850ea141706d87a493132097492930f3fddc321e
[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_SetSP;
43 extern ir_op *op_be_RegParams;
44 extern ir_op *op_be_StackParam;
45 extern ir_op *op_be_FrameAddr;
46 extern ir_op *op_be_FrameLoad;
47 extern ir_op *op_be_FrameStore;
48 extern ir_op *op_be_Barrier;
49
50 typedef enum {
51         beo_NoBeOp = 0,
52         beo_Spill,
53         beo_Reload,
54         beo_Perm,
55         beo_MemPerm,
56         beo_Copy,
57         beo_Keep,
58         beo_CopyKeep,
59         beo_Call,
60         beo_Return,
61         beo_AddSP,
62         beo_IncSP,
63         beo_SetSP,
64         beo_RegParams,
65         beo_StackParam,
66         beo_FrameLoad,
67         beo_FrameStore,
68         beo_FrameAddr,
69         beo_Barrier,
70         beo_Last
71 } be_opcode_t;
72
73 /** Not used yet. */
74 typedef enum {
75         be_frame_flag_spill = 1,
76         be_frame_flag_local = 2,
77         be_frame_flag_arg   = 4
78 } be_frame_flag_t;
79
80 /**
81  * A "symbolic constant" for the size of the stack frame to use with IncSP nodes.
82  * It gets back-patched to the real size as soon it is known.
83  */
84 #define BE_STACK_FRAME_SIZE_EXPAND INT_MAX
85 #define BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK INT_MIN
86
87 /**
88  * Determines if irn is a be_node.
89  */
90 int is_be_node(const ir_node *irn);
91
92 /**
93  * Create all BE specific opcodes.
94  */
95 void be_node_init(void);
96
97 /**
98  * Position numbers for the be_Spill inputs.
99  */
100 enum {
101         be_pos_Spill_frame = 0,
102         be_pos_Spill_val   = 1
103 };
104
105 /**
106  * Make a new Spill node.
107  */
108 ir_node *be_new_Spill(const arch_register_class_t *cls, const arch_register_class_t *cls_frame, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, ir_node *node_to_spill);
109
110 /**
111  * Position numbers for the be_Reload inputs.
112  */
113 enum {
114         be_pos_Reload_frame = 0,
115         be_pos_Reload_mem   = 1
116 };
117
118 /**
119  * Make a new Reload node.
120  */
121 ir_node *be_new_Reload(const arch_register_class_t *cls, const arch_register_class_t *cls_frame, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, 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, 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, entity *ent);
153 ir_node *be_new_FrameAddr(const arch_register_class_t *cls_frame, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *frame, 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 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);
185
186 /**
187  * Make a stack pointer increase/decrease node.
188  * @param sp     The stack pointer register.
189  * @param irg    The graph to insert the node to.
190  * @param bl     The block to insert the node into.
191  * @param old_sp The node defining the former stack pointer.
192  * @param amount The mount of bytes the stack shall be expanded/shrinked (see set_IncSP_offset)
193  * @param dir    The direction in which the stack pointer shall be modified:
194  *               Along the stack's growing direction or against.
195  * @return       A new stack pointer increment/decrement node.
196  * @note         This node sets a register constraint to the @p sp register on its output.
197  */
198 ir_node *be_new_IncSP(const arch_register_t *sp, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *old_sp, int offset);
199
200 /** Returns the previous node that computes the stack pointer. */
201 ir_node *be_get_IncSP_pred(ir_node *incsp);
202
203 /** Sets the previous node that computes the stack pointer. */
204 void     be_set_IncSP_pred(ir_node *incsp, ir_node *pred);
205
206 /**
207  * Sets a new offset to a IncSP node.
208  * A positive offset means expanding the stack, a negative offset shrinking
209  * an offset is == BE_STACK_FRAME_SIZE will be replaced by the real size of the
210  * stackframe in the fix_stack_offsets phase.
