Merge -r 127928:132243 from trunk
[official-gcc.git] / gcc / doc / rtl.texi
blobbd0effeb281d7e794f1a913c5d1b94f3d6239881
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.
7 @node RTL
8 @chapter RTL Representation
9 @cindex RTL representation
10 @cindex representation of RTL
11 @cindex Register Transfer Language (RTL)
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.
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.
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
47 @node RTL Objects
48 @section RTL Object Types
49 @cindex RTL object types
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}.
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.
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.
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.
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.
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.
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})}.
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.
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).
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}.
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)}.
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
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:
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}.
150 @item RTX_CONST_OBJ
151 An RTX code that represents a constant object.  @code{HIGH} is also
152 included in this class.
154 @item RTX_COMPARE
155 An RTX code for a non-symmetric comparison, such as @code{GEU} or
156 @code{LT}.
158 @item RTX_COMM_COMPARE
159 An RTX code for a symmetric (commutative) comparison, such as @code{EQ}
160 or @code{ORDERED}.
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.
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{<}.
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}.
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}.
182 @item RTX_TERNARY
183 An RTX code for other three input operations.  Currently only
184 @code{IF_THEN_ELSE} and @code{VEC_MERGE}.
186 @item RTX_INSN
187 An RTX code for an entire instruction:  @code{INSN}, @code{JUMP_INSN}, and
188 @code{CALL_INSN}.  @xref{Insns}.
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.
194 @item RTX_AUTOINC
195 An RTX code for an auto-increment addressing mode, such as
196 @code{POST_INC}.
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
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}.
213 @cindex RTL format characters
214 These are the most commonly used format characters:
216 @table @code
217 @item e
218 An expression (actually a pointer to an expression).
220 @item i
221 An integer.
223 @item w
224 A wide integer.
226 @item s
227 A string.
229 @item E
230 A vector of expressions.
231 @end table
233 A few other format characters are used occasionally:
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.
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.
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.
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.
257 @item B
258 @samp{B} indicates a pointer to basic block structure.
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
266 There are macros to get the number of operands and the format
267 of an expression code:
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}.
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
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}.
282 @table @code
283 @item 1
284 All codes of this class have format @code{e}.
286 @item <
287 @itemx c
288 @itemx 2
289 All codes of these classes have format @code{ee}.
291 @item b
292 @itemx 3
293 All codes of these classes have format @code{eee}.
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}.
300 @item o
301 @itemx m
302 @itemx x
303 You can make no assumptions about the format of these codes.
304 @end table
306 @node Accessors
307 @section Access to Operands
308 @cindex accessors
309 @cindex access to operands
310 @cindex operand access
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,
321 @smallexample
322 XEXP (@var{x}, 2)
323 @end smallexample
325 @noindent
326 accesses operand 2 of expression @var{x}, as an expression.
328 @smallexample
329 XINT (@var{x}, 2)
330 @end smallexample
332 @noindent
333 accesses the same operand as an integer.  @code{XSTR}, used in the same
334 fashion, would access it as a string.
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.
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.
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.
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}.
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}.
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@.
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
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.
382 @node Special Accessors
383 @section Access to Special Operands
384 @cindex access to special operands
386 Some RTL nodes have special annotations associated with them.
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}.
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.
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.
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.
420 @findex MEM_ALIGN
421 @item MEM_ALIGN (@var{x})
422 The known alignment in bits of the memory reference.
423 @end table
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.
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.
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
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.
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.
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.
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}.
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:
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.
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}.
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}.
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}.
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.
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.
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}.
520 If this flag is set, then @code{SYMBOL_FLAG_HAS_BLOCK_INFO} will be too.
521 @end table
523 Bits beginning with @code{SYMBOL_FLAG_MACH_DEP} are available for
524 the target's use.
525 @end table
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.
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
541 @node Flags
542 @section Flags in an RTL Expression
543 @cindex flags in RTL expression
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.
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}.
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}.
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}.
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}.
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}.
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}.
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}.
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}.
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}.
650 @findex MEM_SCALAR_P
651 @cindex @code{mem} and @samp{/i}
652 @cindex @code{return_val}, 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{return_val} field and printed as @samp{/i}.
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}.
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}.
679 @findex MEM_POINTER
680 @cindex @code{mem} and @samp{/f}
681 @cindex @code{frame_related}, in @code{mem}
682 @item MEM_POINTER (@var{x})
683 Nonzero in a @code{mem} if the memory reference holds a pointer.
684 Stored in the @code{frame_related} field and printed as @samp{/f}.
686 @findex REG_FUNCTION_VALUE_P
687 @cindex @code{reg} and @samp{/i}
688 @cindex @code{return_val}, in @code{reg}
689 @item REG_FUNCTION_VALUE_P (@var{x})
690 Nonzero in a @code{reg} if it is the place in which this function's
691 value is going to be returned.  (This happens only in a hard
692 register.)  Stored in the @code{return_val} field and printed as
693 @samp{/i}.
695 @findex REG_POINTER
696 @cindex @code{reg} and @samp{/f}
697 @cindex @code{frame_related}, in @code{reg}
698 @item REG_POINTER (@var{x})
699 Nonzero in a @code{reg} if the register holds a pointer.  Stored in the
700 @code{frame_related} field and printed as @samp{/f}.
702 @findex REG_USERVAR_P
703 @cindex @code{reg} and @samp{/v}
704 @cindex @code{volatil}, in @code{reg}
705 @item REG_USERVAR_P (@var{x})
706 In a @code{reg}, nonzero if it corresponds to a variable present in
707 the user's source code.  Zero for temporaries generated internally by
708 the compiler.  Stored in the @code{volatil} field and printed as
709 @samp{/v}.
711 The same hard register may be used also for collecting the values of
712 functions called by this one, but @code{REG_FUNCTION_VALUE_P} is zero
713 in this kind of use.
715 @findex RTX_FRAME_RELATED_P
716 @cindex @code{insn} and @samp{/f}
717 @cindex @code{call_insn} and @samp{/f}
718 @cindex @code{jump_insn} and @samp{/f}
719 @cindex @code{barrier} and @samp{/f}
720 @cindex @code{set} and @samp{/f}
721 @cindex @code{frame_related}, in @code{insn}, @code{call_insn}, @code{jump_insn}, @code{barrier}, and @code{set}
722 @item RTX_FRAME_RELATED_P (@var{x})
723 Nonzero in an @code{insn}, @code{call_insn}, @code{jump_insn},
724 @code{barrier}, or @code{set} which is part of a function prologue
725 and sets the stack pointer, sets the frame pointer, or saves a register.
726 This flag should also be set on an instruction that sets up a temporary
727 register to use in place of the frame pointer.
728 Stored in the @code{frame_related} field and printed as @samp{/f}.
730 In particular, on RISC targets where there are limits on the sizes of
731 immediate constants, it is sometimes impossible to reach the register
732 save area directly from the stack pointer.  In that case, a temporary
733 register is used that is near enough to the register save area, and the
734 Canonical Frame Address, i.e., DWARF2's logical frame pointer, register
735 must (temporarily) be changed to be this temporary register.  So, the
736 instruction that sets this temporary register must be marked as
737 @code{RTX_FRAME_RELATED_P}.
739 If the marked instruction is overly complex (defined in terms of what
740 @code{dwarf2out_frame_debug_expr} can handle), you will also have to
741 create a @code{REG_FRAME_RELATED_EXPR} note and attach it to the
742 instruction.  This note should contain a simple expression of the
743 computation performed by this instruction, i.e., one that
744 @code{dwarf2out_frame_debug_expr} can handle.
746 This flag is required for exception handling support on targets with RTL
747 prologues.
749 @findex MEM_READONLY_P
750 @cindex @code{mem} and @samp{/u}
751 @cindex @code{unchanging}, in @code{mem}
752 @item MEM_READONLY_P (@var{x})
753 Nonzero in a @code{mem}, if the memory is statically allocated and read-only.
755 Read-only in this context means never modified during the lifetime of the
756 program, not necessarily in ROM or in write-disabled pages.  A common
757 example of the later is a shared library's global offset table.  This
758 table is initialized by the runtime loader, so the memory is technically
759 writable, but after control is transfered from the runtime loader to the
760 application, this memory will never be subsequently modified.
762 Stored in the @code{unchanging} field and printed as @samp{/u}.
764 @findex SCHED_GROUP_P
765 @cindex @code{insn} and @samp{/s}
766 @cindex @code{call_insn} and @samp{/s}
767 @cindex @code{jump_insn} and @samp{/s}
768 @cindex @code{in_struct}, in @code{insn}, @code{jump_insn} and @code{call_insn}
769 @item SCHED_GROUP_P (@var{x})
770 During instruction scheduling, in an @code{insn}, @code{call_insn} or
771 @code{jump_insn}, indicates that the
772 previous insn must be scheduled together with this insn.  This is used to
773 ensure that certain groups of instructions will not be split up by the
774 instruction scheduling pass, for example, @code{use} insns before
775 a @code{call_insn} may not be separated from the @code{call_insn}.
776 Stored in the @code{in_struct} field and printed as @samp{/s}.
778 @findex SET_IS_RETURN_P
779 @cindex @code{insn} and @samp{/j}
780 @cindex @code{jump}, in @code{insn}
781 @item SET_IS_RETURN_P (@var{x})
782 For a @code{set}, nonzero if it is for a return.
783 Stored in the @code{jump} field and printed as @samp{/j}.
785 @findex SIBLING_CALL_P
786 @cindex @code{call_insn} and @samp{/j}
787 @cindex @code{jump}, in @code{call_insn}
788 @item SIBLING_CALL_P (@var{x})
789 For a @code{call_insn}, nonzero if the insn is a sibling call.
790 Stored in the @code{jump} field and printed as @samp{/j}.
792 @findex STRING_POOL_ADDRESS_P
793 @cindex @code{symbol_ref} and @samp{/f}
794 @cindex @code{frame_related}, in @code{symbol_ref}
795 @item STRING_POOL_ADDRESS_P (@var{x})
796 For a @code{symbol_ref} expression, nonzero if it addresses this function's
797 string constant pool.
798 Stored in the @code{frame_related} field and printed as @samp{/f}.
800 @findex SUBREG_PROMOTED_UNSIGNED_P
801 @cindex @code{subreg} and @samp{/u} and @samp{/v}
802 @cindex @code{unchanging}, in @code{subreg}
803 @cindex @code{volatil}, in @code{subreg}
804 @item SUBREG_PROMOTED_UNSIGNED_P (@var{x})
805 Returns a value greater then zero for a @code{subreg} that has
806 @code{SUBREG_PROMOTED_VAR_P} nonzero if the object being referenced is kept
807 zero-extended, zero if it is kept sign-extended, and less then zero if it is
808 extended some other way via the @code{ptr_extend} instruction.
809 Stored in the @code{unchanging}
810 field and @code{volatil} field, printed as @samp{/u} and @samp{/v}.
811 This macro may only be used to get the value it may not be used to change
812 the value.  Use @code{SUBREG_PROMOTED_UNSIGNED_SET} to change the value.
814 @findex SUBREG_PROMOTED_UNSIGNED_SET
815 @cindex @code{subreg} and @samp{/u}
816 @cindex @code{unchanging}, in @code{subreg}
817 @cindex @code{volatil}, in @code{subreg}
818 @item SUBREG_PROMOTED_UNSIGNED_SET (@var{x})
819 Set the @code{unchanging} and @code{volatil} fields in a @code{subreg}
820 to reflect zero, sign, or other extension.  If @code{volatil} is
821 zero, then @code{unchanging} as nonzero means zero extension and as
822 zero means sign extension.  If @code{volatil} is nonzero then some
823 other type of extension was done via the @code{ptr_extend} instruction.
825 @findex SUBREG_PROMOTED_VAR_P
826 @cindex @code{subreg} and @samp{/s}
827 @cindex @code{in_struct}, in @code{subreg}
828 @item SUBREG_PROMOTED_VAR_P (@var{x})
829 Nonzero in a @code{subreg} if it was made when accessing an object that
830 was promoted to a wider mode in accord with the @code{PROMOTED_MODE} machine
831 description macro (@pxref{Storage Layout}).  In this case, the mode of
832 the @code{subreg} is the declared mode of the object and the mode of
833 @code{SUBREG_REG} is the mode of the register that holds the object.
834 Promoted variables are always either sign- or zero-extended to the wider
835 mode on every assignment.  Stored in the @code{in_struct} field and
836 printed as @samp{/s}.
838 @findex SYMBOL_REF_USED
839 @cindex @code{used}, in @code{symbol_ref}
840 @item SYMBOL_REF_USED (@var{x})
841 In a @code{symbol_ref}, indicates that @var{x} has been used.  This is
842 normally only used to ensure that @var{x} is only declared external
843 once.  Stored in the @code{used} field.
845 @findex SYMBOL_REF_WEAK
846 @cindex @code{symbol_ref} and @samp{/i}
847 @cindex @code{return_val}, in @code{symbol_ref}
848 @item SYMBOL_REF_WEAK (@var{x})
849 In a @code{symbol_ref}, indicates that @var{x} has been declared weak.
850 Stored in the @code{return_val} field and printed as @samp{/i}.
852 @findex SYMBOL_REF_FLAG
853 @cindex @code{symbol_ref} and @samp{/v}
854 @cindex @code{volatil}, in @code{symbol_ref}
855 @item SYMBOL_REF_FLAG (@var{x})
856 In a @code{symbol_ref}, this is used as a flag for machine-specific purposes.
857 Stored in the @code{volatil} field and printed as @samp{/v}.
859 Most uses of @code{SYMBOL_REF_FLAG} are historic and may be subsumed
860 by @code{SYMBOL_REF_FLAGS}.  Certainly use of @code{SYMBOL_REF_FLAGS}
861 is mandatory if the target requires more than one bit of storage.
862 @end table
864 These are the fields to which the above macros refer:
866 @table @code
867 @findex call
868 @cindex @samp{/c} in RTL dump
869 @item call
870 In a @code{mem}, 1 means that the memory reference will not trap.
872 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/c}.
874 @findex frame_related
875 @cindex @samp{/f} in RTL dump
876 @item frame_related
877 In an @code{insn} or @code{set} expression, 1 means that it is part of
878 a function prologue and sets the stack pointer, sets the frame pointer,
879 saves a register, or sets up a temporary register to use in place of the
880 frame pointer.
882 In @code{reg} expressions, 1 means that the register holds a pointer.
884 In @code{mem} expressions, 1 means that the memory reference holds a pointer.
886 In @code{symbol_ref} expressions, 1 means that the reference addresses
887 this function's string constant pool.
889 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/f}.
891 @findex in_struct
892 @cindex @samp{/s} in RTL dump
893 @item in_struct
894 In @code{mem} expressions, it is 1 if the memory datum referred to is
895 all or part of a structure or array; 0 if it is (or might be) a scalar
896 variable.  A reference through a C pointer has 0 because the pointer
897 might point to a scalar variable.  This information allows the compiler
898 to determine something about possible cases of aliasing.
900 In @code{reg} expressions, it is 1 if the register has its entire life
901 contained within the test expression of some loop.
903 In @code{subreg} expressions, 1 means that the @code{subreg} is accessing
904 an object that has had its mode promoted from a wider mode.
906 In @code{label_ref} expressions, 1 means that the referenced label is
907 outside the innermost loop containing the insn in which the @code{label_ref}
908 was found.
910 In @code{code_label} expressions, it is 1 if the label may never be deleted.
911 This is used for labels which are the target of non-local gotos.  Such a
912 label that would have been deleted is replaced with a @code{note} of type
913 @code{NOTE_INSN_DELETED_LABEL}.
915 In an @code{insn} during dead-code elimination, 1 means that the insn is
916 dead code.
918 In an @code{insn} or @code{jump_insn} during reorg for an insn in the
919 delay slot of a branch,
920 1 means that this insn is from the target of the branch.
922 In an @code{insn} during instruction scheduling, 1 means that this insn
923 must be scheduled as part of a group together with the previous insn.
925 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/s}.
927 @findex return_val
928 @cindex @samp{/i} in RTL dump
929 @item return_val
930 In @code{reg} expressions, 1 means the register contains
931 the value to be returned by the current function.  On
932 machines that pass parameters in registers, the same register number
933 may be used for parameters as well, but this flag is not set on such
934 uses.
936 In @code{mem} expressions, 1 means the memory reference is to a scalar
937 known not to be a member of a structure, union, or array.
939 In @code{symbol_ref} expressions, 1 means the referenced symbol is weak.
941 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/i}.
943 @findex jump
944 @cindex @samp{/j} in RTL dump
945 @item jump
946 In a @code{mem} expression, 1 means we should keep the alias set for this
947 mem unchanged when we access a component.
949 In a @code{set}, 1 means it is for a return.
951 In a @code{call_insn}, 1 means it is a sibling call.
953 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/j}.
955 @findex unchanging
956 @cindex @samp{/u} in RTL dump
957 @item unchanging
958 In @code{reg} and @code{mem} expressions, 1 means
959 that the value of the expression never changes.
961 In @code{subreg} expressions, it is 1 if the @code{subreg} references an
962 unsigned object whose mode has been promoted to a wider mode.
964 In an @code{insn} or @code{jump_insn} in the delay slot of a branch
965 instruction, 1 means an annulling branch should be used.
967 In a @code{symbol_ref} expression, 1 means that this symbol addresses
968 something in the per-function constant pool.
970 In a @code{call_insn}, @code{note}, or an @code{expr_list} of notes,
971 1 means that this instruction is a call to a const or pure function.
973 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/u}.
975 @findex used
976 @item used
977 This flag is used directly (without an access macro) at the end of RTL
978 generation for a function, to count the number of times an expression
979 appears in insns.  Expressions that appear more than once are copied,
980 according to the rules for shared structure (@pxref{Sharing}).
982 For a @code{reg}, it is used directly (without an access macro) by the
983 leaf register renumbering code to ensure that each register is only
984 renumbered once.
986 In a @code{symbol_ref}, it indicates that an external declaration for
987 the symbol has already been written.
989 @findex volatil
990 @cindex @samp{/v} in RTL dump
991 @item volatil
992 @cindex volatile memory references
993 In a @code{mem}, @code{asm_operands}, or @code{asm_input}
994 expression, it is 1 if the memory
995 reference is volatile.  Volatile memory references may not be deleted,
996 reordered or combined.
998 In a @code{symbol_ref} expression, it is used for machine-specific
999 purposes.
1001 In a @code{reg} expression, it is 1 if the value is a user-level variable.
1002 0 indicates an internal compiler temporary.
