OSDN Git Service

Divide REG_LABEL notes into REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / doc / rtl.texi
1 @c Copyright (C) 1988, 1989, 1992, 1994, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002,
2 @c 2003, 2004, 2005, 2006, 2007
3 @c Free Software Foundation, Inc.
4 @c This is part of the GCC manual.
5 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
6
7 @node RTL
8 @chapter RTL Representation
9 @cindex RTL representation
10 @cindex representation of RTL
11 @cindex Register Transfer Language (RTL)
12
13 Most of the work of the compiler is done on an intermediate representation
14 called register transfer language.  In this language, the instructions to be
15 output are described, pretty much one by one, in an algebraic form that
16 describes what the instruction does.
17
18 RTL is inspired by Lisp lists.  It has both an internal form, made up of
19 structures that point at other structures, and a textual form that is used
20 in the machine description and in printed debugging dumps.  The textual
21 form uses nested parentheses to indicate the pointers in the internal form.
22
23 @menu
24 * RTL Objects::       Expressions vs vectors vs strings vs integers.
25 * RTL Classes::       Categories of RTL expression objects, and their structure.
26 * Accessors::         Macros to access expression operands or vector elts.
27 * Special Accessors:: Macros to access specific annotations on RTL.
28 * Flags::             Other flags in an RTL expression.
29 * Machine Modes::     Describing the size and format of a datum.
30 * Constants::         Expressions with constant values.
31 * Regs and Memory::   Expressions representing register contents or memory.
32 * Arithmetic::        Expressions representing arithmetic on other expressions.
33 * Comparisons::       Expressions representing comparison of expressions.
34 * Bit-Fields::        Expressions representing bit-fields in memory or reg.
35 * Vector Operations:: Expressions involving vector datatypes.
36 * Conversions::       Extending, truncating, floating or fixing.
37 * RTL Declarations::  Declaring volatility, constancy, etc.
38 * Side Effects::      Expressions for storing in registers, etc.
39 * Incdec::            Embedded side-effects for autoincrement addressing.
40 * Assembler::         Representing @code{asm} with operands.
41 * Insns::             Expression types for entire insns.
42 * Calls::             RTL representation of function call insns.
43 * Sharing::           Some expressions are unique; others *must* be copied.
44 * Reading RTL::       Reading textual RTL from a file.
45 @end menu
46
47 @node RTL Objects
48 @section RTL Object Types
49 @cindex RTL object types
50
51 @cindex RTL integers
52 @cindex RTL strings
53 @cindex RTL vectors
54 @cindex RTL expression
55 @cindex RTX (See RTL)
56 RTL uses five kinds of objects: expressions, integers, wide integers,
57 strings and vectors.  Expressions are the most important ones.  An RTL
58 expression (``RTX'', for short) is a C structure, but it is usually
59 referred to with a pointer; a type that is given the typedef name
60 @code{rtx}.
61
62 An integer is simply an @code{int}; their written form uses decimal
63 digits.  A wide integer is an integral object whose type is
64 @code{HOST_WIDE_INT}; their written form uses decimal digits.
65
66 A string is a sequence of characters.  In core it is represented as a
67 @code{char *} in usual C fashion, and it is written in C syntax as well.
68 However, strings in RTL may never be null.  If you write an empty string in
69 a machine description, it is represented in core as a null pointer rather
70 than as a pointer to a null character.  In certain contexts, these null
71 pointers instead of strings are valid.  Within RTL code, strings are most
72 commonly found inside @code{symbol_ref} expressions, but they appear in
73 other contexts in the RTL expressions that make up machine descriptions.
74
75 In a machine description, strings are normally written with double
76 quotes, as you would in C@.  However, strings in machine descriptions may
77 extend over many lines, which is invalid C, and adjacent string
78 constants are not concatenated as they are in C@.  Any string constant
79 may be surrounded with a single set of parentheses.  Sometimes this
80 makes the machine description easier to read.
81
82 There is also a special syntax for strings, which can be useful when C
83 code is embedded in a machine description.  Wherever a string can
84 appear, it is also valid to write a C-style brace block.  The entire
85 brace block, including the outermost pair of braces, is considered to be
86 the string constant.  Double quote characters inside the braces are not
87 special.  Therefore, if you write string constants in the C code, you
88 need not escape each quote character with a backslash.
89
90 A vector contains an arbitrary number of pointers to expressions.  The
91 number of elements in the vector is explicitly present in the vector.
92 The written form of a vector consists of square brackets
93 (@samp{[@dots{}]}) surrounding the elements, in sequence and with
94 whitespace separating them.  Vectors of length zero are not created;
95 null pointers are used instead.
96
97 @cindex expression codes
98 @cindex codes, RTL expression
99 @findex GET_CODE
100 @findex PUT_CODE
101 Expressions are classified by @dfn{expression codes} (also called RTX
102 codes).  The expression code is a name defined in @file{rtl.def}, which is
103 also (in uppercase) a C enumeration constant.  The possible expression
104 codes and their meanings are machine-independent.  The code of an RTX can
105 be extracted with the macro @code{GET_CODE (@var{x})} and altered with
106 @code{PUT_CODE (@var{x}, @var{newcode})}.
107
108 The expression code determines how many operands the expression contains,
109 and what kinds of objects they are.  In RTL, unlike Lisp, you cannot tell
110 by looking at an operand what kind of object it is.  Instead, you must know
111 from its context---from the expression code of the containing expression.
112 For example, in an expression of code @code{subreg}, the first operand is
113 to be regarded as an expression and the second operand as an integer.  In
114 an expression of code @code{plus}, there are two operands, both of which
115 are to be regarded as expressions.  In a @code{symbol_ref} expression,
116 there is one operand, which is to be regarded as a string.
117
118 Expressions are written as parentheses containing the name of the
119 expression type, its flags and machine mode if any, and then the operands
120 of the expression (separated by spaces).
121
122 Expression code names in the @samp{md} file are written in lowercase,
123 but when they appear in C code they are written in uppercase.  In this
124 manual, they are shown as follows: @code{const_int}.
125
126 @cindex (nil)
127 @cindex nil
128 In a few contexts a null pointer is valid where an expression is normally
129 wanted.  The written form of this is @code{(nil)}.
130
131 @node RTL Classes
132 @section RTL Classes and Formats
133 @cindex RTL classes
134 @cindex classes of RTX codes
135 @cindex RTX codes, classes of
136 @findex GET_RTX_CLASS
137
138 The various expression codes are divided into several @dfn{classes},
139 which are represented by single characters.  You can determine the class
140 of an RTX code with the macro @code{GET_RTX_CLASS (@var{code})}.
141 Currently, @file{rtl.def} defines these classes:
142
143 @table @code
144 @item RTX_OBJ
145 An RTX code that represents an actual object, such as a register
146 (@code{REG}) or a memory location (@code{MEM}, @code{SYMBOL_REF}).
147 @code{LO_SUM}) is also included; instead, @code{SUBREG} and
148 @code{STRICT_LOW_PART} are not in this class, but in class @code{x}.
149
150 @item RTX_CONST_OBJ
151 An RTX code that represents a constant object.  @code{HIGH} is also
152 included in this class.
153
154 @item RTX_COMPARE
155 An RTX code for a non-symmetric comparison, such as @code{GEU} or
156 @code{LT}.
157
158 @item RTX_COMM_COMPARE
159 An RTX code for a symmetric (commutative) comparison, such as @code{EQ}
160 or @code{ORDERED}.
161
162 @item RTX_UNARY
163 An RTX code for a unary arithmetic operation, such as @code{NEG},
164 @code{NOT}, or @code{ABS}.  This category also includes value extension
165 (sign or zero) and conversions between integer and floating point.
166
167 @item RTX_COMM_ARITH
168 An RTX code for a commutative binary operation, such as @code{PLUS} or
169 @code{AND}.  @code{NE} and @code{EQ} are comparisons, so they have class
170 @code{<}.
171
172 @item RTX_BIN_ARITH
173 An RTX code for a non-commutative binary operation, such as @code{MINUS},
174 @code{DIV}, or @code{ASHIFTRT}.
175
176 @item RTX_BITFIELD_OPS
177 An RTX code for a bit-field operation.  Currently only
178 @code{ZERO_EXTRACT} and @code{SIGN_EXTRACT}.  These have three inputs
179 and are lvalues (so they can be used for insertion as well).
180 @xref{Bit-Fields}.
181
182 @item RTX_TERNARY
183 An RTX code for other three input operations.  Currently only
184 @code{IF_THEN_ELSE} and @code{VEC_MERGE}.
185
186 @item RTX_INSN
187 An RTX code for an entire instruction:  @code{INSN}, @code{JUMP_INSN}, and
188 @code{CALL_INSN}.  @xref{Insns}.
189
190 @item RTX_MATCH
191 An RTX code for something that matches in insns, such as
192 @code{MATCH_DUP}.  These only occur in machine descriptions.
193
194 @item RTX_AUTOINC
195 An RTX code for an auto-increment addressing mode, such as
196 @code{POST_INC}.
197
198 @item RTX_EXTRA
199 All other RTX codes.  This category includes the remaining codes used
200 only in machine descriptions (@code{DEFINE_*}, etc.).  It also includes
201 all the codes describing side effects (@code{SET}, @code{USE},
202 @code{CLOBBER}, etc.) and the non-insns that may appear on an insn
203 chain, such as @code{NOTE}, @code{BARRIER}, and @code{CODE_LABEL}.
204 @code{SUBREG} is also part of this class.
205 @end table
206
207 @cindex RTL format
208 For each expression code, @file{rtl.def} specifies the number of
209 contained objects and their kinds using a sequence of characters
210 called the @dfn{format} of the expression code.  For example,
211 the format of @code{subreg} is @samp{ei}.
212
213 @cindex RTL format characters
214 These are the most commonly used format characters:
215
216 @table @code
217 @item e
218 An expression (actually a pointer to an expression).
219
220 @item i
221 An integer.
222
223 @item w
224 A wide integer.
225
226 @item s
227 A string.
228
229 @item E
230 A vector of expressions.
231 @end table
232
233 A few other format characters are used occasionally:
234
235 @table @code
236 @item u
237 @samp{u} is equivalent to @samp{e} except that it is printed differently
238 in debugging dumps.  It is used for pointers to insns.
239
240 @item n
241 @samp{n} is equivalent to @samp{i} except that it is printed differently
242 in debugging dumps.  It is used for the line number or code number of a
243 @code{note} insn.
244
245 @item S
246 @samp{S} indicates a string which is optional.  In the RTL objects in
247 core, @samp{S} is equivalent to @samp{s}, but when the object is read,
248 from an @samp{md} file, the string value of this operand may be omitted.
249 An omitted string is taken to be the null string.
250
251 @item V
252 @samp{V} indicates a vector which is optional.  In the RTL objects in
253 core, @samp{V} is equivalent to @samp{E}, but when the object is read
254 from an @samp{md} file, the vector value of this operand may be omitted.
255 An omitted vector is effectively the same as a vector of no elements.
256
257 @item B
258 @samp{B} indicates a pointer to basic block structure.
259
260 @item 0
261 @samp{0} means a slot whose contents do not fit any normal category.
262 @samp{0} slots are not printed at all in dumps, and are often used in
263 special ways by small parts of the compiler.
264 @end table
265
266 There are macros to get the number of operands and the format
267 of an expression code:
268
269 @table @code
270 @findex GET_RTX_LENGTH
271 @item GET_RTX_LENGTH (@var{code})
272 Number of operands of an RTX of code @var{code}.
273
274 @findex GET_RTX_FORMAT
275 @item GET_RTX_FORMAT (@var{code})
276 The format of an RTX of code @var{code}, as a C string.
277 @end table
278
279 Some classes of RTX codes always have the same format.  For example, it
280 is safe to assume that all comparison operations have format @code{ee}.
281
282 @table @code
283 @item 1
284 All codes of this class have format @code{e}.
285
286 @item <
287 @itemx c
288 @itemx 2
289 All codes of these classes have format @code{ee}.
290
291 @item b
292 @itemx 3
293 All codes of these classes have format @code{eee}.
294
295 @item i
296 All codes of this class have formats that begin with @code{iuueiee}.
297 @xref{Insns}.  Note that not all RTL objects linked onto an insn chain
298 are of class @code{i}.
299
300 @item o
301 @itemx m
302 @itemx x
303 You can make no assumptions about the format of these codes.
304 @end table
305
306 @node Accessors
307 @section Access to Operands
308 @cindex accessors
309 @cindex access to operands
310 @cindex operand access
311
312 @findex XEXP
313 @findex XINT
314 @findex XWINT
315 @findex XSTR
316 Operands of expressions are accessed using the macros @code{XEXP},
317 @code{XINT}, @code{XWINT} and @code{XSTR}.  Each of these macros takes
318 two arguments: an expression-pointer (RTX) and an operand number
319 (counting from zero).  Thus,
320
321 @smallexample
322 XEXP (@var{x}, 2)
323 @end smallexample
324
325 @noindent
326 accesses operand 2 of expression @var{x}, as an expression.
327
328 @smallexample
329 XINT (@var{x}, 2)
330 @end smallexample
331
332 @noindent
333 accesses the same operand as an integer.  @code{XSTR}, used in the same
334 fashion, would access it as a string.
335
336 Any operand can be accessed as an integer, as an expression or as a string.
337 You must choose the correct method of access for the kind of value actually
338 stored in the operand.  You would do this based on the expression code of
339 the containing expression.  That is also how you would know how many
340 operands there are.
341
342 For example, if @var{x} is a @code{subreg} expression, you know that it has
343 two operands which can be correctly accessed as @code{XEXP (@var{x}, 0)}
344 and @code{XINT (@var{x}, 1)}.  If you did @code{XINT (@var{x}, 0)}, you
345 would get the address of the expression operand but cast as an integer;
346 that might occasionally be useful, but it would be cleaner to write
347 @code{(int) XEXP (@var{x}, 0)}.  @code{XEXP (@var{x}, 1)} would also
348 compile without error, and would return the second, integer operand cast as
349 an expression pointer, which would probably result in a crash when
350 accessed.  Nothing stops you from writing @code{XEXP (@var{x}, 28)} either,
351 but this will access memory past the end of the expression with
352 unpredictable results.
353
354 Access to operands which are vectors is more complicated.  You can use the
355 macro @code{XVEC} to get the vector-pointer itself, or the macros
356 @code{XVECEXP} and @code{XVECLEN} to access the elements and length of a
357 vector.
358
359 @table @code
360 @findex XVEC
361 @item XVEC (@var{exp}, @var{idx})
362 Access the vector-pointer which is operand number @var{idx} in @var{exp}.
363
364 @findex XVECLEN
365 @item XVECLEN (@var{exp}, @var{idx})
366 Access the length (number of elements) in the vector which is
367 in operand number @var{idx} in @var{exp}.  This value is an @code{int}.
368
369 @findex XVECEXP
370 @item XVECEXP (@var{exp}, @var{idx}, @var{eltnum})
371 Access element number @var{eltnum} in the vector which is
372 in operand number @var{idx} in @var{exp}.  This value is an RTX@.
373
374 It is up to you to make sure that @var{eltnum} is not negative
375 and is less than @code{XVECLEN (@var{exp}, @var{idx})}.
376 @end table
377
378 All the macros defined in this section expand into lvalues and therefore
379 can be used to assign the operands, lengths and vector elements as well as
380 to access them.
381
382 @node Special Accessors
383 @section Access to Special Operands
384 @cindex access to special operands
385
386 Some RTL nodes have special annotations associated with them.
387
388 @table @code
389 @item MEM
390 @table @code
391 @findex MEM_ALIAS_SET
392 @item MEM_ALIAS_SET (@var{x})
393 If 0, @var{x} is not in any alias set, and may alias anything.  Otherwise,
394 @var{x} can only alias @code{MEM}s in a conflicting alias set.  This value
395 is set in a language-dependent manner in the front-end, and should not be
396 altered in the back-end.  In some front-ends, these numbers may correspond
397 in some way to types, or other language-level entities, but they need not,
398 and the back-end makes no such assumptions.
399 These set numbers are tested with @code{alias_sets_conflict_p}.
400
401 @findex MEM_EXPR
402 @item MEM_EXPR (@var{x})
403 If this register is known to hold the value of some user-level
404 declaration, this is that tree node.  It may also be a
405 @code{COMPONENT_REF}, in which case this is some field reference,
406 and @code{TREE_OPERAND (@var{x}, 0)} contains the declaration,
407 or another @code{COMPONENT_REF}, or null if there is no compile-time
408 object associated with the reference.
409
410 @findex MEM_OFFSET
411 @item MEM_OFFSET (@var{x})
412 The offset from the start of @code{MEM_EXPR} as a @code{CONST_INT} rtx.
413
414 @findex MEM_SIZE
415 @item MEM_SIZE (@var{x})
416 The size in bytes of the memory reference as a @code{CONST_INT} rtx.
417 This is mostly relevant for @code{BLKmode} references as otherwise
418 the size is implied by the mode.
419
420 @findex MEM_ALIGN
421 @item MEM_ALIGN (@var{x})
422 The known alignment in bits of the memory reference.
423 @end table
424
425 @item REG
426 @table @code
427 @findex ORIGINAL_REGNO
428 @item ORIGINAL_REGNO (@var{x})
429 This field holds the number the register ``originally'' had; for a
430 pseudo register turned into a hard reg this will hold the old pseudo
431 register number.
432
433 @findex REG_EXPR
434 @item REG_EXPR (@var{x})
435 If this register is known to hold the value of some user-level
436 declaration, this is that tree node.
437
438 @findex REG_OFFSET
439 @item REG_OFFSET (@var{x})
440 If this register is known to hold the value of some user-level
441 declaration, this is the offset into that logical storage.
442 @end table
443
444 @item SYMBOL_REF
445 @table @code
446 @findex SYMBOL_REF_DECL
447 @item SYMBOL_REF_DECL (@var{x})
448 If the @code{symbol_ref} @var{x} was created for a @code{VAR_DECL} or
449 a @code{FUNCTION_DECL}, that tree is recorded here.  If this value is
450 null, then @var{x} was created by back end code generation routines,
451 and there is no associated front end symbol table entry.
452
453 @code{SYMBOL_REF_DECL} may also point to a tree of class @code{'c'},
454 that is, some sort of constant.  In this case, the @code{symbol_ref}
455 is an entry in the per-file constant pool; again, there is no associated
456 front end symbol table entry.
457
458 @findex SYMBOL_REF_CONSTANT
459 @item SYMBOL_REF_CONSTANT (@var{x})
460 If @samp{CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (@var{x})} is true, this is the constant
461 pool entry for @var{x}.  It is null otherwise.
462
463 @findex SYMBOL_REF_DATA
464 @item SYMBOL_REF_DATA (@var{x})
465 A field of opaque type used to store @code{SYMBOL_REF_DECL} or
466 @code{SYMBOL_REF_CONSTANT}.
467
468 @findex SYMBOL_REF_FLAGS
469 @item SYMBOL_REF_FLAGS (@var{x})
470 In a @code{symbol_ref}, this is used to communicate various predicates
471 about the symbol.  Some of these are common enough to be computed by
472 common code, some are specific to the target.  The common bits are:
473
474 @table @code
475 @findex SYMBOL_REF_FUNCTION_P
476 @findex SYMBOL_FLAG_FUNCTION
477 @item SYMBOL_FLAG_FUNCTION
478 Set if the symbol refers to a function.
479
480 @findex SYMBOL_REF_LOCAL_P
481 @findex SYMBOL_FLAG_LOCAL
482 @item SYMBOL_FLAG_LOCAL
483 Set if the symbol is local to this ``module''.
484 See @code{TARGET_BINDS_LOCAL_P}.
485
486 @findex SYMBOL_REF_EXTERNAL_P
487 @findex SYMBOL_FLAG_EXTERNAL
488 @item SYMBOL_FLAG_EXTERNAL
489 Set if this symbol is not defined in this translation unit.
490 Note that this is not the inverse of @code{SYMBOL_FLAG_LOCAL}.
491
492 @findex SYMBOL_REF_SMALL_P
493 @findex SYMBOL_FLAG_SMALL
494 @item SYMBOL_FLAG_SMALL
495 Set if the symbol is located in the small data section.
496 See @code{TARGET_IN_SMALL_DATA_P}.
497
498 @findex SYMBOL_FLAG_TLS_SHIFT
499 @findex SYMBOL_REF_TLS_MODEL
500 @item SYMBOL_REF_TLS_MODEL (@var{x})
501 This is a multi-bit field accessor that returns the @code{tls_model}
502 to be used for a thread-local storage symbol.  It returns zero for
503 non-thread-local symbols.
504
505 @findex SYMBOL_REF_HAS_BLOCK_INFO_P
506 @findex SYMBOL_FLAG_HAS_BLOCK_INFO
507 @item SYMBOL_FLAG_HAS_BLOCK_INFO
508 Set if the symbol has @code{SYMBOL_REF_BLOCK} and
509 @code{SYMBOL_REF_BLOCK_OFFSET} fields.
510
511 @findex SYMBOL_REF_ANCHOR_P
512 @findex SYMBOL_FLAG_ANCHOR
513 @cindex @option{-fsection-anchors}
514 @item SYMBOL_FLAG_ANCHOR
515 Set if the symbol is used as a section anchor.  ``Section anchors''
516 are symbols that have a known position within an @code{object_block}
517 and that can be used to access nearby members of that block.
518 They are used to implement @option{-fsection-anchors}.
519
520 If this flag is set, then @code{SYMBOL_FLAG_HAS_BLOCK_INFO} will be too.
521 @end table
522
523 Bits beginning with @code{SYMBOL_FLAG_MACH_DEP} are available for
524 the target's use.
525 @end table
526
527 @findex SYMBOL_REF_BLOCK
528 @item SYMBOL_REF_BLOCK (@var{x})
529 If @samp{SYMBOL_REF_HAS_BLOCK_INFO_P (@var{x})}, this is the
530 @samp{object_block} structure to which the symbol belongs,
531 or @code{NULL} if it has not been assigned a block.
532
533 @findex SYMBOL_REF_BLOCK_OFFSET
534 @item SYMBOL_REF_BLOCK_OFFSET (@var{x})
535 If @samp{SYMBOL_REF_HAS_BLOCK_INFO_P (@var{x})}, this is the offset of @var{x}
536 from the first object in @samp{SYMBOL_REF_BLOCK (@var{x})}.  The value is
537 negative if @var{x} has not yet been assigned to a block, or it has not
538 been given an offset within that block.
