Merged trunk at revision 161680 into branch.
[official-gcc.git] / gcc / doc / generic.texi
blob7b3be30dc6a8328d31a2088954f4836cc9ebf21f
1 @c Copyright (c) 2004, 2005, 2007, 2008, 2010 Free Software Foundation, Inc.
2 @c Free Software Foundation, Inc.
3 @c This is part of the GCC manual.
4 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
6 @c ---------------------------------------------------------------------
7 @c GENERIC
8 @c ---------------------------------------------------------------------
10 @node GENERIC
11 @chapter GENERIC
12 @cindex GENERIC
14 The purpose of GENERIC is simply to provide a
15 language-independent way of representing an entire function in
16 trees.  To this end, it was necessary to add a few new tree codes
17 to the back end, but most everything was already there.  If you
18 can express it with the codes in @code{gcc/tree.def}, it's
19 GENERIC@.
21 Early on, there was a great deal of debate about how to think
22 about statements in a tree IL@.  In GENERIC, a statement is
23 defined as any expression whose value, if any, is ignored.  A
24 statement will always have @code{TREE_SIDE_EFFECTS} set (or it
25 will be discarded), but a non-statement expression may also have
26 side effects.  A @code{CALL_EXPR}, for instance.
28 It would be possible for some local optimizations to work on the
29 GENERIC form of a function; indeed, the adapted tree inliner
30 works fine on GENERIC, but the current compiler performs inlining
31 after lowering to GIMPLE (a restricted form described in the next
32 section). Indeed, currently the frontends perform this lowering
33 before handing off to @code{tree_rest_of_compilation}, but this
34 seems inelegant.
36 @menu
37 * Deficiencies::                Topics net yet covered in this document.
38 * Tree overview::               All about @code{tree}s.
39 * Types::                       Fundamental and aggregate types.
40 * Declarations::                Type declarations and variables.
41 * Attributes::                  Declaration and type attributes.
42 * Expressions: Expression trees.            Operating on data.
43 * Statements::                  Control flow and related trees.
44 * Functions::                   Function bodies, linkage, and other aspects.
45 * Language-dependent trees::    Topics and trees specific to language front ends.
46 * C and C++ Trees::             Trees specific to C and C++.
47 * Java Trees::                  Trees specific to Java.
48 @end menu
50 @c ---------------------------------------------------------------------
51 @c Deficiencies
52 @c ---------------------------------------------------------------------
54 @node Deficiencies
55 @section Deficiencies
57 There are many places in which this document is incomplet and incorrekt.
58 It is, as of yet, only @emph{preliminary} documentation.
60 @c ---------------------------------------------------------------------
61 @c Overview
62 @c ---------------------------------------------------------------------
64 @node Tree overview
65 @section Overview
66 @cindex tree
67 @findex TREE_CODE
69 The central data structure used by the internal representation is the
70 @code{tree}.  These nodes, while all of the C type @code{tree}, are of
71 many varieties.  A @code{tree} is a pointer type, but the object to
72 which it points may be of a variety of types.  From this point forward,
73 we will refer to trees in ordinary type, rather than in @code{this
74 font}, except when talking about the actual C type @code{tree}.
76 You can tell what kind of node a particular tree is by using the
77 @code{TREE_CODE} macro.  Many, many macros take trees as input and
78 return trees as output.  However, most macros require a certain kind of
79 tree node as input.  In other words, there is a type-system for trees,
80 but it is not reflected in the C type-system.
82 For safety, it is useful to configure GCC with @option{--enable-checking}.
83 Although this results in a significant performance penalty (since all
84 tree types are checked at run-time), and is therefore inappropriate in a
85 release version, it is extremely helpful during the development process.
87 Many macros behave as predicates.  Many, although not all, of these
88 predicates end in @samp{_P}.  Do not rely on the result type of these
89 macros being of any particular type.  You may, however, rely on the fact
90 that the type can be compared to @code{0}, so that statements like
91 @smallexample
92 if (TEST_P (t) && !TEST_P (y))
93   x = 1;
94 @end smallexample
95 @noindent
96 and
97 @smallexample
98 int i = (TEST_P (t) != 0);
99 @end smallexample
100 @noindent
101 are legal.  Macros that return @code{int} values now may be changed to
102 return @code{tree} values, or other pointers in the future.  Even those
103 that continue to return @code{int} may return multiple nonzero codes
104 where previously they returned only zero and one.  Therefore, you should
105 not write code like
106 @smallexample
107 if (TEST_P (t) == 1)
108 @end smallexample
109 @noindent
110 as this code is not guaranteed to work correctly in the future.
112 You should not take the address of values returned by the macros or
113 functions described here.  In particular, no guarantee is given that the
114 values are lvalues.
116 In general, the names of macros are all in uppercase, while the names of
117 functions are entirely in lowercase.  There are rare exceptions to this
118 rule.  You should assume that any macro or function whose name is made
119 up entirely of uppercase letters may evaluate its arguments more than
120 once.  You may assume that a macro or function whose name is made up
121 entirely of lowercase letters will evaluate its arguments only once.
123 The @code{error_mark_node} is a special tree.  Its tree code is
124 @code{ERROR_MARK}, but since there is only ever one node with that code,
125 the usual practice is to compare the tree against
126 @code{error_mark_node}.  (This test is just a test for pointer
127 equality.)  If an error has occurred during front-end processing the
128 flag @code{errorcount} will be set.  If the front end has encountered
129 code it cannot handle, it will issue a message to the user and set
130 @code{sorrycount}.  When these flags are set, any macro or function
131 which normally returns a tree of a particular kind may instead return
132 the @code{error_mark_node}.  Thus, if you intend to do any processing of
133 erroneous code, you must be prepared to deal with the
134 @code{error_mark_node}.
136 Occasionally, a particular tree slot (like an operand to an expression,
137 or a particular field in a declaration) will be referred to as
138 ``reserved for the back end''.  These slots are used to store RTL when
139 the tree is converted to RTL for use by the GCC back end.  However, if
140 that process is not taking place (e.g., if the front end is being hooked
141 up to an intelligent editor), then those slots may be used by the
142 back end presently in use.
144 If you encounter situations that do not match this documentation, such
145 as tree nodes of types not mentioned here, or macros documented to
146 return entities of a particular kind that instead return entities of
147 some different kind, you have found a bug, either in the front end or in
148 the documentation.  Please report these bugs as you would any other
149 bug.
151 @menu
152 * Macros and Functions::Macros and functions that can be used with all trees.
153 * Identifiers::         The names of things.
154 * Containers::          Lists and vectors.
155 @end menu
157 @c ---------------------------------------------------------------------
158 @c Trees
159 @c ---------------------------------------------------------------------
161 @node Macros and Functions
162 @subsection Trees
163 @cindex tree
164 @findex TREE_CHAIN
165 @findex TREE_TYPE
167 All GENERIC trees have two fields in common.  First, @code{TREE_CHAIN}
168 is a pointer that can be used as a singly-linked list to other trees.
169 The other is @code{TREE_TYPE}.  Many trees store the type of an
170 expression or declaration in this field.
172 These are some other functions for handling trees:
174 @ftable @code
176 @item tree_size
177 Return the number of bytes a tree takes.
179 @item build0
180 @itemx build1
181 @itemx build2
182 @itemx build3
183 @itemx build4
184 @itemx build5
185 @itemx build6
187 These functions build a tree and supply values to put in each
188 parameter.  The basic signature is @samp{@w{code, type, [operands]}}.
189 @code{code} is the @code{TREE_CODE}, and @code{type} is a tree
190 representing the @code{TREE_TYPE}.  These are followed by the
191 operands, each of which is also a tree.
193 @end ftable
196 @c ---------------------------------------------------------------------
197 @c Identifiers
198 @c ---------------------------------------------------------------------
200 @node Identifiers
201 @subsection Identifiers
202 @cindex identifier
203 @cindex name
204 @tindex IDENTIFIER_NODE
206 An @code{IDENTIFIER_NODE} represents a slightly more general concept
207 that the standard C or C++ concept of identifier.  In particular, an
208 @code{IDENTIFIER_NODE} may contain a @samp{$}, or other extraordinary
209 characters.
211 There are never two distinct @code{IDENTIFIER_NODE}s representing the
212 same identifier.  Therefore, you may use pointer equality to compare
213 @code{IDENTIFIER_NODE}s, rather than using a routine like
214 @code{strcmp}.  Use @code{get_identifier} to obtain the unique
215 @code{IDENTIFIER_NODE} for a supplied string.
217 You can use the following macros to access identifiers:
218 @ftable @code
219 @item IDENTIFIER_POINTER
220 The string represented by the identifier, represented as a
221 @code{char*}.  This string is always @code{NUL}-terminated, and contains
222 no embedded @code{NUL} characters.
224 @item IDENTIFIER_LENGTH
225 The length of the string returned by @code{IDENTIFIER_POINTER}, not
226 including the trailing @code{NUL}.  This value of
227 @code{IDENTIFIER_LENGTH (x)} is always the same as @code{strlen
228 (IDENTIFIER_POINTER (x))}.
230 @item IDENTIFIER_OPNAME_P
231 This predicate holds if the identifier represents the name of an
232 overloaded operator.  In this case, you should not depend on the
233 contents of either the @code{IDENTIFIER_POINTER} or the
234 @code{IDENTIFIER_LENGTH}.
236 @item IDENTIFIER_TYPENAME_P
237 This predicate holds if the identifier represents the name of a
238 user-defined conversion operator.  In this case, the @code{TREE_TYPE} of
239 the @code{IDENTIFIER_NODE} holds the type to which the conversion
240 operator converts.
242 @end ftable
244 @c ---------------------------------------------------------------------
245 @c Containers
246 @c ---------------------------------------------------------------------
248 @node Containers
249 @subsection Containers
250 @cindex container
251 @cindex list
252 @cindex vector
253 @tindex TREE_LIST
254 @tindex TREE_VEC
255 @findex TREE_PURPOSE
256 @findex TREE_VALUE
257 @findex TREE_VEC_LENGTH
258 @findex TREE_VEC_ELT
260 Two common container data structures can be represented directly with
261 tree nodes.  A @code{TREE_LIST} is a singly linked list containing two
262 trees per node.  These are the @code{TREE_PURPOSE} and @code{TREE_VALUE}
263 of each node.  (Often, the @code{TREE_PURPOSE} contains some kind of
264 tag, or additional information, while the @code{TREE_VALUE} contains the
265 majority of the payload.  In other cases, the @code{TREE_PURPOSE} is
266 simply @code{NULL_TREE}, while in still others both the
267 @code{TREE_PURPOSE} and @code{TREE_VALUE} are of equal stature.)  Given
268 one @code{TREE_LIST} node, the next node is found by following the
269 @code{TREE_CHAIN}.  If the @code{TREE_CHAIN} is @code{NULL_TREE}, then
270 you have reached the end of the list.
272 A @code{TREE_VEC} is a simple vector.  The @code{TREE_VEC_LENGTH} is an
273 integer (not a tree) giving the number of nodes in the vector.  The
274 nodes themselves are accessed using the @code{TREE_VEC_ELT} macro, which
275 takes two arguments.  The first is the @code{TREE_VEC} in question; the
276 second is an integer indicating which element in the vector is desired.
277 The elements are indexed from zero.
279 @c ---------------------------------------------------------------------
280 @c Types
281 @c ---------------------------------------------------------------------
283 @node Types
284 @section Types
285 @cindex type
286 @cindex pointer
287 @cindex reference
288 @cindex fundamental type
289 @cindex array
290 @tindex VOID_TYPE
291 @tindex INTEGER_TYPE
292 @tindex TYPE_MIN_VALUE
293 @tindex TYPE_MAX_VALUE
294 @tindex REAL_TYPE
295 @tindex FIXED_POINT_TYPE
296 @tindex COMPLEX_TYPE
297 @tindex ENUMERAL_TYPE
298 @tindex BOOLEAN_TYPE
299 @tindex POINTER_TYPE
300 @tindex REFERENCE_TYPE
301 @tindex FUNCTION_TYPE
302 @tindex METHOD_TYPE
303 @tindex ARRAY_TYPE
304 @tindex RECORD_TYPE
305 @tindex UNION_TYPE
306 @tindex UNKNOWN_TYPE
307 @tindex OFFSET_TYPE
308 @findex TYPE_UNQUALIFIED
309 @findex TYPE_QUAL_CONST
310 @findex TYPE_QUAL_VOLATILE
311 @findex TYPE_QUAL_RESTRICT
312 @findex TYPE_MAIN_VARIANT
313 @cindex qualified type
314 @findex TYPE_SIZE
315 @findex TYPE_ALIGN
316 @findex TYPE_PRECISION
317 @findex TYPE_ARG_TYPES
318 @findex TYPE_METHOD_BASETYPE
319 @findex TYPE_OFFSET_BASETYPE
320 @findex TREE_TYPE
321 @findex TYPE_CONTEXT
322 @findex TYPE_NAME
323 @findex TYPENAME_TYPE_FULLNAME
324 @findex TYPE_FIELDS
325 @findex TYPE_CANONICAL
326 @findex TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P
327 @findex SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY
329 All types have corresponding tree nodes.  However, you should not assume
330 that there is exactly one tree node corresponding to each type.  There
331 are often multiple nodes corresponding to the same type.
333 For the most part, different kinds of types have different tree codes.
334 (For example, pointer types use a @code{POINTER_TYPE} code while arrays
335 use an @code{ARRAY_TYPE} code.)  However, pointers to member functions
336 use the @code{RECORD_TYPE} code.  Therefore, when writing a
337 @code{switch} statement that depends on the code associated with a
338 particular type, you should take care to handle pointers to member
339 functions under the @code{RECORD_TYPE} case label.
341 The following functions and macros deal with cv-qualification of types:
342 @ftable @code
343 @item TYPE_MAIN_VARIANT
344 This macro returns the unqualified version of a type.  It may be applied
345 to an unqualified type, but it is not always the identity function in
346 that case.
347 @end ftable
349 A few other macros and functions are usable with all types:
350 @ftable @code
351 @item TYPE_SIZE
352 The number of bits required to represent the type, represented as an
353 @code{INTEGER_CST}.  For an incomplete type, @code{TYPE_SIZE} will be
354 @code{NULL_TREE}.
356 @item TYPE_ALIGN
357 The alignment of the type, in bits, represented as an @code{int}.
359 @item TYPE_NAME
360 This macro returns a declaration (in the form of a @code{TYPE_DECL}) for
361 the type.  (Note this macro does @emph{not} return an
362 @code{IDENTIFIER_NODE}, as you might expect, given its name!)  You can
363 look at the @code{DECL_NAME} of the @code{TYPE_DECL} to obtain the
364 actual name of the type.  The @code{TYPE_NAME} will be @code{NULL_TREE}
365 for a type that is not a built-in type, the result of a typedef, or a
366 named class type.
368 @item TYPE_CANONICAL
369 This macro returns the ``canonical'' type for the given type
370 node. Canonical types are used to improve performance in the C++ and
371 Objective-C++ front ends by allowing efficient comparison between two
372 type nodes in @code{same_type_p}: if the @code{TYPE_CANONICAL} values
373 of the types are equal, the types are equivalent; otherwise, the types
374 are not equivalent. The notion of equivalence for canonical types is
375 the same as the notion of type equivalence in the language itself. For
376 instance,
378 When @code{TYPE_CANONICAL} is @code{NULL_TREE}, there is no canonical
379 type for the given type node. In this case, comparison between this
380 type and any other type requires the compiler to perform a deep,
381 ``structural'' comparison to see if the two type nodes have the same
382 form and properties.
384 The canonical type for a node is always the most fundamental type in
385 the equivalence class of types. For instance, @code{int} is its own
386 canonical type. A typedef @code{I} of @code{int} will have @code{int}
387 as its canonical type. Similarly, @code{I*}@ and a typedef @code{IP}@
388 (defined to @code{I*}) will has @code{int*} as their canonical
389 type. When building a new type node, be sure to set
390 @code{TYPE_CANONICAL} to the appropriate canonical type. If the new
391 type is a compound type (built from other types), and any of those
392 other types require structural equality, use
393 @code{SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY} to ensure that the new type also
394 requires structural equality. Finally, if for some reason you cannot
395 guarantee that @code{TYPE_CANONICAL} will point to the canonical type,
396 use @code{SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY} to make sure that the new
397 type--and any type constructed based on it--requires structural
398 equality. If you suspect that the canonical type system is
399 miscomparing types, pass @code{--param verify-canonical-types=1} to
400 the compiler or configure with @code{--enable-checking} to force the
401 compiler to verify its canonical-type comparisons against the
402 structural comparisons; the compiler will then print any warnings if
403 the canonical types miscompare.
405 @item TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P
406 This predicate holds when the node requires structural equality
407 checks, e.g., when @code{TYPE_CANONICAL} is @code{NULL_TREE}.
409 @item SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY
410 This macro states that the type node it is given requires structural
411 equality checks, e.g., it sets @code{TYPE_CANONICAL} to
412 @code{NULL_TREE}.
414 @item same_type_p
415 This predicate takes two types as input, and holds if they are the same
416 type.  For example, if one type is a @code{typedef} for the other, or
417 both are @code{typedef}s for the same type.  This predicate also holds if
418 the two trees given as input are simply copies of one another; i.e.,
419 there is no difference between them at the source level, but, for
420 whatever reason, a duplicate has been made in the representation.  You
421 should never use @code{==} (pointer equality) to compare types; always
422 use @code{same_type_p} instead.
423 @end ftable
425 Detailed below are the various kinds of types, and the macros that can
426 be used to access them.  Although other kinds of types are used
427 elsewhere in G++, the types described here are the only ones that you
428 will encounter while examining the intermediate representation.
430 @table @code
431 @item VOID_TYPE
432 Used to represent the @code{void} type.
434 @item INTEGER_TYPE
435 Used to represent the various integral types, including @code{char},
436 @code{short}, @code{int}, @code{long}, and @code{long long}.  This code
437 is not used for enumeration types, nor for the @code{bool} type.
