home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Otherware / Otherware_1_SB_Development.iso / amiga / programm / language / gcc222.lha / info / gcc.info-8 (.txt) < prev    next >
GNU Info File  |  1992-07-19  |  40KB  |  749 lines

  1. This is Info file gcc.info, produced by Makeinfo-1.47 from the input
  2. file gcc.texi.
  3.    This file documents the use and the internals of the GNU compiler.
  4.    Copyright (C) 1988, 1989, 1992 Free Software Foundation, Inc.
  5.    Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
  6. manual provided the copyright notice and this permission notice are
  7. preserved on all copies.
  8.    Permission is granted to copy and distribute modified versions of
  9. this manual under the conditions for verbatim copying, provided also
  10. that the sections entitled "GNU General Public License" and "Boycott"
  11. are included exactly as in the original, and provided that the entire
  12. resulting derived work is distributed under the terms of a permission
  13. notice identical to this one.
  14.    Permission is granted to copy and distribute translations of this
  15. manual into another language, under the above conditions for modified
  16. versions, except that the sections entitled "GNU General Public
  17. License" and "Boycott", and this permission notice, may be included in
  18. translations approved by the Free Software Foundation instead of in the
  19. original English.
  20. File: gcc.info,  Node: Machine Modes,  Next: Constants,  Prev: Flags,  Up: RTL
  21. Machine Modes
  22. =============
  23.    A machine mode describes a size of data object and the
  24. representation used for it.  In the C code, machine modes are
  25. represented by an enumeration type, `enum machine_mode', defined in
  26. `machmode.def'.  Each RTL expression has room for a machine mode and so
  27. do certain kinds of tree expressions (declarations and types, to be
  28. precise).
  29.    In debugging dumps and machine descriptions, the machine mode of an
  30. RTL expression is written after the expression code with a colon to
  31. separate them.  The letters `mode' which appear at the end of each
  32. machine mode name are omitted.  For example, `(reg:SI 38)' is a `reg'
  33. expression with machine mode `SImode'.  If the mode is `VOIDmode', it
  34. is not written at all.
  35.    Here is a table of machine modes.  The term "byte" below refers to an
  36. object of `BITS_PER_UNIT' bits (*note Storage Layout::.).
  37. `QImode'
  38.      "Quarter-Integer" mode represents a single byte treated as an
  39.      integer.
  40. `HImode'
  41.      "Half-Integer" mode represents a two-byte integer.
  42. `PSImode'
  43.      "Partial Single Integer" mode represents an integer which occupies
  44.      four bytes but which doesn't really use all four.  On some
  45.      machines, this is the right mode to use for pointers.
  46. `SImode'
  47.      "Single Integer" mode represents a four-byte integer.
  48. `PDImode'
  49.      "Partial Double Integer" mode represents an integer which occupies
  50.      eight bytes but which doesn't really use all eight.  On some
  51.      machines, this is the right mode to use for certain pointers.
  52. `DImode'
  53.      "Double Integer" mode represents an eight-byte integer.
  54. `TImode'
  55.      "Tetra Integer" (?) mode represents a sixteen-byte integer.
  56. `SFmode'
  57.      "Single Floating" mode represents a single-precision (four byte)
  58.      floating point number.
  59. `DFmode'
  60.      "Double Floating" mode represents a double-precision (eight byte)
  61.      floating point number.
  62. `XFmode'
  63.      "Extended Floating" mode represents a triple-precision (twelve
  64.      byte) floating point number.  This mode is used for IEEE extended
  65.      floating point.
  66. `TFmode'
  67.      "Tetra Floating" mode represents a quadruple-precision (sixteen
  68.      byte) floating point number.
  69. `CCmode'
  70.      "Condition Code" mode represents the value of a condition code,
  71.      which is a machine-specific set of bits used to represent the
  72.      result of a comparison operation.  Other machine-specific modes
  73.      may also be used for the condition code.  These modes are not used
  74.      on machines that use `cc0' (see *note Condition Code::.).
  75. `BLKmode'
  76.      "Block" mode represents values that are aggregates to which none of
  77.      the other modes apply.  In RTL, only memory references can have
  78.      this mode, and only if they appear in string-move or vector
  79.      instructions.  On machines which have no such instructions,
  80.      `BLKmode' will not appear in RTL.
  81. `VOIDmode'
  82.      Void mode means the absence of a mode or an unspecified mode. For
  83.      example, RTL expressions of code `const_int' have mode `VOIDmode'
  84.      because they can be taken to have whatever mode the context
  85.      requires.  In debugging dumps of RTL, `VOIDmode' is expressed by
  86.      the absence of any mode.
  87. `SCmode, DCmode, XCmode, TCmode'
  88.      These modes stand for a complex number represented as a pair of
  89.      floating point values.  The values are in `SFmode', `DFmode',
  90.      `XFmode', and `TFmode', respectively.  Since C does not support
  91.      complex numbers, these machine modes are only partially
  92.      implemented.
  93.    The machine description defines `Pmode' as a C macro which expands
  94. into the machine mode used for addresses.  Normally this is the mode
  95. whose size is `BITS_PER_WORD', `SImode' on 32-bit machines.