539 @end table
540
541 @node Flags
542 @section Flags in an RTL Expression
543 @cindex flags in RTL expression
544
545 RTL expressions contain several flags (one-bit bit-fields)
546 that are used in certain types of expression.  Most often they
547 are accessed with the following macros, which expand into lvalues.
548
549 @table @code
550 @findex CONSTANT_POOL_ADDRESS_P
551 @cindex @code{symbol_ref} and @samp{/u}
552 @cindex @code{unchanging}, in @code{symbol_ref}
553 @item CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (@var{x})
554 Nonzero in a @code{symbol_ref} if it refers to part of the current
555 function's constant pool.  For most targets these addresses are in a
556 @code{.rodata} section entirely separate from the function, but for
557 some targets the addresses are close to the beginning of the function.
558 In either case GCC assumes these addresses can be addressed directly,
559 perhaps with the help of base registers.
560 Stored in the @code{unchanging} field and printed as @samp{/u}.
561
562 @findex CONST_OR_PURE_CALL_P
563 @cindex @code{call_insn} and @samp{/u}
564 @cindex @code{unchanging}, in @code{call_insn}
565 @item CONST_OR_PURE_CALL_P (@var{x})
566 In a @code{call_insn}, @code{note}, or an @code{expr_list} for notes,
567 indicates that the insn represents a call to a const or pure function.
568 Stored in the @code{unchanging} field and printed as @samp{/u}.
569
570 @findex INSN_ANNULLED_BRANCH_P
571 @cindex @code{jump_insn} and @samp{/u}
572 @cindex @code{call_insn} and @samp{/u}
573 @cindex @code{insn} and @samp{/u}
574 @cindex @code{unchanging}, in @code{jump_insn}, @code{call_insn} and @code{insn}
575 @item INSN_ANNULLED_BRANCH_P (@var{x})
576 In a @code{jump_insn}, @code{call_insn}, or @code{insn} indicates
577 that the branch is an annulling one.  See the discussion under
578 @code{sequence} below.  Stored in the @code{unchanging} field and
579 printed as @samp{/u}.
580
581 @findex INSN_DELETED_P
582 @cindex @code{insn} and @samp{/v}
583 @cindex @code{call_insn} and @samp{/v}
584 @cindex @code{jump_insn} and @samp{/v}
585 @cindex @code{code_label} and @samp{/v}
586 @cindex @code{barrier} and @samp{/v}
587 @cindex @code{note} and @samp{/v}
588 @cindex @code{volatil}, in @code{insn}, @code{call_insn}, @code{jump_insn}, @code{code_label}, @code{barrier}, and @code{note}
589 @item INSN_DELETED_P (@var{x})
590 In an @code{insn}, @code{call_insn}, @code{jump_insn}, @code{code_label},
591 @code{barrier}, or @code{note},
592 nonzero if the insn has been deleted.  Stored in the
593 @code{volatil} field and printed as @samp{/v}.
594
595 @findex INSN_FROM_TARGET_P
596 @cindex @code{insn} and @samp{/s}
597 @cindex @code{jump_insn} and @samp{/s}
598 @cindex @code{call_insn} and @samp{/s}
599 @cindex @code{in_struct}, in @code{insn} and @code{jump_insn} and @code{call_insn}
600 @item INSN_FROM_TARGET_P (@var{x})
601 In an @code{insn} or @code{jump_insn} or @code{call_insn} in a delay
602 slot of a branch, indicates that the insn
603 is from the target of the branch.  If the branch insn has
604 @code{INSN_ANNULLED_BRANCH_P} set, this insn will only be executed if
605 the branch is taken.  For annulled branches with
606 @code{INSN_FROM_TARGET_P} clear, the insn will be executed only if the
607 branch is not taken.  When @code{INSN_ANNULLED_BRANCH_P} is not set,
608 this insn will always be executed.  Stored in the @code{in_struct}
609 field and printed as @samp{/s}.
610
611 @findex LABEL_PRESERVE_P
612 @cindex @code{code_label} and @samp{/i}
613 @cindex @code{note} and @samp{/i}
614 @cindex @code{in_struct}, in @code{code_label} and @code{note}
615 @item LABEL_PRESERVE_P (@var{x})
616 In a @code{code_label} or @code{note}, indicates that the label is referenced by
617 code or data not visible to the RTL of a given function.
618 Labels referenced by a non-local goto will have this bit set.  Stored
619 in the @code{in_struct} field and printed as @samp{/s}.
620
621 @findex LABEL_REF_NONLOCAL_P
622 @cindex @code{label_ref} and @samp{/v}
623 @cindex @code{reg_label} and @samp{/v}
624 @cindex @code{volatil}, in @code{label_ref} and @code{reg_label}
625 @item LABEL_REF_NONLOCAL_P (@var{x})
626 In @code{label_ref} and @code{reg_label} expressions, nonzero if this is
627 a reference to a non-local label.
628 Stored in the @code{volatil} field and printed as @samp{/v}.
629
630 @findex MEM_IN_STRUCT_P
631 @cindex @code{mem} and @samp{/s}
632 @cindex @code{in_struct}, in @code{mem}
633 @item MEM_IN_STRUCT_P (@var{x})
634 In @code{mem} expressions, nonzero for reference to an entire structure,
635 union or array, or to a component of one.  Zero for references to a
636 scalar variable or through a pointer to a scalar.  If both this flag and
637 @code{MEM_SCALAR_P} are clear, then we don't know whether this @code{mem}
638 is in a structure or not.  Both flags should never be simultaneously set.
639 Stored in the @code{in_struct} field and printed as @samp{/s}.
640
641 @findex MEM_KEEP_ALIAS_SET_P
642 @cindex @code{mem} and @samp{/j}
643 @cindex @code{jump}, in @code{mem}
644 @item MEM_KEEP_ALIAS_SET_P (@var{x})
645 In @code{mem} expressions, 1 if we should keep the alias set for this
646 mem unchanged when we access a component.  Set to 1, for example, when we
647 are already in a non-addressable component of an aggregate.
648 Stored in the @code{jump} field and printed as @samp{/j}.
649
650 @findex MEM_SCALAR_P
651 @cindex @code{mem} and @samp{/f}
652 @cindex @code{frame_related}, in @code{mem}
653 @item MEM_SCALAR_P (@var{x})
654 In @code{mem} expressions, nonzero for reference to a scalar known not
655 to be a member of a structure, union, or array.  Zero for such
656 references and for indirections through pointers, even pointers pointing
657 to scalar types.  If both this flag and @code{MEM_IN_STRUCT_P} are clear,
658 then we don't know whether this @code{mem} is in a structure or not.
659 Both flags should never be simultaneously set.
660 Stored in the @code{frame_related} field and printed as @samp{/f}.
661
662 @findex MEM_VOLATILE_P
663 @cindex @code{mem} and @samp{/v}
664 @cindex @code{asm_input} and @samp{/v}
665 @cindex @code{asm_operands} and @samp{/v}
666 @cindex @code{volatil}, in @code{mem}, @code{asm_operands}, and @code{asm_input}
667 @item MEM_VOLATILE_P (@var{x})
668 In @code{mem}, @code{asm_operands}, and @code{asm_input} expressions,
669 nonzero for volatile memory references.
670 Stored in the @code{volatil} field and printed as @samp{/v}.
671
672 @findex MEM_NOTRAP_P
673 @cindex @code{mem} and @samp{/c}
674 @cindex @code{call}, in @code{mem}
675 @item MEM_NOTRAP_P (@var{x})
676 In @code{mem}, nonzero for memory references that will not trap.
677 Stored in the @code{call} field and printed as @samp{/c}.
678
679 @findex REG_FUNCTION_VALUE_P
680 @cindex @code{reg} and @samp{/i}
681 @cindex @code{integrated}, in @code{reg}
682 @item REG_FUNCTION_VALUE_P (@var{x})
683 Nonzero in a @code{reg} if it is the place in which this function's
684 value is going to be returned.  (This happens only in a hard
685 register.)  Stored in the @code{integrated} field and printed as
686 @samp{/i}.
687
688 @findex REG_POINTER
689 @cindex @code{reg} and @samp{/f}
690 @cindex @code{frame_related}, in @code{reg}
691 @item REG_POINTER (@var{x})
692 Nonzero in a @code{reg} if the register holds a pointer.  Stored in the
693 @code{frame_related} field and printed as @samp{/f}.
694
695 @findex REG_USERVAR_P
696 @cindex @code{reg} and @samp{/v}
697 @cindex @code{volatil}, in @code{reg}
698 @item REG_USERVAR_P (@var{x})
699 In a @code{reg}, nonzero if it corresponds to a variable present in
700 the user's source code.  Zero for temporaries generated internally by
701 the compiler.  Stored in the @code{volatil} field and printed as
702 @samp{/v}.
703
704 The same hard register may be used also for collecting the values of
705 functions called by this one, but @code{REG_FUNCTION_VALUE_P} is zero
706 in this kind of use.
707
708 @findex RTX_FRAME_RELATED_P
709 @cindex @code{insn} and @samp{/f}
710 @cindex @code{call_insn} and @samp{/f}
711 @cindex @code{jump_insn} and @samp{/f}
712 @cindex @code{barrier} and @samp{/f}
713 @cindex @code{set} and @samp{/f}
714 @cindex @code{frame_related}, in @code{insn}, @code{call_insn}, @code{jump_insn}, @code{barrier}, and @code{set}
715 @item RTX_FRAME_RELATED_P (@var{x})
716 Nonzero in an @code{insn}, @code{call_insn}, @code{jump_insn},
717 @code{barrier}, or @code{set} which is part of a function prologue
718 and sets the stack pointer, sets the frame pointer, or saves a register.
719 This flag should also be set on an instruction that sets up a temporary
720 register to use in place of the frame pointer.
721 Stored in the @code{frame_related} field and printed as @samp{/f}.
722
723 In particular, on RISC targets where there are limits on the sizes of
724 immediate constants, it is sometimes impossible to reach the register
725 save area directly from the stack pointer.  In that case, a temporary
726 register is used that is near enough to the register save area, and the
727 Canonical Frame Address, i.e., DWARF2's logical frame pointer, register
728 must (temporarily) be changed to be this temporary register.  So, the
729 instruction that sets this temporary register must be marked as
730 @code{RTX_FRAME_RELATED_P}.
731
732 If the marked instruction is overly complex (defined in terms of what
733 @code{dwarf2out_frame_debug_expr} can handle), you will also have to
734 create a @code{REG_FRAME_RELATED_EXPR} note and attach it to the
735 instruction.  This note should contain a simple expression of the
736 computation performed by this instruction, i.e., one that
737 @code{dwarf2out_frame_debug_expr} can handle.
738
739 This flag is required for exception handling support on targets with RTL
740 prologues.
741
742 @cindex @code{insn} and @samp{/i}
743 @cindex @code{call_insn} and @samp{/i}
744 @cindex @code{jump_insn} and @samp{/i}
745 @cindex @code{barrier} and @samp{/i}
746 @cindex @code{code_label} and @samp{/i}
747 @cindex @code{insn_list} and @samp{/i}
748 @cindex @code{const} and @samp{/i}
749 @cindex @code{note} and @samp{/i}
750 @cindex @code{integrated}, in @code{insn}, @code{call_insn}, @code{jump_insn}, @code{barrier}, @code{code_label}, @code{insn_list}, @code{const}, and @code{note}
751 @code{code_label}, @code{insn_list}, @code{const}, or @code{note} if it
752 resulted from an in-line function call.
753 Stored in the @code{integrated} field and printed as @samp{/i}.
754
755 @findex MEM_READONLY_P
756 @cindex @code{mem} and @samp{/u}
757 @cindex @code{unchanging}, in @code{mem}
758 @item MEM_READONLY_P (@var{x})
759 Nonzero in a @code{mem}, if the memory is statically allocated and read-only.
760
761 Read-only in this context means never modified during the lifetime of the
762 program, not necessarily in ROM or in write-disabled pages.  A common
763 example of the later is a shared library's global offset table.  This
764 table is initialized by the runtime loader, so the memory is technically
765 writable, but after control is transfered from the runtime loader to the
766 application, this memory will never be subsequently modified.
767
768 Stored in the @code{unchanging} field and printed as @samp{/u}.
769
770 @findex SCHED_GROUP_P
771 @cindex @code{insn} and @samp{/s}
772 @cindex @code{call_insn} and @samp{/s}
773 @cindex @code{jump_insn} and @samp{/s}
774 @cindex @code{in_struct}, in @code{insn}, @code{jump_insn} and @code{call_insn}
775 @item SCHED_GROUP_P (@var{x})
776 During instruction scheduling, in an @code{insn}, @code{call_insn} or
777 @code{jump_insn}, indicates that the
778 previous insn must be scheduled together with this insn.  This is used to
779 ensure that certain groups of instructions will not be split up by the
780 instruction scheduling pass, for example, @code{use} insns before
781 a @code{call_insn} may not be separated from the @code{call_insn}.
782 Stored in the @code{in_struct} field and printed as @samp{/s}.
783
784 @findex SET_IS_RETURN_P
785 @cindex @code{insn} and @samp{/j}
786 @cindex @code{jump}, in @code{insn}
787 @item SET_IS_RETURN_P (@var{x})
788 For a @code{set}, nonzero if it is for a return.
789 Stored in the @code{jump} field and printed as @samp{/j}.
790
791 @findex SIBLING_CALL_P
792 @cindex @code{call_insn} and @samp{/j}
793 @cindex @code{jump}, in @code{call_insn}
794 @item SIBLING_CALL_P (@var{x})
795 For a @code{call_insn}, nonzero if the insn is a sibling call.
796 Stored in the @code{jump} field and printed as @samp{/j}.
797
798 @findex STRING_POOL_ADDRESS_P
799 @cindex @code{symbol_ref} and @samp{/f}
800 @cindex @code{frame_related}, in @code{symbol_ref}
801 @item STRING_POOL_ADDRESS_P (@var{x})
802 For a @code{symbol_ref} expression, nonzero if it addresses this function's
803 string constant pool.
804 Stored in the @code{frame_related} field and printed as @samp{/f}.
805
806 @findex SUBREG_PROMOTED_UNSIGNED_P
807 @cindex @code{subreg} and @samp{/u} and @samp{/v}
808 @cindex @code{unchanging}, in @code{subreg}
809 @cindex @code{volatil}, in @code{subreg}
810 @item SUBREG_PROMOTED_UNSIGNED_P (@var{x})
811 Returns a value greater then zero for a @code{subreg} that has
812 @code{SUBREG_PROMOTED_VAR_P} nonzero if the object being referenced is kept
813 zero-extended, zero if it is kept sign-extended, and less then zero if it is
814 extended some other way via the @code{ptr_extend} instruction.
815 Stored in the @code{unchanging}
816 field and @code{volatil} field, printed as @samp{/u} and @samp{/v}.
817 This macro may only be used to get the value it may not be used to change
818 the value.  Use @code{SUBREG_PROMOTED_UNSIGNED_SET} to change the value.
819
820 @findex SUBREG_PROMOTED_UNSIGNED_SET
821 @cindex @code{subreg} and @samp{/u}
822 @cindex @code{unchanging}, in @code{subreg}
823 @cindex @code{volatil}, in @code{subreg}
824 @item SUBREG_PROMOTED_UNSIGNED_SET (@var{x})
825 Set the @code{unchanging} and @code{volatil} fields in a @code{subreg}
826 to reflect zero, sign, or other extension.  If @code{volatil} is
827 zero, then @code{unchanging} as nonzero means zero extension and as
828 zero means sign extension.  If @code{volatil} is nonzero then some
829 other type of extension was done via the @code{ptr_extend} instruction.
830
831 @findex SUBREG_PROMOTED_VAR_P
832 @cindex @code{subreg} and @samp{/s}
833 @cindex @code{in_struct}, in @code{subreg}
834 @item SUBREG_PROMOTED_VAR_P (@var{x})
835 Nonzero in a @code{subreg} if it was made when accessing an object that
836 was promoted to a wider mode in accord with the @code{PROMOTED_MODE} machine
837 description macro (@pxref{Storage Layout}).  In this case, the mode of
838 the @code{subreg} is the declared mode of the object and the mode of
839 @code{SUBREG_REG} is the mode of the register that holds the object.
840 Promoted variables are always either sign- or zero-extended to the wider
841 mode on every assignment.  Stored in the @code{in_struct} field and
842 printed as @samp{/s}.
843
844 @findex SYMBOL_REF_USED
845 @cindex @code{used}, in @code{symbol_ref}
846 @item SYMBOL_REF_USED (@var{x})
847 In a @code{symbol_ref}, indicates that @var{x} has been used.  This is
848 normally only used to ensure that @var{x} is only declared external
849 once.  Stored in the @code{used} field.
850
851 @findex SYMBOL_REF_WEAK
852 @cindex @code{symbol_ref} and @samp{/i}
853 @cindex @code{integrated}, in @code{symbol_ref}
854 @item SYMBOL_REF_WEAK (@var{x})
855 In a @code{symbol_ref}, indicates that @var{x} has been declared weak.
856 Stored in the @code{integrated} field and printed as @samp{/i}.
857
858 @findex SYMBOL_REF_FLAG
859 @cindex @code{symbol_ref} and @samp{/v}
860 @cindex @code{volatil}, in @code{symbol_ref}
861 @item SYMBOL_REF_FLAG (@var{x})
862 In a @code{symbol_ref}, this is used as a flag for machine-specific purposes.
863 Stored in the @code{volatil} field and printed as @samp{/v}.
864
865 Most uses of @code{SYMBOL_REF_FLAG} are historic and may be subsumed
866 by @code{SYMBOL_REF_FLAGS}.  Certainly use of @code{SYMBOL_REF_FLAGS}
867 is mandatory if the target requires more than one bit of storage.
868 @end table
869
870 These are the fields to which the above macros refer:
871
872 @table @code
873 @findex call
874 @cindex @samp{/c} in RTL dump
875 @item call
876 In a @code{mem}, 1 means that the memory reference will not trap.
877
878 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/c}.
879
880 @findex frame_related
881 @cindex @samp{/f} in RTL dump
882 @item frame_related
883 In an @code{insn} or @code{set} expression, 1 means that it is part of
884 a function prologue and sets the stack pointer, sets the frame pointer,
885 saves a register, or sets up a temporary register to use in place of the
886 frame pointer.
887
888 In @code{reg} expressions, 1 means that the register holds a pointer.
889
890 In @code{symbol_ref} expressions, 1 means that the reference addresses
891 this function's string constant pool.
892
893 In @code{mem} expressions, 1 means that the reference is to a scalar.
894
895 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/f}.
896
897 @findex in_struct
898 @cindex @samp{/s} in RTL dump
899 @item in_struct
900 In @code{mem} expressions, it is 1 if the memory datum referred to is
901 all or part of a structure or array; 0 if it is (or might be) a scalar
902 variable.  A reference through a C pointer has 0 because the pointer
903 might point to a scalar variable.  This information allows the compiler
904 to determine something about possible cases of aliasing.
905
906 In @code{reg} expressions, it is 1 if the register has its entire life
907 contained within the test expression of some loop.
908
909 In @code{subreg} expressions, 1 means that the @code{subreg} is accessing
910 an object that has had its mode promoted from a wider mode.
911
912 In @code{label_ref} expressions, 1 means that the referenced label is
913 outside the innermost loop containing the insn in which the @code{label_ref}
914 was found.
915
916 In @code{code_label} expressions, it is 1 if the label may never be deleted.
917 This is used for labels which are the target of non-local gotos.  Such a
918 label that would have been deleted is replaced with a @code{note} of type
919 @code{NOTE_INSN_DELETED_LABEL}.
920
921 In an @code{insn} during dead-code elimination, 1 means that the insn is
922 dead code.
923
924 In an @code{insn} or @code{jump_insn} during reorg for an insn in the
925 delay slot of a branch,
926 1 means that this insn is from the target of the branch.
927
928 In an @code{insn} during instruction scheduling, 1 means that this insn
929 must be scheduled as part of a group together with the previous insn.
930
931 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/s}.
932
933 @findex integrated
934 @cindex @samp{/i} in RTL dump
935 @item integrated
936 In an @code{insn}, @code{insn_list}, or @code{const}, 1 means the RTL was
937 produced by procedure integration.
938
939 In @code{reg} expressions, 1 means the register contains
940 the value to be returned by the current function.  On
941 machines that pass parameters in registers, the same register number
942 may be used for parameters as well, but this flag is not set on such
943 uses.
944
945 In @code{symbol_ref} expressions, 1 means the referenced symbol is weak.
946
947 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/i}.
948
949 @findex jump
950 @cindex @samp{/j} in RTL dump
951 @item jump
952 In a @code{mem} expression, 1 means we should keep the alias set for this
953 mem unchanged when we access a component.
954
955 In a @code{set}, 1 means it is for a return.
956
957 In a @code{call_insn}, 1 means it is a sibling call.
958
959 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/j}.
960
961 @findex unchanging
962 @cindex @samp{/u} in RTL dump
963 @item unchanging
964 In @code{reg} and @code{mem} expressions, 1 means
965 that the value of the expression never changes.
966
967 In @code{subreg} expressions, it is 1 if the @code{subreg} references an
968 unsigned object whose mode has been promoted to a wider mode.
969
970 In an @code{insn} or @code{jump_insn} in the delay slot of a branch
971 instruction, 1 means an annulling branch should be used.
972
973 In a @code{symbol_ref} expression, 1 means that this symbol addresses
974 something in the per-function constant pool.
975
976 In a @code{call_insn}, @code{note}, or an @code{expr_list} of notes,
977 1 means that this instruction is a call to a const or pure function.
978
979 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/u}.
980
981 @findex used
982 @item used
983 This flag is used directly (without an access macro) at the end of RTL
984 generation for a function, to count the number of times an expression
985 appears in insns.  Expressions that appear more than once are copied,
986 according to the rules for shared structure (@pxref{Sharing}).
987
988 For a @code{reg}, it is used directly (without an access macro) by the
989 leaf register renumbering code to ensure that each register is only
990 renumbered once.
991
992 In a @code{symbol_ref}, it indicates that an external declaration for
993 the symbol has already been written.
