72289c34ddbab3903c676a60b165bfb86dff1156
[libfirm] / ir / be / benode_t.h
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2007 University of Karlsruhe.  All right reserved.
3  *
4  * This file is part of libFirm.
5  *
6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
9  * packaging of this file.
10  *
11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
13  * Agreement provided with the Software.
14  *
15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
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 /** Create a new FrameAddr node. */
199 ir_node *be_new_FrameAddr(const arch_register_class_t *cls_frame, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_entity *ent);
200
201 /** Return the frame input of a FrameAddr node. */
202 ir_node *be_get_FrameAddr_frame(ir_node *node);
203
204 /**
205  * Position numbers for the be_AddSP inputs
206  */
207 enum {
208         be_pos_AddSP_old_sp = 0,
209         be_pos_AddSP_size   = 1,
210         be_pos_AddSP_last   = 2
211 };
212
213 enum {
214         pn_be_AddSP_res  = 0,
215         pn_be_AddSP_M    = 1,
216         pn_be_AddSP_last = 2
217 };
218
219 /**
220  * Make a new AddSP node.
221  * An AddSP node expresses an increase of the stack pointer in the direction the stack
222  * grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is grown, is not
223  * given by a constant but an ordinary Firm node.
224  * @param sp     The stack pointer register.
225  * @param irg    The graph.
226  * @param bl     The block.
227  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
228  * @param sz     The node expressing the size by which the stack pointer shall be grown.
229  * @return       A new AddSP node.
230  */
231 ir_node *be_new_AddSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *sz);
232
233 /**
234  * Position numbers for the be_SubSP inputs
235  */
236 enum {
237         be_pos_SubSP_old_sp = 0,
238         be_pos_SubSP_size   = 1,
239         be_pos_SubSP_last   = 2
240 };
241
242 enum {
243         pn_be_SubSP_res  = 0,
244         pn_be_SubSP_M    = 1,
245         pn_be_SubSP_last = 2
246 };
247
248 /**
249  * Make a new SubSP node.
250  * A SubSP node expresses a decrease of the stack pointer in the direction the stack
251  * grows. In contrast to IncSP, the amount of bytes the stack pointer is grown, is not
252  * given by a constant but an ordinary Firm node.
253  * @param sp     The stack pointer register.
254  * @param irg    The graph.
255  * @param bl     The block.
256  * @param old_sp The node representing the old stack pointer value.
257  * @param sz     The node expressing the size by which the stack pointer shall be grown.
258  * @return       A new DecSP node.
259  */
260 ir_node *be_new_SubSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, ir_node *sz);
261
262 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);
263
264 /**
265  * Make a stack pointer increase/decrease node.
266  * @param sp     The stack pointer register.
267  * @param irg    The graph to insert the node to.
268  * @param bl     The block to insert the node into.
269  * @param old_sp The node defining the former stack pointer.
270  * @param amount The mount of bytes the stack shall be expanded/shrinked (see set_IncSP_offset)
271  * @param dir    The direction in which the stack pointer shall be modified:
272  *               Along the stack's growing direction or against.
273  * @return       A new stack pointer increment/decrement node.
274  * @note         This node sets a register constraint to the @p sp register on its output.
275  */
276 ir_node *be_new_IncSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, int offset);
277
278 /** Returns the previous node that computes the stack pointer. */
279 ir_node *be_get_IncSP_pred(ir_node *incsp);
280
281 /** Sets the previous node that computes the stack pointer. */
282 void     be_set_IncSP_pred(ir_node *incsp, ir_node *pred);
283
284 /**
285  * Sets a new offset to a IncSP node.
286  * A positive offset means expanding the stack, a negative offset shrinking
287  * an offset is == BE_STACK_FRAME_SIZE will be replaced by the real size of the
288  * stackframe in the fix_stack_offsets phase.
289  */
290 void     be_set_IncSP_offset(ir_node *irn, int offset);
291
292 /** Gets the offset from a IncSP node. */
293 int be_get_IncSP_offset(const ir_node *irn);
294
295 /** Gets the call entity or NULL if this is no static call. */
296 ir_entity  *be_Call_get_entity(const ir_node *call);
297 /** Sets the call entity. */
298 void     be_Call_set_entity(ir_node *call, ir_entity *ent);
299 /** Gets the call type. */
300 ir_type *be_Call_get_type(ir_node *call);
301 /** Sets the call type. */
302 void     be_Call_set_type(ir_node *call, ir_type *call_tp);
303
304 /**
305  * Position numbers for the be_Call inputs.