  96.    The only modes which a machine description must support are
  97. `QImode', and the modes corresponding to `BITS_PER_WORD',
  98. `FLOAT_TYPE_SIZE' and `DOUBLE_TYPE_SIZE'. The compiler will attempt to
  99. use `DImode' for 8-byte structures and unions, but this can be
  100. prevented by overriding the definition of `MAX_FIXED_MODE_SIZE'. 
  101. Alternatively, you can have the compiler use `TImode' for 16-byte
  102. structures and unions.  Likewise, you can arrange for the C type `short
  103. int' to avoid using `HImode'.
  104.    Very few explicit references to machine modes remain in the compiler
  105. and these few references will soon be removed.  Instead, the machine
  106. modes are divided into mode classes.  These are represented by the
  107. enumeration type `enum mode_class' defined in `machmode.h'.  The
  108. possible mode classes are:
  109. `MODE_INT'
  110.      Integer modes.  By default these are `QImode', `HImode', `SImode',
  111.      `DImode', and `TImode'.
  112. `MODE_PARTIAL_INT'
  113.      The "partial integer" modes, `PSImode' and `PDImode'.
  114. `MODE_FLOAT'
  115.      floating point modes.  By default these are `SFmode', `DFmode',
  116.      `XFmode' and `TFmode'.
  117. `MODE_COMPLEX_INT'
  118.      Complex integer modes.  (These are not currently implemented).
  119. `MODE_COMPLEX_FLOAT'
  120.      Complex floating point modes.  By default these are `SCmode',
  121.      `DCmode', `XCmode', and `TCmode'.
  122. `MODE_FUNCTION'
  123.      Algol or Pascal function variables including a static chain.
  124.      (These are not currently implemented).
  125. `MODE_CC'
  126.      Modes representing condition code values.  These are `CCmode' plus
  127.      any modes listed in the `EXTRA_CC_MODES' macro.  *Note Jump
  128.      Patterns::, also see *Note Condition Code::.
  129. `MODE_RANDOM'
  130.      This is a catchall mode class for modes which don't fit into the
  131.      above classes.  Currently `VOIDmode' and `BLKmode' are in
  132.      `MODE_RANDOM'.
  133.    Here are some C macros that relate to machine modes:
  134. `GET_MODE (X)'
  135.      Returns the machine mode of the RTX X.
  136. `PUT_MODE (X, NEWMODE)'
  137.      Alters the machine mode of the RTX X to be NEWMODE.
  138. `NUM_MACHINE_MODES'
  139.      Stands for the number of machine modes available on the target
  140.      machine.  This is one greater than the largest numeric value of any
  141.      machine mode.
  142. `GET_MODE_NAME (M)'
  143.      Returns the name of mode M as a string.
  144. `GET_MODE_CLASS (M)'
  145.      Returns the mode class of mode M.
  146. `GET_MODE_WIDER_MODE (M)'
  147.      Returns the next wider natural mode.  E.g.,
  148.      `GET_WIDER_MODE(QImode)' returns `HImode'.
  149. `GET_MODE_SIZE (M)'
  150.      Returns the size in bytes of a datum of mode M.
  151. `GET_MODE_BITSIZE (M)'
  152.      Returns the size in bits of a datum of mode M.
  153. `GET_MODE_MASK (M)'
  154.      Returns a bitmask containing 1 for all bits in a word that fit
  155.      within mode M.  This macro can only be used for modes whose
  156.      bitsize is less than or equal to `HOST_BITS_PER_INT'.
  157. `GET_MODE_ALIGNMENT (M))'
  158.      Return the required alignment, in bits, for an object of mode M.
  159. `GET_MODE_UNIT_SIZE (M)'
  160.      Returns the size in bytes of the subunits of a datum of mode M.
  161.      This is the same as `GET_MODE_SIZE' except in the case of complex
  162.      modes.  For them, the unit size is the size of the real or
  163.      imaginary part.
  164. `GET_MODE_NUNITS (M)'
  165.      Returns the number of units contained in a mode, i.e.,
  166.      `GET_MODE_SIZE' divided by `GET_MODE_UNIT_SIZE'.
  167. `GET_CLASS_NARROWEST_MODE (C)'
  168.      Returns the narrowest mode in mode class C.
  169.    The global variables `byte_mode' and `word_mode' contain modes whose
  170. classes are `MODE_INT' and whose bitsizes are `BITS_PER_UNIT' or
  171. `BITS_PER_WORD', respectively.  On 32-bit machines, these are `QImode'
  172. and `SImode', respectively.
  173. File: gcc.info,  Node: Constants,  Next: Regs and Memory,  Prev: Machine Modes,  Up: RTL
  174. Constant Expression Types
  175. =========================
  176.    The simplest RTL expressions are those that represent constant
  177. values.
  178. `(const_int I)'
  179.      This type of expression represents the integer value I.  I is
  180.      customarily accessed with the macro `INTVAL' as in `INTVAL (EXP)',
  181.      which is equivalent to `XINT (EXP, 0)'.
  182.      Keep in mind that the result of `INTVAL' is an integer on the host
  183.      machine.  If the host machine has more bits in an `int' than the
  184.      target machine has in the mode in which the constant will be used,
  185.      then some of the bits you get from `INTVAL' will be superfluous. 
  186.      In many cases, for proper results, you must carefully disregard
  187.      the values of those bits.