994
995 @findex volatil
996 @cindex @samp{/v} in RTL dump
997 @item volatil
998 @cindex volatile memory references
999 In a @code{mem}, @code{asm_operands}, or @code{asm_input}
1000 expression, it is 1 if the memory
1001 reference is volatile.  Volatile memory references may not be deleted,
1002 reordered or combined.
1003
1004 In a @code{symbol_ref} expression, it is used for machine-specific
1005 purposes.
1006
1007 In a @code{reg} expression, it is 1 if the value is a user-level variable.
1008 0 indicates an internal compiler temporary.
1009
1010 In an @code{insn}, 1 means the insn has been deleted.
1011
1012 In @code{label_ref} and @code{reg_label} expressions, 1 means a reference
1013 to a non-local label.
1014
1015 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/v}.
1016 @end table
1017
1018 @node Machine Modes
1019 @section Machine Modes
1020 @cindex machine modes
1021
1022 @findex enum machine_mode
1023 A machine mode describes a size of data object and the representation used
1024 for it.  In the C code, machine modes are represented by an enumeration
1025 type, @code{enum machine_mode}, defined in @file{machmode.def}.  Each RTL
1026 expression has room for a machine mode and so do certain kinds of tree
1027 expressions (declarations and types, to be precise).
1028
1029 In debugging dumps and machine descriptions, the machine mode of an RTL
1030 expression is written after the expression code with a colon to separate
1031 them.  The letters @samp{mode} which appear at the end of each machine mode
1032 name are omitted.  For example, @code{(reg:SI 38)} is a @code{reg}
1033 expression with machine mode @code{SImode}.  If the mode is
1034 @code{VOIDmode}, it is not written at all.
1035
1036 Here is a table of machine modes.  The term ``byte'' below refers to an
1037 object of @code{BITS_PER_UNIT} bits (@pxref{Storage Layout}).
1038
1039 @table @code
1040 @findex BImode
1041 @item BImode
1042 ``Bit'' mode represents a single bit, for predicate registers.
1043
1044 @findex QImode
1045 @item QImode
1046 ``Quarter-Integer'' mode represents a single byte treated as an integer.
1047
1048 @findex HImode
1049 @item HImode
1050 ``Half-Integer'' mode represents a two-byte integer.
1051
1052 @findex PSImode
1053 @item PSImode
1054 ``Partial Single Integer'' mode represents an integer which occupies
1055 four bytes but which doesn't really use all four.  On some machines,
1056 this is the right mode to use for pointers.
1057
1058 @findex SImode
1059 @item SImode
1060 ``Single Integer'' mode represents a four-byte integer.
1061
1062 @findex PDImode
1063 @item PDImode
1064 ``Partial Double Integer'' mode represents an integer which occupies
1065 eight bytes but which doesn't really use all eight.  On some machines,
1066 this is the right mode to use for certain pointers.
1067
1068 @findex DImode
1069 @item DImode
1070 ``Double Integer'' mode represents an eight-byte integer.
1071
1072 @findex TImode
1073 @item TImode
1074 ``Tetra Integer'' (?) mode represents a sixteen-byte integer.
1075
1076 @findex OImode
1077 @item OImode
1078 ``Octa Integer'' (?) mode represents a thirty-two-byte integer.
1079
1080 @findex QFmode
1081 @item QFmode
1082 ``Quarter-Floating'' mode represents a quarter-precision (single byte)
1083 floating point number.
1084
1085 @findex HFmode
1086 @item HFmode
1087 ``Half-Floating'' mode represents a half-precision (two byte) floating
1088 point number.
1089
1090 @findex TQFmode
1091 @item TQFmode
1092 ``Three-Quarter-Floating'' (?) mode represents a three-quarter-precision
1093 (three byte) floating point number.
1094
1095 @findex SFmode
1096 @item SFmode
1097 ``Single Floating'' mode represents a four byte floating point number.
1098 In the common case, of a processor with IEEE arithmetic and 8-bit bytes,
1099 this is a single-precision IEEE floating point number; it can also be
1100 used for double-precision (on processors with 16-bit bytes) and
1101 single-precision VAX and IBM types.
1102
1103 @findex DFmode
1104 @item DFmode
1105 ``Double Floating'' mode represents an eight byte floating point number.
1106 In the common case, of a processor with IEEE arithmetic and 8-bit bytes,
1107 this is a double-precision IEEE floating point number.
1108
1109 @findex XFmode
1110 @item XFmode
1111 ``Extended Floating'' mode represents an IEEE extended floating point
1112 number.  This mode only has 80 meaningful bits (ten bytes).  Some
1113 processors require such numbers to be padded to twelve bytes, others
1114 to sixteen; this mode is used for either.
1115
1116 @findex SDmode
1117 @item SDmode
1118 ``Single Decimal Floating'' mode represents a four byte decimal
1119 floating point number (as distinct from conventional binary floating
1120 point).
1121
1122 @findex DDmode
1123 @item DDmode
1124 ``Double Decimal Floating'' mode represents an eight byte decimal
1125 floating point number.
1126
1127 @findex TDmode
1128 @item TDmode
1129 ``Tetra Decimal Floating'' mode represents a sixteen byte decimal
1130 floating point number all 128 of whose bits are meaningful.
1131
1132 @findex TFmode
1133 @item TFmode
1134 ``Tetra Floating'' mode represents a sixteen byte floating point number
1135 all 128 of whose bits are meaningful.  One common use is the
1136 IEEE quad-precision format.
1137
1138 @findex QQmode
1139 @item QQmode
1140 ``Quarter-Fractional'' mode represents a single byte treated as a signed
1141 fractional number.  The default format is ``s.7''.
1142
1143 @findex HQmode
1144 @item HQmode
1145 ``Half-Fractional'' mode represents a two-byte signed fractional number.
1146 The default format is ``s.15''.
1147
1148 @findex SQmode
1149 @item SQmode
1150 ``Single Fractional'' mode represents a four-byte signed fractional number.
1151 The default format is ``s.31''.
1152
1153 @findex DQmode
1154 @item DQmode
1155 ``Double Fractional'' mode represents an eight-byte signed fractional number.
1156 The default format is ``s.63''.
1157
1158 @findex TQmode
1159 @item TQmode
1160 ``Tetra Fractional'' mode represents a sixteen-byte signed fractional number.
1161 The default format is ``s.127''.
1162
1163 @findex UQQmode
1164 @item UQQmode
1165 ``Unsigned Quarter-Fractional'' mode represents a single byte treated as an
1166 unsigned fractional number.  The default format is ``.8''.
1167
1168 @findex UHQmode
1169 @item UHQmode
1170 ``Unsigned Half-Fractional'' mode represents a two-byte unsigned fractional
1171 number.  The default format is ``.16''.
1172
1173 @findex USQmode
1174 @item USQmode
1175 ``Unsigned Single Fractional'' mode represents a four-byte unsigned fractional
1176 number.  The default format is ``.32''.
1177
1178 @findex UDQmode
1179 @item UDQmode
1180 ``Unsigned Double Fractional'' mode represents an eight-byte unsigned
1181 fractional number.  The default format is ``.64''.
1182
1183 @findex UTQmode
1184 @item UTQmode
1185 ``Unsigned Tetra Fractional'' mode represents a sixteen-byte unsigned
1186 fractional number.  The default format is ``.128''.
1187
1188 @findex HAmode
1189 @item HAmode
1190 ``Half-Accumulator'' mode represents a two-byte signed accumulator.
1191 The default format is ``s8.7''.
1192
1193 @findex SAmode
1194 @item SAmode
1195 ``Single Accumulator'' mode represents a four-byte signed accumulator.
1196 The default format is ``s16.15''.
1197
1198 @findex DAmode
1199 @item DAmode
1200 ``Double Accumulator'' mode represents an eight-byte signed accumulator.
1201 The default format is ``s32.31''.
1202
1203 @findex TAmode
1204 @item TAmode
1205 ``Tetra Accumulator'' mode represents a sixteen-byte signed accumulator.
1206 The default format is ``s64.63''.
1207
1208 @findex UHAmode
1209 @item UHAmode
1210 ``Unsigned Half-Accumulator'' mode represents a two-byte unsigned accumulator.
1211 The default format is ``8.8''.
1212
1213 @findex USAmode
1214 @item USAmode
1215 ``Unsigned Single Accumulator'' mode represents a four-byte unsigned
1216 accumulator.  The default format is ``16.16''.
1217
1218 @findex UDAmode
1219 @item UDAmode
1220 ``Unsigned Double Accumulator'' mode represents an eight-byte unsigned
1221 accumulator.  The default format is ``32.32''.
1222
1223 @findex UTAmode
1224 @item UTAmode
1225 ``Unsigned Tetra Accumulator'' mode represents a sixteen-byte unsigned
1226 accumulator.  The default format is ``64.64''.
1227
1228 @findex CCmode
1229 @item CCmode
1230 ``Condition Code'' mode represents the value of a condition code, which
1231 is a machine-specific set of bits used to represent the result of a
1232 comparison operation.  Other machine-specific modes may also be used for
1233 the condition code.  These modes are not used on machines that use
1234 @code{cc0} (see @pxref{Condition Code}).
1235
1236 @findex BLKmode
1237 @item BLKmode
1238 ``Block'' mode represents values that are aggregates to which none of
1239 the other modes apply.  In RTL, only memory references can have this mode,
1240 and only if they appear in string-move or vector instructions.  On machines
1241 which have no such instructions, @code{BLKmode} will not appear in RTL@.
1242
1243 @findex VOIDmode
1244 @item VOIDmode
1245 Void mode means the absence of a mode or an unspecified mode.
1246 For example, RTL expressions of code @code{const_int} have mode
1247 @code{VOIDmode} because they can be taken to have whatever mode the context
1248 requires.  In debugging dumps of RTL, @code{VOIDmode} is expressed by
1249 the absence of any mode.
1250
1251 @findex QCmode
1252 @findex HCmode
1253 @findex SCmode
1254 @findex DCmode
1255 @findex XCmode
1256 @findex TCmode
1257 @item QCmode, HCmode, SCmode, DCmode, XCmode, TCmode
1258 These modes stand for a complex number represented as a pair of floating
1259 point values.  The floating point values are in @code{QFmode},
1260 @code{HFmode}, @code{SFmode}, @code{DFmode}, @code{XFmode}, and
1261 @code{TFmode}, respectively.
1262
1263 @findex CQImode
1264 @findex CHImode
1265 @findex CSImode
1266 @findex CDImode
1267 @findex CTImode
1268 @findex COImode
1269 @item CQImode, CHImode, CSImode, CDImode, CTImode, COImode
1270 These modes stand for a complex number represented as a pair of integer
1271 values.  The integer values are in @code{QImode}, @code{HImode},
1272 @code{SImode}, @code{DImode}, @code{TImode}, and @code{OImode},
1273 respectively.
1274 @end table
1275
1276 The machine description defines @code{Pmode} as a C macro which expands
1277 into the machine mode used for addresses.  Normally this is the mode
1278 whose size is @code{BITS_PER_WORD}, @code{SImode} on 32-bit machines.
1279
1280 The only modes which a machine description @i{must} support are
1281 @code{QImode}, and the modes corresponding to @code{BITS_PER_WORD},
1282 @code{FLOAT_TYPE_SIZE} and @code{DOUBLE_TYPE_SIZE}.
1283 The compiler will attempt to use @code{DImode} for 8-byte structures and
1284 unions, but this can be prevented by overriding the definition of
1285 @code{MAX_FIXED_MODE_SIZE}.  Alternatively, you can have the compiler
1286 use @code{TImode} for 16-byte structures and unions.  Likewise, you can
1287 arrange for the C type @code{short int} to avoid using @code{HImode}.
1288
1289 @cindex mode classes
1290 Very few explicit references to machine modes remain in the compiler and
1291 these few references will soon be removed.  Instead, the machine modes
1292 are divided into mode classes.  These are represented by the enumeration
1293 type @code{enum mode_class} defined in @file{machmode.h}.  The possible
1294 mode classes are:
1295
1296 @table @code
1297 @findex MODE_INT
1298 @item MODE_INT
1299 Integer modes.  By default these are @code{BImode}, @code{QImode},
1300 @code{HImode}, @code{SImode}, @code{DImode}, @code{TImode}, and
1301 @code{OImode}.
1302
1303 @findex MODE_PARTIAL_INT
1304 @item MODE_PARTIAL_INT
1305 The ``partial integer'' modes, @code{PQImode}, @code{PHImode},
1306 @code{PSImode} and @code{PDImode}.
1307
1308 @findex MODE_FLOAT
1309 @item MODE_FLOAT
1310 Floating point modes.  By default these are @code{QFmode},
1311 @code{HFmode}, @code{TQFmode}, @code{SFmode}, @code{DFmode},
1312 @code{XFmode} and @code{TFmode}.
1313
1314 @findex MODE_DECIMAL_FLOAT
1315 @item MODE_DECIMAL_FLOAT
1316 Decimal floating point modes.  By default these are @code{SDmode},
1317 @code{DDmode} and @code{TDmode}.
1318
1319 @findex MODE_FRACT
1320 @item MODE_FRACT
1321 Signed fractional modes.  By default these are @code{QQmode}, @code{HQmode},
1322 @code{SQmode}, @code{DQmode} and @code{TQmode}.
1323
1324 @findex MODE_UFRACT
1325 @item MODE_UFRACT
1326 Unsigned fractional modes.  By default these are @code{UQQmode}, @code{UHQmode},
1327 @code{USQmode}, @code{UDQmode} and @code{UTQmode}.
1328
1329 @findex MODE_ACCUM
1330 @item MODE_ACCUM
1331 Signed accumulator modes.  By default these are @code{HAmode},
1332 @code{SAmode}, @code{DAmode} and @code{TAmode}.
1333
1334 @findex MODE_UACCUM
1335 @item MODE_UACCUM
1336 Unsigned accumulator modes.  By default these are @code{UHAmode},
1337 @code{USAmode}, @code{UDAmode} and @code{UTAmode}.
1338
1339 @findex MODE_COMPLEX_INT
1340 @item MODE_COMPLEX_INT
1341 Complex integer modes.  (These are not currently implemented).
1342
1343 @findex MODE_COMPLEX_FLOAT
1344 @item MODE_COMPLEX_FLOAT
1345 Complex floating point modes.  By default these are @code{QCmode},
1346 @code{HCmode}, @code{SCmode}, @code{DCmode}, @code{XCmode}, and
1347 @code{TCmode}.
1348
1349 @findex MODE_FUNCTION
1350 @item MODE_FUNCTION
1351 Algol or Pascal function variables including a static chain.
1352 (These are not currently implemented).
1353
1354 @findex MODE_CC
1355 @item MODE_CC
1356 Modes representing condition code values.  These are @code{CCmode} plus
1357 any @code{CC_MODE} modes listed in the @file{@var{machine}-modes.def}.  
1358 @xref{Jump Patterns},
1359 also see @ref{Condition Code}.
1360
1361 @findex MODE_RANDOM
1362 @item MODE_RANDOM
1363 This is a catchall mode class for modes which don't fit into the above
1364 classes.  Currently @code{VOIDmode} and @code{BLKmode} are in
1365 @code{MODE_RANDOM}.
1366 @end table
1367
1368 Here are some C macros that relate to machine modes:
1369
1370 @table @code
1371 @findex GET_MODE
1372 @item GET_MODE (@var{x})
1373 Returns the machine mode of the RTX @var{x}.
1374
1375 @findex PUT_MODE
1376 @item PUT_MODE (@var{x}, @var{newmode})
1377 Alters the machine mode of the RTX @var{x} to be @var{newmode}.
1378
1379 @findex NUM_MACHINE_MODES
1380 @item NUM_MACHINE_MODES
1381 Stands for the number of machine modes available on the target
1382 machine.  This is one greater than the largest numeric value of any
1383 machine mode.
1384
1385 @findex GET_MODE_NAME
1386 @item GET_MODE_NAME (@var{m})
1387 Returns the name of mode @var{m} as a string.
1388
1389 @findex GET_MODE_CLASS
1390 @item GET_MODE_CLASS (@var{m})
1391 Returns the mode class of mode @var{m}.
1392
1393 @findex GET_MODE_WIDER_MODE
1394 @item GET_MODE_WIDER_MODE (@var{m})
1395 Returns the next wider natural mode.  For example, the expression
1396 @code{GET_MODE_WIDER_MODE (QImode)} returns @code{HImode}.
1397
1398 @findex GET_MODE_SIZE
1399 @item GET_MODE_SIZE (@var{m})
1400 Returns the size in bytes of a datum of mode @var{m}.
1401
1402 @findex GET_MODE_BITSIZE
1403 @item GET_MODE_BITSIZE (@var{m})
1404 Returns the size in bits of a datum of mode @var{m}.
1405
1406 @findex GET_MODE_IBIT
1407 @item GET_MODE_IBIT (@var{m})
1408 Returns the number of integral bits of a datum of fixed-point mode @var{m}.
1409
1410 @findex GET_MODE_FBIT
1411 @item GET_MODE_FBIT (@var{m})
1412 Returns the number of fractional bits of a datum of fixed-point mode @var{m}.
1413
1414 @findex GET_MODE_MASK
1415 @item GET_MODE_MASK (@var{m})
1416 Returns a bitmask containing 1 for all bits in a word that fit within
1417 mode @var{m}.  This macro can only be used for modes whose bitsize is
1418 less than or equal to @code{HOST_BITS_PER_INT}.
1419
1420 @findex GET_MODE_ALIGNMENT
1421 @item GET_MODE_ALIGNMENT (@var{m})
1422 Return the required alignment, in bits, for an object of mode @var{m}.
1423
1424 @findex GET_MODE_UNIT_SIZE
1425 @item GET_MODE_UNIT_SIZE (@var{m})
1426 Returns the size in bytes of the subunits of a datum of mode @var{m}.
1427 This is the same as @code{GET_MODE_SIZE} except in the case of complex
1428 modes.  For them, the unit size is the size of the real or imaginary
1429 part.
1430
1431 @findex GET_MODE_NUNITS
1432 @item GET_MODE_NUNITS (@var{m})
1433 Returns the number of units contained in a mode, i.e.,
1434 @code{GET_MODE_SIZE} divided by @code{GET_MODE_UNIT_SIZE}.
1435
1436 @findex GET_CLASS_NARROWEST_MODE
1437 @item GET_CLASS_NARROWEST_MODE (@var{c})
1438 Returns the narrowest mode in mode class @var{c}.
1439 @end table
1440
1441 @findex byte_mode
1442 @findex word_mode
1443 The global variables @code{byte_mode} and @code{word_mode} contain modes
1444 whose classes are @code{MODE_INT} and whose bitsizes are either
1445 @code{BITS_PER_UNIT} or @code{BITS_PER_WORD}, respectively.  On 32-bit
1446 machines, these are @code{QImode} and @code{SImode}, respectively.
1447
1448 @node Constants
1449 @section Constant Expression Types
1450 @cindex RTL constants
1451 @cindex RTL constant expression types
1452
1453 The simplest RTL expressions are those that represent constant values.
1454
1455 @table @code
1456 @findex const_int
1457 @item (const_int @var{i})
1458 This type of expression represents the integer value @var{i}.  @var{i}
1459 is customarily accessed with the macro @code{INTVAL} as in
1460 @code{INTVAL (@var{exp})}, which is equivalent to @code{XWINT (@var{exp}, 0)}.
1461
1462 Constants generated for modes with fewer bits than @code{HOST_WIDE_INT}
1463 must be sign extended to full width (e.g., with @code{gen_int_mode}).
1464
1465 @findex const0_rtx
1466 @findex const1_rtx
1467 @findex const2_rtx
1468 @findex constm1_rtx
1469 There is only one expression object for the integer value zero; it is
1470 the value of the variable @code{const0_rtx}.  Likewise, the only
1471 expression for integer value one is found in @code{const1_rtx}, the only
1472 expression for integer value two is found in @code{const2_rtx}, and the
1473 only expression for integer value negative one is found in
1474 @code{constm1_rtx}.  Any attempt to create an expression of code
1475 @code{const_int} and value zero, one, two or negative one will return
1476 @code{const0_rtx}, @code{const1_rtx}, @code{const2_rtx} or
1477 @code{constm1_rtx} as appropriate.
1478
1479 @findex const_true_rtx
1480 Similarly, there is only one object for the integer whose value is
1481 @code{STORE_FLAG_VALUE}.  It is found in @code{const_true_rtx}.  If
1482 @code{STORE_FLAG_VALUE} is one, @code{const_true_rtx} and
1483 @code{const1_rtx} will point to the same object.  If
1484 @code{STORE_FLAG_VALUE} is @minus{}1, @code{const_true_rtx} and
1485 @code{constm1_rtx} will point to the same object.
1486
1487 @findex const_double
1488 @item (const_double:@var{m} @var{addr} @var{i0} @var{i1} @dots{})
1489 Represents either a floating-point constant of mode @var{m} or an
1490 integer constant too large to fit into @code{HOST_BITS_PER_WIDE_INT}
1491 bits but small enough to fit within twice that number of bits (GCC
1492 does not provide a mechanism to represent even larger constants).  In
1493 the latter case, @var{m} will be @code{VOIDmode}.
1494
1495 @findex const_fixed
1496 @item (const_fixed:@var{m} @var{addr})
1497 Represents a fixed-point constant of mode @var{m}.
1498 The data structure, which contains data with the size of two
1499 @code{HOST_BITS_PER_WIDE_INT} and the associated fixed-point mode,
1500 is access with the macro @code{CONST_FIXED_VALUE}.  The high part of data
1501 is accessed with @code{CONST_FIXED_VALUE_HIGH}; the low part is accessed
1502 with @code{CONST_FIXED_VALUE_LOW}.
1503
1504 @findex const_vector
1505 @item (const_vector:@var{m} [@var{x0} @var{x1} @dots{}])
1506 Represents a vector constant.  The square brackets stand for the vector
1507 containing the constant elements.  @var{x0}, @var{x1} and so on are
1508 the @code{const_int} or @code{const_double} elements.
1509
1510 The number of units in a @code{const_vector} is obtained with the macro
1511 @code{CONST_VECTOR_NUNITS} as in @code{CONST_VECTOR_NUNITS (@var{v})}.