438 The @code{TYPE_PRECISION} is the number of bits used in
439 the representation, represented as an @code{unsigned int}.  (Note that
440 in the general case this is not the same value as @code{TYPE_SIZE};
441 suppose that there were a 24-bit integer type, but that alignment
442 requirements for the ABI required 32-bit alignment.  Then,
443 @code{TYPE_SIZE} would be an @code{INTEGER_CST} for 32, while
444 @code{TYPE_PRECISION} would be 24.)  The integer type is unsigned if
445 @code{TYPE_UNSIGNED} holds; otherwise, it is signed.
447 The @code{TYPE_MIN_VALUE} is an @code{INTEGER_CST} for the smallest
448 integer that may be represented by this type.  Similarly, the
449 @code{TYPE_MAX_VALUE} is an @code{INTEGER_CST} for the largest integer
450 that may be represented by this type.
452 @item REAL_TYPE
453 Used to represent the @code{float}, @code{double}, and @code{long
454 double} types.  The number of bits in the floating-point representation
455 is given by @code{TYPE_PRECISION}, as in the @code{INTEGER_TYPE} case.
457 @item FIXED_POINT_TYPE
458 Used to represent the @code{short _Fract}, @code{_Fract}, @code{long
459 _Fract}, @code{long long _Fract}, @code{short _Accum}, @code{_Accum},
460 @code{long _Accum}, and @code{long long _Accum} types.  The number of bits
461 in the fixed-point representation is given by @code{TYPE_PRECISION},
462 as in the @code{INTEGER_TYPE} case.  There may be padding bits, fractional
463 bits and integral bits.  The number of fractional bits is given by
464 @code{TYPE_FBIT}, and the number of integral bits is given by @code{TYPE_IBIT}.
465 The fixed-point type is unsigned if @code{TYPE_UNSIGNED} holds; otherwise,
466 it is signed.
467 The fixed-point type is saturating if @code{TYPE_SATURATING} holds; otherwise,
468 it is not saturating.
470 @item COMPLEX_TYPE
471 Used to represent GCC built-in @code{__complex__} data types.  The
472 @code{TREE_TYPE} is the type of the real and imaginary parts.
474 @item ENUMERAL_TYPE
475 Used to represent an enumeration type.  The @code{TYPE_PRECISION} gives
476 (as an @code{int}), the number of bits used to represent the type.  If
477 there are no negative enumeration constants, @code{TYPE_UNSIGNED} will
478 hold.  The minimum and maximum enumeration constants may be obtained
479 with @code{TYPE_MIN_VALUE} and @code{TYPE_MAX_VALUE}, respectively; each
480 of these macros returns an @code{INTEGER_CST}.
482 The actual enumeration constants themselves may be obtained by looking
483 at the @code{TYPE_VALUES}.  This macro will return a @code{TREE_LIST},
484 containing the constants.  The @code{TREE_PURPOSE} of each node will be
485 an @code{IDENTIFIER_NODE} giving the name of the constant; the
486 @code{TREE_VALUE} will be an @code{INTEGER_CST} giving the value
487 assigned to that constant.  These constants will appear in the order in
488 which they were declared.  The @code{TREE_TYPE} of each of these
489 constants will be the type of enumeration type itself.
491 @item BOOLEAN_TYPE
492 Used to represent the @code{bool} type.
494 @item POINTER_TYPE
495 Used to represent pointer types, and pointer to data member types.  The
496 @code{TREE_TYPE} gives the type to which this type points.
498 @item REFERENCE_TYPE
499 Used to represent reference types.  The @code{TREE_TYPE} gives the type
500 to which this type refers.
502 @item FUNCTION_TYPE
503 Used to represent the type of non-member functions and of static member
504 functions.  The @code{TREE_TYPE} gives the return type of the function.
505 The @code{TYPE_ARG_TYPES} are a @code{TREE_LIST} of the argument types.
506 The @code{TREE_VALUE} of each node in this list is the type of the
507 corresponding argument; the @code{TREE_PURPOSE} is an expression for the
508 default argument value, if any.  If the last node in the list is
509 @code{void_list_node} (a @code{TREE_LIST} node whose @code{TREE_VALUE}
510 is the @code{void_type_node}), then functions of this type do not take
511 variable arguments.  Otherwise, they do take a variable number of
512 arguments.
514 Note that in C (but not in C++) a function declared like @code{void f()}
515 is an unprototyped function taking a variable number of arguments; the
516 @code{TYPE_ARG_TYPES} of such a function will be @code{NULL}.
518 @item METHOD_TYPE
519 Used to represent the type of a non-static member function.  Like a
520 @code{FUNCTION_TYPE}, the return type is given by the @code{TREE_TYPE}.
521 The type of @code{*this}, i.e., the class of which functions of this
522 type are a member, is given by the @code{TYPE_METHOD_BASETYPE}.  The
523 @code{TYPE_ARG_TYPES} is the parameter list, as for a
524 @code{FUNCTION_TYPE}, and includes the @code{this} argument.
526 @item ARRAY_TYPE
527 Used to represent array types.  The @code{TREE_TYPE} gives the type of
528 the elements in the array.  If the array-bound is present in the type,
529 the @code{TYPE_DOMAIN} is an @code{INTEGER_TYPE} whose
530 @code{TYPE_MIN_VALUE} and @code{TYPE_MAX_VALUE} will be the lower and
531 upper bounds of the array, respectively.  The @code{TYPE_MIN_VALUE} will
532 always be an @code{INTEGER_CST} for zero, while the
533 @code{TYPE_MAX_VALUE} will be one less than the number of elements in
534 the array, i.e., the highest value which may be used to index an element
535 in the array.
537 @item RECORD_TYPE
538 Used to represent @code{struct} and @code{class} types, as well as
539 pointers to member functions and similar constructs in other languages.
540 @code{TYPE_FIELDS} contains the items contained in this type, each of
541 which can be a @code{FIELD_DECL}, @code{VAR_DECL}, @code{CONST_DECL}, or
542 @code{TYPE_DECL}.  You may not make any assumptions about the ordering
543 of the fields in the type or whether one or more of them overlap.
545 @item UNION_TYPE
546 Used to represent @code{union} types.  Similar to @code{RECORD_TYPE}
547 except that all @code{FIELD_DECL} nodes in @code{TYPE_FIELD} start at
548 bit position zero.
550 @item QUAL_UNION_TYPE
551 Used to represent part of a variant record in Ada.  Similar to
552 @code{UNION_TYPE} except that each @code{FIELD_DECL} has a
553 @code{DECL_QUALIFIER} field, which contains a boolean expression that
554 indicates whether the field is present in the object.  The type will only
555 have one field, so each field's @code{DECL_QUALIFIER} is only evaluated
556 if none of the expressions in the previous fields in @code{TYPE_FIELDS}
557 are nonzero.  Normally these expressions will reference a field in the
558 outer object using a @code{PLACEHOLDER_EXPR}.
560 @item LANG_TYPE
561 This node is used to represent a language-specific type.  The front
562 end must handle it.
564 @item OFFSET_TYPE
565 This node is used to represent a pointer-to-data member.  For a data
566 member @code{X::m} the @code{TYPE_OFFSET_BASETYPE} is @code{X} and the
567 @code{TREE_TYPE} is the type of @code{m}.
569 @end table
571 There are variables whose values represent some of the basic types.
572 These include:
573 @table @code
574 @item void_type_node
575 A node for @code{void}.
577 @item integer_type_node
578 A node for @code{int}.
580 @item unsigned_type_node.
581 A node for @code{unsigned int}.
583 @item char_type_node.
584 A node for @code{char}.
585 @end table
586 @noindent
587 It may sometimes be useful to compare one of these variables with a type
588 in hand, using @code{same_type_p}.
590 @c ---------------------------------------------------------------------
591 @c Declarations
592 @c ---------------------------------------------------------------------
594 @node Declarations
595 @section Declarations
596 @cindex declaration
597 @cindex variable
598 @cindex type declaration
599 @tindex LABEL_DECL
600 @tindex CONST_DECL
601 @tindex TYPE_DECL
602 @tindex VAR_DECL
603 @tindex PARM_DECL
604 @tindex FIELD_DECL
605 @tindex NAMESPACE_DECL
606 @tindex RESULT_DECL
607 @tindex TEMPLATE_DECL
608 @tindex THUNK_DECL
609 @findex THUNK_DELTA
610 @findex DECL_INITIAL
611 @findex DECL_SIZE
612 @findex DECL_ALIGN
613 @findex DECL_EXTERNAL
615 This section covers the various kinds of declarations that appear in the
616 internal representation, except for declarations of functions
617 (represented by @code{FUNCTION_DECL} nodes), which are described in
618 @ref{Functions}.
620 @menu
621 * Working with declarations::  Macros and functions that work on
622 declarations.
623 * Internal structure:: How declaration nodes are represented. 
624 @end menu
626 @node Working with declarations
627 @subsection Working with declarations
629 Some macros can be used with any kind of declaration.  These include:
630 @ftable @code
631 @item DECL_NAME
632 This macro returns an @code{IDENTIFIER_NODE} giving the name of the
633 entity.
635 @item TREE_TYPE
636 This macro returns the type of the entity declared.
638 @item EXPR_FILENAME
639 This macro returns the name of the file in which the entity was
640 declared, as a @code{char*}.  For an entity declared implicitly by the
641 compiler (like @code{__builtin_memcpy}), this will be the string
642 @code{"<internal>"}.
644 @item EXPR_LINENO
645 This macro returns the line number at which the entity was declared, as
646 an @code{int}.
648 @item DECL_ARTIFICIAL
649 This predicate holds if the declaration was implicitly generated by the
650 compiler.  For example, this predicate will hold of an implicitly
651 declared member function, or of the @code{TYPE_DECL} implicitly
652 generated for a class type.  Recall that in C++ code like:
653 @smallexample
654 struct S @{@};
655 @end smallexample
656 @noindent
657 is roughly equivalent to C code like:
658 @smallexample
659 struct S @{@};
660 typedef struct S S;
661 @end smallexample
662 The implicitly generated @code{typedef} declaration is represented by a
663 @code{TYPE_DECL} for which @code{DECL_ARTIFICIAL} holds.
665 @end ftable
667 The various kinds of declarations include:
668 @table @code
669 @item LABEL_DECL
670 These nodes are used to represent labels in function bodies.  For more
671 information, see @ref{Functions}.  These nodes only appear in block
672 scopes.
674 @item CONST_DECL
675 These nodes are used to represent enumeration constants.  The value of
676 the constant is given by @code{DECL_INITIAL} which will be an
677 @code{INTEGER_CST} with the same type as the @code{TREE_TYPE} of the
678 @code{CONST_DECL}, i.e., an @code{ENUMERAL_TYPE}.
680 @item RESULT_DECL
681 These nodes represent the value returned by a function.  When a value is
682 assigned to a @code{RESULT_DECL}, that indicates that the value should
683 be returned, via bitwise copy, by the function.  You can use
684 @code{DECL_SIZE} and @code{DECL_ALIGN} on a @code{RESULT_DECL}, just as
685 with a @code{VAR_DECL}.
687 @item TYPE_DECL
688 These nodes represent @code{typedef} declarations.  The @code{TREE_TYPE}
689 is the type declared to have the name given by @code{DECL_NAME}.  In
690 some cases, there is no associated name.
692 @item VAR_DECL
693 These nodes represent variables with namespace or block scope, as well
694 as static data members.  The @code{DECL_SIZE} and @code{DECL_ALIGN} are
695 analogous to @code{TYPE_SIZE} and @code{TYPE_ALIGN}.  For a declaration,
696 you should always use the @code{DECL_SIZE} and @code{DECL_ALIGN} rather
697 than the @code{TYPE_SIZE} and @code{TYPE_ALIGN} given by the
698 @code{TREE_TYPE}, since special attributes may have been applied to the
699 variable to give it a particular size and alignment.  You may use the
700 predicates @code{DECL_THIS_STATIC} or @code{DECL_THIS_EXTERN} to test
701 whether the storage class specifiers @code{static} or @code{extern} were
702 used to declare a variable.
704 If this variable is initialized (but does not require a constructor),
705 the @code{DECL_INITIAL} will be an expression for the initializer.  The
706 initializer should be evaluated, and a bitwise copy into the variable
707 performed.  If the @code{DECL_INITIAL} is the @code{error_mark_node},
708 there is an initializer, but it is given by an explicit statement later
709 in the code; no bitwise copy is required.
711 GCC provides an extension that allows either automatic variables, or
712 global variables, to be placed in particular registers.  This extension
713 is being used for a particular @code{VAR_DECL} if @code{DECL_REGISTER}
714 holds for the @code{VAR_DECL}, and if @code{DECL_ASSEMBLER_NAME} is not
715 equal to @code{DECL_NAME}.  In that case, @code{DECL_ASSEMBLER_NAME} is
716 the name of the register into which the variable will be placed.
718 @item PARM_DECL
719 Used to represent a parameter to a function.  Treat these nodes
720 similarly to @code{VAR_DECL} nodes.  These nodes only appear in the
721 @code{DECL_ARGUMENTS} for a @code{FUNCTION_DECL}.
723 The @code{DECL_ARG_TYPE} for a @code{PARM_DECL} is the type that will
724 actually be used when a value is passed to this function.  It may be a
725 wider type than the @code{TREE_TYPE} of the parameter; for example, the
726 ordinary type might be @code{short} while the @code{DECL_ARG_TYPE} is
727 @code{int}.
729 @item FIELD_DECL
730 These nodes represent non-static data members.  The @code{DECL_SIZE} and
731 @code{DECL_ALIGN} behave as for @code{VAR_DECL} nodes.  
732 The position of the field within the parent record is specified by a 
733 combination of three attributes.  @code{DECL_FIELD_OFFSET} is the position,
734 counting in bytes, of the @code{DECL_OFFSET_ALIGN}-bit sized word containing
735 the bit of the field closest to the beginning of the structure.  
736 @code{DECL_FIELD_BIT_OFFSET} is the bit offset of the first bit of the field
737 within this word; this may be nonzero even for fields that are not bit-fields,
738 since @code{DECL_OFFSET_ALIGN} may be greater than the natural alignment
739 of the field's type.
741 If @code{DECL_C_BIT_FIELD} holds, this field is a bit-field.  In a bit-field,
742 @code{DECL_BIT_FIELD_TYPE} also contains the type that was originally
743 specified for it, while DECL_TYPE may be a modified type with lesser precision,
744 according to the size of the bit field.
746 @item NAMESPACE_DECL
747 Namespaces provide a name hierarchy for other declarations.  They
748 appear in the @code{DECL_CONTEXT} of other @code{_DECL} nodes.
750 @end table
752 @node Internal structure
753 @subsection Internal structure
755 @code{DECL} nodes are represented internally as a hierarchy of
756 structures.
758 @menu
759 * Current structure hierarchy::  The current DECL node structure
760 hierarchy.
761 * Adding new DECL node types:: How to add a new DECL node to a
762 frontend.
763 @end menu
765 @node Current structure hierarchy
766 @subsubsection Current structure hierarchy
768 @table @code
770 @item struct tree_decl_minimal
771 This is the minimal structure to inherit from in order for common
772 @code{DECL} macros to work.  The fields it contains are a unique ID,
773 source location, context, and name.
775 @item struct tree_decl_common
776 This structure inherits from @code{struct tree_decl_minimal}.  It
777 contains fields that most @code{DECL} nodes need, such as a field to
778 store alignment, machine mode, size, and attributes.
780 @item struct tree_field_decl
781 This structure inherits from @code{struct tree_decl_common}.  It is
782 used to represent @code{FIELD_DECL}.
784 @item struct tree_label_decl
785 This structure inherits from @code{struct tree_decl_common}.  It is
786 used to represent @code{LABEL_DECL}.
788 @item struct tree_translation_unit_decl
789 This structure inherits from @code{struct tree_decl_common}.  It is
790 used to represent @code{TRANSLATION_UNIT_DECL}.
792 @item struct tree_decl_with_rtl
793 This structure inherits from @code{struct tree_decl_common}.  It
794 contains a field to store the low-level RTL associated with a
795 @code{DECL} node.
797 @item struct tree_result_decl
798 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_rtl}.  It is
799 used to represent @code{RESULT_DECL}.
801 @item struct tree_const_decl
802 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_rtl}.  It is
803 used to represent @code{CONST_DECL}.
805 @item struct tree_parm_decl
806 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_rtl}.  It is
807 used to represent @code{PARM_DECL}.  
809 @item struct tree_decl_with_vis
810 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_rtl}.  It
811 contains fields necessary to store visibility information, as well as
812 a section name and assembler name.
814 @item struct tree_var_decl
815 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_vis}.  It is
816 used to represent @code{VAR_DECL}.  
818 @item struct tree_function_decl
819 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_vis}.  It is
820 used to represent @code{FUNCTION_DECL}.  
822 @end table
823 @node Adding new DECL node types
824 @subsubsection Adding new DECL node types
826 Adding a new @code{DECL} tree consists of the following steps
828 @table @asis
830 @item Add a new tree code for the @code{DECL} node
831 For language specific @code{DECL} nodes, there is a @file{.def} file
832 in each frontend directory where the tree code should be added.
833 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the code should
834 be added to @file{tree.def}.
836 @item Create a new structure type for the @code{DECL} node
837 These structures should inherit from one of the existing structures in
838 the language hierarchy by using that structure as the first member.
840 @smallexample
841 struct tree_foo_decl
843    struct tree_decl_with_vis common;
845 @end smallexample
847 Would create a structure name @code{tree_foo_decl} that inherits from
848 @code{struct tree_decl_with_vis}.
850 For language specific @code{DECL} nodes, this new structure type
851 should go in the appropriate @file{.h} file.
852 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the structure
853 type should go in @file{tree.h}.
855 @item Add a member to the tree structure enumerator for the node
856 For garbage collection and dynamic checking purposes, each @code{DECL}
857 node structure type is required to have a unique enumerator value
858 specified with it.
859 For language specific @code{DECL} nodes, this new enumerator value
860 should go in the appropriate @file{.def} file.
861 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the enumerator
862 values are specified in @file{treestruct.def}.
864 @item Update @code{union tree_node}
865 In order to make your new structure type usable, it must be added to
866 @code{union tree_node}.
867 For language specific @code{DECL} nodes, a new entry should be added
868 to the appropriate @file{.h} file of the form
869 @smallexample
870   struct tree_foo_decl GTY ((tag ("TS_VAR_DECL"))) foo_decl;
871 @end smallexample
872 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the additional
873 member goes directly into @code{union tree_node} in @file{tree.h}.