  188.      There is only one expression object for the integer value zero; it
  189.      is the value of the variable `const0_rtx'.  Likewise, the only
  190.      expression for integer value one is found in `const1_rtx', the only
  191.      expression for integer value two is found in `const2_rtx', and the
  192.      only expression for integer value negative one is found in
  193.      `constm1_rtx'.  Any attempt to create an expression of code
  194.      `const_int' and value zero, one, two or negative one will return
  195.      `const0_rtx', `const1_rtx', `const2_rtx' or `constm1_rtx' as
  196.      appropriate.
  197.      Similarly, there is only one object for the integer whose value is
  198.      `STORE_FLAG_VALUE'.  It is found in `const_true_rtx'.  If
  199.      `STORE_FLAG_VALUE' is one, `const_true_rtx' and `const1_rtx' will
  200.      point to the same object.  If `STORE_FLAG_VALUE' is -1,
  201.      `const_true_rtx' and `constm1_rtx' will point to the same object.
  202. `(const_double:M ADDR I0 I1 ...)'
  203.      Represents either a floating-point constant of mode M or an
  204.      integer constant that is too large to fit into `HOST_BITS_PER_INT'
  205.      bits but small enough to fit within twice that number of bits (GNU
  206.      CC does not provide a mechanism to represent even larger
  207.      constants).  In the latter case, M will be `VOIDmode'.
  208.      ADDR is used to contain the `mem' expression that corresponds to
  209.      the location in memory that at which the constant can be found.  If
  210.      it has not been allocated a memory location, but is on the chain
  211.      of all `const_double' expressions in this compilation (maintained
  212.      using an undisplayed field), ADDR contains `const0_rtx'.  If it is
  213.      not on the chain, ADDR contains `cc0_rtx'.  ADDR is customarily
  214.      accessed with the macro `CONST_DOUBLE_MEM' and the chain field via
  215.      `CONST_DOUBLE_CHAIN'.
  216.      If M is `VOIDmode', the bits of the value are stored in I0 and I1.
  217.       I0 is customarily accessed with the macro `CONST_DOUBLE_LOW' and
  218.      I1 with `CONST_DOUBLE_HIGH'.
  219.      If the constant is floating point (either single or double
  220.      precision), then the number of integers used to store the value
  221.      depends on the size of `REAL_VALUE_TYPE' (*note
  222.      Cross-compilation::.).  The integers represent a `double'.  To
  223.      convert them to a `double', do
  224.           union real_extract u;
  225.           bcopy (&CONST_DOUBLE_LOW (x), &u, sizeof u);
  226.      and then refer to `u.d'.
  227.      The macro `CONST0_RTX (MODE)' refers to an expression with value 0
  228.      in mode MODE. If mode MODE is of mode class `MODE_INT', it returns
  229.      `const0_rtx'.  Otherwise, it returns a `CONST_DOUBLE' expression
  230.      in mode MODE.  Similarly, the macro `CONST1_RTX (MODE)' refers to
  231.      an expression with value 1 in mode MODE and similarly for
  232.      `CONST2_RTX'.
  233. `(const_string STR)'
  234.      Represents a constant string with value STR.  Currently this is
  235.      used only for insn attributes (*note Insn Attributes::.) since
  236.      constant strings in C are placed in memory.
  237. `(symbol_ref:MODE SYMBOL)'
  238.      Represents the value of an assembler label for data.  SYMBOL is a
  239.      string that describes the name of the assembler label.  If it
  240.      starts with a `*', the label is the rest of SYMBOL not including
  241.      the `*'.  Otherwise, the label is SYMBOL, usually prefixed with
  242.      `_'.
  243.      The `symbol_ref' contains a mode, which is usually `Pmode'.
  244.      Usually that is the only mode for which a symbol is directly valid.
  245. `(label_ref LABEL)'
  246.      Represents the value of an assembler label for code.  It contains
  247.      one operand, an expression, which must be a `code_label' that
  248.      appears in the instruction sequence to identify the place where
  249.      the label should go.
  250.      The reason for using a distinct expression type for code label
  251.      references is so that jump optimization can distinguish them.
  252. `(const:M EXP)'
  253.      Represents a constant that is the result of an assembly-time
  254.      arithmetic computation.  The operand, EXP, is an expression that
  255.      contains only constants (`const_int', `symbol_ref' and `label_ref'
  256.      expressions) combined with `plus' and `minus'.  However, not all
  257.      combinations are valid, since the assembler cannot do arbitrary
  258.      arithmetic on relocatable symbols.
  259.      M should be `Pmode'.
  260. `(high:M EXP)'
  261.      Represents the high-order bits of EXP, usually a `symbol_ref'. 
  262.      The number of bits is machine-dependent and is normally the number
  263.      of bits specified in an instruction that initializes the high
  264.      order bits of a register.  It is used with `lo_sum' to represent
  265.      the typical two-instruction sequence used in RISC machines to
  266.      reference a global memory location.
  267.      M should be `Pmode'.
  268. File: gcc.info,  Node: Regs and Memory,  Next: Arithmetic,  Prev: Constants,  Up: RTL
  269. Registers and Memory
  270. ====================
  271.    Here are the RTL expression types for describing access to machine
  272. registers and to main memory.
