home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ InfoMagic Source Code 1993 July / THE_SOURCE_CODE_CD_ROM.iso / msdos / djgpp / docs / gcc / rtl.tex < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1993-05-29  |  112.0 KB  |  2,796 lines

  1. @c Copyright (C) 1988, 1989, 1992 Free Software Foundation, Inc.
  2. @c This is part of the GCC manual.
  3. @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
  4.  
  5. @node RTL
  6. @chapter RTL Representation
  7. @cindex RTL representation
  8. @cindex representation of RTL
  9. @cindex Register Transfer Language (RTL)
  10.  
  11. Most of the work of the compiler is done on an intermediate representation
  12. called register transfer language.  In this language, the instructions to be
  13. output are described, pretty much one by one, in an algebraic form that
  14. describes what the instruction does.
  15.  
  16. RTL is inspired by Lisp lists.  It has both an internal form, made up of
  17. structures that point at other structures, and a textual form that is used
  18. in the machine description and in printed debugging dumps.  The textual
  19. form uses nested parentheses to indicate the pointers in the internal form.
  20.  
  21. @menu
  22. * RTL Objects::       Expressions vs vectors vs strings vs integers.
  23. * Accessors::         Macros to access expression operands or vector elts.
  24. * Flags::             Other flags in an RTL expression.
  25. * Machine Modes::     Describing the size and format of a datum.
  26. * Constants::         Expressions with constant values.
  27. * Regs and Memory::   Expressions representing register contents or memory.
  28. * Arithmetic::        Expressions representing arithmetic on other expressions.
  29. * Comparisons::       Expressions representing comparison of expressions.
  30. * Bit Fields::        Expressions representing bit-fields in memory or reg.
  31. * Conversions::       Extending, truncating, floating or fixing.
  32. * RTL Declarations::  Declaring volatility, constancy, etc.
  33. * Side Effects::      Expressions for storing in registers, etc.
  34. * Incdec::            Embedded side-effects for autoincrement addressing.
  35. * Assembler::         Representing @code{asm} with operands.
  36. * Insns::             Expression types for entire insns.
  37. * Calls::             RTL representation of function call insns.
  38. * Sharing::           Some expressions are unique; others *must* be copied.
  39. * Reading RTL::       Reading textual RTL from a file.
  40. @end menu
  41.  
  42. @node RTL Objects, Accessors, RTL, RTL
  43. @section RTL Object Types
  44. @cindex RTL object types
  45.  
  46. @cindex RTL integers
  47. @cindex RTL strings
  48. @cindex RTL vectors
  49. @cindex RTL expression
  50. @cindex RTX (See RTL)
  51. RTL uses five kinds of objects: expressions, integers, wide integers,
  52. strings and vectors.  Expressions are the most important ones.  An RTL
  53. expression (``RTX'', for short) is a C structure, but it is usually
  54. referred to with a pointer; a type that is given the typedef name
  55. @code{rtx}.
  56.  
  57. An integer is simply an @code{int}; their written form uses decimal digits.
  58. A wide integer is an integral object whose type is @code{HOST_WIDE_INT}
  59. (@pxref{Config}); their written form uses decimal digits.
  60.  
  61. A string is a sequence of characters.  In core it is represented as a
  62. @code{char *} in usual C fashion, and it is written in C syntax as well.
  63. However, strings in RTL may never be null.  If you write an empty string in
  64. a machine description, it is represented in core as a null pointer rather
  65. than as a pointer to a null character.  In certain contexts, these null
  66. pointers instead of strings are valid.  Within RTL code, strings are most
  67. commonly found inside @code{symbol_ref} expressions, but they appear in
  68. other contexts in the RTL expressions that make up machine descriptions.  
  69.  
  70. A vector contains an arbitrary number of pointers to expressions.  The
  71. number of elements in the vector is explicitly present in the vector.
  72. The written form of a vector consists of square brackets
  73. (@samp{[@dots{}]}) surrounding the elements, in sequence and with
  74. whitespace separating them.  Vectors of length zero are not created;
  75. null pointers are used instead.
  76.  
  77. @cindex expression codes
  78. @cindex codes, RTL expression
  79. @findex GET_CODE
  80. @findex PUT_CODE
  81. Expressions are classified by @dfn{expression codes} (also called RTX
  82. codes).  The expression code is a name defined in @file{rtl.def}, which is
  83. also (in upper case) a C enumeration constant.  The possible expression
  84. codes and their meanings are machine-independent.  The code of an RTX can
  85. be extracted with the macro @code{GET_CODE (@var{x})} and altered with
  86. @code{PUT_CODE (@var{x}, @var{newcode})}.
  87.  
  88. The expression code determines how many operands the expression contains,
  89. and what kinds of objects they are.  In RTL, unlike Lisp, you cannot tell
  90. by looking at an operand what kind of object it is.  Instead, you must know
  91. from its context---from the expression code of the containing expression.
  92. For example, in an expression of code @code{subreg}, the first operand is
  93. to be regarded as an expression and the second operand as an integer.  In
  94. an expression of code @code{plus}, there are two operands, both of which
  95. are to be regarded as expressions.  In a @code{symbol_ref} expression,
  96. there is one operand, which is to be regarded as a string.
  97.  
  98. Expressions are written as parentheses containing the name of the
  99. expression type, its flags and machine mode if any, and then the operands
  100. of the expression (separated by spaces).
  101.  
  102. Expression code names in the @samp{md} file are written in lower case,
  103. but when they appear in C code they are written in upper case.  In this
  104. manual, they are shown as follows: @code{const_int}.
  105.  
  106. @cindex (nil)
  107. @cindex nil
  108. In a few contexts a null pointer is valid where an expression is normally
  109. wanted.  The written form of this is @code{(nil)}.
  110.  
  111. @node Accessors, Flags, RTL Objects, RTL
  112. @section Access to Operands
  113. @cindex accessors
  114. @cindex access to operands
  115. @cindex operand access
  116.  
  117. @cindex RTL format
  118. For each expression type @file{rtl.def} specifies the number of
  119. contained objects and their kinds, with four possibilities: @samp{e} for
  120. expression (actually a pointer to an expression), @samp{i} for integer,
  121. @samp{w} for wide integer, @samp{s} for string, and @samp{E} for vector
  122. of expressions.  The sequence of letters for an expression code is
  123. called its @dfn{format}.  Thus, the format of @code{subreg} is
  124. @samp{ei}.@refill
  125.  
  126. @cindex RTL format characters
  127. A few other format characters are used occasionally:
  128.  
  129. @table @code
  130. @item u
  131. @samp{u} is equivalent to @samp{e} except that it is printed differently
  132. in debugging dumps.  It is used for pointers to insns.
  133.  
  134. @item n
  135. @samp{n} is equivalent to @samp{i} except that it is printed differently
  136. in debugging dumps.  It is used for the line number or code number of a
  137. @code{note} insn.
  138.  
  139. @item S
  140. @samp{S} indicates a string which is optional.  In the RTL objects in
  141. core, @samp{S} is equivalent to @samp{s}, but when the object is read,
  142. from an @samp{md} file, the string value of this operand may be omitted.
  143. An omitted string is taken to be the null string.
  144.  
  145. @item V
  146. @samp{V} indicates a vector which is optional.  In the RTL objects in
  147. core, @samp{V} is equivalent to @samp{E}, but when the object is read
  148. from an @samp{md} file, the vector value of this operand may be omitted.
  149. An omitted vector is effectively the same as a vector of no elements.
  150.  
  151. @item 0
  152. @samp{0} means a slot whose contents do not fit any normal category.
  153. @samp{0} slots are not printed at all in dumps, and are often used in
  154. special ways by small parts of the compiler.
  155. @end table
  156.  
  157. There are macros to get the number of operands, the format, and the
  158. class of an expression code:
  159.  
  160. @table @code
  161. @findex GET_RTX_LENGTH
  162. @item GET_RTX_LENGTH (@var{code})
  163. Number of operands of an RTX of code @var{code}.
  164.  
  165. @findex GET_RTX_FORMAT
  166. @item GET_RTX_FORMAT (@var{code})
  167. The format of an RTX of code @var{code}, as a C string.
  168.  
  169. @findex GET_RTX_CLASS
  170. @cindex classes of RTX codes
  171. @item GET_RTX_CLASS (@var{code})
  172. A single character representing the type of RTX operation that code
  173. @var{code} performs.
  174.  
  175. The following classes are defined:
  176.  
  177. @table @code
  178. @item o
  179. An RTX code that represents an actual object, such as @code{reg} or
  180. @code{mem}.  @code{subreg} is not in this class.
  181.  
  182. @item <
  183. An RTX code for a comparison.  The codes in this class are
  184. @code{NE}, @code{EQ}, @code{LE}, @code{LT}, @code{GE}, @code{GT},
  185. @code{LEU}, @code{LTU}, @code{GEU}, @code{GTU}.@refill
  186.  
  187. @item 1
  188. An RTX code for a unary arithmetic operation, such as @code{neg}.
  189.  
  190. @item c
  191. An RTX code for a commutative binary operation, other than @code{NE}
  192. and @code{EQ} (which have class @samp{<}).
  193.  
  194. @item 2
  195. An RTX code for a noncommutative binary operation, such as @code{MINUS}.
  196.  
  197. @c the following produces a very tiny overfull hbox.. one possible
  198. @c rewrite would be "...operation, such as either bish or baz."  --mew
  199. @c 27jan93 
  200. @item b
  201. An RTX code for a bitfield operation (@code{ZERO_EXTRACT} and
  202. @code{SIGN_EXTRACT}).
  203.  
  204. @item 3
  205. An RTX code for other three input operations, such as @code{IF_THEN_ELSE}.
  206.  
  207. @item i
  208. An RTX code for a machine insn (@code{INSN}, @code{JUMP_INSN}, and
  209. @code{CALL_INSN}).@refill
  210.  
  211. @item m
  212. An RTX code for something that matches in insns, such as @code{MATCH_DUP}.
  213.  
  214. @item x
  215. All other RTX codes.
  216. @end table
  217. @end table
  218.  
  219. @findex XEXP
  220. @findex XINT
  221. @findex XWINT
  222. @findex XSTR
  223. Operands of expressions are accessed using the macros @code{XEXP},
  224. @code{XINT}, @code{XWINT} and @code{XSTR}.  Each of these macros takes
  225. two arguments: an expression-pointer (RTX) and an operand number
  226. (counting from zero).  Thus,@refill
  227.  
  228. @example
  229. XEXP (@var{x}, 2)
  230. @end example
  231.  
  232. @noindent
  233. accesses operand 2 of expression @var{x}, as an expression.
  234.  
  235. @example
  236. XINT (@var{x}, 2)
  237. @end example
  238.  
  239. @noindent
  240. accesses the same operand as an integer.  @code{XSTR}, used in the same
  241. fashion, would access it as a string.
  242.  
  243. Any operand can be accessed as an integer, as an expression or as a string.
  244. You must choose the correct method of access for the kind of value actually
  245. stored in the operand.  You would do this based on the expression code of
  246. the containing expression.  That is also how you would know how many
  247. operands there are.
  248.  
  249. For example, if @var{x} is a @code{subreg} expression, you know that it has
  250. two operands which can be correctly accessed as @code{XEXP (@var{x}, 0)}
  251. and @code{XINT (@var{x}, 1)}.  If you did @code{XINT (@var{x}, 0)}, you
  252. would get the address of the expression operand but cast as an integer;
  253. that might occasionally be useful, but it would be cleaner to write
  254. @code{(int) XEXP (@var{x}, 0)}.  @code{XEXP (@var{x}, 1)} would also
  255. compile without error, and would return the second, integer operand cast as
  256. an expression pointer, which would probably result in a crash when
  257. accessed.  Nothing stops you from writing @code{XEXP (@var{x}, 28)} either,
  258. but this will access memory past the end of the expression with
  259. unpredictable results.@refill
  260.  
  261. Access to operands which are vectors is more complicated.  You can use the
  262. macro @code{XVEC} to get the vector-pointer itself, or the macros
  263. @code{XVECEXP} and @code{XVECLEN} to access the elements and length of a
  264. vector.
  265.  
  266. @table @code
  267. @findex XVEC
  268. @item XVEC (@var{exp}, @var{idx})
  269. Access the vector-pointer which is operand number @var{idx} in @var{exp}.
  270.  
  271. @findex XVECLEN
  272. @item XVECLEN (@var{exp}, @var{idx})
  273. Access the length (number of elements) in the vector which is
  274. in operand number @var{idx} in @var{exp}.  This value is an @code{int}.
  275.  
  276. @findex XVECEXP
  277. @item XVECEXP (@var{exp}, @var{idx}, @var{eltnum})
  278. Access element number @var{eltnum} in the vector which is
  279. in operand number @var{idx} in @var{exp}.  This value is an RTX.
  280.  
  281. It is up to you to make sure that @var{eltnum} is not negative
  282. and is less than @code{XVECLEN (@var{exp}, @var{idx})}.
  283. @end table
  284.  
  285. All the macros defined in this section expand into lvalues and therefore
  286. can be used to assign the operands, lengths and vector elements as well as
  287. to access them.
  288.  
  289. @node Flags, Machine Modes, Accessors, RTL
  290. @section Flags in an RTL Expression
  291. @cindex flags in RTL expression
  292.  
  293. RTL expressions contain several flags (one-bit bit-fields) that are used
  294. in certain types of expression.  Most often they are accessed with the
  295. following macros:
  296.  
  297. @table @code
  298. @findex MEM_VOLATILE_P
  299. @cindex @code{mem} and @samp{/v}
  300. @cindex @code{volatil}, in @code{mem}
  301. @cindex @samp{/v} in RTL dump
  302. @item MEM_VOLATILE_P (@var{x})
  303. In @code{mem} expressions, nonzero for volatile memory references.
  304. Stored in the @code{volatil} field and printed as @samp{/v}.
  305.  
  306. @findex MEM_IN_STRUCT_P
  307. @cindex @code{mem} and @samp{/s}
  308. @cindex @code{in_struct}, in @code{mem}
  309. @cindex @samp{/s} in RTL dump
  310. @item MEM_IN_STRUCT_P (@var{x})
  311. In @code{mem} expressions, nonzero for reference to an entire
  312. structure, union or array, or to a component of one.  Zero for
  313. references to a scalar variable or through a pointer to a scalar.
  314. Stored in the @code{in_struct} field and printed as @samp{/s}.
  315.  
  316. @findex REG_LOOP_TEST_P
  317. @cindex @code{reg} and @samp{/s}
  318. @cindex @code{in_struct}, in @code{reg}
  319. @item REG_LOOP_TEST_P
  320. In @code{reg} expressions, nonzero if this register's entire life is
  321. contained in the exit test code for some loop.  Stored in the
  322. @code{in_struct} field and printed as @samp{/s}.
  323.  
  324. @findex REG_USERVAR_P 
  325. @cindex @code{reg} and @samp{/v}
  326. @cindex @code{volatil}, in @code{reg}
  327. @item REG_USERVAR_P (@var{x})
  328. In a @code{reg}, nonzero if it corresponds to a variable present in
  329. the user's source code.  Zero for temporaries generated internally by
  330. the compiler.  Stored in the @code{volatil} field and printed as
  331. @samp{/v}.
  332.  
  333. @cindex @samp{/i} in RTL dump
  334. @findex REG_FUNCTION_VALUE_P 
  335. @cindex @code{reg} and @samp{/i}
  336. @cindex @code{integrated}, in @code{reg}
  337. @item REG_FUNCTION_VALUE_P (@var{x})
  338. Nonzero in a @code{reg} if it is the place in which this function's
  339. value is going to be returned.  (This happens only in a hard
  340. register.)  Stored in the @code{integrated} field and printed as
  341. @samp{/i}.
  342.  
  343. The same hard register may be used also for collecting the values of
  344. functions called by this one, but @code{REG_FUNCTION_VALUE_P} is zero
  345. in this kind of use.
  346.  
  347. @findex SUBREG_PROMOTED_VAR_P
  348. @cindex @code{subreg} and @samp{/s}
  349. @cindex @code{in_struct}, in @code{subreg}
  350. @item SUBREG_PROMOTED_VAR_P
  351. Nonzero in a @code{subreg} if it was made when accessing an object that
  352. was promoted to a wider mode in accord with the @code{PROMOTED_MODE} machine
  353. description macro (@pxref{Storage Layout}).  In this case, the mode of
  354. the @code{subreg} is the declared mode of the object and the mode of
  355. @code{SUBREG_REG} is the mode of the register that holds the object.
  356. Promoted variables are always either sign- or zero-extended to the wider
  357. mode on every assignment.  Stored in the @code{in_struct} field and
  358. printed as @samp{/s}.
