Daily bump.
[official-gcc.git] / gcc / doc / generic.texi
blobc596b7d44b21670a4b20a997069bda51830322e9
1 @c Copyright (C) 2004-2024 Free Software Foundation, Inc.
2 @c This is part of the GCC manual.
3 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
5 @c ---------------------------------------------------------------------
6 @c GENERIC
7 @c ---------------------------------------------------------------------
9 @node GENERIC
10 @chapter GENERIC
11 @cindex GENERIC
13 The purpose of GENERIC is simply to provide a
14 language-independent way of representing an entire function in
15 trees.  To this end, it was necessary to add a few new tree codes
16 to the back end, but almost everything was already there.  If you
17 can express it with the codes in @code{gcc/tree.def}, it's
18 GENERIC@.
20 Early on, there was a great deal of debate about how to think
21 about statements in a tree IL@.  In GENERIC, a statement is
22 defined as any expression whose value, if any, is ignored.  A
23 statement will always have @code{TREE_SIDE_EFFECTS} set (or it
24 will be discarded), but a non-statement expression may also have
25 side effects.  A @code{CALL_EXPR}, for instance.
27 It would be possible for some local optimizations to work on the
28 GENERIC form of a function; indeed, the adapted tree inliner
29 works fine on GENERIC, but the current compiler performs inlining
30 after lowering to GIMPLE (a restricted form described in the next
31 section). Indeed, currently the frontends perform this lowering
32 before handing off to @code{tree_rest_of_compilation}, but this
33 seems inelegant.
35 @menu
36 * Deficiencies::                Topics not yet covered in this document.
37 * Tree overview::               All about @code{tree}s.
38 * Types::                       Fundamental and aggregate types.
39 * Declarations::                Type declarations and variables.
40 * Attributes::                  Declaration and type attributes.
41 * Expressions: Expression trees.            Operating on data.
42 * Statements::                  Control flow and related trees.
43 * Functions::                   Function bodies, linkage, and other aspects.
44 * Language-dependent trees::    Topics and trees specific to language front ends.
45 * C and C++ Trees::             Trees specific to C and C++.
46 @end menu
48 @c ---------------------------------------------------------------------
49 @c Deficiencies
50 @c ---------------------------------------------------------------------
52 @node Deficiencies
53 @section Deficiencies
55 @c The spelling of "incomplet" and "incorrekt" below is intentional.
56 There are many places in which this document is incomplet and incorrekt.
57 It is, as of yet, only @emph{preliminary} documentation.
59 @c ---------------------------------------------------------------------
60 @c Overview
61 @c ---------------------------------------------------------------------
63 @node Tree overview
64 @section Overview
65 @cindex tree
66 @findex TREE_CODE
68 The central data structure used by the internal representation is the
69 @code{tree}.  These nodes, while all of the C type @code{tree}, are of
70 many varieties.  A @code{tree} is a pointer type, but the object to
71 which it points may be of a variety of types.  From this point forward,
72 we will refer to trees in ordinary type, rather than in @code{this
73 font}, except when talking about the actual C type @code{tree}.
75 You can tell what kind of node a particular tree is by using the
76 @code{TREE_CODE} macro.  Many, many macros take trees as input and
77 return trees as output.  However, most macros require a certain kind of
78 tree node as input.  In other words, there is a type-system for trees,
79 but it is not reflected in the C type-system.
81 For safety, it is useful to configure GCC with @option{--enable-checking}.
82 Although this results in a significant performance penalty (since all
83 tree types are checked at run-time), and is therefore inappropriate in a
84 release version, it is extremely helpful during the development process.
86 Many macros behave as predicates.  Many, although not all, of these
87 predicates end in @samp{_P}.  Do not rely on the result type of these
88 macros being of any particular type.  You may, however, rely on the fact
89 that the type can be compared to @code{0}, so that statements like
90 @smallexample
91 if (TEST_P (t) && !TEST_P (y))
92   x = 1;
93 @end smallexample
94 @noindent
95 and
96 @smallexample
97 int i = (TEST_P (t) != 0);
98 @end smallexample
99 @noindent
100 are legal.  Macros that return @code{int} values now may be changed to
101 return @code{tree} values, or other pointers in the future.  Even those
102 that continue to return @code{int} may return multiple nonzero codes
103 where previously they returned only zero and one.  Therefore, you should
104 not write code like
105 @smallexample
106 if (TEST_P (t) == 1)
107 @end smallexample
108 @noindent
109 as this code is not guaranteed to work correctly in the future.
