2012-10-06 Janus Weil <janus@gcc.gnu.org>
[official-gcc.git] / gcc / doc / generic.texi
blobc48b663a0335cd18b908b0a2e91c3aef3b66b2cc
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 DEBUG_EXPR_DECL
605 @tindex FIELD_DECL
606 @tindex NAMESPACE_DECL
607 @tindex RESULT_DECL
608 @tindex TEMPLATE_DECL
609 @tindex THUNK_DECL
610 @findex THUNK_DELTA
611 @findex DECL_INITIAL
612 @findex DECL_SIZE
613 @findex DECL_ALIGN
614 @findex DECL_EXTERNAL
616 This section covers the various kinds of declarations that appear in the
617 internal representation, except for declarations of functions
618 (represented by @code{FUNCTION_DECL} nodes), which are described in
619 @ref{Functions}.
621 @menu
622 * Working with declarations::  Macros and functions that work on
623 declarations.
624 * Internal structure:: How declaration nodes are represented.
625 @end menu
627 @node Working with declarations
628 @subsection Working with declarations
630 Some macros can be used with any kind of declaration.  These include:
631 @ftable @code
632 @item DECL_NAME
633 This macro returns an @code{IDENTIFIER_NODE} giving the name of the
634 entity.
636 @item TREE_TYPE
637 This macro returns the type of the entity declared.
639 @item EXPR_FILENAME
640 This macro returns the name of the file in which the entity was
641 declared, as a @code{char*}.  For an entity declared implicitly by the
642 compiler (like @code{__builtin_memcpy}), this will be the string
643 @code{"<internal>"}.
645 @item EXPR_LINENO
646 This macro returns the line number at which the entity was declared, as
647 an @code{int}.
649 @item DECL_ARTIFICIAL
650 This predicate holds if the declaration was implicitly generated by the
651 compiler.  For example, this predicate will hold of an implicitly
652 declared member function, or of the @code{TYPE_DECL} implicitly
653 generated for a class type.  Recall that in C++ code like:
654 @smallexample
655 struct S @{@};
656 @end smallexample
657 @noindent
658 is roughly equivalent to C code like:
659 @smallexample
660 struct S @{@};
661 typedef struct S S;
662 @end smallexample
663 The implicitly generated @code{typedef} declaration is represented by a
664 @code{TYPE_DECL} for which @code{DECL_ARTIFICIAL} holds.
666 @end ftable
668 The various kinds of declarations include:
669 @table @code
670 @item LABEL_DECL
671 These nodes are used to represent labels in function bodies.  For more
672 information, see @ref{Functions}.  These nodes only appear in block
673 scopes.
675 @item CONST_DECL
676 These nodes are used to represent enumeration constants.  The value of
677 the constant is given by @code{DECL_INITIAL} which will be an
678 @code{INTEGER_CST} with the same type as the @code{TREE_TYPE} of the
679 @code{CONST_DECL}, i.e., an @code{ENUMERAL_TYPE}.
681 @item RESULT_DECL
682 These nodes represent the value returned by a function.  When a value is
683 assigned to a @code{RESULT_DECL}, that indicates that the value should
684 be returned, via bitwise copy, by the function.  You can use
685 @code{DECL_SIZE} and @code{DECL_ALIGN} on a @code{RESULT_DECL}, just as
686 with a @code{VAR_DECL}.
688 @item TYPE_DECL
689 These nodes represent @code{typedef} declarations.  The @code{TREE_TYPE}
690 is the type declared to have the name given by @code{DECL_NAME}.  In
691 some cases, there is no associated name.
693 @item VAR_DECL
694 These nodes represent variables with namespace or block scope, as well
695 as static data members.  The @code{DECL_SIZE} and @code{DECL_ALIGN} are
696 analogous to @code{TYPE_SIZE} and @code{TYPE_ALIGN}.  For a declaration,
697 you should always use the @code{DECL_SIZE} and @code{DECL_ALIGN} rather
698 than the @code{TYPE_SIZE} and @code{TYPE_ALIGN} given by the
699 @code{TREE_TYPE}, since special attributes may have been applied to the
700 variable to give it a particular size and alignment.  You may use the
701 predicates @code{DECL_THIS_STATIC} or @code{DECL_THIS_EXTERN} to test
702 whether the storage class specifiers @code{static} or @code{extern} were
703 used to declare a variable.
705 If this variable is initialized (but does not require a constructor),
706 the @code{DECL_INITIAL} will be an expression for the initializer.  The
707 initializer should be evaluated, and a bitwise copy into the variable
708 performed.  If the @code{DECL_INITIAL} is the @code{error_mark_node},
709 there is an initializer, but it is given by an explicit statement later
710 in the code; no bitwise copy is required.
712 GCC provides an extension that allows either automatic variables, or
713 global variables, to be placed in particular registers.  This extension
714 is being used for a particular @code{VAR_DECL} if @code{DECL_REGISTER}
715 holds for the @code{VAR_DECL}, and if @code{DECL_ASSEMBLER_NAME} is not
716 equal to @code{DECL_NAME}.  In that case, @code{DECL_ASSEMBLER_NAME} is
717 the name of the register into which the variable will be placed.
719 @item PARM_DECL
720 Used to represent a parameter to a function.  Treat these nodes
721 similarly to @code{VAR_DECL} nodes.  These nodes only appear in the
722 @code{DECL_ARGUMENTS} for a @code{FUNCTION_DECL}.
724 The @code{DECL_ARG_TYPE} for a @code{PARM_DECL} is the type that will
725 actually be used when a value is passed to this function.  It may be a
726 wider type than the @code{TREE_TYPE} of the parameter; for example, the
727 ordinary type might be @code{short} while the @code{DECL_ARG_TYPE} is
728 @code{int}.
730 @item DEBUG_EXPR_DECL
731 Used to represent an anonymous debug-information temporary created to
732 hold an expression as it is optimized away, so that its value can be
733 referenced in debug bind statements.
735 @item FIELD_DECL
736 These nodes represent non-static data members.  The @code{DECL_SIZE} and
737 @code{DECL_ALIGN} behave as for @code{VAR_DECL} nodes.
738 The position of the field within the parent record is specified by a
739 combination of three attributes.  @code{DECL_FIELD_OFFSET} is the position,
740 counting in bytes, of the @code{DECL_OFFSET_ALIGN}-bit sized word containing
741 the bit of the field closest to the beginning of the structure.
742 @code{DECL_FIELD_BIT_OFFSET} is the bit offset of the first bit of the field
743 within this word; this may be nonzero even for fields that are not bit-fields,
744 since @code{DECL_OFFSET_ALIGN} may be greater than the natural alignment
745 of the field's type.
747 If @code{DECL_C_BIT_FIELD} holds, this field is a bit-field.  In a bit-field,
748 @code{DECL_BIT_FIELD_TYPE} also contains the type that was originally
749 specified for it, while DECL_TYPE may be a modified type with lesser precision,
750 according to the size of the bit field.
752 @item NAMESPACE_DECL
753 Namespaces provide a name hierarchy for other declarations.  They
754 appear in the @code{DECL_CONTEXT} of other @code{_DECL} nodes.
756 @end table
758 @node Internal structure
759 @subsection Internal structure
761 @code{DECL} nodes are represented internally as a hierarchy of
762 structures.
764 @menu
765 * Current structure hierarchy::  The current DECL node structure
766 hierarchy.
767 * Adding new DECL node types:: How to add a new DECL node to a
768 frontend.
769 @end menu
771 @node Current structure hierarchy
772 @subsubsection Current structure hierarchy
774 @table @code
776 @item struct tree_decl_minimal
777 This is the minimal structure to inherit from in order for common
778 @code{DECL} macros to work.  The fields it contains are a unique ID,
779 source location, context, and name.
781 @item struct tree_decl_common
782 This structure inherits from @code{struct tree_decl_minimal}.  It
783 contains fields that most @code{DECL} nodes need, such as a field to
784 store alignment, machine mode, size, and attributes.
786 @item struct tree_field_decl
787 This structure inherits from @code{struct tree_decl_common}.  It is
788 used to represent @code{FIELD_DECL}.
790 @item struct tree_label_decl
791 This structure inherits from @code{struct tree_decl_common}.  It is
792 used to represent @code{LABEL_DECL}.
794 @item struct tree_translation_unit_decl
795 This structure inherits from @code{struct tree_decl_common}.  It is
796 used to represent @code{TRANSLATION_UNIT_DECL}.
798 @item struct tree_decl_with_rtl
799 This structure inherits from @code{struct tree_decl_common}.  It
800 contains a field to store the low-level RTL associated with a
801 @code{DECL} node.
803 @item struct tree_result_decl
804 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_rtl}.  It is
805 used to represent @code{RESULT_DECL}.
807 @item struct tree_const_decl
808 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_rtl}.  It is
809 used to represent @code{CONST_DECL}.
811 @item struct tree_parm_decl
812 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_rtl}.  It is
813 used to represent @code{PARM_DECL}.
815 @item struct tree_decl_with_vis
816 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_rtl}.  It
817 contains fields necessary to store visibility information, as well as
818 a section name and assembler name.
820 @item struct tree_var_decl
821 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_vis}.  It is
822 used to represent @code{VAR_DECL}.
824 @item struct tree_function_decl
825 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_vis}.  It is
826 used to represent @code{FUNCTION_DECL}.
828 @end table
829 @node Adding new DECL node types
830 @subsubsection Adding new DECL node types
832 Adding a new @code{DECL} tree consists of the following steps
834 @table @asis
836 @item Add a new tree code for the @code{DECL} node
837 For language specific @code{DECL} nodes, there is a @file{.def} file
838 in each frontend directory where the tree code should be added.
839 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the code should
840 be added to @file{tree.def}.
842 @item Create a new structure type for the @code{DECL} node
843 These structures should inherit from one of the existing structures in
844 the language hierarchy by using that structure as the first member.
846 @smallexample
847 struct tree_foo_decl
849    struct tree_decl_with_vis common;
851 @end smallexample
853 Would create a structure name @code{tree_foo_decl} that inherits from
854 @code{struct tree_decl_with_vis}.
856 For language specific @code{DECL} nodes, this new structure type
857 should go in the appropriate @file{.h} file.
858 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the structure
859 type should go in @file{tree.h}.
861 @item Add a member to the tree structure enumerator for the node
862 For garbage collection and dynamic checking purposes, each @code{DECL}
863 node structure type is required to have a unique enumerator value
864 specified with it.
865 For language specific @code{DECL} nodes, this new enumerator value
866 should go in the appropriate @file{.def} file.
867 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the enumerator
868 values are specified in @file{treestruct.def}.
870 @item Update @code{union tree_node}
871 In order to make your new structure type usable, it must be added to
872 @code{union tree_node}.
873 For language specific @code{DECL} nodes, a new entry should be added
874 to the appropriate @file{.h} file of the form
875 @smallexample
876   struct tree_foo_decl GTY ((tag ("TS_VAR_DECL"))) foo_decl;
877 @end smallexample
878 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the additional
879 member goes directly into @code{union tree_node} in @file{tree.h}.
881 @item Update dynamic checking info
882 In order to be able to check whether accessing a named portion of
883 @code{union tree_node} is legal, and whether a certain @code{DECL} node
884 contains one of the enumerated @code{DECL} node structures in the
885 hierarchy, a simple lookup table is used.
886 This lookup table needs to be kept up to date with the tree structure
887 hierarchy, or else checking and containment macros will fail
888 inappropriately.
890 For language specific @code{DECL} nodes, their is an @code{init_ts}
891 function in an appropriate @file{.c} file, which initializes the lookup
892 table.
893 Code setting up the table for new @code{DECL} nodes should be added
894 there.
895 For each @code{DECL} tree code and enumerator value representing a
896 member of the inheritance  hierarchy, the table should contain 1 if
897 that tree code inherits (directly or indirectly) from that member.
898 Thus, a @code{FOO_DECL} node derived from @code{struct decl_with_rtl},
899 and enumerator value @code{TS_FOO_DECL}, would be set up as follows
900 @smallexample
901 tree_contains_struct[FOO_DECL][TS_FOO_DECL] = 1;
902 tree_contains_struct[FOO_DECL][TS_DECL_WRTL] = 1;
903 tree_contains_struct[FOO_DECL][TS_DECL_COMMON] = 1;
904 tree_contains_struct[FOO_DECL][TS_DECL_MINIMAL] = 1;
905 @end smallexample
907 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the setup code
908 goes into @file{tree.c}.
910 @item Add macros to access any new fields and flags
912 Each added field or flag should have a macro that is used to access
913 it, that performs appropriate checking to ensure only the right type of
914 @code{DECL} nodes access the field.
916 These macros generally take the following form
917 @smallexample
918 #define FOO_DECL_FIELDNAME(NODE) FOO_DECL_CHECK(NODE)->foo_decl.fieldname
919 @end smallexample
920 However, if the structure is simply a base class for further
921 structures, something like the following should be used
922 @smallexample
923 #define BASE_STRUCT_CHECK(T) CONTAINS_STRUCT_CHECK(T, TS_BASE_STRUCT)
924 #define BASE_STRUCT_FIELDNAME(NODE) \
925    (BASE_STRUCT_CHECK(NODE)->base_struct.fieldname
926 @end smallexample
928 @end table
931 @c ---------------------------------------------------------------------
932 @c Attributes
933 @c ---------------------------------------------------------------------
934 @node Attributes
935 @section Attributes in trees
936 @cindex attributes
938 Attributes, as specified using the @code{__attribute__} keyword, are
939 represented internally as a @code{TREE_LIST}.  The @code{TREE_PURPOSE}
940 is the name of the attribute, as an @code{IDENTIFIER_NODE}.  The
941 @code{TREE_VALUE} is a @code{TREE_LIST} of the arguments of the
942 attribute, if any, or @code{NULL_TREE} if there are no arguments; the
943 arguments are stored as the @code{TREE_VALUE} of successive entries in
944 the list, and may be identifiers or expressions.  The @code{TREE_CHAIN}
945 of the attribute is the next attribute in a list of attributes applying
946 to the same declaration or type, or @code{NULL_TREE} if there are no
947 further attributes in the list.
949 Attributes may be attached to declarations and to types; these
950 attributes may be accessed with the following macros.  All attributes
951 are stored in this way, and many also cause other changes to the
952 declaration or type or to other internal compiler data structures.
954 @deftypefn {Tree Macro} tree DECL_ATTRIBUTES (tree @var{decl})
955 This macro returns the attributes on the declaration @var{decl}.
956 @end deftypefn
958 @deftypefn {Tree Macro} tree TYPE_ATTRIBUTES (tree @var{type})
959 This macro returns the attributes on the type @var{type}.
960 @end deftypefn
963 @c ---------------------------------------------------------------------
964 @c Expressions
965 @c ---------------------------------------------------------------------
967 @node Expression trees
968 @section Expressions
969 @cindex expression
970 @findex TREE_TYPE
971 @findex TREE_OPERAND
973 The internal representation for expressions is for the most part quite
974 straightforward.  However, there are a few facts that one must bear in
975 mind.  In particular, the expression ``tree'' is actually a directed
976 acyclic graph.  (For example there may be many references to the integer
977 constant zero throughout the source program; many of these will be
978 represented by the same expression node.)  You should not rely on
979 certain kinds of node being shared, nor should you rely on certain kinds of
980 nodes being unshared.