  273. `(reg:M N)'
  274.      For small values of the integer N (less than
  275.      `FIRST_PSEUDO_REGISTER'), this stands for a reference to machine
  276.      register number N: a "hard register".  For larger values of N, it
  277.      stands for a temporary value or "pseudo register". The compiler's
  278.      strategy is to generate code assuming an unlimited number of such
  279.      pseudo registers, and later convert them into hard registers or
  280.      into memory references.
  281.      M is the machine mode of the reference.  It is necessary because
  282.      machines can generally refer to each register in more than one
  283.      mode. For example, a register may contain a full word but there
  284.      may be instructions to refer to it as a half word or as a single
  285.      byte, as well as instructions to refer to it as a floating point
  286.      number of various precisions.
  287.      Even for a register that the machine can access in only one mode,
  288.      the mode must always be specified.
  289.      The symbol `FIRST_PSEUDO_REGISTER' is defined by the machine
  290.      description, since the number of hard registers on the machine is
  291.      an invariant characteristic of the machine.  Note, however, that
  292.      not all of the machine registers must be general registers.  All
  293.      the machine registers that can be used for storage of data are
  294.      given hard register numbers, even those that can be used only in
  295.      certain instructions or can hold only certain types of data.
  296.      A hard register may be accessed in various modes throughout one
  297.      function, but each pseudo register is given a natural mode and is
  298.      accessed only in that mode.  When it is necessary to describe an
  299.      access to a pseudo register using a nonnatural mode, a `subreg'
  300.      expression is used.
  301.      A `reg' expression with a machine mode that specifies more than
  302.      one word of data may actually stand for several consecutive
  303.      registers. If in addition the register number specifies a hardware
  304.      register, then it actually represents several consecutive hardware
  305.      registers starting with the specified one.
  306.      Each pseudo register number used in a function's RTL code is
  307.      represented by a unique `reg' expression.
  308.      Some pseudo register numbers, those within the range of
  309.      `FIRST_VIRTUAL_REGISTER' to `LAST_VIRTUAL_REGISTER' only appear
  310.      during the RTL generation phase and are eliminated before the
  311.      optimization phases.  These represent locations in the stack frame
  312.      that cannot be determined until RTL generation for the function
  313.      has been completed.  The following virtual register numbers are
  314.      defined:
  315.     `VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM'
  316.           This points to the first word of the incoming arguments
  317.           passed on the stack.  Normally these arguments are placed
  318.           there by the caller, but the callee may have pushed some
  319.           arguments that were previously passed in registers.
  320.           When RTL generation is complete, this virtual register is
  321.           replaced by the sum of the register given by
  322.           `ARG_POINTER_REGNUM' and the value of `FIRST_PARM_OFFSET'.
  323.     `VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM'
  324.           If `FRAME_GROWS_DOWNWARDS' is defined, this points to
  325.           immediately above the first variable on the stack. 
  326.           Otherwise, it points to the first variable on the stack.
  327.           It is replaced with the sum of the register given by
  328.           `FRAME_POINTER_REGNUM' and the value `STARTING_FRAME_OFFSET'.
  329.     `VIRTUAL_STACK_DYNAMIC_REGNUM'
  330.           This points to the location of dynamically allocated memory
  331.           on the stack immediately after the stack pointer has been
  332.           adjusted by the amount of memory desired.
  333.           It is replaced by the sum of the register given by
  334.           `STACK_POINTER_REGNUM' and the value `STACK_DYNAMIC_OFFSET'.
  335.     `VIRTUAL_OUTGOING_ARGS_REGNUM'
  336.           This points to the location in the stack at which outgoing
  337.           arguments should be written when the stack is pre-pushed
  338.           (arguments pushed using push insns should always use
  339.           `STACK_POINTER_REGNUM').
  340.           It is replaced by the sum of the register given by
  341.           `STACK_POINTER_REGNUM' and the value `STACK_POINTER_OFFSET'.
  342. `(subreg:M REG WORDNUM)'
  343.      `subreg' expressions are used to refer to a register in a machine
  344.      mode other than its natural one, or to refer to one register of a
  345.      multi-word `reg' that actually refers to several registers.
  346.      Each pseudo-register has a natural mode.  If it is necessary to
  347.      operate on it in a different mode--for example, to perform a
  348.      fullword move instruction on a pseudo-register that contains a
  349.      single byte--the pseudo-register must be enclosed in a `subreg'. 
  350.      In such a case, WORDNUM is zero.
  351.      Usually M is at least as narrow as the mode of REG, in which case
  352.      it is restricting consideration to only the bits of REG that are
  353.      in M.  However, sometimes M is wider than the mode of REG.  These
  354.      `subreg' expressions are often called "paradoxical".  They are
  355.      used in cases where we want to refer to an object in a wider mode
  356.      but do not care what value the additional bits have.  The reload
  357.      pass ensures that paradoxical references are only made to hard
  358.      registers.
  359.      The other use of `subreg' is to extract the individual registers of
  360.      a multi-register value.  Machine modes such as `DImode' and
  361.      `TImode' can indicate values longer than a word, values which
  362.      usually require two or more consecutive registers.  To access one
  363.      of the registers, use a `subreg' with mode `SImode' and a WORDNUM
  364.      that says which register.