111 You should not take the address of values returned by the macros or
112 functions described here.  In particular, no guarantee is given that the
113 values are lvalues.
115 In general, the names of macros are all in uppercase, while the names of
116 functions are entirely in lowercase.  There are rare exceptions to this
117 rule.  You should assume that any macro or function whose name is made
118 up entirely of uppercase letters may evaluate its arguments more than
119 once.  You may assume that a macro or function whose name is made up
120 entirely of lowercase letters will evaluate its arguments only once.
122 The @code{error_mark_node} is a special tree.  Its tree code is
123 @code{ERROR_MARK}, but since there is only ever one node with that code,
124 the usual practice is to compare the tree against
125 @code{error_mark_node}.  (This test is just a test for pointer
126 equality.)  If an error has occurred during front-end processing the
127 flag @code{errorcount} will be set.  If the front end has encountered
128 code it cannot handle, it will issue a message to the user and set
129 @code{sorrycount}.  When these flags are set, any macro or function
130 which normally returns a tree of a particular kind may instead return
131 the @code{error_mark_node}.  Thus, if you intend to do any processing of
132 erroneous code, you must be prepared to deal with the
133 @code{error_mark_node}.
135 Occasionally, a particular tree slot (like an operand to an expression,
136 or a particular field in a declaration) will be referred to as
137 ``reserved for the back end''.  These slots are used to store RTL when
138 the tree is converted to RTL for use by the GCC back end.  However, if
139 that process is not taking place (e.g., if the front end is being hooked
140 up to an intelligent editor), then those slots may be used by the
141 back end presently in use.
143 If you encounter situations that do not match this documentation, such
144 as tree nodes of types not mentioned here, or macros documented to
145 return entities of a particular kind that instead return entities of
146 some different kind, you have found a bug, either in the front end or in
147 the documentation.  Please report these bugs as you would any other
148 bug.
150 @menu
151 * Macros and Functions::Macros and functions that can be used with all trees.
152 * Identifiers::         The names of things.
153 * Containers::          Lists and vectors.
154 @end menu
156 @c ---------------------------------------------------------------------
157 @c Trees
158 @c ---------------------------------------------------------------------
160 @node Macros and Functions
161 @subsection Trees
162 @cindex tree
163 @findex TREE_CHAIN
164 @findex TREE_TYPE
166 All GENERIC trees have two fields in common.  First, @code{TREE_CHAIN}
167 is a pointer that can be used as a singly-linked list to other trees.
168 The other is @code{TREE_TYPE}.  Many trees store the type of an
169 expression or declaration in this field.
171 These are some other functions for handling trees:
173 @ftable @code
175 @item tree_size
176 Return the number of bytes a tree takes.
178 @item build0
179 @itemx build1
180 @itemx build2
181 @itemx build3
182 @itemx build4
183 @itemx build5
184 @itemx build6
186 These functions build a tree and supply values to put in each
187 parameter.  The basic signature is @samp{@w{code, type, [operands]}}.
188 @code{code} is the @code{TREE_CODE}, and @code{type} is a tree
189 representing the @code{TREE_TYPE}.  These are followed by the
190 operands, each of which is also a tree.
192 @end ftable
195 @c ---------------------------------------------------------------------
196 @c Identifiers
197 @c ---------------------------------------------------------------------
199 @node Identifiers
200 @subsection Identifiers
201 @cindex identifier
202 @cindex name
203 @tindex IDENTIFIER_NODE
205 An @code{IDENTIFIER_NODE} represents a slightly more general concept
206 than the standard C or C++ concept of identifier.  In particular, an
207 @code{IDENTIFIER_NODE} may contain a @samp{$}, or other extraordinary
208 characters.