982 The following macros can be used with all expression nodes:
984 @ftable @code
985 @item TREE_TYPE
986 Returns the type of the expression.  This value may not be precisely the
987 same type that would be given the expression in the original program.
988 @end ftable
990 In what follows, some nodes that one might expect to always have type
991 @code{bool} are documented to have either integral or boolean type.  At
992 some point in the future, the C front end may also make use of this same
993 intermediate representation, and at this point these nodes will
994 certainly have integral type.  The previous sentence is not meant to
995 imply that the C++ front end does not or will not give these nodes
996 integral type.
998 Below, we list the various kinds of expression nodes.  Except where
999 noted otherwise, the operands to an expression are accessed using the
1000 @code{TREE_OPERAND} macro.  For example, to access the first operand to
1001 a binary plus expression @code{expr}, use:
1003 @smallexample
1004 TREE_OPERAND (expr, 0)
1005 @end smallexample
1006 @noindent
1008 As this example indicates, the operands are zero-indexed.
1011 @menu
1012 * Constants: Constant expressions.
1013 * Storage References::
1014 * Unary and Binary Expressions::
1015 * Vectors::
1016 @end menu
1018 @node Constant expressions
1019 @subsection Constant expressions
1020 @tindex INTEGER_CST
1021 @findex TREE_INT_CST_HIGH
1022 @findex TREE_INT_CST_LOW
1023 @findex tree_int_cst_lt
1024 @findex tree_int_cst_equal
1025 @tindex REAL_CST
1026 @tindex FIXED_CST
1027 @tindex COMPLEX_CST
1028 @tindex VECTOR_CST
1029 @tindex STRING_CST
1030 @findex TREE_STRING_LENGTH
1031 @findex TREE_STRING_POINTER
1033 The table below begins with constants, moves on to unary expressions,
1034 then proceeds to binary expressions, and concludes with various other
1035 kinds of expressions:
1037 @table @code
1038 @item INTEGER_CST
1039 These nodes represent integer constants.  Note that the type of these
1040 constants is obtained with @code{TREE_TYPE}; they are not always of type
1041 @code{int}.  In particular, @code{char} constants are represented with
1042 @code{INTEGER_CST} nodes.  The value of the integer constant @code{e} is
1043 given by
1044 @smallexample
1045 ((TREE_INT_CST_HIGH (e) << HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
1046 + TREE_INST_CST_LOW (e))
1047 @end smallexample
1048 @noindent
1049 HOST_BITS_PER_WIDE_INT is at least thirty-two on all platforms.  Both
1050 @code{TREE_INT_CST_HIGH} and @code{TREE_INT_CST_LOW} return a
1051 @code{HOST_WIDE_INT}.  The value of an @code{INTEGER_CST} is interpreted
1052 as a signed or unsigned quantity depending on the type of the constant.
1053 In general, the expression given above will overflow, so it should not
1054 be used to calculate the value of the constant.
1056 The variable @code{integer_zero_node} is an integer constant with value
1057 zero.  Similarly, @code{integer_one_node} is an integer constant with
1058 value one.  The @code{size_zero_node} and @code{size_one_node} variables
1059 are analogous, but have type @code{size_t} rather than @code{int}.
1061 The function @code{tree_int_cst_lt} is a predicate which holds if its
1062 first argument is less than its second.  Both constants are assumed to
1063 have the same signedness (i.e., either both should be signed or both
1064 should be unsigned.)  The full width of the constant is used when doing
1065 the comparison; the usual rules about promotions and conversions are
1066 ignored.  Similarly, @code{tree_int_cst_equal} holds if the two
1067 constants are equal.  The @code{tree_int_cst_sgn} function returns the
1068 sign of a constant.  The value is @code{1}, @code{0}, or @code{-1}
1069 according on whether the constant is greater than, equal to, or less
1070 than zero.  Again, the signedness of the constant's type is taken into
1071 account; an unsigned constant is never less than zero, no matter what
1072 its bit-pattern.
1074 @item REAL_CST
1076 FIXME: Talk about how to obtain representations of this constant, do
1077 comparisons, and so forth.
1079 @item FIXED_CST
1081 These nodes represent fixed-point constants.  The type of these constants
1082 is obtained with @code{TREE_TYPE}.  @code{TREE_FIXED_CST_PTR} points to
1083 a @code{struct fixed_value};  @code{TREE_FIXED_CST} returns the structure
1084 itself.  @code{struct fixed_value} contains @code{data} with the size of two
1085 @code{HOST_BITS_PER_WIDE_INT} and @code{mode} as the associated fixed-point
1086 machine mode for @code{data}.
1088 @item COMPLEX_CST
1089 These nodes are used to represent complex number constants, that is a
1090 @code{__complex__} whose parts are constant nodes.  The
1091 @code{TREE_REALPART} and @code{TREE_IMAGPART} return the real and the
1092 imaginary parts respectively.
1094 @item VECTOR_CST
1095 These nodes are used to represent vector constants, whose parts are
1096 constant nodes.  Each individual constant node is either an integer or a
1097 double constant node.  The first operand is a @code{TREE_LIST} of the
1098 constant nodes and is accessed through @code{TREE_VECTOR_CST_ELTS}.
1100 @item STRING_CST
1101 These nodes represent string-constants.  The @code{TREE_STRING_LENGTH}
1102 returns the length of the string, as an @code{int}.  The
1103 @code{TREE_STRING_POINTER} is a @code{char*} containing the string
1104 itself.  The string may not be @code{NUL}-terminated, and it may contain
1105 embedded @code{NUL} characters.  Therefore, the
1106 @code{TREE_STRING_LENGTH} includes the trailing @code{NUL} if it is
1107 present.
1109 For wide string constants, the @code{TREE_STRING_LENGTH} is the number
1110 of bytes in the string, and the @code{TREE_STRING_POINTER}
1111 points to an array of the bytes of the string, as represented on the
1112 target system (that is, as integers in the target endianness).  Wide and
1113 non-wide string constants are distinguished only by the @code{TREE_TYPE}
1114 of the @code{STRING_CST}.
1116 FIXME: The formats of string constants are not well-defined when the
1117 target system bytes are not the same width as host system bytes.
1119 @end table
1121 @node Storage References
1122 @subsection References to storage
1123 @tindex ADDR_EXPR
1124 @tindex INDIRECT_REF
1125 @tindex MEM_REF
1126 @tindex ARRAY_REF
1127 @tindex ARRAY_RANGE_REF
1128 @tindex TARGET_MEM_REF
1129 @tindex COMPONENT_REF
1131 @table @code
1132 @item ARRAY_REF
1133 These nodes represent array accesses.  The first operand is the array;
1134 the second is the index.  To calculate the address of the memory
1135 accessed, you must scale the index by the size of the type of the array
1136 elements.  The type of these expressions must be the type of a component of
1137 the array.  The third and fourth operands are used after gimplification
1138 to represent the lower bound and component size but should not be used
1139 directly; call @code{array_ref_low_bound} and @code{array_ref_element_size}
1140 instead.
1142 @item ARRAY_RANGE_REF
1143 These nodes represent access to a range (or ``slice'') of an array.  The
1144 operands are the same as that for @code{ARRAY_REF} and have the same
1145 meanings.  The type of these expressions must be an array whose component
1146 type is the same as that of the first operand.  The range of that array
1147 type determines the amount of data these expressions access.
1149 @item TARGET_MEM_REF
1150 These nodes represent memory accesses whose address directly map to
1151 an addressing mode of the target architecture.  The first argument
1152 is @code{TMR_SYMBOL} and must be a @code{VAR_DECL} of an object with
1153 a fixed address.  The second argument is @code{TMR_BASE} and the
1154 third one is @code{TMR_INDEX}.  The fourth argument is
1155 @code{TMR_STEP} and must be an @code{INTEGER_CST}.  The fifth
1156 argument is @code{TMR_OFFSET} and must be an @code{INTEGER_CST}.
1157 Any of the arguments may be NULL if the appropriate component
1158 does not appear in the address.  Address of the @code{TARGET_MEM_REF}
1159 is determined in the following way.
1161 @smallexample
1162 &TMR_SYMBOL + TMR_BASE + TMR_INDEX * TMR_STEP + TMR_OFFSET
1163 @end smallexample
1165 The sixth argument is the reference to the original memory access, which
1166 is preserved for the purposes of the RTL alias analysis.  The seventh
1167 argument is a tag representing the results of tree level alias analysis.
1169 @item ADDR_EXPR
1170 These nodes are used to represent the address of an object.  (These
1171 expressions will always have pointer or reference type.)  The operand may
1172 be another expression, or it may be a declaration.
1174 As an extension, GCC allows users to take the address of a label.  In
1175 this case, the operand of the @code{ADDR_EXPR} will be a
1176 @code{LABEL_DECL}.  The type of such an expression is @code{void*}.
1178 If the object addressed is not an lvalue, a temporary is created, and
1179 the address of the temporary is used.
1181 @item INDIRECT_REF
1182 These nodes are used to represent the object pointed to by a pointer.
1183 The operand is the pointer being dereferenced; it will always have
1184 pointer or reference type.
1186 @item MEM_REF
1187 These nodes are used to represent the object pointed to by a pointer
1188 offset by a constant.
1189 The first operand is the pointer being dereferenced; it will always have
1190 pointer or reference type.  The second operand is a pointer constant.
1191 Its type is specifying the type to be used for type-based alias analysis.
1193 @item COMPONENT_REF
1194 These nodes represent non-static data member accesses.  The first
1195 operand is the object (rather than a pointer to it); the second operand
1196 is the @code{FIELD_DECL} for the data member.  The third operand represents
1197 the byte offset of the field, but should not be used directly; call
1198 @code{component_ref_field_offset} instead.
1201 @end table
1203 @node Unary and Binary Expressions
1204 @subsection Unary and Binary Expressions
1205 @tindex NEGATE_EXPR
1206 @tindex ABS_EXPR
1207 @tindex BIT_NOT_EXPR
1208 @tindex TRUTH_NOT_EXPR
1209 @tindex PREDECREMENT_EXPR
1210 @tindex PREINCREMENT_EXPR
1211 @tindex POSTDECREMENT_EXPR
1212 @tindex POSTINCREMENT_EXPR
1213 @tindex FIX_TRUNC_EXPR
1214 @tindex FLOAT_EXPR
1215 @tindex COMPLEX_EXPR
1216 @tindex CONJ_EXPR
1217 @tindex REALPART_EXPR
1218 @tindex IMAGPART_EXPR
1219 @tindex NON_LVALUE_EXPR
1220 @tindex NOP_EXPR
1221 @tindex CONVERT_EXPR
1222 @tindex FIXED_CONVERT_EXPR
1223 @tindex THROW_EXPR
1224 @tindex LSHIFT_EXPR
1225 @tindex RSHIFT_EXPR
1226 @tindex BIT_IOR_EXPR
1227 @tindex BIT_XOR_EXPR
1228 @tindex BIT_AND_EXPR
1229 @tindex TRUTH_ANDIF_EXPR
1230 @tindex TRUTH_ORIF_EXPR
1231 @tindex TRUTH_AND_EXPR
1232 @tindex TRUTH_OR_EXPR
1233 @tindex TRUTH_XOR_EXPR
1234 @tindex POINTER_PLUS_EXPR
1235 @tindex PLUS_EXPR
1236 @tindex MINUS_EXPR
1237 @tindex MULT_EXPR
1238 @tindex MULT_HIGHPART_EXPR
1239 @tindex RDIV_EXPR
1240 @tindex TRUNC_DIV_EXPR
1241 @tindex FLOOR_DIV_EXPR
1242 @tindex CEIL_DIV_EXPR
1243 @tindex ROUND_DIV_EXPR
1244 @tindex TRUNC_MOD_EXPR
1245 @tindex FLOOR_MOD_EXPR
1246 @tindex CEIL_MOD_EXPR
1247 @tindex ROUND_MOD_EXPR
1248 @tindex EXACT_DIV_EXPR
1249 @tindex LT_EXPR
1250 @tindex LE_EXPR
1251 @tindex GT_EXPR
1252 @tindex GE_EXPR
1253 @tindex EQ_EXPR
1254 @tindex NE_EXPR
1255 @tindex ORDERED_EXPR
1256 @tindex UNORDERED_EXPR
1257 @tindex UNLT_EXPR
1258 @tindex UNLE_EXPR
1259 @tindex UNGT_EXPR
1260 @tindex UNGE_EXPR
1261 @tindex UNEQ_EXPR
1262 @tindex LTGT_EXPR
1263 @tindex MODIFY_EXPR
1264 @tindex INIT_EXPR
1265 @tindex COMPOUND_EXPR
1266 @tindex COND_EXPR
1267 @tindex CALL_EXPR
1268 @tindex STMT_EXPR
1269 @tindex BIND_EXPR
1270 @tindex LOOP_EXPR
1271 @tindex EXIT_EXPR
1272 @tindex CLEANUP_POINT_EXPR
1273 @tindex CONSTRUCTOR
1274 @tindex COMPOUND_LITERAL_EXPR
1275 @tindex SAVE_EXPR
1276 @tindex TARGET_EXPR
1277 @tindex VA_ARG_EXPR
1279 @table @code
1280 @item NEGATE_EXPR
1281 These nodes represent unary negation of the single operand, for both
1282 integer and floating-point types.  The type of negation can be
1283 determined by looking at the type of the expression.
1285 The behavior of this operation on signed arithmetic overflow is
1286 controlled by the @code{flag_wrapv} and @code{flag_trapv} variables.
1288 @item ABS_EXPR
1289 These nodes represent the absolute value of the single operand, for
1290 both integer and floating-point types.  This is typically used to
1291 implement the @code{abs}, @code{labs} and @code{llabs} builtins for
1292 integer types, and the @code{fabs}, @code{fabsf} and @code{fabsl}
1293 builtins for floating point types.  The type of abs operation can
1294 be determined by looking at the type of the expression.
1296 This node is not used for complex types.  To represent the modulus
1297 or complex abs of a complex value, use the @code{BUILT_IN_CABS},
1298 @code{BUILT_IN_CABSF} or @code{BUILT_IN_CABSL} builtins, as used
1299 to implement the C99 @code{cabs}, @code{cabsf} and @code{cabsl}
1300 built-in functions.
1302 @item BIT_NOT_EXPR
1303 These nodes represent bitwise complement, and will always have integral
1304 type.  The only operand is the value to be complemented.
1306 @item TRUTH_NOT_EXPR
1307 These nodes represent logical negation, and will always have integral
1308 (or boolean) type.  The operand is the value being negated.  The type
1309 of the operand and that of the result are always of @code{BOOLEAN_TYPE}
1310 or @code{INTEGER_TYPE}.