  359.  
  360. @findex SUBREG_PROMOTED_UNSIGNED_P
  361. @cindex @code{subreg} and @samp{/u}
  362. @cindex @code{unchanging}, in @code{subreg}
  363. @item SUBREG_PROMOTED_UNSIGNED_P
  364. Nonzero in a @code{subreg} that has @code{SUBREG_PROMOTED_VAR_P} nonzero
  365. if the object being referenced is kept zero-extended and zero if it
  366. is kept sign-extended.  Stored in the @code{unchanging} field and
  367. printed as @samp{/u}.
  368.  
  369. @findex RTX_UNCHANGING_P 
  370. @cindex @code{reg} and @samp{/u}
  371. @cindex @code{mem} and @samp{/u}
  372. @cindex @code{unchanging}, in @code{reg} and @code{mem}
  373. @cindex @samp{/u} in RTL dump
  374. @item RTX_UNCHANGING_P (@var{x})
  375. Nonzero in a @code{reg} or @code{mem} if the value is not changed.
  376. (This flag is not set for memory references via pointers to constants.
  377. Such pointers only guarantee that the object will not be changed
  378. explicitly by the current function.  The object might be changed by
  379. other functions or by aliasing.)  Stored in the
  380. @code{unchanging} field and printed as @samp{/u}.
  381.  
  382. @findex RTX_INTEGRATED_P 
  383. @cindex @code{integrated}, in @code{insn}
  384. @item RTX_INTEGRATED_P (@var{insn})
  385. Nonzero in an insn if it resulted from an in-line function call.
  386. Stored in the @code{integrated} field and printed as @samp{/i}.  This
  387. may be deleted; nothing currently depends on it.
  388.  
  389. @findex SYMBOL_REF_USED
  390. @cindex @code{used}, in @code{symbol_ref}
  391. @item SYMBOL_REF_USED (@var{x})
  392. In a @code{symbol_ref}, indicates that @var{x} has been used.  This is
  393. normally only used to ensure that @var{x} is only declared external
  394. once.  Stored in the @code{used} field.
  395.  
  396. @findex SYMBOL_REF_FLAG
  397. @cindex @code{symbol_ref} and @samp{/v}
  398. @cindex @code{volatil}, in @code{symbol_ref}
  399. @item SYMBOL_REF_FLAG (@var{x})
  400. In a @code{symbol_ref}, this is used as a flag for machine-specific purposes.
  401. Stored in the @code{volatil} field and printed as @samp{/v}.
  402.  
  403. @findex LABEL_OUTSIDE_LOOP_P
  404. @cindex @code{label_ref} and @samp{/s}
  405. @cindex @code{in_struct}, in @code{label_ref}
  406. @item LABEL_OUTSIDE_LOOP_P
  407. In @code{label_ref} expressions, nonzero if this is a reference to a
  408. label that is outside the innermost loop containing the reference to the
  409. label.  Stored in the @code{in_struct} field and printed as @samp{/s}.
  410.  
  411. @findex INSN_DELETED_P 
  412. @cindex @code{volatil}, in @code{insn}
  413. @item INSN_DELETED_P (@var{insn})
  414. In an insn, nonzero if the insn has been deleted.  Stored in the
  415. @code{volatil} field and printed as @samp{/v}.
  416.  
  417. @findex INSN_ANNULLED_BRANCH_P
  418. @cindex @code{insn} and @samp{/u}
  419. @cindex @code{unchanging}, in @code{insn}
  420. @item INSN_ANNULLED_BRANCH_P (@var{insn})
  421. In an @code{insn} in the delay slot of a branch insn, indicates that an
  422. annulling branch should be used.  See the discussion under
  423. @code{sequence} below.  Stored in the @code{unchanging} field and printed
  424. as @samp{/u}.
  425.  
  426. @findex INSN_FROM_TARGET_P
  427. @cindex @code{insn} and @samp{/s}
  428. @cindex @code{in_struct}, in @code{insn}
  429. @cindex @samp{/s} in RTL dump
  430. @item INSN_FROM_TARGET_P (@var{insn})
  431. In an @code{insn} in a delay slot of a branch, indicates that the insn
  432. is from the target of the branch.  If the branch insn has
  433. @code{INSN_ANNULLED_BRANCH_P} set, this insn should only be executed if
  434. the branch is taken.  For annulled branches with this bit clear, the
  435. insn should be executed only if the branch is not taken.  Stored in the
  436. @code{in_struct} field and printed as @samp{/s}.
  437.  
  438. @findex CONSTANT_POOL_ADDRESS_P 
  439. @cindex @code{symbol_ref} and @samp{/u}
  440. @cindex @code{unchanging}, in @code{symbol_ref}
  441. @item CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (@var{x})
  442. Nonzero in a @code{symbol_ref} if it refers to part of the current
  443. function's ``constants pool''.  These are addresses close to the
  444. beginning of the function, and GNU CC assumes they can be addressed
  445. directly (perhaps with the help of base registers).  Stored in the
  446. @code{unchanging} field and printed as @samp{/u}.
  447.  
  448. @findex CONST_CALL_P
  449. @cindex @code{call_insn} and @samp{/u}
  450. @cindex @code{unchanging}, in @code{call_insn}
  451. @item CONST_CALL_P (@var{x})
  452. In a @code{call_insn}, indicates that the insn represents a call to a const
  453. function.  Stored in the @code{unchanging} field and printed as @samp{/u}.
  454.  
  455. @findex LABEL_PRESERVE_P
  456. @cindex @code{code_label} and @samp{/i}
  457. @cindex @code{in_struct}, in @code{code_label}
  458. @item LABEL_PRESERVE_P (@var{x})
  459. In a @code{code_label}, indicates that the label can never be deleted.
  460. Labels referenced by a non-local goto will have this bit set.  Stored
  461. in the @code{in_struct} field and printed as @samp{/s}.
  462.  
  463. @findex SCHED_GROUP_P
  464. @cindex @code{insn} and @samp{/i}
  465. @cindex @code{in_struct}, in @code{insn}
  466. @item SCHED_GROUP_P (@var{insn})
  467. During instruction scheduling, in an insn, indicates that the previous insn
  468. must be scheduled together with this insn.  This is used to ensure that
  469. certain groups of instructions will not be split up by the instruction
  470. scheduling pass, for example, @code{use} insns before a @code{call_insn} may
  471. not be separated from the @code{call_insn}.  Stored in the @code{in_struct}
  472. field and printed as @samp{/s}.
  473. @end table
  474.  
  475. These are the fields which the above macros refer to:
  476.  
  477. @table @code
  478. @findex used
  479. @item used
  480. Normally, this flag is used only momentarily, at the end of RTL
  481. generation for a function, to count the number of times an expression
  482. appears in insns.  Expressions that appear more than once are copied,
  483. according to the rules for shared structure (@pxref{Sharing}).
  484.  
  485. In a @code{symbol_ref}, it indicates that an external declaration for
  486. the symbol has already been written.
  487.  
  488. In a @code{reg}, it is used by the leaf register renumbering code to ensure
  489. that each register is only renumbered once.
  490.  
  491. @findex volatil
  492. @item volatil
  493. This flag is used in @code{mem}, @code{symbol_ref} and @code{reg}
  494. expressions and in insns.  In RTL dump files, it is printed as
  495. @samp{/v}.
  496.  
  497. @cindex volatile memory references
  498. In a @code{mem} expression, it is 1 if the memory reference is volatile.
  499. Volatile memory references may not be deleted, reordered or combined.
  500.  
  501. In a @code{symbol_ref} expression, it is used for machine-specific 
  502. purposes.
  503.  
  504. In a @code{reg} expression, it is 1 if the value is a user-level variable.
  505. 0 indicates an internal compiler temporary.
  506.  
  507. In an insn, 1 means the insn has been deleted.
  508.  
  509. @findex in_struct
  510. @item in_struct
  511. In @code{mem} expressions, it is 1 if the memory datum referred to is
  512. all or part of a structure or array; 0 if it is (or might be) a scalar
  513. variable.  A reference through a C pointer has 0 because the pointer
  514. might point to a scalar variable.  This information allows the compiler
  515. to determine something about possible cases of aliasing.
  516.  
  517. In an insn in the delay slot of a branch, 1 means that this insn is from
  518. the target of the branch.
  519.  
  520. During instruction scheduling, in an insn, 1 means that this insn must be
  521. scheduled as part of a group together with the previous insn.
  522.  
  523. In @code{reg} expressions, it is 1 if the register has its entire life
  524. contained within the test expression of some loopl.
  525.  
  526. In @code{subreg} expressions, 1 means that the @code{subreg} is accessing
  527. an object that has had its mode promoted from a wider mode.
  528.  
  529. In @code{label_ref} expressions, 1 means that the referenced label is
  530. outside the innermost loop containing the insn in which the @code{label_ref}
  531. was found.
  532.  
  533. In @code{code_label} expressions, it is 1 if the label may never be deleted.
  534. This is used for labels which are the target of non-local gotos.
  535.  
  536. In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/s}.
  537.  
  538. @findex unchanging
  539. @item unchanging
  540. In @code{reg} and @code{mem} expressions, 1 means
  541. that the value of the expression never changes.
  542.  
  543. In @code{subreg} expressions, it is 1 if the @code{subreg} references an
  544. unsigned object whose mode has been promoted to a wider mode.
  545.  
  546. In an insn, 1 means that this is an annulling branch.
  547.  
  548. In a @code{symbol_ref} expression, 1 means that this symbol addresses
  549. something in the per-function constants pool.
  550.  
  551. In a @code{call_insn}, 1 means that this instruction is a call to a
  552. const function.
  553.  
  554. In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/u}.
  555.  
  556. @findex integrated
  557. @item integrated
  558. In some kinds of expressions, including insns, this flag means the
  559. rtl was produced by procedure integration.
  560.  
  561. In a @code{reg} expression, this flag indicates the register
  562. containing the value to be returned by the current function.  On
  563. machines that pass parameters in registers, the same register number
  564. may be used for parameters as well, but this flag is not set on such
  565. uses.
  566. @end table
  567.  
  568. @node Machine Modes, Constants, Flags, RTL
  569. @section Machine Modes
  570. @cindex machine modes
  571.  
  572. @findex enum machine_mode
  573. A machine mode describes a size of data object and the representation used
  574. for it.  In the C code, machine modes are represented by an enumeration
  575. type, @code{enum machine_mode}, defined in @file{machmode.def}.  Each RTL
  576. expression has room for a machine mode and so do certain kinds of tree
  577. expressions (declarations and types, to be precise).
  578.  
  579. In debugging dumps and machine descriptions, the machine mode of an RTL
  580. expression is written after the expression code with a colon to separate
  581. them.  The letters @samp{mode} which appear at the end of each machine mode
  582. name are omitted.  For example, @code{(reg:SI 38)} is a @code{reg}
  583. expression with machine mode @code{SImode}.  If the mode is
  584. @code{VOIDmode}, it is not written at all.
  585.  
  586. Here is a table of machine modes.  The term ``byte'' below refers to an
  587. object of @code{BITS_PER_UNIT} bits (@pxref{Storage Layout}).
  588.  
  589. @table @code
  590. @findex QImode
  591. @item QImode
  592. ``Quarter-Integer'' mode represents a single byte treated as an integer.
  593.  
  594. @findex HImode
  595. @item HImode
  596. ``Half-Integer'' mode represents a two-byte integer.
  597.  
  598. @findex PSImode
  599. @item PSImode
  600. ``Partial Single Integer'' mode represents an integer which occupies
  601. four bytes but which doesn't really use all four.  On some machines,
  602. this is the right mode to use for pointers.
  603.  
  604. @findex SImode
  605. @item SImode
  606. ``Single Integer'' mode represents a four-byte integer.
  607.  
  608. @findex PDImode
  609. @item PDImode
  610. ``Partial Double Integer'' mode represents an integer which occupies
  611. eight bytes but which doesn't really use all eight.  On some machines,
  612. this is the right mode to use for certain pointers.
  613.  
  614. @findex DImode
  615. @item DImode
  616. ``Double Integer'' mode represents an eight-byte integer.
  617.  
  618. @findex TImode
  619. @item TImode
  620. ``Tetra Integer'' (?) mode represents a sixteen-byte integer.
  621.  
  622. @findex SFmode
  623. @item SFmode
  624. ``Single Floating'' mode represents a single-precision (four byte) floating
  625. point number.
  626.  
  627. @findex DFmode
  628. @item DFmode
  629. ``Double Floating'' mode represents a double-precision (eight byte) floating
  630. point number.
  631.  
  632. @findex XFmode
  633. @item XFmode
  634. ``Extended Floating'' mode represents a triple-precision (twelve byte)
  635. floating point number.  This mode is used for IEEE extended floating
  636. point.
  637.  
  638. @findex TFmode
  639. @item TFmode
  640. ``Tetra Floating'' mode represents a quadruple-precision (sixteen byte)
  641. floating point number.
  642.  
  643. @findex CCmode
  644. @item CCmode
  645. ``Condition Code'' mode represents the value of a condition code, which
  646. is a machine-specific set of bits used to represent the result of a
  647. comparison operation.  Other machine-specific modes may also be used for
  648. the condition code.  These modes are not used on machines that use
  649. @code{cc0} (see @pxref{Condition Code}).
  650.  
  651. @findex BLKmode
  652. @item BLKmode
  653. ``Block'' mode represents values that are aggregates to which none of
  654. the other modes apply.  In RTL, only memory references can have this mode,
  655. and only if they appear in string-move or vector instructions.  On machines
  656. which have no such instructions, @code{BLKmode} will not appear in RTL.
  657.  
  658. @findex VOIDmode
  659. @item VOIDmode
  660. Void mode means the absence of a mode or an unspecified mode.
  661. For example, RTL expressions of code @code{const_int} have mode
  662. @code{VOIDmode} because they can be taken to have whatever mode the context
  663. requires.  In debugging dumps of RTL, @code{VOIDmode} is expressed by
  664. the absence of any mode.
  665.  
  666. @findex SCmode
  667. @findex DCmode
  668. @findex XCmode
  669. @findex TCmode
  670. @item SCmode, DCmode, XCmode, TCmode
  671. These modes stand for a complex number represented as a pair of
  672. floating point values.  The values are in @code{SFmode}, @code{DFmode},
  673. @code{XFmode}, and @code{TFmode}, respectively.  Since C does not
  674. support complex numbers, these machine modes are only partially
  675. implemented.
  676. @end table
  677.  
  678. The machine description defines @code{Pmode} as a C macro which expands
  679. into the machine mode used for addresses.  Normally this is the mode
  680. whose size is @code{BITS_PER_WORD}, @code{SImode} on 32-bit machines.
  681.  
  682. The only modes which a machine description @i{must} support are
  683. @code{QImode}, and the modes corresponding to @code{BITS_PER_WORD},
  684. @code{FLOAT_TYPE_SIZE} and @code{DOUBLE_TYPE_SIZE}.
  685. The compiler will attempt to use @code{DImode} for 8-byte structures and
  686. unions, but this can be prevented by overriding the definition of
  687. @code{MAX_FIXED_MODE_SIZE}.  Alternatively, you can have the compiler
  688. use @code{TImode} for 16-byte structures and unions.  Likewise, you can
  689. arrange for the C type @code{short int} to avoid using @code{HImode}.
  690.  
  691. @cindex mode classes
  692. Very few explicit references to machine modes remain in the compiler and
  693. these few references will soon be removed.  Instead, the machine modes
  694. are divided into mode classes.  These are represented by the enumeration
  695. type @code{enum mode_class} defined in @file{machmode.h}.  The possible
  696. mode classes are:
  697.  
  698. @table @code
  699. @findex MODE_INT
  700. @item MODE_INT
  701. Integer modes.  By default these are @code{QImode}, @code{HImode},
  702. @code{SImode}, @code{DImode}, and @code{TImode}.
  703.  
  704. @findex MODE_PARTIAL_INT
  705. @item MODE_PARTIAL_INT
  706. The ``partial integer'' modes, @code{PSImode} and @code{PDImode}.
  707.  
  708. @findex MODE_FLOAT
  709. @item MODE_FLOAT
  710. floating point modes.  By default these are @code{SFmode}, @code{DFmode},
  711. @code{XFmode} and @code{TFmode}.
  712.  
  713. @findex MODE_COMPLEX_INT
  714. @item MODE_COMPLEX_INT
  715. Complex integer modes.  (These are not currently implemented).
  716.  
  717. @findex MODE_COMPLEX_FLOAT
  718. @item MODE_COMPLEX_FLOAT
  719. Complex floating point modes.  By default these are @code{SCmode},
  720. @code{DCmode}, @code{XCmode}, and @code{TCmode}.
  721.  