210 There are never two distinct @code{IDENTIFIER_NODE}s representing the
211 same identifier.  Therefore, you may use pointer equality to compare
212 @code{IDENTIFIER_NODE}s, rather than using a routine like
213 @code{strcmp}.  Use @code{get_identifier} to obtain the unique
214 @code{IDENTIFIER_NODE} for a supplied string.
216 You can use the following macros to access identifiers:
217 @ftable @code
218 @item IDENTIFIER_POINTER
219 The string represented by the identifier, represented as a
220 @code{char*}.  This string is always @code{NUL}-terminated, and contains
221 no embedded @code{NUL} characters.
223 @item IDENTIFIER_LENGTH
224 The length of the string returned by @code{IDENTIFIER_POINTER}, not
225 including the trailing @code{NUL}.  This value of
226 @code{IDENTIFIER_LENGTH (x)} is always the same as @code{strlen
227 (IDENTIFIER_POINTER (x))}.
229 @item IDENTIFIER_OPNAME_P
230 This predicate holds if the identifier represents the name of an
231 overloaded operator.  In this case, you should not depend on the
232 contents of either the @code{IDENTIFIER_POINTER} or the
233 @code{IDENTIFIER_LENGTH}.
235 @item IDENTIFIER_TYPENAME_P
236 This predicate holds if the identifier represents the name of a
237 user-defined conversion operator.  In this case, the @code{TREE_TYPE} of
238 the @code{IDENTIFIER_NODE} holds the type to which the conversion
239 operator converts.
241 @end ftable
243 @c ---------------------------------------------------------------------
244 @c Containers
245 @c ---------------------------------------------------------------------
247 @node Containers
248 @subsection Containers
249 @cindex container
250 @cindex list
251 @cindex vector
252 @tindex TREE_LIST
253 @tindex TREE_VEC
254 @findex TREE_PURPOSE
255 @findex TREE_VALUE
256 @findex TREE_VEC_LENGTH
257 @findex TREE_VEC_ELT
259 Two common container data structures can be represented directly with
260 tree nodes.  A @code{TREE_LIST} is a singly linked list containing two
261 trees per node.  These are the @code{TREE_PURPOSE} and @code{TREE_VALUE}
262 of each node.  (Often, the @code{TREE_PURPOSE} contains some kind of
263 tag, or additional information, while the @code{TREE_VALUE} contains the
264 majority of the payload.  In other cases, the @code{TREE_PURPOSE} is
265 simply @code{NULL_TREE}, while in still others both the
266 @code{TREE_PURPOSE} and @code{TREE_VALUE} are of equal stature.)  Given
267 one @code{TREE_LIST} node, the next node is found by following the
268 @code{TREE_CHAIN}.  If the @code{TREE_CHAIN} is @code{NULL_TREE}, then
269 you have reached the end of the list.
271 A @code{TREE_VEC} is a simple vector.  The @code{TREE_VEC_LENGTH} is an
272 integer (not a tree) giving the number of nodes in the vector.  The
273 nodes themselves are accessed using the @code{TREE_VEC_ELT} macro, which
274 takes two arguments.  The first is the @code{TREE_VEC} in question; the
275 second is an integer indicating which element in the vector is desired.
276 The elements are indexed from zero.
278 @c ---------------------------------------------------------------------
279 @c Types
280 @c ---------------------------------------------------------------------
282 @node Types
283 @section Types
284 @cindex type
285 @cindex pointer
286 @cindex reference
287 @cindex fundamental type
288 @cindex array
289 @tindex VOID_TYPE
290 @tindex INTEGER_TYPE
291 @tindex TYPE_MIN_VALUE
292 @tindex TYPE_MAX_VALUE
293 @tindex BITINT_TYPE
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 OPAQUE_TYPE
307 @tindex UNKNOWN_TYPE
308 @tindex OFFSET_TYPE
309 @findex TYPE_UNQUALIFIED
310 @findex TYPE_QUAL_CONST
311 @findex TYPE_QUAL_VOLATILE
312 @findex TYPE_QUAL_RESTRICT
313 @findex TYPE_MAIN_VARIANT
314 @cindex qualified type
315 @findex TYPE_SIZE
316 @findex TYPE_ALIGN
317 @findex TYPE_PRECISION
318 @findex TYPE_ARG_TYPES
319 @findex TYPE_METHOD_BASETYPE
320 @findex TYPE_OFFSET_BASETYPE
321 @findex TREE_TYPE
322 @findex TYPE_CONTEXT
323 @findex TYPE_NAME
324 @findex TYPENAME_TYPE_FULLNAME
325 @findex TYPE_FIELDS
326 @findex TYPE_CANONICAL
327 @findex TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P
328 @findex SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY
330 All types have corresponding tree nodes.  However, you should not assume
331 that there is exactly one tree node corresponding to each type.  There
332 are often multiple nodes corresponding to the same type.