1312 @item PREDECREMENT_EXPR
1313 @itemx PREINCREMENT_EXPR
1314 @itemx POSTDECREMENT_EXPR
1315 @itemx POSTINCREMENT_EXPR
1316 These nodes represent increment and decrement expressions.  The value of
1317 the single operand is computed, and the operand incremented or
1318 decremented.  In the case of @code{PREDECREMENT_EXPR} and
1319 @code{PREINCREMENT_EXPR}, the value of the expression is the value
1320 resulting after the increment or decrement; in the case of
1321 @code{POSTDECREMENT_EXPR} and @code{POSTINCREMENT_EXPR} is the value
1322 before the increment or decrement occurs.  The type of the operand, like
1323 that of the result, will be either integral, boolean, or floating-point.
1325 @item FIX_TRUNC_EXPR
1326 These nodes represent conversion of a floating-point value to an
1327 integer.  The single operand will have a floating-point type, while
1328 the complete expression will have an integral (or boolean) type.  The
1329 operand is rounded towards zero.
1331 @item FLOAT_EXPR
1332 These nodes represent conversion of an integral (or boolean) value to a
1333 floating-point value.  The single operand will have integral type, while
1334 the complete expression will have a floating-point type.
1336 FIXME: How is the operand supposed to be rounded?  Is this dependent on
1337 @option{-mieee}?
1339 @item COMPLEX_EXPR
1340 These nodes are used to represent complex numbers constructed from two
1341 expressions of the same (integer or real) type.  The first operand is the
1342 real part and the second operand is the imaginary part.
1344 @item CONJ_EXPR
1345 These nodes represent the conjugate of their operand.
1347 @item REALPART_EXPR
1348 @itemx IMAGPART_EXPR
1349 These nodes represent respectively the real and the imaginary parts
1350 of complex numbers (their sole argument).
1352 @item NON_LVALUE_EXPR
1353 These nodes indicate that their one and only operand is not an lvalue.
1354 A back end can treat these identically to the single operand.
1356 @item NOP_EXPR
1357 These nodes are used to represent conversions that do not require any
1358 code-generation.  For example, conversion of a @code{char*} to an
1359 @code{int*} does not require any code be generated; such a conversion is
1360 represented by a @code{NOP_EXPR}.  The single operand is the expression
1361 to be converted.  The conversion from a pointer to a reference is also
1362 represented with a @code{NOP_EXPR}.
1364 @item CONVERT_EXPR
1365 These nodes are similar to @code{NOP_EXPR}s, but are used in those
1366 situations where code may need to be generated.  For example, if an
1367 @code{int*} is converted to an @code{int} code may need to be generated
1368 on some platforms.  These nodes are never used for C++-specific
1369 conversions, like conversions between pointers to different classes in
1370 an inheritance hierarchy.  Any adjustments that need to be made in such
1371 cases are always indicated explicitly.  Similarly, a user-defined
1372 conversion is never represented by a @code{CONVERT_EXPR}; instead, the
1373 function calls are made explicit.
1375 @item FIXED_CONVERT_EXPR
1376 These nodes are used to represent conversions that involve fixed-point
1377 values.  For example, from a fixed-point value to another fixed-point value,
1378 from an integer to a fixed-point value, from a fixed-point value to an
1379 integer, from a floating-point value to a fixed-point value, or from
1380 a fixed-point value to a floating-point value.
1382 @item LSHIFT_EXPR
1383 @itemx RSHIFT_EXPR
1384 These nodes represent left and right shifts, respectively.  The first
1385 operand is the value to shift; it will always be of integral type.  The
1386 second operand is an expression for the number of bits by which to
1387 shift.  Right shift should be treated as arithmetic, i.e., the
1388 high-order bits should be zero-filled when the expression has unsigned
1389 type and filled with the sign bit when the expression has signed type.
1390 Note that the result is undefined if the second operand is larger
1391 than or equal to the first operand's type size.
1394 @item BIT_IOR_EXPR
1395 @itemx BIT_XOR_EXPR
1396 @itemx BIT_AND_EXPR
1397 These nodes represent bitwise inclusive or, bitwise exclusive or, and
1398 bitwise and, respectively.  Both operands will always have integral
1399 type.
1401 @item TRUTH_ANDIF_EXPR
1402 @itemx TRUTH_ORIF_EXPR
1403 These nodes represent logical ``and'' and logical ``or'', respectively.
1404 These operators are not strict; i.e., the second operand is evaluated
1405 only if the value of the expression is not determined by evaluation of
1406 the first operand.  The type of the operands and that of the result are
1407 always of @code{BOOLEAN_TYPE} or @code{INTEGER_TYPE}.
1409 @item TRUTH_AND_EXPR
1410 @itemx TRUTH_OR_EXPR
1411 @itemx TRUTH_XOR_EXPR
1412 These nodes represent logical and, logical or, and logical exclusive or.
1413 They are strict; both arguments are always evaluated.  There are no
1414 corresponding operators in C or C++, but the front end will sometimes
1415 generate these expressions anyhow, if it can tell that strictness does
1416 not matter.  The type of the operands and that of the result are
1417 always of @code{BOOLEAN_TYPE} or @code{INTEGER_TYPE}.
1419 @itemx POINTER_PLUS_EXPR
1420 This node represents pointer arithmetic.  The first operand is always
1421 a pointer/reference type.  The second operand is always an unsigned
1422 integer type compatible with sizetype.  This is the only binary
1423 arithmetic operand that can operate on pointer types.
1425 @itemx PLUS_EXPR
1426 @itemx MINUS_EXPR
1427 @itemx MULT_EXPR
1428 These nodes represent various binary arithmetic operations.
1429 Respectively, these operations are addition, subtraction (of the second
1430 operand from the first) and multiplication.  Their operands may have
1431 either integral or floating type, but there will never be case in which
1432 one operand is of floating type and the other is of integral type.
1434 The behavior of these operations on signed arithmetic overflow is
1435 controlled by the @code{flag_wrapv} and @code{flag_trapv} variables.
1437 @item MULT_HIGHPART_EXPR
1438 This node represents the ``high-part'' of a widening multiplication.
1439 For an integral type with @var{b} bits of precision, the result is
1440 the most significant @var{b} bits of the full @math{2@var{b}} product.
1442 @item RDIV_EXPR
1443 This node represents a floating point division operation.
1445 @item TRUNC_DIV_EXPR
1446 @itemx FLOOR_DIV_EXPR
1447 @itemx CEIL_DIV_EXPR
1448 @itemx ROUND_DIV_EXPR
1449 These nodes represent integer division operations that return an integer
1450 result.  @code{TRUNC_DIV_EXPR} rounds towards zero, @code{FLOOR_DIV_EXPR}
1451 rounds towards negative infinity, @code{CEIL_DIV_EXPR} rounds towards
1452 positive infinity and @code{ROUND_DIV_EXPR} rounds to the closest integer.
1453 Integer division in C and C++ is truncating, i.e.@: @code{TRUNC_DIV_EXPR}.
1455 The behavior of these operations on signed arithmetic overflow, when
1456 dividing the minimum signed integer by minus one, is controlled by the
1457 @code{flag_wrapv} and @code{flag_trapv} variables.
1459 @item TRUNC_MOD_EXPR
1460 @itemx FLOOR_MOD_EXPR
1461 @itemx CEIL_MOD_EXPR
1462 @itemx ROUND_MOD_EXPR
1463 These nodes represent the integer remainder or modulus operation.
1464 The integer modulus of two operands @code{a} and @code{b} is
1465 defined as @code{a - (a/b)*b} where the division calculated using
1466 the corresponding division operator.  Hence for @code{TRUNC_MOD_EXPR}
1467 this definition assumes division using truncation towards zero, i.e.@:
1468 @code{TRUNC_DIV_EXPR}.  Integer remainder in C and C++ uses truncating
1469 division, i.e.@: @code{TRUNC_MOD_EXPR}.
1471 @item EXACT_DIV_EXPR
1472 The @code{EXACT_DIV_EXPR} code is used to represent integer divisions where
1473 the numerator is known to be an exact multiple of the denominator.  This
1474 allows the backend to choose between the faster of @code{TRUNC_DIV_EXPR},
1475 @code{CEIL_DIV_EXPR} and @code{FLOOR_DIV_EXPR} for the current target.
1477 @item LT_EXPR
1478 @itemx LE_EXPR
1479 @itemx GT_EXPR
1480 @itemx GE_EXPR
1481 @itemx EQ_EXPR
1482 @itemx NE_EXPR
1483 These nodes represent the less than, less than or equal to, greater
1484 than, greater than or equal to, equal, and not equal comparison
1485 operators.  The first and second operand with either be both of integral
1486 type or both of floating type.  The result type of these expressions
1487 will always be of integral or boolean type.  These operations return
1488 the result type's zero value for false, and the result type's one value
1489 for true.
1491 For floating point comparisons, if we honor IEEE NaNs and either operand
1492 is NaN, then @code{NE_EXPR} always returns true and the remaining operators
1493 always return false.  On some targets, comparisons against an IEEE NaN,
1494 other than equality and inequality, may generate a floating point exception.
1496 @item ORDERED_EXPR
1497 @itemx UNORDERED_EXPR
1498 These nodes represent non-trapping ordered and unordered comparison
1499 operators.  These operations take two floating point operands and
1500 determine whether they are ordered or unordered relative to each other.
1501 If either operand is an IEEE NaN, their comparison is defined to be
1502 unordered, otherwise the comparison is defined to be ordered.  The
1503 result type of these expressions will always be of integral or boolean
1504 type.  These operations return the result type's zero value for false,
1505 and the result type's one value for true.
1507 @item UNLT_EXPR
1508 @itemx UNLE_EXPR
1509 @itemx UNGT_EXPR
1510 @itemx UNGE_EXPR
1511 @itemx UNEQ_EXPR
1512 @itemx LTGT_EXPR
1513 These nodes represent the unordered comparison operators.
1514 These operations take two floating point operands and determine whether
1515 the operands are unordered or are less than, less than or equal to,
1516 greater than, greater than or equal to, or equal respectively.  For
1517 example, @code{UNLT_EXPR} returns true if either operand is an IEEE
1518 NaN or the first operand is less than the second.  With the possible
1519 exception of @code{LTGT_EXPR}, all of these operations are guaranteed
1520 not to generate a floating point exception.  The result
1521 type of these expressions will always be of integral or boolean type.
1522 These operations return the result type's zero value for false,
1523 and the result type's one value for true.
1525 @item MODIFY_EXPR
1526 These nodes represent assignment.  The left-hand side is the first
1527 operand; the right-hand side is the second operand.  The left-hand side
1528 will be a @code{VAR_DECL}, @code{INDIRECT_REF}, @code{COMPONENT_REF}, or
1529 other lvalue.
1531 These nodes are used to represent not only assignment with @samp{=} but
1532 also compound assignments (like @samp{+=}), by reduction to @samp{=}
1533 assignment.  In other words, the representation for @samp{i += 3} looks
1534 just like that for @samp{i = i + 3}.
1536 @item INIT_EXPR
1537 These nodes are just like @code{MODIFY_EXPR}, but are used only when a
1538 variable is initialized, rather than assigned to subsequently.  This
1539 means that we can assume that the target of the initialization is not
1540 used in computing its own value; any reference to the lhs in computing
1541 the rhs is undefined.
1543 @item COMPOUND_EXPR
1544 These nodes represent comma-expressions.  The first operand is an
1545 expression whose value is computed and thrown away prior to the
1546 evaluation of the second operand.  The value of the entire expression is
1547 the value of the second operand.
1549 @item COND_EXPR
1550 These nodes represent @code{?:} expressions.  The first operand
1551 is of boolean or integral type.  If it evaluates to a nonzero value,
1552 the second operand should be evaluated, and returned as the value of the
1553 expression.  Otherwise, the third operand is evaluated, and returned as
1554 the value of the expression.
1556 The second operand must have the same type as the entire expression,
1557 unless it unconditionally throws an exception or calls a noreturn
1558 function, in which case it should have void type.  The same constraints
1559 apply to the third operand.  This allows array bounds checks to be
1560 represented conveniently as @code{(i >= 0 && i < 10) ? i : abort()}.
1562 As a GNU extension, the C language front-ends allow the second
1563 operand of the @code{?:} operator may be omitted in the source.
1564 For example, @code{x ? : 3} is equivalent to @code{x ? x : 3},
1565 assuming that @code{x} is an expression without side-effects.
1566 In the tree representation, however, the second operand is always
1567 present, possibly protected by @code{SAVE_EXPR} if the first
1568 argument does cause side-effects.
1570 @item CALL_EXPR
1571 These nodes are used to represent calls to functions, including
1572 non-static member functions.  @code{CALL_EXPR}s are implemented as
1573 expression nodes with a variable number of operands.  Rather than using
1574 @code{TREE_OPERAND} to extract them, it is preferable to use the
1575 specialized accessor macros and functions that operate specifically on
1576 @code{CALL_EXPR} nodes.
1578 @code{CALL_EXPR_FN} returns a pointer to the
1579 function to call; it is always an expression whose type is a
1580 @code{POINTER_TYPE}.
1582 The number of arguments to the call is returned by @code{call_expr_nargs},
1583 while the arguments themselves can be accessed with the @code{CALL_EXPR_ARG}
1584 macro.  The arguments are zero-indexed and numbered left-to-right.
1585 You can iterate over the arguments using @code{FOR_EACH_CALL_EXPR_ARG}, as in:
1587 @smallexample
1588 tree call, arg;
1589 call_expr_arg_iterator iter;
1590 FOR_EACH_CALL_EXPR_ARG (arg, iter, call)
1591   /* arg is bound to successive arguments of call.  */
1592   @dots{};
1593 @end smallexample
1595 For non-static
1596 member functions, there will be an operand corresponding to the
1597 @code{this} pointer.  There will always be expressions corresponding to
1598 all of the arguments, even if the function is declared with default
1599 arguments and some arguments are not explicitly provided at the call
1600 sites.
1602 @code{CALL_EXPR}s also have a @code{CALL_EXPR_STATIC_CHAIN} operand that
1603 is used to implement nested functions.  This operand is otherwise null.
1605 @item CLEANUP_POINT_EXPR
1606 These nodes represent full-expressions.  The single operand is an
1607 expression to evaluate.  Any destructor calls engendered by the creation
1608 of temporaries during the evaluation of that expression should be
1609 performed immediately after the expression is evaluated.
1611 @item CONSTRUCTOR
1612 These nodes represent the brace-enclosed initializers for a structure or
1613 array.  The first operand is reserved for use by the back end.  The
1614 second operand is a @code{TREE_LIST}.  If the @code{TREE_TYPE} of the
1615 @code{CONSTRUCTOR} is a @code{RECORD_TYPE} or @code{UNION_TYPE}, then
1616 the @code{TREE_PURPOSE} of each node in the @code{TREE_LIST} will be a
1617 @code{FIELD_DECL} and the @code{TREE_VALUE} of each node will be the
1618 expression used to initialize that field.