875 @item Update dynamic checking info
876 In order to be able to check whether accessing a named portion of
877 @code{union tree_node} is legal, and whether a certain @code{DECL} node
878 contains one of the enumerated @code{DECL} node structures in the
879 hierarchy, a simple lookup table is used.
880 This lookup table needs to be kept up to date with the tree structure
881 hierarchy, or else checking and containment macros will fail
882 inappropriately.
884 For language specific @code{DECL} nodes, their is an @code{init_ts}
885 function in an appropriate @file{.c} file, which initializes the lookup
886 table.
887 Code setting up the table for new @code{DECL} nodes should be added
888 there.
889 For each @code{DECL} tree code and enumerator value representing a
890 member of the inheritance  hierarchy, the table should contain 1 if
891 that tree code inherits (directly or indirectly) from that member.
892 Thus, a @code{FOO_DECL} node derived from @code{struct decl_with_rtl},
893 and enumerator value @code{TS_FOO_DECL}, would be set up as follows
894 @smallexample
895 tree_contains_struct[FOO_DECL][TS_FOO_DECL] = 1;
896 tree_contains_struct[FOO_DECL][TS_DECL_WRTL] = 1;
897 tree_contains_struct[FOO_DECL][TS_DECL_COMMON] = 1;
898 tree_contains_struct[FOO_DECL][TS_DECL_MINIMAL] = 1;
899 @end smallexample
901 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the setup code
902 goes into @file{tree.c}.
904 @item Add macros to access any new fields and flags
906 Each added field or flag should have a macro that is used to access
907 it, that performs appropriate checking to ensure only the right type of
908 @code{DECL} nodes access the field.
910 These macros generally take the following form
911 @smallexample
912 #define FOO_DECL_FIELDNAME(NODE) FOO_DECL_CHECK(NODE)->foo_decl.fieldname
913 @end smallexample
914 However, if the structure is simply a base class for further
915 structures, something like the following should be used
916 @smallexample
917 #define BASE_STRUCT_CHECK(T) CONTAINS_STRUCT_CHECK(T, TS_BASE_STRUCT)
918 #define BASE_STRUCT_FIELDNAME(NODE) \
919    (BASE_STRUCT_CHECK(NODE)->base_struct.fieldname
920 @end smallexample
922 @end table
925 @c ---------------------------------------------------------------------
926 @c Attributes
927 @c ---------------------------------------------------------------------
928 @node Attributes
929 @section Attributes in trees
930 @cindex attributes
932 Attributes, as specified using the @code{__attribute__} keyword, are
933 represented internally as a @code{TREE_LIST}.  The @code{TREE_PURPOSE}
934 is the name of the attribute, as an @code{IDENTIFIER_NODE}.  The
935 @code{TREE_VALUE} is a @code{TREE_LIST} of the arguments of the
936 attribute, if any, or @code{NULL_TREE} if there are no arguments; the
937 arguments are stored as the @code{TREE_VALUE} of successive entries in
938 the list, and may be identifiers or expressions.  The @code{TREE_CHAIN}
939 of the attribute is the next attribute in a list of attributes applying
940 to the same declaration or type, or @code{NULL_TREE} if there are no
941 further attributes in the list.
943 Attributes may be attached to declarations and to types; these
944 attributes may be accessed with the following macros.  All attributes
945 are stored in this way, and many also cause other changes to the
946 declaration or type or to other internal compiler data structures.
948 @deftypefn {Tree Macro} tree DECL_ATTRIBUTES (tree @var{decl})
949 This macro returns the attributes on the declaration @var{decl}.
950 @end deftypefn
952 @deftypefn {Tree Macro} tree TYPE_ATTRIBUTES (tree @var{type})
953 This macro returns the attributes on the type @var{type}.
954 @end deftypefn
957 @c ---------------------------------------------------------------------
958 @c Expressions
959 @c ---------------------------------------------------------------------
961 @node Expression trees
962 @section Expressions
963 @cindex expression
964 @findex TREE_TYPE
965 @findex TREE_OPERAND
967 The internal representation for expressions is for the most part quite
968 straightforward.  However, there are a few facts that one must bear in
969 mind.  In particular, the expression ``tree'' is actually a directed
970 acyclic graph.  (For example there may be many references to the integer
971 constant zero throughout the source program; many of these will be
972 represented by the same expression node.)  You should not rely on
973 certain kinds of node being shared, nor should you rely on certain kinds of
974 nodes being unshared.
976 The following macros can be used with all expression nodes:
978 @ftable @code
979 @item TREE_TYPE
980 Returns the type of the expression.  This value may not be precisely the
981 same type that would be given the expression in the original program.
982 @end ftable
984 In what follows, some nodes that one might expect to always have type
985 @code{bool} are documented to have either integral or boolean type.  At
986 some point in the future, the C front end may also make use of this same
987 intermediate representation, and at this point these nodes will
988 certainly have integral type.  The previous sentence is not meant to
989 imply that the C++ front end does not or will not give these nodes
990 integral type.
992 Below, we list the various kinds of expression nodes.  Except where
993 noted otherwise, the operands to an expression are accessed using the
994 @code{TREE_OPERAND} macro.  For example, to access the first operand to
995 a binary plus expression @code{expr}, use:
997 @smallexample
998 TREE_OPERAND (expr, 0)
999 @end smallexample
1000 @noindent
1002 As this example indicates, the operands are zero-indexed.
1005 @menu
1006 * Constants: Constant expressions.
1007 * Storage References::
1008 * Unary and Binary Expressions::
1009 * Vectors::
1010 @end menu
1012 @node Constant expressions
1013 @subsection Constant expressions
1014 @tindex INTEGER_CST
1015 @findex TREE_INT_CST_HIGH
1016 @findex TREE_INT_CST_LOW
1017 @findex tree_int_cst_lt
1018 @findex tree_int_cst_equal
1019 @tindex REAL_CST
1020 @tindex FIXED_CST
1021 @tindex COMPLEX_CST
1022 @tindex VECTOR_CST
1023 @tindex STRING_CST
1024 @findex TREE_STRING_LENGTH
1025 @findex TREE_STRING_POINTER
1027 The table below begins with constants, moves on to unary expressions,
1028 then proceeds to binary expressions, and concludes with various other
1029 kinds of expressions:
1031 @table @code
1032 @item INTEGER_CST
1033 These nodes represent integer constants.  Note that the type of these
1034 constants is obtained with @code{TREE_TYPE}; they are not always of type
1035 @code{int}.  In particular, @code{char} constants are represented with
1036 @code{INTEGER_CST} nodes.  The value of the integer constant @code{e} is
1037 given by
1038 @smallexample
1039 ((TREE_INT_CST_HIGH (e) << HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
1040 + TREE_INST_CST_LOW (e))
1041 @end smallexample
1042 @noindent
1043 HOST_BITS_PER_WIDE_INT is at least thirty-two on all platforms.  Both
1044 @code{TREE_INT_CST_HIGH} and @code{TREE_INT_CST_LOW} return a
1045 @code{HOST_WIDE_INT}.  The value of an @code{INTEGER_CST} is interpreted
1046 as a signed or unsigned quantity depending on the type of the constant.
1047 In general, the expression given above will overflow, so it should not
1048 be used to calculate the value of the constant.
1050 The variable @code{integer_zero_node} is an integer constant with value
1051 zero.  Similarly, @code{integer_one_node} is an integer constant with
1052 value one.  The @code{size_zero_node} and @code{size_one_node} variables
1053 are analogous, but have type @code{size_t} rather than @code{int}.
1055 The function @code{tree_int_cst_lt} is a predicate which holds if its
1056 first argument is less than its second.  Both constants are assumed to
1057 have the same signedness (i.e., either both should be signed or both
1058 should be unsigned.)  The full width of the constant is used when doing
1059 the comparison; the usual rules about promotions and conversions are
1060 ignored.  Similarly, @code{tree_int_cst_equal} holds if the two
1061 constants are equal.  The @code{tree_int_cst_sgn} function returns the
1062 sign of a constant.  The value is @code{1}, @code{0}, or @code{-1}
1063 according on whether the constant is greater than, equal to, or less
1064 than zero.  Again, the signedness of the constant's type is taken into
1065 account; an unsigned constant is never less than zero, no matter what
1066 its bit-pattern.
1068 @item REAL_CST
1070 FIXME: Talk about how to obtain representations of this constant, do
1071 comparisons, and so forth.
1073 @item FIXED_CST
1075 These nodes represent fixed-point constants.  The type of these constants
1076 is obtained with @code{TREE_TYPE}.  @code{TREE_FIXED_CST_PTR} points to
1077 a @code{struct fixed_value};  @code{TREE_FIXED_CST} returns the structure
1078 itself.  @code{struct fixed_value} contains @code{data} with the size of two
1079 @code{HOST_BITS_PER_WIDE_INT} and @code{mode} as the associated fixed-point
1080 machine mode for @code{data}.
1082 @item COMPLEX_CST
1083 These nodes are used to represent complex number constants, that is a
1084 @code{__complex__} whose parts are constant nodes.  The
1085 @code{TREE_REALPART} and @code{TREE_IMAGPART} return the real and the
1086 imaginary parts respectively.
1088 @item VECTOR_CST
1089 These nodes are used to represent vector constants, whose parts are
1090 constant nodes.  Each individual constant node is either an integer or a
1091 double constant node.  The first operand is a @code{TREE_LIST} of the
1092 constant nodes and is accessed through @code{TREE_VECTOR_CST_ELTS}.
1094 @item STRING_CST
1095 These nodes represent string-constants.  The @code{TREE_STRING_LENGTH}
1096 returns the length of the string, as an @code{int}.  The
1097 @code{TREE_STRING_POINTER} is a @code{char*} containing the string
1098 itself.  The string may not be @code{NUL}-terminated, and it may contain
1099 embedded @code{NUL} characters.  Therefore, the
1100 @code{TREE_STRING_LENGTH} includes the trailing @code{NUL} if it is
1101 present.
1103 For wide string constants, the @code{TREE_STRING_LENGTH} is the number
1104 of bytes in the string, and the @code{TREE_STRING_POINTER}
1105 points to an array of the bytes of the string, as represented on the
1106 target system (that is, as integers in the target endianness).  Wide and
1107 non-wide string constants are distinguished only by the @code{TREE_TYPE}
1108 of the @code{STRING_CST}.
1110 FIXME: The formats of string constants are not well-defined when the
1111 target system bytes are not the same width as host system bytes.
1113 @end table
1115 @node Storage References
1116 @subsection References to storage
1117 @tindex ADDR_EXPR
1118 @tindex INDIRECT_REF
1119 @tindex MEM_REF
1120 @tindex ARRAY_REF
1121 @tindex ARRAY_RANGE_REF
1122 @tindex TARGET_MEM_REF
1123 @tindex COMPONENT_REF
1125 @table @code
1126 @item ARRAY_REF
1127 These nodes represent array accesses.  The first operand is the array;
1128 the second is the index.  To calculate the address of the memory
1129 accessed, you must scale the index by the size of the type of the array
1130 elements.  The type of these expressions must be the type of a component of
1131 the array.  The third and fourth operands are used after gimplification
1132 to represent the lower bound and component size but should not be used
1133 directly; call @code{array_ref_low_bound} and @code{array_ref_element_size}
1134 instead.
1136 @item ARRAY_RANGE_REF
1137 These nodes represent access to a range (or ``slice'') of an array.  The
1138 operands are the same as that for @code{ARRAY_REF} and have the same
1139 meanings.  The type of these expressions must be an array whose component
1140 type is the same as that of the first operand.  The range of that array
1141 type determines the amount of data these expressions access.
1143 @item TARGET_MEM_REF
1144 These nodes represent memory accesses whose address directly map to
1145 an addressing mode of the target architecture.  The first argument
1146 is @code{TMR_SYMBOL} and must be a @code{VAR_DECL} of an object with
1147 a fixed address.  The second argument is @code{TMR_BASE} and the
1148 third one is @code{TMR_INDEX}.  The fourth argument is
1149 @code{TMR_STEP} and must be an @code{INTEGER_CST}.  The fifth
1150 argument is @code{TMR_OFFSET} and must be an @code{INTEGER_CST}.
1151 Any of the arguments may be NULL if the appropriate component
1152 does not appear in the address.  Address of the @code{TARGET_MEM_REF}
1153 is determined in the following way.
1155 @smallexample
1156 &TMR_SYMBOL + TMR_BASE + TMR_INDEX * TMR_STEP + TMR_OFFSET
1157 @end smallexample
1159 The sixth argument is the reference to the original memory access, which
1160 is preserved for the purposes of the RTL alias analysis.  The seventh
1161 argument is a tag representing the results of tree level alias analysis.
1163 @item ADDR_EXPR
1164 These nodes are used to represent the address of an object.  (These
1165 expressions will always have pointer or reference type.)  The operand may
1166 be another expression, or it may be a declaration.
1168 As an extension, GCC allows users to take the address of a label.  In
1169 this case, the operand of the @code{ADDR_EXPR} will be a
1170 @code{LABEL_DECL}.  The type of such an expression is @code{void*}.
1172 If the object addressed is not an lvalue, a temporary is created, and
1173 the address of the temporary is used.
1175 @item INDIRECT_REF
1176 These nodes are used to represent the object pointed to by a pointer.
1177 The operand is the pointer being dereferenced; it will always have
1178 pointer or reference type.
1180 @item MEM_REF
1181 These nodes are used to represent the object pointed to by a pointer
1182 offset by a constant.
1183 The first operand is the pointer being dereferenced; it will always have
1184 pointer or reference type.  The second operand is a pointer constant.
1185 Its type is specifying the type to be used for type-based alias analysis.
1187 @item COMPONENT_REF
1188 These nodes represent non-static data member accesses.  The first
1189 operand is the object (rather than a pointer to it); the second operand
1190 is the @code{FIELD_DECL} for the data member.  The third operand represents
1191 the byte offset of the field, but should not be used directly; call
1192 @code{component_ref_field_offset} instead.
1195 @end table
1197 @node Unary and Binary Expressions
1198 @subsection Unary and Binary Expressions
1199 @tindex NEGATE_EXPR
1200 @tindex ABS_EXPR
1201 @tindex BIT_NOT_EXPR
1202 @tindex TRUTH_NOT_EXPR
1203 @tindex PREDECREMENT_EXPR
1204 @tindex PREINCREMENT_EXPR
1205 @tindex POSTDECREMENT_EXPR
1206 @tindex POSTINCREMENT_EXPR
1207 @tindex FIX_TRUNC_EXPR
1208 @tindex FLOAT_EXPR
1209 @tindex COMPLEX_EXPR
1210 @tindex CONJ_EXPR
1211 @tindex REALPART_EXPR
1212 @tindex IMAGPART_EXPR
1213 @tindex NON_LVALUE_EXPR
1214 @tindex NOP_EXPR
1215 @tindex CONVERT_EXPR
1216 @tindex FIXED_CONVERT_EXPR
1217 @tindex THROW_EXPR
1218 @tindex LSHIFT_EXPR
1219 @tindex RSHIFT_EXPR
1220 @tindex BIT_IOR_EXPR
1221 @tindex BIT_XOR_EXPR
1222 @tindex BIT_AND_EXPR
1223 @tindex TRUTH_ANDIF_EXPR
1224 @tindex TRUTH_ORIF_EXPR
1225 @tindex TRUTH_AND_EXPR
1226 @tindex TRUTH_OR_EXPR
1227 @tindex TRUTH_XOR_EXPR
1228 @tindex POINTER_PLUS_EXPR
1229 @tindex PLUS_EXPR
1230 @tindex MINUS_EXPR
1231 @tindex MULT_EXPR
1232 @tindex RDIV_EXPR
1233 @tindex TRUNC_DIV_EXPR
1234 @tindex FLOOR_DIV_EXPR
1235 @tindex CEIL_DIV_EXPR
1236 @tindex ROUND_DIV_EXPR
1237 @tindex TRUNC_MOD_EXPR
1238 @tindex FLOOR_MOD_EXPR
1239 @tindex CEIL_MOD_EXPR
1240 @tindex ROUND_MOD_EXPR
1241 @tindex EXACT_DIV_EXPR
1242 @tindex LT_EXPR
1243 @tindex LE_EXPR
1244 @tindex GT_EXPR
1245 @tindex GE_EXPR
1246 @tindex EQ_EXPR
1247 @tindex NE_EXPR
1248 @tindex ORDERED_EXPR
1249 @tindex UNORDERED_EXPR
1250 @tindex UNLT_EXPR
1251 @tindex UNLE_EXPR
1252 @tindex UNGT_EXPR
1253 @tindex UNGE_EXPR
1254 @tindex UNEQ_EXPR
1255 @tindex LTGT_EXPR
1256 @tindex MODIFY_EXPR
1257 @tindex INIT_EXPR
1258 @tindex COMPOUND_EXPR
1259 @tindex COND_EXPR
1260 @tindex CALL_EXPR
1261 @tindex STMT_EXPR
1262 @tindex BIND_EXPR
1263 @tindex LOOP_EXPR
1264 @tindex EXIT_EXPR
1265 @tindex CLEANUP_POINT_EXPR
1266 @tindex CONSTRUCTOR
1267 @tindex COMPOUND_LITERAL_EXPR
1268 @tindex SAVE_EXPR
1269 @tindex TARGET_EXPR
1270 @tindex VA_ARG_EXPR
1272 @table @code
1273 @item NEGATE_EXPR
1274 These nodes represent unary negation of the single operand, for both
1275 integer and floating-point types.  The type of negation can be
1276 determined by looking at the type of the expression.
1278 The behavior of this operation on signed arithmetic overflow is
1279 controlled by the @code{flag_wrapv} and @code{flag_trapv} variables.
1281 @item ABS_EXPR
1282 These nodes represent the absolute value of the single operand, for
1283 both integer and floating-point types.  This is typically used to
1284 implement the @code{abs}, @code{labs} and @code{llabs} builtins for
1285 integer types, and the @code{fabs}, @code{fabsf} and @code{fabsl}
1286 builtins for floating point types.  The type of abs operation can
1287 be determined by looking at the type of the expression.
