537002a45e45360a51e3b98e1f93178fcebd059f
[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.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_val = 0
104 };
105
106 /**
107  * Make a new Spill node.
108  */
109 ir_node *be_new_Spill(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *node_to_spill);
110
111 /**
112  * Position numbers for the be_Reload inputs.
113  */
114 enum {
115         be_pos_Reload_mem = 0
116 };
117
118 /**
119  * Make a new Reload node.
120  */
121 ir_node *be_new_Reload(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *spill_node, ir_mode *mode);
122
123 /**
124  * Position numbers for the be_Copy inputs.
125  */
126 enum {
127         be_pos_Copy_op = 0
128 };
129
130 /**
131  * Make a new Copy node.
132  */
133 ir_node *be_new_Copy(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *block, ir_node *in);
134 /** Returns the Copy Argument. */
135 ir_node *be_get_Copy_op(const ir_node *cpy);
136 /** Sets the Copy Argument. */
137 void be_set_Copy_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
138
139 /**
140  * Make a new Perm node.
141  */
142 ir_node *be_new_Perm(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, int arity, ir_node *in[]);
143 /**
144  * Create a new MemPerm node.
145  */
146 ir_node *be_new_MemPerm(const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n, ir_node *in[]);
147 ir_node *be_new_Keep(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, int arity, ir_node *in[]);
148
149 ir_node *be_new_FrameLoad(const arch_register_class_t *cls_frame, const arch_register_class_t *cls_data,
150                                                   ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *frame, ir_entity *ent);
151 ir_node *be_new_FrameStore(const arch_register_class_t *cls_frame, const arch_register_class_t *cls_data,
152                                                    ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *frame, ir_node *data, ir_entity *ent);
153 ir_node *be_new_FrameAddr(const arch_register_class_t *cls_frame, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_entity *ent);
154
155 /**
156  * Position numbers for the be_AddSP inputs
157  */
158 enum {
159         be_pos_AddSP_old_sp = 0,
160         be_pos_AddSP_size   = 1,
161         be_pos_AddSP_last   = 2
162 };
163
164 enum {
165         pn_be_AddSP_res  = 0,
166         pn_be_AddSP_M    = 1,
167         pn_be_AddSP_last = 2
168 };
169
170 /**
171  * Make a new AddSP node.
172  * An AddSP node expresses an increase of the stack pointer in the direction the stack
173  * grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is grown, is not
174  * given by a constant but an ordinary Firm node.
175  * @param sp     The stack pointer register.
176  * @param irg    The graph.
177  * @param bl     The block.
178  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
179  * @param sz     The node expressing the size by which the stack pointer shall be grown.
180  * @return       A new AddSP node.
181  */
182 ir_node *be_new_AddSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *sz);
183
184 /**
185  * Position numbers for the be_SubSP inputs
186  */
187 enum {
188         be_pos_SubSP_old_sp = 0,
189         be_pos_SubSP_size   = 1,
190         be_pos_SubSP_last   = 2
191 };
192
193 enum {
194         pn_be_SubSP_res  = 0,
195         pn_be_SubSP_M    = 1,
196         pn_be_SubSP_last = 2
197 };
198
199 /**
200  * Make a new SubSP node.
201  * A SubSP node expresses a decrease of the stack pointer in the direction the stack
202  * grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is grown, is not
203  * given by a constant but an ordinary Firm node.
204  * @param sp     The stack pointer register.
205  * @param irg    The graph.
206  * @param bl     The block.
207  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
208  * @param sz     The node expressing the size by which the stack pointer shall be grown.
209  * @return       A new DecSP node.
210  */
211 ir_node *be_new_SubSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *sz);
212
213 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);
214
215 /**
216  * Make a stack pointer increase/decrease node.
217  * @param sp     The stack pointer register.
218  * @param irg    The graph to insert the node to.
219  * @param bl     The block to insert the node into.
220  * @param old_sp The node defining the former stack pointer.
221  * @param amount The mount of bytes the stack shall be expanded/shrinked (see set_IncSP_offset)
222  * @param dir    The direction in which the stack pointer shall be modified:
223  *               Along the stack's growing direction or against.
224  * @return       A new stack pointer increment/decrement node.
225  * @note         This node sets a register constraint to the @p sp register on its output.