1004 In an @code{insn}, 1 means the insn has been deleted.
1006 In @code{label_ref} and @code{reg_label} expressions, 1 means a reference
1007 to a non-local label.
1009 In an RTL dump, this flag is represented as @samp{/v}.
1010 @end table
1012 @node Machine Modes
1013 @section Machine Modes
1014 @cindex machine modes
1016 @findex enum machine_mode
1017 A machine mode describes a size of data object and the representation used
1018 for it.  In the C code, machine modes are represented by an enumeration
1019 type, @code{enum machine_mode}, defined in @file{machmode.def}.  Each RTL
1020 expression has room for a machine mode and so do certain kinds of tree
1021 expressions (declarations and types, to be precise).
1023 In debugging dumps and machine descriptions, the machine mode of an RTL
1024 expression is written after the expression code with a colon to separate
1025 them.  The letters @samp{mode} which appear at the end of each machine mode
1026 name are omitted.  For example, @code{(reg:SI 38)} is a @code{reg}
1027 expression with machine mode @code{SImode}.  If the mode is
1028 @code{VOIDmode}, it is not written at all.
1030 Here is a table of machine modes.  The term ``byte'' below refers to an
1031 object of @code{BITS_PER_UNIT} bits (@pxref{Storage Layout}).
1033 @table @code
1034 @findex BImode
1035 @item BImode
1036 ``Bit'' mode represents a single bit, for predicate registers.
1038 @findex QImode
1039 @item QImode
1040 ``Quarter-Integer'' mode represents a single byte treated as an integer.
1042 @findex HImode
1043 @item HImode
1044 ``Half-Integer'' mode represents a two-byte integer.
1046 @findex PSImode
1047 @item PSImode
1048 ``Partial Single Integer'' mode represents an integer which occupies
1049 four bytes but which doesn't really use all four.  On some machines,
1050 this is the right mode to use for pointers.
1052 @findex SImode
1053 @item SImode
1054 ``Single Integer'' mode represents a four-byte integer.
1056 @findex PDImode
1057 @item PDImode
1058 ``Partial Double Integer'' mode represents an integer which occupies
1059 eight bytes but which doesn't really use all eight.  On some machines,
1060 this is the right mode to use for certain pointers.
1062 @findex DImode
1063 @item DImode
1064 ``Double Integer'' mode represents an eight-byte integer.
1066 @findex TImode
1067 @item TImode
1068 ``Tetra Integer'' (?) mode represents a sixteen-byte integer.
1070 @findex OImode
1071 @item OImode
1072 ``Octa Integer'' (?) mode represents a thirty-two-byte integer.
1074 @findex QFmode
1075 @item QFmode
1076 ``Quarter-Floating'' mode represents a quarter-precision (single byte)
1077 floating point number.
1079 @findex HFmode
1080 @item HFmode
1081 ``Half-Floating'' mode represents a half-precision (two byte) floating
1082 point number.
1084 @findex TQFmode
1085 @item TQFmode
1086 ``Three-Quarter-Floating'' (?) mode represents a three-quarter-precision
1087 (three byte) floating point number.
1089 @findex SFmode
1090 @item SFmode
1091 ``Single Floating'' mode represents a four byte floating point number.
1092 In the common case, of a processor with IEEE arithmetic and 8-bit bytes,
1093 this is a single-precision IEEE floating point number; it can also be
1094 used for double-precision (on processors with 16-bit bytes) and
1095 single-precision VAX and IBM types.
1097 @findex DFmode
1098 @item DFmode
1099 ``Double Floating'' mode represents an eight byte floating point number.
1100 In the common case, of a processor with IEEE arithmetic and 8-bit bytes,
1101 this is a double-precision IEEE floating point number.
1103 @findex XFmode
1104 @item XFmode
1105 ``Extended Floating'' mode represents an IEEE extended floating point
1106 number.  This mode only has 80 meaningful bits (ten bytes).  Some
1107 processors require such numbers to be padded to twelve bytes, others
1108 to sixteen; this mode is used for either.
1110 @findex SDmode
1111 @item SDmode
1112 ``Single Decimal Floating'' mode represents a four byte decimal
1113 floating point number (as distinct from conventional binary floating
1114 point).
1116 @findex DDmode
1117 @item DDmode
1118 ``Double Decimal Floating'' mode represents an eight byte decimal
1119 floating point number.
1121 @findex TDmode
1122 @item TDmode
1123 ``Tetra Decimal Floating'' mode represents a sixteen byte decimal
1124 floating point number all 128 of whose bits are meaningful.
1126 @findex TFmode
1127 @item TFmode
1128 ``Tetra Floating'' mode represents a sixteen byte floating point number
1129 all 128 of whose bits are meaningful.  One common use is the
1130 IEEE quad-precision format.
1132 @findex QQmode
1133 @item QQmode
1134 ``Quarter-Fractional'' mode represents a single byte treated as a signed
1135 fractional number.  The default format is ``s.7''.
1137 @findex HQmode
1138 @item HQmode
1139 ``Half-Fractional'' mode represents a two-byte signed fractional number.
1140 The default format is ``s.15''.
1142 @findex SQmode
1143 @item SQmode
1144 ``Single Fractional'' mode represents a four-byte signed fractional number.
1145 The default format is ``s.31''.
1147 @findex DQmode
1148 @item DQmode
1149 ``Double Fractional'' mode represents an eight-byte signed fractional number.
1150 The default format is ``s.63''.
1152 @findex TQmode
1153 @item TQmode
1154 ``Tetra Fractional'' mode represents a sixteen-byte signed fractional number.
1155 The default format is ``s.127''.
1157 @findex UQQmode
1158 @item UQQmode
1159 ``Unsigned Quarter-Fractional'' mode represents a single byte treated as an
1160 unsigned fractional number.  The default format is ``.8''.
1162 @findex UHQmode
1163 @item UHQmode
1164 ``Unsigned Half-Fractional'' mode represents a two-byte unsigned fractional
1165 number.  The default format is ``.16''.
1167 @findex USQmode
1168 @item USQmode
1169 ``Unsigned Single Fractional'' mode represents a four-byte unsigned fractional
1170 number.  The default format is ``.32''.
1172 @findex UDQmode
1173 @item UDQmode
1174 ``Unsigned Double Fractional'' mode represents an eight-byte unsigned
1175 fractional number.  The default format is ``.64''.
1177 @findex UTQmode
1178 @item UTQmode
1179 ``Unsigned Tetra Fractional'' mode represents a sixteen-byte unsigned
1180 fractional number.  The default format is ``.128''.
1182 @findex HAmode
1183 @item HAmode
1184 ``Half-Accumulator'' mode represents a two-byte signed accumulator.
1185 The default format is ``s8.7''.
1187 @findex SAmode
1188 @item SAmode
1189 ``Single Accumulator'' mode represents a four-byte signed accumulator.
1190 The default format is ``s16.15''.
1192 @findex DAmode
1193 @item DAmode
1194 ``Double Accumulator'' mode represents an eight-byte signed accumulator.
1195 The default format is ``s32.31''.
1197 @findex TAmode
1198 @item TAmode
1199 ``Tetra Accumulator'' mode represents a sixteen-byte signed accumulator.
1200 The default format is ``s64.63''.
1202 @findex UHAmode
1203 @item UHAmode
1204 ``Unsigned Half-Accumulator'' mode represents a two-byte unsigned accumulator.
1205 The default format is ``8.8''.
1207 @findex USAmode
1208 @item USAmode
1209 ``Unsigned Single Accumulator'' mode represents a four-byte unsigned
1210 accumulator.  The default format is ``16.16''.
1212 @findex UDAmode
1213 @item UDAmode
1214 ``Unsigned Double Accumulator'' mode represents an eight-byte unsigned
1215 accumulator.  The default format is ``32.32''.
1217 @findex UTAmode
1218 @item UTAmode
1219 ``Unsigned Tetra Accumulator'' mode represents a sixteen-byte unsigned
1220 accumulator.  The default format is ``64.64''.
1222 @findex CCmode
1223 @item CCmode
1224 ``Condition Code'' mode represents the value of a condition code, which
1225 is a machine-specific set of bits used to represent the result of a
1226 comparison operation.  Other machine-specific modes may also be used for
1227 the condition code.  These modes are not used on machines that use
1228 @code{cc0} (see @pxref{Condition Code}).
1230 @findex BLKmode
1231 @item BLKmode
1232 ``Block'' mode represents values that are aggregates to which none of
1233 the other modes apply.  In RTL, only memory references can have this mode,
1234 and only if they appear in string-move or vector instructions.  On machines
1235 which have no such instructions, @code{BLKmode} will not appear in RTL@.
1237 @findex VOIDmode
1238 @item VOIDmode
1239 Void mode means the absence of a mode or an unspecified mode.
1240 For example, RTL expressions of code @code{const_int} have mode
1241 @code{VOIDmode} because they can be taken to have whatever mode the context
1242 requires.  In debugging dumps of RTL, @code{VOIDmode} is expressed by
1243 the absence of any mode.
1245 @findex QCmode
1246 @findex HCmode
1247 @findex SCmode
1248 @findex DCmode
1249 @findex XCmode
1250 @findex TCmode
1251 @item QCmode, HCmode, SCmode, DCmode, XCmode, TCmode
1252 These modes stand for a complex number represented as a pair of floating
1253 point values.  The floating point values are in @code{QFmode},
1254 @code{HFmode}, @code{SFmode}, @code{DFmode}, @code{XFmode}, and
1255 @code{TFmode}, respectively.
1257 @findex CQImode
1258 @findex CHImode
1259 @findex CSImode
1260 @findex CDImode
1261 @findex CTImode
1262 @findex COImode
1263 @item CQImode, CHImode, CSImode, CDImode, CTImode, COImode
1264 These modes stand for a complex number represented as a pair of integer
1265 values.  The integer values are in @code{QImode}, @code{HImode},
1266 @code{SImode}, @code{DImode}, @code{TImode}, and @code{OImode},
1267 respectively.
1268 @end table
1270 The machine description defines @code{Pmode} as a C macro which expands
1271 into the machine mode used for addresses.  Normally this is the mode
1272 whose size is @code{BITS_PER_WORD}, @code{SImode} on 32-bit machines.
1274 The only modes which a machine description @i{must} support are
1275 @code{QImode}, and the modes corresponding to @code{BITS_PER_WORD},
1276 @code{FLOAT_TYPE_SIZE} and @code{DOUBLE_TYPE_SIZE}.
1277 The compiler will attempt to use @code{DImode} for 8-byte structures and
1278 unions, but this can be prevented by overriding the definition of
1279 @code{MAX_FIXED_MODE_SIZE}.  Alternatively, you can have the compiler
1280 use @code{TImode} for 16-byte structures and unions.  Likewise, you can
1281 arrange for the C type @code{short int} to avoid using @code{HImode}.
1283 @cindex mode classes
1284 Very few explicit references to machine modes remain in the compiler and
1285 these few references will soon be removed.  Instead, the machine modes
1286 are divided into mode classes.  These are represented by the enumeration
1287 type @code{enum mode_class} defined in @file{machmode.h}.  The possible
1288 mode classes are:
1290 @table @code
1291 @findex MODE_INT
1292 @item MODE_INT
1293 Integer modes.  By default these are @code{BImode}, @code{QImode},
1294 @code{HImode}, @code{SImode}, @code{DImode}, @code{TImode}, and
1295 @code{OImode}.
1297 @findex MODE_PARTIAL_INT
1298 @item MODE_PARTIAL_INT
1299 The ``partial integer'' modes, @code{PQImode}, @code{PHImode},
1300 @code{PSImode} and @code{PDImode}.
1302 @findex MODE_FLOAT
1303 @item MODE_FLOAT
1304 Floating point modes.  By default these are @code{QFmode},
1305 @code{HFmode}, @code{TQFmode}, @code{SFmode}, @code{DFmode},
1306 @code{XFmode} and @code{TFmode}.
1308 @findex MODE_DECIMAL_FLOAT
1309 @item MODE_DECIMAL_FLOAT
1310 Decimal floating point modes.  By default these are @code{SDmode},
1311 @code{DDmode} and @code{TDmode}.
1313 @findex MODE_FRACT
1314 @item MODE_FRACT
1315 Signed fractional modes.  By default these are @code{QQmode}, @code{HQmode},
1316 @code{SQmode}, @code{DQmode} and @code{TQmode}.
1318 @findex MODE_UFRACT
1319 @item MODE_UFRACT
1320 Unsigned fractional modes.  By default these are @code{UQQmode}, @code{UHQmode},
1321 @code{USQmode}, @code{UDQmode} and @code{UTQmode}.
1323 @findex MODE_ACCUM
1324 @item MODE_ACCUM
1325 Signed accumulator modes.  By default these are @code{HAmode},
1326 @code{SAmode}, @code{DAmode} and @code{TAmode}.
1328 @findex MODE_UACCUM
1329 @item MODE_UACCUM
1330 Unsigned accumulator modes.  By default these are @code{UHAmode},
1331 @code{USAmode}, @code{UDAmode} and @code{UTAmode}.
1333 @findex MODE_COMPLEX_INT
1334 @item MODE_COMPLEX_INT
1335 Complex integer modes.  (These are not currently implemented).
1337 @findex MODE_COMPLEX_FLOAT
1338 @item MODE_COMPLEX_FLOAT
1339 Complex floating point modes.  By default these are @code{QCmode},
1340 @code{HCmode}, @code{SCmode}, @code{DCmode}, @code{XCmode}, and
1341 @code{TCmode}.
1343 @findex MODE_FUNCTION
1344 @item MODE_FUNCTION
1345 Algol or Pascal function variables including a static chain.
1346 (These are not currently implemented).
1348 @findex MODE_CC
1349 @item MODE_CC
1350 Modes representing condition code values.  These are @code{CCmode} plus
1351 any @code{CC_MODE} modes listed in the @file{@var{machine}-modes.def}.  
1352 @xref{Jump Patterns},
1353 also see @ref{Condition Code}.
1355 @findex MODE_RANDOM
1356 @item MODE_RANDOM
1357 This is a catchall mode class for modes which don't fit into the above
1358 classes.  Currently @code{VOIDmode} and @code{BLKmode} are in
1359 @code{MODE_RANDOM}.
1360 @end table
1362 Here are some C macros that relate to machine modes:
1364 @table @code
1365 @findex GET_MODE
1366 @item GET_MODE (@var{x})
1367 Returns the machine mode of the RTX @var{x}.
1369 @findex PUT_MODE
1370 @item PUT_MODE (@var{x}, @var{newmode})
1371 Alters the machine mode of the RTX @var{x} to be @var{newmode}.
1373 @findex NUM_MACHINE_MODES
1374 @item NUM_MACHINE_MODES
1375 Stands for the number of machine modes available on the target
1376 machine.  This is one greater than the largest numeric value of any
1377 machine mode.
1379 @findex GET_MODE_NAME
1380 @item GET_MODE_NAME (@var{m})
1381 Returns the name of mode @var{m} as a string.
1383 @findex GET_MODE_CLASS
1384 @item GET_MODE_CLASS (@var{m})
1385 Returns the mode class of mode @var{m}.
1387 @findex GET_MODE_WIDER_MODE
1388 @item GET_MODE_WIDER_MODE (@var{m})
1389 Returns the next wider natural mode.  For example, the expression
1390 @code{GET_MODE_WIDER_MODE (QImode)} returns @code{HImode}.
1392 @findex GET_MODE_SIZE
1393 @item GET_MODE_SIZE (@var{m})
1394 Returns the size in bytes of a datum of mode @var{m}.
1396 @findex GET_MODE_BITSIZE
1397 @item GET_MODE_BITSIZE (@var{m})
1398 Returns the size in bits of a datum of mode @var{m}.
1400 @findex GET_MODE_IBIT
1401 @item GET_MODE_IBIT (@var{m})
1402 Returns the number of integral bits of a datum of fixed-point mode @var{m}.
1404 @findex GET_MODE_FBIT
1405 @item GET_MODE_FBIT (@var{m})
1406 Returns the number of fractional bits of a datum of fixed-point mode @var{m}.
1408 @findex GET_MODE_MASK
1409 @item GET_MODE_MASK (@var{m})
1410 Returns a bitmask containing 1 for all bits in a word that fit within
1411 mode @var{m}.  This macro can only be used for modes whose bitsize is
1412 less than or equal to @code{HOST_BITS_PER_INT}.
1414 @findex GET_MODE_ALIGNMENT
1415 @item GET_MODE_ALIGNMENT (@var{m})
1416 Return the required alignment, in bits, for an object of mode @var{m}.
1418 @findex GET_MODE_UNIT_SIZE
1419 @item GET_MODE_UNIT_SIZE (@var{m})
1420 Returns the size in bytes of the subunits of a datum of mode @var{m}.
1421 This is the same as @code{GET_MODE_SIZE} except in the case of complex
1422 modes.  For them, the unit size is the size of the real or imaginary
1423 part.
1425 @findex GET_MODE_NUNITS
1426 @item GET_MODE_NUNITS (@var{m})
1427 Returns the number of units contained in a mode, i.e.,
1428 @code{GET_MODE_SIZE} divided by @code{GET_MODE_UNIT_SIZE}.
1430 @findex GET_CLASS_NARROWEST_MODE
1431 @item GET_CLASS_NARROWEST_MODE (@var{c})
1432 Returns the narrowest mode in mode class @var{c}.
1433 @end table
1435 @findex byte_mode
1436 @findex word_mode
1437 The global variables @code{byte_mode} and @code{word_mode} contain modes
1438 whose classes are @code{MODE_INT} and whose bitsizes are either
1439 @code{BITS_PER_UNIT} or @code{BITS_PER_WORD}, respectively.  On 32-bit
1440 machines, these are @code{QImode} and @code{SImode}, respectively.
1442 @node Constants
1443 @section Constant Expression Types
1444 @cindex RTL constants
1445 @cindex RTL constant expression types
1447 The simplest RTL expressions are those that represent constant values.
1449 @table @code
1450 @findex const_int
1451 @item (const_int @var{i})
1452 This type of expression represents the integer value @var{i}.  @var{i}
1453 is customarily accessed with the macro @code{INTVAL} as in
1454 @code{INTVAL (@var{exp})}, which is equivalent to @code{XWINT (@var{exp}, 0)}.
1456 Constants generated for modes with fewer bits than @code{HOST_WIDE_INT}
1457 must be sign extended to full width (e.g., with @code{gen_int_mode}).