1289 This node is not used for complex types.  To represent the modulus
1290 or complex abs of a complex value, use the @code{BUILT_IN_CABS},
1291 @code{BUILT_IN_CABSF} or @code{BUILT_IN_CABSL} builtins, as used
1292 to implement the C99 @code{cabs}, @code{cabsf} and @code{cabsl}
1293 built-in functions.
1295 @item BIT_NOT_EXPR
1296 These nodes represent bitwise complement, and will always have integral
1297 type.  The only operand is the value to be complemented.
1299 @item TRUTH_NOT_EXPR
1300 These nodes represent logical negation, and will always have integral
1301 (or boolean) type.  The operand is the value being negated.  The type
1302 of the operand and that of the result are always of @code{BOOLEAN_TYPE}
1303 or @code{INTEGER_TYPE}.
1305 @item PREDECREMENT_EXPR
1306 @itemx PREINCREMENT_EXPR
1307 @itemx POSTDECREMENT_EXPR
1308 @itemx POSTINCREMENT_EXPR
1309 These nodes represent increment and decrement expressions.  The value of
1310 the single operand is computed, and the operand incremented or
1311 decremented.  In the case of @code{PREDECREMENT_EXPR} and
1312 @code{PREINCREMENT_EXPR}, the value of the expression is the value
1313 resulting after the increment or decrement; in the case of
1314 @code{POSTDECREMENT_EXPR} and @code{POSTINCREMENT_EXPR} is the value
1315 before the increment or decrement occurs.  The type of the operand, like
1316 that of the result, will be either integral, boolean, or floating-point.
1318 @item FIX_TRUNC_EXPR
1319 These nodes represent conversion of a floating-point value to an
1320 integer.  The single operand will have a floating-point type, while
1321 the complete expression will have an integral (or boolean) type.  The
1322 operand is rounded towards zero.
1324 @item FLOAT_EXPR
1325 These nodes represent conversion of an integral (or boolean) value to a
1326 floating-point value.  The single operand will have integral type, while
1327 the complete expression will have a floating-point type.
1329 FIXME: How is the operand supposed to be rounded?  Is this dependent on
1330 @option{-mieee}?
1332 @item COMPLEX_EXPR
1333 These nodes are used to represent complex numbers constructed from two
1334 expressions of the same (integer or real) type.  The first operand is the
1335 real part and the second operand is the imaginary part.
1337 @item CONJ_EXPR
1338 These nodes represent the conjugate of their operand.
1340 @item REALPART_EXPR
1341 @itemx IMAGPART_EXPR
1342 These nodes represent respectively the real and the imaginary parts
1343 of complex numbers (their sole argument).
1345 @item NON_LVALUE_EXPR
1346 These nodes indicate that their one and only operand is not an lvalue.
1347 A back end can treat these identically to the single operand.
1349 @item NOP_EXPR
1350 These nodes are used to represent conversions that do not require any
1351 code-generation.  For example, conversion of a @code{char*} to an
1352 @code{int*} does not require any code be generated; such a conversion is
1353 represented by a @code{NOP_EXPR}.  The single operand is the expression
1354 to be converted.  The conversion from a pointer to a reference is also
1355 represented with a @code{NOP_EXPR}.
1357 @item CONVERT_EXPR
1358 These nodes are similar to @code{NOP_EXPR}s, but are used in those
1359 situations where code may need to be generated.  For example, if an
1360 @code{int*} is converted to an @code{int} code may need to be generated
1361 on some platforms.  These nodes are never used for C++-specific
1362 conversions, like conversions between pointers to different classes in
1363 an inheritance hierarchy.  Any adjustments that need to be made in such
1364 cases are always indicated explicitly.  Similarly, a user-defined
1365 conversion is never represented by a @code{CONVERT_EXPR}; instead, the
1366 function calls are made explicit.
1368 @item FIXED_CONVERT_EXPR
1369 These nodes are used to represent conversions that involve fixed-point
1370 values.  For example, from a fixed-point value to another fixed-point value,
1371 from an integer to a fixed-point value, from a fixed-point value to an
1372 integer, from a floating-point value to a fixed-point value, or from
1373 a fixed-point value to a floating-point value.
1375 @item LSHIFT_EXPR
1376 @itemx RSHIFT_EXPR
1377 These nodes represent left and right shifts, respectively.  The first
1378 operand is the value to shift; it will always be of integral type.  The
1379 second operand is an expression for the number of bits by which to
1380 shift.  Right shift should be treated as arithmetic, i.e., the
1381 high-order bits should be zero-filled when the expression has unsigned
1382 type and filled with the sign bit when the expression has signed type.
1383 Note that the result is undefined if the second operand is larger
1384 than or equal to the first operand's type size.
1387 @item BIT_IOR_EXPR
1388 @itemx BIT_XOR_EXPR
1389 @itemx BIT_AND_EXPR
1390 These nodes represent bitwise inclusive or, bitwise exclusive or, and
1391 bitwise and, respectively.  Both operands will always have integral
1392 type.
1394 @item TRUTH_ANDIF_EXPR
1395 @itemx TRUTH_ORIF_EXPR
1396 These nodes represent logical ``and'' and logical ``or'', respectively.
1397 These operators are not strict; i.e., the second operand is evaluated
1398 only if the value of the expression is not determined by evaluation of
1399 the first operand.  The type of the operands and that of the result are
1400 always of @code{BOOLEAN_TYPE} or @code{INTEGER_TYPE}.
1402 @item TRUTH_AND_EXPR
1403 @itemx TRUTH_OR_EXPR
1404 @itemx TRUTH_XOR_EXPR
1405 These nodes represent logical and, logical or, and logical exclusive or.
1406 They are strict; both arguments are always evaluated.  There are no
1407 corresponding operators in C or C++, but the front end will sometimes
1408 generate these expressions anyhow, if it can tell that strictness does
1409 not matter.  The type of the operands and that of the result are
1410 always of @code{BOOLEAN_TYPE} or @code{INTEGER_TYPE}.
1412 @itemx POINTER_PLUS_EXPR
1413 This node represents pointer arithmetic.  The first operand is always
1414 a pointer/reference type.  The second operand is always an unsigned
1415 integer type compatible with sizetype.  This is the only binary
1416 arithmetic operand that can operate on pointer types.
1418 @itemx PLUS_EXPR
1419 @itemx MINUS_EXPR
1420 @itemx MULT_EXPR
1421 These nodes represent various binary arithmetic operations.
1422 Respectively, these operations are addition, subtraction (of the second
1423 operand from the first) and multiplication.  Their operands may have
1424 either integral or floating type, but there will never be case in which
1425 one operand is of floating type and the other is of integral type.
1427 The behavior of these operations on signed arithmetic overflow is
1428 controlled by the @code{flag_wrapv} and @code{flag_trapv} variables.
1430 @item RDIV_EXPR
1431 This node represents a floating point division operation.
1433 @item TRUNC_DIV_EXPR
1434 @itemx FLOOR_DIV_EXPR
1435 @itemx CEIL_DIV_EXPR
1436 @itemx ROUND_DIV_EXPR
1437 These nodes represent integer division operations that return an integer
1438 result.  @code{TRUNC_DIV_EXPR} rounds towards zero, @code{FLOOR_DIV_EXPR}
1439 rounds towards negative infinity, @code{CEIL_DIV_EXPR} rounds towards
1440 positive infinity and @code{ROUND_DIV_EXPR} rounds to the closest integer.
1441 Integer division in C and C++ is truncating, i.e.@: @code{TRUNC_DIV_EXPR}.
1443 The behavior of these operations on signed arithmetic overflow, when
1444 dividing the minimum signed integer by minus one, is controlled by the
1445 @code{flag_wrapv} and @code{flag_trapv} variables.
1447 @item TRUNC_MOD_EXPR
1448 @itemx FLOOR_MOD_EXPR
1449 @itemx CEIL_MOD_EXPR
1450 @itemx ROUND_MOD_EXPR
1451 These nodes represent the integer remainder or modulus operation.
1452 The integer modulus of two operands @code{a} and @code{b} is
1453 defined as @code{a - (a/b)*b} where the division calculated using
1454 the corresponding division operator.  Hence for @code{TRUNC_MOD_EXPR}
1455 this definition assumes division using truncation towards zero, i.e.@:
1456 @code{TRUNC_DIV_EXPR}.  Integer remainder in C and C++ uses truncating
1457 division, i.e.@: @code{TRUNC_MOD_EXPR}.
1459 @item EXACT_DIV_EXPR
1460 The @code{EXACT_DIV_EXPR} code is used to represent integer divisions where
1461 the numerator is known to be an exact multiple of the denominator.  This
1462 allows the backend to choose between the faster of @code{TRUNC_DIV_EXPR},
1463 @code{CEIL_DIV_EXPR} and @code{FLOOR_DIV_EXPR} for the current target.
1465 @item LT_EXPR
1466 @itemx LE_EXPR
1467 @itemx GT_EXPR
1468 @itemx GE_EXPR
1469 @itemx EQ_EXPR
1470 @itemx NE_EXPR
1471 These nodes represent the less than, less than or equal to, greater
1472 than, greater than or equal to, equal, and not equal comparison
1473 operators.  The first and second operand with either be both of integral
1474 type or both of floating type.  The result type of these expressions
1475 will always be of integral or boolean type.  These operations return
1476 the result type's zero value for false, and the result type's one value
1477 for true.
1479 For floating point comparisons, if we honor IEEE NaNs and either operand
1480 is NaN, then @code{NE_EXPR} always returns true and the remaining operators
1481 always return false.  On some targets, comparisons against an IEEE NaN,
1482 other than equality and inequality, may generate a floating point exception.
1484 @item ORDERED_EXPR
1485 @itemx UNORDERED_EXPR
1486 These nodes represent non-trapping ordered and unordered comparison
1487 operators.  These operations take two floating point operands and
1488 determine whether they are ordered or unordered relative to each other.
1489 If either operand is an IEEE NaN, their comparison is defined to be
1490 unordered, otherwise the comparison is defined to be ordered.  The
1491 result type of these expressions will always be of integral or boolean
1492 type.  These operations return the result type's zero value for false,
1493 and the result type's one value for true.
1495 @item UNLT_EXPR
1496 @itemx UNLE_EXPR
1497 @itemx UNGT_EXPR
1498 @itemx UNGE_EXPR
1499 @itemx UNEQ_EXPR
1500 @itemx LTGT_EXPR
1501 These nodes represent the unordered comparison operators.
1502 These operations take two floating point operands and determine whether
1503 the operands are unordered or are less than, less than or equal to,
1504 greater than, greater than or equal to, or equal respectively.  For
1505 example, @code{UNLT_EXPR} returns true if either operand is an IEEE
1506 NaN or the first operand is less than the second.  With the possible
1507 exception of @code{LTGT_EXPR}, all of these operations are guaranteed
1508 not to generate a floating point exception.  The result
1509 type of these expressions will always be of integral or boolean type.
1510 These operations return the result type's zero value for false,
1511 and the result type's one value for true.
1513 @item MODIFY_EXPR
1514 These nodes represent assignment.  The left-hand side is the first
1515 operand; the right-hand side is the second operand.  The left-hand side
1516 will be a @code{VAR_DECL}, @code{INDIRECT_REF}, @code{COMPONENT_REF}, or
1517 other lvalue.
1519 These nodes are used to represent not only assignment with @samp{=} but
1520 also compound assignments (like @samp{+=}), by reduction to @samp{=}
1521 assignment.  In other words, the representation for @samp{i += 3} looks
1522 just like that for @samp{i = i + 3}.
1524 @item INIT_EXPR
1525 These nodes are just like @code{MODIFY_EXPR}, but are used only when a
1526 variable is initialized, rather than assigned to subsequently.  This
1527 means that we can assume that the target of the initialization is not
1528 used in computing its own value; any reference to the lhs in computing
1529 the rhs is undefined.
1531 @item COMPOUND_EXPR
1532 These nodes represent comma-expressions.  The first operand is an
1533 expression whose value is computed and thrown away prior to the
1534 evaluation of the second operand.  The value of the entire expression is
1535 the value of the second operand.
1537 @item COND_EXPR
1538 These nodes represent @code{?:} expressions.  The first operand
1539 is of boolean or integral type.  If it evaluates to a nonzero value,
1540 the second operand should be evaluated, and returned as the value of the
1541 expression.  Otherwise, the third operand is evaluated, and returned as
1542 the value of the expression.
1544 The second operand must have the same type as the entire expression,
1545 unless it unconditionally throws an exception or calls a noreturn
1546 function, in which case it should have void type.  The same constraints
1547 apply to the third operand.  This allows array bounds checks to be
1548 represented conveniently as @code{(i >= 0 && i < 10) ? i : abort()}.
1550 As a GNU extension, the C language front-ends allow the second
1551 operand of the @code{?:} operator may be omitted in the source.
1552 For example, @code{x ? : 3} is equivalent to @code{x ? x : 3},
1553 assuming that @code{x} is an expression without side-effects.
1554 In the tree representation, however, the second operand is always
1555 present, possibly protected by @code{SAVE_EXPR} if the first
1556 argument does cause side-effects.
1558 @item CALL_EXPR
1559 These nodes are used to represent calls to functions, including
1560 non-static member functions.  @code{CALL_EXPR}s are implemented as
1561 expression nodes with a variable number of operands.  Rather than using
1562 @code{TREE_OPERAND} to extract them, it is preferable to use the
1563 specialized accessor macros and functions that operate specifically on
1564 @code{CALL_EXPR} nodes.
1566 @code{CALL_EXPR_FN} returns a pointer to the
1567 function to call; it is always an expression whose type is a
1568 @code{POINTER_TYPE}.
1570 The number of arguments to the call is returned by @code{call_expr_nargs},
1571 while the arguments themselves can be accessed with the @code{CALL_EXPR_ARG} 
1572 macro.  The arguments are zero-indexed and numbered left-to-right.  
1573 You can iterate over the arguments using @code{FOR_EACH_CALL_EXPR_ARG}, as in:
1575 @smallexample
1576 tree call, arg;
1577 call_expr_arg_iterator iter;
1578 FOR_EACH_CALL_EXPR_ARG (arg, iter, call)
1579   /* arg is bound to successive arguments of call.  */
1580   @dots{};
1581 @end smallexample
1583 For non-static
1584 member functions, there will be an operand corresponding to the
1585 @code{this} pointer.  There will always be expressions corresponding to
1586 all of the arguments, even if the function is declared with default
1587 arguments and some arguments are not explicitly provided at the call
1588 sites.
1590 @code{CALL_EXPR}s also have a @code{CALL_EXPR_STATIC_CHAIN} operand that
1591 is used to implement nested functions.  This operand is otherwise null.
1593 @item CLEANUP_POINT_EXPR
1594 These nodes represent full-expressions.  The single operand is an
1595 expression to evaluate.  Any destructor calls engendered by the creation
1596 of temporaries during the evaluation of that expression should be
1597 performed immediately after the expression is evaluated.
1599 @item CONSTRUCTOR
1600 These nodes represent the brace-enclosed initializers for a structure or
1601 array.  The first operand is reserved for use by the back end.  The
1602 second operand is a @code{TREE_LIST}.  If the @code{TREE_TYPE} of the
1603 @code{CONSTRUCTOR} is a @code{RECORD_TYPE} or @code{UNION_TYPE}, then
1604 the @code{TREE_PURPOSE} of each node in the @code{TREE_LIST} will be a
1605 @code{FIELD_DECL} and the @code{TREE_VALUE} of each node will be the
1606 expression used to initialize that field.
1608 If the @code{TREE_TYPE} of the @code{CONSTRUCTOR} is an
1609 @code{ARRAY_TYPE}, then the @code{TREE_PURPOSE} of each element in the
1610 @code{TREE_LIST} will be an @code{INTEGER_CST} or a @code{RANGE_EXPR} of
1611 two @code{INTEGER_CST}s.  A single @code{INTEGER_CST} indicates which
1612 element of the array (indexed from zero) is being assigned to.  A
1613 @code{RANGE_EXPR} indicates an inclusive range of elements to
1614 initialize.  In both cases the @code{TREE_VALUE} is the corresponding
1615 initializer.  It is re-evaluated for each element of a
1616 @code{RANGE_EXPR}.  If the @code{TREE_PURPOSE} is @code{NULL_TREE}, then
1617 the initializer is for the next available array element.
1619 In the front end, you should not depend on the fields appearing in any
1620 particular order.  However, in the middle end, fields must appear in
1621 declaration order.  You should not assume that all fields will be
1622 represented.  Unrepresented fields will be set to zero.
1624 @item COMPOUND_LITERAL_EXPR
1625 @findex COMPOUND_LITERAL_EXPR_DECL_EXPR
1626 @findex COMPOUND_LITERAL_EXPR_DECL
1627 These nodes represent ISO C99 compound literals.  The
1628 @code{COMPOUND_LITERAL_EXPR_DECL_EXPR} is a @code{DECL_EXPR}
1629 containing an anonymous @code{VAR_DECL} for
1630 the unnamed object represented by the compound literal; the
1631 @code{DECL_INITIAL} of that @code{VAR_DECL} is a @code{CONSTRUCTOR}
1632 representing the brace-enclosed list of initializers in the compound
1633 literal.  That anonymous @code{VAR_DECL} can also be accessed directly
1634 by the @code{COMPOUND_LITERAL_EXPR_DECL} macro.
1636 @item SAVE_EXPR
1638 A @code{SAVE_EXPR} represents an expression (possibly involving
1639 side-effects) that is used more than once.  The side-effects should
1640 occur only the first time the expression is evaluated.  Subsequent uses
1641 should just reuse the computed value.  The first operand to the
1642 @code{SAVE_EXPR} is the expression to evaluate.  The side-effects should
1643 be executed where the @code{SAVE_EXPR} is first encountered in a
1644 depth-first preorder traversal of the expression tree.
1646 @item TARGET_EXPR
1647 A @code{TARGET_EXPR} represents a temporary object.  The first operand
1648 is a @code{VAR_DECL} for the temporary variable.  The second operand is
1649 the initializer for the temporary.  The initializer is evaluated and,
1650 if non-void, copied (bitwise) into the temporary.  If the initializer
1651 is void, that means that it will perform the initialization itself.