1512
1513 Individual elements in a vector constant are accessed with the macro
1514 @code{CONST_VECTOR_ELT} as in @code{CONST_VECTOR_ELT (@var{v}, @var{n})}
1515 where @var{v} is the vector constant and @var{n} is the element
1516 desired.
1517
1518 @findex CONST_DOUBLE_MEM
1519 @findex CONST_DOUBLE_CHAIN
1520 @var{addr} is used to contain the @code{mem} expression that corresponds
1521 to the location in memory that at which the constant can be found.  If
1522 it has not been allocated a memory location, but is on the chain of all
1523 @code{const_double} expressions in this compilation (maintained using an
1524 undisplayed field), @var{addr} contains @code{const0_rtx}.  If it is not
1525 on the chain, @var{addr} contains @code{cc0_rtx}.  @var{addr} is
1526 customarily accessed with the macro @code{CONST_DOUBLE_MEM} and the
1527 chain field via @code{CONST_DOUBLE_CHAIN}.
1528
1529 @findex CONST_DOUBLE_LOW
1530 If @var{m} is @code{VOIDmode}, the bits of the value are stored in
1531 @var{i0} and @var{i1}.  @var{i0} is customarily accessed with the macro
1532 @code{CONST_DOUBLE_LOW} and @var{i1} with @code{CONST_DOUBLE_HIGH}.
1533
1534 If the constant is floating point (regardless of its precision), then
1535 the number of integers used to store the value depends on the size of
1536 @code{REAL_VALUE_TYPE} (@pxref{Floating Point}).  The integers
1537 represent a floating point number, but not precisely in the target
1538 machine's or host machine's floating point format.  To convert them to
1539 the precise bit pattern used by the target machine, use the macro
1540 @code{REAL_VALUE_TO_TARGET_DOUBLE} and friends (@pxref{Data Output}).
1541
1542 @findex CONST0_RTX
1543 @findex CONST1_RTX
1544 @findex CONST2_RTX
1545 The macro @code{CONST0_RTX (@var{mode})} refers to an expression with
1546 value 0 in mode @var{mode}.  If mode @var{mode} is of mode class
1547 @code{MODE_INT}, it returns @code{const0_rtx}.  If mode @var{mode} is of
1548 mode class @code{MODE_FLOAT}, it returns a @code{CONST_DOUBLE}
1549 expression in mode @var{mode}.  Otherwise, it returns a
1550 @code{CONST_VECTOR} expression in mode @var{mode}.  Similarly, the macro
1551 @code{CONST1_RTX (@var{mode})} refers to an expression with value 1 in
1552 mode @var{mode} and similarly for @code{CONST2_RTX}.  The
1553 @code{CONST1_RTX} and @code{CONST2_RTX} macros are undefined
1554 for vector modes.
1555
1556 @findex const_string
1557 @item (const_string @var{str})
1558 Represents a constant string with value @var{str}.  Currently this is
1559 used only for insn attributes (@pxref{Insn Attributes}) since constant
1560 strings in C are placed in memory.
1561
1562 @findex symbol_ref
1563 @item (symbol_ref:@var{mode} @var{symbol})
1564 Represents the value of an assembler label for data.  @var{symbol} is
1565 a string that describes the name of the assembler label.  If it starts
1566 with a @samp{*}, the label is the rest of @var{symbol} not including
1567 the @samp{*}.  Otherwise, the label is @var{symbol}, usually prefixed
1568 with @samp{_}.
1569
1570 The @code{symbol_ref} contains a mode, which is usually @code{Pmode}.
1571 Usually that is the only mode for which a symbol is directly valid.
1572
1573 @findex label_ref
1574 @item (label_ref:@var{mode} @var{label})
1575 Represents the value of an assembler label for code.  It contains one
1576 operand, an expression, which must be a @code{code_label} or a @code{note}
1577 of type @code{NOTE_INSN_DELETED_LABEL} that appears in the instruction
1578 sequence to identify the place where the label should go.
1579
1580 The reason for using a distinct expression type for code label
1581 references is so that jump optimization can distinguish them.
1582
1583 The @code{label_ref} contains a mode, which is usually @code{Pmode}.
1584 Usually that is the only mode for which a label is directly valid.
1585
1586 @item (const:@var{m} @var{exp})
1587 Represents a constant that is the result of an assembly-time
1588 arithmetic computation.  The operand, @var{exp}, is an expression that
1589 contains only constants (@code{const_int}, @code{symbol_ref} and
1590 @code{label_ref} expressions) combined with @code{plus} and
1591 @code{minus}.  However, not all combinations are valid, since the
1592 assembler cannot do arbitrary arithmetic on relocatable symbols.
1593
1594 @var{m} should be @code{Pmode}.
1595
1596 @findex high
1597 @item (high:@var{m} @var{exp})
1598 Represents the high-order bits of @var{exp}, usually a
1599 @code{symbol_ref}.  The number of bits is machine-dependent and is
1600 normally the number of bits specified in an instruction that initializes
1601 the high order bits of a register.  It is used with @code{lo_sum} to
1602 represent the typical two-instruction sequence used in RISC machines to
1603 reference a global memory location.
1604
1605 @var{m} should be @code{Pmode}.
1606 @end table
1607
1608 @node Regs and Memory
1609 @section Registers and Memory
1610 @cindex RTL register expressions
1611 @cindex RTL memory expressions
1612
1613 Here are the RTL expression types for describing access to machine
1614 registers and to main memory.
1615
1616 @table @code
1617 @findex reg
1618 @cindex hard registers
1619 @cindex pseudo registers
1620 @item (reg:@var{m} @var{n})
1621 For small values of the integer @var{n} (those that are less than
1622 @code{FIRST_PSEUDO_REGISTER}), this stands for a reference to machine
1623 register number @var{n}: a @dfn{hard register}.  For larger values of
1624 @var{n}, it stands for a temporary value or @dfn{pseudo register}.
1625 The compiler's strategy is to generate code assuming an unlimited
1626 number of such pseudo registers, and later convert them into hard
1627 registers or into memory references.
1628
1629 @var{m} is the machine mode of the reference.  It is necessary because
1630 machines can generally refer to each register in more than one mode.
1631 For example, a register may contain a full word but there may be
1632 instructions to refer to it as a half word or as a single byte, as
1633 well as instructions to refer to it as a floating point number of
1634 various precisions.
1635
1636 Even for a register that the machine can access in only one mode,
1637 the mode must always be specified.
1638
1639 The symbol @code{FIRST_PSEUDO_REGISTER} is defined by the machine
1640 description, since the number of hard registers on the machine is an
1641 invariant characteristic of the machine.  Note, however, that not
1642 all of the machine registers must be general registers.  All the
1643 machine registers that can be used for storage of data are given
1644 hard register numbers, even those that can be used only in certain
1645 instructions or can hold only certain types of data.
1646
1647 A hard register may be accessed in various modes throughout one
1648 function, but each pseudo register is given a natural mode
1649 and is accessed only in that mode.  When it is necessary to describe
1650 an access to a pseudo register using a nonnatural mode, a @code{subreg}
1651 expression is used.
1652
1653 A @code{reg} expression with a machine mode that specifies more than
1654 one word of data may actually stand for several consecutive registers.
1655 If in addition the register number specifies a hardware register, then
1656 it actually represents several consecutive hardware registers starting
1657 with the specified one.
1658
1659 Each pseudo register number used in a function's RTL code is
1660 represented by a unique @code{reg} expression.
1661
1662 @findex FIRST_VIRTUAL_REGISTER
1663 @findex LAST_VIRTUAL_REGISTER
1664 Some pseudo register numbers, those within the range of
1665 @code{FIRST_VIRTUAL_REGISTER} to @code{LAST_VIRTUAL_REGISTER} only
1666 appear during the RTL generation phase and are eliminated before the
1667 optimization phases.  These represent locations in the stack frame that
1668 cannot be determined until RTL generation for the function has been
1669 completed.  The following virtual register numbers are defined:
1670
1671 @table @code
1672 @findex VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM
1673 @item VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM
1674 This points to the first word of the incoming arguments passed on the
1675 stack.  Normally these arguments are placed there by the caller, but the
1676 callee may have pushed some arguments that were previously passed in
1677 registers.
1678
1679 @cindex @code{FIRST_PARM_OFFSET} and virtual registers
1680 @cindex @code{ARG_POINTER_REGNUM} and virtual registers
1681 When RTL generation is complete, this virtual register is replaced
1682 by the sum of the register given by @code{ARG_POINTER_REGNUM} and the
1683 value of @code{FIRST_PARM_OFFSET}.
1684
1685 @findex VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM
1686 @cindex @code{FRAME_GROWS_DOWNWARD} and virtual registers
1687 @item VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM
1688 If @code{FRAME_GROWS_DOWNWARD} is defined to a nonzero value, this points
1689 to immediately above the first variable on the stack.  Otherwise, it points
1690 to the first variable on the stack.
1691
1692 @cindex @code{STARTING_FRAME_OFFSET} and virtual registers
1693 @cindex @code{FRAME_POINTER_REGNUM} and virtual registers
1694 @code{VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM} is replaced with the sum of the
1695 register given by @code{FRAME_POINTER_REGNUM} and the value
1696 @code{STARTING_FRAME_OFFSET}.
1697
1698 @findex VIRTUAL_STACK_DYNAMIC_REGNUM
1699 @item VIRTUAL_STACK_DYNAMIC_REGNUM
1700 This points to the location of dynamically allocated memory on the stack
1701 immediately after the stack pointer has been adjusted by the amount of
1702 memory desired.
1703
1704 @cindex @code{STACK_DYNAMIC_OFFSET} and virtual registers
1705 @cindex @code{STACK_POINTER_REGNUM} and virtual registers
1706 This virtual register is replaced by the sum of the register given by
1707 @code{STACK_POINTER_REGNUM} and the value @code{STACK_DYNAMIC_OFFSET}.
1708
1709 @findex VIRTUAL_OUTGOING_ARGS_REGNUM
1710 @item VIRTUAL_OUTGOING_ARGS_REGNUM
1711 This points to the location in the stack at which outgoing arguments
1712 should be written when the stack is pre-pushed (arguments pushed using
1713 push insns should always use @code{STACK_POINTER_REGNUM}).
1714
1715 @cindex @code{STACK_POINTER_OFFSET} and virtual registers
1716 This virtual register is replaced by the sum of the register given by
1717 @code{STACK_POINTER_REGNUM} and the value @code{STACK_POINTER_OFFSET}.
1718 @end table
1719
1720 @findex subreg
1721 @item (subreg:@var{m} @var{reg} @var{bytenum})
1722 @code{subreg} expressions are used to refer to a register in a machine
1723 mode other than its natural one, or to refer to one register of
1724 a multi-part @code{reg} that actually refers to several registers.
1725
1726 Each pseudo-register has a natural mode.  If it is necessary to
1727 operate on it in a different mode---for example, to perform a fullword
1728 move instruction on a pseudo-register that contains a single
1729 byte---the pseudo-register must be enclosed in a @code{subreg}.  In
1730 such a case, @var{bytenum} is zero.
1731
1732 Usually @var{m} is at least as narrow as the mode of @var{reg}, in which
1733 case it is restricting consideration to only the bits of @var{reg} that
1734 are in @var{m}.
1735
1736 Sometimes @var{m} is wider than the mode of @var{reg}.  These
1737 @code{subreg} expressions are often called @dfn{paradoxical}.  They are
1738 used in cases where we want to refer to an object in a wider mode but do
1739 not care what value the additional bits have.  The reload pass ensures
1740 that paradoxical references are only made to hard registers.
1741
1742 The other use of @code{subreg} is to extract the individual registers of
1743 a multi-register value.  Machine modes such as @code{DImode} and
1744 @code{TImode} can indicate values longer than a word, values which
1745 usually require two or more consecutive registers.  To access one of the
1746 registers, use a @code{subreg} with mode @code{SImode} and a
1747 @var{bytenum} offset that says which register.
1748
1749 Storing in a non-paradoxical @code{subreg} has undefined results for
1750 bits belonging to the same word as the @code{subreg}.  This laxity makes
1751 it easier to generate efficient code for such instructions.  To
1752 represent an instruction that preserves all the bits outside of those in
1753 the @code{subreg}, use @code{strict_low_part} around the @code{subreg}.
1754
1755 @cindex @code{WORDS_BIG_ENDIAN}, effect on @code{subreg}
1756 The compilation parameter @code{WORDS_BIG_ENDIAN}, if set to 1, says
1757 that byte number zero is part of the most significant word; otherwise,
1758 it is part of the least significant word.
1759
1760 @cindex @code{BYTES_BIG_ENDIAN}, effect on @code{subreg}
1761 The compilation parameter @code{BYTES_BIG_ENDIAN}, if set to 1, says
1762 that byte number zero is the most significant byte within a word;
1763 otherwise, it is the least significant byte within a word.
1764
1765 @cindex @code{FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN}, (lack of) effect on @code{subreg}
1766 On a few targets, @code{FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN} disagrees with
1767 @code{WORDS_BIG_ENDIAN}.
1768 However, most parts of the compiler treat floating point values as if
1769 they had the same endianness as integer values.  This works because
1770 they handle them solely as a collection of integer values, with no
1771 particular numerical value.  Only real.c and the runtime libraries
1772 care about @code{FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN}.
1773
1774 @cindex combiner pass
1775 @cindex reload pass
1776 @cindex @code{subreg}, special reload handling
1777 Between the combiner pass and the reload pass, it is possible to have a
1778 paradoxical @code{subreg} which contains a @code{mem} instead of a
1779 @code{reg} as its first operand.  After the reload pass, it is also
1780 possible to have a non-paradoxical @code{subreg} which contains a
1781 @code{mem}; this usually occurs when the @code{mem} is a stack slot
1782 which replaced a pseudo register.
1783
1784 Note that it is not valid to access a @code{DFmode} value in @code{SFmode}
1785 using a @code{subreg}.  On some machines the most significant part of a
1786 @code{DFmode} value does not have the same format as a single-precision
1787 floating value.
1788
1789 It is also not valid to access a single word of a multi-word value in a
1790 hard register when less registers can hold the value than would be
1791 expected from its size.  For example, some 32-bit machines have
1792 floating-point registers that can hold an entire @code{DFmode} value.
1793 If register 10 were such a register @code{(subreg:SI (reg:DF 10) 4)}
1794 would be invalid because there is no way to convert that reference to
1795 a single machine register.  The reload pass prevents @code{subreg}
1796 expressions such as these from being formed.
1797
1798 @findex SUBREG_REG
1799 @findex SUBREG_BYTE
1800 The first operand of a @code{subreg} expression is customarily accessed
1801 with the @code{SUBREG_REG} macro and the second operand is customarily
1802 accessed with the @code{SUBREG_BYTE} macro.
1803
1804 @findex scratch
1805 @cindex scratch operands
1806 @item (scratch:@var{m})
1807 This represents a scratch register that will be required for the
1808 execution of a single instruction and not used subsequently.  It is
1809 converted into a @code{reg} by either the local register allocator or
1810 the reload pass.
1811
1812 @code{scratch} is usually present inside a @code{clobber} operation
1813 (@pxref{Side Effects}).
1814
1815 @findex cc0
1816 @cindex condition code register
1817 @item (cc0)
1818 This refers to the machine's condition code register.  It has no
1819 operands and may not have a machine mode.  There are two ways to use it:
1820
1821 @itemize @bullet
1822 @item
1823 To stand for a complete set of condition code flags.  This is best on
1824 most machines, where each comparison sets the entire series of flags.
1825
1826 With this technique, @code{(cc0)} may be validly used in only two
1827 contexts: as the destination of an assignment (in test and compare
1828 instructions) and in comparison operators comparing against zero
1829 (@code{const_int} with value zero; that is to say, @code{const0_rtx}).
1830
1831 @item
1832 To stand for a single flag that is the result of a single condition.
1833 This is useful on machines that have only a single flag bit, and in
1834 which comparison instructions must specify the condition to test.
1835
1836 With this technique, @code{(cc0)} may be validly used in only two
1837 contexts: as the destination of an assignment (in test and compare
1838 instructions) where the source is a comparison operator, and as the
1839 first operand of @code{if_then_else} (in a conditional branch).
1840 @end itemize
1841
1842 @findex cc0_rtx
1843 There is only one expression object of code @code{cc0}; it is the
1844 value of the variable @code{cc0_rtx}.  Any attempt to create an
1845 expression of code @code{cc0} will return @code{cc0_rtx}.
1846
1847 Instructions can set the condition code implicitly.  On many machines,
1848 nearly all instructions set the condition code based on the value that
1849 they compute or store.  It is not necessary to record these actions
1850 explicitly in the RTL because the machine description includes a
1851 prescription for recognizing the instructions that do so (by means of
1852 the macro @code{NOTICE_UPDATE_CC}).  @xref{Condition Code}.  Only
1853 instructions whose sole purpose is to set the condition code, and
1854 instructions that use the condition code, need mention @code{(cc0)}.
1855
1856 On some machines, the condition code register is given a register number
1857 and a @code{reg} is used instead of @code{(cc0)}.  This is usually the
1858 preferable approach if only a small subset of instructions modify the
1859 condition code.  Other machines store condition codes in general
1860 registers; in such cases a pseudo register should be used.
1861
1862 Some machines, such as the SPARC and RS/6000, have two sets of
1863 arithmetic instructions, one that sets and one that does not set the
1864 condition code.  This is best handled by normally generating the
1865 instruction that does not set the condition code, and making a pattern
1866 that both performs the arithmetic and sets the condition code register
1867 (which would not be @code{(cc0)} in this case).  For examples, search
1868 for @samp{addcc} and @samp{andcc} in @file{sparc.md}.
1869
1870 @findex pc
1871 @item (pc)
1872 @cindex program counter
1873 This represents the machine's program counter.  It has no operands and
1874 may not have a machine mode.  @code{(pc)} may be validly used only in
1875 certain specific contexts in jump instructions.
1876
1877 @findex pc_rtx
1878 There is only one expression object of code @code{pc}; it is the value
1879 of the variable @code{pc_rtx}.  Any attempt to create an expression of
1880 code @code{pc} will return @code{pc_rtx}.
1881
1882 All instructions that do not jump alter the program counter implicitly
1883 by incrementing it, but there is no need to mention this in the RTL@.
1884
1885 @findex mem
1886 @item (mem:@var{m} @var{addr} @var{alias})
1887 This RTX represents a reference to main memory at an address
1888 represented by the expression @var{addr}.  @var{m} specifies how large
1889 a unit of memory is accessed.  @var{alias} specifies an alias set for the
1890 reference.  In general two items are in different alias sets if they cannot
1891 reference the same memory address.
1892
1893 The construct @code{(mem:BLK (scratch))} is considered to alias all
1894 other memories.  Thus it may be used as a memory barrier in epilogue
1895 stack deallocation patterns.
1896
1897 @findex addressof
1898 @item (addressof:@var{m} @var{reg})
1899 This RTX represents a request for the address of register @var{reg}.  Its mode
1900 is always @code{Pmode}.  If there are any @code{addressof}
1901 expressions left in the function after CSE, @var{reg} is forced into the
1902 stack and the @code{addressof} expression is replaced with a @code{plus}
1903 expression for the address of its stack slot.
1904
1905 @findex concat
1906 @item (concat@var{m} @var{rtx} @var{rtx})
1907 This RTX represents the concatenation of two other RTXs.  This is used
1908 for complex values.  It should only appear in the RTL attached to
1909 declarations and during RTL generation.  It should not appear in the
1910 ordinary insn chain.
1911
1912 @findex concatn
1913 @item (concatn@var{m} [@var{rtx} ...])
1914 This RTX represents the concatenation of all the @var{rtx} to make a
1915 single value.  Like @code{concat}, this should only appear in
1916 declarations, and not in the insn chain.
1917 @end table
1918
1919 @node Arithmetic
1920 @section RTL Expressions for Arithmetic
1921 @cindex arithmetic, in RTL
1922 @cindex math, in RTL
1923 @cindex RTL expressions for arithmetic
1924
1925 Unless otherwise specified, all the operands of arithmetic expressions
1926 must be valid for mode @var{m}.  An operand is valid for mode @var{m}
1927 if it has mode @var{m}, or if it is a @code{const_int} or
1928 @code{const_double} and @var{m} is a mode of class @code{MODE_INT}.
1929
1930 For commutative binary operations, constants should be placed in the
1931 second operand.
1932
1933 @table @code
1934 @findex plus
1935 @findex ss_plus
1936 @findex us_plus
1937 @cindex RTL sum
1938 @cindex RTL addition
1939 @cindex RTL addition with signed saturation
1940 @cindex RTL addition with unsigned saturation
1941 @item (plus:@var{m} @var{x} @var{y})
1942 @itemx (ss_plus:@var{m} @var{x} @var{y})
1943 @itemx (us_plus:@var{m} @var{x} @var{y})
1944
1945 These three expressions all represent the sum of the values
1946 represented by @var{x} and @var{y} carried out in machine mode
1947 @var{m}.  They differ in their behavior on overflow of integer modes.
1948 @code{plus} wraps round modulo the width of @var{m}; @code{ss_plus}
1949 saturates at the maximum signed value representable in @var{m};
1950 @code{us_plus} saturates at the maximum unsigned value.
1951
1952 @c ??? What happens on overflow of floating point modes?
1953
1954 @findex lo_sum
1955 @item (lo_sum:@var{m} @var{x} @var{y})
1956
1957 This expression represents the sum of @var{x} and the low-order bits
1958 of @var{y}.  It is used with @code{high} (@pxref{Constants}) to
1959 represent the typical two-instruction sequence used in RISC machines
1960 to reference a global memory location.
1961
1962 The number of low order bits is machine-dependent but is
1963 normally the number of bits in a @code{Pmode} item minus the number of
1964 bits set by @code{high}.
1965
1966 @var{m} should be @code{Pmode}.
1967
1968 @findex minus
1969 @findex ss_minus
1970 @findex us_minus
1971 @cindex RTL difference
1972 @cindex RTL subtraction
1973 @cindex RTL subtraction with signed saturation
1974 @cindex RTL subtraction with unsigned saturation
1975 @item (minus:@var{m} @var{x} @var{y})
1976 @itemx (ss_minus:@var{m} @var{x} @var{y})
1977 @itemx (us_minus:@var{m} @var{x} @var{y})
1978
1979 These three expressions represent the result of subtracting @var{y}
1980 from @var{x}, carried out in mode @var{M}.  Behavior on overflow is
1981 the same as for the three variants of @code{plus} (see above).