1620 If the @code{TREE_TYPE} of the @code{CONSTRUCTOR} is an
1621 @code{ARRAY_TYPE}, then the @code{TREE_PURPOSE} of each element in the
1622 @code{TREE_LIST} will be an @code{INTEGER_CST} or a @code{RANGE_EXPR} of
1623 two @code{INTEGER_CST}s.  A single @code{INTEGER_CST} indicates which
1624 element of the array (indexed from zero) is being assigned to.  A
1625 @code{RANGE_EXPR} indicates an inclusive range of elements to
1626 initialize.  In both cases the @code{TREE_VALUE} is the corresponding
1627 initializer.  It is re-evaluated for each element of a
1628 @code{RANGE_EXPR}.  If the @code{TREE_PURPOSE} is @code{NULL_TREE}, then
1629 the initializer is for the next available array element.
1631 In the front end, you should not depend on the fields appearing in any
1632 particular order.  However, in the middle end, fields must appear in
1633 declaration order.  You should not assume that all fields will be
1634 represented.  Unrepresented fields will be set to zero.
1636 @item COMPOUND_LITERAL_EXPR
1637 @findex COMPOUND_LITERAL_EXPR_DECL_EXPR
1638 @findex COMPOUND_LITERAL_EXPR_DECL
1639 These nodes represent ISO C99 compound literals.  The
1640 @code{COMPOUND_LITERAL_EXPR_DECL_EXPR} is a @code{DECL_EXPR}
1641 containing an anonymous @code{VAR_DECL} for
1642 the unnamed object represented by the compound literal; the
1643 @code{DECL_INITIAL} of that @code{VAR_DECL} is a @code{CONSTRUCTOR}
1644 representing the brace-enclosed list of initializers in the compound
1645 literal.  That anonymous @code{VAR_DECL} can also be accessed directly
1646 by the @code{COMPOUND_LITERAL_EXPR_DECL} macro.
1648 @item SAVE_EXPR
1650 A @code{SAVE_EXPR} represents an expression (possibly involving
1651 side-effects) that is used more than once.  The side-effects should
1652 occur only the first time the expression is evaluated.  Subsequent uses
1653 should just reuse the computed value.  The first operand to the
1654 @code{SAVE_EXPR} is the expression to evaluate.  The side-effects should
1655 be executed where the @code{SAVE_EXPR} is first encountered in a
1656 depth-first preorder traversal of the expression tree.
1658 @item TARGET_EXPR
1659 A @code{TARGET_EXPR} represents a temporary object.  The first operand
1660 is a @code{VAR_DECL} for the temporary variable.  The second operand is
1661 the initializer for the temporary.  The initializer is evaluated and,
1662 if non-void, copied (bitwise) into the temporary.  If the initializer
1663 is void, that means that it will perform the initialization itself.
1665 Often, a @code{TARGET_EXPR} occurs on the right-hand side of an
1666 assignment, or as the second operand to a comma-expression which is
1667 itself the right-hand side of an assignment, etc.  In this case, we say
1668 that the @code{TARGET_EXPR} is ``normal''; otherwise, we say it is
1669 ``orphaned''.  For a normal @code{TARGET_EXPR} the temporary variable
1670 should be treated as an alias for the left-hand side of the assignment,
1671 rather than as a new temporary variable.
1673 The third operand to the @code{TARGET_EXPR}, if present, is a
1674 cleanup-expression (i.e., destructor call) for the temporary.  If this
1675 expression is orphaned, then this expression must be executed when the
1676 statement containing this expression is complete.  These cleanups must
1677 always be executed in the order opposite to that in which they were
1678 encountered.  Note that if a temporary is created on one branch of a
1679 conditional operator (i.e., in the second or third operand to a
1680 @code{COND_EXPR}), the cleanup must be run only if that branch is
1681 actually executed.
1683 @item VA_ARG_EXPR
1684 This node is used to implement support for the C/C++ variable argument-list
1685 mechanism.  It represents expressions like @code{va_arg (ap, type)}.
1686 Its @code{TREE_TYPE} yields the tree representation for @code{type} and
1687 its sole argument yields the representation for @code{ap}.
1689 @end table
1691 @node Vectors
1692 @subsection Vectors
1693 @tindex VEC_LSHIFT_EXPR
1694 @tindex VEC_RSHIFT_EXPR
1695 @tindex VEC_WIDEN_MULT_HI_EXPR
1696 @tindex VEC_WIDEN_MULT_LO_EXPR
1697 @tindex VEC_UNPACK_HI_EXPR
1698 @tindex VEC_UNPACK_LO_EXPR
1699 @tindex VEC_UNPACK_FLOAT_HI_EXPR
1700 @tindex VEC_UNPACK_FLOAT_LO_EXPR
1701 @tindex VEC_PACK_TRUNC_EXPR
1702 @tindex VEC_PACK_SAT_EXPR
1703 @tindex VEC_PACK_FIX_TRUNC_EXPR
1705 @table @code
1706 @item VEC_LSHIFT_EXPR
1707 @itemx VEC_RSHIFT_EXPR
1708 These nodes represent whole vector left and right shifts, respectively.
1709 The first operand is the vector to shift; it will always be of vector type.
1710 The second operand is an expression for the number of bits by which to
1711 shift.  Note that the result is undefined if the second operand is larger
1712 than or equal to the first operand's type size.
1714 @item VEC_WIDEN_MULT_HI_EXPR
1715 @itemx VEC_WIDEN_MULT_LO_EXPR
1716 These nodes represent widening vector multiplication of the high and low
1717 parts of the two input vectors, respectively.  Their operands are vectors
1718 that contain the same number of elements (@code{N}) of the same integral type.
1719 The result is a vector that contains half as many elements, of an integral type
1720 whose size is twice as wide.  In the case of @code{VEC_WIDEN_MULT_HI_EXPR} the
1721 high @code{N/2} elements of the two vector are multiplied to produce the
1722 vector of @code{N/2} products. In the case of @code{VEC_WIDEN_MULT_LO_EXPR} the
1723 low @code{N/2} elements of the two vector are multiplied to produce the
1724 vector of @code{N/2} products.
1726 @item VEC_UNPACK_HI_EXPR
1727 @itemx VEC_UNPACK_LO_EXPR
1728 These nodes represent unpacking of the high and low parts of the input vector,
1729 respectively.  The single operand is a vector that contains @code{N} elements
1730 of the same integral or floating point type.  The result is a vector
1731 that contains half as many elements, of an integral or floating point type
1732 whose size is twice as wide.  In the case of @code{VEC_UNPACK_HI_EXPR} the
1733 high @code{N/2} elements of the vector are extracted and widened (promoted).
1734 In the case of @code{VEC_UNPACK_LO_EXPR} the low @code{N/2} elements of the
1735 vector are extracted and widened (promoted).
1737 @item VEC_UNPACK_FLOAT_HI_EXPR
1738 @itemx VEC_UNPACK_FLOAT_LO_EXPR
1739 These nodes represent unpacking of the high and low parts of the input vector,
1740 where the values are converted from fixed point to floating point.  The
1741 single operand is a vector that contains @code{N} elements of the same
1742 integral type.  The result is a vector that contains half as many elements
1743 of a floating point type whose size is twice as wide.  In the case of
1744 @code{VEC_UNPACK_HI_EXPR} the high @code{N/2} elements of the vector are
1745 extracted, converted and widened.  In the case of @code{VEC_UNPACK_LO_EXPR}
1746 the low @code{N/2} elements of the vector are extracted, converted and widened.
1748 @item VEC_PACK_TRUNC_EXPR
1749 This node represents packing of truncated elements of the two input vectors
1750 into the output vector.  Input operands are vectors that contain the same
1751 number of elements of the same integral or floating point type.  The result
1752 is a vector that contains twice as many elements of an integral or floating
1753 point type whose size is half as wide. The elements of the two vectors are
1754 demoted and merged (concatenated) to form the output vector.
1756 @item VEC_PACK_SAT_EXPR
1757 This node represents packing of elements of the two input vectors into the
1758 output vector using saturation.  Input operands are vectors that contain
1759 the same number of elements of the same integral type.  The result is a
1760 vector that contains twice as many elements of an integral type whose size
1761 is half as wide.  The elements of the two vectors are demoted and merged
1762 (concatenated) to form the output vector.
1764 @item VEC_PACK_FIX_TRUNC_EXPR
1765 This node represents packing of elements of the two input vectors into the
1766 output vector, where the values are converted from floating point
1767 to fixed point.  Input operands are vectors that contain the same number
1768 of elements of a floating point type.  The result is a vector that contains
1769 twice as many elements of an integral type whose size is half as wide.  The
1770 elements of the two vectors are merged (concatenated) to form the output
1771 vector.
1772 @end table
1775 @c ---------------------------------------------------------------------
1776 @c Statements
1777 @c ---------------------------------------------------------------------
1779 @node Statements
1780 @section Statements
1781 @cindex Statements
1783 Most statements in GIMPLE are assignment statements, represented by
1784 @code{GIMPLE_ASSIGN}.  No other C expressions can appear at statement level;
1785 a reference to a volatile object is converted into a
1786 @code{GIMPLE_ASSIGN}.
1788 There are also several varieties of complex statements.
1790 @menu
1791 * Basic Statements::
1792 * Blocks::
1793 * Statement Sequences::
1794 * Empty Statements::
1795 * Jumps::
1796 * Cleanups::
1797 * OpenMP::
1798 @end menu
1800 @node Basic Statements
1801 @subsection Basic Statements
1802 @cindex Basic Statements
1804 @table @code
1805 @item ASM_EXPR
1807 Used to represent an inline assembly statement.  For an inline assembly
1808 statement like:
1809 @smallexample
1810 asm ("mov x, y");
1811 @end smallexample
1812 The @code{ASM_STRING} macro will return a @code{STRING_CST} node for
1813 @code{"mov x, y"}.  If the original statement made use of the
1814 extended-assembly syntax, then @code{ASM_OUTPUTS},
1815 @code{ASM_INPUTS}, and @code{ASM_CLOBBERS} will be the outputs, inputs,
1816 and clobbers for the statement, represented as @code{STRING_CST} nodes.
1817 The extended-assembly syntax looks like:
1818 @smallexample
1819 asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
1820 @end smallexample
1821 The first string is the @code{ASM_STRING}, containing the instruction
1822 template.  The next two strings are the output and inputs, respectively;
1823 this statement has no clobbers.  As this example indicates, ``plain''
1824 assembly statements are merely a special case of extended assembly
1825 statements; they have no cv-qualifiers, outputs, inputs, or clobbers.
1826 All of the strings will be @code{NUL}-terminated, and will contain no
1827 embedded @code{NUL}-characters.
1829 If the assembly statement is declared @code{volatile}, or if the
1830 statement was not an extended assembly statement, and is therefore
1831 implicitly volatile, then the predicate @code{ASM_VOLATILE_P} will hold
1832 of the @code{ASM_EXPR}.
1834 @item DECL_EXPR
1836 Used to represent a local declaration.  The @code{DECL_EXPR_DECL} macro
1837 can be used to obtain the entity declared.  This declaration may be a
1838 @code{LABEL_DECL}, indicating that the label declared is a local label.
1839 (As an extension, GCC allows the declaration of labels with scope.)  In
1840 C, this declaration may be a @code{FUNCTION_DECL}, indicating the
1841 use of the GCC nested function extension.  For more information,
1842 @pxref{Functions}.
1844 @item LABEL_EXPR
1846 Used to represent a label.  The @code{LABEL_DECL} declared by this
1847 statement can be obtained with the @code{LABEL_EXPR_LABEL} macro.  The
1848 @code{IDENTIFIER_NODE} giving the name of the label can be obtained from
1849 the @code{LABEL_DECL} with @code{DECL_NAME}.
1851 @item GOTO_EXPR
1853 Used to represent a @code{goto} statement.  The @code{GOTO_DESTINATION} will
1854 usually be a @code{LABEL_DECL}.  However, if the ``computed goto'' extension
1855 has been used, the @code{GOTO_DESTINATION} will be an arbitrary expression
1856 indicating the destination.  This expression will always have pointer type.
1858 @item RETURN_EXPR
1860 Used to represent a @code{return} statement.  Operand 0 represents the
1861 value to return.  It should either be the @code{RESULT_DECL} for the
1862 containing function, or a @code{MODIFY_EXPR} or @code{INIT_EXPR}
1863 setting the function's @code{RESULT_DECL}.  It will be
1864 @code{NULL_TREE} if the statement was just
1865 @smallexample
1866 return;
1867 @end smallexample
1869 @item LOOP_EXPR
1870 These nodes represent ``infinite'' loops.  The @code{LOOP_EXPR_BODY}
1871 represents the body of the loop.  It should be executed forever, unless
1872 an @code{EXIT_EXPR} is encountered.
1874 @item EXIT_EXPR
1875 These nodes represent conditional exits from the nearest enclosing
1876 @code{LOOP_EXPR}.  The single operand is the condition; if it is
1877 nonzero, then the loop should be exited.  An @code{EXIT_EXPR} will only
1878 appear within a @code{LOOP_EXPR}.
1880 @item SWITCH_STMT
1882 Used to represent a @code{switch} statement.  The @code{SWITCH_STMT_COND}
1883 is the expression on which the switch is occurring.  See the documentation
1884 for an @code{IF_STMT} for more information on the representation used
1885 for the condition.  The @code{SWITCH_STMT_BODY} is the body of the switch
1886 statement.   The @code{SWITCH_STMT_TYPE} is the original type of switch
1887 expression as given in the source, before any compiler conversions.
1889 @item CASE_LABEL_EXPR
1891 Use to represent a @code{case} label, range of @code{case} labels, or a
1892 @code{default} label.  If @code{CASE_LOW} is @code{NULL_TREE}, then this is a
1893 @code{default} label.  Otherwise, if @code{CASE_HIGH} is @code{NULL_TREE}, then
1894 this is an ordinary @code{case} label.  In this case, @code{CASE_LOW} is
1895 an expression giving the value of the label.  Both @code{CASE_LOW} and
1896 @code{CASE_HIGH} are @code{INTEGER_CST} nodes.  These values will have
1897 the same type as the condition expression in the switch statement.
1899 Otherwise, if both @code{CASE_LOW} and @code{CASE_HIGH} are defined, the
1900 statement is a range of case labels.  Such statements originate with the
1901 extension that allows users to write things of the form:
1902 @smallexample
1903 case 2 ... 5:
1904 @end smallexample
1905 The first value will be @code{CASE_LOW}, while the second will be
1906 @code{CASE_HIGH}.
1908 @end table
1911 @node Blocks
1912 @subsection Blocks
1913 @cindex Blocks
1915 Block scopes and the variables they declare in GENERIC are
1916 expressed using the @code{BIND_EXPR} code, which in previous
1917 versions of GCC was primarily used for the C statement-expression
1918 extension.