  722. @findex MODE_FUNCTION
  723. @item MODE_FUNCTION
  724. Algol or Pascal function variables including a static chain.
  725. (These are not currently implemented).
  726.  
  727. @findex MODE_CC
  728. @item MODE_CC
  729. Modes representing condition code values.  These are @code{CCmode} plus
  730. any modes listed in the @code{EXTRA_CC_MODES} macro.  @xref{Jump Patterns},
  731. also see @ref{Condition Code}.
  732.  
  733. @findex MODE_RANDOM
  734. @item MODE_RANDOM
  735. This is a catchall mode class for modes which don't fit into the above
  736. classes.  Currently @code{VOIDmode} and @code{BLKmode} are in
  737. @code{MODE_RANDOM}.
  738. @end table
  739.  
  740. Here are some C macros that relate to machine modes:
  741.  
  742. @table @code
  743. @findex GET_MODE
  744. @item GET_MODE (@var{x})
  745. Returns the machine mode of the RTX @var{x}.
  746.  
  747. @findex PUT_MODE
  748. @item PUT_MODE (@var{x}, @var{newmode})
  749. Alters the machine mode of the RTX @var{x} to be @var{newmode}.
  750.  
  751. @findex NUM_MACHINE_MODES
  752. @item NUM_MACHINE_MODES
  753. Stands for the number of machine modes available on the target
  754. machine.  This is one greater than the largest numeric value of any
  755. machine mode.
  756.  
  757. @findex GET_MODE_NAME
  758. @item GET_MODE_NAME (@var{m})
  759. Returns the name of mode @var{m} as a string.
  760.  
  761. @findex GET_MODE_CLASS
  762. @item GET_MODE_CLASS (@var{m})
  763. Returns the mode class of mode @var{m}.
  764.  
  765. @findex GET_MODE_WIDER_MODE
  766. @item GET_MODE_WIDER_MODE (@var{m})
  767. Returns the next wider natural mode.  For example, the macro
  768. @code{GET_WIDER_MODE(QImode)} returns @code{HImode}.
  769.  
  770. @findex GET_MODE_SIZE
  771. @item GET_MODE_SIZE (@var{m})
  772. Returns the size in bytes of a datum of mode @var{m}.
  773.  
  774. @findex GET_MODE_BITSIZE
  775. @item GET_MODE_BITSIZE (@var{m})
  776. Returns the size in bits of a datum of mode @var{m}.
  777.  
  778. @findex GET_MODE_MASK
  779. @item GET_MODE_MASK (@var{m})
  780. Returns a bitmask containing 1 for all bits in a word that fit within
  781. mode @var{m}.  This macro can only be used for modes whose bitsize is
  782. less than or equal to @code{HOST_BITS_PER_INT}.
  783.  
  784. @findex GET_MODE_ALIGNMENT
  785. @item GET_MODE_ALIGNMENT (@var{m)})
  786. Return the required alignment, in bits, for an object of mode @var{m}.
  787.  
  788. @findex GET_MODE_UNIT_SIZE
  789. @item GET_MODE_UNIT_SIZE (@var{m})
  790. Returns the size in bytes of the subunits of a datum of mode @var{m}.
  791. This is the same as @code{GET_MODE_SIZE} except in the case of complex
  792. modes.  For them, the unit size is the size of the real or imaginary
  793. part.
  794.  
  795. @findex GET_MODE_NUNITS
  796. @item GET_MODE_NUNITS (@var{m})
  797. Returns the number of units contained in a mode, i.e.,
  798. @code{GET_MODE_SIZE} divided by @code{GET_MODE_UNIT_SIZE}.
  799.  
  800. @findex GET_CLASS_NARROWEST_MODE
  801. @item GET_CLASS_NARROWEST_MODE (@var{c})
  802. Returns the narrowest mode in mode class @var{c}.
  803. @end table
  804.  
  805. @findex byte_mode
  806. @findex word_mode
  807. @c following produces an overfull.. any ideas.. --mew 27jan93
  808. The global variables @code{byte_mode} and @code{word_mode} contain modes
  809. whose classes are @code{MODE_INT} and whose bitsizes are either
  810. @code{BITS_PER_UNIT} or @code{BITS_PER_WORD}, respectively.  On 32-bit
  811. machines, these are @code{QImode} and @code{SImode}, respectively.
  812.  
  813. @node Constants, Regs and Memory, Machine Modes, RTL
  814. @section Constant Expression Types
  815. @cindex RTL constants
  816. @cindex RTL constant expression types
  817.  
  818. The simplest RTL expressions are those that represent constant values.
  819.  
  820. @table @code
  821. @findex const_int
  822. @item (const_int @var{i})
  823. This type of expression represents the integer value @var{i}.  @var{i}
  824. is customarily accessed with the macro @code{INTVAL} as in
  825. @code{INTVAL (@var{exp})}, which is equivalent to @code{XWINT (@var{exp}, 0)}.
  826.  
  827. @findex const0_rtx
  828. @findex const1_rtx
  829. @findex const2_rtx
  830. @findex constm1_rtx
  831. There is only one expression object for the integer value zero; it is
  832. the value of the variable @code{const0_rtx}.  Likewise, the only
  833. expression for integer value one is found in @code{const1_rtx}, the only
  834. expression for integer value two is found in @code{const2_rtx}, and the
  835. only expression for integer value negative one is found in
  836. @code{constm1_rtx}.  Any attempt to create an expression of code
  837. @code{const_int} and value zero, one, two or negative one will return
  838. @code{const0_rtx}, @code{const1_rtx}, @code{const2_rtx} or
  839. @code{constm1_rtx} as appropriate.@refill
  840.  
  841. @findex const_true_rtx
  842. Similarly, there is only one object for the integer whose value is
  843. @code{STORE_FLAG_VALUE}.  It is found in @code{const_true_rtx}.  If
  844. @code{STORE_FLAG_VALUE} is one, @code{const_true_rtx} and
  845. @code{const1_rtx} will point to the same object.  If
  846. @code{STORE_FLAG_VALUE} is -1, @code{const_true_rtx} and
  847. @code{constm1_rtx} will point to the same object.@refill
  848.  
  849. @findex const_double
  850. @item (const_double:@var{m} @var{addr} @var{i0} @var{i1} @dots{})
  851. Represents either a floating-point constant of mode @var{m} or an
  852. integer constant too large to fit into @code{HOST_BITS_PER_WIDE_INT}
  853. bits but small enough to fit within twice that number of bits (GNU CC
  854. does not provide a mechanism to represent even larger constants).  In
  855. the latter case, @var{m} will be @code{VOIDmode}.
  856.  
  857. @findex CONST_DOUBLE_MEM
  858. @findex CONST_DOUBLE_CHAIN
  859. @var{addr} is used to contain the @code{mem} expression that corresponds
  860. to the location in memory that at which the constant can be found.  If
  861. it has not been allocated a memory location, but is on the chain of all
  862. @code{const_double} expressions in this compilation (maintained using an
  863. undisplayed field), @var{addr} contains @code{const0_rtx}.  If it is not
  864. on the chain, @var{addr} contains @code{cc0_rtx}.  @var{addr} is
  865. customarily accessed with the macro @code{CONST_DOUBLE_MEM} and the
  866. chain field via @code{CONST_DOUBLE_CHAIN}.@refill
  867.  
  868. @findex CONST_DOUBLE_LOW
  869. If @var{m} is @code{VOIDmode}, the bits of the value are stored in
  870. @var{i0} and @var{i1}.  @var{i0} is customarily accessed with the macro
  871. @code{CONST_DOUBLE_LOW} and @var{i1} with @code{CONST_DOUBLE_HIGH}.
  872.  
  873. If the constant is floating point (regardless of its precision), then
  874. the number of integers used to store the value depends on the size of
  875. @code{REAL_VALUE_TYPE} (@pxref{Cross-compilation}).  The integers
  876. represent a floating point number, but not precisely in the target
  877. machine's or host machine's floating point format.  To convert them to
  878. the precise bit pattern used by the target machine, use the macro
  879. @code{REAL_VALUE_TO_TARGET_DOUBLE} and friends (@pxref{Data Output}).
  880.  
  881. @findex CONST0_RTX
  882. @findex CONST1_RTX
  883. @findex CONST2_RTX
  884. The macro @code{CONST0_RTX (@var{mode})} refers to an expression with
  885. value 0 in mode @var{mode}.  If mode @var{mode} is of mode class
  886. @code{MODE_INT}, it returns @code{const0_rtx}.  Otherwise, it returns a
  887. @code{CONST_DOUBLE} expression in mode @var{mode}.  Similarly, the macro
  888. @code{CONST1_RTX (@var{mode})} refers to an expression with value 1 in
  889. mode @var{mode} and similarly for @code{CONST2_RTX}.
  890.  
  891. @findex const_string
  892. @item (const_string @var{str})
  893. Represents a constant string with value @var{str}.  Currently this is
  894. used only for insn attributes (@pxref{Insn Attributes}) since constant
  895. strings in C are placed in memory.
  896.  
  897. @findex symbol_ref
  898. @item (symbol_ref:@var{mode} @var{symbol})
  899. Represents the value of an assembler label for data.  @var{symbol} is
  900. a string that describes the name of the assembler label.  If it starts
  901. with a @samp{*}, the label is the rest of @var{symbol} not including
  902. the @samp{*}.  Otherwise, the label is @var{symbol}, usually prefixed
  903. with @samp{_}.
  904.  
  905. The @code{symbol_ref} contains a mode, which is usually @code{Pmode}.
  906. Usually that is the only mode for which a symbol is directly valid.
  907.  
  908. @findex label_ref
  909. @item (label_ref @var{label})
  910. Represents the value of an assembler label for code.  It contains one
  911. operand, an expression, which must be a @code{code_label} that appears
  912. in the instruction sequence to identify the place where the label
  913. should go.
  914.  
  915. The reason for using a distinct expression type for code label
  916. references is so that jump optimization can distinguish them.
  917.  
  918. @item (const:@var{m} @var{exp})
  919. Represents a constant that is the result of an assembly-time
  920. arithmetic computation.  The operand, @var{exp}, is an expression that
  921. contains only constants (@code{const_int}, @code{symbol_ref} and
  922. @code{label_ref} expressions) combined with @code{plus} and
  923. @code{minus}.  However, not all combinations are valid, since the
  924. assembler cannot do arbitrary arithmetic on relocatable symbols.
  925.  
  926. @var{m} should be @code{Pmode}.
  927.  
  928. @findex high
  929. @item (high:@var{m} @var{exp})
  930. Represents the high-order bits of @var{exp}, usually a
  931. @code{symbol_ref}.  The number of bits is machine-dependent and is
  932. normally the number of bits specified in an instruction that initializes
  933. the high order bits of a register.  It is used with @code{lo_sum} to
  934. represent the typical two-instruction sequence used in RISC machines to
  935. reference a global memory location.
  936.  
  937. @var{m} should be @code{Pmode}.
  938. @end table
  939.  
  940. @node Regs and Memory, Arithmetic, Constants, RTL
  941. @section Registers and Memory
  942. @cindex RTL register expressions
  943. @cindex RTL memory expressions
  944.  
  945. Here are the RTL expression types for describing access to machine
  946. registers and to main memory.
  947.  
  948. @table @code
  949. @findex reg
  950. @cindex hard registers
  951. @cindex pseudo registers
  952. @item (reg:@var{m} @var{n})
  953. For small values of the integer @var{n} (those that are less than
  954. @code{FIRST_PSEUDO_REGISTER}), this stands for a reference to machine
  955. register number @var{n}: a @dfn{hard register}.  For larger values of
  956. @var{n}, it stands for a temporary value or @dfn{pseudo register}.
  957. The compiler's strategy is to generate code assuming an unlimited
  958. number of such pseudo registers, and later convert them into hard
  959. registers or into memory references.
  960.  
  961. @var{m} is the machine mode of the reference.  It is necessary because
  962. machines can generally refer to each register in more than one mode.
  963. For example, a register may contain a full word but there may be
  964. instructions to refer to it as a half word or as a single byte, as
  965. well as instructions to refer to it as a floating point number of
  966. various precisions.
  967.  
  968. Even for a register that the machine can access in only one mode,
  969. the mode must always be specified.
  970.  
  971. The symbol @code{FIRST_PSEUDO_REGISTER} is defined by the machine
  972. description, since the number of hard registers on the machine is an
  973. invariant characteristic of the machine.  Note, however, that not
  974. all of the machine registers must be general registers.  All the
  975. machine registers that can be used for storage of data are given
  976. hard register numbers, even those that can be used only in certain
  977. instructions or can hold only certain types of data.
  978.  
  979. A hard register may be accessed in various modes throughout one
  980. function, but each pseudo register is given a natural mode
  981. and is accessed only in that mode.  When it is necessary to describe
  982. an access to a pseudo register using a nonnatural mode, a @code{subreg}
  983. expression is used.
  984.  
  985. A @code{reg} expression with a machine mode that specifies more than
  986. one word of data may actually stand for several consecutive registers.
  987. If in addition the register number specifies a hardware register, then
  988. it actually represents several consecutive hardware registers starting
  989. with the specified one.
  990.  
  991. Each pseudo register number used in a function's RTL code is
  992. represented by a unique @code{reg} expression.
  993.  
  994. @findex FIRST_VIRTUAL_REGISTER
  995. @findex LAST_VIRTUAL_REGISTER
  996. Some pseudo register numbers, those within the range of
  997. @code{FIRST_VIRTUAL_REGISTER} to @code{LAST_VIRTUAL_REGISTER} only
  998. appear during the RTL generation phase and are eliminated before the
  999. optimization phases.  These represent locations in the stack frame that
  1000. cannot be determined until RTL generation for the function has been
  1001. completed.  The following virtual register numbers are defined:
  1002.  
  1003. @table @code
  1004. @findex VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM
  1005. @item VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM
  1006. This points to the first word of the incoming arguments passed on the
  1007. stack.  Normally these arguments are placed there by the caller, but the
  1008. callee may have pushed some arguments that were previously passed in
  1009. registers.
  1010.  
  1011. @cindex @code{FIRST_PARM_OFFSET} and virtual registers
  1012. @cindex @code{ARG_POINTER_REGNUM} and virtual registers
  1013. When RTL generation is complete, this virtual register is replaced
  1014. by the sum of the register given by @code{ARG_POINTER_REGNUM} and the
  1015. value of @code{FIRST_PARM_OFFSET}.
  1016.  
  1017. @findex VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM
  1018. @cindex @code{FRAME_GROWS_DOWNWARD} and virtual registers
  1019. @item VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM
  1020. If @code{FRAME_GROWS_DOWNWARDS} is defined, this points to immediately
  1021. above the first variable on the stack.  Otherwise, it points to the
  1022. first variable on the stack.
  1023.  
  1024. @cindex @code{STARTING_FRAME_OFFSET} and virtual registers
  1025. @cindex @code{FRAME_POINTER_REGNUM} and virtual registers
  1026. @code{VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM} is replaced with the sum of the
  1027. register given by @code{FRAME_POINTER_REGNUM} and the value
  1028. @code{STARTING_FRAME_OFFSET}.
  1029.  
  1030. @findex VIRTUAL_STACK_DYNAMIC_REGNUM
  1031. @item VIRTUAL_STACK_DYNAMIC_REGNUM
  1032. This points to the location of dynamically allocated memory on the stack
  1033. immediately after the stack pointer has been adjusted by the amount of
  1034. memory desired.
  1035.  
  1036. @cindex @code{STACK_DYNAMIC_OFFSET} and virtual registers
  1037. @cindex @code{STACK_POINTER_REGNUM} and virtual registers
  1038. This virtual register is replaced by the sum of the register given by
  1039. @code{STACK_POINTER_REGNUM} and the value @code{STACK_DYNAMIC_OFFSET}.
  1040.  
  1041. @findex VIRTUAL_OUTGOING_ARGS_REGNUM
  1042. @item VIRTUAL_OUTGOING_ARGS_REGNUM
  1043. This points to the location in the stack at which outgoing arguments
  1044. should be written when the stack is pre-pushed (arguments pushed using
  1045. push insns should always use @code{STACK_POINTER_REGNUM}).
  1046.  
  1047. @cindex @code{STACK_POINTER_OFFSET} and virtual registers
  1048. This virtual register is replaced by the sum of the register given by
  1049. @code{STACK_POINTER_REGNUM} and the value @code{STACK_POINTER_OFFSET}.
  1050. @end table
  1051.  
  1052. @findex subreg
  1053. @item (subreg:@var{m} @var{reg} @var{wordnum})
  1054. @code{subreg} expressions are used to refer to a register in a machine
  1055. mode other than its natural one, or to refer to one register of
  1056. a multi-word @code{reg} that actually refers to several registers.