1459 @findex const0_rtx
1460 @findex const1_rtx
1461 @findex const2_rtx
1462 @findex constm1_rtx
1463 There is only one expression object for the integer value zero; it is
1464 the value of the variable @code{const0_rtx}.  Likewise, the only
1465 expression for integer value one is found in @code{const1_rtx}, the only
1466 expression for integer value two is found in @code{const2_rtx}, and the
1467 only expression for integer value negative one is found in
1468 @code{constm1_rtx}.  Any attempt to create an expression of code
1469 @code{const_int} and value zero, one, two or negative one will return
1470 @code{const0_rtx}, @code{const1_rtx}, @code{const2_rtx} or
1471 @code{constm1_rtx} as appropriate.
1473 @findex const_true_rtx
1474 Similarly, there is only one object for the integer whose value is
1475 @code{STORE_FLAG_VALUE}.  It is found in @code{const_true_rtx}.  If
1476 @code{STORE_FLAG_VALUE} is one, @code{const_true_rtx} and
1477 @code{const1_rtx} will point to the same object.  If
1478 @code{STORE_FLAG_VALUE} is @minus{}1, @code{const_true_rtx} and
1479 @code{constm1_rtx} will point to the same object.
1481 @findex const_double
1482 @item (const_double:@var{m} @var{addr} @var{i0} @var{i1} @dots{})
1483 Represents either a floating-point constant of mode @var{m} or an
1484 integer constant too large to fit into @code{HOST_BITS_PER_WIDE_INT}
1485 bits but small enough to fit within twice that number of bits (GCC
1486 does not provide a mechanism to represent even larger constants).  In
1487 the latter case, @var{m} will be @code{VOIDmode}.
1489 @findex const_fixed
1490 @item (const_fixed:@var{m} @var{addr})
1491 Represents a fixed-point constant of mode @var{m}.
1492 The data structure, which contains data with the size of two
1493 @code{HOST_BITS_PER_WIDE_INT} and the associated fixed-point mode,
1494 is access with the macro @code{CONST_FIXED_VALUE}.  The high part of data
1495 is accessed with @code{CONST_FIXED_VALUE_HIGH}; the low part is accessed
1496 with @code{CONST_FIXED_VALUE_LOW}.
1498 @findex const_vector
1499 @item (const_vector:@var{m} [@var{x0} @var{x1} @dots{}])
1500 Represents a vector constant.  The square brackets stand for the vector
1501 containing the constant elements.  @var{x0}, @var{x1} and so on are
1502 the @code{const_int} or @code{const_double} elements.
1504 The number of units in a @code{const_vector} is obtained with the macro
1505 @code{CONST_VECTOR_NUNITS} as in @code{CONST_VECTOR_NUNITS (@var{v})}.
1507 Individual elements in a vector constant are accessed with the macro
1508 @code{CONST_VECTOR_ELT} as in @code{CONST_VECTOR_ELT (@var{v}, @var{n})}
1509 where @var{v} is the vector constant and @var{n} is the element
1510 desired.
1512 @findex CONST_DOUBLE_MEM
1513 @findex CONST_DOUBLE_CHAIN
1514 @var{addr} is used to contain the @code{mem} expression that corresponds
1515 to the location in memory that at which the constant can be found.  If
1516 it has not been allocated a memory location, but is on the chain of all
1517 @code{const_double} expressions in this compilation (maintained using an
1518 undisplayed field), @var{addr} contains @code{const0_rtx}.  If it is not
1519 on the chain, @var{addr} contains @code{cc0_rtx}.  @var{addr} is
1520 customarily accessed with the macro @code{CONST_DOUBLE_MEM} and the
1521 chain field via @code{CONST_DOUBLE_CHAIN}.
1523 @findex CONST_DOUBLE_LOW
1524 If @var{m} is @code{VOIDmode}, the bits of the value are stored in
1525 @var{i0} and @var{i1}.  @var{i0} is customarily accessed with the macro
1526 @code{CONST_DOUBLE_LOW} and @var{i1} with @code{CONST_DOUBLE_HIGH}.
1528 If the constant is floating point (regardless of its precision), then
1529 the number of integers used to store the value depends on the size of
1530 @code{REAL_VALUE_TYPE} (@pxref{Floating Point}).  The integers
1531 represent a floating point number, but not precisely in the target
1532 machine's or host machine's floating point format.  To convert them to
1533 the precise bit pattern used by the target machine, use the macro
1534 @code{REAL_VALUE_TO_TARGET_DOUBLE} and friends (@pxref{Data Output}).
1536 @findex CONST0_RTX
1537 @findex CONST1_RTX
1538 @findex CONST2_RTX
1539 The macro @code{CONST0_RTX (@var{mode})} refers to an expression with
1540 value 0 in mode @var{mode}.  If mode @var{mode} is of mode class
1541 @code{MODE_INT}, it returns @code{const0_rtx}.  If mode @var{mode} is of
1542 mode class @code{MODE_FLOAT}, it returns a @code{CONST_DOUBLE}
1543 expression in mode @var{mode}.  Otherwise, it returns a
1544 @code{CONST_VECTOR} expression in mode @var{mode}.  Similarly, the macro
1545 @code{CONST1_RTX (@var{mode})} refers to an expression with value 1 in
1546 mode @var{mode} and similarly for @code{CONST2_RTX}.  The
1547 @code{CONST1_RTX} and @code{CONST2_RTX} macros are undefined
1548 for vector modes.
1550 @findex const_string
1551 @item (const_string @var{str})
1552 Represents a constant string with value @var{str}.  Currently this is
1553 used only for insn attributes (@pxref{Insn Attributes}) since constant
1554 strings in C are placed in memory.
1556 @findex symbol_ref
1557 @item (symbol_ref:@var{mode} @var{symbol})
1558 Represents the value of an assembler label for data.  @var{symbol} is
1559 a string that describes the name of the assembler label.  If it starts
1560 with a @samp{*}, the label is the rest of @var{symbol} not including
1561 the @samp{*}.  Otherwise, the label is @var{symbol}, usually prefixed
1562 with @samp{_}.
1564 The @code{symbol_ref} contains a mode, which is usually @code{Pmode}.
1565 Usually that is the only mode for which a symbol is directly valid.
1567 @findex label_ref
1568 @item (label_ref:@var{mode} @var{label})
1569 Represents the value of an assembler label for code.  It contains one
1570 operand, an expression, which must be a @code{code_label} or a @code{note}
1571 of type @code{NOTE_INSN_DELETED_LABEL} that appears in the instruction
1572 sequence to identify the place where the label should go.
1574 The reason for using a distinct expression type for code label
1575 references is so that jump optimization can distinguish them.
1577 The @code{label_ref} contains a mode, which is usually @code{Pmode}.
1578 Usually that is the only mode for which a label is directly valid.
1580 @item (const:@var{m} @var{exp})
1581 Represents a constant that is the result of an assembly-time
1582 arithmetic computation.  The operand, @var{exp}, is an expression that
1583 contains only constants (@code{const_int}, @code{symbol_ref} and
1584 @code{label_ref} expressions) combined with @code{plus} and
1585 @code{minus}.  However, not all combinations are valid, since the
1586 assembler cannot do arbitrary arithmetic on relocatable symbols.
1588 @var{m} should be @code{Pmode}.
1590 @findex high
1591 @item (high:@var{m} @var{exp})
1592 Represents the high-order bits of @var{exp}, usually a
1593 @code{symbol_ref}.  The number of bits is machine-dependent and is
1594 normally the number of bits specified in an instruction that initializes
1595 the high order bits of a register.  It is used with @code{lo_sum} to
1596 represent the typical two-instruction sequence used in RISC machines to
1597 reference a global memory location.
1599 @var{m} should be @code{Pmode}.
1600 @end table
1602 @node Regs and Memory
1603 @section Registers and Memory
1604 @cindex RTL register expressions
1605 @cindex RTL memory expressions
1607 Here are the RTL expression types for describing access to machine
1608 registers and to main memory.
1610 @table @code
1611 @findex reg
1612 @cindex hard registers
1613 @cindex pseudo registers
1614 @item (reg:@var{m} @var{n})
1615 For small values of the integer @var{n} (those that are less than
1616 @code{FIRST_PSEUDO_REGISTER}), this stands for a reference to machine
1617 register number @var{n}: a @dfn{hard register}.  For larger values of
1618 @var{n}, it stands for a temporary value or @dfn{pseudo register}.
1619 The compiler's strategy is to generate code assuming an unlimited
1620 number of such pseudo registers, and later convert them into hard
1621 registers or into memory references.
1623 @var{m} is the machine mode of the reference.  It is necessary because
1624 machines can generally refer to each register in more than one mode.
1625 For example, a register may contain a full word but there may be
1626 instructions to refer to it as a half word or as a single byte, as
1627 well as instructions to refer to it as a floating point number of
1628 various precisions.
1630 Even for a register that the machine can access in only one mode,
1631 the mode must always be specified.
1633 The symbol @code{FIRST_PSEUDO_REGISTER} is defined by the machine
1634 description, since the number of hard registers on the machine is an
1635 invariant characteristic of the machine.  Note, however, that not
1636 all of the machine registers must be general registers.  All the
1637 machine registers that can be used for storage of data are given
1638 hard register numbers, even those that can be used only in certain
1639 instructions or can hold only certain types of data.
1641 A hard register may be accessed in various modes throughout one
1642 function, but each pseudo register is given a natural mode
1643 and is accessed only in that mode.  When it is necessary to describe
1644 an access to a pseudo register using a nonnatural mode, a @code{subreg}
1645 expression is used.
1647 A @code{reg} expression with a machine mode that specifies more than
1648 one word of data may actually stand for several consecutive registers.
1649 If in addition the register number specifies a hardware register, then
1650 it actually represents several consecutive hardware registers starting
1651 with the specified one.
1653 Each pseudo register number used in a function's RTL code is
1654 represented by a unique @code{reg} expression.
1656 @findex FIRST_VIRTUAL_REGISTER
1657 @findex LAST_VIRTUAL_REGISTER
1658 Some pseudo register numbers, those within the range of
1659 @code{FIRST_VIRTUAL_REGISTER} to @code{LAST_VIRTUAL_REGISTER} only
1660 appear during the RTL generation phase and are eliminated before the
1661 optimization phases.  These represent locations in the stack frame that
1662 cannot be determined until RTL generation for the function has been
1663 completed.  The following virtual register numbers are defined:
1665 @table @code
1666 @findex VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM
1667 @item VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM
1668 This points to the first word of the incoming arguments passed on the
1669 stack.  Normally these arguments are placed there by the caller, but the
1670 callee may have pushed some arguments that were previously passed in
1671 registers.
1673 @cindex @code{FIRST_PARM_OFFSET} and virtual registers
1674 @cindex @code{ARG_POINTER_REGNUM} and virtual registers
1675 When RTL generation is complete, this virtual register is replaced
1676 by the sum of the register given by @code{ARG_POINTER_REGNUM} and the
1677 value of @code{FIRST_PARM_OFFSET}.
1679 @findex VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM
1680 @cindex @code{FRAME_GROWS_DOWNWARD} and virtual registers
1681 @item VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM
1682 If @code{FRAME_GROWS_DOWNWARD} is defined to a nonzero value, this points
1683 to immediately above the first variable on the stack.  Otherwise, it points
1684 to the first variable on the stack.
1686 @cindex @code{STARTING_FRAME_OFFSET} and virtual registers
1687 @cindex @code{FRAME_POINTER_REGNUM} and virtual registers
1688 @code{VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM} is replaced with the sum of the
1689 register given by @code{FRAME_POINTER_REGNUM} and the value
1690 @code{STARTING_FRAME_OFFSET}.
1692 @findex VIRTUAL_STACK_DYNAMIC_REGNUM
1693 @item VIRTUAL_STACK_DYNAMIC_REGNUM
1694 This points to the location of dynamically allocated memory on the stack
1695 immediately after the stack pointer has been adjusted by the amount of
1696 memory desired.
1698 @cindex @code{STACK_DYNAMIC_OFFSET} and virtual registers
1699 @cindex @code{STACK_POINTER_REGNUM} and virtual registers
1700 This virtual register is replaced by the sum of the register given by
1701 @code{STACK_POINTER_REGNUM} and the value @code{STACK_DYNAMIC_OFFSET}.
1703 @findex VIRTUAL_OUTGOING_ARGS_REGNUM
1704 @item VIRTUAL_OUTGOING_ARGS_REGNUM
1705 This points to the location in the stack at which outgoing arguments
1706 should be written when the stack is pre-pushed (arguments pushed using
1707 push insns should always use @code{STACK_POINTER_REGNUM}).
1709 @cindex @code{STACK_POINTER_OFFSET} and virtual registers
1710 This virtual register is replaced by the sum of the register given by
1711 @code{STACK_POINTER_REGNUM} and the value @code{STACK_POINTER_OFFSET}.
1712 @end table
1714 @findex subreg
1715 @item (subreg:@var{m} @var{reg} @var{bytenum})
1716 @code{subreg} expressions are used to refer to a register in a machine
1717 mode other than its natural one, or to refer to one register of
1718 a multi-part @code{reg} that actually refers to several registers.
1720 Each pseudo-register has a natural mode.  If it is necessary to
1721 operate on it in a different mode---for example, to perform a fullword
1722 move instruction on a pseudo-register that contains a single
1723 byte---the pseudo-register must be enclosed in a @code{subreg}.  In
1724 such a case, @var{bytenum} is zero.
1726 Usually @var{m} is at least as narrow as the mode of @var{reg}, in which
1727 case it is restricting consideration to only the bits of @var{reg} that
1728 are in @var{m}.
1730 Sometimes @var{m} is wider than the mode of @var{reg}.  These
1731 @code{subreg} expressions are often called @dfn{paradoxical}.  They are
1732 used in cases where we want to refer to an object in a wider mode but do
1733 not care what value the additional bits have.  The reload pass ensures
1734 that paradoxical references are only made to hard registers.
1736 The other use of @code{subreg} is to extract the individual registers of
1737 a multi-register value.  Machine modes such as @code{DImode} and
1738 @code{TImode} can indicate values longer than a word, values which
1739 usually require two or more consecutive registers.  To access one of the
1740 registers, use a @code{subreg} with mode @code{SImode} and a
1741 @var{bytenum} offset that says which register.
1743 Storing in a non-paradoxical @code{subreg} has undefined results for
1744 bits belonging to the same word as the @code{subreg}.  This laxity makes
1745 it easier to generate efficient code for such instructions.  To
1746 represent an instruction that preserves all the bits outside of those in
1747 the @code{subreg}, use @code{strict_low_part} around the @code{subreg}.
1749 @cindex @code{WORDS_BIG_ENDIAN}, effect on @code{subreg}
1750 The compilation parameter @code{WORDS_BIG_ENDIAN}, if set to 1, says
1751 that byte number zero is part of the most significant word; otherwise,
1752 it is part of the least significant word.
1754 @cindex @code{BYTES_BIG_ENDIAN}, effect on @code{subreg}
1755 The compilation parameter @code{BYTES_BIG_ENDIAN}, if set to 1, says
1756 that byte number zero is the most significant byte within a word;
1757 otherwise, it is the least significant byte within a word.
1759 @cindex @code{FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN}, (lack of) effect on @code{subreg}
1760 On a few targets, @code{FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN} disagrees with
1761 @code{WORDS_BIG_ENDIAN}.
1762 However, most parts of the compiler treat floating point values as if
1763 they had the same endianness as integer values.  This works because
1764 they handle them solely as a collection of integer values, with no
1765 particular numerical value.  Only real.c and the runtime libraries
1766 care about @code{FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN}.
1768 @cindex combiner pass
1769 @cindex reload pass
1770 @cindex @code{subreg}, special reload handling
1771 Between the combiner pass and the reload pass, it is possible to have a
1772 paradoxical @code{subreg} which contains a @code{mem} instead of a
1773 @code{reg} as its first operand.  After the reload pass, it is also
1774 possible to have a non-paradoxical @code{subreg} which contains a
1775 @code{mem}; this usually occurs when the @code{mem} is a stack slot
1776 which replaced a pseudo register.
1778 Note that it is not valid to access a @code{DFmode} value in @code{SFmode}
1779 using a @code{subreg}.  On some machines the most significant part of a
1780 @code{DFmode} value does not have the same format as a single-precision
1781 floating value.
1783 It is also not valid to access a single word of a multi-word value in a
1784 hard register when less registers can hold the value than would be
1785 expected from its size.  For example, some 32-bit machines have
1786 floating-point registers that can hold an entire @code{DFmode} value.
1787 If register 10 were such a register @code{(subreg:SI (reg:DF 10) 4)}
1788 would be invalid because there is no way to convert that reference to
1789 a single machine register.  The reload pass prevents @code{subreg}
1790 expressions such as these from being formed.
1792 @findex SUBREG_REG
1793 @findex SUBREG_BYTE
1794 The first operand of a @code{subreg} expression is customarily accessed
1795 with the @code{SUBREG_REG} macro and the second operand is customarily
1796 accessed with the @code{SUBREG_BYTE} macro.
1798 @findex scratch
1799 @cindex scratch operands
1800 @item (scratch:@var{m})
1801 This represents a scratch register that will be required for the
1802 execution of a single instruction and not used subsequently.  It is
1803 converted into a @code{reg} by either the local register allocator or
1804 the reload pass.
1806 @code{scratch} is usually present inside a @code{clobber} operation
1807 (@pxref{Side Effects}).
1809 @findex cc0
1810 @cindex condition code register
1811 @item (cc0)
1812 This refers to the machine's condition code register.  It has no
1813 operands and may not have a machine mode.  There are two ways to use it:
1815 @itemize @bullet
1816 @item
1817 To stand for a complete set of condition code flags.  This is best on
1818 most machines, where each comparison sets the entire series of flags.
1820 With this technique, @code{(cc0)} may be validly used in only two
1821 contexts: as the destination of an assignment (in test and compare
1822 instructions) and in comparison operators comparing against zero
1823 (@code{const_int} with value zero; that is to say, @code{const0_rtx}).
1825 @item
1826 To stand for a single flag that is the result of a single condition.
1827 This is useful on machines that have only a single flag bit, and in
1828 which comparison instructions must specify the condition to test.
1830 With this technique, @code{(cc0)} may be validly used in only two
1831 contexts: as the destination of an assignment (in test and compare
1832 instructions) where the source is a comparison operator, and as the
1833 first operand of @code{if_then_else} (in a conditional branch).
1834 @end itemize
1836 @findex cc0_rtx
1837 There is only one expression object of code @code{cc0}; it is the
1838 value of the variable @code{cc0_rtx}.  Any attempt to create an
1839 expression of code @code{cc0} will return @code{cc0_rtx}.
