add signed and unsigned eq modes for reference modes
[libfirm] / ir / ir / irmode.h
index 08a838f..cbf2573 100644 (file)
-/* Copyright (C) 1998 - 2000 by Universitaet Karlsruhe
-** All rights reserved.
-**
-** Authors: Christian Schaefer
-**
-irmode.h Modes for ir operators.
+/*
+ * Project:     libFIRM
+ * File name:   ir/ir/irmode.h
+ * Purpose:     Data modes of operations.
+ * Author:      Martin Trapp, Christian Schaefer
+ * Modified by: Goetz Lindenmaier, Mathias Heil, Michael Beck
+ * Created:
+ * CVS-ID:      $Id$
+ * Copyright:   (c) 1998-2007 Universität Karlsruhe
+ * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
+ */
 
-This module specifies the modes that type the firm nodes.  See
-UKA tech report 1999-14 for more information about modes.
+/**
+ * @file irmode.h
+ *    irmode -- Modes for ir operators
+ *
+ * @author Christian Schaefer, Matthias Heil
+ *
+ * This module specifies the modes that type the firm nodes.  It defines
+ * a datasturcture that describes a mode and implements constructors and
+ * access routines to this datastructure. Further it defines a set of
+ * predefined modes.
+ *
+ * SEE ALSO:
+ *    UKA tech report 1999-44 for more information about modes.
+ *
+ */
 
+#ifndef _FIRM_IR_IRMODE_H_
+#define _FIRM_IR_IRMODE_H_
 
-@@@ This file is at the level of the original fiasco.  It needs to be ported
-to the version of the tech report!!! This will be done with the
-reimplementation of the tarval module.
-*/
-
-# ifndef _IRMODE_H_
-# define _IRMODE_H_
-
+#include "firm_types.h"
 #include "ident.h"
 
-# define target_bits 8
-
-# define NUM_MODES 20
-
-#ifndef _TARVAL_TYPEDEF_
-#define _TARVAL_TYPEDEF_
-typedef struct tarval tarval;
+/**
+ * Contains relevant information about a mode.
+ *
+ * Necessary information about a mode is stored in this struct
+ * which is used by the tarval module to perform calculations
+ * and comparisons of values of a such described mode.
+ *
+ * ATTRIBUTES:
+ *  -  modecode code:           An unambiguous int (enum) for the mode
+ *  -  ident *name:             Name of this mode. Two modes are different if the name is different.
+ *  -  mode_sort sort:          sort of mode specifying possible usage categories
+ *  -  int    size:             size of the mode in Bits.
+ *  -  unsigned sign:1:         signedness of this mode
+ *  -  ... more to come
+ *  -  modulo_shift             specifies for modes of kind irms_int_number
+ *                              whether shift applies modulo to value of bits to shift
+ *
+ * SEE ALSO:
+ *    The tech report 1999-44 describing FIRM and predefined modes
+ *    tarval.h
+ */
+#ifndef _IR_MODE_TYPEDEF_
+#define _IR_MODE_TYPEDEF_
+typedef struct ir_mode ir_mode;
 #endif
 
+/* ********** Predefined modes ********** */
+
+/**
+ * Predefined mode according to tech report 1999-14.