1653 Often, a @code{TARGET_EXPR} occurs on the right-hand side of an
1654 assignment, or as the second operand to a comma-expression which is
1655 itself the right-hand side of an assignment, etc.  In this case, we say
1656 that the @code{TARGET_EXPR} is ``normal''; otherwise, we say it is
1657 ``orphaned''.  For a normal @code{TARGET_EXPR} the temporary variable
1658 should be treated as an alias for the left-hand side of the assignment,
1659 rather than as a new temporary variable.
1661 The third operand to the @code{TARGET_EXPR}, if present, is a
1662 cleanup-expression (i.e., destructor call) for the temporary.  If this
1663 expression is orphaned, then this expression must be executed when the
1664 statement containing this expression is complete.  These cleanups must
1665 always be executed in the order opposite to that in which they were
1666 encountered.  Note that if a temporary is created on one branch of a
1667 conditional operator (i.e., in the second or third operand to a
1668 @code{COND_EXPR}), the cleanup must be run only if that branch is
1669 actually executed.
1671 @item VA_ARG_EXPR
1672 This node is used to implement support for the C/C++ variable argument-list
1673 mechanism.  It represents expressions like @code{va_arg (ap, type)}.
1674 Its @code{TREE_TYPE} yields the tree representation for @code{type} and
1675 its sole argument yields the representation for @code{ap}.
1677 @end table
1679 @node Vectors
1680 @subsection Vectors
1681 @tindex VEC_LSHIFT_EXPR
1682 @tindex VEC_RSHIFT_EXPR
1683 @tindex VEC_WIDEN_MULT_HI_EXPR
1684 @tindex VEC_WIDEN_MULT_LO_EXPR
1685 @tindex VEC_UNPACK_HI_EXPR
1686 @tindex VEC_UNPACK_LO_EXPR
1687 @tindex VEC_UNPACK_FLOAT_HI_EXPR
1688 @tindex VEC_UNPACK_FLOAT_LO_EXPR
1689 @tindex VEC_PACK_TRUNC_EXPR
1690 @tindex VEC_PACK_SAT_EXPR
1691 @tindex VEC_PACK_FIX_TRUNC_EXPR
1692 @tindex VEC_EXTRACT_EVEN_EXPR 
1693 @tindex VEC_EXTRACT_ODD_EXPR
1694 @tindex VEC_INTERLEAVE_HIGH_EXPR
1695 @tindex VEC_INTERLEAVE_LOW_EXPR
1697 @table @code
1698 @item VEC_LSHIFT_EXPR
1699 @itemx VEC_RSHIFT_EXPR
1700 These nodes represent whole vector left and right shifts, respectively.  
1701 The first operand is the vector to shift; it will always be of vector type.  
1702 The second operand is an expression for the number of bits by which to
1703 shift.  Note that the result is undefined if the second operand is larger
1704 than or equal to the first operand's type size.
1706 @item VEC_WIDEN_MULT_HI_EXPR
1707 @itemx VEC_WIDEN_MULT_LO_EXPR
1708 These nodes represent widening vector multiplication of the high and low
1709 parts of the two input vectors, respectively.  Their operands are vectors 
1710 that contain the same number of elements (@code{N}) of the same integral type.  
1711 The result is a vector that contains half as many elements, of an integral type 
1712 whose size is twice as wide.  In the case of @code{VEC_WIDEN_MULT_HI_EXPR} the
1713 high @code{N/2} elements of the two vector are multiplied to produce the
1714 vector of @code{N/2} products. In the case of @code{VEC_WIDEN_MULT_LO_EXPR} the
1715 low @code{N/2} elements of the two vector are multiplied to produce the
1716 vector of @code{N/2} products.
1718 @item VEC_UNPACK_HI_EXPR
1719 @itemx VEC_UNPACK_LO_EXPR
1720 These nodes represent unpacking of the high and low parts of the input vector,
1721 respectively.  The single operand is a vector that contains @code{N} elements 
1722 of the same integral or floating point type.  The result is a vector
1723 that contains half as many elements, of an integral or floating point type
1724 whose size is twice as wide.  In the case of @code{VEC_UNPACK_HI_EXPR} the
1725 high @code{N/2} elements of the vector are extracted and widened (promoted).
1726 In the case of @code{VEC_UNPACK_LO_EXPR} the low @code{N/2} elements of the
1727 vector are extracted and widened (promoted).
1729 @item VEC_UNPACK_FLOAT_HI_EXPR
1730 @itemx VEC_UNPACK_FLOAT_LO_EXPR
1731 These nodes represent unpacking of the high and low parts of the input vector,
1732 where the values are converted from fixed point to floating point.  The
1733 single operand is a vector that contains @code{N} elements of the same
1734 integral type.  The result is a vector that contains half as many elements
1735 of a floating point type whose size is twice as wide.  In the case of
1736 @code{VEC_UNPACK_HI_EXPR} the high @code{N/2} elements of the vector are
1737 extracted, converted and widened.  In the case of @code{VEC_UNPACK_LO_EXPR}
1738 the low @code{N/2} elements of the vector are extracted, converted and widened.
1740 @item VEC_PACK_TRUNC_EXPR
1741 This node represents packing of truncated elements of the two input vectors
1742 into the output vector.  Input operands are vectors that contain the same
1743 number of elements of the same integral or floating point type.  The result
1744 is a vector that contains twice as many elements of an integral or floating
1745 point type whose size is half as wide. The elements of the two vectors are
1746 demoted and merged (concatenated) to form the output vector.
1748 @item VEC_PACK_SAT_EXPR
1749 This node represents packing of elements of the two input vectors into the
1750 output vector using saturation.  Input operands are vectors that contain
1751 the same number of elements of the same integral type.  The result is a
1752 vector that contains twice as many elements of an integral type whose size
1753 is half as wide.  The elements of the two vectors are demoted and merged
1754 (concatenated) to form the output vector.
1756 @item VEC_PACK_FIX_TRUNC_EXPR
1757 This node represents packing of elements of the two input vectors into the
1758 output vector, where the values are converted from floating point
1759 to fixed point.  Input operands are vectors that contain the same number
1760 of elements of a floating point type.  The result is a vector that contains
1761 twice as many elements of an integral type whose size is half as wide.  The
1762 elements of the two vectors are merged (concatenated) to form the output
1763 vector.
1765 @item VEC_EXTRACT_EVEN_EXPR
1766 @itemx VEC_EXTRACT_ODD_EXPR
1767 These nodes represent extracting of the even/odd elements of the two input 
1768 vectors, respectively. Their operands and result are vectors that contain the 
1769 same number of elements of the same type.
1771 @item VEC_INTERLEAVE_HIGH_EXPR
1772 @itemx VEC_INTERLEAVE_LOW_EXPR
1773 These nodes represent merging and interleaving of the high/low elements of the
1774 two input vectors, respectively. The operands and the result are vectors that 
1775 contain the same number of elements (@code{N}) of the same type.
1776 In the case of @code{VEC_INTERLEAVE_HIGH_EXPR}, the high @code{N/2} elements of 
1777 the first input vector are interleaved with the high @code{N/2} elements of the
1778 second input vector. In the case of @code{VEC_INTERLEAVE_LOW_EXPR}, the low
1779 @code{N/2} elements of the first input vector are interleaved with the low 
1780 @code{N/2} elements of the second input vector.
1782 @end table
1785 @c ---------------------------------------------------------------------
1786 @c Statements
1787 @c ---------------------------------------------------------------------
1789 @node Statements
1790 @section Statements
1791 @cindex Statements
1793 Most statements in GIMPLE are assignment statements, represented by
1794 @code{GIMPLE_ASSIGN}.  No other C expressions can appear at statement level;
1795 a reference to a volatile object is converted into a
1796 @code{GIMPLE_ASSIGN}.
1798 There are also several varieties of complex statements.
1800 @menu
1801 * Basic Statements::
1802 * Blocks::
1803 * Statement Sequences::
1804 * Empty Statements::
1805 * Jumps::
1806 * Cleanups::
1807 * OpenMP::
1808 @end menu
1810 @node Basic Statements
1811 @subsection Basic Statements
1812 @cindex Basic Statements
1814 @table @code
1815 @item ASM_EXPR
1817 Used to represent an inline assembly statement.  For an inline assembly
1818 statement like:
1819 @smallexample
1820 asm ("mov x, y");
1821 @end smallexample
1822 The @code{ASM_STRING} macro will return a @code{STRING_CST} node for
1823 @code{"mov x, y"}.  If the original statement made use of the
1824 extended-assembly syntax, then @code{ASM_OUTPUTS},
1825 @code{ASM_INPUTS}, and @code{ASM_CLOBBERS} will be the outputs, inputs,
1826 and clobbers for the statement, represented as @code{STRING_CST} nodes.
1827 The extended-assembly syntax looks like:
1828 @smallexample
1829 asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
1830 @end smallexample
1831 The first string is the @code{ASM_STRING}, containing the instruction
1832 template.  The next two strings are the output and inputs, respectively;
1833 this statement has no clobbers.  As this example indicates, ``plain''
1834 assembly statements are merely a special case of extended assembly
1835 statements; they have no cv-qualifiers, outputs, inputs, or clobbers.
1836 All of the strings will be @code{NUL}-terminated, and will contain no
1837 embedded @code{NUL}-characters.
1839 If the assembly statement is declared @code{volatile}, or if the
1840 statement was not an extended assembly statement, and is therefore
1841 implicitly volatile, then the predicate @code{ASM_VOLATILE_P} will hold
1842 of the @code{ASM_EXPR}.
1844 @item DECL_EXPR
1846 Used to represent a local declaration.  The @code{DECL_EXPR_DECL} macro
1847 can be used to obtain the entity declared.  This declaration may be a
1848 @code{LABEL_DECL}, indicating that the label declared is a local label.
1849 (As an extension, GCC allows the declaration of labels with scope.)  In
1850 C, this declaration may be a @code{FUNCTION_DECL}, indicating the
1851 use of the GCC nested function extension.  For more information,
1852 @pxref{Functions}.
1854 @item LABEL_EXPR
1856 Used to represent a label.  The @code{LABEL_DECL} declared by this
1857 statement can be obtained with the @code{LABEL_EXPR_LABEL} macro.  The
1858 @code{IDENTIFIER_NODE} giving the name of the label can be obtained from
1859 the @code{LABEL_DECL} with @code{DECL_NAME}.
1861 @item GOTO_EXPR
1863 Used to represent a @code{goto} statement.  The @code{GOTO_DESTINATION} will
1864 usually be a @code{LABEL_DECL}.  However, if the ``computed goto'' extension
1865 has been used, the @code{GOTO_DESTINATION} will be an arbitrary expression
1866 indicating the destination.  This expression will always have pointer type.
1868 @item RETURN_EXPR
1870 Used to represent a @code{return} statement.  Operand 0 represents the
1871 value to return.  It should either be the @code{RESULT_DECL} for the
1872 containing function, or a @code{MODIFY_EXPR} or @code{INIT_EXPR}
1873 setting the function's @code{RESULT_DECL}.  It will be
1874 @code{NULL_TREE} if the statement was just
1875 @smallexample
1876 return;
1877 @end smallexample
1879 @item LOOP_EXPR
1880 These nodes represent ``infinite'' loops.  The @code{LOOP_EXPR_BODY}
1881 represents the body of the loop.  It should be executed forever, unless
1882 an @code{EXIT_EXPR} is encountered.
1884 @item EXIT_EXPR
1885 These nodes represent conditional exits from the nearest enclosing
1886 @code{LOOP_EXPR}.  The single operand is the condition; if it is
1887 nonzero, then the loop should be exited.  An @code{EXIT_EXPR} will only
1888 appear within a @code{LOOP_EXPR}.
1890 @item SWITCH_STMT
1892 Used to represent a @code{switch} statement.  The @code{SWITCH_STMT_COND}
1893 is the expression on which the switch is occurring.  See the documentation
1894 for an @code{IF_STMT} for more information on the representation used
1895 for the condition.  The @code{SWITCH_STMT_BODY} is the body of the switch
1896 statement.   The @code{SWITCH_STMT_TYPE} is the original type of switch
1897 expression as given in the source, before any compiler conversions.
1899 @item CASE_LABEL_EXPR
1901 Use to represent a @code{case} label, range of @code{case} labels, or a
1902 @code{default} label.  If @code{CASE_LOW} is @code{NULL_TREE}, then this is a
1903 @code{default} label.  Otherwise, if @code{CASE_HIGH} is @code{NULL_TREE}, then
1904 this is an ordinary @code{case} label.  In this case, @code{CASE_LOW} is
1905 an expression giving the value of the label.  Both @code{CASE_LOW} and
1906 @code{CASE_HIGH} are @code{INTEGER_CST} nodes.  These values will have
1907 the same type as the condition expression in the switch statement.
1909 Otherwise, if both @code{CASE_LOW} and @code{CASE_HIGH} are defined, the
1910 statement is a range of case labels.  Such statements originate with the
1911 extension that allows users to write things of the form:
1912 @smallexample
1913 case 2 ... 5:
1914 @end smallexample
1915 The first value will be @code{CASE_LOW}, while the second will be
1916 @code{CASE_HIGH}.
1918 @end table
1921 @node Blocks
1922 @subsection Blocks
1923 @cindex Blocks
1925 Block scopes and the variables they declare in GENERIC are
1926 expressed using the @code{BIND_EXPR} code, which in previous
1927 versions of GCC was primarily used for the C statement-expression
1928 extension.
1930 Variables in a block are collected into @code{BIND_EXPR_VARS} in
1931 declaration order through their @code{TREE_CHAIN} field.  Any runtime
1932 initialization is moved out of @code{DECL_INITIAL} and into a
1933 statement in the controlled block.  When gimplifying from C or C++,
1934 this initialization replaces the @code{DECL_STMT}.  These variables
1935 will never require cleanups.  The scope of these variables is just the
1936 body
1938 Variable-length arrays (VLAs) complicate this process, as their
1939 size often refers to variables initialized earlier in the block.
1940 To handle this, we currently split the block at that point, and
1941 move the VLA into a new, inner @code{BIND_EXPR}.  This strategy
1942 may change in the future.
1944 A C++ program will usually contain more @code{BIND_EXPR}s than
1945 there are syntactic blocks in the source code, since several C++
1946 constructs have implicit scopes associated with them.  On the
1947 other hand, although the C++ front end uses pseudo-scopes to
1948 handle cleanups for objects with destructors, these don't
1949 translate into the GIMPLE form; multiple declarations at the same
1950 level use the same @code{BIND_EXPR}.
1952 @node Statement Sequences
1953 @subsection Statement Sequences
1954 @cindex Statement Sequences
1956 Multiple statements at the same nesting level are collected into
1957 a @code{STATEMENT_LIST}.  Statement lists are modified and
1958 traversed using the interface in @samp{tree-iterator.h}.
1960 @node Empty Statements
1961 @subsection Empty Statements
1962 @cindex Empty Statements
1964 Whenever possible, statements with no effect are discarded.  But
1965 if they are nested within another construct which cannot be
1966 discarded for some reason, they are instead replaced with an
1967 empty statement, generated by @code{build_empty_stmt}.
1968 Initially, all empty statements were shared, after the pattern of
1969 the Java front end, but this caused a lot of trouble in practice.
1971 An empty statement is represented as @code{(void)0}.
1973 @node Jumps
1974 @subsection Jumps
1975 @cindex Jumps
1977 Other jumps are expressed by either @code{GOTO_EXPR} or
1978 @code{RETURN_EXPR}.
1980 The operand of a @code{GOTO_EXPR} must be either a label or a
1981 variable containing the address to jump to.
1983 The operand of a @code{RETURN_EXPR} is either @code{NULL_TREE},
1984 @code{RESULT_DECL}, or a @code{MODIFY_EXPR} which sets the return
1985 value.  It would be nice to move the @code{MODIFY_EXPR} into a
1986 separate statement, but the special return semantics in
1987 @code{expand_return} make that difficult.  It may still happen in
1988 the future, perhaps by moving most of that logic into
1989 @code{expand_assignment}.
1991 @node Cleanups
1992 @subsection Cleanups
1993 @cindex Cleanups
1995 Destructors for local C++ objects and similar dynamic cleanups are
1996 represented in GIMPLE by a @code{TRY_FINALLY_EXPR}.
1997 @code{TRY_FINALLY_EXPR} has two operands, both of which are a sequence
1998 of statements to execute.  The first sequence is executed.  When it
1999 completes the second sequence is executed.
2001 The first sequence may complete in the following ways:
2003 @enumerate
2005 @item Execute the last statement in the sequence and fall off the
2006 end.
2008 @item Execute a goto statement (@code{GOTO_EXPR}) to an ordinary
2009 label outside the sequence.
2011 @item Execute a return statement (@code{RETURN_EXPR}).
2013 @item Throw an exception.  This is currently not explicitly represented in
2014 GIMPLE.
2016 @end enumerate
2018 The second sequence is not executed if the first sequence completes by
2019 calling @code{setjmp} or @code{exit} or any other function that does
2020 not return.  The second sequence is also not executed if the first
2021 sequence completes via a non-local goto or a computed goto (in general
2022 the compiler does not know whether such a goto statement exits the
2023 first sequence or not, so we assume that it doesn't).
2025 After the second sequence is executed, if it completes normally by
2026 falling off the end, execution continues wherever the first sequence
2027 would have continued, by falling off the end, or doing a goto, etc.
2029 @code{TRY_FINALLY_EXPR} complicates the flow graph, since the cleanup
2030 needs to appear on every edge out of the controlled block; this
2031 reduces the freedom to move code across these edges.  Therefore, the
2032 EH lowering pass which runs before most of the optimization passes
2033 eliminates these expressions by explicitly adding the cleanup to each
2034 edge.  Rethrowing the exception is represented using @code{RESX_EXPR}.
2036 @node OpenMP
2037 @subsection OpenMP
2038 @tindex OMP_PARALLEL
2039 @tindex OMP_FOR
2040 @tindex OMP_SECTIONS
2041 @tindex OMP_SINGLE
2042 @tindex OMP_SECTION
2043 @tindex OMP_MASTER
2044 @tindex OMP_ORDERED
2045 @tindex OMP_CRITICAL
2046 @tindex OMP_RETURN
2047 @tindex OMP_CONTINUE
2048 @tindex OMP_ATOMIC
2049 @tindex OMP_CLAUSE
2051 All the statements starting with @code{OMP_} represent directives and
2052 clauses used by the OpenMP API @w{@uref{http://www.openmp.org/}}.