  1057.  
  1058. Each pseudo-register has a natural mode.  If it is necessary to
  1059. operate on it in a different mode---for example, to perform a fullword
  1060. move instruction on a pseudo-register that contains a single
  1061. byte---the pseudo-register must be enclosed in a @code{subreg}.  In
  1062. such a case, @var{wordnum} is zero.
  1063.  
  1064. Usually @var{m} is at least as narrow as the mode of @var{reg}, in which
  1065. case it is restricting consideration to only the bits of @var{reg} that
  1066. are in @var{m}.  However, sometimes @var{m} is wider than the mode of
  1067. @var{reg}.  These @code{subreg} expressions are often called
  1068. @dfn{paradoxical}.  They are used in cases where we want to refer to an
  1069. object in a wider mode but do not care what value the additional bits
  1070. have.  The reload pass ensures that paradoxical references are only
  1071. made to hard registers.
  1072.  
  1073. The other use of @code{subreg} is to extract the individual registers of
  1074. a multi-register value.  Machine modes such as @code{DImode} and
  1075. @code{TImode} can indicate values longer than a word, values which
  1076. usually require two or more consecutive registers.  To access one of the
  1077. registers, use a @code{subreg} with mode @code{SImode} and a
  1078. @var{wordnum} that says which register.
  1079.  
  1080. @cindex @code{WORDS_BIG_ENDIAN}, effect on @code{subreg}
  1081. The compilation parameter @code{WORDS_BIG_ENDIAN}, if set to 1, says
  1082. that word number zero is the most significant part; otherwise, it is
  1083. the least significant part.
  1084.  
  1085. @cindex combiner pass
  1086. @cindex reload pass
  1087. @cindex @code{subreg}, special reload handling
  1088. Between the combiner pass and the reload pass, it is possible to have a
  1089. paradoxical @code{subreg} which contains a @code{mem} instead of a
  1090. @code{reg} as its first operand.  After the reload pass, it is also
  1091. possible to have a non-paradoxical @code{subreg} which contains a
  1092. @code{mem}; this usually occurs when the @code{mem} is a stack slot
  1093. which replaced a pseudo register.
  1094.  
  1095. Note that it is not valid to access a @code{DFmode} value in @code{SFmode}
  1096. using a @code{subreg}.  On some machines the most significant part of a
  1097. @code{DFmode} value does not have the same format as a single-precision
  1098. floating value.
  1099.  
  1100. It is also not valid to access a single word of a multi-word value in a
  1101. hard register when less registers can hold the value than would be
  1102. expected from its size.  For example, some 32-bit machines have
  1103. floating-point registers that can hold an entire @code{DFmode} value.
  1104. If register 10 were such a register @code{(subreg:SI (reg:DF 10) 1)}
  1105. would be invalid because there is no way to convert that reference to
  1106. a single machine register.  The reload pass prevents @code{subreg}
  1107. expressions such as these from being formed.
  1108.  
  1109. @findex SUBREG_REG
  1110. @findex SUBREG_WORD
  1111. The first operand of a @code{subreg} expression is customarily accessed 
  1112. with the @code{SUBREG_REG} macro and the second operand is customarily
  1113. accessed with the @code{SUBREG_WORD} macro.
  1114.  
  1115. @findex scratch
  1116. @cindex scratch operands
  1117. @item (scratch:@var{m})
  1118. This represents a scratch register that will be required for the
  1119. execution of a single instruction and not used subsequently.  It is
  1120. converted into a @code{reg} by either the local register allocator or
  1121. the reload pass.
  1122.  
  1123. @code{scratch} is usually present inside a @code{clobber} operation
  1124. (@pxref{Side Effects}).
  1125.  
  1126. @findex cc0
  1127. @cindex condition code register
  1128. @item (cc0)
  1129. This refers to the machine's condition code register.  It has no
  1130. operands and may not have a machine mode.  There are two ways to use it:
  1131.  
  1132. @itemize @bullet
  1133. @item
  1134. To stand for a complete set of condition code flags.  This is best on
  1135. most machines, where each comparison sets the entire series of flags.
  1136.  
  1137. With this technique, @code{(cc0)} may be validly used in only two
  1138. contexts: as the destination of an assignment (in test and compare
  1139. instructions) and in comparison operators comparing against zero
  1140. (@code{const_int} with value zero; that is to say, @code{const0_rtx}).
  1141.  
  1142. @item
  1143. To stand for a single flag that is the result of a single condition.
  1144. This is useful on machines that have only a single flag bit, and in
  1145. which comparison instructions must specify the condition to test.
  1146.  
  1147. With this technique, @code{(cc0)} may be validly used in only two
  1148. contexts: as the destination of an assignment (in test and compare
  1149. instructions) where the source is a comparison operator, and as the
  1150. first operand of @code{if_then_else} (in a conditional branch).
  1151. @end itemize
  1152.  
  1153. @findex cc0_rtx
  1154. There is only one expression object of code @code{cc0}; it is the
  1155. value of the variable @code{cc0_rtx}.  Any attempt to create an
  1156. expression of code @code{cc0} will return @code{cc0_rtx}.
  1157.  
  1158. Instructions can set the condition code implicitly.  On many machines,
  1159. nearly all instructions set the condition code based on the value that
  1160. they compute or store.  It is not necessary to record these actions
  1161. explicitly in the RTL because the machine description includes a
  1162. prescription for recognizing the instructions that do so (by means of
  1163. the macro @code{NOTICE_UPDATE_CC}).  @xref{Condition Code}.  Only
  1164. instructions whose sole purpose is to set the condition code, and
  1165. instructions that use the condition code, need mention @code{(cc0)}.
  1166.  
  1167. On some machines, the condition code register is given a register number
  1168. and a @code{reg} is used instead of @code{(cc0)}.  This is usually the
  1169. preferable approach if only a small subset of instructions modify the
  1170. condition code.  Other machines store condition codes in general
  1171. registers; in such cases a pseudo register should be used.
  1172.  
  1173. Some machines, such as the Sparc and RS/6000, have two sets of
  1174. arithmetic instructions, one that sets and one that does not set the
  1175. condition code.  This is best handled by normally generating the
  1176. instruction that does not set the condition code, and making a pattern
  1177. that both performs the arithmetic and sets the condition code register
  1178. (which would not be @code{(cc0)} in this case).  For examples, search
  1179. for @samp{addcc} and @samp{andcc} in @file{sparc.md}.
  1180.  
  1181. @findex pc
  1182. @item (pc)
  1183. @cindex program counter
  1184. This represents the machine's program counter.  It has no operands and
  1185. may not have a machine mode.  @code{(pc)} may be validly used only in
  1186. certain specific contexts in jump instructions.
  1187.  
  1188. @findex pc_rtx
  1189. There is only one expression object of code @code{pc}; it is the value
  1190. of the variable @code{pc_rtx}.  Any attempt to create an expression of
  1191. code @code{pc} will return @code{pc_rtx}.
  1192.  
  1193. All instructions that do not jump alter the program counter implicitly
  1194. by incrementing it, but there is no need to mention this in the RTL.
  1195.  
  1196. @findex mem
  1197. @item (mem:@var{m} @var{addr})
  1198. This RTX represents a reference to main memory at an address
  1199. represented by the expression @var{addr}.  @var{m} specifies how large
  1200. a unit of memory is accessed.
  1201. @end table
  1202.  
  1203. @node Arithmetic, Comparisons, Regs and Memory, RTL
  1204. @section RTL Expressions for Arithmetic
  1205. @cindex arithmetic, in RTL
  1206. @cindex math, in RTL
  1207. @cindex RTL expressions for arithmetic
  1208.  
  1209. Unless otherwise specified, all the operands of arithmetic expressions
  1210. must be valid for mode @var{m}.  An operand is valid for mode @var{m}
  1211. if it has mode @var{m}, or if it is a @code{const_int} or
  1212. @code{const_double} and @var{m} is a mode of class @code{MODE_INT}.
  1213.  
  1214. For commutative binary operations, constants should be placed in the
  1215. second operand.
  1216.  
  1217. @table @code
  1218. @findex plus
  1219. @cindex RTL addition
  1220. @cindex RTL sum
  1221. @item (plus:@var{m} @var{x} @var{y})
  1222. Represents the sum of the values represented by @var{x} and @var{y}
  1223. carried out in machine mode @var{m}. 
  1224.  
  1225. @findex lo_sum
  1226. @item (lo_sum:@var{m} @var{x} @var{y})
  1227. Like @code{plus}, except that it represents that sum of @var{x} and the
  1228. low-order bits of @var{y}.  The number of low order bits is
  1229. machine-dependent but is normally the number of bits in a @code{Pmode}
  1230. item minus the number of bits set by the @code{high} code
  1231. (@pxref{Constants}).
  1232.  
  1233. @var{m} should be @code{Pmode}.
  1234.  
  1235. @findex minus
  1236. @cindex RTL subtraction
  1237. @cindex RTL difference
  1238. @item (minus:@var{m} @var{x} @var{y})
  1239. Like @code{plus} but represents subtraction.
  1240.  
  1241. @findex compare
  1242. @cindex RTL comparison
  1243. @item (compare:@var{m} @var{x} @var{y})
  1244. Represents the result of subtracting @var{y} from @var{x} for purposes
  1245. of comparison.  The result is computed without overflow, as if with
  1246. infinite precision.
  1247.  
  1248. Of course, machines can't really subtract with infinite precision.
  1249. However, they can pretend to do so when only the sign of the
  1250. result will be used, which is the case when the result is stored
  1251. in the condition code.   And that is the only way this kind of expression
  1252. may validly be used: as a value to be stored in the condition codes.
  1253.  
  1254. The mode @var{m} is not related to the modes of @var{x} and @var{y},
  1255. but instead is the mode of the condition code value.  If @code{(cc0)}
  1256. is used, it is @code{VOIDmode}.  Otherwise it is some mode in class
  1257. @code{MODE_CC}, often @code{CCmode}.  @xref{Condition Code}.
  1258.  
  1259. Normally, @var{x} and @var{y} must have the same mode.  Otherwise,
  1260. @code{compare} is valid only if the mode of @var{x} is in class
  1261. @code{MODE_INT} and @var{y} is a @code{const_int} or
  1262. @code{const_double} with mode @code{VOIDmode}.  The mode of @var{x}
  1263. determines what mode the comparison is to be done in; thus it must not
  1264. be @code{VOIDmode}.
  1265.  
  1266. If one of the operands is a constant, it should be placed in the
  1267. second operand and the comparison code adjusted as appropriate.  
  1268.  
  1269. A @code{compare} specifying two @code{VOIDmode} constants is not valid
  1270. since there is no way to know in what mode the comparison is to be
  1271. performed; the comparison must either be folded during the compilation
  1272. or the first operand must be loaded into a register while its mode is
  1273. still known.
  1274.  
  1275. @findex neg
  1276. @item (neg:@var{m} @var{x})
  1277. Represents the negation (subtraction from zero) of the value represented
  1278. by @var{x}, carried out in mode @var{m}.
  1279.  
  1280. @findex mult
  1281. @cindex multiplication
  1282. @cindex product
  1283. @item (mult:@var{m} @var{x} @var{y})
  1284. Represents the signed product of the values represented by @var{x} and
  1285. @var{y} carried out in machine mode @var{m}.
  1286.  
  1287. Some machines support a multiplication that generates a product wider
  1288. than the operands.  Write the pattern for this as
  1289.  
  1290. @example
  1291. (mult:@var{m} (sign_extend:@var{m} @var{x}) (sign_extend:@var{m} @var{y}))
  1292. @end example
  1293.  
  1294. where @var{m} is wider than the modes of @var{x} and @var{y}, which need
  1295. not be the same.
  1296.  
  1297. Write patterns for unsigned widening multiplication similarly using
  1298. @code{zero_extend}.
  1299.  
  1300. @findex div
  1301. @cindex division
  1302. @cindex signed division
  1303. @cindex quotient
  1304. @item (div:@var{m} @var{x} @var{y})
  1305. Represents the quotient in signed division of @var{x} by @var{y},
  1306. carried out in machine mode @var{m}.  If @var{m} is a floating point
  1307. mode, it represents the exact quotient; otherwise, the integerized
  1308. quotient.
  1309.  
  1310. Some machines have division instructions in which the operands and
  1311. quotient widths are not all the same; you should represent 
  1312. such instructions using @code{truncate} and @code{sign_extend} as in,
  1313.  
  1314. @example
  1315. (truncate:@var{m1} (div:@var{m2} @var{x} (sign_extend:@var{m2} @var{y})))
  1316. @end example
  1317.  
  1318. @findex udiv
  1319. @cindex unsigned division
  1320. @cindex division
  1321. @item (udiv:@var{m} @var{x} @var{y})
  1322. Like @code{div} but represents unsigned division.
  1323.  
  1324. @findex mod
  1325. @findex umod
  1326. @cindex remainder
  1327. @cindex division
  1328. @item (mod:@var{m} @var{x} @var{y})
  1329. @itemx (umod:@var{m} @var{x} @var{y})
  1330. Like @code{div} and @code{udiv} but represent the remainder instead of
  1331. the quotient.
  1332.  
  1333. @findex smin
  1334. @findex smax
  1335. @cindex signed minimum
  1336. @cindex signed maximum
  1337. @item (smin:@var{m} @var{x} @var{y})
  1338. @itemx (smax:@var{m} @var{x} @var{y})
  1339. Represents the smaller (for @code{smin}) or larger (for @code{smax}) of
  1340. @var{x} and @var{y}, interpreted as signed integers in mode @var{m}.
  1341.  
  1342. @findex umin
  1343. @findex umax
  1344. @cindex unsigned minimum and maximum
  1345. @item (umin:@var{m} @var{x} @var{y})
  1346. @itemx (umax:@var{m} @var{x} @var{y})
  1347. Like @code{smin} and @code{smax}, but the values are interpreted as unsigned
  1348. integers.
  1349.  
  1350. @findex not
  1351. @cindex complement, bitwise
  1352. @cindex bitwise complement
  1353. @item (not:@var{m} @var{x})
  1354. Represents the bitwise complement of the value represented by @var{x},
  1355. carried out in mode @var{m}, which must be a fixed-point machine mode.
  1356.  
  1357. @findex and
  1358. @cindex logical-and, bitwise
  1359. @cindex bitwise logical-and
  1360. @item (and:@var{m} @var{x} @var{y})
  1361. Represents the bitwise logical-and of the values represented by
  1362. @var{x} and @var{y}, carried out in machine mode @var{m}, which must be
  1363. a fixed-point machine mode.
  1364.  
  1365. @findex ior
  1366. @cindex inclusive-or, bitwise
  1367. @cindex bitwise inclusive-or
  1368. @item (ior:@var{m} @var{x} @var{y})
  1369. Represents the bitwise inclusive-or of the values represented by @var{x}
  1370. and @var{y}, carried out in machine mode @var{m}, which must be a
  1371. fixed-point mode.
  1372.  
  1373. @findex xor
  1374. @cindex exclusive-or, bitwise
  1375. @cindex bitwise exclusive-or
  1376. @item (xor:@var{m} @var{x} @var{y})
  1377. Represents the bitwise exclusive-or of the values represented by @var{x}
  1378. and @var{y}, carried out in machine mode @var{m}, which must be a
  1379. fixed-point mode.
  1380.  
  1381. @findex ashift
  1382. @cindex left shift
  1383. @cindex shift
  1384. @cindex arithmetic shift
  1385. @item (ashift:@var{m} @var{x} @var{c})
  1386. Represents the result of arithmetically shifting @var{x} left by @var{c}
  1387. places.  @var{x} have mode @var{m}, a fixed-point machine mode.  @var{c}
  1388. be a fixed-point mode or be a constant with mode @code{VOIDmode}; which
  1389. mode is determined by the mode called for in the machine description
  1390. entry for the left-shift instruction.  For example, on the Vax, the mode
  1391. of @var{c} is @code{QImode} regardless of @var{m}.
  1392.  
  1393. @findex lshift
  1394. @cindex left shift
  1395. @cindex logical shift
  1396. @item (lshift:@var{m} @var{x} @var{c})
  1397. Like @code{ashift} but for logical left shift.  @code{ashift} and
  1398. @code{lshift} are identical operations; we customarily use @code{ashift}
  1399. for both.
  1400.  
  1401. @findex lshiftrt
  1402. @cindex right shift
  1403. @findex ashiftrt
  1404. @item (lshiftrt:@var{m} @var{x} @var{c})
  1405. @itemx (ashiftrt:@var{m} @var{x} @var{c})
  1406. Like @code{lshift} and @code{ashift} but for right shift.  Unlike
  1407. the case for left shift, these two operations are distinct.