+ */
 typedef enum { /* irm is short for `ir mode' */
-  irm_T,                        /* former irm_N */
-  irm_f, irm_d,                 /* 1, 2 */
-  irm_c, irm_C, irm_h, irm_H, irm_i, irm_I, irm_l, irm_L, /* 3 .. 10 */
-  irm_B, irm_b,                 /* 11, 12 */
-  irm_p,
-  irm_s, irm_S,                 /* 14, 15 */
-  irm_X, irm_M, irm_R, irm_Z,
-  irm_max
-  /*  according to tech report 1999-14:
-  irm_BB, irm_X,                 // basic block, execution
-  irm_F, irm_D, irm_E,           // float, double, extended
-  irm_B, irm_Bu, irm_H, irm_Hu, irm_I, irm_Iu, irm_L, irm_Lu,
-                                 // byte, short, int, long
-  irm_C,                         // character
-  irm_P,                         // pointer
-  irm_b,                         // internal boolean
-  irm_M,                         // memory
-  irm_T,                         // tuple
-  irm_max */
+       irm_BB,                       /**< basic block */
+       irm_X,                        /**< execution */
+       irm_F,                        /**< float(32) */
+       irm_D,                        /**< double(64) */
+       irm_E,                        /**< extended(80) */
+       irm_Bs,                       /**< signed byte(8) */
+       irm_Bu,                       /**< unsigned byte(8) */
+       irm_Hs,                       /**< signed short(16) */
+       irm_Hu,                       /**< unsigned short(16) */
+       irm_Is,                       /**< signed int(32) */
+       irm_Iu,                       /**< unsigned int(32) */
+       irm_Ls,                       /**< signed long(64) */
+       irm_Lu,                       /**< unsigned long(64) */
+       irm_C,                        /**< character */
+       irm_P,                        /**< pointer */
+       irm_b,                        /**< internal boolean */
+       irm_M,                        /**< memory */
+       irm_T,                        /**< tuple */
+       irm_U,                        /**< unicode character */
+       irm_ANY,                      /**< undefined mode */
+       irm_BAD,                      /**< bad mode */
+       irm_max                       /**< maximum value for modecode */
 } modecode;
 
-typedef struct ir_mode ir_mode;
+/** These values represent the different mode classes of value representations.
+ */
+typedef enum {
+       /* Predefined sorts of modes */
+       irms_auxiliary,         /**< Only for Firm use. Not extensible. (irm_T) */
+       irms_control_flow,      /**< Marks all control flow modes. Not extensible. (irm_BB, irm_X) */
+       irms_memory,            /**< Marks the memory mode.  Not extensible. (irm_M) */
+       irms_internal_boolean,  /**< Internal boolean representation.
+                                    Storing to memory impossible, convert first. (irm_b) */
+       /* user-extensible sorts of modes */
+       irms_int_number,        /**< A mode to represent int numbers.
+                                    Integer computations can be performed. */
+       irms_float_number,      /**< A mode to represent float numbers.
+                                    Floating point computations can be performed. */
+       irms_reference,         /**< A mode to represent entities.
+                                    Restricted int computations can be performed */
+       irms_character          /**< A mode to represent characters/symbols
+                                    ?? Are computations allowed? as int?? */
+} mode_sort;
+
+/** These values represent the different arithmetic operations possible with a mode.
+    Further arithmetics can be defined, e.g., for @@@ modes.
+ */
+typedef enum {
+       irma_uninitialized = 0,
+       irma_none = 1,              /**< For modes for which no representation is specified.
+                                        These are modes of sort auxiliary, internal_boolean and character. */
+       irma_twos_complement = 2,   /**< Values of the mode are represented as two's complement.
+                                     Only legal for modes of sort int_number and reference. */
+       irma_ones_complement,       /**< Values of the mode are represented  as one's complement.
+                                        Only legal for modes of sort int_number and reference. */
+       irma_int_BCD,               /**< Values of the mode are represented as binary coded decimals.
+                                        Only legal for modes of sort int_number and reference. */
+       irma_ieee754 = 256,         /**< Values of the mode are represented according to ieee754
+                                     floatingpoint standard.  Only legal for modes of sort float_number. */
+       irma_float_BCD,             /**< Values of the mode are represented  as binary coded decimals
+                                        according to @@@ which standards??? Only legal for modes of
+                                        sort float_number. */
+       irma_max
+} mode_arithmetic;
+
+
+/* ********** Constructor for user defined modes **************** */
+/**
+ * Creates a new mode.
+ *
+ * @param name          the name of the mode to be created
+ * @param sort          the mode_sort of the mode to be created
+ * @param bit_size      number of bits this mode allocate
+ * @param sign          non-zero if this is a signed mode
+ * @param arithmetic    arithmetic operations possible with a mode
+ * @param modulo_shift  Is ignored for modes other than integer.
+ *
+ * This function constructs a new mode given by the parameters.
+ * If the parameters match an already defined mode, this mode is returned
+ * (including the default modes).
