59f214a0a571ddbf573ea2f48979e87f04eeb80a
[libfirm] / ir / be / benode_t.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.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_FrameLoad;
61 extern ir_op *op_be_FrameStore;
62 extern ir_op *op_be_Barrier;
63
64 typedef enum {
65         beo_NoBeOp = -1,
66         beo_Spill,
67         beo_Reload,
68         beo_Perm,
69         beo_MemPerm,
70         beo_Copy,
71         beo_Keep,
72         beo_CopyKeep,
73         beo_Call,
74         beo_Return,
75         beo_AddSP,
76         beo_SubSP,
77         beo_IncSP,
78         beo_SetSP,
79         beo_RegParams,
80         beo_StackParam,
81         beo_FrameLoad,
82         beo_FrameStore,
83         beo_FrameAddr,
84         beo_Barrier,
85         beo_Last
86 } be_opcode_t;
87
88 /** Not used yet. */
89 typedef enum {
90         be_frame_flag_spill = 1,
91         be_frame_flag_local = 2,
92         be_frame_flag_arg   = 4
93 } be_frame_flag_t;
94
95 /**
96  * A "symbolic constant" for the size of the stack frame to use with IncSP nodes.
97  * It gets back-patched to the real size as soon it is known.
98  */
99 #define BE_STACK_FRAME_SIZE_EXPAND INT_MAX
100 #define BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK INT_MIN
101
102 /**
103  * Determines if irn is a be_node.
104  */
105 int is_be_node(const ir_node *irn);
106
107 /**
108  * Create all BE specific opcodes.
109  */
110 void be_node_init(void);
111
112 /**
113  * Position numbers for the be_Spill inputs.
114  */
115 enum {
116         be_pos_Spill_frame = 0,
117         be_pos_Spill_val   = 1
118 };
119
120 /**
121  * Make a new Spill node.
122  */
123 ir_node *be_new_Spill(const arch_register_class_t *cls, const arch_register_class_t *cls_frame,
124         ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_node *to_spill);
125
126 /**
127  * Position numbers for the be_Reload inputs.
128  */
129 enum {
130         be_pos_Reload_frame = 0,
131         be_pos_Reload_mem   = 1
132 };
133
134 /**
135  * Make a new Reload node.
136  */
137 ir_node *be_new_Reload(const arch_register_class_t *cls, const arch_register_class_t *cls_frame,
138         ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_node *mem, ir_mode *mode);
139
140 /**
141  * Position numbers for the be_Copy inputs.
142  */
143 enum {
144         be_pos_Copy_op = 0
145 };
146
147 /**
148  * Make a new Copy node.
149  */
150 ir_node *be_new_Copy(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *block, ir_node *in);
151 /** Returns the Copy Argument. */
152 ir_node *be_get_Copy_op(const ir_node *cpy);
153 /** Sets the Copy Argument. */
154 void be_set_Copy_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
155
156 /**
157  * Make a new Perm node.
158  */
159 ir_node *be_new_Perm(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, int arity, ir_node *in[]);
160 /**
161  * Create a new MemPerm node.
162  */
163 ir_node *be_new_MemPerm(const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n, ir_node *in[]);
164 ir_node *be_new_Keep(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, int arity, ir_node *in[]);
165
166 void be_Keep_add_node(ir_node *keep, const arch_register_class_t *cls, ir_node *node);
167
168 /**
169  * Position numbers for the be_FrameLoad inputs
170  */
171 enum {
172         be_pos_FrameLoad_mem = 0,
173         be_pos_FrameLoad_ptr = 1
174 };
175
176 ir_node *be_new_FrameLoad(const arch_register_class_t *cls_frame, const arch_register_class_t *cls_data,
177                                                   ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *frame, ir_entity *ent);
178
179 /**
180  * Position numbers for the be_FrameStore inputs
181  */
182 enum {
183         be_pos_FrameStore_mem = 0,
184         be_pos_FrameStore_ptr = 1,
185         be_pos_FrameStore_val = 2
186 };
187
188 ir_node *be_new_FrameStore(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_node *data, ir_entity *ent);
190
191 /**
192  * Position numbers for the be_FrameAddr inputs
193  */
194 enum {
195         be_pos_FrameAddr_ptr = 0
196 };
197
198 ir_node *be_new_FrameAddr(const arch_register_class_t *cls_frame, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_entity *ent);
199
200 /**
201  * Position numbers for the be_AddSP inputs
202  */
203 enum {
204         be_pos_AddSP_old_sp = 0,
205         be_pos_AddSP_size   = 1,
206         be_pos_AddSP_last   = 2
207 };
208
209 enum {
210         pn_be_AddSP_res  = 0,
211         pn_be_AddSP_M    = 1,
212         pn_be_AddSP_last = 2
213 };
214
215 /**
216  * Make a new AddSP node.
