Cosmetic changes to the chordal register allocator
[libfirm] / ir / be / bearch.h
index 857a17d..4ffe248 100644 (file)
 
 #include "bearch.h"
 
-#define ARCH_OBJ(name,x) typedef struct _arch_ ## name ## _t arch_ ## name ## _t;
-#include "bearch_obj.def"
-#undef ARCH_OBJ
-
 struct _bitset_t;
 
+typedef struct _arch_register_class_t   arch_register_class_t;
+typedef struct _arch_register_t         arch_register_t;
+typedef struct _arch_enum_t             arch_enum_t;
+typedef struct _arch_enum_member_t      arch_enum_member_t;
+typedef struct _arch_isa_if_t           arch_isa_if_t;
+typedef struct _arch_env_t              arch_env_t;
+
 typedef enum _arch_register_type_t {
        arch_register_type_none = 0,
   arch_register_type_write_invariant,
@@ -41,6 +44,7 @@ struct _arch_register_t {
        const arch_register_class_t *reg_class;   /**< The class the register belongs to. */
        int index;                                                                                                                              /**< The index of the register in the class. */
        arch_register_type_t type;                /**< The type of the register. */
+  void *data;                               /**< Custom data. */
 };
 
 static INLINE const arch_register_class_t *
@@ -56,41 +60,29 @@ static INLINE int _arch_register_get_index(const arch_register_t *reg)
 
 #define arch_register_get_class(reg)      _arch_register_get_class(reg)
 #define arch_register_get_index(reg)      _arch_register_get_index(reg)
-
-/**
- * A (sub-) set of registers.
- */
-struct _arch_register_set_t {
-       const struct _arch_register_class_t *reg_class;   /**< The register class for this set. */
-       int *regs;                                        /**< An array containing 0/1 at place i
-                                                                                                                                                                                                                       whether the register with index i is
-                                                                                                                                                                                                                       in the set or not. */
-};
-
-static INLINE int _arch_register_in_set(const arch_register_set_t *set,
-    const arch_register_t *reg)
-{
-       if(reg->reg_class != set->reg_class)
-               return 0;
-
-       return set->regs[reg->index];
-}
-
+#define arch_register_get_name(reg)       ((reg)->name)
 
 /**
  * A class of registers.
  * Like general purpose or floating point.
  */
 struct _arch_register_class_t {
-  const char *name;         /**< The name of the register. */
-       arch_register_set_t *set; /**< A register set containing all registers
-                                                                                                                       in this class. */
-       int n_regs;                                                             /**< Number of registers in this class. */
-       const arch_register_t *regs; /**< The array of registers. */
+  const char *name;               /**< The name of the register. */
+       int n_regs;                                                                   /**< Number of registers in this class. */
+       const arch_register_t *regs;    /**< The array of registers. */
 };
 
 #define arch_register_class_n_regs(cls) ((cls)->n_regs)
 
+/**
+ * Put all registers in a class into a bitset.
+ * @param cls The class.
+ * @param bs The bitset. May be NULL.
+ * @return The number of registers in the class.
+ */
+extern int arch_register_class_put(const arch_register_class_t *cls,
+    struct _bitset_t *bs);
+
 static INLINE const arch_register_t *
 _arch_register_for_index(const arch_register_class_t *cls, int idx)
 {
@@ -136,61 +128,256 @@ struct _arch_enum_t {
 };
 
 typedef enum _arch_operand_type_t {
-#define ARCH_OPERAND_TYPE(name,size_in_irn) arch_operand_type_ ## name,
-#include "bearch_operand_types.def"
-#undef ARCH_OPERAND_TYPE
+  arch_operand_type_invalid,
+  arch_operand_type_memory,
+  arch_operand_type_register,
+  arch_operand_type_immediate,
+  arch_operand_type_symconst,
        arch_operand_type_last
 } arch_operand_type_t;
 
+/**
+ * Different types of register allocation requirements.
+ */
+typedef enum _arch_register_req_type_t {
+  arch_register_req_type_normal,          /** All registers in the class
+                                            are allowed. */
+
+  arch_register_req_type_limited,         /** Only a real subset of
+                                            the class is allowed. */
 