+ * If the mode is newly allocated, a new unique mode_code is chosen.
+ * Also, special value tarvals will be calculated such as null,
+ * min, max and can be retrieved using the get_mode_* functions
+ *
+ * @return
+ *   The new mode or NULL on error.
+ *
+ * @note
+ *   It is allowed to construct the default modes. So, a call
+ *   new_ir_mode("Is", irms_int_number, 32, 1, irma_twos_complement, 32) will return mode_Is.
+ */
+ir_mode *new_ir_mode(const char *name, mode_sort sort, int bit_size, int sign, mode_arithmetic arithmetic, unsigned int modulo_shift);
+
+/**
+ * Creates a new vector mode.
+ *
+ * @param name          the name of the mode to be created
+ * @param sort          the mode_sort of the mode to be created
+ * @param bit_size      number of bits for one element of this mode
+ * @param num_of_elem   number of elements in this vector mode
+ * @param sign          non-zero if this is a signed mode
+ * @param arithmetic    arithmetic operations possible with a mode
+ * @param modulo_shift  Is ignored for modes other than integer.
+ *
+ * This function constructs a new vector mode given by the parameters.
+ * If the parameters match an already defined mode, this mode is returned.
+ * If the mode is newly allocated, a new unique mode_code is chosen.
+ * Also, special value tarvals will be calculated such as null,
+ * min, max and can be retrieved using the get_mode_* functions
+ *
+ * @return
+ *   The new mode or NULL on error.
+ */
+ir_mode *new_ir_vector_mode(const char *name, mode_sort sort, int bit_size, unsigned num_of_elem, int sign,
+                            mode_arithmetic arithmetic, unsigned int modulo_shift);
+
+/**
+ * Checks whether a pointer points to a mode.
+ *
+ * @param thing     an arbitrary pointer
+ *
+ * @return
+ *     true if the thing is a mode, else false
+ */
+int is_mode(void *thing);
+
+/* ********** Access methods to read mode information *********** */
+
+/** Returns the classification of the mode */
+modecode    get_mode_modecode(const ir_mode *mode);
+
+/** Returns the ident* of the mode */
+ident      *get_mode_ident(const ir_mode *mode);
+
+/** Returns the null-terminated name of this mode. */
+const char *get_mode_name(const ir_mode *mode);
+
+/** Returns a coarse classification of the mode. */
+mode_sort   get_mode_sort(const ir_mode *mode);
+
+/** Returns the size of values of the mode in bits. */
+int get_mode_size_bits(const ir_mode *mode);
+
+/** Returns the size of values of the mode in bytes.
+ *  If the size is not dividable by 8 returns -1. */
+int get_mode_size_bytes(const ir_mode *mode);
+
+/** Returns the signess of a mode.
+ *
+ * Returns the signess of a mode: 1 if mode is signed. */
+int get_mode_sign(const ir_mode *mode);
+
+/** Returns the arithmetic of a mode */
+int get_mode_arithmetic(const ir_mode *mode);
+
+/** Get the modulo shift attribute.
+ *
+ *  Attribute modulo shift specifies for modes of kind irms_int_number
+ *  whether shift applies modulo to value of bits to shift.  Zero for
+ *  modes that are not integer.
+ */
+unsigned int get_mode_modulo_shift(const ir_mode *mode);
+
+/** Return the number of vector elements.
+ *
+ *  Attribute vector_elem specifies the number of vector elements of
+ *  a vector mode. For non-vector modes it returns 1 for data and 0
+ *  for all other modes
+ */
+unsigned int get_mode_n_vector_elems(const ir_mode *mode);
+
+/** Returns the stored intermediate information. */
+void *get_mode_link(const ir_mode *mode);
+
+/** Stores new intermediate information. */
+void  set_mode_link(ir_mode *mode, void *l);
+
+/**
+ * Returns the smallest representable value of a given mode.
+ *
+ * For modes of the sort float_number this is the most negative value
+ * bigger than -infinite.
+ */
+tarval *get_mode_min(ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Returns the biggest representable value o f a given mode.