1841 Instructions can set the condition code implicitly.  On many machines,
1842 nearly all instructions set the condition code based on the value that
1843 they compute or store.  It is not necessary to record these actions
1844 explicitly in the RTL because the machine description includes a
1845 prescription for recognizing the instructions that do so (by means of
1846 the macro @code{NOTICE_UPDATE_CC}).  @xref{Condition Code}.  Only
1847 instructions whose sole purpose is to set the condition code, and
1848 instructions that use the condition code, need mention @code{(cc0)}.
1850 On some machines, the condition code register is given a register number
1851 and a @code{reg} is used instead of @code{(cc0)}.  This is usually the
1852 preferable approach if only a small subset of instructions modify the
1853 condition code.  Other machines store condition codes in general
1854 registers; in such cases a pseudo register should be used.
1856 Some machines, such as the SPARC and RS/6000, have two sets of
1857 arithmetic instructions, one that sets and one that does not set the
1858 condition code.  This is best handled by normally generating the
1859 instruction that does not set the condition code, and making a pattern
1860 that both performs the arithmetic and sets the condition code register
1861 (which would not be @code{(cc0)} in this case).  For examples, search
1862 for @samp{addcc} and @samp{andcc} in @file{sparc.md}.
1864 @findex pc
1865 @item (pc)
1866 @cindex program counter
1867 This represents the machine's program counter.  It has no operands and
1868 may not have a machine mode.  @code{(pc)} may be validly used only in
1869 certain specific contexts in jump instructions.
1871 @findex pc_rtx
1872 There is only one expression object of code @code{pc}; it is the value
1873 of the variable @code{pc_rtx}.  Any attempt to create an expression of
1874 code @code{pc} will return @code{pc_rtx}.
1876 All instructions that do not jump alter the program counter implicitly
1877 by incrementing it, but there is no need to mention this in the RTL@.
1879 @findex mem
1880 @item (mem:@var{m} @var{addr} @var{alias})
1881 This RTX represents a reference to main memory at an address
1882 represented by the expression @var{addr}.  @var{m} specifies how large
1883 a unit of memory is accessed.  @var{alias} specifies an alias set for the
1884 reference.  In general two items are in different alias sets if they cannot
1885 reference the same memory address.
1887 The construct @code{(mem:BLK (scratch))} is considered to alias all
1888 other memories.  Thus it may be used as a memory barrier in epilogue
1889 stack deallocation patterns.
1891 @findex addressof
1892 @item (addressof:@var{m} @var{reg})
1893 This RTX represents a request for the address of register @var{reg}.  Its mode
1894 is always @code{Pmode}.  If there are any @code{addressof}
1895 expressions left in the function after CSE, @var{reg} is forced into the
1896 stack and the @code{addressof} expression is replaced with a @code{plus}
1897 expression for the address of its stack slot.
1899 @findex concat
1900 @item (concat@var{m} @var{rtx} @var{rtx})
1901 This RTX represents the concatenation of two other RTXs.  This is used
1902 for complex values.  It should only appear in the RTL attached to
1903 declarations and during RTL generation.  It should not appear in the
1904 ordinary insn chain.
1906 @findex concatn
1907 @item (concatn@var{m} [@var{rtx} ...])
1908 This RTX represents the concatenation of all the @var{rtx} to make a
1909 single value.  Like @code{concat}, this should only appear in
1910 declarations, and not in the insn chain.
1911 @end table
1913 @node Arithmetic
1914 @section RTL Expressions for Arithmetic
1915 @cindex arithmetic, in RTL
1916 @cindex math, in RTL
1917 @cindex RTL expressions for arithmetic
1919 Unless otherwise specified, all the operands of arithmetic expressions
1920 must be valid for mode @var{m}.  An operand is valid for mode @var{m}
1921 if it has mode @var{m}, or if it is a @code{const_int} or
1922 @code{const_double} and @var{m} is a mode of class @code{MODE_INT}.
1924 For commutative binary operations, constants should be placed in the
1925 second operand.
1927 @table @code
1928 @findex plus
1929 @findex ss_plus
1930 @findex us_plus
1931 @cindex RTL sum
1932 @cindex RTL addition
1933 @cindex RTL addition with signed saturation
1934 @cindex RTL addition with unsigned saturation
1935 @item (plus:@var{m} @var{x} @var{y})
1936 @itemx (ss_plus:@var{m} @var{x} @var{y})
1937 @itemx (us_plus:@var{m} @var{x} @var{y})
1939 These three expressions all represent the sum of the values
1940 represented by @var{x} and @var{y} carried out in machine mode
1941 @var{m}.  They differ in their behavior on overflow of integer modes.
1942 @code{plus} wraps round modulo the width of @var{m}; @code{ss_plus}
1943 saturates at the maximum signed value representable in @var{m};
1944 @code{us_plus} saturates at the maximum unsigned value.
1946 @c ??? What happens on overflow of floating point modes?
1948 @findex lo_sum
1949 @item (lo_sum:@var{m} @var{x} @var{y})
1951 This expression represents the sum of @var{x} and the low-order bits
1952 of @var{y}.  It is used with @code{high} (@pxref{Constants}) to
1953 represent the typical two-instruction sequence used in RISC machines
1954 to reference a global memory location.
1956 The number of low order bits is machine-dependent but is
1957 normally the number of bits in a @code{Pmode} item minus the number of
1958 bits set by @code{high}.
1960 @var{m} should be @code{Pmode}.
1962 @findex minus
1963 @findex ss_minus
1964 @findex us_minus
1965 @cindex RTL difference
1966 @cindex RTL subtraction
1967 @cindex RTL subtraction with signed saturation
1968 @cindex RTL subtraction with unsigned saturation
1969 @item (minus:@var{m} @var{x} @var{y})
1970 @itemx (ss_minus:@var{m} @var{x} @var{y})
1971 @itemx (us_minus:@var{m} @var{x} @var{y})
1973 These three expressions represent the result of subtracting @var{y}
1974 from @var{x}, carried out in mode @var{M}.  Behavior on overflow is
1975 the same as for the three variants of @code{plus} (see above).
1977 @findex compare
1978 @cindex RTL comparison
1979 @item (compare:@var{m} @var{x} @var{y})
1980 Represents the result of subtracting @var{y} from @var{x} for purposes
1981 of comparison.  The result is computed without overflow, as if with
1982 infinite precision.
1984 Of course, machines can't really subtract with infinite precision.
1985 However, they can pretend to do so when only the sign of the result will
1986 be used, which is the case when the result is stored in the condition
1987 code.  And that is the @emph{only} way this kind of expression may
1988 validly be used: as a value to be stored in the condition codes, either
1989 @code{(cc0)} or a register.  @xref{Comparisons}.
1991 The mode @var{m} is not related to the modes of @var{x} and @var{y}, but
1992 instead is the mode of the condition code value.  If @code{(cc0)} is
1993 used, it is @code{VOIDmode}.  Otherwise it is some mode in class
1994 @code{MODE_CC}, often @code{CCmode}.  @xref{Condition Code}.  If @var{m}
1995 is @code{VOIDmode} or @code{CCmode}, the operation returns sufficient
1996 information (in an unspecified format) so that any comparison operator
1997 can be applied to the result of the @code{COMPARE} operation.  For other
1998 modes in class @code{MODE_CC}, the operation only returns a subset of
1999 this information.
2001 Normally, @var{x} and @var{y} must have the same mode.  Otherwise,
2002 @code{compare} is valid only if the mode of @var{x} is in class
2003 @code{MODE_INT} and @var{y} is a @code{const_int} or
2004 @code{const_double} with mode @code{VOIDmode}.  The mode of @var{x}
2005 determines what mode the comparison is to be done in; thus it must not
2006 be @code{VOIDmode}.
2008 If one of the operands is a constant, it should be placed in the
2009 second operand and the comparison code adjusted as appropriate.
2011 A @code{compare} specifying two @code{VOIDmode} constants is not valid
2012 since there is no way to know in what mode the comparison is to be
2013 performed; the comparison must either be folded during the compilation
2014 or the first operand must be loaded into a register while its mode is
2015 still known.
2017 @findex neg
2018 @findex ss_neg
2019 @findex us_neg
2020 @cindex negation
2021 @cindex negation with signed saturation
2022 @cindex negation with unsigned saturation
2023 @item (neg:@var{m} @var{x})
2024 @itemx (ss_neg:@var{m} @var{x})
2025 @itemx (us_neg:@var{m} @var{x})
2026 These two expressions represent the negation (subtraction from zero) of
2027 the value represented by @var{x}, carried out in mode @var{m}.  They
2028 differ in the behavior on overflow of integer modes.  In the case of
2029 @code{neg}, the negation of the operand may be a number not representable
2030 in mode @var{m}, in which case it is truncated to @var{m}.  @code{ss_neg}
2031 and @code{us_neg} ensure that an out-of-bounds result saturates to the
2032 maximum or minimum signed or unsigned value.
2034 @findex mult
2035 @findex ss_mult
2036 @findex us_mult
2037 @cindex multiplication
2038 @cindex product
2039 @cindex multiplication with signed saturation
2040 @cindex multiplication with unsigned saturation
2041 @item (mult:@var{m} @var{x} @var{y})
2042 @itemx (ss_mult:@var{m} @var{x} @var{y})
2043 @itemx (us_mult:@var{m} @var{x} @var{y})
2044 Represents the signed product of the values represented by @var{x} and
2045 @var{y} carried out in machine mode @var{m}.
2046 @code{ss_mult} and @code{us_mult} ensure that an out-of-bounds result
2047 saturates to the maximum or minimum signed or unsigned value.
2049 Some machines support a multiplication that generates a product wider
2050 than the operands.  Write the pattern for this as
2052 @smallexample
2053 (mult:@var{m} (sign_extend:@var{m} @var{x}) (sign_extend:@var{m} @var{y}))
2054 @end smallexample
2056 where @var{m} is wider than the modes of @var{x} and @var{y}, which need
2057 not be the same.
2059 For unsigned widening multiplication, use the same idiom, but with
2060 @code{zero_extend} instead of @code{sign_extend}.
2062 @findex div
2063 @findex ss_div
2064 @cindex division
2065 @cindex signed division
2066 @cindex signed division with signed saturation
2067 @cindex quotient
2068 @item (div:@var{m} @var{x} @var{y})
2069 @itemx (ss_div:@var{m} @var{x} @var{y})
2070 Represents the quotient in signed division of @var{x} by @var{y},
2071 carried out in machine mode @var{m}.  If @var{m} is a floating point
2072 mode, it represents the exact quotient; otherwise, the integerized
2073 quotient.
2074 @code{ss_div} ensures that an out-of-bounds result saturates to the maximum
2075 or minimum signed value.
2077 Some machines have division instructions in which the operands and
2078 quotient widths are not all the same; you should represent
2079 such instructions using @code{truncate} and @code{sign_extend} as in,
2081 @smallexample
2082 (truncate:@var{m1} (div:@var{m2} @var{x} (sign_extend:@var{m2} @var{y})))
2083 @end smallexample
2085 @findex udiv
2086 @cindex unsigned division
2087 @cindex unsigned division with unsigned saturation
2088 @cindex division
2089 @item (udiv:@var{m} @var{x} @var{y})
2090 @itemx (us_div:@var{m} @var{x} @var{y})
2091 Like @code{div} but represents unsigned division.
2092 @code{us_div} ensures that an out-of-bounds result saturates to the maximum
2093 or minimum unsigned value.
2095 @findex mod
2096 @findex umod
2097 @cindex remainder
2098 @cindex division
2099 @item (mod:@var{m} @var{x} @var{y})
2100 @itemx (umod:@var{m} @var{x} @var{y})
2101 Like @code{div} and @code{udiv} but represent the remainder instead of
2102 the quotient.
2104 @findex smin
2105 @findex smax
2106 @cindex signed minimum
2107 @cindex signed maximum
2108 @item (smin:@var{m} @var{x} @var{y})
2109 @itemx (smax:@var{m} @var{x} @var{y})
2110 Represents the smaller (for @code{smin}) or larger (for @code{smax}) of
2111 @var{x} and @var{y}, interpreted as signed values in mode @var{m}.
2112 When used with floating point, if both operands are zeros, or if either
2113 operand is @code{NaN}, then it is unspecified which of the two operands
2114 is returned as the result.
2116 @findex umin
2117 @findex umax
2118 @cindex unsigned minimum and maximum
2119 @item (umin:@var{m} @var{x} @var{y})
2120 @itemx (umax:@var{m} @var{x} @var{y})
2121 Like @code{smin} and @code{smax}, but the values are interpreted as unsigned
2122 integers.
2124 @findex not
2125 @cindex complement, bitwise
2126 @cindex bitwise complement
2127 @item (not:@var{m} @var{x})
2128 Represents the bitwise complement of the value represented by @var{x},
2129 carried out in mode @var{m}, which must be a fixed-point machine mode.
2131 @findex and
2132 @cindex logical-and, bitwise
2133 @cindex bitwise logical-and
2134 @item (and:@var{m} @var{x} @var{y})
2135 Represents the bitwise logical-and of the values represented by
2136 @var{x} and @var{y}, carried out in machine mode @var{m}, which must be
2137 a fixed-point machine mode.
2139 @findex ior
2140 @cindex inclusive-or, bitwise
2141 @cindex bitwise inclusive-or
2142 @item (ior:@var{m} @var{x} @var{y})
2143 Represents the bitwise inclusive-or of the values represented by @var{x}
2144 and @var{y}, carried out in machine mode @var{m}, which must be a
2145 fixed-point mode.
2147 @findex xor
2148 @cindex exclusive-or, bitwise
2149 @cindex bitwise exclusive-or
2150 @item (xor:@var{m} @var{x} @var{y})
2151 Represents the bitwise exclusive-or of the values represented by @var{x}
2152 and @var{y}, carried out in machine mode @var{m}, which must be a
2153 fixed-point mode.
2155 @findex ashift
2156 @findex ss_ashift
2157 @findex us_ashift
2158 @cindex left shift
2159 @cindex shift
2160 @cindex arithmetic shift
2161 @cindex arithmetic shift with signed saturation
2162 @cindex arithmetic shift with unsigned saturation
2163 @item (ashift:@var{m} @var{x} @var{c})
2164 @itemx (ss_ashift:@var{m} @var{x} @var{c})
2165 @itemx (us_ashift:@var{m} @var{x} @var{c})
2166 These three expressions represent the result of arithmetically shifting @var{x}
2167 left by @var{c} places.  They differ in their behavior on overflow of integer
2168 modes.  An @code{ashift} operation is a plain shift with no special behavior
2169 in case of a change in the sign bit; @code{ss_ashift} and @code{us_ashift}
2170 saturates to the minimum or maximum representable value if any of the bits
2171 shifted out differs from the final sign bit.
2173 @var{x} have mode @var{m}, a fixed-point machine mode.  @var{c}
2174 be a fixed-point mode or be a constant with mode @code{VOIDmode}; which
2175 mode is determined by the mode called for in the machine description
2176 entry for the left-shift instruction.  For example, on the VAX, the mode
2177 of @var{c} is @code{QImode} regardless of @var{m}.
2179 @findex lshiftrt
2180 @cindex right shift
2181 @findex ashiftrt
2182 @item (lshiftrt:@var{m} @var{x} @var{c})
2183 @itemx (ashiftrt:@var{m} @var{x} @var{c})
2184 Like @code{ashift} but for right shift.  Unlike the case for left shift,
2185 these two operations are distinct.
2187 @findex rotate
2188 @cindex rotate
2189 @cindex left rotate
2190 @findex rotatert
2191 @cindex right rotate
2192 @item (rotate:@var{m} @var{x} @var{c})
2193 @itemx (rotatert:@var{m} @var{x} @var{c})
2194 Similar but represent left and right rotate.  If @var{c} is a constant,
2195 use @code{rotate}.
2197 @findex abs
2198 @cindex absolute value
2199 @item (abs:@var{m} @var{x})
2200 Represents the absolute value of @var{x}, computed in mode @var{m}.
2202 @findex sqrt
2203 @cindex square root
2204 @item (sqrt:@var{m} @var{x})
2205 Represents the square root of @var{x}, computed in mode @var{m}.
2206 Most often @var{m} will be a floating point mode.
2208 @findex ffs
2209 @item (ffs:@var{m} @var{x})
2210 Represents one plus the index of the least significant 1-bit in
2211 @var{x}, represented as an integer of mode @var{m}.  (The value is
2212 zero if @var{x} is zero.)  The mode of @var{x} need not be @var{m};
2213 depending on the target machine, various mode combinations may be
2214 valid.
2216 @findex clz
2217 @item (clz:@var{m} @var{x})
2218 Represents the number of leading 0-bits in @var{x}, represented as an
2219 integer of mode @var{m}, starting at the most significant bit position.
2220 If @var{x} is zero, the value is determined by
2221 @code{CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO}.  Note that this is one of
2222 the few expressions that is not invariant under widening.  The mode of
2223 @var{x} will usually be an integer mode.
2225 @findex ctz
2226 @item (ctz:@var{m} @var{x})
2227 Represents the number of trailing 0-bits in @var{x}, represented as an
2228 integer of mode @var{m}, starting at the least significant bit position.
2229 If @var{x} is zero, the value is determined by
2230 @code{CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO}.  Except for this case,
2231 @code{ctz(x)} is equivalent to @code{ffs(@var{x}) - 1}.  The mode of
2232 @var{x} will usually be an integer mode.
2234 @findex popcount
2235 @item (popcount:@var{m} @var{x})
2236 Represents the number of 1-bits in @var{x}, represented as an integer of
2237 mode @var{m}.  The mode of @var{x} will usually be an integer mode.
2239 @findex parity
2240 @item (parity:@var{m} @var{x})
2241 Represents the number of 1-bits modulo 2 in @var{x}, represented as an
2242 integer of mode @var{m}.  The mode of @var{x} will usually be an integer
2243 mode.
2245 @findex bswap
2246 @item (bswap:@var{m} @var{x})
2247 Represents the value @var{x} with the order of bytes reversed, carried out
2248 in mode @var{m}, which must be a fixed-point machine mode.
2249 @end table
2251 @node Comparisons
2252 @section Comparison Operations
2253 @cindex RTL comparison operations
2255 Comparison operators test a relation on two operands and are considered
2256 to represent a machine-dependent nonzero value described by, but not
2257 necessarily equal to, @code{STORE_FLAG_VALUE} (@pxref{Misc})
2258 if the relation holds, or zero if it does not, for comparison operators
2259 whose results have a `MODE_INT' mode,
2260 @code{FLOAT_STORE_FLAG_VALUE} (@pxref{Misc}) if the relation holds, or
2261 zero if it does not, for comparison operators that return floating-point
2262 values, and a vector of either @code{VECTOR_STORE_FLAG_VALUE} (@pxref{Misc})
2263 if the relation holds, or of zeros if it does not, for comparison operators
2264 that return vector results.