2054 @table @code
2055 @item OMP_PARALLEL
2057 Represents @code{#pragma omp parallel [clause1 @dots{} clauseN]}. It
2058 has four operands:
2060 Operand @code{OMP_PARALLEL_BODY} is valid while in GENERIC and
2061 High GIMPLE forms.  It contains the body of code to be executed
2062 by all the threads.  During GIMPLE lowering, this operand becomes
2063 @code{NULL} and the body is emitted linearly after
2064 @code{OMP_PARALLEL}.
2066 Operand @code{OMP_PARALLEL_CLAUSES} is the list of clauses
2067 associated with the directive.
2069 Operand @code{OMP_PARALLEL_FN} is created by
2070 @code{pass_lower_omp}, it contains the @code{FUNCTION_DECL}
2071 for the function that will contain the body of the parallel
2072 region.
2074 Operand @code{OMP_PARALLEL_DATA_ARG} is also created by
2075 @code{pass_lower_omp}. If there are shared variables to be
2076 communicated to the children threads, this operand will contain
2077 the @code{VAR_DECL} that contains all the shared values and
2078 variables.
2080 @item OMP_FOR
2082 Represents @code{#pragma omp for [clause1 @dots{} clauseN]}.  It
2083 has 5 operands:
2085 Operand @code{OMP_FOR_BODY} contains the loop body.
2087 Operand @code{OMP_FOR_CLAUSES} is the list of clauses
2088 associated with the directive.
2090 Operand @code{OMP_FOR_INIT} is the loop initialization code of
2091 the form @code{VAR = N1}.
2093 Operand @code{OMP_FOR_COND} is the loop conditional expression
2094 of the form @code{VAR @{<,>,<=,>=@} N2}.
2096 Operand @code{OMP_FOR_INCR} is the loop index increment of the
2097 form @code{VAR @{+=,-=@} INCR}.
2099 Operand @code{OMP_FOR_PRE_BODY} contains side-effect code from
2100 operands @code{OMP_FOR_INIT}, @code{OMP_FOR_COND} and
2101 @code{OMP_FOR_INC}.  These side-effects are part of the
2102 @code{OMP_FOR} block but must be evaluated before the start of
2103 loop body.
2105 The loop index variable @code{VAR} must be a signed integer variable,
2106 which is implicitly private to each thread.  Bounds
2107 @code{N1} and @code{N2} and the increment expression
2108 @code{INCR} are required to be loop invariant integer
2109 expressions that are evaluated without any synchronization. The
2110 evaluation order, frequency of evaluation and side-effects are
2111 unspecified by the standard.
2113 @item OMP_SECTIONS
2115 Represents @code{#pragma omp sections [clause1 @dots{} clauseN]}.
2117 Operand @code{OMP_SECTIONS_BODY} contains the sections body,
2118 which in turn contains a set of @code{OMP_SECTION} nodes for
2119 each of the concurrent sections delimited by @code{#pragma omp
2120 section}.
2122 Operand @code{OMP_SECTIONS_CLAUSES} is the list of clauses
2123 associated with the directive.
2125 @item OMP_SECTION
2127 Section delimiter for @code{OMP_SECTIONS}.
2129 @item OMP_SINGLE
2131 Represents @code{#pragma omp single}.
2133 Operand @code{OMP_SINGLE_BODY} contains the body of code to be
2134 executed by a single thread.
2136 Operand @code{OMP_SINGLE_CLAUSES} is the list of clauses
2137 associated with the directive.
2139 @item OMP_MASTER
2141 Represents @code{#pragma omp master}.
2143 Operand @code{OMP_MASTER_BODY} contains the body of code to be
2144 executed by the master thread.
2146 @item OMP_ORDERED
2148 Represents @code{#pragma omp ordered}.
2150 Operand @code{OMP_ORDERED_BODY} contains the body of code to be
2151 executed in the sequential order dictated by the loop index
2152 variable.
2154 @item OMP_CRITICAL
2156 Represents @code{#pragma omp critical [name]}.
2158 Operand @code{OMP_CRITICAL_BODY} is the critical section.
2160 Operand @code{OMP_CRITICAL_NAME} is an optional identifier to
2161 label the critical section.
2163 @item OMP_RETURN
2165 This does not represent any OpenMP directive, it is an artificial
2166 marker to indicate the end of the body of an OpenMP@. It is used
2167 by the flow graph (@code{tree-cfg.c}) and OpenMP region
2168 building code (@code{omp-low.c}).
2170 @item OMP_CONTINUE
2172 Similarly, this instruction does not represent an OpenMP
2173 directive, it is used by @code{OMP_FOR} and
2174 @code{OMP_SECTIONS} to mark the place where the code needs to
2175 loop to the next iteration (in the case of @code{OMP_FOR}) or
2176 the next section (in the case of @code{OMP_SECTIONS}).
2178 In some cases, @code{OMP_CONTINUE} is placed right before
2179 @code{OMP_RETURN}.  But if there are cleanups that need to
2180 occur right after the looping body, it will be emitted between
2181 @code{OMP_CONTINUE} and @code{OMP_RETURN}.
2183 @item OMP_ATOMIC
2185 Represents @code{#pragma omp atomic}.
2187 Operand 0 is the address at which the atomic operation is to be
2188 performed.
2190 Operand 1 is the expression to evaluate.  The gimplifier tries
2191 three alternative code generation strategies.  Whenever possible,
2192 an atomic update built-in is used.  If that fails, a
2193 compare-and-swap loop is attempted.  If that also fails, a
2194 regular critical section around the expression is used.
2196 @item OMP_CLAUSE
2198 Represents clauses associated with one of the @code{OMP_} directives.
2199 Clauses are represented by separate sub-codes defined in
2200 @file{tree.h}.  Clauses codes can be one of:
2201 @code{OMP_CLAUSE_PRIVATE}, @code{OMP_CLAUSE_SHARED},
2202 @code{OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE},
2203 @code{OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE}, @code{OMP_CLAUSE_COPYIN},
2204 @code{OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE}, @code{OMP_CLAUSE_IF},
2205 @code{OMP_CLAUSE_NUM_THREADS}, @code{OMP_CLAUSE_SCHEDULE},
2206 @code{OMP_CLAUSE_NOWAIT}, @code{OMP_CLAUSE_ORDERED},
2207 @code{OMP_CLAUSE_DEFAULT}, and @code{OMP_CLAUSE_REDUCTION}.  Each code
2208 represents the corresponding OpenMP clause.
2210 Clauses associated with the same directive are chained together
2211 via @code{OMP_CLAUSE_CHAIN}. Those clauses that accept a list
2212 of variables are restricted to exactly one, accessed with
2213 @code{OMP_CLAUSE_VAR}.  Therefore, multiple variables under the
2214 same clause @code{C} need to be represented as multiple @code{C} clauses
2215 chained together.  This facilitates adding new clauses during
2216 compilation.
2218 @end table
2220 @c ---------------------------------------------------------------------
2221 @c Functions
2222 @c ---------------------------------------------------------------------
2224 @node Functions
2225 @section Functions
2226 @cindex function
2227 @tindex FUNCTION_DECL
2229 A function is represented by a @code{FUNCTION_DECL} node.  It stores
2230 the basic pieces of the function such as body, parameters, and return
2231 type as well as information on the surrounding context, visibility,
2232 and linkage.
2234 @menu
2235 * Function Basics::     Function names, body, and parameters.
2236 * Function Properties:: Context, linkage, etc.
2237 @end menu
2239 @c ---------------------------------------------------------------------
2240 @c Function Basics
2241 @c ---------------------------------------------------------------------
2243 @node Function Basics
2244 @subsection Function Basics
2245 @findex DECL_NAME
2246 @findex DECL_ASSEMBLER_NAME
2247 @findex TREE_PUBLIC
2248 @findex DECL_ARTIFICIAL
2249 @findex DECL_FUNCTION_SPECIFIC_TARGET
2250 @findex DECL_FUNCTION_SPECIFIC_OPTIMIZATION
2252 A function has four core parts: the name, the parameters, the result,
2253 and the body.  The following macros and functions access these parts
2254 of a @code{FUNCTION_DECL} as well as other basic features:
2255 @ftable @code
2256 @item DECL_NAME
2257 This macro returns the unqualified name of the function, as an
2258 @code{IDENTIFIER_NODE}.  For an instantiation of a function template,
2259 the @code{DECL_NAME} is the unqualified name of the template, not
2260 something like @code{f<int>}.  The value of @code{DECL_NAME} is
2261 undefined when used on a constructor, destructor, overloaded operator,
2262 or type-conversion operator, or any function that is implicitly
2263 generated by the compiler.  See below for macros that can be used to
2264 distinguish these cases.
2266 @item DECL_ASSEMBLER_NAME
2267 This macro returns the mangled name of the function, also an
2268 @code{IDENTIFIER_NODE}.  This name does not contain leading underscores
2269 on systems that prefix all identifiers with underscores.  The mangled
2270 name is computed in the same way on all platforms; if special processing
2271 is required to deal with the object file format used on a particular
2272 platform, it is the responsibility of the back end to perform those
2273 modifications.  (Of course, the back end should not modify
2274 @code{DECL_ASSEMBLER_NAME} itself.)
2276 Using @code{DECL_ASSEMBLER_NAME} will cause additional memory to be
2277 allocated (for the mangled name of the entity) so it should be used
2278 only when emitting assembly code.  It should not be used within the
2279 optimizers to determine whether or not two declarations are the same,
2280 even though some of the existing optimizers do use it in that way.
2281 These uses will be removed over time.
2283 @item DECL_ARGUMENTS
2284 This macro returns the @code{PARM_DECL} for the first argument to the
2285 function.  Subsequent @code{PARM_DECL} nodes can be obtained by
2286 following the @code{TREE_CHAIN} links.
2288 @item DECL_RESULT
2289 This macro returns the @code{RESULT_DECL} for the function.
2291 @item DECL_SAVED_TREE
2292 This macro returns the complete body of the function.
2294 @item TREE_TYPE
2295 This macro returns the @code{FUNCTION_TYPE} or @code{METHOD_TYPE} for
2296 the function.
2298 @item DECL_INITIAL
2299 A function that has a definition in the current translation unit will
2300 have a non-@code{NULL} @code{DECL_INITIAL}.  However, back ends should not make
2301 use of the particular value given by @code{DECL_INITIAL}.
2303 It should contain a tree of @code{BLOCK} nodes that mirrors the scopes
2304 that variables are bound in the function.  Each block contains a list
2305 of decls declared in a basic block, a pointer to a chain of blocks at
2306 the next lower scope level, then a pointer to the next block at the
2307 same level and a backpointer to the parent @code{BLOCK} or
2308 @code{FUNCTION_DECL}.  So given a function as follows:
2310 @smallexample
2311 void foo()
2313   int a;
2314   @{
2315     int b;
2316   @}
2317   int c;
2319 @end smallexample
2321 you would get the following:
2323 @smallexample
2324 tree foo = FUNCTION_DECL;
2325 tree decl_a = VAR_DECL;
2326 tree decl_b = VAR_DECL;
2327 tree decl_c = VAR_DECL;
2328 tree block_a = BLOCK;
2329 tree block_b = BLOCK;
2330 tree block_c = BLOCK;
2331 BLOCK_VARS(block_a) = decl_a;
2332 BLOCK_SUBBLOCKS(block_a) = block_b;
2333 BLOCK_CHAIN(block_a) = block_c;
2334 BLOCK_SUPERCONTEXT(block_a) = foo;
2335 BLOCK_VARS(block_b) = decl_b;
2336 BLOCK_SUPERCONTEXT(block_b) = block_a;
2337 BLOCK_VARS(block_c) = decl_c;
2338 BLOCK_SUPERCONTEXT(block_c) = foo;
2339 DECL_INITIAL(foo) = block_a;
2340 @end smallexample
2342 @end ftable
2344 @c ---------------------------------------------------------------------
2345 @c Function Properties
2346 @c ---------------------------------------------------------------------
2348 @node Function Properties
2349 @subsection Function Properties
2350 @cindex function properties
2351 @cindex statements
2353 To determine the scope of a function, you can use the
2354 @code{DECL_CONTEXT} macro.  This macro will return the class
2355 (either a @code{RECORD_TYPE} or a @code{UNION_TYPE}) or namespace (a
2356 @code{NAMESPACE_DECL}) of which the function is a member.  For a virtual
2357 function, this macro returns the class in which the function was
2358 actually defined, not the base class in which the virtual declaration
2359 occurred.
2361 In C, the @code{DECL_CONTEXT} for a function maybe another function.
2362 This representation indicates that the GNU nested function extension
2363 is in use.  For details on the semantics of nested functions, see the
2364 GCC Manual.  The nested function can refer to local variables in its
2365 containing function.  Such references are not explicitly marked in the
2366 tree structure; back ends must look at the @code{DECL_CONTEXT} for the
2367 referenced @code{VAR_DECL}.  If the @code{DECL_CONTEXT} for the
2368 referenced @code{VAR_DECL} is not the same as the function currently
2369 being processed, and neither @code{DECL_EXTERNAL} nor
2370 @code{TREE_STATIC} hold, then the reference is to a local variable in
2371 a containing function, and the back end must take appropriate action.
2373 @ftable @code
2374 @item DECL_EXTERNAL
2375 This predicate holds if the function is undefined.
2377 @item TREE_PUBLIC
2378 This predicate holds if the function has external linkage.
2380 @item TREE_STATIC
2381 This predicate holds if the function has been defined.
2383 @item TREE_THIS_VOLATILE
2384 This predicate holds if the function does not return normally.
2386 @item TREE_READONLY
2387 This predicate holds if the function can only read its arguments.
2389 @item DECL_PURE_P
2390 This predicate holds if the function can only read its arguments, but
2391 may also read global memory.
2393 @item DECL_VIRTUAL_P
2394 This predicate holds if the function is virtual.
2396 @item DECL_ARTIFICIAL
2397 This macro holds if the function was implicitly generated by the
2398 compiler, rather than explicitly declared.  In addition to implicitly
2399 generated class member functions, this macro holds for the special
2400 functions created to implement static initialization and destruction, to
2401 compute run-time type information, and so forth.
2403 @item DECL_FUNCTION_SPECIFIC_TARGET
2404 This macro returns a tree node that holds the target options that are
2405 to be used to compile this particular function or @code{NULL_TREE} if
2406 the function is to be compiled with the target options specified on
2407 the command line.
2409 @item DECL_FUNCTION_SPECIFIC_OPTIMIZATION
2410 This macro returns a tree node that holds the optimization options
2411 that are to be used to compile this particular function or
2412 @code{NULL_TREE} if the function is to be compiled with the
2413 optimization options specified on the command line.
2415 @end ftable
2417 @subsubsection Statements
2419 There are tree nodes corresponding to all of the source-level
2420 statement constructs, used within the C and C++ frontends.  These are
2421 enumerated here, together with a list of the various macros that can
2422 be used to obtain information about them.  There are a few macros that
2423 can be used with all statements:
2425 @c ---------------------------------------------------------------------
2426 @c Language-dependent trees
2427 @c ---------------------------------------------------------------------
2429 @node Language-dependent trees
2430 @section Language-dependent trees
2431 @cindex language-dependent trees
2433 Front ends may wish to keep some state associated with various GENERIC
2434 trees while parsing.  To support this, trees provide a set of flags
2435 that may be used by the front end.  They are accessed using
2436 @code{TREE_LANG_FLAG_n} where @samp{n} is currently 0 through 6.
2438 If necessary, a front end can use some language-dependent tree
2439 codes in its GENERIC representation, so long as it provides a
2440 hook for converting them to GIMPLE and doesn't expect them to
2441 work with any (hypothetical) optimizers that run before the
2442 conversion to GIMPLE@. The intermediate representation used while
2443 parsing C and C++ looks very little like GENERIC, but the C and
2444 C++ gimplifier hooks are perfectly happy to take it as input and
2445 spit out GIMPLE@.
2449 @node C and C++ Trees
2450 @section C and C++ Trees
2452 This section documents the internal representation used by GCC to
2453 represent C and C++ source programs.  When presented with a C or C++
2454 source program, GCC parses the program, performs semantic analysis
2455 (including the generation of error messages), and then produces the
2456 internal representation described here.  This representation contains a
2457 complete representation for the entire translation unit provided as
2458 input to the front end.  This representation is then typically processed
2459 by a code-generator in order to produce machine code, but could also be
2460 used in the creation of source browsers, intelligent editors, automatic
2461 documentation generators, interpreters, and any other programs needing
2462 the ability to process C or C++ code.
2464 This section explains the internal representation.  In particular, it
2465 documents the internal representation for C and C++ source
2466 constructs, and the macros, functions, and variables that can be used to
2467 access these constructs.  The C++ representation is largely a superset
2468 of the representation used in the C front end.  There is only one
2469 construct used in C that does not appear in the C++ front end and that
2470 is the GNU ``nested function'' extension.  Many of the macros documented
2471 here do not apply in C because the corresponding language constructs do
2472 not appear in C@.
2474 The C and C++ front ends generate a mix of GENERIC trees and ones
2475 specific to C and C++.  These language-specific trees are higher-level
2476 constructs than the ones in GENERIC to make the parser's job easier.
2477 This section describes those trees that aren't part of GENERIC as well
2478 as aspects of GENERIC trees that are treated in a language-specific
2479 manner.
2481 If you are developing a ``back end'', be it is a code-generator or some
2482 other tool, that uses this representation, you may occasionally find
2483 that you need to ask questions not easily answered by the functions and
2484 macros available here.  If that situation occurs, it is quite likely
2485 that GCC already supports the functionality you desire, but that the
2486 interface is simply not documented here.  In that case, you should ask
2487 the GCC maintainers (via mail to @email{gcc@@gcc.gnu.org}) about
2488 documenting the functionality you require.  Similarly, if you find
2489 yourself writing functions that do not deal directly with your back end,
2490 but instead might be useful to other people using the GCC front end, you
2491 should submit your patches for inclusion in GCC@.
2493 @menu
2494 * Types for C++::               Fundamental and aggregate types.
2495 * Namespaces::                  Namespaces.
2496 * Classes::                     Classes.