334 For the most part, different kinds of types have different tree codes.
335 (For example, pointer types use a @code{POINTER_TYPE} code while arrays
336 use an @code{ARRAY_TYPE} code.)  However, pointers to member functions
337 use the @code{RECORD_TYPE} code.  Therefore, when writing a
338 @code{switch} statement that depends on the code associated with a
339 particular type, you should take care to handle pointers to member
340 functions under the @code{RECORD_TYPE} case label.
342 The following functions and macros deal with cv-qualification of types:
343 @ftable @code
344 @item TYPE_MAIN_VARIANT
345 This macro returns the unqualified version of a type.  It may be applied
346 to an unqualified type, but it is not always the identity function in
347 that case.
348 @end ftable
350 A few other macros and functions are usable with all types:
351 @ftable @code
352 @item TYPE_SIZE
353 The number of bits required to represent the type, represented as an
354 @code{INTEGER_CST}.  For an incomplete type, @code{TYPE_SIZE} will be
355 @code{NULL_TREE}.
357 @item TYPE_ALIGN
358 The alignment of the type, in bits, represented as an @code{int}.
360 @item TYPE_NAME
361 This macro returns a declaration (in the form of a @code{TYPE_DECL}) for
362 the type.  (Note this macro does @emph{not} return an
363 @code{IDENTIFIER_NODE}, as you might expect, given its name!)  You can
364 look at the @code{DECL_NAME} of the @code{TYPE_DECL} to obtain the
365 actual name of the type.  The @code{TYPE_NAME} will be @code{NULL_TREE}
366 for a type that is not a built-in type, the result of a typedef, or a
367 named class type.
369 @item TYPE_CANONICAL
370 This macro returns the ``canonical'' type for the given type
371 node. Canonical types are used to improve performance in the C++ and
372 Objective-C++ front ends by allowing efficient comparison between two
373 type nodes in @code{same_type_p}: if the @code{TYPE_CANONICAL} values
374 of the types are equal, the types are equivalent; otherwise, the types
375 are not equivalent. The notion of equivalence for canonical types is
376 the same as the notion of type equivalence in the language itself. For
377 instance,
379 When @code{TYPE_CANONICAL} is @code{NULL_TREE}, there is no canonical
380 type for the given type node. In this case, comparison between this
381 type and any other type requires the compiler to perform a deep,
382 ``structural'' comparison to see if the two type nodes have the same
383 form and properties.
385 The canonical type for a node is always the most fundamental type in
386 the equivalence class of types. For instance, @code{int} is its own
387 canonical type. A typedef @code{I} of @code{int} will have @code{int}
388 as its canonical type. Similarly, @code{I*}@ and a typedef @code{IP}@
389 (defined to @code{I*}) will has @code{int*} as their canonical
390 type. When building a new type node, be sure to set
391 @code{TYPE_CANONICAL} to the appropriate canonical type. If the new
392 type is a compound type (built from other types), and any of those
393 other types require structural equality, use
394 @code{SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY} to ensure that the new type also
395 requires structural equality. Finally, if for some reason you cannot
396 guarantee that @code{TYPE_CANONICAL} will point to the canonical type,
397 use @code{SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY} to make sure that the new
398 type--and any type constructed based on it--requires structural
399 equality. If you suspect that the canonical type system is
400 miscomparing types, pass @code{--param verify-canonical-types=1} to
401 the compiler or configure with @code{--enable-checking} to force the
402 compiler to verify its canonical-type comparisons against the
403 structural comparisons; the compiler will then print any warnings if
404 the canonical types miscompare.