2265 The mode of the comparison operation is independent of the mode
2266 of the data being compared.  If the comparison operation is being tested
2267 (e.g., the first operand of an @code{if_then_else}), the mode must be
2268 @code{VOIDmode}.
2270 @cindex condition codes
2271 There are two ways that comparison operations may be used.  The
2272 comparison operators may be used to compare the condition codes
2273 @code{(cc0)} against zero, as in @code{(eq (cc0) (const_int 0))}.  Such
2274 a construct actually refers to the result of the preceding instruction
2275 in which the condition codes were set.  The instruction setting the
2276 condition code must be adjacent to the instruction using the condition
2277 code; only @code{note} insns may separate them.
2279 Alternatively, a comparison operation may directly compare two data
2280 objects.  The mode of the comparison is determined by the operands; they
2281 must both be valid for a common machine mode.  A comparison with both
2282 operands constant would be invalid as the machine mode could not be
2283 deduced from it, but such a comparison should never exist in RTL due to
2284 constant folding.
2286 In the example above, if @code{(cc0)} were last set to
2287 @code{(compare @var{x} @var{y})}, the comparison operation is
2288 identical to @code{(eq @var{x} @var{y})}.  Usually only one style
2289 of comparisons is supported on a particular machine, but the combine
2290 pass will try to merge the operations to produce the @code{eq} shown
2291 in case it exists in the context of the particular insn involved.
2293 Inequality comparisons come in two flavors, signed and unsigned.  Thus,
2294 there are distinct expression codes @code{gt} and @code{gtu} for signed and
2295 unsigned greater-than.  These can produce different results for the same
2296 pair of integer values: for example, 1 is signed greater-than @minus{}1 but not
2297 unsigned greater-than, because @minus{}1 when regarded as unsigned is actually
2298 @code{0xffffffff} which is greater than 1.
2300 The signed comparisons are also used for floating point values.  Floating
2301 point comparisons are distinguished by the machine modes of the operands.
2303 @table @code
2304 @findex eq
2305 @cindex equal
2306 @item (eq:@var{m} @var{x} @var{y})
2307 @code{STORE_FLAG_VALUE} if the values represented by @var{x} and @var{y}
2308 are equal, otherwise 0.
2310 @findex ne
2311 @cindex not equal
2312 @item (ne:@var{m} @var{x} @var{y})
2313 @code{STORE_FLAG_VALUE} if the values represented by @var{x} and @var{y}
2314 are not equal, otherwise 0.
2316 @findex gt
2317 @cindex greater than
2318 @item (gt:@var{m} @var{x} @var{y})
2319 @code{STORE_FLAG_VALUE} if the @var{x} is greater than @var{y}.  If they
2320 are fixed-point, the comparison is done in a signed sense.
2322 @findex gtu
2323 @cindex greater than
2324 @cindex unsigned greater than
2325 @item (gtu:@var{m} @var{x} @var{y})
2326 Like @code{gt} but does unsigned comparison, on fixed-point numbers only.
2328 @findex lt
2329 @cindex less than
2330 @findex ltu
2331 @cindex unsigned less than
2332 @item (lt:@var{m} @var{x} @var{y})
2333 @itemx (ltu:@var{m} @var{x} @var{y})
2334 Like @code{gt} and @code{gtu} but test for ``less than''.
2336 @findex ge
2337 @cindex greater than
2338 @findex geu
2339 @cindex unsigned greater than
2340 @item (ge:@var{m} @var{x} @var{y})
2341 @itemx (geu:@var{m} @var{x} @var{y})
2342 Like @code{gt} and @code{gtu} but test for ``greater than or equal''.
2344 @findex le
2345 @cindex less than or equal
2346 @findex leu
2347 @cindex unsigned less than
2348 @item (le:@var{m} @var{x} @var{y})
2349 @itemx (leu:@var{m} @var{x} @var{y})
2350 Like @code{gt} and @code{gtu} but test for ``less than or equal''.
2352 @findex if_then_else
2353 @item (if_then_else @var{cond} @var{then} @var{else})
2354 This is not a comparison operation but is listed here because it is
2355 always used in conjunction with a comparison operation.  To be
2356 precise, @var{cond} is a comparison expression.  This expression
2357 represents a choice, according to @var{cond}, between the value
2358 represented by @var{then} and the one represented by @var{else}.
2360 On most machines, @code{if_then_else} expressions are valid only
2361 to express conditional jumps.
2363 @findex cond
2364 @item (cond [@var{test1} @var{value1} @var{test2} @var{value2} @dots{}] @var{default})
2365 Similar to @code{if_then_else}, but more general.  Each of @var{test1},
2366 @var{test2}, @dots{} is performed in turn.  The result of this expression is
2367 the @var{value} corresponding to the first nonzero test, or @var{default} if
2368 none of the tests are nonzero expressions.
2370 This is currently not valid for instruction patterns and is supported only
2371 for insn attributes.  @xref{Insn Attributes}.
2372 @end table
2374 @node Bit-Fields
2375 @section Bit-Fields
2376 @cindex bit-fields
2378 Special expression codes exist to represent bit-field instructions.
2380 @table @code
2381 @findex sign_extract
2382 @cindex @code{BITS_BIG_ENDIAN}, effect on @code{sign_extract}
2383 @item (sign_extract:@var{m} @var{loc} @var{size} @var{pos})
2384 This represents a reference to a sign-extended bit-field contained or
2385 starting in @var{loc} (a memory or register reference).  The bit-field
2386 is @var{size} bits wide and starts at bit @var{pos}.  The compilation
2387 option @code{BITS_BIG_ENDIAN} says which end of the memory unit
2388 @var{pos} counts from.
2390 If @var{loc} is in memory, its mode must be a single-byte integer mode.
2391 If @var{loc} is in a register, the mode to use is specified by the
2392 operand of the @code{insv} or @code{extv} pattern
2393 (@pxref{Standard Names}) and is usually a full-word integer mode,
2394 which is the default if none is specified.
2396 The mode of @var{pos} is machine-specific and is also specified
2397 in the @code{insv} or @code{extv} pattern.
2399 The mode @var{m} is the same as the mode that would be used for
2400 @var{loc} if it were a register.
2402 A @code{sign_extract} can not appear as an lvalue, or part thereof,
2403 in RTL.
2405 @findex zero_extract
2406 @item (zero_extract:@var{m} @var{loc} @var{size} @var{pos})
2407 Like @code{sign_extract} but refers to an unsigned or zero-extended
2408 bit-field.  The same sequence of bits are extracted, but they
2409 are filled to an entire word with zeros instead of by sign-extension.
2411 Unlike @code{sign_extract}, this type of expressions can be lvalues
2412 in RTL; they may appear on the left side of an assignment, indicating
2413 insertion of a value into the specified bit-field.
2414 @end table
2416 @node Vector Operations
2417 @section Vector Operations
2418 @cindex vector operations
2420 All normal RTL expressions can be used with vector modes; they are
2421 interpreted as operating on each part of the vector independently.
2422 Additionally, there are a few new expressions to describe specific vector
2423 operations.
2425 @table @code
2426 @findex vec_merge
2427 @item (vec_merge:@var{m} @var{vec1} @var{vec2} @var{items})
2428 This describes a merge operation between two vectors.  The result is a vector
2429 of mode @var{m}; its elements are selected from either @var{vec1} or
2430 @var{vec2}.  Which elements are selected is described by @var{items}, which
2431 is a bit mask represented by a @code{const_int}; a zero bit indicates the
2432 corresponding element in the result vector is taken from @var{vec2} while
2433 a set bit indicates it is taken from @var{vec1}.
2435 @findex vec_select
2436 @item (vec_select:@var{m} @var{vec1} @var{selection})
2437 This describes an operation that selects parts of a vector.  @var{vec1} is
2438 the source vector, @var{selection} is a @code{parallel} that contains a
2439 @code{const_int} for each of the subparts of the result vector, giving the
2440 number of the source subpart that should be stored into it.
2442 @findex vec_concat
2443 @item (vec_concat:@var{m} @var{vec1} @var{vec2})
2444 Describes a vector concat operation.  The result is a concatenation of the
2445 vectors @var{vec1} and @var{vec2}; its length is the sum of the lengths of
2446 the two inputs.
2448 @findex vec_duplicate
2449 @item (vec_duplicate:@var{m} @var{vec})
2450 This operation converts a small vector into a larger one by duplicating the
2451 input values.  The output vector mode must have the same submodes as the
2452 input vector mode, and the number of output parts must be an integer multiple
2453 of the number of input parts.
2455 @end table
2457 @node Conversions
2458 @section Conversions
2459 @cindex conversions
2460 @cindex machine mode conversions
2462 All conversions between machine modes must be represented by
2463 explicit conversion operations.  For example, an expression
2464 which is the sum of a byte and a full word cannot be written as
2465 @code{(plus:SI (reg:QI 34) (reg:SI 80))} because the @code{plus}
2466 operation requires two operands of the same machine mode.
2467 Therefore, the byte-sized operand is enclosed in a conversion
2468 operation, as in
2470 @smallexample
2471 (plus:SI (sign_extend:SI (reg:QI 34)) (reg:SI 80))
2472 @end smallexample
2474 The conversion operation is not a mere placeholder, because there
2475 may be more than one way of converting from a given starting mode
2476 to the desired final mode.  The conversion operation code says how
2477 to do it.
2479 For all conversion operations, @var{x} must not be @code{VOIDmode}
2480 because the mode in which to do the conversion would not be known.
2481 The conversion must either be done at compile-time or @var{x}
2482 must be placed into a register.
2484 @table @code
2485 @findex sign_extend
2486 @item (sign_extend:@var{m} @var{x})
2487 Represents the result of sign-extending the value @var{x}
2488 to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a fixed-point mode
2489 and @var{x} a fixed-point value of a mode narrower than @var{m}.
2491 @findex zero_extend
2492 @item (zero_extend:@var{m} @var{x})
2493 Represents the result of zero-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}.
2497 @findex float_extend
2498 @item (float_extend:@var{m} @var{x})
2499 Represents the result of extending the value @var{x}
2500 to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a floating point mode
2501 and @var{x} a floating point value of a mode narrower than @var{m}.
2503 @findex truncate
2504 @item (truncate:@var{m} @var{x})
2505 Represents the result of truncating the value @var{x}
2506 to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a fixed-point mode
2507 and @var{x} a fixed-point value of a mode wider than @var{m}.
2509 @findex ss_truncate
2510 @item (ss_truncate:@var{m} @var{x})
2511 Represents the result of truncating the value @var{x}
2512 to machine mode @var{m}, using signed saturation in the case of
2513 overflow.  Both @var{m} and the mode of @var{x} must be fixed-point
2514 modes.
2516 @findex us_truncate
2517 @item (us_truncate:@var{m} @var{x})
2518 Represents the result of truncating the value @var{x}
2519 to machine mode @var{m}, using unsigned saturation in the case of
2520 overflow.  Both @var{m} and the mode of @var{x} must be fixed-point
2521 modes.
2523 @findex float_truncate
2524 @item (float_truncate:@var{m} @var{x})
2525 Represents the result of truncating the value @var{x}
2526 to machine mode @var{m}.  @var{m} must be a floating point mode
2527 and @var{x} a floating point value of a mode wider than @var{m}.
2529 @findex float
2530 @item (float:@var{m} @var{x})
2531 Represents the result of converting fixed point value @var{x},
2532 regarded as signed, to floating point mode @var{m}.
2534 @findex unsigned_float
2535 @item (unsigned_float:@var{m} @var{x})
2536 Represents the result of converting fixed point value @var{x},
2537 regarded as unsigned, to floating point mode @var{m}.
2539 @findex fix
2540 @item (fix:@var{m} @var{x})
2541 When @var{m} is a fixed point mode, represents the result of
2542 converting floating point value @var{x} to mode @var{m}, regarded as
2543 signed.  How rounding is done is not specified, so this operation may
2544 be used validly in compiling C code only for integer-valued operands.
2546 @findex unsigned_fix
2547 @item (unsigned_fix:@var{m} @var{x})
2548 Represents the result of converting floating point value @var{x} to
2549 fixed point mode @var{m}, regarded as unsigned.  How rounding is done
2550 is not specified.
2552 @findex fix
2553 @item (fix:@var{m} @var{x})
2554 When @var{m} is a floating point mode, represents the result of
2555 converting floating point value @var{x} (valid for mode @var{m}) to an
2556 integer, still represented in floating point mode @var{m}, by rounding
2557 towards zero.
2559 @findex fract_convert
2560 @item (fract_convert:@var{m} @var{x})
2561 Represents the result of converting fixed-point value @var{x} to
2562 fixed-point mode @var{m}, signed integer value @var{x} to
2563 fixed-point mode @var{m}, floating-point value @var{x} to
2564 fixed-point mode @var{m}, fixed-point value @var{x} to integer mode @var{m}
2565 regarded as signed, or fixed-point value @var{x} to floating-point mode @var{m}.
2566 When overflows or underflows happen, the results are undefined.
2568 @findex sat_fract
2569 @item (sat_fract:@var{m} @var{x})
2570 Represents the result of converting fixed-point value @var{x} to
2571 fixed-point mode @var{m}, signed integer value @var{x} to
2572 fixed-point mode @var{m}, or floating-point value @var{x} to
2573 fixed-point mode @var{m}.
2574 When overflows or underflows happen, the results are saturated to the
2575 maximum or the minimum.
2577 @findex unsigned_fract_convert
2578 @item (unsigned_fract_convert:@var{m} @var{x})
2579 Represents the result of converting fixed-point value @var{x} to
2580 integer mode @var{m} regarded as unsigned, or unsigned integer value @var{x} to
2581 fixed-point mode @var{m}.
2582 When overflows or underflows happen, the results are undefined.
2584 @findex unsigned_sat_fract
2585 @item (unsigned_sat_fract:@var{m} @var{x})
2586 Represents the result of converting unsigned integer value @var{x} to
2587 fixed-point mode @var{m}.
2588 When overflows or underflows happen, the results are saturated to the
2589 maximum or the minimum.
2590 @end table
2592 @node RTL Declarations
2593 @section Declarations
2594 @cindex RTL declarations
2595 @cindex declarations, RTL
2597 Declaration expression codes do not represent arithmetic operations
2598 but rather state assertions about their operands.
2600 @table @code
2601 @findex strict_low_part
2602 @cindex @code{subreg}, in @code{strict_low_part}
2603 @item (strict_low_part (subreg:@var{m} (reg:@var{n} @var{r}) 0))
2604 This expression code is used in only one context: as the destination operand of a
2605 @code{set} expression.  In addition, the operand of this expression
2606 must be a non-paradoxical @code{subreg} expression.
2608 The presence of @code{strict_low_part} says that the part of the
2609 register which is meaningful in mode @var{n}, but is not part of
2610 mode @var{m}, is not to be altered.  Normally, an assignment to such
2611 a subreg is allowed to have undefined effects on the rest of the
2612 register when @var{m} is less than a word.
2613 @end table
2615 @node Side Effects
2616 @section Side Effect Expressions
2617 @cindex RTL side effect expressions
2619 The expression codes described so far represent values, not actions.
2620 But machine instructions never produce values; they are meaningful
2621 only for their side effects on the state of the machine.  Special
2622 expression codes are used to represent side effects.
2624 The body of an instruction is always one of these side effect codes;
2625 the codes described above, which represent values, appear only as
2626 the operands of these.
2628 @table @code
2629 @findex set
2630 @item (set @var{lval} @var{x})
2631 Represents the action of storing the value of @var{x} into the place
2632 represented by @var{lval}.  @var{lval} must be an expression
2633 representing a place that can be stored in: @code{reg} (or @code{subreg},
2634 @code{strict_low_part} or @code{zero_extract}), @code{mem}, @code{pc},
2635 @code{parallel}, or @code{cc0}.
2637 If @var{lval} is a @code{reg}, @code{subreg} or @code{mem}, it has a
2638 machine mode; then @var{x} must be valid for that mode.
2640 If @var{lval} is a @code{reg} whose machine mode is less than the full
2641 width of the register, then it means that the part of the register
2642 specified by the machine mode is given the specified value and the
2643 rest of the register receives an undefined value.  Likewise, if
2644 @var{lval} is a @code{subreg} whose machine mode is narrower than
2645 the mode of the register, the rest of the register can be changed in
2646 an undefined way.
2648 If @var{lval} is a @code{strict_low_part} of a subreg, then the part
2649 of the register specified by the machine mode of the @code{subreg} is
2650 given the value @var{x} and the rest of the register is not changed.
2652 If @var{lval} is a @code{zero_extract}, then the referenced part of
2653 the bit-field (a memory or register reference) specified by the
2654 @code{zero_extract} is given the value @var{x} and the rest of the
2655 bit-field is not changed.  Note that @code{sign_extract} can not
2656 appear in @var{lval}.
2658 If @var{lval} is @code{(cc0)}, it has no machine mode, and @var{x} may
2659 be either a @code{compare} expression or a value that may have any mode.
2660 The latter case represents a ``test'' instruction.  The expression
2661 @code{(set (cc0) (reg:@var{m} @var{n}))} is equivalent to
2662 @code{(set (cc0) (compare (reg:@var{m} @var{n}) (const_int 0)))}.
2663 Use the former expression to save space during the compilation.
2665 If @var{lval} is a @code{parallel}, it is used to represent the case of
2666 a function returning a structure in multiple registers.  Each element
2667 of the @code{parallel} is an @code{expr_list} whose first operand is a
2668 @code{reg} and whose second operand is a @code{const_int} representing the
2669 offset (in bytes) into the structure at which the data in that register
2670 corresponds.  The first element may be null to indicate that the structure
2671 is also passed partly in memory.
2673 @cindex jump instructions and @code{set}
2674 @cindex @code{if_then_else} usage
2675 If @var{lval} is @code{(pc)}, we have a jump instruction, and the
2676 possibilities for @var{x} are very limited.  It may be a
2677 @code{label_ref} expression (unconditional jump).  It may be an
2678 @code{if_then_else} (conditional jump), in which case either the
2679 second or the third operand must be @code{(pc)} (for the case which
2680 does not jump) and the other of the two must be a @code{label_ref}
2681 (for the case which does jump).  @var{x} may also be a @code{mem} or
2682 @code{(plus:SI (pc) @var{y})}, where @var{y} may be a @code{reg} or a
2683 @code{mem}; these unusual patterns are used to represent jumps through
2684 branch tables.