  1408.  
  1409. @findex rotate
  1410. @cindex rotate 
  1411. @cindex left rotate
  1412. @findex rotatert
  1413. @cindex right rotate
  1414. @item (rotate:@var{m} @var{x} @var{c})
  1415. @itemx (rotatert:@var{m} @var{x} @var{c})
  1416. Similar but represent left and right rotate.  If @var{c} is a constant,
  1417. use @code{rotate}.
  1418.  
  1419. @findex abs
  1420. @cindex absolute value
  1421. @item (abs:@var{m} @var{x})
  1422. Represents the absolute value of @var{x}, computed in mode @var{m}.
  1423.  
  1424. @findex sqrt
  1425. @cindex square root
  1426. @item (sqrt:@var{m} @var{x})
  1427. Represents the square root of @var{x}, computed in mode @var{m}.
  1428. Most often @var{m} will be a floating point mode.
  1429.  
  1430. @findex ffs
  1431. @item (ffs:@var{m} @var{x})
  1432. Represents one plus the index of the least significant 1-bit in
  1433. @var{x}, represented as an integer of mode @var{m}.  (The value is
  1434. zero if @var{x} is zero.)  The mode of @var{x} need not be @var{m};
  1435. depending on the target machine, various mode combinations may be
  1436. valid.
  1437. @end table
  1438.  
  1439. @node Comparisons, Bit Fields, Arithmetic, RTL
  1440. @section Comparison Operations
  1441. @cindex RTL comparison operations
  1442.  
  1443. Comparison operators test a relation on two operands and are considered
  1444. to represent a machine-dependent nonzero value described by, but not
  1445. necessarily equal to, @code{STORE_FLAG_VALUE} (@pxref{Misc})
  1446. if the relation holds, or zero if it does not.  The mode of the
  1447. comparison operation is independent of the mode of the data being
  1448. compared.  If the comparison operation is being tested (e.g., the first
  1449. operand of an @code{if_then_else}), the mode must be @code{VOIDmode}.
  1450. If the comparison operation is producing data to be stored in some
  1451. variable, the mode must be in class @code{MODE_INT}.  All comparison
  1452. operations producing data must use the same mode, which is
  1453. machine-specific.
  1454.  
  1455. @cindex condition codes
  1456. There are two ways that comparison operations may be used.  The
  1457. comparison operators may be used to compare the condition codes
  1458. @code{(cc0)} against zero, as in @code{(eq (cc0) (const_int 0))}.  Such
  1459. a construct actually refers to the result of the preceding instruction
  1460. in which the condition codes were set.  The instructing setting the
  1461. condition code must be adjacent to the instruction using the condition
  1462. code; only @code{note} insns may separate them.
  1463.  
  1464. Alternatively, a comparison operation may directly compare two data
  1465. objects.  The mode of the comparison is determined by the operands; they
  1466. must both be valid for a common machine mode.  A comparison with both
  1467. operands constant would be invalid as the machine mode could not be
  1468. deduced from it, but such a comparison should never exist in RTL due to
  1469. constant folding.
  1470.  
  1471. In the example above, if @code{(cc0)} were last set to
  1472. @code{(compare @var{x} @var{y})}, the comparison operation is
  1473. identical to @code{(eq @var{x} @var{y})}.  Usually only one style
  1474. of comparisons is supported on a particular machine, but the combine
  1475. pass will try to merge the operations to produce the @code{eq} shown
  1476. in case it exists in the context of the particular insn involved.
  1477.  
  1478. Inequality comparisons come in two flavors, signed and unsigned.  Thus,
  1479. there are distinct expression codes @code{gt} and @code{gtu} for signed and
  1480. unsigned greater-than.  These can produce different results for the same
  1481. pair of integer values: for example, 1 is signed greater-than -1 but not
  1482. unsigned greater-than, because -1 when regarded as unsigned is actually
  1483. @code{0xffffffff} which is greater than 1.
  1484.  
  1485. The signed comparisons are also used for floating point values.  Floating
  1486. point comparisons are distinguished by the machine modes of the operands.
  1487.  
  1488. @table @code
  1489. @findex eq
  1490. @cindex equal
  1491. @item (eq:@var{m} @var{x} @var{y})
  1492. 1 if the values represented by @var{x} and @var{y} are equal,
  1493. otherwise 0.
  1494.  
  1495. @findex ne
  1496. @cindex not equal
  1497. @item (ne:@var{m} @var{x} @var{y})
  1498. 1 if the values represented by @var{x} and @var{y} are not equal,
  1499. otherwise 0.
  1500.  
  1501. @findex gt
  1502. @cindex greater than
  1503. @item (gt:@var{m} @var{x} @var{y})
  1504. 1 if the @var{x} is greater than @var{y}.  If they are fixed-point,
  1505. the comparison is done in a signed sense.
  1506.  
  1507. @findex gtu
  1508. @cindex greater than
  1509. @cindex unsigned greater than
  1510. @item (gtu:@var{m} @var{x} @var{y})
  1511. Like @code{gt} but does unsigned comparison, on fixed-point numbers only.
  1512.  
  1513. @findex lt
  1514. @cindex less than
  1515. @findex ltu
  1516. @cindex unsigned less than
  1517. @item (lt:@var{m} @var{x} @var{y})
  1518. @itemx (ltu:@var{m} @var{x} @var{y})
  1519. Like @code{gt} and @code{gtu} but test for ``less than''.
  1520.  
  1521. @findex ge
  1522. @cindex greater than
  1523. @findex geu
  1524. @cindex unsigned greater than
  1525. @item (ge:@var{m} @var{x} @var{y})
  1526. @itemx (geu:@var{m} @var{x} @var{y})
  1527. Like @code{gt} and @code{gtu} but test for ``greater than or equal''.
  1528.  
  1529. @findex le
  1530. @cindex less than or equal
  1531. @findex leu
  1532. @cindex unsigned less than
  1533. @item (le:@var{m} @var{x} @var{y})
  1534. @itemx (leu:@var{m} @var{x} @var{y})
  1535. Like @code{gt} and @code{gtu} but test for ``less than or equal''.
  1536.  
  1537. @findex if_then_else
  1538. @item (if_then_else @var{cond} @var{then} @var{else})
  1539. This is not a comparison operation but is listed here because it is
  1540. always used in conjunction with a comparison operation.  To be
  1541. precise, @var{cond} is a comparison expression.  This expression
  1542. represents a choice, according to @var{cond}, between the value
  1543. represented by @var{then} and the one represented by @var{else}.
  1544.  
  1545. On most machines, @code{if_then_else} expressions are valid only
  1546. to express conditional jumps.
  1547.  
  1548. @findex cond
  1549. @item (cond [@var{test1} @var{value1} @var{test2} @var{value2} @dots{}] @var{default})
  1550. Similar to @code{if_then_else}, but more general.  Each of @var{test1},
  1551. @var{test2}, @dots{} is performed in turn.  The result of this expression is
  1552. the @var{value} corresponding to the first non-zero test, or @var{default} if
  1553. none of the tests are non-zero expressions.
  1554.  
  1555. This is currently not valid for instruction patterns and is supported only
  1556. for insn attributes.  @xref{Insn Attributes}.
  1557. @end table
  1558.  
  1559. @node Bit Fields, Conversions, Comparisons, RTL
  1560. @section Bit Fields
  1561. @cindex bit fields
  1562.  
  1563. Special expression codes exist to represent bit-field instructions.
  1564. These types of expressions are lvalues in RTL; they may appear
  1565. on the left side of an assignment, indicating insertion of a value
  1566. into the specified bit field.
  1567.  
  1568. @table @code
  1569. @findex sign_extract
  1570. @cindex @code{BITS_BIG_ENDIAN}, effect on @code{sign_extract}
  1571. @item (sign_extract:@var{m} @var{loc} @var{size} @var{pos})
  1572. This represents a reference to a sign-extended bit field contained or
  1573. starting in @var{loc} (a memory or register reference).  The bit field
  1574. is @var{size} bits wide and starts at bit @var{pos}.  The compilation
  1575. option @code{BITS_BIG_ENDIAN} says which end of the memory unit
  1576. @var{pos} counts from.
  1577.  
  1578. If @var{loc} is in memory, its mode must be a single-byte integer mode.
  1579. If @var{loc} is in a register, the mode to use is specified by the
  1580. operand of the @code{insv} or @code{extv} pattern
  1581. (@pxref{Standard Names}) and is usually a full-word integer mode.
  1582.  
  1583. The mode of @var{pos} is machine-specific and is also specified
  1584. in the @code{insv} or @code{extv} pattern.
  1585.  
  1586. The mode @var{m} is the same as the mode that would be used for
  1587. @var{loc} if it were a register.
  1588.  
  1589. @findex zero_extract
  1590. @item (zero_extract:@var{m} @var{loc} @var{size} @var{pos})
  1591. Like @code{sign_extract} but refers to an unsigned or zero-extended
  1592. bit field.  The same sequence of bits are extracted, but they
  1593. are filled to an entire word with zeros instead of by sign-extension.
  1594. @end table
  1595.  
  1596. @node Conversions, RTL Declarations, Bit Fields, RTL
  1597. @section Conversions
  1598. @cindex conversions
  1599. @cindex machine mode conversions
  1600.  
  1601. All conversions between machine modes must be represented by
  1602. explicit conversion operations.  For example, an expression
  1603. which is the sum of a byte and a full word cannot be written as
  1604. @code{(plus:SI (reg:QI 34) (reg:SI 80))} because the @code{plus}
  1605. operation requires two operands of the same machine mode.
  1606. Therefore, the byte-sized operand is enclosed in a conversion
  1607. operation, as in
  1608.  
  1609. @example
  1610. (plus:SI (sign_extend:SI (reg:QI 34)) (reg:SI 80))
  1611. @end example
  1612.  
  1613. The conversion operation is not a mere placeholder, because there
  1614. may be more than one way of converting from a given starting mode
  1615. to the desired final mode.  The conversion operation code says how
  1616. to do it.
  1617.  
  1618. For all conversion operations, @var{x} must not be @code{VOIDmode}
  1619. because the mode in which to do the conversion would not be known.
  1620. The conversion must either be done at compile-time or @var{x}
  1621. must be placed into a register.
  1622.  
  1623. @table @code
  1624. @findex sign_extend
  1625. @item (sign_extend:@var{m} @var{x})
  1626. Represents the result of sign-extending the value @var{x}
  1627. to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a fixed-point mode
  1628. and @var{x} a fixed-point value of a mode narrower than @var{m}.
  1629.  
  1630. @findex zero_extend
  1631. @item (zero_extend:@var{m} @var{x})
  1632. Represents the result of zero-extending the value @var{x}
  1633. to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a fixed-point mode
  1634. and @var{x} a fixed-point value of a mode narrower than @var{m}.
  1635.  
  1636. @findex float_extend
  1637. @item (float_extend:@var{m} @var{x})
  1638. Represents the result of extending the value @var{x}
  1639. to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a floating point mode
  1640. and @var{x} a floating point value of a mode narrower than @var{m}.
  1641.  
  1642. @findex truncate
  1643. @item (truncate:@var{m} @var{x})
  1644. Represents the result of truncating the value @var{x}
  1645. to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a fixed-point mode
  1646. and @var{x} a fixed-point value of a mode wider than @var{m}.
  1647.  
  1648. @findex float_truncate
  1649. @item (float_truncate:@var{m} @var{x})
  1650. Represents the result of truncating the value @var{x}
  1651. to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a floating point mode
  1652. and @var{x} a floating point value of a mode wider than @var{m}.
  1653.  
  1654. @findex float
  1655. @item (float:@var{m} @var{x})
  1656. Represents the result of converting fixed point value @var{x},
  1657. regarded as signed, to floating point mode @var{m}.
  1658.  
  1659. @findex unsigned_float
  1660. @item (unsigned_float:@var{m} @var{x})
  1661. Represents the result of converting fixed point value @var{x},
  1662. regarded as unsigned, to floating point mode @var{m}.
  1663.  
  1664. @findex fix
  1665. @item (fix:@var{m} @var{x})
  1666. When @var{m} is a fixed point mode, represents the result of
  1667. converting floating point value @var{x} to mode @var{m}, regarded as
  1668. signed.  How rounding is done is not specified, so this operation may
  1669. be used validly in compiling C code only for integer-valued operands.
  1670.  
  1671. @findex unsigned_fix
  1672. @item (unsigned_fix:@var{m} @var{x})
  1673. Represents the result of converting floating point value @var{x} to
  1674. fixed point mode @var{m}, regarded as unsigned.  How rounding is done
  1675. is not specified.
  1676.  
  1677. @findex fix
  1678. @item (fix:@var{m} @var{x})
  1679. When @var{m} is a floating point mode, represents the result of
  1680. converting floating point value @var{x} (valid for mode @var{m}) to an
  1681. integer, still represented in floating point mode @var{m}, by rounding
  1682. towards zero.
  1683. @end table
  1684.  
  1685. @node RTL Declarations, Side Effects, Conversions, RTL
  1686. @section Declarations
  1687. @cindex RTL declarations
  1688. @cindex declarations, RTL
  1689.  
  1690. Declaration expression codes do not represent arithmetic operations
  1691. but rather state assertions about their operands.
  1692.  
  1693. @table @code
  1694. @findex strict_low_part
  1695. @cindex @code{subreg}, in @code{strict_low_part}
  1696. @item (strict_low_part (subreg:@var{m} (reg:@var{n} @var{r}) 0))
  1697. This expression code is used in only one context: as the destination operand of a
  1698. @code{set} expression.  In addition, the operand of this expression
  1699. must be a non-paradoxical @code{subreg} expression.
  1700.  
  1701. The presence of @code{strict_low_part} says that the part of the
  1702. register which is meaningful in mode @var{n}, but is not part of
  1703. mode @var{m}, is not to be altered.  Normally, an assignment to such
  1704. a subreg is allowed to have undefined effects on the rest of the
  1705. register when @var{m} is less than a word.
  1706. @end table
  1707.  
  1708. @node Side Effects, Incdec, RTL Declarations, RTL
  1709. @section Side Effect Expressions
  1710. @cindex RTL side effect expressions
  1711.  
  1712. The expression codes described so far represent values, not actions.
  1713. But machine instructions never produce values; they are meaningful
  1714. only for their side effects on the state of the machine.  Special
  1715. expression codes are used to represent side effects.
  1716.  
  1717. The body of an instruction is always one of these side effect codes;
  1718. the codes described above, which represent values, appear only as
  1719. the operands of these.
  1720.  
  1721. @table @code
  1722. @findex set
  1723. @item (set @var{lval} @var{x})
  1724. Represents the action of storing the value of @var{x} into the place
  1725. represented by @var{lval}.  @var{lval} must be an expression
  1726. representing a place that can be stored in: @code{reg} (or
  1727. @code{subreg} or @code{strict_low_part}), @code{mem}, @code{pc} or
  1728. @code{cc0}.@refill
  1729.  
  1730. If @var{lval} is a @code{reg}, @code{subreg} or @code{mem}, it has a
  1731. machine mode; then @var{x} must be valid for that mode.@refill
  1732.  
  1733. If @var{lval} is a @code{reg} whose machine mode is less than the full
  1734. width of the register, then it means that the part of the register
  1735. specified by the machine mode is given the specified value and the
  1736. rest of the register receives an undefined value.  Likewise, if
  1737. @var{lval} is a @code{subreg} whose machine mode is narrower than
  1738. the mode of the register, the rest of the register can be changed in
  1739. an undefined way.
  1740.  
  1741. If @var{lval} is a @code{strict_low_part} of a @code{subreg}, then the
  1742. part of the register specified by the machine mode of the
  1743. @code{subreg} is given the value @var{x} and the rest of the register
  1744. is not changed.@refill
  1745.  
  1746. If @var{lval} is @code{(cc0)}, it has no machine mode, and @var{x} may
  1747. be either a @code{compare} expression or a value that may have any mode.
  1748. The latter case represents a ``test'' instruction.  The expression
  1749. @code{(set (cc0) (reg:@var{m} @var{n}))} is equivalent to
  1750. @code{(set (cc0) (compare (reg:@var{m} @var{n}) (const_int 0)))}.
  1751. Use the former expression to save space during the compilation.
  1752.  
  1753. @cindex jump instructions and @code{set}
  1754. @cindex @code{if_then_else} usage
  1755. If @var{lval} is @code{(pc)}, we have a jump instruction, and the
  1756. possibilities for @var{x} are very limited.  It may be a
  1757. @code{label_ref} expression (unconditional jump).  It may be an
  1758. @code{if_then_else} (conditional jump), in which case either the
  1759. second or the third operand must be @code{(pc)} (for the case which
  1760. does not jump) and the other of the two must be a @code{label_ref}
  1761. (for the case which does jump).  @var{x} may also be a @code{mem} or
  1762. @code{(plus:SI (pc) @var{y})}, where @var{y} may be a @code{reg} or a
  1763. @code{mem}; these unusual patterns are used to represent jumps through
  1764. branch tables.@refill
  1765.  