217  * An AddSP node expresses an increase of the stack pointer in the direction the stack
218  * grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is grown, is not
219  * given by a constant but an ordinary Firm node.
220  * @param sp     The stack pointer register.
221  * @param irg    The graph.
222  * @param bl     The block.
223  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
224  * @param sz     The node expressing the size by which the stack pointer shall be grown.
225  * @return       A new AddSP node.
226  */
227 ir_node *be_new_AddSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *sz);
228
229 /**
230  * Position numbers for the be_SubSP inputs
231  */
232 enum {
233         be_pos_SubSP_old_sp = 0,
234         be_pos_SubSP_size   = 1,
235         be_pos_SubSP_last   = 2
236 };
237
238 enum {
239         pn_be_SubSP_res  = 0,
240         pn_be_SubSP_M    = 1,
241         pn_be_SubSP_last = 2
242 };
243
244 /**
245  * Make a new SubSP node.
246  * A SubSP node expresses a decrease of the stack pointer in the direction the stack
247  * grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is grown, is not
248  * given by a constant but an ordinary Firm node.
249  * @param sp     The stack pointer register.
250  * @param irg    The graph.
251  * @param bl     The block.
252  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
253  * @param sz     The node expressing the size by which the stack pointer shall be grown.
254  * @return       A new DecSP node.
255  */
256 ir_node *be_new_SubSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *sz);
257
258 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);
259
260 /**
261  * Make a stack pointer increase/decrease node.
262  * @param sp     The stack pointer register.
263  * @param irg    The graph to insert the node to.
264  * @param bl     The block to insert the node into.
265  * @param old_sp The node defining the former stack pointer.
266  * @param amount The mount of bytes the stack shall be expanded/shrinked (see set_IncSP_offset)
267  * @param dir    The direction in which the stack pointer shall be modified:
268  *               Along the stack's growing direction or against.
269  * @return       A new stack pointer increment/decrement node.
270  * @note         This node sets a register constraint to the @p sp register on its output.
271  */
272 ir_node *be_new_IncSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, int offset);
273
274 /** Returns the previous node that computes the stack pointer. */
275 ir_node *be_get_IncSP_pred(ir_node *incsp);
276
277 /** Sets the previous node that computes the stack pointer. */
278 void     be_set_IncSP_pred(ir_node *incsp, ir_node *pred);
279
280 /**
281  * Sets a new offset to a IncSP node.
282  * A positive offset means expanding the stack, a negative offset shrinking
283  * an offset is == BE_STACK_FRAME_SIZE will be replaced by the real size of the
284  * stackframe in the fix_stack_offsets phase.
285  */
286 void     be_set_IncSP_offset(ir_node *irn, int offset);
287
288 /** Gets the offset from a IncSP node. */
289 int be_get_IncSP_offset(const ir_node *irn);
290
291 /** Gets the call entity or NULL if this is no static call. */
292 ir_entity  *be_Call_get_entity(const ir_node *call);
293 /** Sets the call entity. */
294 void     be_Call_set_entity(ir_node *call, ir_entity *ent);
295 /** Gets the call type. */
296 ir_type *be_Call_get_type(ir_node *call);
297 /** Sets the call type. */
298 void     be_Call_set_type(ir_node *call, ir_type *call_tp);
299
300 /**
301  * Position numbers for the be_Call inputs.
302  */
303 enum {
304         be_pos_Call_mem       = 0,  /**< memory input of a be_Call node */
305         be_pos_Call_sp        = 1,  /**< stack pointer input of a be_Call node */
306         be_pos_Call_ptr       = 2,  /**< call pointer input of a be_Call node */
307         be_pos_Call_first_arg = 3   /**< first argument input of a be_Call node */
308 };
309
310 /**
311  * Projection numbers for result of be_Call node: use for Proj nodes!