2686 If @var{lval} is neither @code{(cc0)} nor @code{(pc)}, the mode of
2687 @var{lval} must not be @code{VOIDmode} and the mode of @var{x} must be
2688 valid for the mode of @var{lval}.
2690 @findex SET_DEST
2691 @findex SET_SRC
2692 @var{lval} is customarily accessed with the @code{SET_DEST} macro and
2693 @var{x} with the @code{SET_SRC} macro.
2695 @findex return
2696 @item (return)
2697 As the sole expression in a pattern, represents a return from the
2698 current function, on machines where this can be done with one
2699 instruction, such as VAXen.  On machines where a multi-instruction
2700 ``epilogue'' must be executed in order to return from the function,
2701 returning is done by jumping to a label which precedes the epilogue, and
2702 the @code{return} expression code is never used.
2704 Inside an @code{if_then_else} expression, represents the value to be
2705 placed in @code{pc} to return to the caller.
2707 Note that an insn pattern of @code{(return)} is logically equivalent to
2708 @code{(set (pc) (return))}, but the latter form is never used.
2710 @findex call
2711 @item (call @var{function} @var{nargs})
2712 Represents a function call.  @var{function} is a @code{mem} expression
2713 whose address is the address of the function to be called.
2714 @var{nargs} is an expression which can be used for two purposes: on
2715 some machines it represents the number of bytes of stack argument; on
2716 others, it represents the number of argument registers.
2718 Each machine has a standard machine mode which @var{function} must
2719 have.  The machine description defines macro @code{FUNCTION_MODE} to
2720 expand into the requisite mode name.  The purpose of this mode is to
2721 specify what kind of addressing is allowed, on machines where the
2722 allowed kinds of addressing depend on the machine mode being
2723 addressed.
2725 @findex clobber
2726 @item (clobber @var{x})
2727 Represents the storing or possible storing of an unpredictable,
2728 undescribed value into @var{x}, which must be a @code{reg},
2729 @code{scratch}, @code{parallel} or @code{mem} expression.
2731 One place this is used is in string instructions that store standard
2732 values into particular hard registers.  It may not be worth the
2733 trouble to describe the values that are stored, but it is essential to
2734 inform the compiler that the registers will be altered, lest it
2735 attempt to keep data in them across the string instruction.
2737 If @var{x} is @code{(mem:BLK (const_int 0))} or
2738 @code{(mem:BLK (scratch))}, it means that all memory
2739 locations must be presumed clobbered.  If @var{x} is a @code{parallel},
2740 it has the same meaning as a @code{parallel} in a @code{set} expression.
2742 Note that the machine description classifies certain hard registers as
2743 ``call-clobbered''.  All function call instructions are assumed by
2744 default to clobber these registers, so there is no need to use
2745 @code{clobber} expressions to indicate this fact.  Also, each function
2746 call is assumed to have the potential to alter any memory location,
2747 unless the function is declared @code{const}.
2749 If the last group of expressions in a @code{parallel} are each a
2750 @code{clobber} expression whose arguments are @code{reg} or
2751 @code{match_scratch} (@pxref{RTL Template}) expressions, the combiner
2752 phase can add the appropriate @code{clobber} expressions to an insn it
2753 has constructed when doing so will cause a pattern to be matched.
2755 This feature can be used, for example, on a machine that whose multiply
2756 and add instructions don't use an MQ register but which has an
2757 add-accumulate instruction that does clobber the MQ register.  Similarly,
2758 a combined instruction might require a temporary register while the
2759 constituent instructions might not.
2761 When a @code{clobber} expression for a register appears inside a
2762 @code{parallel} with other side effects, the register allocator
2763 guarantees that the register is unoccupied both before and after that
2764 insn.  However, the reload phase may allocate a register used for one of
2765 the inputs unless the @samp{&} constraint is specified for the selected
2766 alternative (@pxref{Modifiers}).  You can clobber either a specific hard
2767 register, a pseudo register, or a @code{scratch} expression; in the
2768 latter two cases, GCC will allocate a hard register that is available
2769 there for use as a temporary.
2771 For instructions that require a temporary register, you should use
2772 @code{scratch} instead of a pseudo-register because this will allow the
2773 combiner phase to add the @code{clobber} when required.  You do this by
2774 coding (@code{clobber} (@code{match_scratch} @dots{})).  If you do
2775 clobber a pseudo register, use one which appears nowhere else---generate
2776 a new one each time.  Otherwise, you may confuse CSE@.
2778 There is one other known use for clobbering a pseudo register in a
2779 @code{parallel}: when one of the input operands of the insn is also
2780 clobbered by the insn.  In this case, using the same pseudo register in
2781 the clobber and elsewhere in the insn produces the expected results.
2783 @findex use
2784 @item (use @var{x})
2785 Represents the use of the value of @var{x}.  It indicates that the
2786 value in @var{x} at this point in the program is needed, even though
2787 it may not be apparent why this is so.  Therefore, the compiler will
2788 not attempt to delete previous instructions whose only effect is to
2789 store a value in @var{x}.  @var{x} must be a @code{reg} expression.
2791 In some situations, it may be tempting to add a @code{use} of a
2792 register in a @code{parallel} to describe a situation where the value
2793 of a special register will modify the behavior of the instruction.
2794 An hypothetical example might be a pattern for an addition that can
2795 either wrap around or use saturating addition depending on the value
2796 of a special control register:
2798 @smallexample
2799 (parallel [(set (reg:SI 2) (unspec:SI [(reg:SI 3)
2800                                        (reg:SI 4)] 0))
2801            (use (reg:SI 1))])
2802 @end smallexample
2804 @noindent
2806 This will not work, several of the optimizers only look at expressions
2807 locally; it is very likely that if you have multiple insns with
2808 identical inputs to the @code{unspec}, they will be optimized away even
2809 if register 1 changes in between.
2811 This means that @code{use} can @emph{only} be used to describe
2812 that the register is live.  You should think twice before adding
2813 @code{use} statements, more often you will want to use @code{unspec}
2814 instead.  The @code{use} RTX is most commonly useful to describe that
2815 a fixed register is implicitly used in an insn.  It is also safe to use
2816 in patterns where the compiler knows for other reasons that the result
2817 of the whole pattern is variable, such as @samp{movmem@var{m}} or
2818 @samp{call} patterns.
2820 During the reload phase, an insn that has a @code{use} as pattern
2821 can carry a reg_equal note.  These @code{use} insns will be deleted
2822 before the reload phase exits.
2824 During the delayed branch scheduling phase, @var{x} may be an insn.
2825 This indicates that @var{x} previously was located at this place in the
2826 code and its data dependencies need to be taken into account.  These
2827 @code{use} insns will be deleted before the delayed branch scheduling
2828 phase exits.
2830 @findex parallel
2831 @item (parallel [@var{x0} @var{x1} @dots{}])
2832 Represents several side effects performed in parallel.  The square
2833 brackets stand for a vector; the operand of @code{parallel} is a
2834 vector of expressions.  @var{x0}, @var{x1} and so on are individual
2835 side effect expressions---expressions of code @code{set}, @code{call},
2836 @code{return}, @code{clobber} or @code{use}.
2838 ``In parallel'' means that first all the values used in the individual
2839 side-effects are computed, and second all the actual side-effects are
2840 performed.  For example,
2842 @smallexample
2843 (parallel [(set (reg:SI 1) (mem:SI (reg:SI 1)))
2844            (set (mem:SI (reg:SI 1)) (reg:SI 1))])
2845 @end smallexample
2847 @noindent
2848 says unambiguously that the values of hard register 1 and the memory
2849 location addressed by it are interchanged.  In both places where
2850 @code{(reg:SI 1)} appears as a memory address it refers to the value
2851 in register 1 @emph{before} the execution of the insn.
2853 It follows that it is @emph{incorrect} to use @code{parallel} and
2854 expect the result of one @code{set} to be available for the next one.
2855 For example, people sometimes attempt to represent a jump-if-zero
2856 instruction this way:
2858 @smallexample
2859 (parallel [(set (cc0) (reg:SI 34))
2860            (set (pc) (if_then_else
2861                         (eq (cc0) (const_int 0))
2862                         (label_ref @dots{})
2863                         (pc)))])
2864 @end smallexample
2866 @noindent
2867 But this is incorrect, because it says that the jump condition depends
2868 on the condition code value @emph{before} this instruction, not on the
2869 new value that is set by this instruction.
2871 @cindex peephole optimization, RTL representation
2872 Peephole optimization, which takes place together with final assembly
2873 code output, can produce insns whose patterns consist of a @code{parallel}
2874 whose elements are the operands needed to output the resulting
2875 assembler code---often @code{reg}, @code{mem} or constant expressions.
2876 This would not be well-formed RTL at any other stage in compilation,
2877 but it is ok then because no further optimization remains to be done.
2878 However, the definition of the macro @code{NOTICE_UPDATE_CC}, if
2879 any, must deal with such insns if you define any peephole optimizations.
2881 @findex cond_exec
2882 @item (cond_exec [@var{cond} @var{expr}])
2883 Represents a conditionally executed expression.  The @var{expr} is
2884 executed only if the @var{cond} is nonzero.  The @var{cond} expression
2885 must not have side-effects, but the @var{expr} may very well have
2886 side-effects.
2888 @findex sequence
2889 @item (sequence [@var{insns} @dots{}])
2890 Represents a sequence of insns.  Each of the @var{insns} that appears
2891 in the vector is suitable for appearing in the chain of insns, so it
2892 must be an @code{insn}, @code{jump_insn}, @code{call_insn},
2893 @code{code_label}, @code{barrier} or @code{note}.
2895 A @code{sequence} RTX is never placed in an actual insn during RTL
2896 generation.  It represents the sequence of insns that result from a
2897 @code{define_expand} @emph{before} those insns are passed to
2898 @code{emit_insn} to insert them in the chain of insns.  When actually
2899 inserted, the individual sub-insns are separated out and the
2900 @code{sequence} is forgotten.
2902 After delay-slot scheduling is completed, an insn and all the insns that
2903 reside in its delay slots are grouped together into a @code{sequence}.
2904 The insn requiring the delay slot is the first insn in the vector;
2905 subsequent insns are to be placed in the delay slot.
2907 @code{INSN_ANNULLED_BRANCH_P} is set on an insn in a delay slot to
2908 indicate that a branch insn should be used that will conditionally annul
2909 the effect of the insns in the delay slots.  In such a case,
2910 @code{INSN_FROM_TARGET_P} indicates that the insn is from the target of
2911 the branch and should be executed only if the branch is taken; otherwise
2912 the insn should be executed only if the branch is not taken.
2913 @xref{Delay Slots}.
2914 @end table
2916 These expression codes appear in place of a side effect, as the body of
2917 an insn, though strictly speaking they do not always describe side
2918 effects as such:
2920 @table @code
2921 @findex asm_input
2922 @item (asm_input @var{s})
2923 Represents literal assembler code as described by the string @var{s}.
2925 @findex unspec
2926 @findex unspec_volatile
2927 @item (unspec [@var{operands} @dots{}] @var{index})
2928 @itemx (unspec_volatile [@var{operands} @dots{}] @var{index})
2929 Represents a machine-specific operation on @var{operands}.  @var{index}
2930 selects between multiple machine-specific operations.
2931 @code{unspec_volatile} is used for volatile operations and operations
2932 that may trap; @code{unspec} is used for other operations.
2934 These codes may appear inside a @code{pattern} of an
2935 insn, inside a @code{parallel}, or inside an expression.
2937 @findex addr_vec
2938 @item (addr_vec:@var{m} [@var{lr0} @var{lr1} @dots{}])
2939 Represents a table of jump addresses.  The vector elements @var{lr0},
2940 etc., are @code{label_ref} expressions.  The mode @var{m} specifies
2941 how much space is given to each address; normally @var{m} would be
2942 @code{Pmode}.
2944 @findex addr_diff_vec
2945 @item (addr_diff_vec:@var{m} @var{base} [@var{lr0} @var{lr1} @dots{}] @var{min} @var{max} @var{flags})
2946 Represents a table of jump addresses expressed as offsets from
2947 @var{base}.  The vector elements @var{lr0}, etc., are @code{label_ref}
2948 expressions and so is @var{base}.  The mode @var{m} specifies how much
2949 space is given to each address-difference.  @var{min} and @var{max}
2950 are set up by branch shortening and hold a label with a minimum and a
2951 maximum address, respectively.  @var{flags} indicates the relative
2952 position of @var{base}, @var{min} and @var{max} to the containing insn
2953 and of @var{min} and @var{max} to @var{base}.  See rtl.def for details.
2955 @findex prefetch
2956 @item (prefetch:@var{m} @var{addr} @var{rw} @var{locality})
2957 Represents prefetch of memory at address @var{addr}.
2958 Operand @var{rw} is 1 if the prefetch is for data to be written, 0 otherwise;
2959 targets that do not support write prefetches should treat this as a normal
2960 prefetch.
2961 Operand @var{locality} specifies the amount of temporal locality; 0 if there
2962 is none or 1, 2, or 3 for increasing levels of temporal locality;
2963 targets that do not support locality hints should ignore this.
2965 This insn is used to minimize cache-miss latency by moving data into a
2966 cache before it is accessed.  It should use only non-faulting data prefetch
2967 instructions.
2968 @end table
2970 @node Incdec
2971 @section Embedded Side-Effects on Addresses
2972 @cindex RTL preincrement
2973 @cindex RTL postincrement
2974 @cindex RTL predecrement
2975 @cindex RTL postdecrement
2977 Six special side-effect expression codes appear as memory addresses.
2979 @table @code
2980 @findex pre_dec
2981 @item (pre_dec:@var{m} @var{x})
2982 Represents the side effect of decrementing @var{x} by a standard
2983 amount and represents also the value that @var{x} has after being
2984 decremented.  @var{x} must be a @code{reg} or @code{mem}, but most
2985 machines allow only a @code{reg}.  @var{m} must be the machine mode
2986 for pointers on the machine in use.  The amount @var{x} is decremented
2987 by is the length in bytes of the machine mode of the containing memory
2988 reference of which this expression serves as the address.  Here is an
2989 example of its use:
2991 @smallexample
2992 (mem:DF (pre_dec:SI (reg:SI 39)))
2993 @end smallexample
2995 @noindent
2996 This says to decrement pseudo register 39 by the length of a @code{DFmode}
2997 value and use the result to address a @code{DFmode} value.
2999 @findex pre_inc
3000 @item (pre_inc:@var{m} @var{x})
3001 Similar, but specifies incrementing @var{x} instead of decrementing it.
3003 @findex post_dec
3004 @item (post_dec:@var{m} @var{x})
3005 Represents the same side effect as @code{pre_dec} but a different
3006 value.  The value represented here is the value @var{x} has @i{before}
3007 being decremented.
3009 @findex post_inc
3010 @item (post_inc:@var{m} @var{x})
3011 Similar, but specifies incrementing @var{x} instead of decrementing it.
3013 @findex post_modify
3014 @item (post_modify:@var{m} @var{x} @var{y})
3016 Represents the side effect of setting @var{x} to @var{y} and
3017 represents @var{x} before @var{x} is modified.  @var{x} must be a
3018 @code{reg} or @code{mem}, but most machines allow only a @code{reg}.
3019 @var{m} must be the machine mode for pointers on the machine in use.
3021 The expression @var{y} must be one of three forms:
3022 @table @code
3023 @code{(plus:@var{m} @var{x} @var{z})},
3024 @code{(minus:@var{m} @var{x} @var{z})}, or
3025 @code{(plus:@var{m} @var{x} @var{i})},
3026 @end table
3027 where @var{z} is an index register and @var{i} is a constant.
3029 Here is an example of its use:
3031 @smallexample
3032 (mem:SF (post_modify:SI (reg:SI 42) (plus (reg:SI 42)
3033                                           (reg:SI 48))))
3034 @end smallexample
3036 This says to modify pseudo register 42 by adding the contents of pseudo
3037 register 48 to it, after the use of what ever 42 points to.
3039 @findex pre_modify
3040 @item (pre_modify:@var{m} @var{x} @var{expr})
3041 Similar except side effects happen before the use.
3042 @end table
3044 These embedded side effect expressions must be used with care.  Instruction
3045 patterns may not use them.  Until the @samp{flow} pass of the compiler,
3046 they may occur only to represent pushes onto the stack.  The @samp{flow}
3047 pass finds cases where registers are incremented or decremented in one
3048 instruction and used as an address shortly before or after; these cases are
3049 then transformed to use pre- or post-increment or -decrement.
3051 If a register used as the operand of these expressions is used in
3052 another address in an insn, the original value of the register is used.
3053 Uses of the register outside of an address are not permitted within the
3054 same insn as a use in an embedded side effect expression because such
3055 insns behave differently on different machines and hence must be treated
3056 as ambiguous and disallowed.
3058 An instruction that can be represented with an embedded side effect
3059 could also be represented using @code{parallel} containing an additional
3060 @code{set} to describe how the address register is altered.  This is not
3061 done because machines that allow these operations at all typically
3062 allow them wherever a memory address is called for.  Describing them as
3063 additional parallel stores would require doubling the number of entries
3064 in the machine description.
3066 @node Assembler
3067 @section Assembler Instructions as Expressions
3068 @cindex assembler instructions in RTL
3070 @cindex @code{asm_operands}, usage
3071 The RTX code @code{asm_operands} represents a value produced by a
3072 user-specified assembler instruction.  It is used to represent
3073 an @code{asm} statement with arguments.  An @code{asm} statement with
3074 a single output operand, like this:
3076 @smallexample
3077 asm ("foo %1,%2,%0" : "=a" (outputvar) : "g" (x + y), "di" (*z));
3078 @end smallexample
3080 @noindent
3081 is represented using a single @code{asm_operands} RTX which represents
3082 the value that is stored in @code{outputvar}:
3084 @smallexample
3085 (set @var{rtx-for-outputvar}
3086      (asm_operands "foo %1,%2,%0" "a" 0
3087                    [@var{rtx-for-addition-result} @var{rtx-for-*z}]
3088                    [(asm_input:@var{m1} "g")
3089                     (asm_input:@var{m2} "di")]))
3090 @end smallexample
3092 @noindent
3093 Here the operands of the @code{asm_operands} RTX are the assembler
3094 template string, the output-operand's constraint, the index-number of the
3095 output operand among the output operands specified, a vector of input
3096 operand RTX's, and a vector of input-operand modes and constraints.  The
3097 mode @var{m1} is the mode of the sum @code{x+y}; @var{m2} is that of
3098 @code{*z}.