+  arch_register_req_type_equal,           /** The register must equal
+                                            another one at the node. */
+
+  arch_register_req_type_unequal,         /** The register must be unequal
+                                            to some other at the node. */
+
+  arch_register_req_type_pair             /** The register is part of a
+                                            register pair. */
+} arch_register_req_type_t;
 
 /**
- * The data for the different flavours of operand types.
+ * Expresses requirements to register allocation for an operand.
  */
-typedef union _arch_operand_data_t {
-       const arch_register_set_t *set;       /**< The set of valid registers is directly
-                                          given. Note, that if an insn has no constraints,
-                                          the set comprises all registers in the
-                                          register class. */
+typedef struct _arch_register_req_t {
+  arch_register_req_type_t type;          /** The type of the constraint. */
+  const arch_register_class_t *cls;       /** The register class this
+                                            constraint belongs to. */
+  union {
+    int (*limited)(const ir_node *irn, int pos, struct _bitset_t *bs);
+                                          /** In case of the 'limited'
+                                            constraint, this function
+                                            must put all allowable
+                                            registers in the bitset and
+                                            return the number of registers
+                                            in the bitset. */
+
+    int pos;                             /** In case of the equal constraint,
+                                            this gives the position of the
+                                            operand to which the register of
+                                            this should be equal to. Same for
+                                            unequal. */
+  } data;
+} arch_register_req_t;
 
-       const arch_immediate_t *imm;          /**< If the operand is an immediate
-                                          operand, this describes the kind of
-                                          immediate. */
+/**
+ * Certain node classes which are relevent for the register allocator.
+ */
+typedef enum _arch_irn_class_t {
+  arch_irn_class_normal,
+  arch_irn_class_spill,
+  arch_irn_class_reload,
+  arch_irn_class_copy
+} arch_irn_class_t;
+
+/*
+ * Some words about positions and indices:
+ *
+ * Firm has the policy "One node per value", that's why there are
+ * Proj nodes. This view has its advantages, but in a backend
+ * setting where we talk about instructions (which can also have
+ * multiple results and not a single Tuple value) this is sometimes
+ * hard.
+ *
+ * Each node representing an instruction must provide information
+ * about the kind of its operands (where operands mean both input
+ * and output operands). Such an operand is addressed with a position
+ * which is infact a tuple {in, out} x N. The fact that a position
+ * is an input/output operand is encoded in the sign, so input operands
+ * go from 0..n-1 and output operands from -1..-m if the
+ * instruction has n input and m output operands.
+ */
 
-       const arch_enum_t *enm;               /**< Some enumeration value. */
+/**
+ * Make an in position from an index.
+ * @param index The index.
+ * @return The position representing the index as an in operand.
+ */
+#define arch_pos_make_in(index)   (index)
 
-       int same_as_pos;                      /**< 'Same as' position for equals. */
-} arch_operand_data_t;
+/**
+ * Make an out position from an index.
+ * @param index The index.
+ * @return The position representing the index as an out operand.
+ */
+#define arch_pos_make_out(index)  (-((index) + 1))
 
 /**
- * An operand to an instruction.
+ * Check, if a position denotes an input operand.
+ * @param pos The position.
+ * @return 1, if the position denotes an input operand 0 if not.
  */
-struct _arch_operand_t {
-       arch_operand_type_t type;                                                                       /**< The type of the operand. */
-       arch_operand_data_t data;                                                                       /**< The payload. */
-};
+#define arch_pos_is_in(pos)       ((pos) >= 0)
 
 /**
- * An instruction format.
+ * Check, if a position denotes an output operand.
+ * @param pos The position.
+ * @return 1, if the position denotes an output operand 0 if not.
  */
-struct _arch_insn_format_t {
-       int n_in;                       /**< Number of in operands. */
-       int n_out;                      /**< Number of out operands. */
+#define arch_pos_is_out(pos)      (!arch_pos_is_in(pos))
 