312  */
313 typedef enum {
314         pn_be_Call_M_regular = pn_Call_M_regular,  /**< The memory result of a be_Call. */
315         pn_be_Call_first_res = pn_Call_max         /**< The first result proj number of a be_Call. */
316 } pn_be_Call;
317
318 /**
319  * Construct a new be_Call.
320  *
321  * @param dbg      debug info
322  * @param irg      the graph where the call is placed
323  * @param bl       the block where the call is placed
324  * @param mem      the memory input of the call
325  * @param sp       the stack pointer input of the call
326  * @param ptr      the address of the called function, if immediate call set to sp
327  * @param n_outs   the number of outcoming values from this call
328  * @param n        the number of (register) inputs of this call
329  * @param in       the (register) inputs of this call
330  * @param call_tp  the call type of this call
331  */
332 ir_node *be_new_Call(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *sp, ir_node *ptr,
333                      int n_outs, int n, ir_node *in[], ir_type *call_tp);
334
335 /**
336  * Position numbers for the be_Return inputs.
337  */
338 enum {
339         be_pos_Return_mem  = 0,     /**< memory input of a be_Return node */
340         be_pos_Return_sp   = 1,     /**< stack pointer input of a be_Return node */
341         be_pos_Return_val  = 2,     /**< first "real" return value if any */
342 };
343
344 /**
345  * Construct a new be_Return.
346  * @param irg    the graph where the new node will be placed
347  * @param bl     the block where the new node will be placed
348  * @param n_res  number of "real" results
349  * @param n      number of inputs
350  * @param in     input array
351  */
352 ir_node *be_new_Return(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_res, int n, ir_node *in[]);
353
354 /** Returns the number of real returns values */
355 int be_Return_get_n_rets(ir_node *ret);
356
357 /** appends a node to the return node, returns the position of the node */
358 int be_Return_append_node(ir_node *ret, ir_node *node);
359
360 /**
361  * StackParam input positions
362  */
363 enum {
364         be_pos_StackParam_ptr = 0
365 };
366
367 /**
368  * Construct a new Stack Parameter node.
369  */
370 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);
371 ir_node *be_new_RegParams(ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_out);
372
373 ir_node *be_new_Barrier(ir_graph *irg, ir_node *bl, int n, ir_node *in[]);
374
375 /**
376  * Appends a node to a barrier, returns the result proj of the node
377  */
378 ir_node *be_Barrier_append_node(ir_node *barrier, ir_node *node);
379
380 /**
381  * Appends a register out requirement to a RegParams node
382  *
383  * @returns the proj node for the new register
384  */
385 ir_node *be_RegParams_append_out_reg(ir_node *regparams,
386                                      const arch_env_t *arch_env,
387                                      const arch_register_t *reg);
388
389 /**
390  * Make a spill node.
391  *
392  * @param arch_env  The architecture environment.
393  * @param irn       The node to be spilled.
394  * @param spill_ctx The context in which the spill is introduced (This is mostly == irn up to the case of Phis).
395  * @return          The new spill node.
396  */
397 ir_node *be_spill(const arch_env_t *arch_env, ir_node *irn);
398
399 /**
400  * Make a reload and insert it into the schedule.
401  *
402  * @param arch_env The architecture environment.
403  * @param cls      The register class of the reloaded value.
404  * @param insert   The node in the schedule in front of which the reload is inserted.
405  * @param mode     The mode of the original (spilled) value.
406  * @param spill    The spill node corresponding to this reload.
407  * @return         A freshly made reload.
408  */
409 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);
410
411 enum {
412         be_pos_CopyKeep_op = 0
413 };
414 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);
415 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);
416 ir_node *be_get_CopyKeep_op(const ir_node *cpy);
417 void be_set_CopyKeep_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
418
419 /**
420  * Get the backend opcode of a backend node.
421  * @param irn The node.
422  * @return The backend opcode.