  1766. If @var{lval} is neither @code{(cc0)} nor @code{(pc)}, the mode of
  1767. @var{lval} must not be @code{VOIDmode} and the mode of @var{x} must be
  1768. valid for the mode of @var{lval}.
  1769.  
  1770. @findex SET_DEST
  1771. @findex SET_SRC
  1772. @var{lval} is customarily accessed with the @code{SET_DEST} macro and 
  1773. @var{x} with the @code{SET_SRC} macro.
  1774.  
  1775. @findex return
  1776. @item (return)
  1777. As the sole expression in a pattern, represents a return from the
  1778. current function, on machines where this can be done with one
  1779. instruction, such as Vaxes.  On machines where a multi-instruction
  1780. ``epilogue'' must be executed in order to return from the function,
  1781. returning is done by jumping to a label which precedes the epilogue, and
  1782. the @code{return} expression code is never used.
  1783.  
  1784. Inside an @code{if_then_else} expression, represents the value to be
  1785. placed in @code{pc} to return to the caller.
  1786.  
  1787. Note that an insn pattern of @code{(return)} is logically equivalent to
  1788. @code{(set (pc) (return))}, but the latter form is never used.
  1789.  
  1790. @findex call
  1791. @item (call @var{function} @var{nargs})
  1792. Represents a function call.  @var{function} is a @code{mem} expression
  1793. whose address is the address of the function to be called.
  1794. @var{nargs} is an expression which can be used for two purposes: on
  1795. some machines it represents the number of bytes of stack argument; on
  1796. others, it represents the number of argument registers.
  1797.  
  1798. Each machine has a standard machine mode which @var{function} must
  1799. have.  The machine description defines macro @code{FUNCTION_MODE} to
  1800. expand into the requisite mode name.  The purpose of this mode is to
  1801. specify what kind of addressing is allowed, on machines where the
  1802. allowed kinds of addressing depend on the machine mode being
  1803. addressed.
  1804.  
  1805. @findex clobber
  1806. @item (clobber @var{x})
  1807. Represents the storing or possible storing of an unpredictable,
  1808. undescribed value into @var{x}, which must be a @code{reg},
  1809. @code{scratch} or @code{mem} expression.
  1810.  
  1811. One place this is used is in string instructions that store standard
  1812. values into particular hard registers.  It may not be worth the
  1813. trouble to describe the values that are stored, but it is essential to
  1814. inform the compiler that the registers will be altered, lest it
  1815. attempt to keep data in them across the string instruction.
  1816.  
  1817. If @var{x} is @code{(mem:BLK (const_int 0))}, it means that all memory
  1818. locations must be presumed clobbered.
  1819.  
  1820. Note that the machine description classifies certain hard registers as
  1821. ``call-clobbered''.  All function call instructions are assumed by
  1822. default to clobber these registers, so there is no need to use
  1823. @code{clobber} expressions to indicate this fact.  Also, each function
  1824. call is assumed to have the potential to alter any memory location,
  1825. unless the function is declared @code{const}.
  1826.  
  1827. If the last group of expressions in a @code{parallel} are each a
  1828. @code{clobber} expression whose arguments are @code{reg} or
  1829. @code{match_scratch} (@pxref{RTL Template}) expressions, the combiner
  1830. phase can add the appropriate @code{clobber} expressions to an insn it
  1831. has constructed when doing so will cause a pattern to be matched.
  1832.  
  1833. This feature can be used, for example, on a machine that whose multiply
  1834. and add instructions don't use an MQ register but which has an
  1835. add-accumulate instruction that does clobber the MQ register.  Similarly,
  1836. a combined instruction might require a temporary register while the
  1837. constituent instructions might not.
  1838.  
  1839. When a @code{clobber} expression for a register appears inside a
  1840. @code{parallel} with other side effects, the register allocator
  1841. guarantees that the register is unoccupied both before and after that
  1842. insn.  However, the reload phase may allocate a register used for one of
  1843. the inputs unless the @samp{&} constraint is specified for the selected
  1844. alternative (@pxref{Modifiers}).  You can clobber either a specific hard
  1845. register, a pseudo register, or a @code{scratch} expression; in the
  1846. latter two cases, GNU CC will allocate a hard register that is available
  1847. there for use as a temporary.
  1848.  
  1849. For instructions that require a temporary register, you should use
  1850. @code{scratch} instead of a pseudo-register because this will allow the
  1851. combiner phase to add the @code{clobber} when required.  You do this by
  1852. coding (@code{clobber} (@code{match_scratch} @dots{})).  If you do
  1853. clobber a pseudo register, use one which appears nowhere else---generate
  1854. a new one each time.  Otherwise, you may confuse CSE.
  1855.  
  1856. There is one other known use for clobbering a pseudo register in a
  1857. @code{parallel}: when one of the input operands of the insn is also
  1858. clobbered by the insn.  In this case, using the same pseudo register in
  1859. the clobber and elsewhere in the insn produces the expected results.
  1860.  
  1861. @findex use
  1862. @item (use @var{x})
  1863. Represents the use of the value of @var{x}.  It indicates that the
  1864. value in @var{x} at this point in the program is needed, even though
  1865. it may not be apparent why this is so.  Therefore, the compiler will
  1866. not attempt to delete previous instructions whose only effect is to
  1867. store a value in @var{x}.  @var{x} must be a @code{reg} expression.
  1868.  
  1869. During the delayed branch scheduling phase, @var{x} may be an insn.
  1870. This indicates that @var{x} previously was located at this place in the
  1871. code and its data dependencies need to be taken into account.  These
  1872. @code{use} insns will be deleted before the delayed branch scheduling
  1873. phase exits.
  1874.  
  1875. @findex parallel
  1876. @item (parallel [@var{x0} @var{x1} @dots{}])
  1877. Represents several side effects performed in parallel.  The square
  1878. brackets stand for a vector; the operand of @code{parallel} is a
  1879. vector of expressions.  @var{x0}, @var{x1} and so on are individual
  1880. side effect expressions---expressions of code @code{set}, @code{call},
  1881. @code{return}, @code{clobber} or @code{use}.@refill
  1882.  
  1883. ``In parallel'' means that first all the values used in the individual
  1884. side-effects are computed, and second all the actual side-effects are
  1885. performed.  For example,
  1886.  
  1887. @example
  1888. (parallel [(set (reg:SI 1) (mem:SI (reg:SI 1)))
  1889.            (set (mem:SI (reg:SI 1)) (reg:SI 1))])
  1890. @end example
  1891.  
  1892. @noindent
  1893. says unambiguously that the values of hard register 1 and the memory
  1894. location addressed by it are interchanged.  In both places where
  1895. @code{(reg:SI 1)} appears as a memory address it refers to the value
  1896. in register 1 @emph{before} the execution of the insn.
  1897.  
  1898. It follows that it is @emph{incorrect} to use @code{parallel} and
  1899. expect the result of one @code{set} to be available for the next one.
  1900. For example, people sometimes attempt to represent a jump-if-zero
  1901. instruction this way:
  1902.  
  1903. @example
  1904. (parallel [(set (cc0) (reg:SI 34))
  1905.            (set (pc) (if_then_else
  1906.                         (eq (cc0) (const_int 0))
  1907.                         (label_ref @dots{})
  1908.                         (pc)))])
  1909. @end example
  1910.  
  1911. @noindent
  1912. But this is incorrect, because it says that the jump condition depends
  1913. on the condition code value @emph{before} this instruction, not on the
  1914. new value that is set by this instruction.
  1915.  
  1916. @cindex peephole optimization, RTL representation
  1917. Peephole optimization, which takes place together with final assembly
  1918. code output, can produce insns whose patterns consist of a @code{parallel}
  1919. whose elements are the operands needed to output the resulting
  1920. assembler code---often @code{reg}, @code{mem} or constant expressions.
  1921. This would not be well-formed RTL at any other stage in compilation,
  1922. but it is ok then because no further optimization remains to be done.
  1923. However, the definition of the macro @code{NOTICE_UPDATE_CC}, if
  1924. any, must deal with such insns if you define any peephole optimizations.
  1925.  
  1926. @findex sequence
  1927. @item (sequence [@var{insns} @dots{}])
  1928. Represents a sequence of insns.  Each of the @var{insns} that appears
  1929. in the vector is suitable for appearing in the chain of insns, so it
  1930. must be an @code{insn}, @code{jump_insn}, @code{call_insn},
  1931. @code{code_label}, @code{barrier} or @code{note}.
  1932.  
  1933. A @code{sequence} RTX is never placed in an actual insn during RTL
  1934. generation.  It represents the sequence of insns that result from a
  1935. @code{define_expand} @emph{before} those insns are passed to
  1936. @code{emit_insn} to insert them in the chain of insns.  When actually
  1937. inserted, the individual sub-insns are separated out and the
  1938. @code{sequence} is forgotten.
  1939.  
  1940. After delay-slot scheduling is completed, an insn and all the insns that
  1941. reside in its delay slots are grouped together into a @code{sequence}.
  1942. The insn requiring the delay slot is the first insn in the vector;
  1943. subsequent insns are to be placed in the delay slot.
  1944.  
  1945. @code{INSN_ANNULLED_BRANCH_P} is set on an insn in a delay slot to
  1946. indicate that a branch insn should be used that will conditionally annul
  1947. the effect of the insns in the delay slots.  In such a case,
  1948. @code{INSN_FROM_TARGET_P} indicates that the insn is from the target of
  1949. the branch and should be executed only if the branch is taken; otherwise
  1950. the insn should be executed only if the branch is not taken.
  1951. @xref{Delay Slots}.
  1952. @end table
  1953.  
  1954. These expression codes appear in place of a side effect, as the body of
  1955. an insn, though strictly speaking they do not always describe side
  1956. effects as such:
  1957.  
  1958. @table @code
  1959. @findex asm_input
  1960. @item (asm_input @var{s})
  1961. Represents literal assembler code as described by the string @var{s}.
  1962.  
  1963. @findex unspec
  1964. @findex unspec_volatile
  1965. @item (unspec [@var{operands} @dots{}] @var{index})
  1966. @itemx (unspec_volatile [@var{operands} @dots{}] @var{index})
  1967. Represents a machine-specific operation on @var{operands}.  @var{index}
  1968. selects between multiple machine-specific operations.
  1969. @code{unspec_volatile} is used for volatile operations and operations
  1970. that may trap; @code{unspec} is used for other operations.
  1971.  
  1972. These codes may appear inside a @code{pattern} of an
  1973. insn, inside a @code{parallel}, or inside an expression.
  1974.  
  1975. @findex addr_vec
  1976. @item (addr_vec:@var{m} [@var{lr0} @var{lr1} @dots{}])
  1977. Represents a table of jump addresses.  The vector elements @var{lr0},
  1978. etc., are @code{label_ref} expressions.  The mode @var{m} specifies
  1979. how much space is given to each address; normally @var{m} would be
  1980. @code{Pmode}.
  1981.  
  1982. @findex addr_diff_vec
  1983. @item (addr_diff_vec:@var{m} @var{base} [@var{lr0} @var{lr1} @dots{}])
  1984. Represents a table of jump addresses expressed as offsets from
  1985. @var{base}.  The vector elements @var{lr0}, etc., are @code{label_ref}
  1986. expressions and so is @var{base}.  The mode @var{m} specifies how much
  1987. space is given to each address-difference.@refill
  1988. @end table
  1989.  
  1990. @node Incdec, Assembler, Side Effects, RTL
  1991. @section Embedded Side-Effects on Addresses
  1992. @cindex RTL preincrement
  1993. @cindex RTL postincrement
  1994. @cindex RTL predecrement
  1995. @cindex RTL postdecrement
  1996.  
  1997. Four special side-effect expression codes appear as memory addresses.
  1998.  
  1999. @table @code
  2000. @findex pre_dec
  2001. @item (pre_dec:@var{m} @var{x})
  2002. Represents the side effect of decrementing @var{x} by a standard
  2003. amount and represents also the value that @var{x} has after being
  2004. decremented.  @var{x} must be a @code{reg} or @code{mem}, but most
  2005. machines allow only a @code{reg}.  @var{m} must be the machine mode
  2006. for pointers on the machine in use.  The amount @var{x} is decremented
  2007. by is the length in bytes of the machine mode of the containing memory
  2008. reference of which this expression serves as the address.  Here is an
  2009. example of its use:@refill
  2010.  
  2011. @example
  2012. (mem:DF (pre_dec:SI (reg:SI 39)))
  2013. @end example
  2014.  
  2015. @noindent
  2016. This says to decrement pseudo register 39 by the length of a @code{DFmode}
  2017. value and use the result to address a @code{DFmode} value.
  2018.  
  2019. @findex pre_inc
  2020. @item (pre_inc:@var{m} @var{x})
  2021. Similar, but specifies incrementing @var{x} instead of decrementing it.
  2022.  
  2023. @findex post_dec
  2024. @item (post_dec:@var{m} @var{x})
  2025. Represents the same side effect as @code{pre_dec} but a different
  2026. value.  The value represented here is the value @var{x} has @i{before}
  2027. being decremented.
  2028.  
  2029. @findex post_inc
  2030. @item (post_inc:@var{m} @var{x})
  2031. Similar, but specifies incrementing @var{x} instead of decrementing it.
  2032. @end table
  2033.  
  2034. These embedded side effect expressions must be used with care.  Instruction
  2035. patterns may not use them.  Until the @samp{flow} pass of the compiler,
  2036. they may occur only to represent pushes onto the stack.  The @samp{flow}
  2037. pass finds cases where registers are incremented or decremented in one
  2038. instruction and used as an address shortly before or after; these cases are
  2039. then transformed to use pre- or post-increment or -decrement.
  2040.  
  2041. If a register used as the operand of these expressions is used in
  2042. another address in an insn, the original value of the register is used.
  2043. Uses of the register outside of an address are not permitted within the
  2044. same insn as a use in an embedded side effect expression because such
  2045. insns behave differently on different machines and hence must be treated
  2046. as ambiguous and disallowed.
  2047.  
  2048. An instruction that can be represented with an embedded side effect
  2049. could also be represented using @code{parallel} containing an additional
  2050. @code{set} to describe how the address register is altered.  This is not
  2051. done because machines that allow these operations at all typically
  2052. allow them wherever a memory address is called for.  Describing them as
  2053. additional parallel stores would require doubling the number of entries
  2054. in the machine description.
  2055.  
  2056. @node Assembler, Insns, Incdec, RTL
  2057. @section Assembler Instructions as Expressions
  2058. @cindex assembler instructions in RTL
  2059.  
  2060. @cindex @code{asm_operands}, usage
  2061. The RTX code @code{asm_operands} represents a value produced by a
  2062. user-specified assembler instruction.  It is used to represent
  2063. an @code{asm} statement with arguments.  An @code{asm} statement with
  2064. a single output operand, like this:
  2065.  
  2066. @smallexample
  2067. asm ("foo %1,%2,%0" : "=a" (outputvar) : "g" (x + y), "di" (*z));
  2068. @end smallexample
  2069.  
  2070. @noindent
  2071. is represented using a single @code{asm_operands} RTX which represents
  2072. the value that is stored in @code{outputvar}:
  2073.  
  2074. @smallexample
  2075. (set @var{rtx-for-outputvar}
  2076.      (asm_operands "foo %1,%2,%0" "a" 0
  2077.                    [@var{rtx-for-addition-result} @var{rtx-for-*z}]
  2078.                    [(asm_input:@var{m1} "g")
  2079.                     (asm_input:@var{m2} "di")]))
  2080. @end smallexample
  2081.  
  2082. @noindent
  2083. Here the operands of the @code{asm_operands} RTX are the assembler
  2084. template string, the output-operand's constraint, the index-number of the
  2085. output operand among the output operands specified, a vector of input
  2086. operand RTX's, and a vector of input-operand modes and constraints.  The
  2087. mode @var{m1} is the mode of the sum @code{x+y}; @var{m2} is that of
  2088. @code{*z}.
  2089.  
  2090. When an @code{asm} statement has multiple output values, its insn has
  2091. several such @code{set} RTX's inside of a @code{parallel}.  Each @code{set}
  2092. contains a @code{asm_operands}; all of these share the same assembler
  2093. template and vectors, but each contains the constraint for the respective
  2094. output operand.  They are also distinguished by the output-operand index
  2095. number, which is 0, 1, @dots{} for successive output operands.
  2096.  