-       arch_operand_t * const *in_operands;    /**< In operands. */
-       arch_operand_t * const *out_operands;   /**< Out operands. */
-};
+/**
+ * Get the index of a position.
+ * @param pos The position.
+ * @return The index of the position.
+ */
+#define arch_pos_get_index(pos)   ((pos) < 0 ? -(pos) - 1 : (pos))
+
+typedef struct _arch_irn_ops_t {
+
+  /**
+   * Get the register requirements for a given operand.
+   * @param irn The node.
+   * @param pos The operand's position.
+   * @return    The register requirements for the selected operand,
+   *            or NULL, if the operand is no register.
+   */
+  const arch_register_req_t *(*get_irn_reg_req)(const ir_node *irn, int pos);
+
+  /**
+   * Get the number of operands of a node.
+   * @param irn     The node.
+   * @param in_out  Denotes wither input (a number >= 0) or
+   *                output (a number < 0).
+   * @return        The number of operands for either in, or output.
+   */
+  int (*get_n_operands)(const ir_node *irn, int in_out);
+
+  /**
+   * Set the register for an output operand.
+   * @param irn The node.
+   * @param pos The position of the output operand.
+   * @param reg The register allocated to that operand.
+   * @note      If the operand is not a register operand,
+   *            the call is ignored.
+   */
+  void (*set_irn_reg)(ir_node *irn, int idx, const arch_register_t *reg);
+
+  /**
+   * Get the register allocated for an output operand.
+   * @param irn The node.
+   * @param pos The index of the output operand.
+   * @return    The register allocated at that operand. NULL, if
+   *            the operand was no register operand or
+   *            @c arch_register_invalid, if no register has yet been
+   *            allocated for this node.
+   */
+  const arch_register_t *(*get_irn_reg)(const ir_node *irn, int idx);
+
+  /**
+   * Classify the node.
+   * @param irn The node.
+   * @return A classification.
+   */
+  arch_irn_class_t (*classify)(const ir_node *irn);
+
+} arch_irn_ops_t;
 
 /**
- * An instruction.
+ * Check if an operand is a register operand.
+ * @param env The environment.
+ * @param irn The node.
+ * @param pos The position of the operand.
+ * @return 1, if the operand is significant for register allocation, 0
+ * if not.
  */
-struct _arch_insn_t {
-       const arch_insn_format_t *format;                       /**< The format of the instruction. */
-       ir_op *op;                                                                                                              /**< The firm opcode for this insn. */
-};
+extern int arch_is_register_operand(const arch_env_t *env,
+    const ir_node *irn, int pos);
+
+/**
+ * Get the number of allocatable registers concerning
+ * a register class for an operand of a node.
+ * @param env The environment.
+ * @param irn The node.
+ * @param pos The postition of the node's operand.
+ * @param cls The register class.
+ * @param bs  The bitset all allocatable registers shall be put into.
+ *            Note, that you can also pass NULL here. If you don't,
+ *            make sure, the bitset is as large as the register class
+ *            has registers.
+ * @return    The amount of registers allocatable for that operand.
+ */
+extern int arch_get_allocatable_regs(const arch_env_t *env, const ir_node *irn,
+    int pos, const arch_register_class_t *cls, struct _bitset_t *bs);
+
+/**
+ * Check, if a register is assignable to an operand of a node.
+ * @param env The architecture environment.
+ * @param irn The node.
+ * @param pos The position of the operand.
+ * @param reg The register.
+ * @return    1, if the register might be allocated to the operand 0 if not.
+ */
+extern int arch_reg_is_allocatable(const arch_env_t *env,
+    const ir_node *irn, int pos, const arch_register_t *reg);
 