406 @item TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P
407 This predicate holds when the node requires structural equality
408 checks, e.g., when @code{TYPE_CANONICAL} is @code{NULL_TREE}.
410 @item SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY
411 This macro states that the type node it is given requires structural
412 equality checks, e.g., it sets @code{TYPE_CANONICAL} to
413 @code{NULL_TREE}.
415 @item same_type_p
416 This predicate takes two types as input, and holds if they are the same
417 type.  For example, if one type is a @code{typedef} for the other, or
418 both are @code{typedef}s for the same type.  This predicate also holds if
419 the two trees given as input are simply copies of one another; i.e.,
420 there is no difference between them at the source level, but, for
421 whatever reason, a duplicate has been made in the representation.  You
422 should never use @code{==} (pointer equality) to compare types; always
423 use @code{same_type_p} instead.
424 @end ftable
426 Detailed below are the various kinds of types, and the macros that can
427 be used to access them.  Although other kinds of types are used
428 elsewhere in G++, the types described here are the only ones that you
429 will encounter while examining the intermediate representation.
431 @table @code
432 @item VOID_TYPE
433 Used to represent the @code{void} type.
435 @item INTEGER_TYPE
436 Used to represent the various integral types, including @code{char},
437 @code{short}, @code{int}, @code{long}, and @code{long long}.  This code
438 is not used for enumeration types, nor for the @code{bool} type.
439 The @code{TYPE_PRECISION} is the number of bits used in
440 the representation, represented as an @code{unsigned int}.  (Note that
441 in the general case this is not the same value as @code{TYPE_SIZE};
442 suppose that there were a 24-bit integer type, but that alignment
443 requirements for the ABI required 32-bit alignment.  Then,
444 @code{TYPE_SIZE} would be an @code{INTEGER_CST} for 32, while
445 @code{TYPE_PRECISION} would be 24.)  The integer type is unsigned if
446 @code{TYPE_UNSIGNED} holds; otherwise, it is signed.
448 The @code{TYPE_MIN_VALUE} is an @code{INTEGER_CST} for the smallest
449 integer that may be represented by this type.  Similarly, the
450 @code{TYPE_MAX_VALUE} is an @code{INTEGER_CST} for the largest integer
451 that may be represented by this type.
453 @item BITINT_TYPE
454 Used to represent the bit-precise integer types, @code{_BitInt(@var{N})}.
455 These types are similar to @code{INTEGER_TYPE}, but can have arbitrary
456 user selected precisions and do or can have different alignment, function
457 argument and return value passing conventions.
458 Larger BITINT_TYPEs can have @code{BLKmode} @code{TYPE_MODE} and need to
459 be lowered by a special BITINT_TYPE lowering pass.
461 @item REAL_TYPE
462 Used to represent the @code{float}, @code{double}, and @code{long
463 double} types.  The number of bits in the floating-point representation
464 is given by @code{TYPE_PRECISION}, as in the @code{INTEGER_TYPE} case.
466 @item FIXED_POINT_TYPE
467 Used to represent the @code{short _Fract}, @code{_Fract}, @code{long
468 _Fract}, @code{long long _Fract}, @code{short _Accum}, @code{_Accum},
469 @code{long _Accum}, and @code{long long _Accum} types.  The number of bits
470 in the fixed-point representation is given by @code{TYPE_PRECISION},
471 as in the @code{INTEGER_TYPE} case.  There may be padding bits, fractional
472 bits and integral bits.  The number of fractional bits is given by
473 @code{TYPE_FBIT}, and the number of integral bits is given by @code{TYPE_IBIT}.
474 The fixed-point type is unsigned if @code{TYPE_UNSIGNED} holds; otherwise,
475 it is signed.
476 The fixed-point type is saturating if @code{TYPE_SATURATING} holds; otherwise,
477 it is not saturating.
479 @item COMPLEX_TYPE
480 Used to represent GCC built-in @code{__complex__} data types.  The
481 @code{TREE_TYPE} is the type of the real and imaginary parts.