211  */
212 void     be_set_IncSP_offset(ir_node *irn, int offset);
213
214 /** Gets the offset from a IncSP node. */
215 int be_get_IncSP_offset(const ir_node *irn);
216
217 /** Gets the call entity or NULL if this is no static call. */
218 entity  *be_Call_get_entity(const ir_node *call);
219 /** Sets the call entity. */
220 void     be_Call_set_entity(ir_node *call, entity *ent);
221 /** Gets the call type. */
222 ir_type *be_Call_get_type(ir_node *call);
223 /** Sets the call type. */
224 void     be_Call_set_type(ir_node *call, ir_type *call_tp);
225
226 /**
227  * Position numbers for the be_Call inputs.
228  */
229 enum {
230         be_pos_Call_mem       = 0,  /**< memory input of a be_Call node */
231         be_pos_Call_sp        = 1,  /**< stack pointer input of a be_Call node */
232         be_pos_Call_ptr       = 2,  /**< call pointer input of a be_Call node */
233         be_pos_Call_first_arg = 3   /**< first argument input of a be_Call node */
234 };
235
236 /**
237  * Projection numbers for result of be_Call node: use for Proj nodes!
238  */
239 typedef enum {
240         pn_be_Call_M_regular = pn_Call_M_regular,  /**< The memory result of a be_Call. */
241         pn_be_Call_first_res = pn_Call_max         /**< The first result proj number of a be_Call. */
242 } pn_be_Call;
243
244 /**
245  * Construct a new be_Call
246  */
247 ir_node *be_new_Call(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *mem, ir_node *sp, ir_node *ptr,
248                      int n_outs, int n, ir_node *in[], ir_type *call_tp);
249
250 /**
251  * Position numbers for the be_Return inputs.
252  */
253 enum {
254         be_pos_Return_mem  = 0,     /**< memory input of a be_Return node */
255         be_pos_Return_sp   = 1,     /**< stack pointer input of a be_Return node */
256         be_pos_Return_val  = 2,     /**< first "real" return value if any */
257 };
258
259 /**
260  * Construct a new be_Return.
261  * @param irg    the graph where the new node will be placed
262  * @param bl     the block where the new node will be placed
263  * @param n_res  number of "real" results
264  * @param n      number of inputs
265  * @param in     input array
266  */
267 ir_node *be_new_Return(dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_res, int n, ir_node *in[]);
268
269 /** Returns the number of real returns values */
270 int be_Return_get_n_rets(ir_node *ret);
271
272 /**
273  * Construct a new Stack Parameter node.
274  */
275 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, entity *ent);
276 ir_node *be_new_RegParams(ir_graph *irg, ir_node *bl, int n_out);
277
278 ir_node *be_new_Barrier(ir_graph *irg, ir_node *bl, int n, ir_node *in[]);
279
280 /**
281  * Make a spill node.
282  *
283  * @param arch_env  The architecture environment.
284  * @param irn       The node to be spilled.
285  * @param spill_ctx The context in which the spill is introduced (This is mostly == irn up to the case of Phis).
286  * @return          The new spill node.
287  */
288 ir_node *be_spill(const arch_env_t *arch_env, ir_node *irn);
289
290 /**
291  * Make a reload and insert it into the schedule.
292  *
293  * @param arch_env The architecture environment.
294  * @param cls      The register class of the reloaded value.
295  * @param insert   The node in the schedule in front of which the reload is inserted.
296  * @param mode     The mode of the original (spilled) value.
297  * @param spill    The spill node corresponding to this reload.
298  * @return         A freshly made reload.
299  */
300 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);
301
302 enum {
303         be_pos_CopyKeep_op = 0
304 };
305 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);
306 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);
307 ir_node *be_get_CopyKeep_op(const ir_node *cpy);
308 void be_set_CopyKeep_op(ir_node *cpy, ir_node *op);
309
310 /**
311  * Get the backend opcode of a backend node.
312  * @param irn The node.
313  * @return The backend opcode.