1982
1983 @findex compare
1984 @cindex RTL comparison
1985 @item (compare:@var{m} @var{x} @var{y})
1986 Represents the result of subtracting @var{y} from @var{x} for purposes
1987 of comparison.  The result is computed without overflow, as if with
1988 infinite precision.
1989
1990 Of course, machines can't really subtract with infinite precision.
1991 However, they can pretend to do so when only the sign of the result will
1992 be used, which is the case when the result is stored in the condition
1993 code.  And that is the @emph{only} way this kind of expression may
1994 validly be used: as a value to be stored in the condition codes, either
1995 @code{(cc0)} or a register.  @xref{Comparisons}.
1996
1997 The mode @var{m} is not related to the modes of @var{x} and @var{y}, but
1998 instead is the mode of the condition code value.  If @code{(cc0)} is
1999 used, it is @code{VOIDmode}.  Otherwise it is some mode in class
2000 @code{MODE_CC}, often @code{CCmode}.  @xref{Condition Code}.  If @var{m}
2001 is @code{VOIDmode} or @code{CCmode}, the operation returns sufficient
2002 information (in an unspecified format) so that any comparison operator
2003 can be applied to the result of the @code{COMPARE} operation.  For other
2004 modes in class @code{MODE_CC}, the operation only returns a subset of
2005 this information.
2006
2007 Normally, @var{x} and @var{y} must have the same mode.  Otherwise,
2008 @code{compare} is valid only if the mode of @var{x} is in class
2009 @code{MODE_INT} and @var{y} is a @code{const_int} or
2010 @code{const_double} with mode @code{VOIDmode}.  The mode of @var{x}
2011 determines what mode the comparison is to be done in; thus it must not
2012 be @code{VOIDmode}.
2013
2014 If one of the operands is a constant, it should be placed in the
2015 second operand and the comparison code adjusted as appropriate.
2016
2017 A @code{compare} specifying two @code{VOIDmode} constants is not valid
2018 since there is no way to know in what mode the comparison is to be
2019 performed; the comparison must either be folded during the compilation
2020 or the first operand must be loaded into a register while its mode is
2021 still known.
2022
2023 @findex neg
2024 @findex ss_neg
2025 @findex us_neg
2026 @cindex negation
2027 @cindex negation with signed saturation
2028 @cindex negation with unsigned saturation
2029 @item (neg:@var{m} @var{x})
2030 @itemx (ss_neg:@var{m} @var{x})
2031 @itemx (us_neg:@var{m} @var{x})
2032 These two expressions represent the negation (subtraction from zero) of
2033 the value represented by @var{x}, carried out in mode @var{m}.  They
2034 differ in the behavior on overflow of integer modes.  In the case of
2035 @code{neg}, the negation of the operand may be a number not representable
2036 in mode @var{m}, in which case it is truncated to @var{m}.  @code{ss_neg}
2037 and @code{us_neg} ensure that an out-of-bounds result saturates to the
2038 maximum or minimum signed or unsigned value.
2039
2040 @findex mult
2041 @findex ss_mult
2042 @findex us_mult
2043 @cindex multiplication
2044 @cindex product
2045 @cindex multiplication with signed saturation
2046 @cindex multiplication with unsigned saturation
2047 @item (mult:@var{m} @var{x} @var{y})
2048 @itemx (ss_mult:@var{m} @var{x} @var{y})
2049 @itemx (us_mult:@var{m} @var{x} @var{y})
2050 Represents the signed product of the values represented by @var{x} and
2051 @var{y} carried out in machine mode @var{m}.
2052 @code{ss_mult} and @code{us_mult} ensure that an out-of-bounds result
2053 saturates to the maximum or minimum signed or unsigned value.
2054
2055 Some machines support a multiplication that generates a product wider
2056 than the operands.  Write the pattern for this as
2057
2058 @smallexample
2059 (mult:@var{m} (sign_extend:@var{m} @var{x}) (sign_extend:@var{m} @var{y}))
2060 @end smallexample
2061
2062 where @var{m} is wider than the modes of @var{x} and @var{y}, which need
2063 not be the same.
2064
2065 For unsigned widening multiplication, use the same idiom, but with
2066 @code{zero_extend} instead of @code{sign_extend}.
2067
2068 @findex div
2069 @findex ss_div
2070 @cindex division
2071 @cindex signed division
2072 @cindex signed division with signed saturation
2073 @cindex quotient
2074 @item (div:@var{m} @var{x} @var{y})
2075 @itemx (ss_div:@var{m} @var{x} @var{y})
2076 Represents the quotient in signed division of @var{x} by @var{y},
2077 carried out in machine mode @var{m}.  If @var{m} is a floating point
2078 mode, it represents the exact quotient; otherwise, the integerized
2079 quotient.
2080 @code{ss_div} ensures that an out-of-bounds result saturates to the maximum
2081 or minimum signed value.
2082
2083 Some machines have division instructions in which the operands and
2084 quotient widths are not all the same; you should represent
2085 such instructions using @code{truncate} and @code{sign_extend} as in,
2086
2087 @smallexample
2088 (truncate:@var{m1} (div:@var{m2} @var{x} (sign_extend:@var{m2} @var{y})))
2089 @end smallexample
2090
2091 @findex udiv
2092 @cindex unsigned division
2093 @cindex unsigned division with unsigned saturation
2094 @cindex division
2095 @item (udiv:@var{m} @var{x} @var{y})
2096 @itemx (us_div:@var{m} @var{x} @var{y})
2097 Like @code{div} but represents unsigned division.
2098 @code{us_div} ensures that an out-of-bounds result saturates to the maximum
2099 or minimum unsigned value.
2100
2101 @findex mod
2102 @findex umod
2103 @cindex remainder
2104 @cindex division
2105 @item (mod:@var{m} @var{x} @var{y})
2106 @itemx (umod:@var{m} @var{x} @var{y})
2107 Like @code{div} and @code{udiv} but represent the remainder instead of
2108 the quotient.
2109
2110 @findex smin
2111 @findex smax
2112 @cindex signed minimum
2113 @cindex signed maximum
2114 @item (smin:@var{m} @var{x} @var{y})
2115 @itemx (smax:@var{m} @var{x} @var{y})
2116 Represents the smaller (for @code{smin}) or larger (for @code{smax}) of
2117 @var{x} and @var{y}, interpreted as signed values in mode @var{m}.
2118 When used with floating point, if both operands are zeros, or if either
2119 operand is @code{NaN}, then it is unspecified which of the two operands
2120 is returned as the result.
2121
2122 @findex umin
2123 @findex umax
2124 @cindex unsigned minimum and maximum
2125 @item (umin:@var{m} @var{x} @var{y})
2126 @itemx (umax:@var{m} @var{x} @var{y})
2127 Like @code{smin} and @code{smax}, but the values are interpreted as unsigned
2128 integers.
2129
2130 @findex not
2131 @cindex complement, bitwise
2132 @cindex bitwise complement
2133 @item (not:@var{m} @var{x})
2134 Represents the bitwise complement of the value represented by @var{x},
2135 carried out in mode @var{m}, which must be a fixed-point machine mode.
2136
2137 @findex and
2138 @cindex logical-and, bitwise
2139 @cindex bitwise logical-and
2140 @item (and:@var{m} @var{x} @var{y})
2141 Represents the bitwise logical-and of the values represented by
2142 @var{x} and @var{y}, carried out in machine mode @var{m}, which must be
2143 a fixed-point machine mode.
2144
2145 @findex ior
2146 @cindex inclusive-or, bitwise
2147 @cindex bitwise inclusive-or
2148 @item (ior:@var{m} @var{x} @var{y})
2149 Represents the bitwise inclusive-or of the values represented by @var{x}
2150 and @var{y}, carried out in machine mode @var{m}, which must be a
2151 fixed-point mode.
2152
2153 @findex xor
2154 @cindex exclusive-or, bitwise
2155 @cindex bitwise exclusive-or
2156 @item (xor:@var{m} @var{x} @var{y})
2157 Represents the bitwise exclusive-or of the values represented by @var{x}
2158 and @var{y}, carried out in machine mode @var{m}, which must be a
2159 fixed-point mode.
2160
2161 @findex ashift
2162 @findex ss_ashift
2163 @findex us_ashift
2164 @cindex left shift
2165 @cindex shift
2166 @cindex arithmetic shift
2167 @cindex arithmetic shift with signed saturation
2168 @cindex arithmetic shift with unsigned saturation
2169 @item (ashift:@var{m} @var{x} @var{c})
2170 @itemx (ss_ashift:@var{m} @var{x} @var{c})
2171 @itemx (us_ashift:@var{m} @var{x} @var{c})
2172 These three expressions represent the result of arithmetically shifting @var{x}
2173 left by @var{c} places.  They differ in their behavior on overflow of integer
2174 modes.  An @code{ashift} operation is a plain shift with no special behavior
2175 in case of a change in the sign bit; @code{ss_ashift} and @code{us_ashift}
2176 saturates to the minimum or maximum representable value if any of the bits
2177 shifted out differs from the final sign bit.
2178
2179 @var{x} have mode @var{m}, a fixed-point machine mode.  @var{c}
2180 be a fixed-point mode or be a constant with mode @code{VOIDmode}; which
2181 mode is determined by the mode called for in the machine description
2182 entry for the left-shift instruction.  For example, on the VAX, the mode
2183 of @var{c} is @code{QImode} regardless of @var{m}.
2184
2185 @findex lshiftrt
2186 @cindex right shift
2187 @findex ashiftrt
2188 @item (lshiftrt:@var{m} @var{x} @var{c})
2189 @itemx (ashiftrt:@var{m} @var{x} @var{c})
2190 Like @code{ashift} but for right shift.  Unlike the case for left shift,
2191 these two operations are distinct.
2192
2193 @findex rotate
2194 @cindex rotate
2195 @cindex left rotate
2196 @findex rotatert
2197 @cindex right rotate
2198 @item (rotate:@var{m} @var{x} @var{c})
2199 @itemx (rotatert:@var{m} @var{x} @var{c})
2200 Similar but represent left and right rotate.  If @var{c} is a constant,
2201 use @code{rotate}.
2202
2203 @findex abs
2204 @cindex absolute value
2205 @item (abs:@var{m} @var{x})
2206 Represents the absolute value of @var{x}, computed in mode @var{m}.
2207
2208 @findex sqrt
2209 @cindex square root
2210 @item (sqrt:@var{m} @var{x})
2211 Represents the square root of @var{x}, computed in mode @var{m}.
2212 Most often @var{m} will be a floating point mode.
2213
2214 @findex ffs
2215 @item (ffs:@var{m} @var{x})
2216 Represents one plus the index of the least significant 1-bit in
2217 @var{x}, represented as an integer of mode @var{m}.  (The value is
2218 zero if @var{x} is zero.)  The mode of @var{x} need not be @var{m};
2219 depending on the target machine, various mode combinations may be
2220 valid.
2221
2222 @findex clz
2223 @item (clz:@var{m} @var{x})
2224 Represents the number of leading 0-bits in @var{x}, represented as an
2225 integer of mode @var{m}, starting at the most significant bit position.
2226 If @var{x} is zero, the value is determined by
2227 @code{CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO}.  Note that this is one of
2228 the few expressions that is not invariant under widening.  The mode of
2229 @var{x} will usually be an integer mode.
2230
2231 @findex ctz
2232 @item (ctz:@var{m} @var{x})
2233 Represents the number of trailing 0-bits in @var{x}, represented as an
2234 integer of mode @var{m}, starting at the least significant bit position.
2235 If @var{x} is zero, the value is determined by
2236 @code{CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO}.  Except for this case,
2237 @code{ctz(x)} is equivalent to @code{ffs(@var{x}) - 1}.  The mode of
2238 @var{x} will usually be an integer mode.
2239
2240 @findex popcount
2241 @item (popcount:@var{m} @var{x})
2242 Represents the number of 1-bits in @var{x}, represented as an integer of
2243 mode @var{m}.  The mode of @var{x} will usually be an integer mode.
2244
2245 @findex parity
2246 @item (parity:@var{m} @var{x})
2247 Represents the number of 1-bits modulo 2 in @var{x}, represented as an
2248 integer of mode @var{m}.  The mode of @var{x} will usually be an integer
2249 mode.
2250
2251 @findex bswap
2252 @item (bswap:@var{m} @var{x})
2253 Represents the value @var{x} with the order of bytes reversed, carried out
2254 in mode @var{m}, which must be a fixed-point machine mode.
2255 @end table
2256
2257 @node Comparisons
2258 @section Comparison Operations
2259 @cindex RTL comparison operations
2260
2261 Comparison operators test a relation on two operands and are considered
2262 to represent a machine-dependent nonzero value described by, but not
2263 necessarily equal to, @code{STORE_FLAG_VALUE} (@pxref{Misc})
2264 if the relation holds, or zero if it does not, for comparison operators
2265 whose results have a `MODE_INT' mode,
2266 @code{FLOAT_STORE_FLAG_VALUE} (@pxref{Misc}) if the relation holds, or
2267 zero if it does not, for comparison operators that return floating-point
2268 values, and a vector of either @code{VECTOR_STORE_FLAG_VALUE} (@pxref{Misc})
2269 if the relation holds, or of zeros if it does not, for comparison operators
2270 that return vector results.
2271 The mode of the comparison operation is independent of the mode
2272 of the data being compared.  If the comparison operation is being tested
2273 (e.g., the first operand of an @code{if_then_else}), the mode must be
2274 @code{VOIDmode}.
2275
2276 @cindex condition codes
2277 There are two ways that comparison operations may be used.  The
2278 comparison operators may be used to compare the condition codes
2279 @code{(cc0)} against zero, as in @code{(eq (cc0) (const_int 0))}.  Such
2280 a construct actually refers to the result of the preceding instruction
2281 in which the condition codes were set.  The instruction setting the
2282 condition code must be adjacent to the instruction using the condition
2283 code; only @code{note} insns may separate them.
2284
2285 Alternatively, a comparison operation may directly compare two data
2286 objects.  The mode of the comparison is determined by the operands; they
2287 must both be valid for a common machine mode.  A comparison with both
2288 operands constant would be invalid as the machine mode could not be
2289 deduced from it, but such a comparison should never exist in RTL due to
2290 constant folding.
2291
2292 In the example above, if @code{(cc0)} were last set to
2293 @code{(compare @var{x} @var{y})}, the comparison operation is
2294 identical to @code{(eq @var{x} @var{y})}.  Usually only one style
2295 of comparisons is supported on a particular machine, but the combine
2296 pass will try to merge the operations to produce the @code{eq} shown
2297 in case it exists in the context of the particular insn involved.
2298
2299 Inequality comparisons come in two flavors, signed and unsigned.  Thus,
2300 there are distinct expression codes @code{gt} and @code{gtu} for signed and
2301 unsigned greater-than.  These can produce different results for the same
2302 pair of integer values: for example, 1 is signed greater-than @minus{}1 but not
2303 unsigned greater-than, because @minus{}1 when regarded as unsigned is actually
2304 @code{0xffffffff} which is greater than 1.
2305
2306 The signed comparisons are also used for floating point values.  Floating
2307 point comparisons are distinguished by the machine modes of the operands.
2308
2309 @table @code
2310 @findex eq
2311 @cindex equal
2312 @item (eq:@var{m} @var{x} @var{y})
2313 @code{STORE_FLAG_VALUE} if the values represented by @var{x} and @var{y}
2314 are equal, otherwise 0.
2315
2316 @findex ne
2317 @cindex not equal
2318 @item (ne:@var{m} @var{x} @var{y})
2319 @code{STORE_FLAG_VALUE} if the values represented by @var{x} and @var{y}
2320 are not equal, otherwise 0.
2321
2322 @findex gt
2323 @cindex greater than
2324 @item (gt:@var{m} @var{x} @var{y})
2325 @code{STORE_FLAG_VALUE} if the @var{x} is greater than @var{y}.  If they
2326 are fixed-point, the comparison is done in a signed sense.
2327
2328 @findex gtu
2329 @cindex greater than
2330 @cindex unsigned greater than
2331 @item (gtu:@var{m} @var{x} @var{y})
2332 Like @code{gt} but does unsigned comparison, on fixed-point numbers only.
2333
2334 @findex lt
2335 @cindex less than
2336 @findex ltu
2337 @cindex unsigned less than
2338 @item (lt:@var{m} @var{x} @var{y})
2339 @itemx (ltu:@var{m} @var{x} @var{y})
2340 Like @code{gt} and @code{gtu} but test for ``less than''.
2341
2342 @findex ge
2343 @cindex greater than
2344 @findex geu
2345 @cindex unsigned greater than
2346 @item (ge:@var{m} @var{x} @var{y})
2347 @itemx (geu:@var{m} @var{x} @var{y})
2348 Like @code{gt} and @code{gtu} but test for ``greater than or equal''.
2349
2350 @findex le
2351 @cindex less than or equal
2352 @findex leu
2353 @cindex unsigned less than
2354 @item (le:@var{m} @var{x} @var{y})
2355 @itemx (leu:@var{m} @var{x} @var{y})
2356 Like @code{gt} and @code{gtu} but test for ``less than or equal''.
2357
2358 @findex if_then_else
2359 @item (if_then_else @var{cond} @var{then} @var{else})
2360 This is not a comparison operation but is listed here because it is
2361 always used in conjunction with a comparison operation.  To be
2362 precise, @var{cond} is a comparison expression.  This expression
2363 represents a choice, according to @var{cond}, between the value
2364 represented by @var{then} and the one represented by @var{else}.
2365
2366 On most machines, @code{if_then_else} expressions are valid only
2367 to express conditional jumps.
2368
2369 @findex cond
2370 @item (cond [@var{test1} @var{value1} @var{test2} @var{value2} @dots{}] @var{default})
2371 Similar to @code{if_then_else}, but more general.  Each of @var{test1},
2372 @var{test2}, @dots{} is performed in turn.  The result of this expression is
2373 the @var{value} corresponding to the first nonzero test, or @var{default} if
2374 none of the tests are nonzero expressions.
2375
2376 This is currently not valid for instruction patterns and is supported only
2377 for insn attributes.  @xref{Insn Attributes}.
2378 @end table
2379
2380 @node Bit-Fields
2381 @section Bit-Fields
2382 @cindex bit-fields
2383
2384 Special expression codes exist to represent bit-field instructions.
2385
2386 @table @code
2387 @findex sign_extract
2388 @cindex @code{BITS_BIG_ENDIAN}, effect on @code{sign_extract}
2389 @item (sign_extract:@var{m} @var{loc} @var{size} @var{pos})
2390 This represents a reference to a sign-extended bit-field contained or
2391 starting in @var{loc} (a memory or register reference).  The bit-field
2392 is @var{size} bits wide and starts at bit @var{pos}.  The compilation
2393 option @code{BITS_BIG_ENDIAN} says which end of the memory unit
2394 @var{pos} counts from.
2395
2396 If @var{loc} is in memory, its mode must be a single-byte integer mode.
2397 If @var{loc} is in a register, the mode to use is specified by the
2398 operand of the @code{insv} or @code{extv} pattern
2399 (@pxref{Standard Names}) and is usually a full-word integer mode,
2400 which is the default if none is specified.
2401
2402 The mode of @var{pos} is machine-specific and is also specified
2403 in the @code{insv} or @code{extv} pattern.
2404
2405 The mode @var{m} is the same as the mode that would be used for
2406 @var{loc} if it were a register.
2407
2408 A @code{sign_extract} can not appear as an lvalue, or part thereof,
2409 in RTL.
2410
2411 @findex zero_extract
2412 @item (zero_extract:@var{m} @var{loc} @var{size} @var{pos})
2413 Like @code{sign_extract} but refers to an unsigned or zero-extended
2414 bit-field.  The same sequence of bits are extracted, but they
2415 are filled to an entire word with zeros instead of by sign-extension.
2416
2417 Unlike @code{sign_extract}, this type of expressions can be lvalues
2418 in RTL; they may appear on the left side of an assignment, indicating
2419 insertion of a value into the specified bit-field.
2420 @end table
2421
2422 @node Vector Operations
2423 @section Vector Operations
2424 @cindex vector operations
2425
2426 All normal RTL expressions can be used with vector modes; they are
2427 interpreted as operating on each part of the vector independently.
2428 Additionally, there are a few new expressions to describe specific vector
2429 operations.
2430
2431 @table @code
2432 @findex vec_merge
2433 @item (vec_merge:@var{m} @var{vec1} @var{vec2} @var{items})
2434 This describes a merge operation between two vectors.  The result is a vector
2435 of mode @var{m}; its elements are selected from either @var{vec1} or
2436 @var{vec2}.  Which elements are selected is described by @var{items}, which
2437 is a bit mask represented by a @code{const_int}; a zero bit indicates the
2438 corresponding element in the result vector is taken from @var{vec2} while
2439 a set bit indicates it is taken from @var{vec1}.
2440
2441 @findex vec_select
2442 @item (vec_select:@var{m} @var{vec1} @var{selection})
2443 This describes an operation that selects parts of a vector.  @var{vec1} is
2444 the source vector, @var{selection} is a @code{parallel} that contains a
2445 @code{const_int} for each of the subparts of the result vector, giving the
2446 number of the source subpart that should be stored into it.
2447
2448 @findex vec_concat
2449 @item (vec_concat:@var{m} @var{vec1} @var{vec2})
2450 Describes a vector concat operation.  The result is a concatenation of the
2451 vectors @var{vec1} and @var{vec2}; its length is the sum of the lengths of
2452 the two inputs.
2453
2454 @findex vec_duplicate
2455 @item (vec_duplicate:@var{m} @var{vec})
2456 This operation converts a small vector into a larger one by duplicating the
2457 input values.  The output vector mode must have the same submodes as the
2458 input vector mode, and the number of output parts must be an integer multiple
2459 of the number of input parts.
2460
2461 @end table
2462
2463 @node Conversions
2464 @section Conversions
2465 @cindex conversions
2466 @cindex machine mode conversions
2467
2468 All conversions between machine modes must be represented by
2469 explicit conversion operations.  For example, an expression
2470 which is the sum of a byte and a full word cannot be written as
2471 @code{(plus:SI (reg:QI 34) (reg:SI 80))} because the @code{plus}
2472 operation requires two operands of the same machine mode.
