add signed and unsigned eq modes for reference modes
[libfirm] / ir / ir / irmode.h
index 5ad2dc5..cbf2573 100644 (file)
@@ -3,10 +3,10 @@
  * File name:   ir/ir/irmode.h
  * Purpose:     Data modes of operations.
  * Author:      Martin Trapp, Christian Schaefer
- * Modified by: Goetz Lindenmaier, Mathias Heil
+ * Modified by: Goetz Lindenmaier, Mathias Heil, Michael Beck
  * Created:
  * CVS-ID:      $Id$
- * Copyright:   (c) 1998-2003 Universität Karlsruhe
+ * Copyright:   (c) 1998-2007 Universität Karlsruhe
  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
  */
 
  *
  */
 
-#ifndef _IRMODE_H_
-#define _IRMODE_H_
+#ifndef _FIRM_IR_IRMODE_H_
+#define _FIRM_IR_IRMODE_H_
 
+#include "firm_types.h"
 #include "ident.h"
 
-#ifndef _TARVAL_TYPEDEF_
-#define _TARVAL_TYPEDEF_
-  typedef struct tarval tarval;
-#endif
-
 /**
  * Contains relevant information about a mode.
  *
- * Neccessary information about a mode is stored in this struct
+ * 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 unambigous int (enum) for the mode
+ *  -  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 kategories
+ *  -  mode_sort sort:          sort of mode specifying possible usage categories
  *  -  int    size:             size of the mode in Bits.
- *  -  int    align:            byte alignment
  *  -  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 ********** */
 
@@ -64,70 +64,69 @@ typedef struct ir_mode ir_mode;
  * Predefined mode according to tech report 1999-14.
  */
 typedef enum { /* irm is short for `ir mode' */
-  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 */
+       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;
 
 /** 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?? */
+       /* 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 standars??? Only legal for modes of
-                                  sort float_number. */
-  irma_max
+       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;
 
 
@@ -135,80 +134,118 @@ typedef enum {
 /**
  * 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 align                the byte alignment for an entity of this mode (in bits)
- * @param sign         non-zero if this is a signed 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 choosen.
+ * 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_* fuctions
+ * min, max and can be retrieved using the get_mode_* functions
  *
  * @return
- *     The new mode or NULL on error.
+ *   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, 4, 1) will return mode_Is.
+ *   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 align, int sign, mode_arithmetic arithmetic);
+ir_mode *new_ir_mode(const char *name, mode_sort sort, int bit_size, int sign, mode_arithmetic arithmetic, unsigned int modulo_shift);
 
 /**
- *   Checks whether a pointer points to a mode.
+ * 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.
  *
- *   @param thing     an arbitrary pointer
+ * 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
- *       true if the thing is a mode, else false
+ * @return
+ *   The new mode or NULL on error.
  */
-int is_mode (void *thing);
+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);
+modecode    get_mode_modecode(const ir_mode *mode);
 
 /** Returns the ident* of the mode */
-ident *get_mode_ident(const ir_mode *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);
+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. */
+/** 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 alignment of values of the mode in bytes. */
-int get_mode_align(const ir_mode *mode);
-
-/** Returns the signess of a mode */
-int get_mode_sign (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);
+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. */
-voidget_mode_link(const ir_mode *mode);
+void *get_mode_link(const ir_mode *mode);
 
 /** Stores new intermediate information. */
-void set_mode_link(ir_mode *mode, void *l);
+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 -infinit.
+ * bigger than -infinite.
  */
 tarval *get_mode_min(ir_mode *mode);
 
@@ -216,7 +253,7 @@ 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 infinit.
+ * than infinite.
  */
 tarval *get_mode_max(ir_mode *mode);
 
@@ -225,7 +262,7 @@ tarval *get_mode_max(ir_mode *mode);
  *
  * Zero is the additive neutral element and as such
  * is defined only for modes allowing addition, i.e.
- * floats and ints, and references (NULL-Pointer)
+ * op_pin_state_floats and ints, and references (NULL-Pointer)
  * else returns tarval_bad.
  */
 tarval *get_mode_null(ir_mode *mode);
@@ -239,6 +276,14 @@ tarval *get_mode_null(ir_mode *mode);
  */
 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.
  *
@@ -257,14 +302,14 @@ tarval *get_mode_NAN(ir_mode *mode);
 
 extern ir_mode *mode_M;         /**< memory */
 
-/* -- A set of predifined, numerical modes according to Techreport 1999-44 -- */
+/* -- 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; /**< unsigened 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 */
@@ -274,9 +319,12 @@ 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_mach; /**< A pointer mode that is set by the client of libfirm.  This mode
-                              represents the pointer size of the target machine. Is initialized
-                              to mode_P. */
+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 */
@@ -312,14 +360,23 @@ ir_mode *get_modeT(void);
 ir_mode *get_modeANY(void);
 ir_mode *get_modeBAD(void);
 
-/** Returns the machine specific pointer mode. */
-ir_mode *get_modeP_mach(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.
+ * Sets the machine specific pointer mode for data addresses.
  * If not set, the predefined mode mode_P will be used.
  */
-void set_modeP_mach(ir_mode *p);
+void set_modeP_data(ir_mode *p);
 
 /**
    Functions to check, whether a modecode is signed, float, int, character,
@@ -354,6 +411,8 @@ void set_modeP_mach(ir_mode *p);
 
    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. */
@@ -367,12 +426,68 @@ 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);
 
-/** mode module initialization, call once before use of any other function **/
-void init_mode (void);
+/**
+ * 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 /* _IRMODE_H_ */
+#endif /* _FIRM_IR_IRMODE_H_ */