3100 When an @code{asm} statement has multiple output values, its insn has
3101 several such @code{set} RTX's inside of a @code{parallel}.  Each @code{set}
3102 contains a @code{asm_operands}; all of these share the same assembler
3103 template and vectors, but each contains the constraint for the respective
3104 output operand.  They are also distinguished by the output-operand index
3105 number, which is 0, 1, @dots{} for successive output operands.
3107 @node Insns
3108 @section Insns
3109 @cindex insns
3111 The RTL representation of the code for a function is a doubly-linked
3112 chain of objects called @dfn{insns}.  Insns are expressions with
3113 special codes that are used for no other purpose.  Some insns are
3114 actual instructions; others represent dispatch tables for @code{switch}
3115 statements; others represent labels to jump to or various sorts of
3116 declarative information.
3118 In addition to its own specific data, each insn must have a unique
3119 id-number that distinguishes it from all other insns in the current
3120 function (after delayed branch scheduling, copies of an insn with the
3121 same id-number may be present in multiple places in a function, but
3122 these copies will always be identical and will only appear inside a
3123 @code{sequence}), and chain pointers to the preceding and following
3124 insns.  These three fields occupy the same position in every insn,
3125 independent of the expression code of the insn.  They could be accessed
3126 with @code{XEXP} and @code{XINT}, but instead three special macros are
3127 always used:
3129 @table @code
3130 @findex INSN_UID
3131 @item INSN_UID (@var{i})
3132 Accesses the unique id of insn @var{i}.
3134 @findex PREV_INSN
3135 @item PREV_INSN (@var{i})
3136 Accesses the chain pointer to the insn preceding @var{i}.
3137 If @var{i} is the first insn, this is a null pointer.
3139 @findex NEXT_INSN
3140 @item NEXT_INSN (@var{i})
3141 Accesses the chain pointer to the insn following @var{i}.
3142 If @var{i} is the last insn, this is a null pointer.
3143 @end table
3145 @findex get_insns
3146 @findex get_last_insn
3147 The first insn in the chain is obtained by calling @code{get_insns}; the
3148 last insn is the result of calling @code{get_last_insn}.  Within the
3149 chain delimited by these insns, the @code{NEXT_INSN} and
3150 @code{PREV_INSN} pointers must always correspond: if @var{insn} is not
3151 the first insn,
3153 @smallexample
3154 NEXT_INSN (PREV_INSN (@var{insn})) == @var{insn}
3155 @end smallexample
3157 @noindent
3158 is always true and if @var{insn} is not the last insn,
3160 @smallexample
3161 PREV_INSN (NEXT_INSN (@var{insn})) == @var{insn}
3162 @end smallexample
3164 @noindent
3165 is always true.
3167 After delay slot scheduling, some of the insns in the chain might be
3168 @code{sequence} expressions, which contain a vector of insns.  The value
3169 of @code{NEXT_INSN} in all but the last of these insns is the next insn
3170 in the vector; the value of @code{NEXT_INSN} of the last insn in the vector
3171 is the same as the value of @code{NEXT_INSN} for the @code{sequence} in
3172 which it is contained.  Similar rules apply for @code{PREV_INSN}.
3174 This means that the above invariants are not necessarily true for insns
3175 inside @code{sequence} expressions.  Specifically, if @var{insn} is the
3176 first insn in a @code{sequence}, @code{NEXT_INSN (PREV_INSN (@var{insn}))}
3177 is the insn containing the @code{sequence} expression, as is the value
3178 of @code{PREV_INSN (NEXT_INSN (@var{insn}))} if @var{insn} is the last
3179 insn in the @code{sequence} expression.  You can use these expressions
3180 to find the containing @code{sequence} expression.
3182 Every insn has one of the following six expression codes:
3184 @table @code
3185 @findex insn
3186 @item insn
3187 The expression code @code{insn} is used for instructions that do not jump
3188 and do not do function calls.  @code{sequence} expressions are always
3189 contained in insns with code @code{insn} even if one of those insns
3190 should jump or do function calls.
3192 Insns with code @code{insn} have four additional fields beyond the three
3193 mandatory ones listed above.  These four are described in a table below.
3195 @findex jump_insn
3196 @item jump_insn
3197 The expression code @code{jump_insn} is used for instructions that may
3198 jump (or, more generally, may contain @code{label_ref} expressions to
3199 which @code{pc} can be set in that instruction).  If there is an
3200 instruction to return from the current function, it is recorded as a
3201 @code{jump_insn}.
3203 @findex JUMP_LABEL
3204 @code{jump_insn} insns have the same extra fields as @code{insn} insns,
3205 accessed in the same way and in addition contain a field
3206 @code{JUMP_LABEL} which is defined once jump optimization has completed.
3208 For simple conditional and unconditional jumps, this field contains
3209 the @code{code_label} to which this insn will (possibly conditionally)
3210 branch.  In a more complex jump, @code{JUMP_LABEL} records one of the
3211 labels that the insn refers to; other jump target labels are recorded
3212 as @code{REG_LABEL_TARGET} notes.  The exception is @code{addr_vec}
3213 and @code{addr_diff_vec}, where @code{JUMP_LABEL} is @code{NULL_RTX}
3214 and the only way to find the labels is to scan the entire body of the
3215 insn.
3217 Return insns count as jumps, but since they do not refer to any
3218 labels, their @code{JUMP_LABEL} is @code{NULL_RTX}.
3220 @findex call_insn
3221 @item call_insn
3222 The expression code @code{call_insn} is used for instructions that may do
3223 function calls.  It is important to distinguish these instructions because
3224 they imply that certain registers and memory locations may be altered
3225 unpredictably.
3227 @findex CALL_INSN_FUNCTION_USAGE
3228 @code{call_insn} insns have the same extra fields as @code{insn} insns,
3229 accessed in the same way and in addition contain a field
3230 @code{CALL_INSN_FUNCTION_USAGE}, which contains a list (chain of
3231 @code{expr_list} expressions) containing @code{use} and @code{clobber}
3232 expressions that denote hard registers and @code{MEM}s used or
3233 clobbered by the called function.
3235 A @code{MEM} generally points to a stack slots in which arguments passed
3236 to the libcall by reference (@pxref{Register Arguments,
3237 TARGET_PASS_BY_REFERENCE}) are stored.  If the argument is
3238 caller-copied (@pxref{Register Arguments, TARGET_CALLEE_COPIES}),
3239 the stack slot will be mentioned in @code{CLOBBER} and @code{USE}
3240 entries; if it's callee-copied, only a @code{USE} will appear, and the
3241 @code{MEM} may point to addresses that are not stack slots.
3243 @code{CLOBBER}ed registers in this list augment registers specified in
3244 @code{CALL_USED_REGISTERS} (@pxref{Register Basics}).
3246 @findex code_label
3247 @findex CODE_LABEL_NUMBER
3248 @item code_label
3249 A @code{code_label} insn represents a label that a jump insn can jump
3250 to.  It contains two special fields of data in addition to the three
3251 standard ones.  @code{CODE_LABEL_NUMBER} is used to hold the @dfn{label
3252 number}, a number that identifies this label uniquely among all the
3253 labels in the compilation (not just in the current function).
3254 Ultimately, the label is represented in the assembler output as an
3255 assembler label, usually of the form @samp{L@var{n}} where @var{n} is
3256 the label number.
3258 When a @code{code_label} appears in an RTL expression, it normally
3259 appears within a @code{label_ref} which represents the address of
3260 the label, as a number.
3262 Besides as a @code{code_label}, a label can also be represented as a
3263 @code{note} of type @code{NOTE_INSN_DELETED_LABEL}.
3265 @findex LABEL_NUSES
3266 The field @code{LABEL_NUSES} is only defined once the jump optimization
3267 phase is completed.  It contains the number of times this label is
3268 referenced in the current function.
3270 @findex LABEL_KIND
3271 @findex SET_LABEL_KIND
3272 @findex LABEL_ALT_ENTRY_P
3273 @cindex alternate entry points
3274 The field @code{LABEL_KIND} differentiates four different types of
3275 labels: @code{LABEL_NORMAL}, @code{LABEL_STATIC_ENTRY},
3276 @code{LABEL_GLOBAL_ENTRY}, and @code{LABEL_WEAK_ENTRY}.  The only labels
3277 that do not have type @code{LABEL_NORMAL} are @dfn{alternate entry
3278 points} to the current function.  These may be static (visible only in
3279 the containing translation unit), global (exposed to all translation
3280 units), or weak (global, but can be overridden by another symbol with the
3281 same name).
3283 Much of the compiler treats all four kinds of label identically.  Some
3284 of it needs to know whether or not a label is an alternate entry point;
3285 for this purpose, the macro @code{LABEL_ALT_ENTRY_P} is provided.  It is
3286 equivalent to testing whether @samp{LABEL_KIND (label) == LABEL_NORMAL}.
3287 The only place that cares about the distinction between static, global,
3288 and weak alternate entry points, besides the front-end code that creates
3289 them, is the function @code{output_alternate_entry_point}, in
3290 @file{final.c}.
3292 To set the kind of a label, use the @code{SET_LABEL_KIND} macro.
3294 @findex barrier
3295 @item barrier
3296 Barriers are placed in the instruction stream when control cannot flow
3297 past them.  They are placed after unconditional jump instructions to
3298 indicate that the jumps are unconditional and after calls to
3299 @code{volatile} functions, which do not return (e.g., @code{exit}).
3300 They contain no information beyond the three standard fields.
3302 @findex note
3303 @findex NOTE_LINE_NUMBER
3304 @findex NOTE_SOURCE_FILE
3305 @item note
3306 @code{note} insns are used to represent additional debugging and
3307 declarative information.  They contain two nonstandard fields, an
3308 integer which is accessed with the macro @code{NOTE_LINE_NUMBER} and a
3309 string accessed with @code{NOTE_SOURCE_FILE}.
3311 If @code{NOTE_LINE_NUMBER} is positive, the note represents the
3312 position of a source line and @code{NOTE_SOURCE_FILE} is the source file name
3313 that the line came from.  These notes control generation of line
3314 number data in the assembler output.
3316 Otherwise, @code{NOTE_LINE_NUMBER} is not really a line number but a
3317 code with one of the following values (and @code{NOTE_SOURCE_FILE}
3318 must contain a null pointer):
3320 @table @code
3321 @findex NOTE_INSN_DELETED
3322 @item NOTE_INSN_DELETED
3323 Such a note is completely ignorable.  Some passes of the compiler
3324 delete insns by altering them into notes of this kind.
3326 @findex NOTE_INSN_DELETED_LABEL
3327 @item NOTE_INSN_DELETED_LABEL
3328 This marks what used to be a @code{code_label}, but was not used for other
3329 purposes than taking its address and was transformed to mark that no
3330 code jumps to it.
3332 @findex NOTE_INSN_BLOCK_BEG
3333 @findex NOTE_INSN_BLOCK_END
3334 @item NOTE_INSN_BLOCK_BEG
3335 @itemx NOTE_INSN_BLOCK_END
3336 These types of notes indicate the position of the beginning and end
3337 of a level of scoping of variable names.  They control the output
3338 of debugging information.
3340 @findex NOTE_INSN_EH_REGION_BEG
3341 @findex NOTE_INSN_EH_REGION_END
3342 @item NOTE_INSN_EH_REGION_BEG
3343 @itemx NOTE_INSN_EH_REGION_END
3344 These types of notes indicate the position of the beginning and end of a
3345 level of scoping for exception handling.  @code{NOTE_BLOCK_NUMBER}
3346 identifies which @code{CODE_LABEL} or @code{note} of type
3347 @code{NOTE_INSN_DELETED_LABEL} is associated with the given region.
3349 @findex NOTE_INSN_LOOP_BEG
3350 @findex NOTE_INSN_LOOP_END
3351 @item NOTE_INSN_LOOP_BEG
3352 @itemx NOTE_INSN_LOOP_END
3353 These types of notes indicate the position of the beginning and end
3354 of a @code{while} or @code{for} loop.  They enable the loop optimizer
3355 to find loops quickly.
3357 @findex NOTE_INSN_LOOP_CONT
3358 @item NOTE_INSN_LOOP_CONT
3359 Appears at the place in a loop that @code{continue} statements jump to.
3361 @findex NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3362 @item NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3363 This note indicates the place in a loop where the exit test begins for
3364 those loops in which the exit test has been duplicated.  This position
3365 becomes another virtual start of the loop when considering loop
3366 invariants.
3368 @findex NOTE_INSN_FUNCTION_BEG
3369 @item NOTE_INSN_FUNCTION_BEG
3370 Appears at the start of the function body, after the function
3371 prologue.
3373 @end table
3375 These codes are printed symbolically when they appear in debugging dumps.
3376 @end table
3378 @cindex @code{TImode}, in @code{insn}
3379 @cindex @code{HImode}, in @code{insn}
3380 @cindex @code{QImode}, in @code{insn}
3381 The machine mode of an insn is normally @code{VOIDmode}, but some
3382 phases use the mode for various purposes.
3384 The common subexpression elimination pass sets the mode of an insn to
3385 @code{QImode} when it is the first insn in a block that has already
3386 been processed.
3388 The second Haifa scheduling pass, for targets that can multiple issue,
3389 sets the mode of an insn to @code{TImode} when it is believed that the
3390 instruction begins an issue group.  That is, when the instruction
3391 cannot issue simultaneously with the previous.  This may be relied on
3392 by later passes, in particular machine-dependent reorg.
3394 Here is a table of the extra fields of @code{insn}, @code{jump_insn}
3395 and @code{call_insn} insns:
3397 @table @code
3398 @findex PATTERN
3399 @item PATTERN (@var{i})
3400 An expression for the side effect performed by this insn.  This must be
3401 one of the following codes: @code{set}, @code{call}, @code{use},
3402 @code{clobber}, @code{return}, @code{asm_input}, @code{asm_output},
3403 @code{addr_vec}, @code{addr_diff_vec}, @code{trap_if}, @code{unspec},
3404 @code{unspec_volatile}, @code{parallel}, @code{cond_exec}, or @code{sequence}.  If it is a @code{parallel},
3405 each element of the @code{parallel} must be one these codes, except that
3406 @code{parallel} expressions cannot be nested and @code{addr_vec} and
3407 @code{addr_diff_vec} are not permitted inside a @code{parallel} expression.
3409 @findex INSN_CODE
3410 @item INSN_CODE (@var{i})
3411 An integer that says which pattern in the machine description matches
3412 this insn, or @minus{}1 if the matching has not yet been attempted.
3414 Such matching is never attempted and this field remains @minus{}1 on an insn
3415 whose pattern consists of a single @code{use}, @code{clobber},
3416 @code{asm_input}, @code{addr_vec} or @code{addr_diff_vec} expression.
3418 @findex asm_noperands
3419 Matching is also never attempted on insns that result from an @code{asm}
3420 statement.  These contain at least one @code{asm_operands} expression.
3421 The function @code{asm_noperands} returns a non-negative value for
3422 such insns.
3424 In the debugging output, this field is printed as a number followed by
3425 a symbolic representation that locates the pattern in the @file{md}
3426 file as some small positive or negative offset from a named pattern.
3428 @findex LOG_LINKS
3429 @item LOG_LINKS (@var{i})
3430 A list (chain of @code{insn_list} expressions) giving information about
3431 dependencies between instructions within a basic block.  Neither a jump
3432 nor a label may come between the related insns.  These are only used by
3433 the schedulers and by combine.  This is a deprecated data structure.
3434 Def-use and use-def chains are now preferred. 
3436 @findex REG_NOTES
3437 @item REG_NOTES (@var{i})
3438 A list (chain of @code{expr_list} and @code{insn_list} expressions)
3439 giving miscellaneous information about the insn.  It is often
3440 information pertaining to the registers used in this insn.
3441 @end table
3443 The @code{LOG_LINKS} field of an insn is a chain of @code{insn_list}
3444 expressions.  Each of these has two operands: the first is an insn,
3445 and the second is another @code{insn_list} expression (the next one in
3446 the chain).  The last @code{insn_list} in the chain has a null pointer
3447 as second operand.  The significant thing about the chain is which
3448 insns appear in it (as first operands of @code{insn_list}
3449 expressions).  Their order is not significant.
3451 This list is originally set up by the flow analysis pass; it is a null
3452 pointer until then.  Flow only adds links for those data dependencies
3453 which can be used for instruction combination.  For each insn, the flow
3454 analysis pass adds a link to insns which store into registers values
3455 that are used for the first time in this insn.
3457 The @code{REG_NOTES} field of an insn is a chain similar to the
3458 @code{LOG_LINKS} field but it includes @code{expr_list} expressions in
3459 addition to @code{insn_list} expressions.  There are several kinds of
3460 register notes, which are distinguished by the machine mode, which in a
3461 register note is really understood as being an @code{enum reg_note}.
3462 The first operand @var{op} of the note is data whose meaning depends on
3463 the kind of note.
3465 @findex REG_NOTE_KIND
3466 @findex PUT_REG_NOTE_KIND
3467 The macro @code{REG_NOTE_KIND (@var{x})} returns the kind of
3468 register note.  Its counterpart, the macro @code{PUT_REG_NOTE_KIND
3469 (@var{x}, @var{newkind})} sets the register note type of @var{x} to be
3470 @var{newkind}.
3472 Register notes are of three classes: They may say something about an
3473 input to an insn, they may say something about an output of an insn, or
3474 they may create a linkage between two insns.  There are also a set
3475 of values that are only used in @code{LOG_LINKS}.
3477 These register notes annotate inputs to an insn:
3479 @table @code
3480 @findex REG_DEAD
3481 @item REG_DEAD
3482 The value in @var{op} dies in this insn; that is to say, altering the
3483 value immediately after this insn would not affect the future behavior
3484 of the program.
3486 It does not follow that the register @var{op} has no useful value after
3487 this insn since @var{op} is not necessarily modified by this insn.
3488 Rather, no subsequent instruction uses the contents of @var{op}.
3490 @findex REG_UNUSED
3491 @item REG_UNUSED
3492 The register @var{op} being set by this insn will not be used in a
3493 subsequent insn.  This differs from a @code{REG_DEAD} note, which
3494 indicates that the value in an input will not be used subsequently.
3495 These two notes are independent; both may be present for the same
3496 register.
3498 @findex REG_INC
3499 @item REG_INC
3500 The register @var{op} is incremented (or decremented; at this level
3501 there is no distinction) by an embedded side effect inside this insn.