2473 Therefore, the byte-sized operand is enclosed in a conversion
2474 operation, as in
2475
2476 @smallexample
2477 (plus:SI (sign_extend:SI (reg:QI 34)) (reg:SI 80))
2478 @end smallexample
2479
2480 The conversion operation is not a mere placeholder, because there
2481 may be more than one way of converting from a given starting mode
2482 to the desired final mode.  The conversion operation code says how
2483 to do it.
2484
2485 For all conversion operations, @var{x} must not be @code{VOIDmode}
2486 because the mode in which to do the conversion would not be known.
2487 The conversion must either be done at compile-time or @var{x}
2488 must be placed into a register.
2489
2490 @table @code
2491 @findex sign_extend
2492 @item (sign_extend:@var{m} @var{x})
2493 Represents the result of sign-extending the value @var{x}
2494 to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a fixed-point mode
2495 and @var{x} a fixed-point value of a mode narrower than @var{m}.
2496
2497 @findex zero_extend
2498 @item (zero_extend:@var{m} @var{x})
2499 Represents the result of zero-extending the value @var{x}
2500 to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a fixed-point mode
2501 and @var{x} a fixed-point value of a mode narrower than @var{m}.
2502
2503 @findex float_extend
2504 @item (float_extend:@var{m} @var{x})
2505 Represents the result of extending the value @var{x}
2506 to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a floating point mode
2507 and @var{x} a floating point value of a mode narrower than @var{m}.
2508
2509 @findex truncate
2510 @item (truncate:@var{m} @var{x})
2511 Represents the result of truncating the value @var{x}
2512 to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a fixed-point mode
2513 and @var{x} a fixed-point value of a mode wider than @var{m}.
2514
2515 @findex ss_truncate
2516 @item (ss_truncate:@var{m} @var{x})
2517 Represents the result of truncating the value @var{x}
2518 to machine mode @var{m}, using signed saturation in the case of
2519 overflow.  Both @var{m} and the mode of @var{x} must be fixed-point
2520 modes.
2521
2522 @findex us_truncate
2523 @item (us_truncate:@var{m} @var{x})
2524 Represents the result of truncating the value @var{x}
2525 to machine mode @var{m}, using unsigned saturation in the case of
2526 overflow.  Both @var{m} and the mode of @var{x} must be fixed-point
2527 modes.
2528
2529 @findex float_truncate
2530 @item (float_truncate:@var{m} @var{x})
2531 Represents the result of truncating the value @var{x}
2532 to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a floating point mode
2533 and @var{x} a floating point value of a mode wider than @var{m}.
2534
2535 @findex float
2536 @item (float:@var{m} @var{x})
2537 Represents the result of converting fixed point value @var{x},
2538 regarded as signed, to floating point mode @var{m}.
2539
2540 @findex unsigned_float
2541 @item (unsigned_float:@var{m} @var{x})
2542 Represents the result of converting fixed point value @var{x},
2543 regarded as unsigned, to floating point mode @var{m}.
2544
2545 @findex fix
2546 @item (fix:@var{m} @var{x})
2547 When @var{m} is a fixed point mode, represents the result of
2548 converting floating point value @var{x} to mode @var{m}, regarded as
2549 signed.  How rounding is done is not specified, so this operation may
2550 be used validly in compiling C code only for integer-valued operands.
2551
2552 @findex unsigned_fix
2553 @item (unsigned_fix:@var{m} @var{x})
2554 Represents the result of converting floating point value @var{x} to
2555 fixed point mode @var{m}, regarded as unsigned.  How rounding is done
2556 is not specified.
2557
2558 @findex fix
2559 @item (fix:@var{m} @var{x})
2560 When @var{m} is a floating point mode, represents the result of
2561 converting floating point value @var{x} (valid for mode @var{m}) to an
2562 integer, still represented in floating point mode @var{m}, by rounding
2563 towards zero.
2564
2565 @findex fract_convert
2566 @item (fract_convert:@var{m} @var{x})
2567 Represents the result of converting fixed-point value @var{x} to
2568 fixed-point mode @var{m}, signed integer value @var{x} to
2569 fixed-point mode @var{m}, floating-point value @var{x} to
2570 fixed-point mode @var{m}, fixed-point value @var{x} to integer mode @var{m}
2571 regarded as signed, or fixed-point value @var{x} to floating-point mode @var{m}.
2572 When overflows or underflows happen, the results are undefined.
2573
2574 @findex sat_fract
2575 @item (sat_fract:@var{m} @var{x})
2576 Represents the result of converting fixed-point value @var{x} to
2577 fixed-point mode @var{m}, signed integer value @var{x} to
2578 fixed-point mode @var{m}, or floating-point value @var{x} to
2579 fixed-point mode @var{m}.
2580 When overflows or underflows happen, the results are saturated to the
2581 maximum or the minimum.
2582
2583 @findex unsigned_fract_convert
2584 @item (unsigned_fract_convert:@var{m} @var{x})
2585 Represents the result of converting fixed-point value @var{x} to
2586 integer mode @var{m} regarded as unsigned, or unsigned integer value @var{x} to
2587 fixed-point mode @var{m}.
2588 When overflows or underflows happen, the results are undefined.
2589
2590 @findex unsigned_sat_fract
2591 @item (unsigned_sat_fract:@var{m} @var{x})
2592 Represents the result of converting unsigned integer value @var{x} to
2593 fixed-point mode @var{m}.
2594 When overflows or underflows happen, the results are saturated to the
2595 maximum or the minimum.
2596 @end table
2597
2598 @node RTL Declarations
2599 @section Declarations
2600 @cindex RTL declarations
2601 @cindex declarations, RTL
2602
2603 Declaration expression codes do not represent arithmetic operations
2604 but rather state assertions about their operands.
2605
2606 @table @code
2607 @findex strict_low_part
2608 @cindex @code{subreg}, in @code{strict_low_part}
2609 @item (strict_low_part (subreg:@var{m} (reg:@var{n} @var{r}) 0))
2610 This expression code is used in only one context: as the destination operand of a
2611 @code{set} expression.  In addition, the operand of this expression
2612 must be a non-paradoxical @code{subreg} expression.
2613
2614 The presence of @code{strict_low_part} says that the part of the
2615 register which is meaningful in mode @var{n}, but is not part of
2616 mode @var{m}, is not to be altered.  Normally, an assignment to such
2617 a subreg is allowed to have undefined effects on the rest of the
2618 register when @var{m} is less than a word.
2619 @end table
2620
2621 @node Side Effects
2622 @section Side Effect Expressions
2623 @cindex RTL side effect expressions
2624
2625 The expression codes described so far represent values, not actions.
2626 But machine instructions never produce values; they are meaningful
2627 only for their side effects on the state of the machine.  Special
2628 expression codes are used to represent side effects.
2629
2630 The body of an instruction is always one of these side effect codes;
2631 the codes described above, which represent values, appear only as
2632 the operands of these.
2633
2634 @table @code
2635 @findex set
2636 @item (set @var{lval} @var{x})
2637 Represents the action of storing the value of @var{x} into the place
2638 represented by @var{lval}.  @var{lval} must be an expression
2639 representing a place that can be stored in: @code{reg} (or @code{subreg},
2640 @code{strict_low_part} or @code{zero_extract}), @code{mem}, @code{pc},
2641 @code{parallel}, or @code{cc0}.
2642
2643 If @var{lval} is a @code{reg}, @code{subreg} or @code{mem}, it has a
2644 machine mode; then @var{x} must be valid for that mode.
2645
2646 If @var{lval} is a @code{reg} whose machine mode is less than the full
2647 width of the register, then it means that the part of the register
2648 specified by the machine mode is given the specified value and the
2649 rest of the register receives an undefined value.  Likewise, if
2650 @var{lval} is a @code{subreg} whose machine mode is narrower than
2651 the mode of the register, the rest of the register can be changed in
2652 an undefined way.
2653
2654 If @var{lval} is a @code{strict_low_part} of a subreg, then the part
2655 of the register specified by the machine mode of the @code{subreg} is
2656 given the value @var{x} and the rest of the register is not changed.
2657
2658 If @var{lval} is a @code{zero_extract}, then the referenced part of
2659 the bit-field (a memory or register reference) specified by the
2660 @code{zero_extract} is given the value @var{x} and the rest of the
2661 bit-field is not changed.  Note that @code{sign_extract} can not
2662 appear in @var{lval}.
2663
2664 If @var{lval} is @code{(cc0)}, it has no machine mode, and @var{x} may
2665 be either a @code{compare} expression or a value that may have any mode.
2666 The latter case represents a ``test'' instruction.  The expression
2667 @code{(set (cc0) (reg:@var{m} @var{n}))} is equivalent to
2668 @code{(set (cc0) (compare (reg:@var{m} @var{n}) (const_int 0)))}.
2669 Use the former expression to save space during the compilation.
2670
2671 If @var{lval} is a @code{parallel}, it is used to represent the case of
2672 a function returning a structure in multiple registers.  Each element
2673 of the @code{parallel} is an @code{expr_list} whose first operand is a
2674 @code{reg} and whose second operand is a @code{const_int} representing the
2675 offset (in bytes) into the structure at which the data in that register
2676 corresponds.  The first element may be null to indicate that the structure
2677 is also passed partly in memory.
2678
2679 @cindex jump instructions and @code{set}
2680 @cindex @code{if_then_else} usage
2681 If @var{lval} is @code{(pc)}, we have a jump instruction, and the
2682 possibilities for @var{x} are very limited.  It may be a
2683 @code{label_ref} expression (unconditional jump).  It may be an
2684 @code{if_then_else} (conditional jump), in which case either the
2685 second or the third operand must be @code{(pc)} (for the case which
2686 does not jump) and the other of the two must be a @code{label_ref}
2687 (for the case which does jump).  @var{x} may also be a @code{mem} or
2688 @code{(plus:SI (pc) @var{y})}, where @var{y} may be a @code{reg} or a
2689 @code{mem}; these unusual patterns are used to represent jumps through
2690 branch tables.
2691
2692 If @var{lval} is neither @code{(cc0)} nor @code{(pc)}, the mode of
2693 @var{lval} must not be @code{VOIDmode} and the mode of @var{x} must be
2694 valid for the mode of @var{lval}.
2695
2696 @findex SET_DEST
2697 @findex SET_SRC
2698 @var{lval} is customarily accessed with the @code{SET_DEST} macro and
2699 @var{x} with the @code{SET_SRC} macro.
2700
2701 @findex return
2702 @item (return)
2703 As the sole expression in a pattern, represents a return from the
2704 current function, on machines where this can be done with one
2705 instruction, such as VAXen.  On machines where a multi-instruction
2706 ``epilogue'' must be executed in order to return from the function,
2707 returning is done by jumping to a label which precedes the epilogue, and
2708 the @code{return} expression code is never used.
2709
2710 Inside an @code{if_then_else} expression, represents the value to be
2711 placed in @code{pc} to return to the caller.
2712
2713 Note that an insn pattern of @code{(return)} is logically equivalent to
2714 @code{(set (pc) (return))}, but the latter form is never used.
2715
2716 @findex call
2717 @item (call @var{function} @var{nargs})
2718 Represents a function call.  @var{function} is a @code{mem} expression
2719 whose address is the address of the function to be called.
2720 @var{nargs} is an expression which can be used for two purposes: on
2721 some machines it represents the number of bytes of stack argument; on
2722 others, it represents the number of argument registers.
2723
2724 Each machine has a standard machine mode which @var{function} must
2725 have.  The machine description defines macro @code{FUNCTION_MODE} to
2726 expand into the requisite mode name.  The purpose of this mode is to
2727 specify what kind of addressing is allowed, on machines where the
2728 allowed kinds of addressing depend on the machine mode being
2729 addressed.
2730
2731 @findex clobber
2732 @item (clobber @var{x})
2733 Represents the storing or possible storing of an unpredictable,
2734 undescribed value into @var{x}, which must be a @code{reg},
2735 @code{scratch}, @code{parallel} or @code{mem} expression.
2736
2737 One place this is used is in string instructions that store standard
2738 values into particular hard registers.  It may not be worth the
2739 trouble to describe the values that are stored, but it is essential to
2740 inform the compiler that the registers will be altered, lest it
2741 attempt to keep data in them across the string instruction.
2742
2743 If @var{x} is @code{(mem:BLK (const_int 0))} or
2744 @code{(mem:BLK (scratch))}, it means that all memory
2745 locations must be presumed clobbered.  If @var{x} is a @code{parallel},
2746 it has the same meaning as a @code{parallel} in a @code{set} expression.
2747
2748 Note that the machine description classifies certain hard registers as
2749 ``call-clobbered''.  All function call instructions are assumed by
2750 default to clobber these registers, so there is no need to use
2751 @code{clobber} expressions to indicate this fact.  Also, each function
2752 call is assumed to have the potential to alter any memory location,
2753 unless the function is declared @code{const}.
2754
2755 If the last group of expressions in a @code{parallel} are each a
2756 @code{clobber} expression whose arguments are @code{reg} or
2757 @code{match_scratch} (@pxref{RTL Template}) expressions, the combiner
2758 phase can add the appropriate @code{clobber} expressions to an insn it
2759 has constructed when doing so will cause a pattern to be matched.
2760
2761 This feature can be used, for example, on a machine that whose multiply
2762 and add instructions don't use an MQ register but which has an
2763 add-accumulate instruction that does clobber the MQ register.  Similarly,
2764 a combined instruction might require a temporary register while the
2765 constituent instructions might not.
2766
2767 When a @code{clobber} expression for a register appears inside a
2768 @code{parallel} with other side effects, the register allocator
2769 guarantees that the register is unoccupied both before and after that
2770 insn.  However, the reload phase may allocate a register used for one of
2771 the inputs unless the @samp{&} constraint is specified for the selected
2772 alternative (@pxref{Modifiers}).  You can clobber either a specific hard
2773 register, a pseudo register, or a @code{scratch} expression; in the
2774 latter two cases, GCC will allocate a hard register that is available
2775 there for use as a temporary.
2776
2777 For instructions that require a temporary register, you should use
2778 @code{scratch} instead of a pseudo-register because this will allow the
2779 combiner phase to add the @code{clobber} when required.  You do this by
2780 coding (@code{clobber} (@code{match_scratch} @dots{})).  If you do
2781 clobber a pseudo register, use one which appears nowhere else---generate
2782 a new one each time.  Otherwise, you may confuse CSE@.
2783
2784 There is one other known use for clobbering a pseudo register in a
2785 @code{parallel}: when one of the input operands of the insn is also
2786 clobbered by the insn.  In this case, using the same pseudo register in
2787 the clobber and elsewhere in the insn produces the expected results.
2788
2789 @findex use
2790 @item (use @var{x})
2791 Represents the use of the value of @var{x}.  It indicates that the
2792 value in @var{x} at this point in the program is needed, even though
2793 it may not be apparent why this is so.  Therefore, the compiler will
2794 not attempt to delete previous instructions whose only effect is to
2795 store a value in @var{x}.  @var{x} must be a @code{reg} expression.
2796
2797 In some situations, it may be tempting to add a @code{use} of a
2798 register in a @code{parallel} to describe a situation where the value
2799 of a special register will modify the behavior of the instruction.
2800 An hypothetical example might be a pattern for an addition that can
2801 either wrap around or use saturating addition depending on the value
2802 of a special control register:
2803
2804 @smallexample
2805 (parallel [(set (reg:SI 2) (unspec:SI [(reg:SI 3)
2806                                        (reg:SI 4)] 0))
2807            (use (reg:SI 1))])
2808 @end smallexample
2809
2810 @noindent
2811
2812 This will not work, several of the optimizers only look at expressions
2813 locally; it is very likely that if you have multiple insns with
2814 identical inputs to the @code{unspec}, they will be optimized away even
2815 if register 1 changes in between.
2816
2817 This means that @code{use} can @emph{only} be used to describe
2818 that the register is live.  You should think twice before adding
2819 @code{use} statements, more often you will want to use @code{unspec}
2820 instead.  The @code{use} RTX is most commonly useful to describe that
2821 a fixed register is implicitly used in an insn.  It is also safe to use
2822 in patterns where the compiler knows for other reasons that the result
2823 of the whole pattern is variable, such as @samp{movmem@var{m}} or
2824 @samp{call} patterns.
2825
2826 During the reload phase, an insn that has a @code{use} as pattern
2827 can carry a reg_equal note.  These @code{use} insns will be deleted
2828 before the reload phase exits.
2829
2830 During the delayed branch scheduling phase, @var{x} may be an insn.
2831 This indicates that @var{x} previously was located at this place in the
2832 code and its data dependencies need to be taken into account.  These
2833 @code{use} insns will be deleted before the delayed branch scheduling
2834 phase exits.
2835
2836 @findex parallel
2837 @item (parallel [@var{x0} @var{x1} @dots{}])
2838 Represents several side effects performed in parallel.  The square
2839 brackets stand for a vector; the operand of @code{parallel} is a
2840 vector of expressions.  @var{x0}, @var{x1} and so on are individual
2841 side effect expressions---expressions of code @code{set}, @code{call},
2842 @code{return}, @code{clobber} or @code{use}.
2843
2844 ``In parallel'' means that first all the values used in the individual
2845 side-effects are computed, and second all the actual side-effects are
2846 performed.  For example,
2847
2848 @smallexample
2849 (parallel [(set (reg:SI 1) (mem:SI (reg:SI 1)))
2850            (set (mem:SI (reg:SI 1)) (reg:SI 1))])
2851 @end smallexample
2852
2853 @noindent
2854 says unambiguously that the values of hard register 1 and the memory
2855 location addressed by it are interchanged.  In both places where
2856 @code{(reg:SI 1)} appears as a memory address it refers to the value
2857 in register 1 @emph{before} the execution of the insn.
2858
2859 It follows that it is @emph{incorrect} to use @code{parallel} and
2860 expect the result of one @code{set} to be available for the next one.
2861 For example, people sometimes attempt to represent a jump-if-zero
2862 instruction this way:
2863
2864 @smallexample
2865 (parallel [(set (cc0) (reg:SI 34))
2866            (set (pc) (if_then_else
2867                         (eq (cc0) (const_int 0))
2868                         (label_ref @dots{})
2869                         (pc)))])
2870 @end smallexample
2871
2872 @noindent
2873 But this is incorrect, because it says that the jump condition depends
2874 on the condition code value @emph{before} this instruction, not on the
2875 new value that is set by this instruction.
2876
2877 @cindex peephole optimization, RTL representation
2878 Peephole optimization, which takes place together with final assembly
2879 code output, can produce insns whose patterns consist of a @code{parallel}
2880 whose elements are the operands needed to output the resulting
2881 assembler code---often @code{reg}, @code{mem} or constant expressions.
2882 This would not be well-formed RTL at any other stage in compilation,
2883 but it is ok then because no further optimization remains to be done.
2884 However, the definition of the macro @code{NOTICE_UPDATE_CC}, if
2885 any, must deal with such insns if you define any peephole optimizations.
2886
2887 @findex cond_exec
2888 @item (cond_exec [@var{cond} @var{expr}])
2889 Represents a conditionally executed expression.  The @var{expr} is
2890 executed only if the @var{cond} is nonzero.  The @var{cond} expression
2891 must not have side-effects, but the @var{expr} may very well have
2892 side-effects.
2893
2894 @findex sequence
2895 @item (sequence [@var{insns} @dots{}])
2896 Represents a sequence of insns.  Each of the @var{insns} that appears
2897 in the vector is suitable for appearing in the chain of insns, so it
2898 must be an @code{insn}, @code{jump_insn}, @code{call_insn},
2899 @code{code_label}, @code{barrier} or @code{note}.
2900
2901 A @code{sequence} RTX is never placed in an actual insn during RTL
2902 generation.  It represents the sequence of insns that result from a
2903 @code{define_expand} @emph{before} those insns are passed to
2904 @code{emit_insn} to insert them in the chain of insns.  When actually
2905 inserted, the individual sub-insns are separated out and the
2906 @code{sequence} is forgotten.
2907
2908 After delay-slot scheduling is completed, an insn and all the insns that
2909 reside in its delay slots are grouped together into a @code{sequence}.
2910 The insn requiring the delay slot is the first insn in the vector;
2911 subsequent insns are to be placed in the delay slot.
2912
2913 @code{INSN_ANNULLED_BRANCH_P} is set on an insn in a delay slot to
2914 indicate that a branch insn should be used that will conditionally annul
2915 the effect of the insns in the delay slots.  In such a case,
2916 @code{INSN_FROM_TARGET_P} indicates that the insn is from the target of
2917 the branch and should be executed only if the branch is taken; otherwise
2918 the insn should be executed only if the branch is not taken.
2919 @xref{Delay Slots}.
2920 @end table
2921
2922 These expression codes appear in place of a side effect, as the body of
2923 an insn, though strictly speaking they do not always describe side
2924 effects as such:
2925
2926 @table @code
2927 @findex asm_input
2928 @item (asm_input @var{s})
2929 Represents literal assembler code as described by the string @var{s}.
2930
2931 @findex unspec
2932 @findex unspec_volatile
2933 @item (unspec [@var{operands} @dots{}] @var{index})
2934 @itemx (unspec_volatile [@var{operands} @dots{}] @var{index})
2935 Represents a machine-specific operation on @var{operands}.  @var{index}
2936 selects between multiple machine-specific operations.
2937 @code{unspec_volatile} is used for volatile operations and operations
2938 that may trap; @code{unspec} is used for other operations.
2939
2940 These codes may appear inside a @code{pattern} of an
2941 insn, inside a @code{parallel}, or inside an expression.
2942
2943 @findex addr_vec
2944 @item (addr_vec:@var{m} [@var{lr0} @var{lr1} @dots{}])
2945 Represents a table of jump addresses.  The vector elements @var{lr0},
2946 etc., are @code{label_ref} expressions.  The mode @var{m} specifies
2947 how much space is given to each address; normally @var{m} would be
2948 @code{Pmode}.