2497 * Functions for C++::           Overloading and accessors for C++.
2498 * Statements for C++::          Statements specific to C and C++.
2499 * C++ Expressions::    From @code{typeid} to @code{throw}.
2500 @end menu
2502 @node Types for C++
2503 @subsection Types for C++
2504 @tindex UNKNOWN_TYPE
2505 @tindex TYPENAME_TYPE
2506 @tindex TYPEOF_TYPE
2507 @findex CP_TYPE_QUALS
2508 @findex TYPE_UNQUALIFIED
2509 @findex TYPE_QUAL_CONST
2510 @findex TYPE_QUAL_VOLATILE
2511 @findex TYPE_QUAL_RESTRICT
2512 @findex TYPE_MAIN_VARIANT
2513 @cindex qualified type
2514 @findex TYPE_SIZE
2515 @findex TYPE_ALIGN
2516 @findex TYPE_PRECISION
2517 @findex TYPE_ARG_TYPES
2518 @findex TYPE_METHOD_BASETYPE
2519 @findex TYPE_PTRMEM_P
2520 @findex TYPE_OFFSET_BASETYPE
2521 @findex TREE_TYPE
2522 @findex TYPE_CONTEXT
2523 @findex TYPE_NAME
2524 @findex TYPENAME_TYPE_FULLNAME
2525 @findex TYPE_FIELDS
2526 @findex TYPE_PTROBV_P
2528 In C++, an array type is not qualified; rather the type of the array
2529 elements is qualified.  This situation is reflected in the intermediate
2530 representation.  The macros described here will always examine the
2531 qualification of the underlying element type when applied to an array
2532 type.  (If the element type is itself an array, then the recursion
2533 continues until a non-array type is found, and the qualification of this
2534 type is examined.)  So, for example, @code{CP_TYPE_CONST_P} will hold of
2535 the type @code{const int ()[7]}, denoting an array of seven @code{int}s.
2537 The following functions and macros deal with cv-qualification of types:
2538 @ftable @code
2539 @item CP_TYPE_QUALS
2540 This macro returns the set of type qualifiers applied to this type.
2541 This value is @code{TYPE_UNQUALIFIED} if no qualifiers have been
2542 applied.  The @code{TYPE_QUAL_CONST} bit is set if the type is
2543 @code{const}-qualified.  The @code{TYPE_QUAL_VOLATILE} bit is set if the
2544 type is @code{volatile}-qualified.  The @code{TYPE_QUAL_RESTRICT} bit is
2545 set if the type is @code{restrict}-qualified.
2547 @item CP_TYPE_CONST_P
2548 This macro holds if the type is @code{const}-qualified.
2550 @item CP_TYPE_VOLATILE_P
2551 This macro holds if the type is @code{volatile}-qualified.
2553 @item CP_TYPE_RESTRICT_P
2554 This macro holds if the type is @code{restrict}-qualified.
2556 @item CP_TYPE_CONST_NON_VOLATILE_P
2557 This predicate holds for a type that is @code{const}-qualified, but
2558 @emph{not} @code{volatile}-qualified; other cv-qualifiers are ignored as
2559 well: only the @code{const}-ness is tested.
2561 @end ftable
2563 A few other macros and functions are usable with all types:
2564 @ftable @code
2565 @item TYPE_SIZE
2566 The number of bits required to represent the type, represented as an
2567 @code{INTEGER_CST}.  For an incomplete type, @code{TYPE_SIZE} will be
2568 @code{NULL_TREE}.
2570 @item TYPE_ALIGN
2571 The alignment of the type, in bits, represented as an @code{int}.
2573 @item TYPE_NAME
2574 This macro returns a declaration (in the form of a @code{TYPE_DECL}) for
2575 the type.  (Note this macro does @emph{not} return an
2576 @code{IDENTIFIER_NODE}, as you might expect, given its name!)  You can
2577 look at the @code{DECL_NAME} of the @code{TYPE_DECL} to obtain the
2578 actual name of the type.  The @code{TYPE_NAME} will be @code{NULL_TREE}
2579 for a type that is not a built-in type, the result of a typedef, or a
2580 named class type.
2582 @item CP_INTEGRAL_TYPE
2583 This predicate holds if the type is an integral type.  Notice that in
2584 C++, enumerations are @emph{not} integral types.
2586 @item ARITHMETIC_TYPE_P
2587 This predicate holds if the type is an integral type (in the C++ sense)
2588 or a floating point type.
2590 @item CLASS_TYPE_P
2591 This predicate holds for a class-type.
2593 @item TYPE_BUILT_IN
2594 This predicate holds for a built-in type.
2596 @item TYPE_PTRMEM_P
2597 This predicate holds if the type is a pointer to data member.
2599 @item TYPE_PTR_P
2600 This predicate holds if the type is a pointer type, and the pointee is
2601 not a data member.
2603 @item TYPE_PTRFN_P
2604 This predicate holds for a pointer to function type.
2606 @item TYPE_PTROB_P
2607 This predicate holds for a pointer to object type.  Note however that it
2608 does not hold for the generic pointer to object type @code{void *}.  You
2609 may use @code{TYPE_PTROBV_P} to test for a pointer to object type as
2610 well as @code{void *}.
2612 @end ftable
2614 The table below describes types specific to C and C++ as well as
2615 language-dependent info about GENERIC types.
2617 @table @code
2619 @item POINTER_TYPE
2620 Used to represent pointer types, and pointer to data member types.  If
2621 @code{TREE_TYPE} 
2622 is a pointer to data member type, then @code{TYPE_PTRMEM_P} will hold.
2623 For a pointer to data member type of the form @samp{T X::*},
2624 @code{TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE} will be the type @code{X}, while
2625 @code{TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE} will be the type @code{T}.
2627 @item RECORD_TYPE
2628 Used to represent @code{struct} and @code{class} types in C and C++.  If
2629 @code{TYPE_PTRMEMFUNC_P} holds, then this type is a pointer-to-member
2630 type.  In that case, the @code{TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE} is a
2631 @code{POINTER_TYPE} pointing to a @code{METHOD_TYPE}.  The
2632 @code{METHOD_TYPE} is the type of a function pointed to by the
2633 pointer-to-member function.  If @code{TYPE_PTRMEMFUNC_P} does not hold,
2634 this type is a class type.  For more information, see @pxref{Classes}.
2636 @item UNKNOWN_TYPE
2637 This node is used to represent a type the knowledge of which is
2638 insufficient for a sound processing.
2640 @item TYPENAME_TYPE
2641 Used to represent a construct of the form @code{typename T::A}.  The
2642 @code{TYPE_CONTEXT} is @code{T}; the @code{TYPE_NAME} is an
2643 @code{IDENTIFIER_NODE} for @code{A}.  If the type is specified via a
2644 template-id, then @code{TYPENAME_TYPE_FULLNAME} yields a
2645 @code{TEMPLATE_ID_EXPR}.  The @code{TREE_TYPE} is non-@code{NULL} if the
2646 node is implicitly generated in support for the implicit typename
2647 extension; in which case the @code{TREE_TYPE} is a type node for the
2648 base-class.
2650 @item TYPEOF_TYPE
2651 Used to represent the @code{__typeof__} extension.  The
2652 @code{TYPE_FIELDS} is the expression the type of which is being
2653 represented.
2655 @end table
2658 @c ---------------------------------------------------------------------
2659 @c Namespaces
2660 @c ---------------------------------------------------------------------
2662 @node Namespaces
2663 @subsection Namespaces
2664 @cindex namespace, scope
2665 @tindex NAMESPACE_DECL
2667 The root of the entire intermediate representation is the variable
2668 @code{global_namespace}.  This is the namespace specified with @code{::}
2669 in C++ source code.  All other namespaces, types, variables, functions,
2670 and so forth can be found starting with this namespace.
2672 However, except for the fact that it is distinguished as the root of the
2673 representation, the global namespace is no different from any other
2674 namespace.  Thus, in what follows, we describe namespaces generally,
2675 rather than the global namespace in particular.
2677 A namespace is represented by a @code{NAMESPACE_DECL} node.
2679 The following macros and functions can be used on a @code{NAMESPACE_DECL}:
2681 @ftable @code
2682 @item DECL_NAME
2683 This macro is used to obtain the @code{IDENTIFIER_NODE} corresponding to
2684 the unqualified name of the name of the namespace (@pxref{Identifiers}).
2685 The name of the global namespace is @samp{::}, even though in C++ the
2686 global namespace is unnamed.  However, you should use comparison with
2687 @code{global_namespace}, rather than @code{DECL_NAME} to determine
2688 whether or not a namespace is the global one.  An unnamed namespace
2689 will have a @code{DECL_NAME} equal to @code{anonymous_namespace_name}.
2690 Within a single translation unit, all unnamed namespaces will have the
2691 same name.
2693 @item DECL_CONTEXT
2694 This macro returns the enclosing namespace.  The @code{DECL_CONTEXT} for
2695 the @code{global_namespace} is @code{NULL_TREE}.
2697 @item DECL_NAMESPACE_ALIAS
2698 If this declaration is for a namespace alias, then
2699 @code{DECL_NAMESPACE_ALIAS} is the namespace for which this one is an
2700 alias.
2702 Do not attempt to use @code{cp_namespace_decls} for a namespace which is
2703 an alias.  Instead, follow @code{DECL_NAMESPACE_ALIAS} links until you
2704 reach an ordinary, non-alias, namespace, and call
2705 @code{cp_namespace_decls} there.
2707 @item DECL_NAMESPACE_STD_P
2708 This predicate holds if the namespace is the special @code{::std}
2709 namespace.
2711 @item cp_namespace_decls
2712 This function will return the declarations contained in the namespace,
2713 including types, overloaded functions, other namespaces, and so forth.
2714 If there are no declarations, this function will return
2715 @code{NULL_TREE}.  The declarations are connected through their
2716 @code{TREE_CHAIN} fields.
2718 Although most entries on this list will be declarations,
2719 @code{TREE_LIST} nodes may also appear.  In this case, the
2720 @code{TREE_VALUE} will be an @code{OVERLOAD}.  The value of the
2721 @code{TREE_PURPOSE} is unspecified; back ends should ignore this value.
2722 As with the other kinds of declarations returned by
2723 @code{cp_namespace_decls}, the @code{TREE_CHAIN} will point to the next
2724 declaration in this list.
2726 For more information on the kinds of declarations that can occur on this
2727 list, @xref{Declarations}.  Some declarations will not appear on this
2728 list.  In particular, no @code{FIELD_DECL}, @code{LABEL_DECL}, or
2729 @code{PARM_DECL} nodes will appear here.
2731 This function cannot be used with namespaces that have
2732 @code{DECL_NAMESPACE_ALIAS} set.
2734 @end ftable
2736 @c ---------------------------------------------------------------------
2737 @c Classes
2738 @c ---------------------------------------------------------------------
2740 @node Classes
2741 @subsection Classes
2742 @cindex class, scope
2743 @tindex RECORD_TYPE
2744 @tindex UNION_TYPE
2745 @findex CLASSTYPE_DECLARED_CLASS
2746 @findex TYPE_BINFO
2747 @findex BINFO_TYPE
2748 @findex TYPE_FIELDS
2749 @findex TYPE_VFIELD
2750 @findex TYPE_METHODS
2752 Besides namespaces, the other high-level scoping construct in C++ is the
2753 class.  (Throughout this manual the term @dfn{class} is used to mean the
2754 types referred to in the ANSI/ISO C++ Standard as classes; these include
2755 types defined with the @code{class}, @code{struct}, and @code{union}
2756 keywords.)
2758 A class type is represented by either a @code{RECORD_TYPE} or a
2759 @code{UNION_TYPE}.  A class declared with the @code{union} tag is
2760 represented by a @code{UNION_TYPE}, while classes declared with either
2761 the @code{struct} or the @code{class} tag are represented by
2762 @code{RECORD_TYPE}s.  You can use the @code{CLASSTYPE_DECLARED_CLASS}
2763 macro to discern whether or not a particular type is a @code{class} as
2764 opposed to a @code{struct}.  This macro will be true only for classes
2765 declared with the @code{class} tag.
2767 Almost all non-function members are available on the @code{TYPE_FIELDS}
2768 list.  Given one member, the next can be found by following the
2769 @code{TREE_CHAIN}.  You should not depend in any way on the order in
2770 which fields appear on this list.  All nodes on this list will be
2771 @samp{DECL} nodes.  A @code{FIELD_DECL} is used to represent a non-static
2772 data member, a @code{VAR_DECL} is used to represent a static data
2773 member, and a @code{TYPE_DECL} is used to represent a type.  Note that
2774 the @code{CONST_DECL} for an enumeration constant will appear on this
2775 list, if the enumeration type was declared in the class.  (Of course,
2776 the @code{TYPE_DECL} for the enumeration type will appear here as well.)
2777 There are no entries for base classes on this list.  In particular,
2778 there is no @code{FIELD_DECL} for the ``base-class portion'' of an
2779 object.
2781 The @code{TYPE_VFIELD} is a compiler-generated field used to point to
2782 virtual function tables.  It may or may not appear on the
2783 @code{TYPE_FIELDS} list.  However, back ends should handle the
2784 @code{TYPE_VFIELD} just like all the entries on the @code{TYPE_FIELDS}
2785 list.
2787 The function members are available on the @code{TYPE_METHODS} list.
2788 Again, subsequent members are found by following the @code{TREE_CHAIN}
2789 field.  If a function is overloaded, each of the overloaded functions
2790 appears; no @code{OVERLOAD} nodes appear on the @code{TYPE_METHODS}
2791 list.  Implicitly declared functions (including default constructors,
2792 copy constructors, assignment operators, and destructors) will appear on
2793 this list as well.
2795 Every class has an associated @dfn{binfo}, which can be obtained with
2796 @code{TYPE_BINFO}.  Binfos are used to represent base-classes.  The
2797 binfo given by @code{TYPE_BINFO} is the degenerate case, whereby every
2798 class is considered to be its own base-class.  The base binfos for a
2799 particular binfo are held in a vector, whose length is obtained with
2800 @code{BINFO_N_BASE_BINFOS}.  The base binfos themselves are obtained
2801 with @code{BINFO_BASE_BINFO} and @code{BINFO_BASE_ITERATE}.  To add a
2802 new binfo, use @code{BINFO_BASE_APPEND}.  The vector of base binfos can
2803 be obtained with @code{BINFO_BASE_BINFOS}, but normally you do not need
2804 to use that.  The class type associated with a binfo is given by
2805 @code{BINFO_TYPE}.  It is not always the case that @code{BINFO_TYPE
2806 (TYPE_BINFO (x))}, because of typedefs and qualified types.  Neither is
2807 it the case that @code{TYPE_BINFO (BINFO_TYPE (y))} is the same binfo as
2808 @code{y}.  The reason is that if @code{y} is a binfo representing a
2809 base-class @code{B} of a derived class @code{D}, then @code{BINFO_TYPE
2810 (y)} will be @code{B}, and @code{TYPE_BINFO (BINFO_TYPE (y))} will be
2811 @code{B} as its own base-class, rather than as a base-class of @code{D}.
2813 The access to a base type can be found with @code{BINFO_BASE_ACCESS}.
2814 This will produce @code{access_public_node}, @code{access_private_node}
2815 or @code{access_protected_node}.  If bases are always public,
2816 @code{BINFO_BASE_ACCESSES} may be @code{NULL}.
2818 @code{BINFO_VIRTUAL_P} is used to specify whether the binfo is inherited
2819 virtually or not.  The other flags, @code{BINFO_MARKED_P} and
2820 @code{BINFO_FLAG_1} to @code{BINFO_FLAG_6} can be used for language
2821 specific use.
2823 The following macros can be used on a tree node representing a class-type.
2825 @ftable @code
2826 @item LOCAL_CLASS_P
2827 This predicate holds if the class is local class @emph{i.e.}@: declared
2828 inside a function body.
2830 @item TYPE_POLYMORPHIC_P
2831 This predicate holds if the class has at least one virtual function
2832 (declared or inherited).
2834 @item TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR
2835 This predicate holds whenever its argument represents a class-type with
2836 default constructor.
2838 @item CLASSTYPE_HAS_MUTABLE
2839 @itemx TYPE_HAS_MUTABLE_P
2840 These predicates hold for a class-type having a mutable data member.
2842 @item CLASSTYPE_NON_POD_P
2843 This predicate holds only for class-types that are not PODs.
2845 @item TYPE_HAS_NEW_OPERATOR
2846 This predicate holds for a class-type that defines
2847 @code{operator new}.
2849 @item TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR
2850 This predicate holds for a class-type for which
2851 @code{operator new[]} is defined.
2853 @item TYPE_OVERLOADS_CALL_EXPR
2854 This predicate holds for class-type for which the function call
2855 @code{operator()} is overloaded.
2857 @item TYPE_OVERLOADS_ARRAY_REF
2858 This predicate holds for a class-type that overloads
2859 @code{operator[]}
2861 @item TYPE_OVERLOADS_ARROW
2862 This predicate holds for a class-type for which @code{operator->} is
2863 overloaded.
2865 @end ftable
2867 @node Functions for C++
2868 @subsection Functions for C++
2869 @cindex function
2870 @tindex FUNCTION_DECL
2871 @tindex OVERLOAD
2872 @findex OVL_CURRENT
2873 @findex OVL_NEXT
2875 A function is represented by a @code{FUNCTION_DECL} node.  A set of
2876 overloaded functions is sometimes represented by an @code{OVERLOAD} node.
2878 An @code{OVERLOAD} node is not a declaration, so none of the
2879 @samp{DECL_} macros should be used on an @code{OVERLOAD}.  An
2880 @code{OVERLOAD} node is similar to a @code{TREE_LIST}.  Use
2881 @code{OVL_CURRENT} to get the function associated with an
2882 @code{OVERLOAD} node; use @code{OVL_NEXT} to get the next
2883 @code{OVERLOAD} node in the list of overloaded functions.  The macros
2884 @code{OVL_CURRENT} and @code{OVL_NEXT} are actually polymorphic; you can
2885 use them to work with @code{FUNCTION_DECL} nodes as well as with
2886 overloads.  In the case of a @code{FUNCTION_DECL}, @code{OVL_CURRENT}
2887 will always return the function itself, and @code{OVL_NEXT} will always
2888 be @code{NULL_TREE}.