306  */
307 enum {
308         be_pos_Call_mem       = 0,  /**< memory input of a be_Call node */
309         be_pos_Call_sp        = 1,  /**< stack pointer input of a be_Call node */
310         be_pos_Call_ptr       = 2,  /**< call pointer input of a be_Call node */
311         be_pos_Call_first_arg = 3   /**< first argument input of a be_Call node */
312 };
313
314 /**
315  * Projection numbers for result of be_Call node: use for Proj nodes!
316  */
317 typedef enum {
318         pn_be_Call_M_regular = pn_Call_M_regular,  /**< The memory result of a be_Call. */
319         pn_be_Call_first_res = pn_Call_max         /**< The first result proj number of a be_Call. */
320 } pn_be_Call;
321
322 /**
323  * Construct a new be_Call.
324  *
325  * @param dbg      debug info
326  * @param irg      the graph where the call is placed
327  * @param bl       the block where the call is placed
328  * @param mem      the memory input of the call
329  * @param sp       the stack pointer input of the call
330  * @param ptr      the address of the called function, if immediate call set to sp
331  * @param n_outs   the number of outcoming values from this call
332  * @param n        the number of (register) inputs of this call
333  * @param in       the (register) inputs of this call
334  * @param call_tp  the call type of this call
335  */
336 ir_node *be_new_Call(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *sp, ir_node *ptr,
337                      int n_outs, int n, ir_node *in[], ir_type *call_tp);
338
339 /**
340  * Position numbers for the be_Return inputs.
341  */
342 enum {
343         be_pos_Return_mem  = 0,     /**< memory input of a be_Return node */
344         be_pos_Return_sp   = 1,     /**< stack pointer input of a be_Return node */
345         be_pos_Return_val  = 2,     /**< first "real" return value if any */
346 };
347
348 /**
349  * Construct a new be_Return.
350  * @param irg    the graph where the new node will be placed
351  * @param bl     the block where the new node will be placed
352  * @param n_res  number of "real" results
353  * @param n      number of inputs
354  * @param in     input array
355  */
356 ir_node *be_new_Return(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_res, int n, ir_node *in[]);
357
358 /** Returns the number of real returns values */
359 int be_Return_get_n_rets(ir_node *ret);
360
361 /** appends a node to the return node, returns the position of the node */
362 int be_Return_append_node(ir_node *ret, ir_node *node);
363
364 /**
365  * StackParam input positions
366  */
367 enum {
368         be_pos_StackParam_ptr = 0
369 };
370
371 /**
372  * Construct a new Stack Parameter node.
373  */
374 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);
375 ir_node *be_new_RegParams(ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_out);
376
377 ir_node *be_new_Barrier(ir_graph *irg, ir_node *bl, int n, ir_node *in[]);
378
379 /**
380  * Appends a node to a barrier, returns the result proj of the node
381  */
382 ir_node *be_Barrier_append_node(ir_node *barrier, ir_node *node);
383
384 /**
385  * Appends a register out requirement to a RegParams node
386  *
387  * @returns the proj node for the new register
388  */
389 ir_node *be_RegParams_append_out_reg(ir_node *regparams,
390                                      const arch_env_t *arch_env,
391                                      const arch_register_t *reg);
392
393 /**
394  * Make a spill node.
395  *
396  * @param arch_env  The architecture environment.
397  * @param irn       The node to be spilled.
398  * @param spill_ctx The context in which the spill is introduced (This is mostly == irn up to the case of Phis).
399  * @return          The new spill node.
400  */
401 ir_node *be_spill(const arch_env_t *arch_env, ir_node *irn);
402
403 /**
404  * Make a reload and insert it into the schedule.
405  *
406  * @param arch_env The architecture environment.
407  * @param cls      The register class of the reloaded value.
408  * @param insert   The node in the schedule in front of which the reload is inserted.
409  * @param mode     The mode of the original (spilled) value.
410  * @param spill    The spill node corresponding to this reload.
411  * @return         A freshly made reload.
412  */
413 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);
414
415 enum {
416         be_pos_CopyKeep_op = 0
417 };
418 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);
419 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);
420 ir_node *be_get_CopyKeep_op(const ir_node *cpy);
421 void be_set_CopyKeep_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
422
423 /**
424  * Get the backend opcode of a backend node.
425  * @param irn The node.
426  * @return The backend opcode.