1920 Variables in a block are collected into @code{BIND_EXPR_VARS} in
1921 declaration order through their @code{TREE_CHAIN} field.  Any runtime
1922 initialization is moved out of @code{DECL_INITIAL} and into a
1923 statement in the controlled block.  When gimplifying from C or C++,
1924 this initialization replaces the @code{DECL_STMT}.  These variables
1925 will never require cleanups.  The scope of these variables is just the
1926 body
1928 Variable-length arrays (VLAs) complicate this process, as their
1929 size often refers to variables initialized earlier in the block.
1930 To handle this, we currently split the block at that point, and
1931 move the VLA into a new, inner @code{BIND_EXPR}.  This strategy
1932 may change in the future.
1934 A C++ program will usually contain more @code{BIND_EXPR}s than
1935 there are syntactic blocks in the source code, since several C++
1936 constructs have implicit scopes associated with them.  On the
1937 other hand, although the C++ front end uses pseudo-scopes to
1938 handle cleanups for objects with destructors, these don't
1939 translate into the GIMPLE form; multiple declarations at the same
1940 level use the same @code{BIND_EXPR}.
1942 @node Statement Sequences
1943 @subsection Statement Sequences
1944 @cindex Statement Sequences
1946 Multiple statements at the same nesting level are collected into
1947 a @code{STATEMENT_LIST}.  Statement lists are modified and
1948 traversed using the interface in @samp{tree-iterator.h}.
1950 @node Empty Statements
1951 @subsection Empty Statements
1952 @cindex Empty Statements
1954 Whenever possible, statements with no effect are discarded.  But
1955 if they are nested within another construct which cannot be
1956 discarded for some reason, they are instead replaced with an
1957 empty statement, generated by @code{build_empty_stmt}.
1958 Initially, all empty statements were shared, after the pattern of
1959 the Java front end, but this caused a lot of trouble in practice.
1961 An empty statement is represented as @code{(void)0}.
1963 @node Jumps
1964 @subsection Jumps
1965 @cindex Jumps
1967 Other jumps are expressed by either @code{GOTO_EXPR} or
1968 @code{RETURN_EXPR}.
1970 The operand of a @code{GOTO_EXPR} must be either a label or a
1971 variable containing the address to jump to.
1973 The operand of a @code{RETURN_EXPR} is either @code{NULL_TREE},
1974 @code{RESULT_DECL}, or a @code{MODIFY_EXPR} which sets the return
1975 value.  It would be nice to move the @code{MODIFY_EXPR} into a
1976 separate statement, but the special return semantics in
1977 @code{expand_return} make that difficult.  It may still happen in
1978 the future, perhaps by moving most of that logic into
1979 @code{expand_assignment}.
1981 @node Cleanups
1982 @subsection Cleanups
1983 @cindex Cleanups
1985 Destructors for local C++ objects and similar dynamic cleanups are
1986 represented in GIMPLE by a @code{TRY_FINALLY_EXPR}.
1987 @code{TRY_FINALLY_EXPR} has two operands, both of which are a sequence
1988 of statements to execute.  The first sequence is executed.  When it
1989 completes the second sequence is executed.
1991 The first sequence may complete in the following ways:
1993 @enumerate
1995 @item Execute the last statement in the sequence and fall off the
1996 end.
1998 @item Execute a goto statement (@code{GOTO_EXPR}) to an ordinary
1999 label outside the sequence.
2001 @item Execute a return statement (@code{RETURN_EXPR}).
2003 @item Throw an exception.  This is currently not explicitly represented in
2004 GIMPLE.
2006 @end enumerate
2008 The second sequence is not executed if the first sequence completes by
2009 calling @code{setjmp} or @code{exit} or any other function that does
2010 not return.  The second sequence is also not executed if the first
2011 sequence completes via a non-local goto or a computed goto (in general
2012 the compiler does not know whether such a goto statement exits the
2013 first sequence or not, so we assume that it doesn't).
2015 After the second sequence is executed, if it completes normally by
2016 falling off the end, execution continues wherever the first sequence
2017 would have continued, by falling off the end, or doing a goto, etc.
2019 @code{TRY_FINALLY_EXPR} complicates the flow graph, since the cleanup
2020 needs to appear on every edge out of the controlled block; this
2021 reduces the freedom to move code across these edges.  Therefore, the
2022 EH lowering pass which runs before most of the optimization passes
2023 eliminates these expressions by explicitly adding the cleanup to each
2024 edge.  Rethrowing the exception is represented using @code{RESX_EXPR}.
2026 @node OpenMP
2027 @subsection OpenMP
2028 @tindex OMP_PARALLEL
2029 @tindex OMP_FOR
2030 @tindex OMP_SECTIONS
2031 @tindex OMP_SINGLE
2032 @tindex OMP_SECTION
2033 @tindex OMP_MASTER
2034 @tindex OMP_ORDERED
2035 @tindex OMP_CRITICAL
2036 @tindex OMP_RETURN
2037 @tindex OMP_CONTINUE
2038 @tindex OMP_ATOMIC
2039 @tindex OMP_CLAUSE
2041 All the statements starting with @code{OMP_} represent directives and
2042 clauses used by the OpenMP API @w{@uref{http://www.openmp.org/}}.
2044 @table @code
2045 @item OMP_PARALLEL
2047 Represents @code{#pragma omp parallel [clause1 @dots{} clauseN]}. It
2048 has four operands:
2050 Operand @code{OMP_PARALLEL_BODY} is valid while in GENERIC and
2051 High GIMPLE forms.  It contains the body of code to be executed
2052 by all the threads.  During GIMPLE lowering, this operand becomes
2053 @code{NULL} and the body is emitted linearly after
2054 @code{OMP_PARALLEL}.
2056 Operand @code{OMP_PARALLEL_CLAUSES} is the list of clauses
2057 associated with the directive.
2059 Operand @code{OMP_PARALLEL_FN} is created by
2060 @code{pass_lower_omp}, it contains the @code{FUNCTION_DECL}
2061 for the function that will contain the body of the parallel
2062 region.
2064 Operand @code{OMP_PARALLEL_DATA_ARG} is also created by
2065 @code{pass_lower_omp}. If there are shared variables to be
2066 communicated to the children threads, this operand will contain
2067 the @code{VAR_DECL} that contains all the shared values and
2068 variables.
2070 @item OMP_FOR
2072 Represents @code{#pragma omp for [clause1 @dots{} clauseN]}.  It
2073 has 5 operands:
2075 Operand @code{OMP_FOR_BODY} contains the loop body.
2077 Operand @code{OMP_FOR_CLAUSES} is the list of clauses
2078 associated with the directive.
2080 Operand @code{OMP_FOR_INIT} is the loop initialization code of
2081 the form @code{VAR = N1}.
2083 Operand @code{OMP_FOR_COND} is the loop conditional expression
2084 of the form @code{VAR @{<,>,<=,>=@} N2}.
2086 Operand @code{OMP_FOR_INCR} is the loop index increment of the
2087 form @code{VAR @{+=,-=@} INCR}.
2089 Operand @code{OMP_FOR_PRE_BODY} contains side-effect code from
2090 operands @code{OMP_FOR_INIT}, @code{OMP_FOR_COND} and
2091 @code{OMP_FOR_INC}.  These side-effects are part of the
2092 @code{OMP_FOR} block but must be evaluated before the start of
2093 loop body.
2095 The loop index variable @code{VAR} must be a signed integer variable,
2096 which is implicitly private to each thread.  Bounds
2097 @code{N1} and @code{N2} and the increment expression
2098 @code{INCR} are required to be loop invariant integer
2099 expressions that are evaluated without any synchronization. The
2100 evaluation order, frequency of evaluation and side-effects are
2101 unspecified by the standard.
2103 @item OMP_SECTIONS
2105 Represents @code{#pragma omp sections [clause1 @dots{} clauseN]}.
2107 Operand @code{OMP_SECTIONS_BODY} contains the sections body,
2108 which in turn contains a set of @code{OMP_SECTION} nodes for
2109 each of the concurrent sections delimited by @code{#pragma omp
2110 section}.
2112 Operand @code{OMP_SECTIONS_CLAUSES} is the list of clauses
2113 associated with the directive.
2115 @item OMP_SECTION
2117 Section delimiter for @code{OMP_SECTIONS}.
2119 @item OMP_SINGLE
2121 Represents @code{#pragma omp single}.
2123 Operand @code{OMP_SINGLE_BODY} contains the body of code to be
2124 executed by a single thread.
2126 Operand @code{OMP_SINGLE_CLAUSES} is the list of clauses
2127 associated with the directive.
2129 @item OMP_MASTER
2131 Represents @code{#pragma omp master}.
2133 Operand @code{OMP_MASTER_BODY} contains the body of code to be
2134 executed by the master thread.
2136 @item OMP_ORDERED
2138 Represents @code{#pragma omp ordered}.
2140 Operand @code{OMP_ORDERED_BODY} contains the body of code to be
2141 executed in the sequential order dictated by the loop index
2142 variable.
2144 @item OMP_CRITICAL
2146 Represents @code{#pragma omp critical [name]}.
2148 Operand @code{OMP_CRITICAL_BODY} is the critical section.
2150 Operand @code{OMP_CRITICAL_NAME} is an optional identifier to
2151 label the critical section.
2153 @item OMP_RETURN
2155 This does not represent any OpenMP directive, it is an artificial
2156 marker to indicate the end of the body of an OpenMP@. It is used
2157 by the flow graph (@code{tree-cfg.c}) and OpenMP region
2158 building code (@code{omp-low.c}).
2160 @item OMP_CONTINUE
2162 Similarly, this instruction does not represent an OpenMP
2163 directive, it is used by @code{OMP_FOR} and
2164 @code{OMP_SECTIONS} to mark the place where the code needs to
2165 loop to the next iteration (in the case of @code{OMP_FOR}) or
2166 the next section (in the case of @code{OMP_SECTIONS}).
2168 In some cases, @code{OMP_CONTINUE} is placed right before
2169 @code{OMP_RETURN}.  But if there are cleanups that need to
2170 occur right after the looping body, it will be emitted between
2171 @code{OMP_CONTINUE} and @code{OMP_RETURN}.
2173 @item OMP_ATOMIC
2175 Represents @code{#pragma omp atomic}.
2177 Operand 0 is the address at which the atomic operation is to be
2178 performed.
2180 Operand 1 is the expression to evaluate.  The gimplifier tries
2181 three alternative code generation strategies.  Whenever possible,
2182 an atomic update built-in is used.  If that fails, a
2183 compare-and-swap loop is attempted.  If that also fails, a
2184 regular critical section around the expression is used.
2186 @item OMP_CLAUSE
2188 Represents clauses associated with one of the @code{OMP_} directives.
2189 Clauses are represented by separate sub-codes defined in
2190 @file{tree.h}.  Clauses codes can be one of:
2191 @code{OMP_CLAUSE_PRIVATE}, @code{OMP_CLAUSE_SHARED},
2192 @code{OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE},
2193 @code{OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE}, @code{OMP_CLAUSE_COPYIN},
2194 @code{OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE}, @code{OMP_CLAUSE_IF},
2195 @code{OMP_CLAUSE_NUM_THREADS}, @code{OMP_CLAUSE_SCHEDULE},
2196 @code{OMP_CLAUSE_NOWAIT}, @code{OMP_CLAUSE_ORDERED},
2197 @code{OMP_CLAUSE_DEFAULT}, @code{OMP_CLAUSE_REDUCTION},
2198 @code{OMP_CLAUSE_COLLAPSE}, @code{OMP_CLAUSE_UNTIED},
2199 @code{OMP_CLAUSE_FINAL}, and @code{OMP_CLAUSE_MERGEABLE}.  Each code
2200 represents the corresponding OpenMP clause.
2202 Clauses associated with the same directive are chained together
2203 via @code{OMP_CLAUSE_CHAIN}. Those clauses that accept a list
2204 of variables are restricted to exactly one, accessed with
2205 @code{OMP_CLAUSE_VAR}.  Therefore, multiple variables under the
2206 same clause @code{C} need to be represented as multiple @code{C} clauses
2207 chained together.  This facilitates adding new clauses during
2208 compilation.
2210 @end table
2212 @c ---------------------------------------------------------------------
2213 @c Functions
2214 @c ---------------------------------------------------------------------
2216 @node Functions
2217 @section Functions
2218 @cindex function
2219 @tindex FUNCTION_DECL
2221 A function is represented by a @code{FUNCTION_DECL} node.  It stores
2222 the basic pieces of the function such as body, parameters, and return
2223 type as well as information on the surrounding context, visibility,
2224 and linkage.
2226 @menu
2227 * Function Basics::     Function names, body, and parameters.
2228 * Function Properties:: Context, linkage, etc.
2229 @end menu
2231 @c ---------------------------------------------------------------------
2232 @c Function Basics
2233 @c ---------------------------------------------------------------------
2235 @node Function Basics
2236 @subsection Function Basics
2237 @findex DECL_NAME
2238 @findex DECL_ASSEMBLER_NAME
2239 @findex TREE_PUBLIC
2240 @findex DECL_ARTIFICIAL
2241 @findex DECL_FUNCTION_SPECIFIC_TARGET
2242 @findex DECL_FUNCTION_SPECIFIC_OPTIMIZATION
2244 A function has four core parts: the name, the parameters, the result,
2245 and the body.  The following macros and functions access these parts
2246 of a @code{FUNCTION_DECL} as well as other basic features:
2247 @ftable @code
2248 @item DECL_NAME
2249 This macro returns the unqualified name of the function, as an
2250 @code{IDENTIFIER_NODE}.  For an instantiation of a function template,
2251 the @code{DECL_NAME} is the unqualified name of the template, not
2252 something like @code{f<int>}.  The value of @code{DECL_NAME} is
2253 undefined when used on a constructor, destructor, overloaded operator,
2254 or type-conversion operator, or any function that is implicitly
2255 generated by the compiler.  See below for macros that can be used to
2256 distinguish these cases.
2258 @item DECL_ASSEMBLER_NAME
2259 This macro returns the mangled name of the function, also an
2260 @code{IDENTIFIER_NODE}.  This name does not contain leading underscores
2261 on systems that prefix all identifiers with underscores.  The mangled
2262 name is computed in the same way on all platforms; if special processing
2263 is required to deal with the object file format used on a particular
2264 platform, it is the responsibility of the back end to perform those
2265 modifications.  (Of course, the back end should not modify
2266 @code{DECL_ASSEMBLER_NAME} itself.)
2268 Using @code{DECL_ASSEMBLER_NAME} will cause additional memory to be
2269 allocated (for the mangled name of the entity) so it should be used
2270 only when emitting assembly code.  It should not be used within the
2271 optimizers to determine whether or not two declarations are the same,
2272 even though some of the existing optimizers do use it in that way.
2273 These uses will be removed over time.
2275 @item DECL_ARGUMENTS
2276 This macro returns the @code{PARM_DECL} for the first argument to the
2277 function.  Subsequent @code{PARM_DECL} nodes can be obtained by
2278 following the @code{TREE_CHAIN} links.