2890 To determine the scope of a function, you can use the
2891 @code{DECL_CONTEXT} macro.  This macro will return the class
2892 (either a @code{RECORD_TYPE} or a @code{UNION_TYPE}) or namespace (a
2893 @code{NAMESPACE_DECL}) of which the function is a member.  For a virtual
2894 function, this macro returns the class in which the function was
2895 actually defined, not the base class in which the virtual declaration
2896 occurred.
2898 If a friend function is defined in a class scope, the
2899 @code{DECL_FRIEND_CONTEXT} macro can be used to determine the class in
2900 which it was defined.  For example, in
2901 @smallexample
2902 class C @{ friend void f() @{@} @};
2903 @end smallexample
2904 @noindent
2905 the @code{DECL_CONTEXT} for @code{f} will be the
2906 @code{global_namespace}, but the @code{DECL_FRIEND_CONTEXT} will be the
2907 @code{RECORD_TYPE} for @code{C}.
2910 The following macros and functions can be used on a @code{FUNCTION_DECL}:
2911 @ftable @code
2912 @item DECL_MAIN_P
2913 This predicate holds for a function that is the program entry point
2914 @code{::code}.
2916 @item DECL_LOCAL_FUNCTION_P
2917 This predicate holds if the function was declared at block scope, even
2918 though it has a global scope.
2920 @item DECL_ANTICIPATED
2921 This predicate holds if the function is a built-in function but its
2922 prototype is not yet explicitly declared.
2924 @item DECL_EXTERN_C_FUNCTION_P
2925 This predicate holds if the function is declared as an
2926 `@code{extern "C"}' function.
2928 @item DECL_LINKONCE_P
2929 This macro holds if multiple copies of this function may be emitted in
2930 various translation units.  It is the responsibility of the linker to
2931 merge the various copies.  Template instantiations are the most common
2932 example of functions for which @code{DECL_LINKONCE_P} holds; G++
2933 instantiates needed templates in all translation units which require them,
2934 and then relies on the linker to remove duplicate instantiations.
2936 FIXME: This macro is not yet implemented.
2938 @item DECL_FUNCTION_MEMBER_P
2939 This macro holds if the function is a member of a class, rather than a
2940 member of a namespace.
2942 @item DECL_STATIC_FUNCTION_P
2943 This predicate holds if the function a static member function.
2945 @item DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P
2946 This macro holds for a non-static member function.
2948 @item DECL_CONST_MEMFUNC_P
2949 This predicate holds for a @code{const}-member function.
2951 @item DECL_VOLATILE_MEMFUNC_P
2952 This predicate holds for a @code{volatile}-member function.
2954 @item DECL_CONSTRUCTOR_P
2955 This macro holds if the function is a constructor.
2957 @item DECL_NONCONVERTING_P
2958 This predicate holds if the constructor is a non-converting constructor.
2960 @item DECL_COMPLETE_CONSTRUCTOR_P
2961 This predicate holds for a function which is a constructor for an object
2962 of a complete type.
2964 @item DECL_BASE_CONSTRUCTOR_P
2965 This predicate holds for a function which is a constructor for a base
2966 class sub-object.
2968 @item DECL_COPY_CONSTRUCTOR_P
2969 This predicate holds for a function which is a copy-constructor.
2971 @item DECL_DESTRUCTOR_P
2972 This macro holds if the function is a destructor.
2974 @item DECL_COMPLETE_DESTRUCTOR_P
2975 This predicate holds if the function is the destructor for an object a
2976 complete type.
2978 @item DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P
2979 This macro holds if the function is an overloaded operator.
2981 @item DECL_CONV_FN_P
2982 This macro holds if the function is a type-conversion operator.
2984 @item DECL_GLOBAL_CTOR_P
2985 This predicate holds if the function is a file-scope initialization
2986 function.
2988 @item DECL_GLOBAL_DTOR_P
2989 This predicate holds if the function is a file-scope finalization
2990 function.
2992 @item DECL_THUNK_P
2993 This predicate holds if the function is a thunk.
2995 These functions represent stub code that adjusts the @code{this} pointer
2996 and then jumps to another function.  When the jumped-to function
2997 returns, control is transferred directly to the caller, without
2998 returning to the thunk.  The first parameter to the thunk is always the
2999 @code{this} pointer; the thunk should add @code{THUNK_DELTA} to this
3000 value.  (The @code{THUNK_DELTA} is an @code{int}, not an
3001 @code{INTEGER_CST}.)
3003 Then, if @code{THUNK_VCALL_OFFSET} (an @code{INTEGER_CST}) is nonzero
3004 the adjusted @code{this} pointer must be adjusted again.  The complete
3005 calculation is given by the following pseudo-code:
3007 @smallexample
3008 this += THUNK_DELTA
3009 if (THUNK_VCALL_OFFSET)
3010   this += (*((ptrdiff_t **) this))[THUNK_VCALL_OFFSET]
3011 @end smallexample
3013 Finally, the thunk should jump to the location given
3014 by @code{DECL_INITIAL}; this will always be an expression for the
3015 address of a function.
3017 @item DECL_NON_THUNK_FUNCTION_P
3018 This predicate holds if the function is @emph{not} a thunk function.
3020 @item GLOBAL_INIT_PRIORITY
3021 If either @code{DECL_GLOBAL_CTOR_P} or @code{DECL_GLOBAL_DTOR_P} holds,
3022 then this gives the initialization priority for the function.  The
3023 linker will arrange that all functions for which
3024 @code{DECL_GLOBAL_CTOR_P} holds are run in increasing order of priority
3025 before @code{main} is called.  When the program exits, all functions for
3026 which @code{DECL_GLOBAL_DTOR_P} holds are run in the reverse order.
3028 @item TYPE_RAISES_EXCEPTIONS
3029 This macro returns the list of exceptions that a (member-)function can
3030 raise.  The returned list, if non @code{NULL}, is comprised of nodes
3031 whose @code{TREE_VALUE} represents a type.
3033 @item TYPE_NOTHROW_P
3034 This predicate holds when the exception-specification of its arguments
3035 is of the form `@code{()}'.
3037 @item DECL_ARRAY_DELETE_OPERATOR_P
3038 This predicate holds if the function an overloaded
3039 @code{operator delete[]}.
3041 @end ftable
3043 @c ---------------------------------------------------------------------
3044 @c Function Bodies
3045 @c ---------------------------------------------------------------------
3047 @node Statements for C++
3048 @subsection Statements for C++
3049 @cindex statements
3050 @tindex BREAK_STMT
3051 @tindex CLEANUP_STMT
3052 @findex CLEANUP_DECL
3053 @findex CLEANUP_EXPR
3054 @tindex CONTINUE_STMT
3055 @tindex DECL_STMT
3056 @findex DECL_STMT_DECL
3057 @tindex DO_STMT
3058 @findex DO_BODY
3059 @findex DO_COND
3060 @tindex EMPTY_CLASS_EXPR
3061 @tindex EXPR_STMT
3062 @findex EXPR_STMT_EXPR
3063 @tindex FOR_STMT
3064 @findex FOR_INIT_STMT
3065 @findex FOR_COND
3066 @findex FOR_EXPR
3067 @findex FOR_BODY
3068 @tindex HANDLER
3069 @tindex IF_STMT
3070 @findex IF_COND
3071 @findex THEN_CLAUSE
3072 @findex ELSE_CLAUSE
3073 @tindex RETURN_STMT
3074 @findex RETURN_EXPR
3075 @tindex SUBOBJECT
3076 @findex SUBOBJECT_CLEANUP
3077 @tindex SWITCH_STMT
3078 @findex SWITCH_COND
3079 @findex SWITCH_BODY
3080 @tindex TRY_BLOCK
3081 @findex TRY_STMTS
3082 @findex TRY_HANDLERS
3083 @findex HANDLER_PARMS
3084 @findex HANDLER_BODY
3085 @findex USING_STMT
3086 @tindex WHILE_STMT
3087 @findex WHILE_BODY
3088 @findex WHILE_COND
3090 A function that has a definition in the current translation unit will
3091 have a non-@code{NULL} @code{DECL_INITIAL}.  However, back ends should not make
3092 use of the particular value given by @code{DECL_INITIAL}.
3094 The @code{DECL_SAVED_TREE} macro will give the complete body of the
3095 function.
3097 @subsubsection Statements
3099 There are tree nodes corresponding to all of the source-level
3100 statement constructs, used within the C and C++ frontends.  These are
3101 enumerated here, together with a list of the various macros that can
3102 be used to obtain information about them.  There are a few macros that
3103 can be used with all statements:
3105 @ftable @code
3106 @item STMT_IS_FULL_EXPR_P
3107 In C++, statements normally constitute ``full expressions''; temporaries
3108 created during a statement are destroyed when the statement is complete.
3109 However, G++ sometimes represents expressions by statements; these
3110 statements will not have @code{STMT_IS_FULL_EXPR_P} set.  Temporaries
3111 created during such statements should be destroyed when the innermost
3112 enclosing statement with @code{STMT_IS_FULL_EXPR_P} set is exited.
3114 @end ftable
3116 Here is the list of the various statement nodes, and the macros used to
3117 access them.  This documentation describes the use of these nodes in
3118 non-template functions (including instantiations of template functions).
3119 In template functions, the same nodes are used, but sometimes in
3120 slightly different ways.
3122 Many of the statements have substatements.  For example, a @code{while}
3123 loop will have a body, which is itself a statement.  If the substatement
3124 is @code{NULL_TREE}, it is considered equivalent to a statement
3125 consisting of a single @code{;}, i.e., an expression statement in which
3126 the expression has been omitted.  A substatement may in fact be a list
3127 of statements, connected via their @code{TREE_CHAIN}s.  So, you should
3128 always process the statement tree by looping over substatements, like
3129 this:
3130 @smallexample
3131 void process_stmt (stmt)
3132      tree stmt;
3134   while (stmt)
3135     @{
3136       switch (TREE_CODE (stmt))
3137         @{
3138         case IF_STMT:
3139           process_stmt (THEN_CLAUSE (stmt));
3140           /* @r{More processing here.}  */
3141           break;
3143         @dots{}
3144         @}
3146       stmt = TREE_CHAIN (stmt);
3147     @}
3149 @end smallexample
3150 In other words, while the @code{then} clause of an @code{if} statement
3151 in C++ can be only one statement (although that one statement may be a
3152 compound statement), the intermediate representation will sometimes use
3153 several statements chained together.
3155 @table @code
3156 @item BREAK_STMT
3158 Used to represent a @code{break} statement.  There are no additional
3159 fields.
3161 @item CLEANUP_STMT
3163 Used to represent an action that should take place upon exit from the
3164 enclosing scope.  Typically, these actions are calls to destructors for
3165 local objects, but back ends cannot rely on this fact.  If these nodes
3166 are in fact representing such destructors, @code{CLEANUP_DECL} will be
3167 the @code{VAR_DECL} destroyed.  Otherwise, @code{CLEANUP_DECL} will be
3168 @code{NULL_TREE}.  In any case, the @code{CLEANUP_EXPR} is the
3169 expression to execute.  The cleanups executed on exit from a scope
3170 should be run in the reverse order of the order in which the associated
3171 @code{CLEANUP_STMT}s were encountered.
3173 @item CONTINUE_STMT
3175 Used to represent a @code{continue} statement.  There are no additional
3176 fields.
3178 @item CTOR_STMT
3180 Used to mark the beginning (if @code{CTOR_BEGIN_P} holds) or end (if
3181 @code{CTOR_END_P} holds of the main body of a constructor.  See also
3182 @code{SUBOBJECT} for more information on how to use these nodes.
3184 @item DO_STMT
3186 Used to represent a @code{do} loop.  The body of the loop is given by
3187 @code{DO_BODY} while the termination condition for the loop is given by
3188 @code{DO_COND}.  The condition for a @code{do}-statement is always an
3189 expression.
3191 @item EMPTY_CLASS_EXPR
3193 Used to represent a temporary object of a class with no data whose
3194 address is never taken.  (All such objects are interchangeable.)  The
3195 @code{TREE_TYPE} represents the type of the object.
3197 @item EXPR_STMT
3199 Used to represent an expression statement.  Use @code{EXPR_STMT_EXPR} to
3200 obtain the expression.
3202 @item FOR_STMT
3204 Used to represent a @code{for} statement.  The @code{FOR_INIT_STMT} is
3205 the initialization statement for the loop.  The @code{FOR_COND} is the
3206 termination condition.  The @code{FOR_EXPR} is the expression executed
3207 right before the @code{FOR_COND} on each loop iteration; often, this
3208 expression increments a counter.  The body of the loop is given by
3209 @code{FOR_BODY}.  Note that @code{FOR_INIT_STMT} and @code{FOR_BODY}
3210 return statements, while @code{FOR_COND} and @code{FOR_EXPR} return
3211 expressions.
3213 @item HANDLER
3215 Used to represent a C++ @code{catch} block.  The @code{HANDLER_TYPE}
3216 is the type of exception that will be caught by this handler; it is
3217 equal (by pointer equality) to @code{NULL} if this handler is for all
3218 types.  @code{HANDLER_PARMS} is the @code{DECL_STMT} for the catch
3219 parameter, and @code{HANDLER_BODY} is the code for the block itself.
3221 @item IF_STMT
3223 Used to represent an @code{if} statement.  The @code{IF_COND} is the
3224 expression.
3226 If the condition is a @code{TREE_LIST}, then the @code{TREE_PURPOSE} is
3227 a statement (usually a @code{DECL_STMT}).  Each time the condition is
3228 evaluated, the statement should be executed.  Then, the
3229 @code{TREE_VALUE} should be used as the conditional expression itself.
3230 This representation is used to handle C++ code like this:
3232 C++ distinguishes between this and @code{COND_EXPR} for handling templates.
3234 @smallexample
3235 if (int i = 7) @dots{}
3236 @end smallexample
3238 where there is a new local variable (or variables) declared within the
3239 condition.
3241 The @code{THEN_CLAUSE} represents the statement given by the @code{then}
3242 condition, while the @code{ELSE_CLAUSE} represents the statement given
3243 by the @code{else} condition.
3245 @item SUBOBJECT
3247 In a constructor, these nodes are used to mark the point at which a
3248 subobject of @code{this} is fully constructed.  If, after this point, an
3249 exception is thrown before a @code{CTOR_STMT} with @code{CTOR_END_P} set
3250 is encountered, the @code{SUBOBJECT_CLEANUP} must be executed.  The
3251 cleanups must be executed in the reverse order in which they appear.
3253 @item SWITCH_STMT
3255 Used to represent a @code{switch} statement.  The @code{SWITCH_STMT_COND}
3256 is the expression on which the switch is occurring.  See the documentation
3257 for an @code{IF_STMT} for more information on the representation used
3258 for the condition.  The @code{SWITCH_STMT_BODY} is the body of the switch
3259 statement.   The @code{SWITCH_STMT_TYPE} is the original type of switch
3260 expression as given in the source, before any compiler conversions.
3262 @item TRY_BLOCK
3263 Used to represent a @code{try} block.  The body of the try block is
3264 given by @code{TRY_STMTS}.  Each of the catch blocks is a @code{HANDLER}
3265 node.  The first handler is given by @code{TRY_HANDLERS}.  Subsequent
3266 handlers are obtained by following the @code{TREE_CHAIN} link from one
3267 handler to the next.  The body of the handler is given by
3268 @code{HANDLER_BODY}.
3270 If @code{CLEANUP_P} holds of the @code{TRY_BLOCK}, then the
3271 @code{TRY_HANDLERS} will not be a @code{HANDLER} node.  Instead, it will
3272 be an expression that should be executed if an exception is thrown in
3273 the try block.  It must rethrow the exception after executing that code.
3274 And, if an exception is thrown while the expression is executing,
3275 @code{terminate} must be called.
3277 @item USING_STMT
3278 Used to represent a @code{using} directive.  The namespace is given by
3279 @code{USING_STMT_NAMESPACE}, which will be a NAMESPACE_DECL@.  This node
3280 is needed inside template functions, to implement using directives
3281 during instantiation.
3283 @item WHILE_STMT
3285 Used to represent a @code{while} loop.  The @code{WHILE_COND} is the
3286 termination condition for the loop.  See the documentation for an
3287 @code{IF_STMT} for more information on the representation used for the
3288 condition.
3290 The @code{WHILE_BODY} is the body of the loop.
3292 @end table
3294 @node C++ Expressions
3295 @subsection C++ Expressions
3297 This section describes expressions specific to the C and C++ front
3298 ends.
3300 @table @code
3301 @item TYPEID_EXPR
3303 Used to represent a @code{typeid} expression.
3305 @item NEW_EXPR
3306 @itemx VEC_NEW_EXPR
3308 Used to represent a call to @code{new} and @code{new[]} respectively.
3310 @item DELETE_EXPR
3311 @itemx VEC_DELETE_EXPR
3313 Used to represent a call to @code{delete} and @code{delete[]} respectively.
3315 @item MEMBER_REF
3317 Represents a reference to a member of a class.
3319 @item THROW_EXPR
3321 Represents an instance of @code{throw} in the program.  Operand 0,
3322 which is the expression to throw, may be @code{NULL_TREE}.
3325 @item AGGR_INIT_EXPR
3326 An @code{AGGR_INIT_EXPR} represents the initialization as the return
3327 value of a function call, or as the result of a constructor.  An
3328 @code{AGGR_INIT_EXPR} will only appear as a full-expression, or as the
3329 second operand of a @code{TARGET_EXPR}.  @code{AGGR_INIT_EXPR}s have
3330 a representation similar to that of @code{CALL_EXPR}s.  You can use
3331 the @code{AGGR_INIT_EXPR_FN} and @code{AGGR_INIT_EXPR_ARG} macros to access
3332 the function to call and the arguments to pass.
3334 If @code{AGGR_INIT_VIA_CTOR_P} holds of the @code{AGGR_INIT_EXPR}, then
3335 the initialization is via a constructor call.  The address of the
3336 @code{AGGR_INIT_EXPR_SLOT} operand, which is always a @code{VAR_DECL},
3337 is taken, and this value replaces the first argument in the argument
3338 list.
3340 In either case, the expression is void.
3343 @end table
3346 @node Java Trees
3347 @section Java Trees