314  */
315 be_opcode_t be_get_irn_opcode(const ir_node *irn);
316
317 int be_is_Spill(const ir_node *irn);
318 int be_is_Reload(const ir_node *irn);
319 int be_is_Copy(const ir_node *irn);
320 int be_is_Perm(const ir_node *irn);
321 int be_is_MemPerm(const ir_node *irn);
322 int be_is_Keep(const ir_node *irn);
323 int be_is_CopyKeep(const ir_node *irn);
324 int be_is_Call(const ir_node *irn);
325 int be_is_Return(const ir_node *irn);
326 int be_is_IncSP(const ir_node *irn);
327 int be_is_SetSP(const ir_node *irn);
328 int be_is_AddSP(const ir_node *irn);
329 int be_is_RegParams(const ir_node *irn);
330 int be_is_StackParam(const ir_node *irn);
331 int be_is_FrameAddr(const ir_node *irn);
332 int be_is_FrameLoad(const ir_node *irn);
333 int be_is_FrameStore(const ir_node *irn);
334 int be_is_Barrier(const ir_node *irn);
335
336 /**
337  * Try to avoid this function and better call arch_get_frame_entity!
338  *
339  * Returns the frame entity used by the be node
340  */
341 entity* be_get_frame_entity(const ir_node *irn);
342
343 ir_node* be_get_Reload_mem(const ir_node *irn);
344 ir_node* be_get_Reload_frame(const ir_node* irn);
345
346 ir_node* be_get_Spill_val(const ir_node *irn);
347 ir_node* be_get_Spill_frame(const ir_node* irn);
348
349 void be_set_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n, entity* ent);
350 entity *be_get_MemPerm_in_entity(const ir_node *irn, int n);
351
352 void be_set_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n, entity* ent);
353 entity *be_get_MemPerm_out_entity(const ir_node *irn, int n);
354
355 int be_get_MemPerm_entity_arity(const ir_node *irn);
356
357 /**
358  * Impose a register constraint on a backend node.
359  * @param irn The node.
360  * @param pos The position of the argument/result. Results range from -1..-m and arguments form 0..n
361  * @param reg The register which is admissible for that node, argument/result and position.
362  */
363 void be_set_constr_single_reg(ir_node *irn, int pos, const arch_register_t *reg);
364
365 /**
366  * Impose register constraints on a backend node.
367  * The register subsets given by the limited function in @p req are copied to the backend node.
368  * This requires that the constraint type of the @p req is arch_register_req_type_limited.
369  * @param irn The backend node.
370  * @param pos The position (@see be_set_constr_single_reg()).
371  * @param req The register requirements which shall be transferred.
372  */
373 void be_set_constr_limited(ir_node *irn, int pos, const arch_register_req_t *req);
374
375 /**
376  * Set the flags of a node.
377  * @param irn The node itself.
378  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
379  * @param flags The flags to set for that node and position.
380  */
381 void be_node_set_flags(ir_node *irn, int pos, arch_irn_flags_t flags);
382
383 /**
384  * Set the register class of a node.
385  * @param irn The node itself.
386  * @param pos The position (0..n) for arguments, (-1..-m) for results.
387  * @param flags The register class to set for that node and position.
388  */
389 void be_node_set_reg_class(ir_node *irn, int pos, const arch_register_class_t *cls);
390
391 /**
392  * Make a new phi handler.
393  * @param env The architecture environment.
394  * @return A new phi handler.
395  */
396 arch_irn_handler_t *be_phi_handler_new(const arch_env_t *arch_env);
397
398 /**
399  * Free a phi handler.
400  * @param handler The handler to free.
401  */
402 void be_phi_handler_free(arch_irn_handler_t *handler);
403
404 /**
405  * Reset the register data in the phi handler.
406  * This should be called on each new graph and deletes the register information of the current graph.
407  */
408 void be_phi_handler_reset(arch_irn_handler_t *handler);
409
410 /**
411  * irn handler for common be nodes.
412  */
413 extern const arch_irn_handler_t be_node_irn_handler;
414
415 #endif /* _BENODE_T_H */