423  */
424 be_opcode_t be_get_irn_opcode(const ir_node *irn);
425
426 int be_is_Spill(const ir_node *irn);
427 int be_is_Reload(const ir_node *irn);
428 int be_is_Copy(const ir_node *irn);
429 int be_is_Perm(const ir_node *irn);
430 int be_is_MemPerm(const ir_node *irn);
431 int be_is_Keep(const ir_node *irn);
432 int be_is_CopyKeep(const ir_node *irn);
433 int be_is_Call(const ir_node *irn);
434 int be_is_Return(const ir_node *irn);
435 int be_is_IncSP(const ir_node *irn);
436 int be_is_SetSP(const ir_node *irn);
437 int be_is_AddSP(const ir_node *irn);
438 int be_is_SubSP(const ir_node *irn);
439 int be_is_RegParams(const ir_node *irn);
440 int be_is_StackParam(const ir_node *irn);
441 int be_is_FrameAddr(const ir_node *irn);
442 int be_is_FrameLoad(const ir_node *irn);
443 int be_is_FrameStore(const ir_node *irn);
444 int be_is_Barrier(const ir_node *irn);
445
446 /**
447  * Try to avoid this function and better call arch_get_frame_entity!
448  *
449  * Returns the frame entity used by the be node
450  */
451 ir_entity *be_get_frame_entity(const ir_node *irn);
452
453 /**
454  * Returns the frame offset of this node.
455  */
456 int be_get_frame_offset(const ir_node *irn);
457
458 ir_node* be_get_Reload_mem(const ir_node *irn);
459 ir_node *be_get_Reload_frame(const ir_node *irn);
460 ir_node* be_get_Spill_val(const ir_node *irn);
461 ir_node *be_get_Spill_frame(const ir_node *irn);
462
463 void be_set_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
464 ir_entity *be_get_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n);
465
466 void be_set_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
467 ir_entity *be_get_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n);
468
469 int be_get_MemPerm_entity_arity(const ir_node *irn);
470
471 /**
472  * Impose a register constraint on a backend node.
473  * @param irn The node.
474  * @param pos The position of the argument/result. Results range from -1..-m and arguments form 0..n
475  * @param reg The register which is admissible for that node, argument/result and position.
476  */
477 void be_set_constr_single_reg(ir_node *irn, int pos, const arch_register_t *reg);
478
479 /**
480  * Impose register constraints on a backend node.
481  * The register subsets given by the limited function in @p req are copied to the backend node.
482  * This requires that the constraint type of the @p req is arch_register_req_type_limited.
483  * @param irn The backend node.
484  * @param pos The position (@see be_set_constr_single_reg()).
485  * @param req The register requirements which shall be transferred.
486  */
487 void be_set_constr_limited(ir_node *irn, int pos, const arch_register_req_t *req);
488
489 /**
490  * Set the flags of a node.
491  * @param irn The node itself.
492  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
493  * @param flags The flags to set for that node and position.
494  */
495 void be_node_set_flags(ir_node *irn, int pos, arch_irn_flags_t flags);
496
497 /**
498  * Set the register class of a node.
499  * @param irn The node itself.
500  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
501  * @param flags The register class to set for that node and position.
502  */
503 void be_node_set_reg_class(ir_node *irn, int pos, const arch_register_class_t *cls);
504
505 /**
506  * Set the register requirement type of a node.
507  * @param irn The node itself.
508  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
509  * @param flags The register requirement type to set for that node and position.
510  */
511 void be_node_set_req_type(ir_node *irn, int pos, arch_register_req_type_t type);
512
513 /**
514  * Make a new phi handler.
515  * @param env The architecture environment.
516  * @return A new phi handler.
517  */
518 arch_irn_handler_t *be_phi_handler_new(const arch_env_t *arch_env);
519
520 /**
521  * Free a phi handler.
522  * @param handler The handler to free.
523  */
524 void be_phi_handler_free(arch_irn_handler_t *handler);
525
526 /**
527  * Reset the register data in the phi handler.
528  * This should be called on each new graph and deletes the register information of the current graph.
529  */
530 void be_phi_handler_reset(arch_irn_handler_t *handler);
531
532 /**
533  * Set the register requirements for a phi node.
534  */
535 void be_set_phi_reg_req(const arch_env_t *arch_env, ir_node *phi,
536                         const arch_register_req_t *req);
537
538 /*
539  * Set flags for a phi node
540  */
541 void be_set_phi_flags(const arch_env_t *arch_env, ir_node *phi,
542                       arch_irn_flags_t flags);
543
544 /**
545  * irn handler for common be nodes.
546  */
547 extern const arch_irn_handler_t be_node_irn_handler;
548
549 #endif /* FIRM_BE_BENODE_T_H */