+ *
+ * For modes of the sort float_number this is the largest value lower
+ * than infinite.
+ */
+tarval *get_mode_max(ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Returns the value Zero represented in this mode.
+ *
+ * Zero is the additive neutral element and as such
+ * is defined only for modes allowing addition, i.e.
+ * op_pin_state_floats and ints, and references (NULL-Pointer)
+ * else returns tarval_bad.
+ */
+tarval *get_mode_null(ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Returns the value One, represented in this mode.
+ *
+ * One, being the multiplicative neutral element,
+ * is defined only for modes allowing multiplication,
+ * i.e. ints and floats.
+ */
+tarval *get_mode_one(ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Returns the value Minus One, represented in this mode.
+ *
+ * Minus One is defined only for modes allowing
+ * multiplication with signed values, i.e. signed ints and floats.
+ */
+tarval *get_mode_minus_one(ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Returns the positive infinite value of a mode.
+ *
+ * This is only valid for float_numbers, other modes
+ * will result in tarval_bad.
+ */
+tarval *get_mode_infinite(ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Returns the NAN value of a given mode.
+ *
+ * This is only valid for float_numbers, other modes
+ * will result in tarval_bad.
+ */
+tarval *get_mode_NAN(ir_mode *mode);
+
+extern ir_mode *mode_M;         /**< memory */
 
-extern ir_mode *mode_T; /* tuple (none) */
-extern ir_mode *mode_f; /* signed float */
-extern ir_mode *mode_d; /* signed double */
-/* extern ir_mode *mode_e; * signed extended */
-extern ir_mode *mode_c; /* signed byte (former char) */
-extern ir_mode *mode_C; /* unsigned byte (former char) */
-extern ir_mode *mode_h; /* signed short integer */
-extern ir_mode *mode_H; /* unsigened short integer */
-extern ir_mode *mode_i; /* signed integer */
-extern ir_mode *mode_I; /* unsigned integer */
-extern ir_mode *mode_l; /* signed long integer */
-extern ir_mode *mode_L; /* unsigned long integer */
-extern ir_mode *mode_B; /* bits */             /* oblivious */
-/* extern ir_mode *mode_c;  * char */
-extern ir_mode *mode_p; /* pointer */
-extern ir_mode *mode_b; /* internal boolean */
-extern ir_mode *mode_s;                        /* oblivious  */
-extern ir_mode *mode_S;                        /* oblivious */
-extern ir_mode *mode_X; /* execution */
-extern ir_mode *mode_M; /* memory */
-extern ir_mode *mode_R; /* block */
-extern ir_mode *mode_Z; /* infinit integers */ /* oblivious */
-extern ir_mode *mode_T; /* tuple (none) */
-
-/* An enum for this mode */
-modecode get_mode_modecode (ir_mode *mode);
-/* void  set_mode_modecode (ir_mode *mode, modecode code);  */
-
-/* The ident of this mode */
-ident   *get_mode_ident    (ir_mode *mode);
-/* void  set_mode_ident    (ir_mode *mode, ident *id);    */
-
-/* The name of this mode */
-const char *get_mode_name  (ir_mode *mode);
-/* void  set_mode_name     (ir_mode *mode, char *name);    */
-
-/* The size of values of the mode in bytes. */
-int      get_mode_size     (ir_mode *mode);
-/* void  set_mode_size     (ir_mode *mode, int size);       */
-
-/* The alignment of values of the mode. */
-int      get_mode_ld_align (ir_mode *mode);
-/* void  set_mode_ld_align (ir_mode *mode, int ld_align); */
-
-/* The smallest representable value */
-tarval  *get_mode_min      (ir_mode *mode);
-/* void  set_mode_min      (ir_mode *mode, tarval *min); */
-
-/* The biggest representable value */