  365.      The compilation parameter `WORDS_BIG_ENDIAN', if set to 1, says
  366.      that word number zero is the most significant part; otherwise, it
  367.      is the least significant part.
  368.      Between the combiner pass and the reload pass, it is possible to
  369.      have a paradoxical `subreg' which contains a `mem' instead of a
  370.      `reg' as its first operand.  After the reload pass, it is also
  371.      possible to have a non-paradoxical `subreg' which contains a
  372.      `mem'; this usually occurs when the `mem' is a stack slot which
  373.      replaced a pseudo register.
  374.      Note that it is not valid to access a `DFmode' value in `SFmode'
  375.      using a `subreg'.  On some machines the most significant part of a
  376.      `DFmode' value does not have the same format as a single-precision
  377.      floating value.
  378.      It is also not valid to access a single word of a multi-word value
  379.      in a hard register when less registers can hold the value than
  380.      would be expected from its size.  For example, some 32-bit
  381.      machines have floating-point registers that can hold an entire
  382.      `DFmode' value. If register 10 were such a register `(subreg:SI
  383.      (reg:DF 10) 1)' would be invalid because there is no way to
  384.      convert that reference to a single machine register.  The reload
  385.      pass prevents `subreg' expressions such as these from being formed.
  386.      The first operand of a `subreg' expression is customarily accessed
  387.      with the `SUBREG_REG' macro and the second operand is customarily
  388.      accessed with the `SUBREG_WORD' macro.
  389. `(scratch:M)'
  390.      This represents a scratch register that will be required for the
  391.      execution of a single instruction and not used subsequently.  It is
  392.      converted into a `reg' by either the local register allocator or
  393.      the reload pass.
  394.      `scratch' is usually present inside a `clobber' operation (*note
  395.      Side Effects::.).
  396. `(cc0)'
  397.      This refers to the machine's condition code register.  It has no
  398.      operands and may not have a machine mode.  There are two ways to
  399.      use it:
  400.         * To stand for a complete set of condition code flags.  This is
  401.           best on most machines, where each comparison sets the entire
  402.           series of flags.
  403.           With this technique, `(cc0)' may be validly used in only two
  404.           contexts: as the destination of an assignment (in test and
  405.           compare instructions) and in comparison operators comparing
  406.           against zero (`const_int' with value zero; that is to say,
  407.           `const0_rtx').
  408.         * To stand for a single flag that is the result of a single
  409.           condition. This is useful on machines that have only a single
  410.           flag bit, and in which comparison instructions must specify
  411.           the condition to test.
  412.           With this technique, `(cc0)' may be validly used in only two
  413.           contexts: as the destination of an assignment (in test and
  414.           compare instructions) where the source is a comparison
  415.           operator, and as the first operand of `if_then_else' (in a
  416.           conditional branch).
  417.      There is only one expression object of code `cc0'; it is the value
  418.      of the variable `cc0_rtx'.  Any attempt to create an expression of
  419.      code `cc0' will return `cc0_rtx'.
  420.      Instructions can set the condition code implicitly.  On many
  421.      machines, nearly all instructions set the condition code based on
  422.      the value that they compute or store.  It is not necessary to
  423.      record these actions explicitly in the RTL because the machine
  424.      description includes a prescription for recognizing the
  425.      instructions that do so (by means of the macro
  426.      `NOTICE_UPDATE_CC').  *Note Condition Code::.  Only instructions
  427.      whose sole purpose is to set the condition code, and instructions
  428.      that use the condition code, need mention `(cc0)'.
  429.      On some machines, the condition code register is given a register
  430.      number and a `reg' is used instead of `(cc0)'.  This is usually the
  431.      preferable approach if only a small subset of instructions modify
  432.      the condition code.  Other machines store condition codes in
  433.      general registers; in such cases a pseudo register should be used.
  434.      Some machines, such as the Sparc and RS/6000, have two sets of
  435.      arithmetic instructions, one that sets and one that does not set
  436.      the condition code.  This is best handled by normally generating
  437.      the instruction that does not set the condition code, and making a
  438.      pattern that both performs the arithmetic and sets the condition
  439.      code register (which would not be `(cc0)' in this case).  For
  440.      examples, search for `addcc' and `andcc' in `sparc.md'.
  441. `(pc)'
  442.      This represents the machine's program counter.  It has no operands
  443.      and may not have a machine mode.  `(pc)' may be validly used only
  444.      in certain specific contexts in jump instructions.
  445.      There is only one expression object of code `pc'; it is the value
  446.      of the variable `pc_rtx'.  Any attempt to create an expression of
  447.      code `pc' will return `pc_rtx'.
  448.      All instructions that do not jump alter the program counter
  449.      implicitly by incrementing it, but there is no need to mention
  450.      this in the RTL.
  451. `(mem:M ADDR)'
  452.      This RTX represents a reference to main memory at an address
  453.      represented by the expression ADDR.  M specifies how large a unit
  454.      of memory is accessed.
  455. File: gcc.info,  Node: Arithmetic,  Next: Comparisons,  Prev: Regs and Memory,  Up: RTL
  456. RTL Expressions for Arithmetic
  457. ==============================
  458.    Unless otherwise specified, all the operands of arithmetic
  459. expressions must be valid for mode M.  An operand is valid for mode M
  460. if it has mode M, or if it is a `const_int' or `const_double' and M is
  461. a mode of class `MODE_INT'.