2280 @item DECL_RESULT
2281 This macro returns the @code{RESULT_DECL} for the function.
2283 @item DECL_SAVED_TREE
2284 This macro returns the complete body of the function.
2286 @item TREE_TYPE
2287 This macro returns the @code{FUNCTION_TYPE} or @code{METHOD_TYPE} for
2288 the function.
2290 @item DECL_INITIAL
2291 A function that has a definition in the current translation unit will
2292 have a non-@code{NULL} @code{DECL_INITIAL}.  However, back ends should not make
2293 use of the particular value given by @code{DECL_INITIAL}.
2295 It should contain a tree of @code{BLOCK} nodes that mirrors the scopes
2296 that variables are bound in the function.  Each block contains a list
2297 of decls declared in a basic block, a pointer to a chain of blocks at
2298 the next lower scope level, then a pointer to the next block at the
2299 same level and a backpointer to the parent @code{BLOCK} or
2300 @code{FUNCTION_DECL}.  So given a function as follows:
2302 @smallexample
2303 void foo()
2305   int a;
2306   @{
2307     int b;
2308   @}
2309   int c;
2311 @end smallexample
2313 you would get the following:
2315 @smallexample
2316 tree foo = FUNCTION_DECL;
2317 tree decl_a = VAR_DECL;
2318 tree decl_b = VAR_DECL;
2319 tree decl_c = VAR_DECL;
2320 tree block_a = BLOCK;
2321 tree block_b = BLOCK;
2322 tree block_c = BLOCK;
2323 BLOCK_VARS(block_a) = decl_a;
2324 BLOCK_SUBBLOCKS(block_a) = block_b;
2325 BLOCK_CHAIN(block_a) = block_c;
2326 BLOCK_SUPERCONTEXT(block_a) = foo;
2327 BLOCK_VARS(block_b) = decl_b;
2328 BLOCK_SUPERCONTEXT(block_b) = block_a;
2329 BLOCK_VARS(block_c) = decl_c;
2330 BLOCK_SUPERCONTEXT(block_c) = foo;
2331 DECL_INITIAL(foo) = block_a;
2332 @end smallexample
2334 @end ftable
2336 @c ---------------------------------------------------------------------
2337 @c Function Properties
2338 @c ---------------------------------------------------------------------
2340 @node Function Properties
2341 @subsection Function Properties
2342 @cindex function properties
2343 @cindex statements
2345 To determine the scope of a function, you can use the
2346 @code{DECL_CONTEXT} macro.  This macro will return the class
2347 (either a @code{RECORD_TYPE} or a @code{UNION_TYPE}) or namespace (a
2348 @code{NAMESPACE_DECL}) of which the function is a member.  For a virtual
2349 function, this macro returns the class in which the function was
2350 actually defined, not the base class in which the virtual declaration
2351 occurred.
2353 In C, the @code{DECL_CONTEXT} for a function maybe another function.
2354 This representation indicates that the GNU nested function extension
2355 is in use.  For details on the semantics of nested functions, see the
2356 GCC Manual.  The nested function can refer to local variables in its
2357 containing function.  Such references are not explicitly marked in the
2358 tree structure; back ends must look at the @code{DECL_CONTEXT} for the
2359 referenced @code{VAR_DECL}.  If the @code{DECL_CONTEXT} for the
2360 referenced @code{VAR_DECL} is not the same as the function currently
2361 being processed, and neither @code{DECL_EXTERNAL} nor
2362 @code{TREE_STATIC} hold, then the reference is to a local variable in
2363 a containing function, and the back end must take appropriate action.
2365 @ftable @code
2366 @item DECL_EXTERNAL
2367 This predicate holds if the function is undefined.
2369 @item TREE_PUBLIC
2370 This predicate holds if the function has external linkage.
2372 @item TREE_STATIC
2373 This predicate holds if the function has been defined.
2375 @item TREE_THIS_VOLATILE
2376 This predicate holds if the function does not return normally.
2378 @item TREE_READONLY
2379 This predicate holds if the function can only read its arguments.
2381 @item DECL_PURE_P
2382 This predicate holds if the function can only read its arguments, but
2383 may also read global memory.
2385 @item DECL_VIRTUAL_P
2386 This predicate holds if the function is virtual.
2388 @item DECL_ARTIFICIAL
2389 This macro holds if the function was implicitly generated by the
2390 compiler, rather than explicitly declared.  In addition to implicitly
2391 generated class member functions, this macro holds for the special
2392 functions created to implement static initialization and destruction, to
2393 compute run-time type information, and so forth.
2395 @item DECL_FUNCTION_SPECIFIC_TARGET
2396 This macro returns a tree node that holds the target options that are
2397 to be used to compile this particular function or @code{NULL_TREE} if
2398 the function is to be compiled with the target options specified on
2399 the command line.
2401 @item DECL_FUNCTION_SPECIFIC_OPTIMIZATION
2402 This macro returns a tree node that holds the optimization options
2403 that are to be used to compile this particular function or
2404 @code{NULL_TREE} if the function is to be compiled with the
2405 optimization options specified on the command line.
2407 @end ftable
2409 @c ---------------------------------------------------------------------
2410 @c Language-dependent trees
2411 @c ---------------------------------------------------------------------
2413 @node Language-dependent trees
2414 @section Language-dependent trees
2415 @cindex language-dependent trees
2417 Front ends may wish to keep some state associated with various GENERIC
2418 trees while parsing.  To support this, trees provide a set of flags
2419 that may be used by the front end.  They are accessed using
2420 @code{TREE_LANG_FLAG_n} where @samp{n} is currently 0 through 6.
2422 If necessary, a front end can use some language-dependent tree
2423 codes in its GENERIC representation, so long as it provides a
2424 hook for converting them to GIMPLE and doesn't expect them to
2425 work with any (hypothetical) optimizers that run before the
2426 conversion to GIMPLE@. The intermediate representation used while
2427 parsing C and C++ looks very little like GENERIC, but the C and
2428 C++ gimplifier hooks are perfectly happy to take it as input and
2429 spit out GIMPLE@.
2433 @node C and C++ Trees
2434 @section C and C++ Trees
2436 This section documents the internal representation used by GCC to
2437 represent C and C++ source programs.  When presented with a C or C++
2438 source program, GCC parses the program, performs semantic analysis
2439 (including the generation of error messages), and then produces the
2440 internal representation described here.  This representation contains a
2441 complete representation for the entire translation unit provided as
2442 input to the front end.  This representation is then typically processed
2443 by a code-generator in order to produce machine code, but could also be
2444 used in the creation of source browsers, intelligent editors, automatic
2445 documentation generators, interpreters, and any other programs needing
2446 the ability to process C or C++ code.
2448 This section explains the internal representation.  In particular, it
2449 documents the internal representation for C and C++ source
2450 constructs, and the macros, functions, and variables that can be used to
2451 access these constructs.  The C++ representation is largely a superset
2452 of the representation used in the C front end.  There is only one
2453 construct used in C that does not appear in the C++ front end and that
2454 is the GNU ``nested function'' extension.  Many of the macros documented
2455 here do not apply in C because the corresponding language constructs do
2456 not appear in C@.
2458 The C and C++ front ends generate a mix of GENERIC trees and ones
2459 specific to C and C++.  These language-specific trees are higher-level
2460 constructs than the ones in GENERIC to make the parser's job easier.
2461 This section describes those trees that aren't part of GENERIC as well
2462 as aspects of GENERIC trees that are treated in a language-specific
2463 manner.
2465 If you are developing a ``back end'', be it is a code-generator or some
2466 other tool, that uses this representation, you may occasionally find
2467 that you need to ask questions not easily answered by the functions and
2468 macros available here.  If that situation occurs, it is quite likely
2469 that GCC already supports the functionality you desire, but that the
2470 interface is simply not documented here.  In that case, you should ask
2471 the GCC maintainers (via mail to @email{gcc@@gcc.gnu.org}) about
2472 documenting the functionality you require.  Similarly, if you find
2473 yourself writing functions that do not deal directly with your back end,
2474 but instead might be useful to other people using the GCC front end, you
2475 should submit your patches for inclusion in GCC@.
2477 @menu
2478 * Types for C++::               Fundamental and aggregate types.
2479 * Namespaces::                  Namespaces.
2480 * Classes::                     Classes.
2481 * Functions for C++::           Overloading and accessors for C++.
2482 * Statements for C++::          Statements specific to C and C++.
2483 * C++ Expressions::    From @code{typeid} to @code{throw}.
2484 @end menu
2486 @node Types for C++
2487 @subsection Types for C++
2488 @tindex UNKNOWN_TYPE
2489 @tindex TYPENAME_TYPE
2490 @tindex TYPEOF_TYPE
2491 @findex cp_type_quals
2492 @findex TYPE_UNQUALIFIED
2493 @findex TYPE_QUAL_CONST
2494 @findex TYPE_QUAL_VOLATILE
2495 @findex TYPE_QUAL_RESTRICT
2496 @findex TYPE_MAIN_VARIANT
2497 @cindex qualified type
2498 @findex TYPE_SIZE
2499 @findex TYPE_ALIGN
2500 @findex TYPE_PRECISION
2501 @findex TYPE_ARG_TYPES
2502 @findex TYPE_METHOD_BASETYPE
2503 @findex TYPE_PTRDATAMEM_P
2504 @findex TYPE_OFFSET_BASETYPE
2505 @findex TREE_TYPE
2506 @findex TYPE_CONTEXT
2507 @findex TYPE_NAME
2508 @findex TYPENAME_TYPE_FULLNAME
2509 @findex TYPE_FIELDS
2510 @findex TYPE_PTROBV_P
2512 In C++, an array type is not qualified; rather the type of the array
2513 elements is qualified.  This situation is reflected in the intermediate
2514 representation.  The macros described here will always examine the
2515 qualification of the underlying element type when applied to an array
2516 type.  (If the element type is itself an array, then the recursion
2517 continues until a non-array type is found, and the qualification of this
2518 type is examined.)  So, for example, @code{CP_TYPE_CONST_P} will hold of
2519 the type @code{const int ()[7]}, denoting an array of seven @code{int}s.
2521 The following functions and macros deal with cv-qualification of types:
2522 @ftable @code
2523 @item cp_type_quals
2524 This function returns the set of type qualifiers applied to this type.
2525 This value is @code{TYPE_UNQUALIFIED} if no qualifiers have been
2526 applied.  The @code{TYPE_QUAL_CONST} bit is set if the type is
2527 @code{const}-qualified.  The @code{TYPE_QUAL_VOLATILE} bit is set if the
2528 type is @code{volatile}-qualified.  The @code{TYPE_QUAL_RESTRICT} bit is
2529 set if the type is @code{restrict}-qualified.
2531 @item CP_TYPE_CONST_P
2532 This macro holds if the type is @code{const}-qualified.
2534 @item CP_TYPE_VOLATILE_P
2535 This macro holds if the type is @code{volatile}-qualified.
2537 @item CP_TYPE_RESTRICT_P
2538 This macro holds if the type is @code{restrict}-qualified.
2540 @item CP_TYPE_CONST_NON_VOLATILE_P
2541 This predicate holds for a type that is @code{const}-qualified, but
2542 @emph{not} @code{volatile}-qualified; other cv-qualifiers are ignored as
2543 well: only the @code{const}-ness is tested.
2545 @end ftable
2547 A few other macros and functions are usable with all types:
2548 @ftable @code
2549 @item TYPE_SIZE
2550 The number of bits required to represent the type, represented as an
2551 @code{INTEGER_CST}.  For an incomplete type, @code{TYPE_SIZE} will be
2552 @code{NULL_TREE}.
2554 @item TYPE_ALIGN
2555 The alignment of the type, in bits, represented as an @code{int}.
2557 @item TYPE_NAME
2558 This macro returns a declaration (in the form of a @code{TYPE_DECL}) for
2559 the type.  (Note this macro does @emph{not} return an
2560 @code{IDENTIFIER_NODE}, as you might expect, given its name!)  You can
2561 look at the @code{DECL_NAME} of the @code{TYPE_DECL} to obtain the
2562 actual name of the type.  The @code{TYPE_NAME} will be @code{NULL_TREE}
2563 for a type that is not a built-in type, the result of a typedef, or a
2564 named class type.
2566 @item CP_INTEGRAL_TYPE
2567 This predicate holds if the type is an integral type.  Notice that in
2568 C++, enumerations are @emph{not} integral types.
2570 @item ARITHMETIC_TYPE_P
2571 This predicate holds if the type is an integral type (in the C++ sense)
2572 or a floating point type.
2574 @item CLASS_TYPE_P
2575 This predicate holds for a class-type.
2577 @item TYPE_BUILT_IN
2578 This predicate holds for a built-in type.
2580 @item TYPE_PTRDATAMEM_P
2581 This predicate holds if the type is a pointer to data member.
2583 @item TYPE_PTR_P
2584 This predicate holds if the type is a pointer type, and the pointee is
2585 not a data member.
2587 @item TYPE_PTRFN_P
2588 This predicate holds for a pointer to function type.
2590 @item TYPE_PTROB_P
2591 This predicate holds for a pointer to object type.  Note however that it
2592 does not hold for the generic pointer to object type @code{void *}.  You
2593 may use @code{TYPE_PTROBV_P} to test for a pointer to object type as
2594 well as @code{void *}.
2596 @end ftable
2598 The table below describes types specific to C and C++ as well as
2599 language-dependent info about GENERIC types.
2601 @table @code
2603 @item POINTER_TYPE
2604 Used to represent pointer types, and pointer to data member types.  If
2605 @code{TREE_TYPE}
2606 is a pointer to data member type, then @code{TYPE_PTRDATAMEM_P} will hold.
2607 For a pointer to data member type of the form @samp{T X::*},
2608 @code{TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE} will be the type @code{X}, while
2609 @code{TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE} will be the type @code{T}.
2611 @item RECORD_TYPE
2612 Used to represent @code{struct} and @code{class} types in C and C++.  If
2613 @code{TYPE_PTRMEMFUNC_P} holds, then this type is a pointer-to-member
2614 type.  In that case, the @code{TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE} is a
2615 @code{POINTER_TYPE} pointing to a @code{METHOD_TYPE}.  The
2616 @code{METHOD_TYPE} is the type of a function pointed to by the
2617 pointer-to-member function.  If @code{TYPE_PTRMEMFUNC_P} does not hold,
2618 this type is a class type.  For more information, @pxref{Classes}.
2620 @item UNKNOWN_TYPE
2621 This node is used to represent a type the knowledge of which is
2622 insufficient for a sound processing.
2624 @item TYPENAME_TYPE
2625 Used to represent a construct of the form @code{typename T::A}.  The
2626 @code{TYPE_CONTEXT} is @code{T}; the @code{TYPE_NAME} is an
2627 @code{IDENTIFIER_NODE} for @code{A}.  If the type is specified via a
2628 template-id, then @code{TYPENAME_TYPE_FULLNAME} yields a
2629 @code{TEMPLATE_ID_EXPR}.  The @code{TREE_TYPE} is non-@code{NULL} if the
2630 node is implicitly generated in support for the implicit typename
2631 extension; in which case the @code{TREE_TYPE} is a type node for the
2632 base-class.