-#define arch_insn_is_allocatable(insn,reg) \
-  ((irn)->get_allocatable_regs(irn, cls, NULL) != 0)
+/**
+ * Get the register class of an operand of a node.
+ * @param env The architecture environment.
+ * @param irn The node.
+ * @param idx The position of the operand.
+ * @return    The register class of the operand or NULL, if
+ *            operand is a non-register operand.
+ */
+extern const arch_register_class_t *
+arch_get_irn_reg_class(const arch_env_t *env, const ir_node *irn, int pos);
+
+/**
+ * Get the register allocated at a certain output operand of a node.
+ * @param env The arch nvironment.
+ * @param irn The node.
+ * @param idx The index of the output operand.
+ * @return    The register allocated for this operand
+ */
+extern const arch_register_t *
+arch_get_irn_register(const arch_env_t *env, const ir_node *irn, int idx);
+
+/**
+ * Set the register for a certain output operand.
+ * @param env The architecture environment.
+ * @param irn The node.
+ * @param idx The index of the output operand.
+ * @param reg The register.
+ */
+extern void arch_set_irn_register(const arch_env_t *env,
+    ir_node *irn, int idx, const arch_register_t *reg);
+
+#define arch_irn_has_reg_class(env, irn, pos, cls) \
+  ((cls) == arch_get_irn_reg_class(env, irn, pos))
+
+/**
+ * Somebody who can be asked about nodes.
+ */
+typedef struct _arch_irn_handler_t {
+
+  /**
+    * Get the operations of an irn.
+    * @param irn Some node.
+    * @return Operations for that irn.
+    */
+  const arch_irn_ops_t *(*get_irn_ops)(const ir_node *irn);
+
+} arch_irn_handler_t;
 
 /**
  * Architecture interface.
@@ -215,58 +402,45 @@ struct _arch_isa_if_t {
    */
   const arch_register_class_t *(*get_reg_class)(int i);
 
-  /**
-   * Put all registers of a given class which are allocatable to a
-   * certain node into a bitset.
-   * The bitset contains the indices of the registers concerning
-   * the register class @p cls.
-   * @param irn The node.
-   * @param cls The register class.
-   * @param bs The bitset. Can be NULL.
-   * @return The number of registers which are allocatable at this node.
-   */
-  int (*get_allocatable_regs)(const ir_node *irn,
-      const arch_register_class_t *cls, struct _bitset_t *bs);
+};
 
-  /**
-   * Get the register class, the value of a node belongs to.
-   * @param irn The node.
-   * @return The register class of the registers which can hold the
-   * value of irn. If the node does not return a value, or possesses no
-   * suitable register class, NULL is returned.
-   */
-  const arch_register_class_t *(*get_irn_reg_class)(const ir_node *irn);
+#define ARCH_MAX_HANDLERS         8
 
+/**
+ * Environment for the architecture infrastructure.
+ * Keep this everywhere you're going.
+ */
+struct _arch_env_t {
+  const arch_isa_if_t *isa;          /** The isa about which everything is. */
 
+  arch_irn_handler_t const *handlers[ARCH_MAX_HANDLERS];   /** The handlers are organized as
+                                                        a stack. */
 
-  /**
-   * Get an op for a name.
-   * @note This method may not be implemented.
-   * @param name The name of the op.
-   * @return The op with that name.
-   */
-  ir_op *(*get_op_by_name)(const char *name);
+  int handlers_tos;                                   /** The stack pointer of the handler
+                                                        stack. */
 };
 
 /**
- * Check, if the value of a node can be stored in a
- * specific register class.
- * @param isa The isa.
- * @param irn The node.
- * @param cls The register class.
- * @return 1, if the value can be stored in the register class, 0 if
- * not.
+ * Get the isa of an arch environment.
+ * @param env The environment.
+ * @return The isa with which the env was initialized with.
  */
-#define arch_isa_irn_has_reg_class(isa, irn, cls) \
-  ((isa)->get_irn_reg_class(irn) == (cls))
+#define arch_env_get_isa(env)   ((env)->isa)
 
 /**
- * Check, if a register is allocatable for an irn.
- * @param irn The node.
- * @param reg The register.
- * @return 1, if the register can be allocated to this node, 0 if not.
+ * Initialize the architecture environment struct.
+ * @param isa The isa which shall be put into the environment.
+ * @return The environment.
+ */
+extern arch_env_t *arch_env_init(arch_env_t *env, const arch_isa_if_t *isa);
+
+/**
+ * Add a node handler to the environment.
+ * @param env The environment.
+ * @param handler A node handler.
+ * @return The environment itself.
  */
-#define arch_isa_reg_is_allocatable(irn, reg) \
-  ((isa)->get_allocatable_regs(irn, (reg)->reg_class, NULL) != 0)
+extern arch_env_t *arch_env_add_irn_handler(arch_env_t *env,
+    const arch_irn_handler_t *handler);
 
 #endif /* _FIRM_BEARCH_H */