  462.    For commutative binary operations, constants should be placed in the
  463. second operand.
  464. `(plus:M X Y)'
  465.      Represents the sum of the values represented by X and Y carried
  466.      out in machine mode M.
  467. `(lo_sum:M X Y)'
  468.      Like `plus', except that it represents that sum of X and the
  469.      low-order bits of Y.  The number of low order bits is
  470.      machine-dependent but is normally the number of bits in a `Pmode'
  471.      item minus the number of bits set by the `high' code (*note
  472.      Constants::.).
  473.      M should be `Pmode'.
  474. `(minus:M X Y)'
  475.      Like `plus' but represents subtraction.
  476. `(compare:M X Y)'
  477.      Represents the result of subtracting Y from X for purposes of
  478.      comparison.  The result is computed without overflow, as if with
  479.      infinite precision.
  480.      Of course, machines can't really subtract with infinite precision.
  481.      However, they can pretend to do so when only the sign of the
  482.      result will be used, which is the case when the result is stored
  483.      in the condition code.   And that is the only way this kind of
  484.      expression may validly be used: as a value to be stored in the
  485.      condition codes.
  486.      The mode M is not related to the modes of X and Y, but instead is
  487.      the mode of the condition code value.  If `(cc0)' is used, it is
  488.      `VOIDmode'.  Otherwise it is some mode in class `MODE_CC', often
  489.      `CCmode'.  *Note Condition Code::.
  490.      Normally, X and Y must have the same mode.  Otherwise, `compare'
  491.      is valid only if the mode of X is in class `MODE_INT' and Y is a
  492.      `const_int' or `const_double' with mode `VOIDmode'.  The mode of X
  493.      determines what mode the comparison is to be done in; thus it must
  494.      not be `VOIDmode'.
  495.      If one of the operands is a constant, it should be placed in the
  496.      second operand and the comparison code adjusted as appropriate.
  497.      A `compare' specifying two `VOIDmode' constants is not valid since
  498.      there is no way to know in what mode the comparison is to be
  499.      performed; the comparison must either be folded during the
  500.      compilation or the first operand must be loaded into a register
  501.      while its mode is still known.
  502. `(neg:M X)'
  503.      Represents the negation (subtraction from zero) of the value
  504.      represented by X, carried out in mode M.
  505. `(mult:M X Y)'
  506.      Represents the signed product of the values represented by X and Y
  507.      carried out in machine mode M.
  508.      Some machines support a multiplication that generates a product
  509.      wider than the operands.  Write the pattern for this as
  510.           (mult:M (sign_extend:M X) (sign_extend:M Y))
  511.      where M is wider than the modes of X and Y, which need not be the
  512.      same.
  513.      Write patterns for unsigned widening multiplication similarly using
  514.      `zero_extend'.
  515. `(div:M X Y)'
  516.      Represents the quotient in signed division of X by Y, carried out
  517.      in machine mode M.  If M is a floating point mode, it represents
  518.      the exact quotient; otherwise, the integerized quotient.
  519.      Some machines have division instructions in which the operands and
  520.      quotient widths are not all the same; you should represent such
  521.      instructions using `truncate' and `sign_extend' as in,
  522.           (truncate:M1 (div:M2 X (sign_extend:M2 Y)))
  523. `(udiv:M X Y)'
  524.      Like `div' but represents unsigned division.
  525. `(mod:M X Y)'
  526. `(umod:M X Y)'
  527.      Like `div' and `udiv' but represent the remainder instead of the
  528.      quotient.
  529. `(smin:M X Y)'
  530. `(smax:M X Y)'
  531.      Represents the smaller (for `smin') or larger (for `smax') of X
  532.      and Y, interpreted as signed integers in mode M.
  533. `(umin:M X Y)'
  534. `(umax:M X Y)'
  535.      Like `smin' and `smax', but the values are interpreted as unsigned
  536.      integers.
  537. `(not:M X)'
  538.      Represents the bitwise complement of the value represented by X,
  539.      carried out in mode M, which must be a fixed-point machine mode.
  540. `(and:M X Y)'
  541.      Represents the bitwise logical-and of the values represented by X
  542.      and Y, carried out in machine mode M, which must be a fixed-point
  543.      machine mode.
  544. `(ior:M X Y)'
  545.      Represents the bitwise inclusive-or of the values represented by X
  546.      and Y, carried out in machine mode M, which must be a fixed-point
  547.      mode.
  548. `(xor:M X Y)'
  549.      Represents the bitwise exclusive-or of the values represented by X
  550.      and Y, carried out in machine mode M, which must be a fixed-point
  551.      mode.
  552. `(ashift:M X C)'
  553.      Represents the result of arithmetically shifting X left by C
  554.      places.  X have mode M, a fixed-point machine mode.  C be a
  555.      fixed-point mode or be a constant with mode `VOIDmode'; which mode
  556.      is determined by the mode called for in the machine description
  557.      entry for the left-shift instruction.  For example, on the Vax,
  558.      the mode of C is `QImode' regardless of M.