2634 @item TYPEOF_TYPE
2635 Used to represent the @code{__typeof__} extension.  The
2636 @code{TYPE_FIELDS} is the expression the type of which is being
2637 represented.
2639 @end table
2642 @c ---------------------------------------------------------------------
2643 @c Namespaces
2644 @c ---------------------------------------------------------------------
2646 @node Namespaces
2647 @subsection Namespaces
2648 @cindex namespace, scope
2649 @tindex NAMESPACE_DECL
2651 The root of the entire intermediate representation is the variable
2652 @code{global_namespace}.  This is the namespace specified with @code{::}
2653 in C++ source code.  All other namespaces, types, variables, functions,
2654 and so forth can be found starting with this namespace.
2656 However, except for the fact that it is distinguished as the root of the
2657 representation, the global namespace is no different from any other
2658 namespace.  Thus, in what follows, we describe namespaces generally,
2659 rather than the global namespace in particular.
2661 A namespace is represented by a @code{NAMESPACE_DECL} node.
2663 The following macros and functions can be used on a @code{NAMESPACE_DECL}:
2665 @ftable @code
2666 @item DECL_NAME
2667 This macro is used to obtain the @code{IDENTIFIER_NODE} corresponding to
2668 the unqualified name of the name of the namespace (@pxref{Identifiers}).
2669 The name of the global namespace is @samp{::}, even though in C++ the
2670 global namespace is unnamed.  However, you should use comparison with
2671 @code{global_namespace}, rather than @code{DECL_NAME} to determine
2672 whether or not a namespace is the global one.  An unnamed namespace
2673 will have a @code{DECL_NAME} equal to @code{anonymous_namespace_name}.
2674 Within a single translation unit, all unnamed namespaces will have the
2675 same name.
2677 @item DECL_CONTEXT
2678 This macro returns the enclosing namespace.  The @code{DECL_CONTEXT} for
2679 the @code{global_namespace} is @code{NULL_TREE}.
2681 @item DECL_NAMESPACE_ALIAS
2682 If this declaration is for a namespace alias, then
2683 @code{DECL_NAMESPACE_ALIAS} is the namespace for which this one is an
2684 alias.
2686 Do not attempt to use @code{cp_namespace_decls} for a namespace which is
2687 an alias.  Instead, follow @code{DECL_NAMESPACE_ALIAS} links until you
2688 reach an ordinary, non-alias, namespace, and call
2689 @code{cp_namespace_decls} there.
2691 @item DECL_NAMESPACE_STD_P
2692 This predicate holds if the namespace is the special @code{::std}
2693 namespace.
2695 @item cp_namespace_decls
2696 This function will return the declarations contained in the namespace,
2697 including types, overloaded functions, other namespaces, and so forth.
2698 If there are no declarations, this function will return
2699 @code{NULL_TREE}.  The declarations are connected through their
2700 @code{TREE_CHAIN} fields.
2702 Although most entries on this list will be declarations,
2703 @code{TREE_LIST} nodes may also appear.  In this case, the
2704 @code{TREE_VALUE} will be an @code{OVERLOAD}.  The value of the
2705 @code{TREE_PURPOSE} is unspecified; back ends should ignore this value.
2706 As with the other kinds of declarations returned by
2707 @code{cp_namespace_decls}, the @code{TREE_CHAIN} will point to the next
2708 declaration in this list.
2710 For more information on the kinds of declarations that can occur on this
2711 list, @xref{Declarations}.  Some declarations will not appear on this
2712 list.  In particular, no @code{FIELD_DECL}, @code{LABEL_DECL}, or
2713 @code{PARM_DECL} nodes will appear here.
2715 This function cannot be used with namespaces that have
2716 @code{DECL_NAMESPACE_ALIAS} set.
2718 @end ftable
2720 @c ---------------------------------------------------------------------
2721 @c Classes
2722 @c ---------------------------------------------------------------------
2724 @node Classes
2725 @subsection Classes
2726 @cindex class, scope
2727 @tindex RECORD_TYPE
2728 @tindex UNION_TYPE
2729 @findex CLASSTYPE_DECLARED_CLASS
2730 @findex TYPE_BINFO
2731 @findex BINFO_TYPE
2732 @findex TYPE_FIELDS
2733 @findex TYPE_VFIELD
2734 @findex TYPE_METHODS
2736 Besides namespaces, the other high-level scoping construct in C++ is the
2737 class.  (Throughout this manual the term @dfn{class} is used to mean the
2738 types referred to in the ANSI/ISO C++ Standard as classes; these include
2739 types defined with the @code{class}, @code{struct}, and @code{union}
2740 keywords.)
2742 A class type is represented by either a @code{RECORD_TYPE} or a
2743 @code{UNION_TYPE}.  A class declared with the @code{union} tag is
2744 represented by a @code{UNION_TYPE}, while classes declared with either
2745 the @code{struct} or the @code{class} tag are represented by
2746 @code{RECORD_TYPE}s.  You can use the @code{CLASSTYPE_DECLARED_CLASS}
2747 macro to discern whether or not a particular type is a @code{class} as
2748 opposed to a @code{struct}.  This macro will be true only for classes
2749 declared with the @code{class} tag.
2751 Almost all non-function members are available on the @code{TYPE_FIELDS}
2752 list.  Given one member, the next can be found by following the
2753 @code{TREE_CHAIN}.  You should not depend in any way on the order in
2754 which fields appear on this list.  All nodes on this list will be
2755 @samp{DECL} nodes.  A @code{FIELD_DECL} is used to represent a non-static
2756 data member, a @code{VAR_DECL} is used to represent a static data
2757 member, and a @code{TYPE_DECL} is used to represent a type.  Note that
2758 the @code{CONST_DECL} for an enumeration constant will appear on this
2759 list, if the enumeration type was declared in the class.  (Of course,
2760 the @code{TYPE_DECL} for the enumeration type will appear here as well.)
2761 There are no entries for base classes on this list.  In particular,
2762 there is no @code{FIELD_DECL} for the ``base-class portion'' of an
2763 object.
2765 The @code{TYPE_VFIELD} is a compiler-generated field used to point to
2766 virtual function tables.  It may or may not appear on the
2767 @code{TYPE_FIELDS} list.  However, back ends should handle the
2768 @code{TYPE_VFIELD} just like all the entries on the @code{TYPE_FIELDS}
2769 list.
2771 The function members are available on the @code{TYPE_METHODS} list.
2772 Again, subsequent members are found by following the @code{TREE_CHAIN}
2773 field.  If a function is overloaded, each of the overloaded functions
2774 appears; no @code{OVERLOAD} nodes appear on the @code{TYPE_METHODS}
2775 list.  Implicitly declared functions (including default constructors,
2776 copy constructors, assignment operators, and destructors) will appear on
2777 this list as well.
2779 Every class has an associated @dfn{binfo}, which can be obtained with
2780 @code{TYPE_BINFO}.  Binfos are used to represent base-classes.  The
2781 binfo given by @code{TYPE_BINFO} is the degenerate case, whereby every
2782 class is considered to be its own base-class.  The base binfos for a
2783 particular binfo are held in a vector, whose length is obtained with
2784 @code{BINFO_N_BASE_BINFOS}.  The base binfos themselves are obtained
2785 with @code{BINFO_BASE_BINFO} and @code{BINFO_BASE_ITERATE}.  To add a
2786 new binfo, use @code{BINFO_BASE_APPEND}.  The vector of base binfos can
2787 be obtained with @code{BINFO_BASE_BINFOS}, but normally you do not need
2788 to use that.  The class type associated with a binfo is given by
2789 @code{BINFO_TYPE}.  It is not always the case that @code{BINFO_TYPE
2790 (TYPE_BINFO (x))}, because of typedefs and qualified types.  Neither is
2791 it the case that @code{TYPE_BINFO (BINFO_TYPE (y))} is the same binfo as
2792 @code{y}.  The reason is that if @code{y} is a binfo representing a
2793 base-class @code{B} of a derived class @code{D}, then @code{BINFO_TYPE
2794 (y)} will be @code{B}, and @code{TYPE_BINFO (BINFO_TYPE (y))} will be
2795 @code{B} as its own base-class, rather than as a base-class of @code{D}.
2797 The access to a base type can be found with @code{BINFO_BASE_ACCESS}.
2798 This will produce @code{access_public_node}, @code{access_private_node}
2799 or @code{access_protected_node}.  If bases are always public,
2800 @code{BINFO_BASE_ACCESSES} may be @code{NULL}.
2802 @code{BINFO_VIRTUAL_P} is used to specify whether the binfo is inherited
2803 virtually or not.  The other flags, @code{BINFO_MARKED_P} and
2804 @code{BINFO_FLAG_1} to @code{BINFO_FLAG_6} can be used for language
2805 specific use.
2807 The following macros can be used on a tree node representing a class-type.
2809 @ftable @code
2810 @item LOCAL_CLASS_P
2811 This predicate holds if the class is local class @emph{i.e.}@: declared
2812 inside a function body.
2814 @item TYPE_POLYMORPHIC_P
2815 This predicate holds if the class has at least one virtual function
2816 (declared or inherited).
2818 @item TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR
2819 This predicate holds whenever its argument represents a class-type with
2820 default constructor.
2822 @item CLASSTYPE_HAS_MUTABLE
2823 @itemx TYPE_HAS_MUTABLE_P
2824 These predicates hold for a class-type having a mutable data member.
2826 @item CLASSTYPE_NON_POD_P
2827 This predicate holds only for class-types that are not PODs.
2829 @item TYPE_HAS_NEW_OPERATOR
2830 This predicate holds for a class-type that defines
2831 @code{operator new}.
2833 @item TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR
2834 This predicate holds for a class-type for which
2835 @code{operator new[]} is defined.
2837 @item TYPE_OVERLOADS_CALL_EXPR
2838 This predicate holds for class-type for which the function call
2839 @code{operator()} is overloaded.
2841 @item TYPE_OVERLOADS_ARRAY_REF
2842 This predicate holds for a class-type that overloads
2843 @code{operator[]}
2845 @item TYPE_OVERLOADS_ARROW
2846 This predicate holds for a class-type for which @code{operator->} is
2847 overloaded.
2849 @end ftable
2851 @node Functions for C++
2852 @subsection Functions for C++
2853 @cindex function
2854 @tindex FUNCTION_DECL
2855 @tindex OVERLOAD
2856 @findex OVL_CURRENT
2857 @findex OVL_NEXT
2859 A function is represented by a @code{FUNCTION_DECL} node.  A set of
2860 overloaded functions is sometimes represented by an @code{OVERLOAD} node.
2862 An @code{OVERLOAD} node is not a declaration, so none of the
2863 @samp{DECL_} macros should be used on an @code{OVERLOAD}.  An
2864 @code{OVERLOAD} node is similar to a @code{TREE_LIST}.  Use
2865 @code{OVL_CURRENT} to get the function associated with an
2866 @code{OVERLOAD} node; use @code{OVL_NEXT} to get the next
2867 @code{OVERLOAD} node in the list of overloaded functions.  The macros
2868 @code{OVL_CURRENT} and @code{OVL_NEXT} are actually polymorphic; you can
2869 use them to work with @code{FUNCTION_DECL} nodes as well as with
2870 overloads.  In the case of a @code{FUNCTION_DECL}, @code{OVL_CURRENT}
2871 will always return the function itself, and @code{OVL_NEXT} will always
2872 be @code{NULL_TREE}.
2874 To determine the scope of a function, you can use the
2875 @code{DECL_CONTEXT} macro.  This macro will return the class
2876 (either a @code{RECORD_TYPE} or a @code{UNION_TYPE}) or namespace (a
2877 @code{NAMESPACE_DECL}) of which the function is a member.  For a virtual
2878 function, this macro returns the class in which the function was
2879 actually defined, not the base class in which the virtual declaration
2880 occurred.
2882 If a friend function is defined in a class scope, the
2883 @code{DECL_FRIEND_CONTEXT} macro can be used to determine the class in
2884 which it was defined.  For example, in
2885 @smallexample
2886 class C @{ friend void f() @{@} @};
2887 @end smallexample
2888 @noindent
2889 the @code{DECL_CONTEXT} for @code{f} will be the
2890 @code{global_namespace}, but the @code{DECL_FRIEND_CONTEXT} will be the
2891 @code{RECORD_TYPE} for @code{C}.
2894 The following macros and functions can be used on a @code{FUNCTION_DECL}:
2895 @ftable @code
2896 @item DECL_MAIN_P
2897 This predicate holds for a function that is the program entry point
2898 @code{::code}.
2900 @item DECL_LOCAL_FUNCTION_P
2901 This predicate holds if the function was declared at block scope, even
2902 though it has a global scope.
2904 @item DECL_ANTICIPATED
2905 This predicate holds if the function is a built-in function but its
2906 prototype is not yet explicitly declared.
2908 @item DECL_EXTERN_C_FUNCTION_P
2909 This predicate holds if the function is declared as an
2910 `@code{extern "C"}' function.
2912 @item DECL_LINKONCE_P
2913 This macro holds if multiple copies of this function may be emitted in
2914 various translation units.  It is the responsibility of the linker to
2915 merge the various copies.  Template instantiations are the most common
2916 example of functions for which @code{DECL_LINKONCE_P} holds; G++
2917 instantiates needed templates in all translation units which require them,
2918 and then relies on the linker to remove duplicate instantiations.
2920 FIXME: This macro is not yet implemented.
2922 @item DECL_FUNCTION_MEMBER_P
2923 This macro holds if the function is a member of a class, rather than a
2924 member of a namespace.
2926 @item DECL_STATIC_FUNCTION_P
2927 This predicate holds if the function a static member function.
2929 @item DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P
2930 This macro holds for a non-static member function.
2932 @item DECL_CONST_MEMFUNC_P
2933 This predicate holds for a @code{const}-member function.
2935 @item DECL_VOLATILE_MEMFUNC_P
2936 This predicate holds for a @code{volatile}-member function.
2938 @item DECL_CONSTRUCTOR_P
2939 This macro holds if the function is a constructor.
2941 @item DECL_NONCONVERTING_P
2942 This predicate holds if the constructor is a non-converting constructor.
2944 @item DECL_COMPLETE_CONSTRUCTOR_P
2945 This predicate holds for a function which is a constructor for an object
2946 of a complete type.
2948 @item DECL_BASE_CONSTRUCTOR_P
2949 This predicate holds for a function which is a constructor for a base
2950 class sub-object.
2952 @item DECL_COPY_CONSTRUCTOR_P
2953 This predicate holds for a function which is a copy-constructor.
2955 @item DECL_DESTRUCTOR_P
2956 This macro holds if the function is a destructor.
2958 @item DECL_COMPLETE_DESTRUCTOR_P
2959 This predicate holds if the function is the destructor for an object a
2960 complete type.