483 @item ENUMERAL_TYPE
484 Used to represent an enumeration type.  The @code{TYPE_PRECISION} gives
485 (as an @code{int}), the number of bits used to represent the type.  If
486 there are no negative enumeration constants, @code{TYPE_UNSIGNED} will
487 hold.  The minimum and maximum enumeration constants may be obtained
488 with @code{TYPE_MIN_VALUE} and @code{TYPE_MAX_VALUE}, respectively; each
489 of these macros returns an @code{INTEGER_CST}.
491 The actual enumeration constants themselves may be obtained by looking
492 at the @code{TYPE_VALUES}.  This macro will return a @code{TREE_LIST},
493 containing the constants.  The @code{TREE_PURPOSE} of each node will be
494 an @code{IDENTIFIER_NODE} giving the name of the constant; the
495 @code{TREE_VALUE} will be an @code{INTEGER_CST} giving the value
496 assigned to that constant.  These constants will appear in the order in
497 which they were declared.  The @code{TREE_TYPE} of each of these
498 constants will be the type of enumeration type itself.
500 @item OPAQUE_TYPE
501 Used for things that have a @code{MODE_OPAQUE} mode class in the
502 backend. Opaque types have a size and precision, and can be held in
503 memory or registers. They are used when we do not want the compiler to
504 make assumptions about the availability of other operations as would
505 happen with integer types.
507 @item BOOLEAN_TYPE
508 Used to represent the @code{bool} type.
510 @item POINTER_TYPE
511 Used to represent pointer types, and pointer to data member types.  The
512 @code{TREE_TYPE} gives the type to which this type points.
514 @item REFERENCE_TYPE
515 Used to represent reference types.  The @code{TREE_TYPE} gives the type
516 to which this type refers.
518 @item FUNCTION_TYPE
519 Used to represent the type of non-member functions and of static member
520 functions.  The @code{TREE_TYPE} gives the return type of the function.
521 The @code{TYPE_ARG_TYPES} are a @code{TREE_LIST} of the argument types.
522 The @code{TREE_VALUE} of each node in this list is the type of the
523 corresponding argument; the @code{TREE_PURPOSE} is an expression for the
524 default argument value, if any.  If the last node in the list is
525 @code{void_list_node} (a @code{TREE_LIST} node whose @code{TREE_VALUE}
526 is the @code{void_type_node}), then functions of this type do not take
527 variable arguments.  Otherwise, they do take a variable number of
528 arguments.
530 Note that in C (but not in C++) a function declared like @code{void f()}
531 is an unprototyped function taking a variable number of arguments; the
532 @code{TYPE_ARG_TYPES} of such a function will be @code{NULL}.
534 @item METHOD_TYPE
535 Used to represent the type of a non-static member function.  Like a
536 @code{FUNCTION_TYPE}, the return type is given by the @code{TREE_TYPE}.
537 The type of @code{*this}, i.e., the class of which functions of this
538 type are a member, is given by the @code{TYPE_METHOD_BASETYPE}.  The
539 @code{TYPE_ARG_TYPES} is the parameter list, as for a
540 @code{FUNCTION_TYPE}, and includes the @code{this} argument.
542 @item ARRAY_TYPE
543 Used to represent array types.  The @code{TREE_TYPE} gives the type of
544 the elements in the array.  If the array-bound is present in the type,
545 the @code{TYPE_DOMAIN} is an @code{INTEGER_TYPE} whose
546 @code{TYPE_MIN_VALUE} and @code{TYPE_MAX_VALUE} will be the lower and
547 upper bounds of the array, respectively.  The @code{TYPE_MIN_VALUE} will
548 always be an @code{INTEGER_CST} for zero, while the
549 @code{TYPE_MAX_VALUE} will be one less than the number of elements in
550 the array, i.e., the highest value which may be used to index an element
551 in the array.
553 @item RECORD_TYPE
554 Used to represent @code{struct} and @code{class} types, as well as
555 pointers to member functions and similar constructs in other languages.
556 @code{TYPE_FIELDS} contains the items contained in this type, each of
557 which can be a @code{FIELD_DECL}, @code{VAR_DECL}, @code{CONST_DECL}, or
558 @code{TYPE_DECL}.  You may not make any assumptions about the ordering
559 of the fields in the type or whether one or more of them overlap.