  559. `(lshift:M X C)'
  560.      Like `ashift' but for logical left shift.  `ashift' and `lshift'
  561.      are identical operations; we customarily use `ashift' for both.
  562. `(lshiftrt:M X C)'
  563. `(ashiftrt:M X C)'
  564.      Like `lshift' and `ashift' but for right shift.  Unlike the case
  565.      for left shift, these two operations are distinct.
  566. `(rotate:M X C)'
  567. `(rotatert:M X C)'
  568.      Similar but represent left and right rotate.  If C is a constant,
  569.      use `rotate'.
  570. `(abs:M X)'
  571.      Represents the absolute value of X, computed in mode M.
  572. `(sqrt:M X)'
  573.      Represents the square root of X, computed in mode M. Most often M
  574.      will be a floating point mode.
  575. `(ffs:M X)'
  576.      Represents one plus the index of the least significant 1-bit in X,
  577.      represented as an integer of mode M.  (The value is zero if X is
  578.      zero.)  The mode of X need not be M; depending on the target
  579.      machine, various mode combinations may be valid.
  580. File: gcc.info,  Node: Comparisons,  Next: Bit Fields,  Prev: Arithmetic,  Up: RTL
  581. Comparison Operations
  582. =====================
  583.    Comparison operators test a relation on two operands and are
  584. considered to represent a machine-dependent nonzero value described by,
  585. but not necessarily equal to, `STORE_FLAG_VALUE' (*note Misc::.) if the
  586. relation holds, or zero if it does not.  The mode of the comparison
  587. operation is independent of the mode of the data being compared.  If
  588. the comparison operation is being tested (e.g., the first operand of an
  589. `if_then_else'), the mode must be `VOIDmode'. If the comparison
  590. operation is producing data to be stored in some variable, the mode
  591. must be in class `MODE_INT'.  All comparison operations producing data
  592. must use the same mode, which is machine-specific.
  593.    There are two ways that comparison operations may be used.  The
  594. comparison operators may be used to compare the condition codes `(cc0)'
  595. against zero, as in `(eq (cc0) (const_int 0))'.  Such a construct
  596. actually refers to the result of the preceding instruction in which the
  597. condition codes were set.  The instructing setting the condition code
  598. must be adjacent to the instruction using the condition code; only
  599. `note' insns may separate them.
  600.    Alternatively, a comparison operation may directly compare two data
  601. objects.  The mode of the comparison is determined by the operands; they
  602. must both be valid for a common machine mode.  A comparison with both
  603. operands constant would be invalid as the machine mode could not be
  604. deduced from it, but such a comparison should never exist in RTL due to
  605. constant folding.
  606.    In the example above, if `(cc0)' were last set to `(compare X Y)',
  607. the comparison operation is identical to `(eq X Y)'.  Usually only one
  608. style of comparisons is supported on a particular machine, but the
  609. combine pass will try to merge the operations to produce the `eq' shown
  610. in case it exists in the context of the particular insn involved.
  611.    Inequality comparisons come in two flavors, signed and unsigned. 
  612. Thus, there are distinct expression codes `gt' and `gtu' for signed and
  613. unsigned greater-than.  These can produce different results for the same
  614. pair of integer values: for example, 1 is signed greater-than -1 but not
  615. unsigned greater-than, because -1 when regarded as unsigned is actually
  616. `0xffffffff' which is greater than 1.
  617.    The signed comparisons are also used for floating point values. 
  618. Floating point comparisons are distinguished by the machine modes of
  619. the operands.
  620. `(eq:M X Y)'
  621.      1 if the values represented by X and Y are equal, otherwise 0.
  622. `(ne:M X Y)'
  623.      1 if the values represented by X and Y are not equal, otherwise 0.
  624. `(gt:M X Y)'
  625.      1 if the X is greater than Y.  If they are fixed-point, the
  626.      comparison is done in a signed sense.
  627. `(gtu:M X Y)'
  628.      Like `gt' but does unsigned comparison, on fixed-point numbers
  629.      only.
  630. `(lt:M X Y)'
  631. `(ltu:M X Y)'
  632.      Like `gt' and `gtu' but test for "less than".
  633. `(ge:M X Y)'
  634. `(geu:M X Y)'
  635.      Like `gt' and `gtu' but test for "greater than or equal".
  636. `(le:M X Y)'
  637. `(leu:M X Y)'
  638.      Like `gt' and `gtu' but test for "less than or equal".
  639. `(if_then_else COND THEN ELSE)'
  640.      This is not a comparison operation but is listed here because it is
  641.      always used in conjunction with a comparison operation.  To be
  642.      precise, COND is a comparison expression.  This expression
  643.      represents a choice, according to COND, between the value
  644.      represented by THEN and the one represented by ELSE.
  645.      On most machines, `if_then_else' expressions are valid only to
  646.      express conditional jumps.
  647. `(cond [TEST1 VALUE1 TEST2 VALUE2 ...] DEFAULT)'
  648.      Similar to `if_then_else', but more general.  Each of TEST1,
  649.      TEST2, ... is performed in turn.  The result of this expression is
  650.      the VALUE corresponding to the first non-zero test, or DEFAULT if
  651.      none of the tests are non-zero expressions.