-tarval  *get_mode_max      (ir_mode *mode);
-/* void  set_mode_max      (ir_mode *mode, tarval *max); */
-
-/* The value Zero represented in this mode */
-tarval  *get_mode_null     (ir_mode *mode);
-/* void  set_mode_null     (ir_mode *mode, tarval *null); */
-
-/* Returns 1 if mode is signed, else 0. */
-unsigned get_mode_fsigned  (ir_mode *mode);
-/* void  set_mode_fsigned  (ir_mode *mode, unsigned fsigned); */
-
-/* Returns 1 if mode is float, else 0. */
-unsigned get_mode_ffloat   (ir_mode *mode);
-/* void  set_mode_ffloat   (ir_mode *mode, unsigned ffloat); */
+/* -- A set of predefined, numerical modes according to Techreport 1999-44 -- */
+extern ir_mode *mode_F;         /**< signed float(32) */
+extern ir_mode *mode_D;  /**< signed double(64) */
+extern ir_mode *mode_E;  /**< signed extended(80) */
+extern ir_mode *mode_Bs; /**< signed byte (former char) */
+extern ir_mode *mode_Bu; /**< unsigned byte (former char) */
+extern ir_mode *mode_Hs; /**< signed short integer */
+extern ir_mode *mode_Hu; /**< unsigned short integer */
+extern ir_mode *mode_Is; /**< signed integer */
+extern ir_mode *mode_Iu; /**< unsigned integer */
+extern ir_mode *mode_Ls; /**< signed long integer */
+extern ir_mode *mode_Lu; /**< unsigned long integer */
 
+extern ir_mode *mode_C;  /**< 8 bit char */
+extern ir_mode *mode_U;  /**< 16 bit unicode char */
 
+extern ir_mode *mode_P;  /**< pointer */
+extern ir_mode *mode_P_code; /**< A pointer mode that is set by the client of libfirm.  This mode
+                                  represents the pointer size of the target machine code addresses. Is initialized
+                                  to mode_P. */
+extern ir_mode *mode_P_data; /**< A pointer mode that is set by the client of libfirm.  This mode
+                                  represents the pointer size of the target machine data addresses. Is initialized
+                                  to mode_P. */
+
+/* -- Auxiliary modes necessary for the Firm representation -- */
+extern ir_mode *mode_b;  /**< internal boolean */
+
+extern ir_mode *mode_X;  /**< execution */
+extern ir_mode *mode_BB; /**< block */
+
+extern ir_mode *mode_T;  /**< tuple (none) */
+extern ir_mode *mode_ANY;/**< undefined mode */
+extern ir_mode *mode_BAD;/**< bad mode */
+
+/*@{*/
+/** Access routines for JNI Interface */
+ir_mode *get_modeF(void);
+ir_mode *get_modeD(void);
+ir_mode *get_modeE(void);
+ir_mode *get_modeBs(void);
+ir_mode *get_modeBu(void);
+ir_mode *get_modeHs(void);
+ir_mode *get_modeHu(void);
+ir_mode *get_modeIs(void);
+ir_mode *get_modeIu(void);
+ir_mode *get_modeLs(void);
+ir_mode *get_modeLu(void);
+ir_mode *get_modeC(void);
+ir_mode *get_modeU(void);
+ir_mode *get_modeP(void);
+ir_mode *get_modeb(void);
+ir_mode *get_modeX(void);
+ir_mode *get_modeBB(void);
+ir_mode *get_modeM(void);
+ir_mode *get_modeT(void);
+ir_mode *get_modeANY(void);
+ir_mode *get_modeBAD(void);
+
+/** Returns the machine specific pointer mode for code addresses. */
+ir_mode *get_modeP_code(void);
+
+/** Returns the machine specific pointer mode for data addresses. */
+ir_mode *get_modeP_data(void);
+
+/**
+ * Sets the machine specific pointer mode for code addresses.
+ * If not set, the predefined mode mode_P will be used.
+ */
+void set_modeP_code(ir_mode *p);
+
+/**
+ * Sets the machine specific pointer mode for data addresses.
+ * If not set, the predefined mode mode_P will be used.
+ */
+void set_modeP_data(ir_mode *p);
+
+/**
+   Functions to check, whether a modecode is signed, float, int, character,
+   reference, num, numP, data, datab or dataM.