2962 @item DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P
2963 This macro holds if the function is an overloaded operator.
2965 @item DECL_CONV_FN_P
2966 This macro holds if the function is a type-conversion operator.
2968 @item DECL_GLOBAL_CTOR_P
2969 This predicate holds if the function is a file-scope initialization
2970 function.
2972 @item DECL_GLOBAL_DTOR_P
2973 This predicate holds if the function is a file-scope finalization
2974 function.
2976 @item DECL_THUNK_P
2977 This predicate holds if the function is a thunk.
2979 These functions represent stub code that adjusts the @code{this} pointer
2980 and then jumps to another function.  When the jumped-to function
2981 returns, control is transferred directly to the caller, without
2982 returning to the thunk.  The first parameter to the thunk is always the
2983 @code{this} pointer; the thunk should add @code{THUNK_DELTA} to this
2984 value.  (The @code{THUNK_DELTA} is an @code{int}, not an
2985 @code{INTEGER_CST}.)
2987 Then, if @code{THUNK_VCALL_OFFSET} (an @code{INTEGER_CST}) is nonzero
2988 the adjusted @code{this} pointer must be adjusted again.  The complete
2989 calculation is given by the following pseudo-code:
2991 @smallexample
2992 this += THUNK_DELTA
2993 if (THUNK_VCALL_OFFSET)
2994   this += (*((ptrdiff_t **) this))[THUNK_VCALL_OFFSET]
2995 @end smallexample
2997 Finally, the thunk should jump to the location given
2998 by @code{DECL_INITIAL}; this will always be an expression for the
2999 address of a function.
3001 @item DECL_NON_THUNK_FUNCTION_P
3002 This predicate holds if the function is @emph{not} a thunk function.
3004 @item GLOBAL_INIT_PRIORITY
3005 If either @code{DECL_GLOBAL_CTOR_P} or @code{DECL_GLOBAL_DTOR_P} holds,
3006 then this gives the initialization priority for the function.  The
3007 linker will arrange that all functions for which
3008 @code{DECL_GLOBAL_CTOR_P} holds are run in increasing order of priority
3009 before @code{main} is called.  When the program exits, all functions for
3010 which @code{DECL_GLOBAL_DTOR_P} holds are run in the reverse order.
3012 @item TYPE_RAISES_EXCEPTIONS
3013 This macro returns the list of exceptions that a (member-)function can
3014 raise.  The returned list, if non @code{NULL}, is comprised of nodes
3015 whose @code{TREE_VALUE} represents a type.
3017 @item TYPE_NOTHROW_P
3018 This predicate holds when the exception-specification of its arguments
3019 is of the form `@code{()}'.
3021 @item DECL_ARRAY_DELETE_OPERATOR_P
3022 This predicate holds if the function an overloaded
3023 @code{operator delete[]}.
3025 @end ftable
3027 @c ---------------------------------------------------------------------
3028 @c Function Bodies
3029 @c ---------------------------------------------------------------------
3031 @node Statements for C++
3032 @subsection Statements for C++
3033 @cindex statements
3034 @tindex BREAK_STMT
3035 @tindex CLEANUP_STMT
3036 @findex CLEANUP_DECL
3037 @findex CLEANUP_EXPR
3038 @tindex CONTINUE_STMT
3039 @tindex DECL_STMT
3040 @findex DECL_STMT_DECL
3041 @tindex DO_STMT
3042 @findex DO_BODY
3043 @findex DO_COND
3044 @tindex EMPTY_CLASS_EXPR
3045 @tindex EXPR_STMT
3046 @findex EXPR_STMT_EXPR
3047 @tindex FOR_STMT
3048 @findex FOR_INIT_STMT
3049 @findex FOR_COND
3050 @findex FOR_EXPR
3051 @findex FOR_BODY
3052 @tindex HANDLER
3053 @tindex IF_STMT
3054 @findex IF_COND
3055 @findex THEN_CLAUSE
3056 @findex ELSE_CLAUSE
3057 @tindex RETURN_STMT
3058 @findex RETURN_EXPR
3059 @tindex SUBOBJECT
3060 @findex SUBOBJECT_CLEANUP
3061 @tindex SWITCH_STMT
3062 @findex SWITCH_COND
3063 @findex SWITCH_BODY
3064 @tindex TRY_BLOCK
3065 @findex TRY_STMTS
3066 @findex TRY_HANDLERS
3067 @findex HANDLER_PARMS
3068 @findex HANDLER_BODY
3069 @findex USING_STMT
3070 @tindex WHILE_STMT
3071 @findex WHILE_BODY
3072 @findex WHILE_COND
3074 A function that has a definition in the current translation unit will
3075 have a non-@code{NULL} @code{DECL_INITIAL}.  However, back ends should not make
3076 use of the particular value given by @code{DECL_INITIAL}.
3078 The @code{DECL_SAVED_TREE} macro will give the complete body of the
3079 function.
3081 @subsubsection Statements
3083 There are tree nodes corresponding to all of the source-level
3084 statement constructs, used within the C and C++ frontends.  These are
3085 enumerated here, together with a list of the various macros that can
3086 be used to obtain information about them.  There are a few macros that
3087 can be used with all statements:
3089 @ftable @code
3090 @item STMT_IS_FULL_EXPR_P
3091 In C++, statements normally constitute ``full expressions''; temporaries
3092 created during a statement are destroyed when the statement is complete.
3093 However, G++ sometimes represents expressions by statements; these
3094 statements will not have @code{STMT_IS_FULL_EXPR_P} set.  Temporaries
3095 created during such statements should be destroyed when the innermost
3096 enclosing statement with @code{STMT_IS_FULL_EXPR_P} set is exited.
3098 @end ftable
3100 Here is the list of the various statement nodes, and the macros used to
3101 access them.  This documentation describes the use of these nodes in
3102 non-template functions (including instantiations of template functions).
3103 In template functions, the same nodes are used, but sometimes in
3104 slightly different ways.
3106 Many of the statements have substatements.  For example, a @code{while}
3107 loop will have a body, which is itself a statement.  If the substatement
3108 is @code{NULL_TREE}, it is considered equivalent to a statement
3109 consisting of a single @code{;}, i.e., an expression statement in which
3110 the expression has been omitted.  A substatement may in fact be a list
3111 of statements, connected via their @code{TREE_CHAIN}s.  So, you should
3112 always process the statement tree by looping over substatements, like
3113 this:
3114 @smallexample
3115 void process_stmt (stmt)
3116      tree stmt;
3118   while (stmt)
3119     @{
3120       switch (TREE_CODE (stmt))
3121         @{
3122         case IF_STMT:
3123           process_stmt (THEN_CLAUSE (stmt));
3124           /* @r{More processing here.}  */
3125           break;
3127         @dots{}
3128         @}
3130       stmt = TREE_CHAIN (stmt);
3131     @}
3133 @end smallexample
3134 In other words, while the @code{then} clause of an @code{if} statement
3135 in C++ can be only one statement (although that one statement may be a
3136 compound statement), the intermediate representation will sometimes use
3137 several statements chained together.
3139 @table @code
3140 @item BREAK_STMT
3142 Used to represent a @code{break} statement.  There are no additional
3143 fields.
3145 @item CLEANUP_STMT
3147 Used to represent an action that should take place upon exit from the
3148 enclosing scope.  Typically, these actions are calls to destructors for
3149 local objects, but back ends cannot rely on this fact.  If these nodes
3150 are in fact representing such destructors, @code{CLEANUP_DECL} will be
3151 the @code{VAR_DECL} destroyed.  Otherwise, @code{CLEANUP_DECL} will be
3152 @code{NULL_TREE}.  In any case, the @code{CLEANUP_EXPR} is the
3153 expression to execute.  The cleanups executed on exit from a scope
3154 should be run in the reverse order of the order in which the associated
3155 @code{CLEANUP_STMT}s were encountered.
3157 @item CONTINUE_STMT
3159 Used to represent a @code{continue} statement.  There are no additional
3160 fields.
3162 @item CTOR_STMT
3164 Used to mark the beginning (if @code{CTOR_BEGIN_P} holds) or end (if
3165 @code{CTOR_END_P} holds of the main body of a constructor.  See also
3166 @code{SUBOBJECT} for more information on how to use these nodes.
3168 @item DO_STMT
3170 Used to represent a @code{do} loop.  The body of the loop is given by
3171 @code{DO_BODY} while the termination condition for the loop is given by
3172 @code{DO_COND}.  The condition for a @code{do}-statement is always an
3173 expression.
3175 @item EMPTY_CLASS_EXPR
3177 Used to represent a temporary object of a class with no data whose
3178 address is never taken.  (All such objects are interchangeable.)  The
3179 @code{TREE_TYPE} represents the type of the object.
3181 @item EXPR_STMT
3183 Used to represent an expression statement.  Use @code{EXPR_STMT_EXPR} to
3184 obtain the expression.
3186 @item FOR_STMT
3188 Used to represent a @code{for} statement.  The @code{FOR_INIT_STMT} is
3189 the initialization statement for the loop.  The @code{FOR_COND} is the
3190 termination condition.  The @code{FOR_EXPR} is the expression executed
3191 right before the @code{FOR_COND} on each loop iteration; often, this
3192 expression increments a counter.  The body of the loop is given by
3193 @code{FOR_BODY}.  Note that @code{FOR_INIT_STMT} and @code{FOR_BODY}
3194 return statements, while @code{FOR_COND} and @code{FOR_EXPR} return
3195 expressions.
3197 @item HANDLER
3199 Used to represent a C++ @code{catch} block.  The @code{HANDLER_TYPE}
3200 is the type of exception that will be caught by this handler; it is
3201 equal (by pointer equality) to @code{NULL} if this handler is for all
3202 types.  @code{HANDLER_PARMS} is the @code{DECL_STMT} for the catch
3203 parameter, and @code{HANDLER_BODY} is the code for the block itself.
3205 @item IF_STMT
3207 Used to represent an @code{if} statement.  The @code{IF_COND} is the
3208 expression.
3210 If the condition is a @code{TREE_LIST}, then the @code{TREE_PURPOSE} is
3211 a statement (usually a @code{DECL_STMT}).  Each time the condition is
3212 evaluated, the statement should be executed.  Then, the
3213 @code{TREE_VALUE} should be used as the conditional expression itself.
3214 This representation is used to handle C++ code like this:
3216 C++ distinguishes between this and @code{COND_EXPR} for handling templates.
3218 @smallexample
3219 if (int i = 7) @dots{}
3220 @end smallexample
3222 where there is a new local variable (or variables) declared within the
3223 condition.
3225 The @code{THEN_CLAUSE} represents the statement given by the @code{then}
3226 condition, while the @code{ELSE_CLAUSE} represents the statement given
3227 by the @code{else} condition.
3229 @item SUBOBJECT
3231 In a constructor, these nodes are used to mark the point at which a
3232 subobject of @code{this} is fully constructed.  If, after this point, an
3233 exception is thrown before a @code{CTOR_STMT} with @code{CTOR_END_P} set
3234 is encountered, the @code{SUBOBJECT_CLEANUP} must be executed.  The
3235 cleanups must be executed in the reverse order in which they appear.
3237 @item SWITCH_STMT
3239 Used to represent a @code{switch} statement.  The @code{SWITCH_STMT_COND}
3240 is the expression on which the switch is occurring.  See the documentation
3241 for an @code{IF_STMT} for more information on the representation used
3242 for the condition.  The @code{SWITCH_STMT_BODY} is the body of the switch
3243 statement.   The @code{SWITCH_STMT_TYPE} is the original type of switch
3244 expression as given in the source, before any compiler conversions.
3246 @item TRY_BLOCK
3247 Used to represent a @code{try} block.  The body of the try block is
3248 given by @code{TRY_STMTS}.  Each of the catch blocks is a @code{HANDLER}
3249 node.  The first handler is given by @code{TRY_HANDLERS}.  Subsequent
3250 handlers are obtained by following the @code{TREE_CHAIN} link from one
3251 handler to the next.  The body of the handler is given by
3252 @code{HANDLER_BODY}.
3254 If @code{CLEANUP_P} holds of the @code{TRY_BLOCK}, then the
3255 @code{TRY_HANDLERS} will not be a @code{HANDLER} node.  Instead, it will
3256 be an expression that should be executed if an exception is thrown in
3257 the try block.  It must rethrow the exception after executing that code.
3258 And, if an exception is thrown while the expression is executing,
3259 @code{terminate} must be called.
3261 @item USING_STMT
3262 Used to represent a @code{using} directive.  The namespace is given by
3263 @code{USING_STMT_NAMESPACE}, which will be a NAMESPACE_DECL@.  This node
3264 is needed inside template functions, to implement using directives
3265 during instantiation.
3267 @item WHILE_STMT
3269 Used to represent a @code{while} loop.  The @code{WHILE_COND} is the
3270 termination condition for the loop.  See the documentation for an
3271 @code{IF_STMT} for more information on the representation used for the
3272 condition.
3274 The @code{WHILE_BODY} is the body of the loop.
3276 @end table
3278 @node C++ Expressions
3279 @subsection C++ Expressions
3281 This section describes expressions specific to the C and C++ front
3282 ends.
3284 @table @code
3285 @item TYPEID_EXPR
3287 Used to represent a @code{typeid} expression.
3289 @item NEW_EXPR
3290 @itemx VEC_NEW_EXPR
3292 Used to represent a call to @code{new} and @code{new[]} respectively.
3294 @item DELETE_EXPR
3295 @itemx VEC_DELETE_EXPR
3297 Used to represent a call to @code{delete} and @code{delete[]} respectively.
3299 @item MEMBER_REF
3301 Represents a reference to a member of a class.
3303 @item THROW_EXPR
3305 Represents an instance of @code{throw} in the program.  Operand 0,
3306 which is the expression to throw, may be @code{NULL_TREE}.
3309 @item AGGR_INIT_EXPR
3310 An @code{AGGR_INIT_EXPR} represents the initialization as the return
3311 value of a function call, or as the result of a constructor.  An
3312 @code{AGGR_INIT_EXPR} will only appear as a full-expression, or as the
3313 second operand of a @code{TARGET_EXPR}.  @code{AGGR_INIT_EXPR}s have
3314 a representation similar to that of @code{CALL_EXPR}s.  You can use
3315 the @code{AGGR_INIT_EXPR_FN} and @code{AGGR_INIT_EXPR_ARG} macros to access
3316 the function to call and the arguments to pass.
3318 If @code{AGGR_INIT_VIA_CTOR_P} holds of the @code{AGGR_INIT_EXPR}, then
3319 the initialization is via a constructor call.  The address of the
3320 @code{AGGR_INIT_EXPR_SLOT} operand, which is always a @code{VAR_DECL},
3321 is taken, and this value replaces the first argument in the argument
3322 list.
3324 In either case, the expression is void.
3327 @end table
3330 @node Java Trees
3331 @section Java Trees