  652.      This is currently not valid for instruction patterns and is
  653.      supported only for insn attributes.  *Note Insn Attributes::.
  654. File: gcc.info,  Node: Bit Fields,  Next: Conversions,  Prev: Comparisons,  Up: RTL
  655. Bit Fields
  656. ==========
  657.    Special expression codes exist to represent bit-field instructions.
  658. These types of expressions are lvalues in RTL; they may appear on the
  659. left side of an assignment, indicating insertion of a value into the
  660. specified bit field.
  661. `(sign_extract:M LOC SIZE POS)'
  662.      This represents a reference to a sign-extended bit field contained
  663.      or starting in LOC (a memory or register reference).  The bit field
  664.      is SIZE bits wide and starts at bit POS.  The compilation option
  665.      `BITS_BIG_ENDIAN' says which end of the memory unit POS counts
  666.      from.
  667.      If LOC is in memory, its mode must be a single-byte integer mode.
  668.      If LOC is in a register, the mode to use is specified by the
  669.      operand of the `insv' or `extv' pattern (*note Standard Names::.)
  670.      and is usually a full-word integer mode.
  671.      The mode of POS is machine-specific and is also specified in the
  672.      `insv' or `extv' pattern.
  673.      The mode M is the same as the mode that would be used for LOC if
  674.      it were a register.
  675. `(zero_extract:M LOC SIZE POS)'
  676.      Like `sign_extract' but refers to an unsigned or zero-extended bit
  677.      field.  The same sequence of bits are extracted, but they are
  678.      filled to an entire word with zeros instead of by sign-extension.
  679. File: gcc.info,  Node: Conversions,  Next: RTL Declarations,  Prev: Bit Fields,  Up: RTL
  680. Conversions
  681. ===========
  682.    All conversions between machine modes must be represented by
  683. explicit conversion operations.  For example, an expression which is
  684. the sum of a byte and a full word cannot be written as `(plus:SI
  685. (reg:QI 34) (reg:SI 80))' because the `plus' operation requires two
  686. operands of the same machine mode. Therefore, the byte-sized operand is
  687. enclosed in a conversion operation, as in
  688.      (plus:SI (sign_extend:SI (reg:QI 34)) (reg:SI 80))
  689.    The conversion operation is not a mere placeholder, because there
  690. may be more than one way of converting from a given starting mode to
  691. the desired final mode.  The conversion operation code says how to do
  692.    For all conversion operations, X must not be `VOIDmode' because the
  693. mode in which to do the conversion would not be known. The conversion
  694. must either be done at compile-time or X must be placed into a register.
  695. `(sign_extend:M X)'
  696.      Represents the result of sign-extending the value X to machine
  697.      mode M.  M must be a fixed-point mode and X a fixed-point value of
  698.      a mode narrower than M.
  699. `(zero_extend:M X)'
  700.      Represents the result of zero-extending the value X to machine
  701.      mode M.  M must be a fixed-point mode and X a fixed-point value of
  702.      a mode narrower than M.
  703. `(float_extend:M X)'
  704.      Represents the result of extending the value X to machine mode M. 
  705.      M must be a floating point mode and X a floating point value of a
  706.      mode narrower than M.
  707. `(truncate:M X)'
  708.      Represents the result of truncating the value X to machine mode M.
  709.       M must be a fixed-point mode and X a fixed-point value of a mode
  710.      wider than M.
  711. `(float_truncate:M X)'
  712.      Represents the result of truncating the value X to machine mode M.
  713.       M must be a floating point mode and X a floating point value of a
  714.      mode wider than M.
  715. `(float:M X)'
  716.      Represents the result of converting fixed point value X, regarded
  717.      as signed, to floating point mode M.
  718. `(unsigned_float:M X)'
  719.      Represents the result of converting fixed point value X, regarded
  720.      as unsigned, to floating point mode M.
  721. `(fix:M X)'
  722.      When M is a fixed point mode, represents the result of converting
  723.      floating point value X to mode M, regarded as signed.  How
  724.      rounding is done is not specified, so this operation may be used
  725.      validly in compiling C code only for integer-valued operands.
  726. `(unsigned_fix:M X)'
  727.      Represents the result of converting floating point value X to
  728.      fixed point mode M, regarded as unsigned.  How rounding is done is
  729.      not specified.
  730. `(fix:M X)'
  731.      When M is a floating point mode, represents the result of
  732.      converting floating point value X (valid for mode M) to an
  733.      integer, still represented in floating point mode M, by rounding
  734.      towards zero.
  735. File: gcc.info,  Node: RTL Declarations,  Next: Side Effects,  Prev: Conversions,  Up: RTL
  736. Declarations
  737. ============
  738.    Declaration expression codes do not represent arithmetic operations
  739. but rather state assertions about their operands.
  740. `(strict_low_part (subreg:M (reg:N R) 0))'
  741.      This expression code is used in only one context: operand 0 of a
  742.      `set' expression.  In addition, the operand of this expression
  743.      must be a non-paradoxical `subreg' expression.
  744.      The presence of `strict_low_part' says that the part of the
  745.      register which is meaningful in mode N, but is not part of mode M,
  746.      is not to be altered.  Normally, an assignment to such a subreg is
  747.      allowed to have undefined effects on the rest of the register when
  748.      M is less than a word.
  749.