  * @param dir    The direction in which the stack pointer shall be modified:
229  *               Along the stack's growing direction or against.
230  * @return       A new stack pointer increment/decrement node.
231  * @note         This node sets a register constraint to the @p sp register on its output.
232  */
233 ir_node *be_new_IncSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, int offset);
234
235 /** Returns the previous node that computes the stack pointer. */
236 ir_node *be_get_IncSP_pred(ir_node *incsp);
237
238 /** Sets the previous node that computes the stack pointer. */
239 void     be_set_IncSP_pred(ir_node *incsp, ir_node *pred);
240
241 /**
242  * Sets a new offset to a IncSP node.
243  * A positive offset means expanding the stack, a negative offset shrinking
244  * an offset is == BE_STACK_FRAME_SIZE will be replaced by the real size of the
245  * stackframe in the fix_stack_offsets phase.
246  */
247 void     be_set_IncSP_offset(ir_node *irn, int offset);
248
249 /** Gets the offset from a IncSP node. */
250 int be_get_IncSP_offset(const ir_node *irn);
251
252 /** Gets the call entity or NULL if this is no static call. */
253 ir_entity  *be_Call_get_entity(const ir_node *call);
254 /** Sets the call entity. */
255 void     be_Call_set_entity(ir_node *call, ir_entity *ent);
256 /** Gets the call type. */
257 ir_type *be_Call_get_type(ir_node *call);
258 /** Sets the call type. */
259 void     be_Call_set_type(ir_node *call, ir_type *call_tp);
260
261 /**
262  * Position numbers for the be_Call inputs.
263  */
264 enum {
265         be_pos_Call_mem       = 0,  /**< memory input of a be_Call node */
266         be_pos_Call_sp        = 1,  /**< stack pointer input of a be_Call node */
267         be_pos_Call_ptr       = 2,  /**< call pointer input of a be_Call node */
268         be_pos_Call_first_arg = 3   /**< first argument input of a be_Call node */
269 };
270
271 /**
272  * Projection numbers for result of be_Call node: use for Proj nodes!
273  */
274 typedef enum {
275         pn_be_Call_M_regular = pn_Call_M_regular,  /**< The memory result of a be_Call. */
276         pn_be_Call_first_res = pn_Call_max         /**< The first result proj number of a be_Call. */
277 } pn_be_Call;
278
279 /**
280  * Construct a new be_Call
281  */
282 ir_node *be_new_Call(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *sp, ir_node *ptr,
283                      int n_outs, int n, ir_node *in[], ir_type *call_tp);
284
285 /**
286  * Position numbers for the be_Return inputs.
287  */
288 enum {
289         be_pos_Return_mem  = 0,     /**< memory input of a be_Return node */
290         be_pos_Return_sp   = 1,     /**< stack pointer input of a be_Return node */
291         be_pos_Return_val  = 2,     /**< first "real" return value if any */
292 };
293
294 /**
295  * Construct a new be_Return.
296  * @param irg    the graph where the new node will be placed
297  * @param bl     the block where the new node will be placed
298  * @param n_res  number of "real" results
299  * @param n      number of inputs
300  * @param in     input array
301  */
302 ir_node *be_new_Return(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_res, int n, ir_node *in[]);
303
304 /** Returns the number of real returns values */
305 int be_Return_get_n_rets(ir_node *ret);
306
307 /** appends a node to the return node, returns the position of the node */
308 int be_Return_append_node(ir_node *ret, ir_node *node);
309
310 /**
311  * Construct a new Stack Parameter node.
312  */
313 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);
314 ir_node *be_new_RegParams(ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_out);
315
316 ir_node *be_new_Barrier(ir_graph *irg, ir_node *bl, int n, ir_node *in[]);
317
318 /**
319  * Appends a node to a barrier, returns the result proj of the node
320  */
321 ir_node *be_Barrier_append_node(ir_node *barrier, ir_node *node);
322
323 /**
324  * Appends a register out requirement to a RegParams node
325  *
326  * @returns the proj node for the new register
327  */
328 ir_node *be_RegParams_append_out_reg(ir_node *regparams,
329                                      const arch_env_t *arch_env,
330                                      const arch_register_t *reg);
331
332 /**
333  * Make a spill node.
334  *
335  * @param arch_env  The architecture environment.
336  * @param irn       The node to be spilled.
337  * @param spill_ctx The context in which the spill is introduced (This is mostly == irn up to the case of Phis).
338  * @return          The new spill node.
339  */
340 ir_node *be_spill(const arch_env_t *arch_env, ir_node *irn);
341
342 /**
343  * Make a reload and insert it into the schedule.
344  *
345  * @param arch_env The architecture environment.
346  * @param cls      The register class of the reloaded value.
347  * @param insert   The node in the schedule in front of which the reload is inserted.
348  * @param mode     The mode of the original (spilled) value.
349  * @param spill    The spill node corresponding to this reload.
350  * @return         A freshly made reload.