2949
2950 @findex addr_diff_vec
2951 @item (addr_diff_vec:@var{m} @var{base} [@var{lr0} @var{lr1} @dots{}] @var{min} @var{max} @var{flags})
2952 Represents a table of jump addresses expressed as offsets from
2953 @var{base}.  The vector elements @var{lr0}, etc., are @code{label_ref}
2954 expressions and so is @var{base}.  The mode @var{m} specifies how much
2955 space is given to each address-difference.  @var{min} and @var{max}
2956 are set up by branch shortening and hold a label with a minimum and a
2957 maximum address, respectively.  @var{flags} indicates the relative
2958 position of @var{base}, @var{min} and @var{max} to the containing insn
2959 and of @var{min} and @var{max} to @var{base}.  See rtl.def for details.
2960
2961 @findex prefetch
2962 @item (prefetch:@var{m} @var{addr} @var{rw} @var{locality})
2963 Represents prefetch of memory at address @var{addr}.
2964 Operand @var{rw} is 1 if the prefetch is for data to be written, 0 otherwise;
2965 targets that do not support write prefetches should treat this as a normal
2966 prefetch.
2967 Operand @var{locality} specifies the amount of temporal locality; 0 if there
2968 is none or 1, 2, or 3 for increasing levels of temporal locality;
2969 targets that do not support locality hints should ignore this.
2970
2971 This insn is used to minimize cache-miss latency by moving data into a
2972 cache before it is accessed.  It should use only non-faulting data prefetch
2973 instructions.
2974 @end table
2975
2976 @node Incdec
2977 @section Embedded Side-Effects on Addresses
2978 @cindex RTL preincrement
2979 @cindex RTL postincrement
2980 @cindex RTL predecrement
2981 @cindex RTL postdecrement
2982
2983 Six special side-effect expression codes appear as memory addresses.
2984
2985 @table @code
2986 @findex pre_dec
2987 @item (pre_dec:@var{m} @var{x})
2988 Represents the side effect of decrementing @var{x} by a standard
2989 amount and represents also the value that @var{x} has after being
2990 decremented.  @var{x} must be a @code{reg} or @code{mem}, but most
2991 machines allow only a @code{reg}.  @var{m} must be the machine mode
2992 for pointers on the machine in use.  The amount @var{x} is decremented
2993 by is the length in bytes of the machine mode of the containing memory
2994 reference of which this expression serves as the address.  Here is an
2995 example of its use:
2996
2997 @smallexample
2998 (mem:DF (pre_dec:SI (reg:SI 39)))
2999 @end smallexample
3000
3001 @noindent
3002 This says to decrement pseudo register 39 by the length of a @code{DFmode}
3003 value and use the result to address a @code{DFmode} value.
3004
3005 @findex pre_inc
3006 @item (pre_inc:@var{m} @var{x})
3007 Similar, but specifies incrementing @var{x} instead of decrementing it.
3008
3009 @findex post_dec
3010 @item (post_dec:@var{m} @var{x})
3011 Represents the same side effect as @code{pre_dec} but a different
3012 value.  The value represented here is the value @var{x} has @i{before}
3013 being decremented.
3014
3015 @findex post_inc
3016 @item (post_inc:@var{m} @var{x})
3017 Similar, but specifies incrementing @var{x} instead of decrementing it.
3018
3019 @findex post_modify
3020 @item (post_modify:@var{m} @var{x} @var{y})
3021
3022 Represents the side effect of setting @var{x} to @var{y} and
3023 represents @var{x} before @var{x} is modified.  @var{x} must be a
3024 @code{reg} or @code{mem}, but most machines allow only a @code{reg}.
3025 @var{m} must be the machine mode for pointers on the machine in use.
3026
3027 The expression @var{y} must be one of three forms:
3028 @table @code
3029 @code{(plus:@var{m} @var{x} @var{z})},
3030 @code{(minus:@var{m} @var{x} @var{z})}, or
3031 @code{(plus:@var{m} @var{x} @var{i})},
3032 @end table
3033 where @var{z} is an index register and @var{i} is a constant.
3034
3035 Here is an example of its use:
3036
3037 @smallexample
3038 (mem:SF (post_modify:SI (reg:SI 42) (plus (reg:SI 42)
3039                                           (reg:SI 48))))
3040 @end smallexample
3041
3042 This says to modify pseudo register 42 by adding the contents of pseudo
3043 register 48 to it, after the use of what ever 42 points to.
3044
3045 @findex pre_modify
3046 @item (pre_modify:@var{m} @var{x} @var{expr})
3047 Similar except side effects happen before the use.
3048 @end table
3049
3050 These embedded side effect expressions must be used with care.  Instruction
3051 patterns may not use them.  Until the @samp{flow} pass of the compiler,
3052 they may occur only to represent pushes onto the stack.  The @samp{flow}
3053 pass finds cases where registers are incremented or decremented in one
3054 instruction and used as an address shortly before or after; these cases are
3055 then transformed to use pre- or post-increment or -decrement.
3056
3057 If a register used as the operand of these expressions is used in
3058 another address in an insn, the original value of the register is used.
3059 Uses of the register outside of an address are not permitted within the
3060 same insn as a use in an embedded side effect expression because such
3061 insns behave differently on different machines and hence must be treated
3062 as ambiguous and disallowed.
3063
3064 An instruction that can be represented with an embedded side effect
3065 could also be represented using @code{parallel} containing an additional
3066 @code{set} to describe how the address register is altered.  This is not
3067 done because machines that allow these operations at all typically
3068 allow them wherever a memory address is called for.  Describing them as
3069 additional parallel stores would require doubling the number of entries
3070 in the machine description.
3071
3072 @node Assembler
3073 @section Assembler Instructions as Expressions
3074 @cindex assembler instructions in RTL
3075
3076 @cindex @code{asm_operands}, usage
3077 The RTX code @code{asm_operands} represents a value produced by a
3078 user-specified assembler instruction.  It is used to represent
3079 an @code{asm} statement with arguments.  An @code{asm} statement with
3080 a single output operand, like this:
3081
3082 @smallexample
3083 asm ("foo %1,%2,%0" : "=a" (outputvar) : "g" (x + y), "di" (*z));
3084 @end smallexample
3085
3086 @noindent
3087 is represented using a single @code{asm_operands} RTX which represents
3088 the value that is stored in @code{outputvar}:
3089
3090 @smallexample
3091 (set @var{rtx-for-outputvar}
3092      (asm_operands "foo %1,%2,%0" "a" 0
3093                    [@var{rtx-for-addition-result} @var{rtx-for-*z}]
3094                    [(asm_input:@var{m1} "g")
3095                     (asm_input:@var{m2} "di")]))
3096 @end smallexample
3097
3098 @noindent
3099 Here the operands of the @code{asm_operands} RTX are the assembler
3100 template string, the output-operand's constraint, the index-number of the
3101 output operand among the output operands specified, a vector of input
3102 operand RTX's, and a vector of input-operand modes and constraints.  The
3103 mode @var{m1} is the mode of the sum @code{x+y}; @var{m2} is that of
3104 @code{*z}.
3105
3106 When an @code{asm} statement has multiple output values, its insn has
3107 several such @code{set} RTX's inside of a @code{parallel}.  Each @code{set}
3108 contains a @code{asm_operands}; all of these share the same assembler
3109 template and vectors, but each contains the constraint for the respective
3110 output operand.  They are also distinguished by the output-operand index
3111 number, which is 0, 1, @dots{} for successive output operands.
3112
3113 @node Insns
3114 @section Insns
3115 @cindex insns
3116
3117 The RTL representation of the code for a function is a doubly-linked
3118 chain of objects called @dfn{insns}.  Insns are expressions with
3119 special codes that are used for no other purpose.  Some insns are
3120 actual instructions; others represent dispatch tables for @code{switch}
3121 statements; others represent labels to jump to or various sorts of
3122 declarative information.
3123
3124 In addition to its own specific data, each insn must have a unique
3125 id-number that distinguishes it from all other insns in the current
3126 function (after delayed branch scheduling, copies of an insn with the
3127 same id-number may be present in multiple places in a function, but
3128 these copies will always be identical and will only appear inside a
3129 @code{sequence}), and chain pointers to the preceding and following
3130 insns.  These three fields occupy the same position in every insn,
3131 independent of the expression code of the insn.  They could be accessed
3132 with @code{XEXP} and @code{XINT}, but instead three special macros are
3133 always used:
3134
3135 @table @code
3136 @findex INSN_UID
3137 @item INSN_UID (@var{i})
3138 Accesses the unique id of insn @var{i}.
3139
3140 @findex PREV_INSN
3141 @item PREV_INSN (@var{i})
3142 Accesses the chain pointer to the insn preceding @var{i}.
3143 If @var{i} is the first insn, this is a null pointer.
3144
3145 @findex NEXT_INSN
3146 @item NEXT_INSN (@var{i})
3147 Accesses the chain pointer to the insn following @var{i}.
3148 If @var{i} is the last insn, this is a null pointer.
3149 @end table
3150
3151 @findex get_insns
3152 @findex get_last_insn
3153 The first insn in the chain is obtained by calling @code{get_insns}; the
3154 last insn is the result of calling @code{get_last_insn}.  Within the
3155 chain delimited by these insns, the @code{NEXT_INSN} and
3156 @code{PREV_INSN} pointers must always correspond: if @var{insn} is not
3157 the first insn,
3158
3159 @smallexample
3160 NEXT_INSN (PREV_INSN (@var{insn})) == @var{insn}
3161 @end smallexample
3162
3163 @noindent
3164 is always true and if @var{insn} is not the last insn,
3165
3166 @smallexample
3167 PREV_INSN (NEXT_INSN (@var{insn})) == @var{insn}
3168 @end smallexample
3169
3170 @noindent
3171 is always true.
3172
3173 After delay slot scheduling, some of the insns in the chain might be
3174 @code{sequence} expressions, which contain a vector of insns.  The value
3175 of @code{NEXT_INSN} in all but the last of these insns is the next insn
3176 in the vector; the value of @code{NEXT_INSN} of the last insn in the vector
3177 is the same as the value of @code{NEXT_INSN} for the @code{sequence} in
3178 which it is contained.  Similar rules apply for @code{PREV_INSN}.
3179
3180 This means that the above invariants are not necessarily true for insns
3181 inside @code{sequence} expressions.  Specifically, if @var{insn} is the
3182 first insn in a @code{sequence}, @code{NEXT_INSN (PREV_INSN (@var{insn}))}
3183 is the insn containing the @code{sequence} expression, as is the value
3184 of @code{PREV_INSN (NEXT_INSN (@var{insn}))} if @var{insn} is the last
3185 insn in the @code{sequence} expression.  You can use these expressions
3186 to find the containing @code{sequence} expression.
3187
3188 Every insn has one of the following six expression codes:
3189
3190 @table @code
3191 @findex insn
3192 @item insn
3193 The expression code @code{insn} is used for instructions that do not jump
3194 and do not do function calls.  @code{sequence} expressions are always
3195 contained in insns with code @code{insn} even if one of those insns
3196 should jump or do function calls.
3197
3198 Insns with code @code{insn} have four additional fields beyond the three
3199 mandatory ones listed above.  These four are described in a table below.
3200
3201 @findex jump_insn
3202 @item jump_insn
3203 The expression code @code{jump_insn} is used for instructions that may
3204 jump (or, more generally, may contain @code{label_ref} expressions to
3205 which @code{pc} can be set in that instruction).  If there is an
3206 instruction to return from the current function, it is recorded as a
3207 @code{jump_insn}.
3208
3209 @findex JUMP_LABEL
3210 @code{jump_insn} insns have the same extra fields as @code{insn} insns,
3211 accessed in the same way and in addition contain a field
3212 @code{JUMP_LABEL} which is defined once jump optimization has completed.
3213
3214 For simple conditional and unconditional jumps, this field contains
3215 the @code{code_label} to which this insn will (possibly conditionally)
3216 branch.  In a more complex jump, @code{JUMP_LABEL} records one of the
3217 labels that the insn refers to; other jump target labels are recorded
3218 as @code{REG_LABEL_TARGET} notes.  The exception is @code{addr_vec}
3219 and @code{addr_diff_vec}, where @code{JUMP_LABEL} is @code{NULL_RTX}
3220 and the only way to find the labels is to scan the entire body of the
3221 insn.
3222
3223 Return insns count as jumps, but since they do not refer to any
3224 labels, their @code{JUMP_LABEL} is @code{NULL_RTX}.
3225
3226 @findex call_insn
3227 @item call_insn
3228 The expression code @code{call_insn} is used for instructions that may do
3229 function calls.  It is important to distinguish these instructions because
3230 they imply that certain registers and memory locations may be altered
3231 unpredictably.
3232
3233 @findex CALL_INSN_FUNCTION_USAGE
3234 @code{call_insn} insns have the same extra fields as @code{insn} insns,
3235 accessed in the same way and in addition contain a field
3236 @code{CALL_INSN_FUNCTION_USAGE}, which contains a list (chain of
3237 @code{expr_list} expressions) containing @code{use} and @code{clobber}
3238 expressions that denote hard registers and @code{MEM}s used or
3239 clobbered by the called function.
3240
3241 A @code{MEM} generally points to a stack slots in which arguments passed
3242 to the libcall by reference (@pxref{Register Arguments,
3243 TARGET_PASS_BY_REFERENCE}) are stored.  If the argument is
3244 caller-copied (@pxref{Register Arguments, TARGET_CALLEE_COPIES}),
3245 the stack slot will be mentioned in @code{CLOBBER} and @code{USE}
3246 entries; if it's callee-copied, only a @code{USE} will appear, and the
3247 @code{MEM} may point to addresses that are not stack slots.
3248
3249 @code{CLOBBER}ed registers in this list augment registers specified in
3250 @code{CALL_USED_REGISTERS} (@pxref{Register Basics}).
3251
3252 @findex code_label
3253 @findex CODE_LABEL_NUMBER
3254 @item code_label
3255 A @code{code_label} insn represents a label that a jump insn can jump
3256 to.  It contains two special fields of data in addition to the three
3257 standard ones.  @code{CODE_LABEL_NUMBER} is used to hold the @dfn{label
3258 number}, a number that identifies this label uniquely among all the
3259 labels in the compilation (not just in the current function).
3260 Ultimately, the label is represented in the assembler output as an
3261 assembler label, usually of the form @samp{L@var{n}} where @var{n} is
3262 the label number.
3263
3264 When a @code{code_label} appears in an RTL expression, it normally
3265 appears within a @code{label_ref} which represents the address of
3266 the label, as a number.
3267
3268 Besides as a @code{code_label}, a label can also be represented as a
3269 @code{note} of type @code{NOTE_INSN_DELETED_LABEL}.
3270
3271 @findex LABEL_NUSES
3272 The field @code{LABEL_NUSES} is only defined once the jump optimization
3273 phase is completed.  It contains the number of times this label is
3274 referenced in the current function.
3275
3276 @findex LABEL_KIND
3277 @findex SET_LABEL_KIND
3278 @findex LABEL_ALT_ENTRY_P
3279 @cindex alternate entry points
3280 The field @code{LABEL_KIND} differentiates four different types of
3281 labels: @code{LABEL_NORMAL}, @code{LABEL_STATIC_ENTRY},
3282 @code{LABEL_GLOBAL_ENTRY}, and @code{LABEL_WEAK_ENTRY}.  The only labels
3283 that do not have type @code{LABEL_NORMAL} are @dfn{alternate entry
3284 points} to the current function.  These may be static (visible only in
3285 the containing translation unit), global (exposed to all translation
3286 units), or weak (global, but can be overridden by another symbol with the
3287 same name).
3288
3289 Much of the compiler treats all four kinds of label identically.  Some
3290 of it needs to know whether or not a label is an alternate entry point;
3291 for this purpose, the macro @code{LABEL_ALT_ENTRY_P} is provided.  It is
3292 equivalent to testing whether @samp{LABEL_KIND (label) == LABEL_NORMAL}.
3293 The only place that cares about the distinction between static, global,
3294 and weak alternate entry points, besides the front-end code that creates
3295 them, is the function @code{output_alternate_entry_point}, in
3296 @file{final.c}.
3297
3298 To set the kind of a label, use the @code{SET_LABEL_KIND} macro.
3299
3300 @findex barrier
3301 @item barrier
3302 Barriers are placed in the instruction stream when control cannot flow
3303 past them.  They are placed after unconditional jump instructions to
3304 indicate that the jumps are unconditional and after calls to
3305 @code{volatile} functions, which do not return (e.g., @code{exit}).
3306 They contain no information beyond the three standard fields.
3307
3308 @findex note
3309 @findex NOTE_LINE_NUMBER
3310 @findex NOTE_SOURCE_FILE
3311 @item note
3312 @code{note} insns are used to represent additional debugging and
3313 declarative information.  They contain two nonstandard fields, an
3314 integer which is accessed with the macro @code{NOTE_LINE_NUMBER} and a
3315 string accessed with @code{NOTE_SOURCE_FILE}.
3316
3317 If @code{NOTE_LINE_NUMBER} is positive, the note represents the
3318 position of a source line and @code{NOTE_SOURCE_FILE} is the source file name
3319 that the line came from.  These notes control generation of line
3320 number data in the assembler output.
3321
3322 Otherwise, @code{NOTE_LINE_NUMBER} is not really a line number but a
3323 code with one of the following values (and @code{NOTE_SOURCE_FILE}
3324 must contain a null pointer):
3325
3326 @table @code
3327 @findex NOTE_INSN_DELETED
3328 @item NOTE_INSN_DELETED
3329 Such a note is completely ignorable.  Some passes of the compiler
3330 delete insns by altering them into notes of this kind.
3331
3332 @findex NOTE_INSN_DELETED_LABEL
3333 @item NOTE_INSN_DELETED_LABEL
3334 This marks what used to be a @code{code_label}, but was not used for other
3335 purposes than taking its address and was transformed to mark that no
3336 code jumps to it.
3337
3338 @findex NOTE_INSN_BLOCK_BEG
3339 @findex NOTE_INSN_BLOCK_END
3340 @item NOTE_INSN_BLOCK_BEG
3341 @itemx NOTE_INSN_BLOCK_END
3342 These types of notes indicate the position of the beginning and end
3343 of a level of scoping of variable names.  They control the output
3344 of debugging information.
3345
3346 @findex NOTE_INSN_EH_REGION_BEG
3347 @findex NOTE_INSN_EH_REGION_END
3348 @item NOTE_INSN_EH_REGION_BEG
3349 @itemx NOTE_INSN_EH_REGION_END
3350 These types of notes indicate the position of the beginning and end of a
3351 level of scoping for exception handling.  @code{NOTE_BLOCK_NUMBER}
3352 identifies which @code{CODE_LABEL} or @code{note} of type
3353 @code{NOTE_INSN_DELETED_LABEL} is associated with the given region.
3354
3355 @findex NOTE_INSN_LOOP_BEG
3356 @findex NOTE_INSN_LOOP_END
3357 @item NOTE_INSN_LOOP_BEG
3358 @itemx NOTE_INSN_LOOP_END
3359 These types of notes indicate the position of the beginning and end
3360 of a @code{while} or @code{for} loop.  They enable the loop optimizer
3361 to find loops quickly.
3362
3363 @findex NOTE_INSN_LOOP_CONT
3364 @item NOTE_INSN_LOOP_CONT
3365 Appears at the place in a loop that @code{continue} statements jump to.
3366
3367 @findex NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3368 @item NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3369 This note indicates the place in a loop where the exit test begins for
3370 those loops in which the exit test has been duplicated.  This position
3371 becomes another virtual start of the loop when considering loop
3372 invariants.
3373
3374 @findex NOTE_INSN_FUNCTION_BEG
3375 @item NOTE_INSN_FUNCTION_BEG
3376 Appears at the start of the function body, after the function
3377 prologue.
3378
3379 @end table
3380
3381 These codes are printed symbolically when they appear in debugging dumps.
3382 @end table
3383
3384 @cindex @code{TImode}, in @code{insn}
3385 @cindex @code{HImode}, in @code{insn}
3386 @cindex @code{QImode}, in @code{insn}
3387 The machine mode of an insn is normally @code{VOIDmode}, but some
3388 phases use the mode for various purposes.
3389
3390 The common subexpression elimination pass sets the mode of an insn to
3391 @code{QImode} when it is the first insn in a block that has already
3392 been processed.
3393
3394 The second Haifa scheduling pass, for targets that can multiple issue,
3395 sets the mode of an insn to @code{TImode} when it is believed that the
3396 instruction begins an issue group.  That is, when the instruction
3397 cannot issue simultaneously with the previous.  This may be relied on
3398 by later passes, in particular machine-dependent reorg.
3399
3400 Here is a table of the extra fields of @code{insn}, @code{jump_insn}
3401 and @code{call_insn} insns:
3402
3403 @table @code
3404 @findex PATTERN
3405 @item PATTERN (@var{i})
3406 An expression for the side effect performed by this insn.  This must be
3407 one of the following codes: @code{set}, @code{call}, @code{use},
3408 @code{clobber}, @code{return}, @code{asm_input}, @code{asm_output},
3409 @code{addr_vec}, @code{addr_diff_vec}, @code{trap_if}, @code{unspec},
3410 @code{unspec_volatile}, @code{parallel}, @code{cond_exec}, or @code{sequence}.  If it is a @code{parallel},
3411 each element of the @code{parallel} must be one these codes, except that
3412 @code{parallel} expressions cannot be nested and @code{addr_vec} and
3413 @code{addr_diff_vec} are not permitted inside a @code{parallel} expression.
3414
3415 @findex INSN_CODE
3416 @item INSN_CODE (@var{i})
3417 An integer that says which pattern in the machine description matches
3418 this insn, or @minus{}1 if the matching has not yet been attempted.
3419
3420 Such matching is never attempted and this field remains @minus{}1 on an insn
3421 whose pattern consists of a single @code{use}, @code{clobber},
3422 @code{asm_input}, @code{addr_vec} or @code{addr_diff_vec} expression.
3423
3424 @findex asm_noperands
3425 Matching is also never attempted on insns that result from an @code{asm}
3426 statement.  These contain at least one @code{asm_operands} expression.
3427 The function @code{asm_noperands} returns a non-negative value for
3428 such insns.
3429
3430 In the debugging output, this field is printed as a number followed by
3431 a symbolic representation that locates the pattern in the @file{md}
3432 file as some small positive or negative offset from a named pattern.