226  */
227 ir_node *be_new_IncSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, int offset);
228
229 /** Returns the previous node that computes the stack pointer. */
230 ir_node *be_get_IncSP_pred(ir_node *incsp);
231
232 /** Sets the previous node that computes the stack pointer. */
233 void     be_set_IncSP_pred(ir_node *incsp, ir_node *pred);
234
235 /**
236  * Sets a new offset to a IncSP node.
237  * A positive offset means expanding the stack, a negative offset shrinking
238  * an offset is == BE_STACK_FRAME_SIZE will be replaced by the real size of the
239  * stackframe in the fix_stack_offsets phase.
240  */
241 void     be_set_IncSP_offset(ir_node *irn, int offset);
242
243 /** Gets the offset from a IncSP node. */
244 int be_get_IncSP_offset(const ir_node *irn);
245
246 /** Gets the call entity or NULL if this is no static call. */
247 ir_entity  *be_Call_get_entity(const ir_node *call);
248 /** Sets the call entity. */
249 void     be_Call_set_entity(ir_node *call, ir_entity *ent);
250 /** Gets the call type. */
251 ir_type *be_Call_get_type(ir_node *call);
252 /** Sets the call type. */
253 void     be_Call_set_type(ir_node *call, ir_type *call_tp);
254
255 /**
256  * Position numbers for the be_Call inputs.
257  */
258 enum {
259         be_pos_Call_mem       = 0,  /**< memory input of a be_Call node */
260         be_pos_Call_sp        = 1,  /**< stack pointer input of a be_Call node */
261         be_pos_Call_ptr       = 2,  /**< call pointer input of a be_Call node */
262         be_pos_Call_first_arg = 3   /**< first argument input of a be_Call node */
263 };
264
265 /**
266  * Projection numbers for result of be_Call node: use for Proj nodes!
267  */
268 typedef enum {
269         pn_be_Call_M_regular = pn_Call_M_regular,  /**< The memory result of a be_Call. */
270         pn_be_Call_first_res = pn_Call_max         /**< The first result proj number of a be_Call. */
271 } pn_be_Call;
272
273 /**
274  * Construct a new be_Call
275  */
276 ir_node *be_new_Call(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *sp, ir_node *ptr,
277                      int n_outs, int n, ir_node *in[], ir_type *call_tp);
278
279 /**
280  * Position numbers for the be_Return inputs.
281  */
282 enum {
283         be_pos_Return_mem  = 0,     /**< memory input of a be_Return node */
284         be_pos_Return_sp   = 1,     /**< stack pointer input of a be_Return node */
285         be_pos_Return_val  = 2,     /**< first "real" return value if any */
286 };
287
288 /**
289  * Construct a new be_Return.
290  * @param irg    the graph where the new node will be placed
291  * @param bl     the block where the new node will be placed
292  * @param n_res  number of "real" results
293  * @param n      number of inputs
294  * @param in     input array
295  */
296 ir_node *be_new_Return(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_res, int n, ir_node *in[]);
297
298 /** Returns the number of real returns values */
299 int be_Return_get_n_rets(ir_node *ret);
300
301 /**
302  * Construct a new Stack Parameter node.
303  */
304 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);
305 ir_node *be_new_RegParams(ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_out);
306
307 ir_node *be_new_Barrier(ir_graph *irg, ir_node *bl, int n, ir_node *in[]);
308
309 /**
310  * Make a spill node.
311  *
312  * @param arch_env  The architecture environment.
313  * @param irn       The node to be spilled.
314  * @param spill_ctx The context in which the spill is introduced (This is mostly == irn up to the case of Phis).
315  * @return          The new spill node.
316  */
317 ir_node *be_spill(const arch_env_t *arch_env, ir_node *irn);
318
319 /**
320  * Make a reload and insert it into the schedule.
321  *
322  * @param arch_env The architecture environment.
323  * @param cls      The register class of the reloaded value.
324  * @param insert   The node in the schedule in front of which the reload is inserted.
325  * @param mode     The mode of the original (spilled) value.
326  * @param spill    The spill node corresponding to this reload.
327  * @return         A freshly made reload.
328  */
329 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);
330
331 enum {
332         be_pos_CopyKeep_op = 0
333 };
334 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);
335 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);
336 ir_node *be_get_CopyKeep_op(const ir_node *cpy);
337 void be_set_CopyKeep_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
338
339 /**
340  * Get the backend opcode of a backend node.