  2097. @node Insns, Calls, Assembler, RTL
  2098. @section Insns
  2099. @cindex insns
  2100.  
  2101. The RTL representation of the code for a function is a doubly-linked
  2102. chain of objects called @dfn{insns}.  Insns are expressions with
  2103. special codes that are used for no other purpose.  Some insns are
  2104. actual instructions; others represent dispatch tables for @code{switch}
  2105. statements; others represent labels to jump to or various sorts of
  2106. declarative information.
  2107.  
  2108. In addition to its own specific data, each insn must have a unique
  2109. id-number that distinguishes it from all other insns in the current
  2110. function (after delayed branch scheduling, copies of an insn with the
  2111. same id-number may be present in multiple places in a function, but
  2112. these copies will always be identical and will only appear inside a
  2113. @code{sequence}), and chain pointers to the preceding and following
  2114. insns.  These three fields occupy the same position in every insn,
  2115. independent of the expression code of the insn.  They could be accessed
  2116. with @code{XEXP} and @code{XINT}, but instead three special macros are
  2117. always used:
  2118.  
  2119. @table @code
  2120. @findex INSN_UID
  2121. @item INSN_UID (@var{i})
  2122. Accesses the unique id of insn @var{i}.
  2123.  
  2124. @findex PREV_INSN
  2125. @item PREV_INSN (@var{i})
  2126. Accesses the chain pointer to the insn preceding @var{i}.
  2127. If @var{i} is the first insn, this is a null pointer.
  2128.  
  2129. @findex NEXT_INSN
  2130. @item NEXT_INSN (@var{i})
  2131. Accesses the chain pointer to the insn following @var{i}.
  2132. If @var{i} is the last insn, this is a null pointer.
  2133. @end table
  2134.  
  2135. @findex get_insns
  2136. @findex get_last_insn
  2137. The first insn in the chain is obtained by calling @code{get_insns}; the
  2138. last insn is the result of calling @code{get_last_insn}.  Within the
  2139. chain delimited by these insns, the @code{NEXT_INSN} and
  2140. @code{PREV_INSN} pointers must always correspond: if @var{insn} is not
  2141. the first insn,
  2142.  
  2143. @example
  2144. NEXT_INSN (PREV_INSN (@var{insn})) == @var{insn}
  2145. @end example
  2146.  
  2147. @noindent
  2148. is always true and if @var{insn} is not the last insn,
  2149.  
  2150. @example
  2151. PREV_INSN (NEXT_INSN (@var{insn})) == @var{insn}
  2152. @end example
  2153.  
  2154. @noindent
  2155. is always true.
  2156.  
  2157. After delay slot scheduling, some of the insns in the chain might be
  2158. @code{sequence} expressions, which contain a vector of insns.  The value
  2159. of @code{NEXT_INSN} in all but the last of these insns is the next insn
  2160. in the vector; the value of @code{NEXT_INSN} of the last insn in the vector
  2161. is the same as the value of @code{NEXT_INSN} for the @code{sequence} in
  2162. which it is contained.  Similar rules apply for @code{PREV_INSN}.
  2163.  
  2164. This means that the above invariants are not necessarily true for insns
  2165. inside @code{sequence} expressions.  Specifically, if @var{insn} is the
  2166. first insn in a @code{sequence}, @code{NEXT_INSN (PREV_INSN (@var{insn}))}
  2167. is the insn containing the @code{sequence} expression, as is the value
  2168. of @code{PREV_INSN (NEXT_INSN (@var{insn}))} is @var{insn} is the last
  2169. insn in the @code{sequence} expression.  You can use these expressions
  2170. to find the containing @code{sequence} expression.@refill
  2171.  
  2172. Every insn has one of the following six expression codes:
  2173.  
  2174. @table @code
  2175. @findex insn
  2176. @item insn
  2177. The expression code @code{insn} is used for instructions that do not jump
  2178. and do not do function calls.  @code{sequence} expressions are always
  2179. contained in insns with code @code{insn} even if one of those insns
  2180. should jump or do function calls.
  2181.  
  2182. Insns with code @code{insn} have four additional fields beyond the three
  2183. mandatory ones listed above.  These four are described in a table below.
  2184.  
  2185. @findex jump_insn
  2186. @item jump_insn
  2187. The expression code @code{jump_insn} is used for instructions that may
  2188. jump (or, more generally, may contain @code{label_ref} expressions).  If
  2189. there is an instruction to return from the current function, it is
  2190. recorded as a @code{jump_insn}.
  2191.  
  2192. @findex JUMP_LABEL
  2193. @code{jump_insn} insns have the same extra fields as @code{insn} insns,
  2194. accessed in the same way and in addition contains a field
  2195. @code{JUMP_LABEL} which is defined once jump optimization has completed.
  2196.  
  2197. For simple conditional and unconditional jumps, this field contains the
  2198. @code{code_label} to which this insn will (possibly conditionally)
  2199. branch.  In a more complex jump, @code{JUMP_LABEL} records one of the
  2200. labels that the insn refers to; the only way to find the others
  2201. is to scan the entire body of the insn.
  2202.  
  2203. Return insns count as jumps, but since they do not refer to any labels,
  2204. they have zero in the @code{JUMP_LABEL} field.
  2205.  
  2206. @findex call_insn
  2207. @item call_insn
  2208. The expression code @code{call_insn} is used for instructions that may do
  2209. function calls.  It is important to distinguish these instructions because
  2210. they imply that certain registers and memory locations may be altered
  2211. unpredictably.
  2212.  
  2213. A @code{call_insn} insn may be preceded by insns that contain a single
  2214. @code{use} expression and be followed by insns the contain a single
  2215. @code{clobber} expression.  If so, these @code{use} and @code{clobber}
  2216. expressions are treated as being part of the function call.
  2217. There must not even be a @code{note} between the @code{call_insn} and
  2218. the @code{use} or @code{clobber} insns for this special treatment to
  2219. take place.  This is somewhat of a kludge and will be removed in a later
  2220. version of GNU CC.
  2221.  
  2222. @code{call_insn} insns have the same extra fields as @code{insn} insns,
  2223. accessed in the same way.
  2224.  
  2225. @findex code_label
  2226. @findex CODE_LABEL_NUMBER
  2227. @item code_label
  2228. A @code{code_label} insn represents a label that a jump insn can jump
  2229. to.  It contains two special fields of data in addition to the three
  2230. standard ones.  @code{CODE_LABEL_NUMBER} is used to hold the @dfn{label
  2231. number}, a number that identifies this label uniquely among all the
  2232. labels in the compilation (not just in the current function).
  2233. Ultimately, the label is represented in the assembler output as an
  2234. assembler label, usually of the form @samp{L@var{n}} where @var{n} is
  2235. the label number.
  2236.  
  2237. When a @code{code_label} appears in an RTL expression, it normally
  2238. appears within a @code{label_ref} which represents the address of
  2239. the label, as a number.
  2240.  
  2241. @findex LABEL_NUSES
  2242. The field @code{LABEL_NUSES} is only defined once the jump optimization
  2243. phase is completed and contains the number of times this label is
  2244. referenced in the current function.
  2245.  
  2246. @findex barrier
  2247. @item barrier
  2248. Barriers are placed in the instruction stream when control cannot flow
  2249. past them.  They are placed after unconditional jump instructions to
  2250. indicate that the jumps are unconditional and after calls to
  2251. @code{volatile} functions, which do not return (e.g., @code{exit}).
  2252. They contain no information beyond the three standard fields.
  2253.  
  2254. @findex note
  2255. @findex NOTE_LINE_NUMBER
  2256. @findex NOTE_SOURCE_FILE
  2257. @item note
  2258. @code{note} insns are used to represent additional debugging and
  2259. declarative information.  They contain two nonstandard fields, an
  2260. integer which is accessed with the macro @code{NOTE_LINE_NUMBER} and a
  2261. string accessed with @code{NOTE_SOURCE_FILE}.
  2262.  
  2263. If @code{NOTE_LINE_NUMBER} is positive, the note represents the
  2264. position of a source line and @code{NOTE_SOURCE_FILE} is the source file name
  2265. that the line came from.  These notes control generation of line
  2266. number data in the assembler output.
  2267.  
  2268. Otherwise, @code{NOTE_LINE_NUMBER} is not really a line number but a
  2269. code with one of the following values (and @code{NOTE_SOURCE_FILE}
  2270. must contain a null pointer):
  2271.  
  2272. @table @code
  2273. @findex NOTE_INSN_DELETED
  2274. @item NOTE_INSN_DELETED
  2275. Such a note is completely ignorable.  Some passes of the compiler
  2276. delete insns by altering them into notes of this kind.
  2277.  
  2278. @findex NOTE_INSN_BLOCK_BEG
  2279. @findex NOTE_INSN_BLOCK_END
  2280. @item NOTE_INSN_BLOCK_BEG
  2281. @itemx NOTE_INSN_BLOCK_END
  2282. These types of notes indicate the position of the beginning and end
  2283. of a level of scoping of variable names.  They control the output
  2284. of debugging information.
  2285.  
  2286. @findex NOTE_INSN_LOOP_BEG
  2287. @findex NOTE_INSN_LOOP_END
  2288. @item NOTE_INSN_LOOP_BEG
  2289. @itemx NOTE_INSN_LOOP_END
  2290. These types of notes indicate the position of the beginning and end
  2291. of a @code{while} or @code{for} loop.  They enable the loop optimizer
  2292. to find loops quickly.
  2293.  
  2294. @findex NOTE_INSN_LOOP_CONT
  2295. @item NOTE_INSN_LOOP_CONT
  2296. Appears at the place in a loop that @code{continue} statements jump to.
  2297.  
  2298. @findex NOTE_INSN_LOOP_VTOP
  2299. @item NOTE_INSN_LOOP_VTOP
  2300. This note indicates the place in a loop where the exit test begins for
  2301. those loops in which the exit test has been duplicated.  This position
  2302. becomes another virtual start of the loop when considering loop
  2303. invariants. 
  2304.  
  2305. @findex NOTE_INSN_FUNCTION_END
  2306. @item NOTE_INSN_FUNCTION_END
  2307. Appears near the end of the function body, just before the label that
  2308. @code{return} statements jump to (on machine where a single instruction
  2309. does not suffice for returning).  This note may be deleted by jump
  2310. optimization.
  2311.  
  2312. @findex NOTE_INSN_SETJMP
  2313. @item NOTE_INSN_SETJMP
  2314. Appears following each call to @code{setjmp} or a related function.
  2315. @end table
  2316.  
  2317. These codes are printed symbolically when they appear in debugging dumps.
  2318. @end table
  2319.  
  2320. @cindex @code{HImode}, in @code{insn}
  2321. @cindex @code{QImode}, in @code{insn}
  2322. The machine mode of an insn is normally @code{VOIDmode}, but some
  2323. phases use the mode for various purposes; for example, the reload pass
  2324. sets it to @code{HImode} if the insn needs reloading but not register
  2325. elimination and @code{QImode} if both are required.  The common
  2326. subexpression elimination pass sets the mode of an insn to @code{QImode}
  2327. when it is the first insn in a block that has already been processed.
  2328.  
  2329. Here is a table of the extra fields of @code{insn}, @code{jump_insn}
  2330. and @code{call_insn} insns:
  2331.  
  2332. @table @code
  2333. @findex PATTERN
  2334. @item PATTERN (@var{i})
  2335. An expression for the side effect performed by this insn.  This must be
  2336. one of the following codes: @code{set}, @code{call}, @code{use},
  2337. @code{clobber}, @code{return}, @code{asm_input}, @code{asm_output},
  2338. @code{addr_vec}, @code{addr_diff_vec}, @code{trap_if}, @code{unspec},
  2339. @code{unspec_volatile}, @code{parallel}, or @code{sequence}.  If it is a @code{parallel},
  2340. each element of the @code{parallel} must be one these codes, except that
  2341. @code{parallel} expressions cannot be nested and @code{addr_vec} and
  2342. @code{addr_diff_vec} are not permitted inside a @code{parallel} expression.
  2343.  
  2344. @findex INSN_CODE
  2345. @item INSN_CODE (@var{i})
  2346. An integer that says which pattern in the machine description matches
  2347. this insn, or -1 if the matching has not yet been attempted.
  2348.  
  2349. Such matching is never attempted and this field remains -1 on an insn
  2350. whose pattern consists of a single @code{use}, @code{clobber},
  2351. @code{asm_input}, @code{addr_vec} or @code{addr_diff_vec} expression.
  2352.  
  2353. @findex asm_noperands
  2354. Matching is also never attempted on insns that result from an @code{asm}
  2355. statement.  These contain at least one @code{asm_operands} expression.
  2356. The function @code{asm_noperands} returns a non-negative value for
  2357. such insns.
  2358.  
  2359. In the debugging output, this field is printed as a number followed by
  2360. a symbolic representation that locates the pattern in the @file{md}
  2361. file as some small positive or negative offset from a named pattern.
  2362.  
  2363. @findex LOG_LINKS
  2364. @item LOG_LINKS (@var{i})
  2365. A list (chain of @code{insn_list} expressions) giving information about
  2366. dependencies between instructions within a basic block.  Neither a jump
  2367. nor a label may come between the related insns.
  2368.  
  2369. @findex REG_NOTES
  2370. @item REG_NOTES (@var{i})
  2371. A list (chain of @code{expr_list} and @code{insn_list} expressions)
  2372. giving miscellaneous information about the insn.  It is often information
  2373. pertaining to the registers used in this insn.
  2374. @end table
  2375.  
  2376. The @code{LOG_LINKS} field of an insn is a chain of @code{insn_list}
  2377. expressions.  Each of these has two operands: the first is an insn,
  2378. and the second is another @code{insn_list} expression (the next one in
  2379. the chain).  The last @code{insn_list} in the chain has a null pointer
  2380. as second operand.  The significant thing about the chain is which
  2381. insns appear in it (as first operands of @code{insn_list}
  2382. expressions).  Their order is not significant.
  2383.  
  2384. This list is originally set up by the flow analysis pass; it is a null
  2385. pointer until then.  Flow only adds links for those data dependencies
  2386. which can be used for instruction combination.  For each insn, the flow
  2387. analysis pass adds a link to insns which store into registers values
  2388. that are used for the first time in this insn.  The instruction
  2389. scheduling pass adds extra links so that every dependence will be
  2390. represented.  Links represent data dependencies, antidependencies and
  2391. output dependencies; the machine mode of the link distinguishes these
  2392. three types: antidependencies have mode @code{REG_DEP_ANTI}, output
  2393. dependencies have mode @code{REG_DEP_OUTPUT}, and data dependencies have
  2394. mode @code{VOIDmode}.
  2395.  
  2396. The @code{REG_NOTES} field of an insn is a chain similar to the
  2397. @code{LOG_LINKS} field but it includes @code{expr_list} expressions in
  2398. addition to @code{insn_list} expressions.  There are several kinds
  2399. of register notes, which are distinguished by the machine mode, which
  2400. in a register note is really understood as being an @code{enum reg_note}.
  2401. The first operand @var{op} of the note is data whose meaning depends on
  2402. the kind of note. 
  2403.  
  2404. @findex REG_NOTE_KIND
  2405. @findex PUT_REG_NOTE_KIND
  2406. The macro @code{REG_NOTE_KIND (@var{x})} returns the kind of
  2407. register note.  Its counterpart, the macro @code{PUT_REG_NOTE_KIND
  2408. (@var{x}, @var{newkind})} sets the register note type of @var{x} to be
  2409. @var{newkind}.
  2410.  
  2411. Register notes are of three classes: They may say something about an
  2412. input to an insn, they may say something about an output of an insn, or
  2413. they may create a linkage between two insns.  There are also a set
  2414. of values that are only used in @code{LOG_LINKS}.
  2415.  
  2416. These register notes annotate inputs to an insn:
  2417.  
  2418. @table @code
  2419. @findex REG_DEAD 
  2420. @item REG_DEAD
  2421. The value in @var{op} dies in this insn; that is to say, altering the
  2422. value immediately after this insn would not affect the future behavior
  2423. of the program.  
  2424.  
  2425. This does not necessarily mean that the register @var{op} has no useful
  2426. value after this insn since it may also be an output of the insn.  In
  2427. such a case, however, a @code{REG_DEAD} note would be redundant and is
  2428. usually not present until after the reload pass, but no code relies on
  2429. this fact.
  2430.  
  2431. @findex REG_INC
  2432. @item REG_INC
  2433. The register @var{op} is incremented (or decremented; at this level
  2434. there is no distinction) by an embedded side effect inside this insn.
  2435. This means it appears in a @code{post_inc}, @code{pre_inc},
  2436. @code{post_dec} or @code{pre_dec} expression.
  2437.  