427  */
428 be_opcode_t be_get_irn_opcode(const ir_node *irn);
429
430 int be_is_Spill(const ir_node *irn);
431 int be_is_Reload(const ir_node *irn);
432 int be_is_Copy(const ir_node *irn);
433 int be_is_Perm(const ir_node *irn);
434 int be_is_MemPerm(const ir_node *irn);
435 int be_is_Keep(const ir_node *irn);
436 int be_is_CopyKeep(const ir_node *irn);
437 int be_is_Call(const ir_node *irn);
438 int be_is_Return(const ir_node *irn);
439 int be_is_IncSP(const ir_node *irn);
440 int be_is_SetSP(const ir_node *irn);
441 int be_is_AddSP(const ir_node *irn);
442 int be_is_SubSP(const ir_node *irn);
443 int be_is_RegParams(const ir_node *irn);
444 int be_is_StackParam(const ir_node *irn);
445 int be_is_FrameAddr(const ir_node *irn);
446 int be_is_FrameLoad(const ir_node *irn);
447 int be_is_FrameStore(const ir_node *irn);
448 int be_is_Barrier(const ir_node *irn);
449
450 /**
451  * Try to avoid this function and better call arch_get_frame_entity!
452  *
453  * Returns the frame entity used by the be node
454  */
455 ir_entity *be_get_frame_entity(const ir_node *irn);
456
457 /**
458  * Returns the frame offset of this node.
459  */
460 int be_get_frame_offset(const ir_node *irn);
461
462 ir_node* be_get_Reload_mem(const ir_node *irn);
463 ir_node *be_get_Reload_frame(const ir_node *irn);
464 ir_node* be_get_Spill_val(const ir_node *irn);
465 ir_node *be_get_Spill_frame(const ir_node *irn);
466
467 void be_set_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
468 ir_entity *be_get_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n);
469
470 void be_set_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n, ir_entity* ent);
471 ir_entity *be_get_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n);
472
473 int be_get_MemPerm_entity_arity(const ir_node *irn);
474
475 /**
476  * Impose a register constraint on a backend node.
477  * @param irn The node.
478  * @param pos The position of the argument/result. Results range from -1..-m and arguments form 0..n
479  * @param reg The register which is admissible for that node, argument/result and position.
480  */
481 void be_set_constr_single_reg(ir_node *irn, int pos, const arch_register_t *reg);
482
483 /**
484  * Impose register constraints on a backend node.
485  * The register subsets given by the limited function in @p req are copied to the backend node.
486  * This requires that the constraint type of the @p req is arch_register_req_type_limited.
487  * @param irn The backend node.
488  * @param pos The position (@see be_set_constr_single_reg()).
489  * @param req The register requirements which shall be transferred.
490  */
491 void be_set_constr_limited(ir_node *irn, int pos, const arch_register_req_t *req);
492
493 /**
494  * Set the flags of a node.
495  * @param irn The node itself.
496  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
497  * @param flags The flags to set for that node and position.
498  */
499 void be_node_set_flags(ir_node *irn, int pos, arch_irn_flags_t flags);
500
501 /**
502  * Set the register class of a node.
503  * @param irn The node itself.
504  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
505  * @param flags The register class to set for that node and position.
506  */
507 void be_node_set_reg_class(ir_node *irn, int pos, const arch_register_class_t *cls);
508
509 /**
510  * Set the register requirement type of a node.
511  * @param irn The node itself.
512  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
513  * @param flags The register requirement type to set for that node and position.
514  */
515 void be_node_set_req_type(ir_node *irn, int pos, arch_register_req_type_t type);
516
517 /**
518  * Make a new phi handler.
519  * @param env The architecture environment.
520  * @return A new phi handler.
521  */
522 arch_irn_handler_t *be_phi_handler_new(const arch_env_t *arch_env);
523
524 /**
525  * Free a phi handler.
526  * @param handler The handler to free.
527  */
528 void be_phi_handler_free(arch_irn_handler_t *handler);
529
530 /**
531  * Reset the register data in the phi handler.
532  * This should be called on each new graph and deletes the register information of the current graph.
533  */
534 void be_phi_handler_reset(arch_irn_handler_t *handler);
535
536 /**
537  * Set the register requirements for a phi node.
538  */
539 void be_set_phi_reg_req(const arch_env_t *arch_env, ir_node *phi,
540                         const arch_register_req_t *req);
541
542 /*
543  * Set flags for a phi node
544  */
545 void be_set_phi_flags(const arch_env_t *arch_env, ir_node *phi,
546                       arch_irn_flags_t flags);
547
548 /**
549  * irn handler for common be nodes.
550  */
551 extern const arch_irn_handler_t be_node_irn_handler;
552
553 #endif /* FIRM_BE_BENODE_T_H */