341  * @param irn The node.
342  * @return The backend opcode.
343  */
344 be_opcode_t be_get_irn_opcode(const ir_node *irn);
345
346 int be_is_Spill(const ir_node *irn);
347 int be_is_Reload(const ir_node *irn);
348 int be_is_Copy(const ir_node *irn);
349 int be_is_Perm(const ir_node *irn);
350 int be_is_MemPerm(const ir_node *irn);
351 int be_is_Keep(const ir_node *irn);
352 int be_is_CopyKeep(const ir_node *irn);
353 int be_is_Call(const ir_node *irn);
354 int be_is_Return(const ir_node *irn);
355 int be_is_IncSP(const ir_node *irn);
356 int be_is_SetSP(const ir_node *irn);
357 int be_is_AddSP(const ir_node *irn);
358 int be_is_RegParams(const ir_node *irn);
359 int be_is_StackParam(const ir_node *irn);
360 int be_is_FrameAddr(const ir_node *irn);
361 int be_is_FrameLoad(const ir_node *irn);
362 int be_is_FrameStore(const ir_node *irn);
363 int be_is_Barrier(const ir_node *irn);
364
365 /**
366  * Try to avoid this function and better call arch_get_frame_entity!
367  *
368  * Returns the frame entity used by the be node
369  */
370 ir_entity *be_get_frame_entity(const ir_node *irn);
371
372 /**
373  * Returns the frame offset of this node.
374  */
375 int be_get_frame_offset(const ir_node *irn);
376
377 ir_node* be_get_Reload_mem(const ir_node *irn);
378 ir_node* be_get_Spill_val(const ir_node *irn);
379
380 void be_set_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
381 ir_entity *be_get_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n);
382
383 void be_set_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
384 ir_entity *be_get_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n);
385
386 int be_get_MemPerm_entity_arity(const ir_node *irn);
387
388 /**
389  * Impose a register constraint on a backend node.
390  * @param irn The node.
391  * @param pos The position of the argument/result. Results range from -1..-m and arguments form 0..n
392  * @param reg The register which is admissible for that node, argument/result and position.
393  */
394 void be_set_constr_single_reg(ir_node *irn, int pos, const arch_register_t *reg);
395
396 /**
397  * Impose register constraints on a backend node.
398  * The register subsets given by the limited function in @p req are copied to the backend node.
399  * This requires that the constraint type of the @p req is arch_register_req_type_limited.
400  * @param irn The backend node.
401  * @param pos The position (@see be_set_constr_single_reg()).
402  * @param req The register requirements which shall be transferred.
403  */
404 void be_set_constr_limited(ir_node *irn, int pos, const arch_register_req_t *req);
405
406 /**
407  * Set the flags of a node.
408  * @param irn The node itself.
409  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
410  * @param flags The flags to set for that node and position.
411  */
412 void be_node_set_flags(ir_node *irn, int pos, arch_irn_flags_t flags);
413
414 /**
415  * Set the register class of a node.
416  * @param irn The node itself.
417  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
418  * @param flags The register class to set for that node and position.
419  */
420 void be_node_set_reg_class(ir_node *irn, int pos, const arch_register_class_t *cls);
421
422 /**
423  * Set the register requirement type of a node.
424  * @param irn The node itself.
425  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
426  * @param flags The register requirement type to set for that node and position.
427  */
428 void be_node_set_req_type(ir_node *irn, int pos, arch_register_req_type_t type);
429
430 /**
431  * Make a new phi handler.
432  * @param env The architecture environment.
433  * @return A new phi handler.
434  */
435 arch_irn_handler_t *be_phi_handler_new(const arch_env_t *arch_env);
436
437 /**
438  * Free a phi handler.
439  * @param handler The handler to free.
440  */
441 void be_phi_handler_free(arch_irn_handler_t *handler);
442
443 /**
444  * Reset the register data in the phi handler.
445  * This should be called on each new graph and deletes the register information of the current graph.
446  */
447 void be_phi_handler_reset(arch_irn_handler_t *handler);
448
449 /**
450  * irn handler for common be nodes.
451  */
452 extern const arch_irn_handler_t be_node_irn_handler;
453
454 #endif /* _BENODE_T_H */