  2438. @findex REG_NONNEG
  2439. @item REG_NONNEG
  2440. The register @var{op} is known to have a nonnegative value when this
  2441. insn is reached.  This is used so that decrement and branch until zero
  2442. instructions, such as the m68k dbra, can be matched.
  2443.  
  2444. The @code{REG_NONNEG} note is added to insns only if the pattern named
  2445. @samp{decrement_and_branch_until_zero} is contained in the machine
  2446. description.
  2447.  
  2448. @findex REG_NO_CONFLICT
  2449. @item REG_NO_CONFLICT
  2450. This insn does not cause a conflict between @var{op} and the item
  2451. being set by this insn even though it might appear that it does.
  2452. In other words, if the destination register and @var{op} could
  2453. otherwise be assigned the same register, this insn does not
  2454. prevent that assignment.
  2455.  
  2456. Insns with this note are usually part of a block that begins with a
  2457. @code{clobber} insn specifying a multi-word pseudo register (which will
  2458. be the output of the block), a group of insns that each set one word of
  2459. the value and have the @code{REG_NO_CONFLICT} note attached, and a final
  2460. insn that copies the output to itself with an attached @code{REG_EQUAL}
  2461. note giving the expression being computed.  This block is encapsulated
  2462. with @code{REG_LIBCALL} and @code{REG_RETVAL} notes on the first and
  2463. last insns, respectively.
  2464.  
  2465. @findex REG_LABEL
  2466. @item REG_LABEL
  2467. This insn uses @var{op}, a @code{code_label}, but is not a
  2468. @code{jump_insn}.  The presence of this note allows jump optimization to
  2469. be aware that @var{op} is, in fact, being used.
  2470. @end table
  2471.  
  2472. The following notes describe attributes of outputs of an insn:
  2473.  
  2474. @table @code
  2475. @findex REG_EQUIV
  2476. @findex REG_EQUAL
  2477. @item REG_EQUIV
  2478. @itemx REG_EQUAL
  2479. This note is only valid on an insn that sets only one register and
  2480. indicates that that register will be equal to @var{op} at run time; the
  2481. scope of this equivalence differs between the two types of notes.  The
  2482. value which the insn explicitly copies into the register may look
  2483. different from @var{op}, but they will be equal at run time.  If the
  2484. output of the single @code{set} is a @code{strict_low_part} expression,
  2485. the note refers to the register that is contained in @code{SUBREG_REG}
  2486. of the @code{subreg} expression.
  2487.  
  2488. For @code{REG_EQUIV}, the register is equivalent to @var{op} throughout
  2489. the entire function, and could validly be replaced in all its
  2490. occurrences by @var{op}.  (``Validly'' here refers to the data flow of
  2491. the program; simple replacement may make some insns invalid.)  For
  2492. example, when a constant is loaded into a register that is never
  2493. assigned any other value, this kind of note is used.
  2494.  
  2495. When a parameter is copied into a pseudo-register at entry to a function,
  2496. a note of this kind records that the register is equivalent to the stack
  2497. slot where the parameter was passed.  Although in this case the register
  2498. may be set by other insns, it is still valid to replace the register
  2499. by the stack slot throughout the function.
  2500.  
  2501. In the case of @code{REG_EQUAL}, the register that is set by this insn
  2502. will be equal to @var{op} at run time at the end of this insn but not
  2503. necessarily elsewhere in the function.  In this case, @var{op}
  2504. is typically an arithmetic expression.  For example, when a sequence of
  2505. insns such as a library call is used to perform an arithmetic operation,
  2506. this kind of note is attached to the insn that produces or copies the
  2507. final value.
  2508.  
  2509. These two notes are used in different ways by the compiler passes.
  2510. @code{REG_EQUAL} is used by passes prior to register allocation (such as
  2511. common subexpression elimination and loop optimization) to tell them how
  2512. to think of that value.  @code{REG_EQUIV} notes are used by register
  2513. allocation to indicate that there is an available substitute expression
  2514. (either a constant or a @code{mem} expression for the location of a
  2515. parameter on the stack) that may be used in place of a register if
  2516. insufficient registers are available.
  2517.  
  2518. Except for stack homes for parameters, which are indicated by a
  2519. @code{REG_EQUIV} note and are not useful to the early optimization
  2520. passes and pseudo registers that are equivalent to a memory location
  2521. throughout there entire life, which is not detected until later in
  2522. the compilation, all equivalences are initially indicated by an attached
  2523. @code{REG_EQUAL} note.  In the early stages of register allocation, a
  2524. @code{REG_EQUAL} note is changed into a @code{REG_EQUIV} note if
  2525. @var{op} is a constant and the insn represents the only set of its
  2526. destination register.
  2527.  
  2528. Thus, compiler passes prior to register allocation need only check for
  2529. @code{REG_EQUAL} notes and passes subsequent to register allocation
  2530. need only check for @code{REG_EQUIV} notes.
  2531.  
  2532. @findex REG_UNUSED
  2533. @item REG_UNUSED
  2534. The register @var{op} being set by this insn will not be used in a
  2535. subsequent insn.  This differs from a @code{REG_DEAD} note, which
  2536. indicates that the value in an input will not be used subsequently.
  2537. These two notes are independent; both may be present for the same
  2538. register.
  2539.  
  2540. @findex REG_WAS_0
  2541. @item REG_WAS_0
  2542. The single output of this insn contained zero before this insn.
  2543. @var{op} is the insn that set it to zero.  You can rely on this note if
  2544. it is present and @var{op} has not been deleted or turned into a @code{note};
  2545. its absence implies nothing.
  2546. @end table
  2547.  
  2548. These notes describe linkages between insns.  They occur in pairs: one
  2549. insn has one of a pair of notes that points to a second insn, which has
  2550. the inverse note pointing back to the first insn.
  2551.  
  2552. @table @code
  2553. @findex REG_RETVAL
  2554. @item REG_RETVAL
  2555. This insn copies the value of a multi-insn sequence (for example, a
  2556. library call), and @var{op} is the first insn of the sequence (for a
  2557. library call, the first insn that was generated to set up the arguments
  2558. for the library call).
  2559.  
  2560. Loop optimization uses this note to treat such a sequence as a single
  2561. operation for code motion purposes and flow analysis uses this note to
  2562. delete such sequences whose results are dead.
  2563.  
  2564. A @code{REG_EQUAL} note will also usually be attached to this insn to 
  2565. provide the expression being computed by the sequence.
  2566.  
  2567. @findex REG_LIBCALL
  2568. @item REG_LIBCALL
  2569. This is the inverse of @code{REG_RETVAL}: it is placed on the first
  2570. insn of a multi-insn sequence, and it points to the last one.
  2571.  
  2572. @findex REG_CC_SETTER
  2573. @findex REG_CC_USER
  2574. @item REG_CC_SETTER
  2575. @itemx REG_CC_USER
  2576. On machines that use @code{cc0}, the insns which set and use @code{cc0}
  2577. set and use @code{cc0} are adjacent.  However, when branch delay slot
  2578. filling is done, this may no longer be true.  In this case a
  2579. @code{REG_CC_USER} note will be placed on the insn setting @code{cc0} to
  2580. point to the insn using @code{cc0} and a @code{REG_CC_SETTER} note will
  2581. be placed on the insn using @code{cc0} to point to the insn setting
  2582. @code{cc0}.@refill
  2583. @end table
  2584.  
  2585. These values are only used in the @code{LOG_LINKS} field, and indicate
  2586. the type of dependency that each link represents.  Links which indicate
  2587. a data dependence (a read after write dependence) do not use any code,
  2588. they simply have mode @code{VOIDmode}, and are printed without any
  2589. descriptive text.
  2590.  
  2591. @table @code
  2592. @findex REG_DEP_ANTI
  2593. @item REG_DEP_ANTI
  2594. This indicates an anti dependence (a write after read dependence).
  2595.  
  2596. @findex REG_DEP_OUTPUT
  2597. @item REG_DEP_OUTPUT
  2598. This indicates an output dependence (a write after write dependence).
  2599. @end table
  2600.  
  2601. For convenience, the machine mode in an @code{insn_list} or
  2602. @code{expr_list} is printed using these symbolic codes in debugging dumps.
  2603.  
  2604. @findex insn_list
  2605. @findex expr_list
  2606. The only difference between the expression codes @code{insn_list} and
  2607. @code{expr_list} is that the first operand of an @code{insn_list} is
  2608. assumed to be an insn and is printed in debugging dumps as the insn's
  2609. unique id; the first operand of an @code{expr_list} is printed in the
  2610. ordinary way as an expression.
  2611.  
  2612. @node Calls, Sharing, Insns, RTL
  2613. @section RTL Representation of Function-Call Insns
  2614. @cindex calling functions in RTL
  2615. @cindex RTL function-call insns
  2616. @cindex function-call insns
  2617.  
  2618. Insns that call subroutines have the RTL expression code @code{call_insn}.
  2619. These insns must satisfy special rules, and their bodies must use a special
  2620. RTL expression code, @code{call}.
  2621.  
  2622. @cindex @code{call} usage
  2623. A @code{call} expression has two operands, as follows:
  2624.  
  2625. @example
  2626. (call (mem:@var{fm} @var{addr}) @var{nbytes})
  2627. @end example
  2628.  
  2629. @noindent
  2630. Here @var{nbytes} is an operand that represents the number of bytes of
  2631. argument data being passed to the subroutine, @var{fm} is a machine mode
  2632. (which must equal as the definition of the @code{FUNCTION_MODE} macro in
  2633. the machine description) and @var{addr} represents the address of the
  2634. subroutine.
  2635.  
  2636. For a subroutine that returns no value, the @code{call} expression as
  2637. shown above is the entire body of the insn, except that the insn might
  2638. also contain @code{use} or @code{clobber} expressions.
  2639.  
  2640. @cindex @code{BLKmode}, and function return values
  2641. For a subroutine that returns a value whose mode is not @code{BLKmode},
  2642. the value is returned in a hard register.  If this register's number is
  2643. @var{r}, then the body of the call insn looks like this:
  2644.  
  2645. @example
  2646. (set (reg:@var{m} @var{r})
  2647.      (call (mem:@var{fm} @var{addr}) @var{nbytes}))
  2648. @end example
  2649.  
  2650. @noindent
  2651. This RTL expression makes it clear (to the optimizer passes) that the
  2652. appropriate register receives a useful value in this insn.
  2653.  
  2654. When a subroutine returns a @code{BLKmode} value, it is handled by
  2655. passing to the subroutine the address of a place to store the value.
  2656. So the call insn itself does not ``return'' any value, and it has the
  2657. same RTL form as a call that returns nothing.
  2658.  
  2659. On some machines, the call instruction itself clobbers some register,
  2660. for example to contain the return address.  @code{call_insn} insns
  2661. on these machines should have a body which is a @code{parallel}
  2662. that contains both the @code{call} expression and @code{clobber}
  2663. expressions that indicate which registers are destroyed.  Similarly,
  2664. if the call instruction requires some register other than the stack
  2665. pointer that is not explicitly mentioned it its RTL, a @code{use}
  2666. subexpression should mention that register.
  2667.  
  2668. Functions that are called are assumed to modify all registers listed in
  2669. the configuration macro @code{CALL_USED_REGISTERS} (@pxref{Register
  2670. Basics}) and, with the exception of @code{const} functions and library
  2671. calls, to modify all of memory.
  2672.  
  2673. Insns containing just @code{use} expressions directly precede the
  2674. @code{call_insn} insn to indicate which registers contain inputs to the
  2675. function.  Similarly, if registers other than those in
  2676. @code{CALL_USED_REGISTERS} are clobbered by the called function, insns
  2677. containing a single @code{clobber} follow immediately after the call to
  2678. indicate which registers.
  2679.  
  2680. @node Sharing
  2681. @section Structure Sharing Assumptions
  2682. @cindex sharing of RTL components
  2683. @cindex RTL structure sharing assumptions
  2684.  
  2685. The compiler assumes that certain kinds of RTL expressions are unique;
  2686. there do not exist two distinct objects representing the same value.
  2687. In other cases, it makes an opposite assumption: that no RTL expression
  2688. object of a certain kind appears in more than one place in the
  2689. containing structure.
  2690.  
  2691. These assumptions refer to a single function; except for the RTL
  2692. objects that describe global variables and external functions,
  2693. and a few standard objects such as small integer constants,
  2694. no RTL objects are common to two functions.
  2695.  
  2696. @itemize @bullet
  2697. @cindex @code{reg}, RTL sharing
  2698. @item
  2699. Each pseudo-register has only a single @code{reg} object to represent it,
  2700. and therefore only a single machine mode.
  2701.  
  2702. @cindex symbolic label
  2703. @cindex @code{symbol_ref}, RTL sharing
  2704. @item
  2705. For any symbolic label, there is only one @code{symbol_ref} object
  2706. referring to it.
  2707.  
  2708. @cindex @code{const_int}, RTL sharing
  2709. @item
  2710. There is only one @code{const_int} expression with value 0, only
  2711. one with value 1, and only one with value @minus{}1.
  2712. Some other integer values are also stored uniquely.
  2713.  
  2714. @cindex @code{pc}, RTL sharing
  2715. @item
  2716. There is only one @code{pc} expression.
  2717.  
  2718. @cindex @code{cc0}, RTL sharing
  2719. @item
  2720. There is only one @code{cc0} expression.
  2721.  
  2722. @cindex @code{const_double}, RTL sharing
  2723. @item
  2724. There is only one @code{const_double} expression with value 0 for
  2725. each floating point mode.  Likewise for values 1 and 2.
  2726.  
  2727. @cindex @code{label_ref}, RTL sharing
  2728. @cindex @code{scratch}, RTL sharing
  2729. @item
  2730. No @code{label_ref} or @code{scratch} appears in more than one place in
  2731. the RTL structure; in other words, it is safe to do a tree-walk of all
  2732. the insns in the function and assume that each time a @code{label_ref}
  2733. or @code{scratch} is seen it is distinct from all others that are seen.
  2734.  
  2735. @cindex @code{mem}, RTL sharing
  2736. @item
  2737. Only one @code{mem} object is normally created for each static
  2738. variable or stack slot, so these objects are frequently shared in all
  2739. the places they appear.  However, separate but equal objects for these
  2740. variables are occasionally made.
  2741.  
  2742. @cindex @code{asm_operands}, RTL sharing
  2743. @item
  2744. When a single @code{asm} statement has multiple output operands, a
  2745. distinct @code{asm_operands} expression is made for each output operand.
  2746. However, these all share the vector which contains the sequence of input
  2747. operands.  This sharing is used later on to test whether two
  2748. @code{asm_operands} expressions come from the same statement, so all
  2749. optimizations must carefully preserve the sharing if they copy the
  2750. vector at all.
  2751.  
  2752. @item
  2753. No RTL object appears in more than one place in the RTL structure
  2754. except as described above.  Many passes of the compiler rely on this
  2755. by assuming that they can modify RTL objects in place without unwanted
  2756. side-effects on other insns.
  2757.  
  2758. @findex unshare_all_rtl
  2759. @item
  2760. During initial RTL generation, shared structure is freely introduced.
  2761. After all the RTL for a function has been generated, all shared
  2762. structure is copied by @code{unshare_all_rtl} in @file{emit-rtl.c},
  2763. after which the above rules are guaranteed to be followed.
  2764.  
  2765. @findex copy_rtx_if_shared
  2766. @item
  2767. During the combiner pass, shared structure within an insn can exist
  2768. temporarily.  However, the shared structure is copied before the
  2769. combiner is finished with the insn.  This is done by calling
  2770. @code{copy_rtx_if_shared}, which is a subroutine of
  2771. @code{unshare_all_rtl}.
  2772. @end itemize
  2773.  
  2774. @node Reading RTL
  2775. @section Reading RTL
  2776.  
  2777. To read an RTL object from a file, call @code{read_rtx}.  It takes one
  2778. argument, a stdio stream, and returns a single RTL object.
  2779.  
  2780. Reading RTL from a file is very slow.  This is no currently not a
  2781. problem because reading RTL occurs only as part of building the
  2782. compiler.
  2783.  
  2784. People frequently have the idea of using RTL stored as text in a file as
  2785. an interface between a language front end and the bulk of GNU CC.  This
  2786. idea is not feasible.
  2787.  
  2788. GNU CC was designed to use RTL internally only.  Correct RTL for a given
  2789. program is very dependent on the particular target machine.  And the RTL
  2790. does not contain all the information about the program.
  2791.  
  2792. The proper way to interface GNU CC to a new language front end is with
  2793. the ``tree'' data structure.  There is no manual for this data
  2794. structure, but it is described in the files @file{tree.h} and
  2795. @file{tree.def}.
  2796.