3433
3434 @findex LOG_LINKS
3435 @item LOG_LINKS (@var{i})
3436 A list (chain of @code{insn_list} expressions) giving information about
3437 dependencies between instructions within a basic block.  Neither a jump
3438 nor a label may come between the related insns.  These are only used by
3439 the schedulers and by combine.  This is a deprecated data structure.
3440 Def-use and use-def chains are now preferred. 
3441
3442 @findex REG_NOTES
3443 @item REG_NOTES (@var{i})
3444 A list (chain of @code{expr_list} and @code{insn_list} expressions)
3445 giving miscellaneous information about the insn.  It is often
3446 information pertaining to the registers used in this insn.
3447 @end table
3448
3449 The @code{LOG_LINKS} field of an insn is a chain of @code{insn_list}
3450 expressions.  Each of these has two operands: the first is an insn,
3451 and the second is another @code{insn_list} expression (the next one in
3452 the chain).  The last @code{insn_list} in the chain has a null pointer
3453 as second operand.  The significant thing about the chain is which
3454 insns appear in it (as first operands of @code{insn_list}
3455 expressions).  Their order is not significant.
3456
3457 This list is originally set up by the flow analysis pass; it is a null
3458 pointer until then.  Flow only adds links for those data dependencies
3459 which can be used for instruction combination.  For each insn, the flow
3460 analysis pass adds a link to insns which store into registers values
3461 that are used for the first time in this insn.
3462
3463 The @code{REG_NOTES} field of an insn is a chain similar to the
3464 @code{LOG_LINKS} field but it includes @code{expr_list} expressions in
3465 addition to @code{insn_list} expressions.  There are several kinds of
3466 register notes, which are distinguished by the machine mode, which in a
3467 register note is really understood as being an @code{enum reg_note}.
3468 The first operand @var{op} of the note is data whose meaning depends on
3469 the kind of note.
3470
3471 @findex REG_NOTE_KIND
3472 @findex PUT_REG_NOTE_KIND
3473 The macro @code{REG_NOTE_KIND (@var{x})} returns the kind of
3474 register note.  Its counterpart, the macro @code{PUT_REG_NOTE_KIND
3475 (@var{x}, @var{newkind})} sets the register note type of @var{x} to be
3476 @var{newkind}.
3477
3478 Register notes are of three classes: They may say something about an
3479 input to an insn, they may say something about an output of an insn, or
3480 they may create a linkage between two insns.  There are also a set
3481 of values that are only used in @code{LOG_LINKS}.
3482
3483 These register notes annotate inputs to an insn:
3484
3485 @table @code
3486 @findex REG_DEAD
3487 @item REG_DEAD
3488 The value in @var{op} dies in this insn; that is to say, altering the
3489 value immediately after this insn would not affect the future behavior
3490 of the program.
3491
3492 It does not follow that the register @var{op} has no useful value after
3493 this insn since @var{op} is not necessarily modified by this insn.
3494 Rather, no subsequent instruction uses the contents of @var{op}.
3495
3496 @findex REG_UNUSED
3497 @item REG_UNUSED
3498 The register @var{op} being set by this insn will not be used in a
3499 subsequent insn.  This differs from a @code{REG_DEAD} note, which
3500 indicates that the value in an input will not be used subsequently.
3501 These two notes are independent; both may be present for the same
3502 register.
3503
3504 @findex REG_INC
3505 @item REG_INC
3506 The register @var{op} is incremented (or decremented; at this level
3507 there is no distinction) by an embedded side effect inside this insn.
3508 This means it appears in a @code{post_inc}, @code{pre_inc},
3509 @code{post_dec} or @code{pre_dec} expression.
3510
3511 @findex REG_NONNEG
3512 @item REG_NONNEG
3513 The register @var{op} is known to have a nonnegative value when this
3514 insn is reached.  This is used so that decrement and branch until zero
3515 instructions, such as the m68k dbra, can be matched.
3516
3517 The @code{REG_NONNEG} note is added to insns only if the machine
3518 description has a @samp{decrement_and_branch_until_zero} pattern.
3519
3520 @findex REG_NO_CONFLICT
3521 @item REG_NO_CONFLICT
3522 This insn does not cause a conflict between @var{op} and the item
3523 being set by this insn even though it might appear that it does.
3524 In other words, if the destination register and @var{op} could
3525 otherwise be assigned the same register, this insn does not
3526 prevent that assignment.
3527
3528 Insns with this note are usually part of a block that begins with a
3529 @code{clobber} insn specifying a multi-word pseudo register (which will
3530 be the output of the block), a group of insns that each set one word of
3531 the value and have the @code{REG_NO_CONFLICT} note attached, and a final
3532 insn that copies the output to itself with an attached @code{REG_EQUAL}
3533 note giving the expression being computed.  This block is encapsulated
3534 with @code{REG_LIBCALL} and @code{REG_RETVAL} notes on the first and
3535 last insns, respectively.
3536
3537 @findex REG_LABEL_OPERAND
3538 @item REG_LABEL_OPERAND
3539 This insn uses @var{op}, a @code{code_label} or a @code{note} of type
3540 @code{NOTE_INSN_DELETED_LABEL}, but is not a @code{jump_insn}, or it
3541 is a @code{jump_insn} that refers to the operand as an ordinary
3542 operand.  The label may still eventually be a jump target, but if so
3543 in an indirect jump in a subsequent insn.  The presence of this note
3544 allows jump optimization to be aware that @var{op} is, in fact, being
3545 used, and flow optimization to build an accurate flow graph.
3546
3547 @findex REG_LABEL_TARGET
3548 @item REG_LABEL_TARGET
3549 This insn is a @code{jump_insn} but not a @code{addr_vec} or
3550 @code{addr_diff_vec}.  It uses @var{op}, a @code{code_label} as a
3551 direct or indirect jump target.  Its purpose is similar to that of
3552 @code{REG_LABEL_OPERAND}.  This note is only present if the insn has
3553 multiple targets; the last label in the insn (in the highest numbered
3554 insn-field) goes into the @code{JUMP_LABEL} field and does not have a
3555 @code{REG_LABEL_TARGET} note.  @xref{Insns, JUMP_LABEL}.
3556
3557 @findex REG_CROSSING_JUMP
3558 @item REG_CROSSING_JUMP
3559 This insn is an branching instruction (either an unconditional jump or
3560 an indirect jump) which crosses between hot and cold sections, which
3561 could potentially be very far apart in the executable.  The presence
3562 of this note indicates to other optimizations that this this branching
3563 instruction should not be ``collapsed'' into a simpler branching
3564 construct.  It is used when the optimization to partition basic blocks
3565 into hot and cold sections is turned on.
3566
3567 @findex REG_SETJMP
3568 @item REG_SETJMP 
3569 Appears attached to each @code{CALL_INSN} to @code{setjmp} or a 
3570 related function.
3571 @end table
3572
3573 The following notes describe attributes of outputs of an insn:
3574
3575 @table @code
3576 @findex REG_EQUIV
3577 @findex REG_EQUAL
3578 @item REG_EQUIV
3579 @itemx REG_EQUAL
3580 This note is only valid on an insn that sets only one register and
3581 indicates that that register will be equal to @var{op} at run time; the
3582 scope of this equivalence differs between the two types of notes.  The
3583 value which the insn explicitly copies into the register may look
3584 different from @var{op}, but they will be equal at run time.  If the
3585 output of the single @code{set} is a @code{strict_low_part} expression,
3586 the note refers to the register that is contained in @code{SUBREG_REG}
3587 of the @code{subreg} expression.
3588
3589 For @code{REG_EQUIV}, the register is equivalent to @var{op} throughout
3590 the entire function, and could validly be replaced in all its
3591 occurrences by @var{op}.  (``Validly'' here refers to the data flow of
3592 the program; simple replacement may make some insns invalid.)  For
3593 example, when a constant is loaded into a register that is never
3594 assigned any other value, this kind of note is used.
3595
3596 When a parameter is copied into a pseudo-register at entry to a function,
3597 a note of this kind records that the register is equivalent to the stack
3598 slot where the parameter was passed.  Although in this case the register
3599 may be set by other insns, it is still valid to replace the register
3600 by the stack slot throughout the function.
3601
3602 A @code{REG_EQUIV} note is also used on an instruction which copies a
3603 register parameter into a pseudo-register at entry to a function, if
3604 there is a stack slot where that parameter could be stored.  Although
3605 other insns may set the pseudo-register, it is valid for the compiler to
3606 replace the pseudo-register by stack slot throughout the function,
3607 provided the compiler ensures that the stack slot is properly
3608 initialized by making the replacement in the initial copy instruction as
3609 well.  This is used on machines for which the calling convention
3610 allocates stack space for register parameters.  See
3611 @code{REG_PARM_STACK_SPACE} in @ref{Stack Arguments}.
3612
3613 In the case of @code{REG_EQUAL}, the register that is set by this insn
3614 will be equal to @var{op} at run time at the end of this insn but not
3615 necessarily elsewhere in the function.  In this case, @var{op}
3616 is typically an arithmetic expression.  For example, when a sequence of
3617 insns such as a library call is used to perform an arithmetic operation,
3618 this kind of note is attached to the insn that produces or copies the
3619 final value.
3620
3621 These two notes are used in different ways by the compiler passes.
3622 @code{REG_EQUAL} is used by passes prior to register allocation (such as
3623 common subexpression elimination and loop optimization) to tell them how
3624 to think of that value.  @code{REG_EQUIV} notes are used by register
3625 allocation to indicate that there is an available substitute expression
3626 (either a constant or a @code{mem} expression for the location of a
3627 parameter on the stack) that may be used in place of a register if
3628 insufficient registers are available.
3629
3630 Except for stack homes for parameters, which are indicated by a
3631 @code{REG_EQUIV} note and are not useful to the early optimization
3632 passes and pseudo registers that are equivalent to a memory location
3633 throughout their entire life, which is not detected until later in
3634 the compilation, all equivalences are initially indicated by an attached
3635 @code{REG_EQUAL} note.  In the early stages of register allocation, a
3636 @code{REG_EQUAL} note is changed into a @code{REG_EQUIV} note if
3637 @var{op} is a constant and the insn represents the only set of its
3638 destination register.
3639
3640 Thus, compiler passes prior to register allocation need only check for
3641 @code{REG_EQUAL} notes and passes subsequent to register allocation
3642 need only check for @code{REG_EQUIV} notes.
3643 @end table
3644
3645 These notes describe linkages between insns.  They occur in pairs: one
3646 insn has one of a pair of notes that points to a second insn, which has
3647 the inverse note pointing back to the first insn.
3648
3649 @table @code
3650 @findex REG_RETVAL
3651 @item REG_RETVAL
3652 This insn copies the value of a multi-insn sequence (for example, a
3653 library call), and @var{op} is the first insn of the sequence (for a
3654 library call, the first insn that was generated to set up the arguments
3655 for the library call).
3656
3657 Loop optimization uses this note to treat such a sequence as a single
3658 operation for code motion purposes and flow analysis uses this note to
3659 delete such sequences whose results are dead.
3660
3661 A @code{REG_EQUAL} note will also usually be attached to this insn to
3662 provide the expression being computed by the sequence.
3663
3664 These notes will be deleted after reload, since they are no longer
3665 accurate or useful.
3666
3667 @findex REG_LIBCALL
3668 @item REG_LIBCALL
3669 This is the inverse of @code{REG_RETVAL}: it is placed on the first
3670 insn of a multi-insn sequence, and it points to the last one.
3671
3672 These notes are deleted after reload, since they are no longer useful or
3673 accurate.
3674
3675 @findex REG_CC_SETTER
3676 @findex REG_CC_USER
3677 @item REG_CC_SETTER
3678 @itemx REG_CC_USER
3679 On machines that use @code{cc0}, the insns which set and use @code{cc0}
3680 set and use @code{cc0} are adjacent.  However, when branch delay slot
3681 filling is done, this may no longer be true.  In this case a
3682 @code{REG_CC_USER} note will be placed on the insn setting @code{cc0} to
3683 point to the insn using @code{cc0} and a @code{REG_CC_SETTER} note will
3684 be placed on the insn using @code{cc0} to point to the insn setting
3685 @code{cc0}.
3686 @end table
3687
3688 These values are only used in the @code{LOG_LINKS} field, and indicate
3689 the type of dependency that each link represents.  Links which indicate
3690 a data dependence (a read after write dependence) do not use any code,
3691 they simply have mode @code{VOIDmode}, and are printed without any
3692 descriptive text.
3693
3694 @table @code
3695 @findex REG_DEP_TRUE
3696 @item REG_DEP_TRUE
3697 This indicates a true dependence (a read after write dependence).
3698
3699 @findex REG_DEP_OUTPUT
3700 @item REG_DEP_OUTPUT
3701 This indicates an output dependence (a write after write dependence).
3702
3703 @findex REG_DEP_ANTI
3704 @item REG_DEP_ANTI
3705 This indicates an anti dependence (a write after read dependence).
3706
3707 @end table
3708
3709 These notes describe information gathered from gcov profile data.  They
3710 are stored in the @code{REG_NOTES} field of an insn as an
3711 @code{expr_list}.
3712
3713 @table @code
3714 @findex REG_BR_PROB
3715 @item REG_BR_PROB
3716 This is used to specify the ratio of branches to non-branches of a
3717 branch insn according to the profile data.  The value is stored as a
3718 value between 0 and REG_BR_PROB_BASE; larger values indicate a higher
3719 probability that the branch will be taken.
3720
3721 @findex REG_BR_PRED
3722 @item REG_BR_PRED
3723 These notes are found in JUMP insns after delayed branch scheduling
3724 has taken place.  They indicate both the direction and the likelihood
3725 of the JUMP@.  The format is a bitmask of ATTR_FLAG_* values.
3726
3727 @findex REG_FRAME_RELATED_EXPR
3728 @item REG_FRAME_RELATED_EXPR
3729 This is used on an RTX_FRAME_RELATED_P insn wherein the attached expression
3730 is used in place of the actual insn pattern.  This is done in cases where
3731 the pattern is either complex or misleading.
3732
3733 @findex REG_LIBCALL_ID
3734 @item REG_LIBCALL_ID
3735 This is used to specify that an insn is part of a libcall.  Each libcall
3736 in a function has a unique id, and all the insns that are part of that
3737 libcall will have a REG_LIBCALL_ID note attached with the same ID.
3738 @end table
3739
3740 For convenience, the machine mode in an @code{insn_list} or
3741 @code{expr_list} is printed using these symbolic codes in debugging dumps.
3742
3743 @findex insn_list
3744 @findex expr_list
3745 The only difference between the expression codes @code{insn_list} and
3746 @code{expr_list} is that the first operand of an @code{insn_list} is
3747 assumed to be an insn and is printed in debugging dumps as the insn's
3748 unique id; the first operand of an @code{expr_list} is printed in the
3749 ordinary way as an expression.
3750
3751 @node Calls
3752 @section RTL Representation of Function-Call Insns
3753 @cindex calling functions in RTL
3754 @cindex RTL function-call insns
3755 @cindex function-call insns
3756
3757 Insns that call subroutines have the RTL expression code @code{call_insn}.
3758 These insns must satisfy special rules, and their bodies must use a special
3759 RTL expression code, @code{call}.
3760
3761 @cindex @code{call} usage
3762 A @code{call} expression has two operands, as follows:
3763
3764 @smallexample
3765 (call (mem:@var{fm} @var{addr}) @var{nbytes})
3766 @end smallexample
3767
3768 @noindent
3769 Here @var{nbytes} is an operand that represents the number of bytes of
3770 argument data being passed to the subroutine, @var{fm} is a machine mode
3771 (which must equal as the definition of the @code{FUNCTION_MODE} macro in
3772 the machine description) and @var{addr} represents the address of the
3773 subroutine.
3774
3775 For a subroutine that returns no value, the @code{call} expression as
3776 shown above is the entire body of the insn, except that the insn might
3777 also contain @code{use} or @code{clobber} expressions.
3778
3779 @cindex @code{BLKmode}, and function return values
3780 For a subroutine that returns a value whose mode is not @code{BLKmode},
3781 the value is returned in a hard register.  If this register's number is
3782 @var{r}, then the body of the call insn looks like this:
3783
3784 @smallexample
3785 (set (reg:@var{m} @var{r})
3786      (call (mem:@var{fm} @var{addr}) @var{nbytes}))
3787 @end smallexample
3788
3789 @noindent
3790 This RTL expression makes it clear (to the optimizer passes) that the
3791 appropriate register receives a useful value in this insn.
3792
3793 When a subroutine returns a @code{BLKmode} value, it is handled by
3794 passing to the subroutine the address of a place to store the value.
3795 So the call insn itself does not ``return'' any value, and it has the
3796 same RTL form as a call that returns nothing.
3797
3798 On some machines, the call instruction itself clobbers some register,
3799 for example to contain the return address.  @code{call_insn} insns
3800 on these machines should have a body which is a @code{parallel}
3801 that contains both the @code{call} expression and @code{clobber}
3802 expressions that indicate which registers are destroyed.  Similarly,
3803 if the call instruction requires some register other than the stack
3804 pointer that is not explicitly mentioned in its RTL, a @code{use}
3805 subexpression should mention that register.
3806
3807 Functions that are called are assumed to modify all registers listed in
3808 the configuration macro @code{CALL_USED_REGISTERS} (@pxref{Register
3809 Basics}) and, with the exception of @code{const} functions and library
3810 calls, to modify all of memory.
3811
3812 Insns containing just @code{use} expressions directly precede the
3813 @code{call_insn} insn to indicate which registers contain inputs to the
3814 function.  Similarly, if registers other than those in
3815 @code{CALL_USED_REGISTERS} are clobbered by the called function, insns
3816 containing a single @code{clobber} follow immediately after the call to
3817 indicate which registers.
3818
3819 @node Sharing
3820 @section Structure Sharing Assumptions
3821 @cindex sharing of RTL components
3822 @cindex RTL structure sharing assumptions
3823
3824 The compiler assumes that certain kinds of RTL expressions are unique;
3825 there do not exist two distinct objects representing the same value.
3826 In other cases, it makes an opposite assumption: that no RTL expression
3827 object of a certain kind appears in more than one place in the
3828 containing structure.
3829
3830 These assumptions refer to a single function; except for the RTL
3831 objects that describe global variables and external functions,
3832 and a few standard objects such as small integer constants,
3833 no RTL objects are common to two functions.
3834
3835 @itemize @bullet
3836 @cindex @code{reg}, RTL sharing
3837 @item
3838 Each pseudo-register has only a single @code{reg} object to represent it,
3839 and therefore only a single machine mode.
3840
3841 @cindex symbolic label
3842 @cindex @code{symbol_ref}, RTL sharing
3843 @item
3844 For any symbolic label, there is only one @code{symbol_ref} object
3845 referring to it.
3846
3847 @cindex @code{const_int}, RTL sharing
3848 @item
3849 All @code{const_int} expressions with equal values are shared.
3850
3851 @cindex @code{pc}, RTL sharing
3852 @item
3853 There is only one @code{pc} expression.
3854
3855 @cindex @code{cc0}, RTL sharing
3856 @item
3857 There is only one @code{cc0} expression.
3858
3859 @cindex @code{const_double}, RTL sharing
3860 @item
3861 There is only one @code{const_double} expression with value 0 for
3862 each floating point mode.  Likewise for values 1 and 2.
3863
3864 @cindex @code{const_vector}, RTL sharing
3865 @item
3866 There is only one @code{const_vector} expression with value 0 for
3867 each vector mode, be it an integer or a double constant vector.
3868
3869 @cindex @code{label_ref}, RTL sharing
3870 @cindex @code{scratch}, RTL sharing
3871 @item
3872 No @code{label_ref} or @code{scratch} appears in more than one place in
3873 the RTL structure; in other words, it is safe to do a tree-walk of all
3874 the insns in the function and assume that each time a @code{label_ref}
3875 or @code{scratch} is seen it is distinct from all others that are seen.
3876
3877 @cindex @code{mem}, RTL sharing
3878 @item
3879 Only one @code{mem} object is normally created for each static
3880 variable or stack slot, so these objects are frequently shared in all
3881 the places they appear.  However, separate but equal objects for these
3882 variables are occasionally made.
3883
3884 @cindex @code{asm_operands}, RTL sharing
3885 @item
3886 When a single @code{asm} statement has multiple output operands, a
3887 distinct @code{asm_operands} expression is made for each output operand.
3888 However, these all share the vector which contains the sequence of input
3889 operands.  This sharing is used later on to test whether two
3890 @code{asm_operands} expressions come from the same statement, so all
3891 optimizations must carefully preserve the sharing if they copy the
3892 vector at all.
3893
3894 @item
3895 No RTL object appears in more than one place in the RTL structure
3896 except as described above.  Many passes of the compiler rely on this
3897 by assuming that they can modify RTL objects in place without unwanted
3898 side-effects on other insns.
3899
3900 @findex unshare_all_rtl
3901 @item
3902 During initial RTL generation, shared structure is freely introduced.
3903 After all the RTL for a function has been generated, all shared
3904 structure is copied by @code{unshare_all_rtl} in @file{emit-rtl.c},
3905 after which the above rules are guaranteed to be followed.
3906
3907 @findex copy_rtx_if_shared
3908 @item
3909 During the combiner pass, shared structure within an insn can exist
3910 temporarily.  However, the shared structure is copied before the
3911 combiner is finished with the insn.  This is done by calling
3912 @code{copy_rtx_if_shared}, which is a subroutine of
3913 @code{unshare_all_rtl}.
3914 @end itemize
3915
3916 @node Reading RTL
3917 @section Reading RTL
3918
3919 To read an RTL object from a file, call @code{read_rtx}.  It takes one
3920 argument, a stdio stream, and returns a single RTL object.  This routine
3921 is defined in @file{read-rtl.c}.  It is not available in the compiler
3922 itself, only the various programs that generate the compiler back end
3923 from the machine description.
3924
3925 People frequently have the idea of using RTL stored as text in a file as
3926 an interface between a language front end and the bulk of GCC@.  This
3927 idea is not feasible.
3928
3929 GCC was designed to use RTL internally only.  Correct RTL for a given
3930 program is very dependent on the particular target machine.  And the RTL
3931 does not contain all the information about the program.
3932
3933 The proper way to interface GCC to a new language front end is with
3934 the ``tree'' data structure, described in the files @file{tree.h} and
3935 @file{tree.def}.  The documentation for this structure (@pxref{Trees})
3936 is incomplete.