351  */
352 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);
353
354 enum {
355         be_pos_CopyKeep_op = 0
356 };
357 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);
358 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);
359 ir_node *be_get_CopyKeep_op(const ir_node *cpy);
360 void be_set_CopyKeep_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
361
362 /**
363  * Get the backend opcode of a backend node.
364  * @param irn The node.
365  * @return The backend opcode.
366  */
367 be_opcode_t be_get_irn_opcode(const ir_node *irn);
368
369 int be_is_Spill(const ir_node *irn);
370 int be_is_Reload(const ir_node *irn);
371 int be_is_Copy(const ir_node *irn);
372 int be_is_Perm(const ir_node *irn);
373 int be_is_MemPerm(const ir_node *irn);
374 int be_is_Keep(const ir_node *irn);
375 int be_is_CopyKeep(const ir_node *irn);
376 int be_is_Call(const ir_node *irn);
377 int be_is_Return(const ir_node *irn);
378 int be_is_IncSP(const ir_node *irn);
379 int be_is_SetSP(const ir_node *irn);
380 int be_is_AddSP(const ir_node *irn);
381 int be_is_SubSP(const ir_node *irn);
382 int be_is_RegParams(const ir_node *irn);
383 int be_is_StackParam(const ir_node *irn);
384 int be_is_FrameAddr(const ir_node *irn);
385 int be_is_FrameLoad(const ir_node *irn);
386 int be_is_FrameStore(const ir_node *irn);
387 int be_is_Barrier(const ir_node *irn);
388
389 /**
390  * Try to avoid this function and better call arch_get_frame_entity!
391  *
392  * Returns the frame entity used by the be node
393  */
394 ir_entity *be_get_frame_entity(const ir_node *irn);
395
396 /**
397  * Returns the frame offset of this node.
398  */
399 int be_get_frame_offset(const ir_node *irn);
400
401 ir_node* be_get_Reload_mem(const ir_node *irn);
402 ir_node *be_get_Reload_frame(const ir_node *irn);
403 ir_node* be_get_Spill_val(const ir_node *irn);
404 ir_node *be_get_Spill_frame(const ir_node *irn);
405
406 void be_set_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
407 ir_entity *be_get_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n);
408
409 void be_set_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
410 ir_entity *be_get_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n);
411
412 int be_get_MemPerm_entity_arity(const ir_node *irn);
413
414 /**
415  * Impose a register constraint on a backend node.
416  * @param irn The node.
417  * @param pos The position of the argument/result. Results range from -1..-m and arguments form 0..n
418  * @param reg The register which is admissible for that node, argument/result and position.
419  */
420 void be_set_constr_single_reg(ir_node *irn, int pos, const arch_register_t *reg);
421
422 /**
423  * Impose register constraints on a backend node.
424  * The register subsets given by the limited function in @p req are copied to the backend node.
425  * This requires that the constraint type of the @p req is arch_register_req_type_limited.
426  * @param irn The backend node.
427  * @param pos The position (@see be_set_constr_single_reg()).
428  * @param req The register requirements which shall be transferred.
429  */
430 void be_set_constr_limited(ir_node *irn, int pos, const arch_register_req_t *req);
431
432 /**
433  * Set the flags of a node.
434  * @param irn The node itself.
435  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
436  * @param flags The flags to set for that node and position.
437  */
438 void be_node_set_flags(ir_node *irn, int pos, arch_irn_flags_t flags);
439
440 /**
441  * Set the register class of a node.
442  * @param irn The node itself.
443  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
444  * @param flags The register class to set for that node and position.
445  */
446 void be_node_set_reg_class(ir_node *irn, int pos, const arch_register_class_t *cls);
447
448 /**
449  * Set the register requirement type of a node.
450  * @param irn The node itself.
451  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
452  * @param flags The register requirement type to set for that node and position.
453  */
454 void be_node_set_req_type(ir_node *irn, int pos, arch_register_req_type_t type);
455
456 /**
457  * Make a new phi handler.
458  * @param env The architecture environment.
459  * @return A new phi handler.
460  */
461 arch_irn_handler_t *be_phi_handler_new(const arch_env_t *arch_env);
462
463 /**
464  * Free a phi handler.
465  * @param handler The handler to free.
466  */
467 void be_phi_handler_free(arch_irn_handler_t *handler);
468
469 /**
470  * Reset the register data in the phi handler.
471  * This should be called on each new graph and deletes the register information of the current graph.
472  */
473 void be_phi_handler_reset(arch_irn_handler_t *handler);
474
475 /**
476  * Set the register requirements for a phi node.
477  */
478 void be_set_phi_reg_req(const arch_env_t *arch_env, ir_node *phi,
479                         const arch_register_req_t *req);
480
481 /*
482  * Set flags for a phi node
483  */
484 void be_set_phi_flags(const arch_env_t *arch_env, ir_node *phi,
485                       arch_irn_flags_t flags);
486
487 /**
488  * irn handler for common be nodes.
489  */
490 extern const arch_irn_handler_t be_node_irn_handler;
491
492 #endif /* _BENODE_T_H */