3502 This means it appears in a @code{post_inc}, @code{pre_inc},
3503 @code{post_dec} or @code{pre_dec} expression.
3505 @findex REG_NONNEG
3506 @item REG_NONNEG
3507 The register @var{op} is known to have a nonnegative value when this
3508 insn is reached.  This is used so that decrement and branch until zero
3509 instructions, such as the m68k dbra, can be matched.
3511 The @code{REG_NONNEG} note is added to insns only if the machine
3512 description has a @samp{decrement_and_branch_until_zero} pattern.
3514 @findex REG_NO_CONFLICT
3515 @item REG_NO_CONFLICT
3516 This insn does not cause a conflict between @var{op} and the item
3517 being set by this insn even though it might appear that it does.
3518 In other words, if the destination register and @var{op} could
3519 otherwise be assigned the same register, this insn does not
3520 prevent that assignment.
3522 Insns with this note are usually part of a block that begins with a
3523 @code{clobber} insn specifying a multi-word pseudo register (which will
3524 be the output of the block), a group of insns that each set one word of
3525 the value and have the @code{REG_NO_CONFLICT} note attached, and a final
3526 insn that copies the output to itself with an attached @code{REG_EQUAL}
3527 note giving the expression being computed.  This block is encapsulated
3528 with @code{REG_LIBCALL} and @code{REG_RETVAL} notes on the first and
3529 last insns, respectively.
3531 @findex REG_LABEL_OPERAND
3532 @item REG_LABEL_OPERAND
3533 This insn uses @var{op}, a @code{code_label} or a @code{note} of type
3534 @code{NOTE_INSN_DELETED_LABEL}, but is not a @code{jump_insn}, or it
3535 is a @code{jump_insn} that refers to the operand as an ordinary
3536 operand.  The label may still eventually be a jump target, but if so
3537 in an indirect jump in a subsequent insn.  The presence of this note
3538 allows jump optimization to be aware that @var{op} is, in fact, being
3539 used, and flow optimization to build an accurate flow graph.
3541 @findex REG_LABEL_TARGET
3542 @item REG_LABEL_TARGET
3543 This insn is a @code{jump_insn} but not a @code{addr_vec} or
3544 @code{addr_diff_vec}.  It uses @var{op}, a @code{code_label} as a
3545 direct or indirect jump target.  Its purpose is similar to that of
3546 @code{REG_LABEL_OPERAND}.  This note is only present if the insn has
3547 multiple targets; the last label in the insn (in the highest numbered
3548 insn-field) goes into the @code{JUMP_LABEL} field and does not have a
3549 @code{REG_LABEL_TARGET} note.  @xref{Insns, JUMP_LABEL}.
3551 @findex REG_CROSSING_JUMP
3552 @item REG_CROSSING_JUMP
3553 This insn is an branching instruction (either an unconditional jump or
3554 an indirect jump) which crosses between hot and cold sections, which
3555 could potentially be very far apart in the executable.  The presence
3556 of this note indicates to other optimizations that this this branching
3557 instruction should not be ``collapsed'' into a simpler branching
3558 construct.  It is used when the optimization to partition basic blocks
3559 into hot and cold sections is turned on.
3561 @findex REG_SETJMP
3562 @item REG_SETJMP 
3563 Appears attached to each @code{CALL_INSN} to @code{setjmp} or a 
3564 related function.
3565 @end table
3567 The following notes describe attributes of outputs of an insn:
3569 @table @code
3570 @findex REG_EQUIV
3571 @findex REG_EQUAL
3572 @item REG_EQUIV
3573 @itemx REG_EQUAL
3574 This note is only valid on an insn that sets only one register and
3575 indicates that that register will be equal to @var{op} at run time; the
3576 scope of this equivalence differs between the two types of notes.  The
3577 value which the insn explicitly copies into the register may look
3578 different from @var{op}, but they will be equal at run time.  If the
3579 output of the single @code{set} is a @code{strict_low_part} expression,
3580 the note refers to the register that is contained in @code{SUBREG_REG}
3581 of the @code{subreg} expression.
3583 For @code{REG_EQUIV}, the register is equivalent to @var{op} throughout
3584 the entire function, and could validly be replaced in all its
3585 occurrences by @var{op}.  (``Validly'' here refers to the data flow of
3586 the program; simple replacement may make some insns invalid.)  For
3587 example, when a constant is loaded into a register that is never
3588 assigned any other value, this kind of note is used.
3590 When a parameter is copied into a pseudo-register at entry to a function,
3591 a note of this kind records that the register is equivalent to the stack
3592 slot where the parameter was passed.  Although in this case the register
3593 may be set by other insns, it is still valid to replace the register
3594 by the stack slot throughout the function.
3596 A @code{REG_EQUIV} note is also used on an instruction which copies a
3597 register parameter into a pseudo-register at entry to a function, if
3598 there is a stack slot where that parameter could be stored.  Although
3599 other insns may set the pseudo-register, it is valid for the compiler to
3600 replace the pseudo-register by stack slot throughout the function,
3601 provided the compiler ensures that the stack slot is properly
3602 initialized by making the replacement in the initial copy instruction as
3603 well.  This is used on machines for which the calling convention
3604 allocates stack space for register parameters.  See
3605 @code{REG_PARM_STACK_SPACE} in @ref{Stack Arguments}.
3607 In the case of @code{REG_EQUAL}, the register that is set by this insn
3608 will be equal to @var{op} at run time at the end of this insn but not
3609 necessarily elsewhere in the function.  In this case, @var{op}
3610 is typically an arithmetic expression.  For example, when a sequence of
3611 insns such as a library call is used to perform an arithmetic operation,
3612 this kind of note is attached to the insn that produces or copies the
3613 final value.
3615 These two notes are used in different ways by the compiler passes.
3616 @code{REG_EQUAL} is used by passes prior to register allocation (such as
3617 common subexpression elimination and loop optimization) to tell them how
3618 to think of that value.  @code{REG_EQUIV} notes are used by register
3619 allocation to indicate that there is an available substitute expression
3620 (either a constant or a @code{mem} expression for the location of a
3621 parameter on the stack) that may be used in place of a register if
3622 insufficient registers are available.
3624 Except for stack homes for parameters, which are indicated by a
3625 @code{REG_EQUIV} note and are not useful to the early optimization
3626 passes and pseudo registers that are equivalent to a memory location
3627 throughout their entire life, which is not detected until later in
3628 the compilation, all equivalences are initially indicated by an attached
3629 @code{REG_EQUAL} note.  In the early stages of register allocation, a
3630 @code{REG_EQUAL} note is changed into a @code{REG_EQUIV} note if
3631 @var{op} is a constant and the insn represents the only set of its
3632 destination register.
3634 Thus, compiler passes prior to register allocation need only check for
3635 @code{REG_EQUAL} notes and passes subsequent to register allocation
3636 need only check for @code{REG_EQUIV} notes.
3637 @end table
3639 These notes describe linkages between insns.  They occur in pairs: one
3640 insn has one of a pair of notes that points to a second insn, which has
3641 the inverse note pointing back to the first insn.
3643 @table @code
3644 @findex REG_RETVAL
3645 @item REG_RETVAL
3646 This insn copies the value of a multi-insn sequence (for example, a
3647 library call), and @var{op} is the first insn of the sequence (for a
3648 library call, the first insn that was generated to set up the arguments
3649 for the library call).
3651 Loop optimization uses this note to treat such a sequence as a single
3652 operation for code motion purposes and flow analysis uses this note to
3653 delete such sequences whose results are dead.
3655 A @code{REG_EQUAL} note will also usually be attached to this insn to
3656 provide the expression being computed by the sequence.
3658 These notes will be deleted after reload, since they are no longer
3659 accurate or useful.
3661 @findex REG_LIBCALL
3662 @item REG_LIBCALL
3663 This is the inverse of @code{REG_RETVAL}: it is placed on the first
3664 insn of a multi-insn sequence, and it points to the last one.
3666 These notes are deleted after reload, since they are no longer useful or
3667 accurate.
3669 @findex REG_CC_SETTER
3670 @findex REG_CC_USER
3671 @item REG_CC_SETTER
3672 @itemx REG_CC_USER
3673 On machines that use @code{cc0}, the insns which set and use @code{cc0}
3674 set and use @code{cc0} are adjacent.  However, when branch delay slot
3675 filling is done, this may no longer be true.  In this case a
3676 @code{REG_CC_USER} note will be placed on the insn setting @code{cc0} to
3677 point to the insn using @code{cc0} and a @code{REG_CC_SETTER} note will
3678 be placed on the insn using @code{cc0} to point to the insn setting
3679 @code{cc0}.
3680 @end table
3682 These values are only used in the @code{LOG_LINKS} field, and indicate
3683 the type of dependency that each link represents.  Links which indicate
3684 a data dependence (a read after write dependence) do not use any code,
3685 they simply have mode @code{VOIDmode}, and are printed without any
3686 descriptive text.
3688 @table @code
3689 @findex REG_DEP_TRUE
3690 @item REG_DEP_TRUE
3691 This indicates a true dependence (a read after write dependence).
3693 @findex REG_DEP_OUTPUT
3694 @item REG_DEP_OUTPUT
3695 This indicates an output dependence (a write after write dependence).
3697 @findex REG_DEP_ANTI
3698 @item REG_DEP_ANTI
3699 This indicates an anti dependence (a write after read dependence).
3701 @end table
3703 These notes describe information gathered from gcov profile data.  They
3704 are stored in the @code{REG_NOTES} field of an insn as an
3705 @code{expr_list}.
3707 @table @code
3708 @findex REG_BR_PROB
3709 @item REG_BR_PROB
3710 This is used to specify the ratio of branches to non-branches of a
3711 branch insn according to the profile data.  The value is stored as a
3712 value between 0 and REG_BR_PROB_BASE; larger values indicate a higher
3713 probability that the branch will be taken.
3715 @findex REG_BR_PRED
3716 @item REG_BR_PRED
3717 These notes are found in JUMP insns after delayed branch scheduling
3718 has taken place.  They indicate both the direction and the likelihood
3719 of the JUMP@.  The format is a bitmask of ATTR_FLAG_* values.
3721 @findex REG_FRAME_RELATED_EXPR
3722 @item REG_FRAME_RELATED_EXPR
3723 This is used on an RTX_FRAME_RELATED_P insn wherein the attached expression
3724 is used in place of the actual insn pattern.  This is done in cases where
3725 the pattern is either complex or misleading.
3727 @findex REG_LIBCALL_ID
3728 @item REG_LIBCALL_ID
3729 This is used to specify that an insn is part of a libcall.  Each libcall
3730 in a function has a unique id, and all the insns that are part of that
3731 libcall will have a REG_LIBCALL_ID note attached with the same ID.
3732 @end table
3734 For convenience, the machine mode in an @code{insn_list} or
3735 @code{expr_list} is printed using these symbolic codes in debugging dumps.
3737 @findex insn_list
3738 @findex expr_list
3739 The only difference between the expression codes @code{insn_list} and
3740 @code{expr_list} is that the first operand of an @code{insn_list} is
3741 assumed to be an insn and is printed in debugging dumps as the insn's
3742 unique id; the first operand of an @code{expr_list} is printed in the
3743 ordinary way as an expression.
3745 @node Calls
3746 @section RTL Representation of Function-Call Insns
3747 @cindex calling functions in RTL
3748 @cindex RTL function-call insns
3749 @cindex function-call insns
3751 Insns that call subroutines have the RTL expression code @code{call_insn}.
3752 These insns must satisfy special rules, and their bodies must use a special
3753 RTL expression code, @code{call}.
3755 @cindex @code{call} usage
3756 A @code{call} expression has two operands, as follows:
3758 @smallexample
3759 (call (mem:@var{fm} @var{addr}) @var{nbytes})
3760 @end smallexample
3762 @noindent
3763 Here @var{nbytes} is an operand that represents the number of bytes of
3764 argument data being passed to the subroutine, @var{fm} is a machine mode
3765 (which must equal as the definition of the @code{FUNCTION_MODE} macro in
3766 the machine description) and @var{addr} represents the address of the
3767 subroutine.
3769 For a subroutine that returns no value, the @code{call} expression as
3770 shown above is the entire body of the insn, except that the insn might
3771 also contain @code{use} or @code{clobber} expressions.
3773 @cindex @code{BLKmode}, and function return values
3774 For a subroutine that returns a value whose mode is not @code{BLKmode},
3775 the value is returned in a hard register.  If this register's number is
3776 @var{r}, then the body of the call insn looks like this:
3778 @smallexample
3779 (set (reg:@var{m} @var{r})
3780      (call (mem:@var{fm} @var{addr}) @var{nbytes}))
3781 @end smallexample
3783 @noindent
3784 This RTL expression makes it clear (to the optimizer passes) that the
3785 appropriate register receives a useful value in this insn.
3787 When a subroutine returns a @code{BLKmode} value, it is handled by
3788 passing to the subroutine the address of a place to store the value.
3789 So the call insn itself does not ``return'' any value, and it has the
3790 same RTL form as a call that returns nothing.
3792 On some machines, the call instruction itself clobbers some register,
3793 for example to contain the return address.  @code{call_insn} insns
3794 on these machines should have a body which is a @code{parallel}
3795 that contains both the @code{call} expression and @code{clobber}
3796 expressions that indicate which registers are destroyed.  Similarly,
3797 if the call instruction requires some register other than the stack
3798 pointer that is not explicitly mentioned in its RTL, a @code{use}
3799 subexpression should mention that register.
3801 Functions that are called are assumed to modify all registers listed in
3802 the configuration macro @code{CALL_USED_REGISTERS} (@pxref{Register
3803 Basics}) and, with the exception of @code{const} functions and library
3804 calls, to modify all of memory.
3806 Insns containing just @code{use} expressions directly precede the
3807 @code{call_insn} insn to indicate which registers contain inputs to the
3808 function.  Similarly, if registers other than those in
3809 @code{CALL_USED_REGISTERS} are clobbered by the called function, insns
3810 containing a single @code{clobber} follow immediately after the call to
3811 indicate which registers.
3813 @node Sharing
3814 @section Structure Sharing Assumptions
3815 @cindex sharing of RTL components
3816 @cindex RTL structure sharing assumptions
3818 The compiler assumes that certain kinds of RTL expressions are unique;
3819 there do not exist two distinct objects representing the same value.
3820 In other cases, it makes an opposite assumption: that no RTL expression
3821 object of a certain kind appears in more than one place in the
3822 containing structure.
3824 These assumptions refer to a single function; except for the RTL
3825 objects that describe global variables and external functions,
3826 and a few standard objects such as small integer constants,
3827 no RTL objects are common to two functions.
3829 @itemize @bullet
3830 @cindex @code{reg}, RTL sharing
3831 @item
3832 Each pseudo-register has only a single @code{reg} object to represent it,
3833 and therefore only a single machine mode.
3835 @cindex symbolic label
3836 @cindex @code{symbol_ref}, RTL sharing
3837 @item
3838 For any symbolic label, there is only one @code{symbol_ref} object
3839 referring to it.
3841 @cindex @code{const_int}, RTL sharing
3842 @item
3843 All @code{const_int} expressions with equal values are shared.
3845 @cindex @code{pc}, RTL sharing
3846 @item
3847 There is only one @code{pc} expression.
3849 @cindex @code{cc0}, RTL sharing
3850 @item
3851 There is only one @code{cc0} expression.
3853 @cindex @code{const_double}, RTL sharing
3854 @item
3855 There is only one @code{const_double} expression with value 0 for
3856 each floating point mode.  Likewise for values 1 and 2.
3858 @cindex @code{const_vector}, RTL sharing
3859 @item
3860 There is only one @code{const_vector} expression with value 0 for
3861 each vector mode, be it an integer or a double constant vector.
3863 @cindex @code{label_ref}, RTL sharing
3864 @cindex @code{scratch}, RTL sharing
3865 @item
3866 No @code{label_ref} or @code{scratch} appears in more than one place in
3867 the RTL structure; in other words, it is safe to do a tree-walk of all
3868 the insns in the function and assume that each time a @code{label_ref}
3869 or @code{scratch} is seen it is distinct from all others that are seen.
3871 @cindex @code{mem}, RTL sharing
3872 @item
3873 Only one @code{mem} object is normally created for each static
3874 variable or stack slot, so these objects are frequently shared in all
3875 the places they appear.  However, separate but equal objects for these
3876 variables are occasionally made.
3878 @cindex @code{asm_operands}, RTL sharing
3879 @item
3880 When a single @code{asm} statement has multiple output operands, a
3881 distinct @code{asm_operands} expression is made for each output operand.
3882 However, these all share the vector which contains the sequence of input
3883 operands.  This sharing is used later on to test whether two
3884 @code{asm_operands} expressions come from the same statement, so all
3885 optimizations must carefully preserve the sharing if they copy the
3886 vector at all.
3888 @item
3889 No RTL object appears in more than one place in the RTL structure
3890 except as described above.  Many passes of the compiler rely on this
3891 by assuming that they can modify RTL objects in place without unwanted
3892 side-effects on other insns.
3894 @findex unshare_all_rtl
3895 @item
3896 During initial RTL generation, shared structure is freely introduced.
3897 After all the RTL for a function has been generated, all shared
3898 structure is copied by @code{unshare_all_rtl} in @file{emit-rtl.c},
3899 after which the above rules are guaranteed to be followed.
3901 @findex copy_rtx_if_shared
3902 @item
3903 During the combiner pass, shared structure within an insn can exist
3904 temporarily.  However, the shared structure is copied before the
3905 combiner is finished with the insn.  This is done by calling
3906 @code{copy_rtx_if_shared}, which is a subroutine of
3907 @code{unshare_all_rtl}.
3908 @end itemize
3910 @node Reading RTL
3911 @section Reading RTL
3913 To read an RTL object from a file, call @code{read_rtx}.  It takes one
3914 argument, a stdio stream, and returns a single RTL object.  This routine
3915 is defined in @file{read-rtl.c}.  It is not available in the compiler
3916 itself, only the various programs that generate the compiler back end
3917 from the machine description.
3919 People frequently have the idea of using RTL stored as text in a file as
3920 an interface between a language front end and the bulk of GCC@.  This
3921 idea is not feasible.
3923 GCC was designed to use RTL internally only.  Correct RTL for a given
3924 program is very dependent on the particular target machine.  And the RTL
3925 does not contain all the information about the program.
3927 The proper way to interface GCC to a new language front end is with
3928 the ``tree'' data structure, described in the files @file{tree.h} and
3929 @file{tree.def}.  The documentation for this structure (@pxref{Trees})
3930 is incomplete.