+
+   For more exact definitions read the corresponding pages
+   in the firm documentation or the following enumeration
+
+   The set of "float" is defined as:
+   float = {irm_F, irm_D, irm_E}
+
+   The set of "int" is defined as:
+   int   = {irm_Bs, irm_Bu, irm_Hs, irm_Hu, irm_Is, irm_Iu, irm_Ls, irm_Lu}
+
+   The set of "character" is defined as:
+   character  = {irm_C, irm_U}
+
+   The set of "reference" is defined as:
+   reference  = {irm_P}
+
+   The set of "num" is defined as:
+   num   = {float || int}
+
+   The set of "numP" is defined as:
+   numP  =  {float || int || reference}
+
+   The set of "data" is defined as:
+   data  =  {num || character || reference}
+
+   The set of "datab" is defined as:
+   datab =  {data || irm_b }
+
+   The set of "dataM" is defined as:
+   dataM =  {data || irm_M}
+
+   Vector "int" and "float" are defined by the arithmetic and vector_elem > 1.
+*/
+/*@}*/
 /* Test for a certain class of modes. */
-int mode_is_signed (ir_mode *mode);
-int mode_is_float (ir_mode *mode);
-int mode_is_int (ir_mode *mode);
-# define is_chilCHIL(m) ((m) <= irm_L && (m) >= irm_c) /* old */
-int mode_is_num (ir_mode *mode);
-int mode_is_data (ir_mode *mode);
-int mode_is_datab (ir_mode *mode);
-int mode_is_dataM (ir_mode *mode);
-
-# endif /* _IRMODE_H_ */
+int mode_is_signed (const ir_mode *mode);
+int mode_is_float (const ir_mode *mode);
+int mode_is_int (const ir_mode *mode);
+int mode_is_character (const ir_mode *mode);
+int mode_is_reference (const ir_mode *mode);
+int mode_is_num (const ir_mode *mode);
+int mode_is_numP (const ir_mode *mode);
+int mode_is_data (const ir_mode *mode);
+int mode_is_datab (const ir_mode *mode);
+int mode_is_dataM (const ir_mode *mode);
+int mode_is_float_vector (const ir_mode *mode);
+int mode_is_int_vector (const ir_mode *mode);
+
+/** Returns true if sm can be converted to lm without loss
+   according to firm definiton */
+int smaller_mode(const ir_mode *sm, const ir_mode *lm);
+
+/**
+ * Returns a matching unsigned mode for a given integer signed mode.
+ * Returns NULL if no matching mode exists.
+ */
+ir_mode *find_unsigned_mode(const ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Returns a matching signed mode for a given integer unsigned mode.
+ * Returns NULL if no matching mode exists.
+ */
+ir_mode *find_signed_mode(const ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Returns an integer mode with 2*n bits for a given integer mode with n bits.
+ * Returns NULL if no matching mode exists.
+ */
+ir_mode *find_double_bits_int_mode(const ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Returns non-zero if the given mode honors signed zero's, i.e.,
+ * a +0 and a -0 exists and handled differently.
+ */
+int mode_honor_signed_zeros(const ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Returns non-zero if the given mode might overflow on unary Minus.
+ */
+int mode_overflow_on_unary_Minus(const ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Returns non-zero if the mode has a reversed wrap-around
+ * logic, especially (a + x) - x == a.
+ * This is normally true for integer modes, not for floating
+ * point modes.
+ */
+int mode_wrap_around(const ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Return the signed integer equivalent mode for an reference mode.
+ */
+ir_mode *get_reference_mode_signed_eq(ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Sets the signed integer equivalent mode for an reference mode.
+ */
+void set_reference_mode_signed_eq(ir_mode *ref_mode, ir_mode *int_mode);
+
+/**
+ * Return the unsigned integer equivalent mode for an reference mode.
+ */
+ir_mode *get_reference_mode_unsigned_eq(ir_mode *mode);
+
+/**
+ * Sets the unsigned integer equivalent mode for an reference mode.
+ */
+void set_reference_mode_unsigned_eq(ir_mode *ref_mode, ir_mode *int_mode);
+
+#endif /* _FIRM_IR_IRMODE_H_ */