561 @item UNION_TYPE
562 Used to represent @code{union} types.  Similar to @code{RECORD_TYPE}
563 except that all @code{FIELD_DECL} nodes in @code{TYPE_FIELD} start at
564 bit position zero.
566 @item QUAL_UNION_TYPE
567 Used to represent part of a variant record in Ada.  Similar to
568 @code{UNION_TYPE} except that each @code{FIELD_DECL} has a
569 @code{DECL_QUALIFIER} field, which contains a boolean expression that
570 indicates whether the field is present in the object.  The type will only
571 have one field, so each field's @code{DECL_QUALIFIER} is only evaluated
572 if none of the expressions in the previous fields in @code{TYPE_FIELDS}
573 are nonzero.  Normally these expressions will reference a field in the
574 outer object using a @code{PLACEHOLDER_EXPR}.
576 @item LANG_TYPE
577 This node is used to represent a language-specific type.  The front
578 end must handle it.
580 @item OFFSET_TYPE
581 This node is used to represent a pointer-to-data member.  For a data
582 member @code{X::m} the @code{TYPE_OFFSET_BASETYPE} is @code{X} and the
583 @code{TREE_TYPE} is the type of @code{m}.
585 @end table
587 There are variables whose values represent some of the basic types.
588 These include:
589 @table @code
590 @item void_type_node
591 A node for @code{void}.
593 @item integer_type_node
594 A node for @code{int}.
596 @item unsigned_type_node.
597 A node for @code{unsigned int}.
599 @item char_type_node.
600 A node for @code{char}.
601 @end table
602 @noindent
603 It may sometimes be useful to compare one of these variables with a type
604 in hand, using @code{same_type_p}.
606 @c ---------------------------------------------------------------------
607 @c Declarations
608 @c ---------------------------------------------------------------------
610 @node Declarations
611 @section Declarations
612 @cindex declaration
613 @cindex variable
614 @cindex type declaration
615 @tindex LABEL_DECL
616 @tindex CONST_DECL
617 @tindex TYPE_DECL
618 @tindex VAR_DECL
619 @tindex PARM_DECL
620 @tindex DEBUG_EXPR_DECL
621 @tindex FIELD_DECL
622 @tindex NAMESPACE_DECL
623 @tindex RESULT_DECL
624 @tindex TEMPLATE_DECL
625 @tindex THUNK_DECL
626 @findex THUNK_DELTA
627 @findex DECL_INITIAL
628 @findex DECL_SIZE
629 @findex DECL_ALIGN
630 @findex DECL_EXTERNAL
632 This section covers the various kinds of declarations that appear in the
633 internal representation, except for declarations of functions
634 (represented by @code{FUNCTION_DECL} nodes), which are described in
635 @ref{Functions}.
637 @menu
638 * Working with declarations::  Macros and functions that work on
639 declarations.
640 * Internal structure:: How declaration nodes are represented.
641 @end menu
643 @node Working with declarations
644 @subsection Working with declarations
646 Some macros can be used with any kind of declaration.  These include:
647 @ftable @code
648 @item DECL_NAME
649 This macro returns an @code{IDENTIFIER_NODE} giving the name of the
650 entity.
652 @item TREE_TYPE
653 This macro returns the type of the entity declared.
655 @item EXPR_FILENAME
656 This macro returns the name of the file in which the entity was
657 declared, as a @code{char*}.  For an entity declared implicitly by the
658 compiler (like @code{__builtin_memcpy}), this will be the string
659 @code{"<internal>"}.
661 @item EXPR_LINENO
662 This macro returns the line number at which the entity was declared, as
663 an @code{int}.
665 @item DECL_ARTIFICIAL
666 This predicate holds if the declaration was implicitly generated by the
667 compiler.  For example, this predicate will hold of an implicitly
668 declared member function, or of the @code{TYPE_DECL} implicitly
669 generated for a class type.  Recall that in C++ code like:
670 @smallexample
671 struct S @{@};
672 @end smallexample
673 @noindent
674 is roughly equivalent to C code like:
675 @smallexample
676 struct S @{@};
677 typedef struct S S;
678 @end smallexample
679 The implicitly generated @code{typedef} declaration is represented by a
680 @code{TYPE_DECL} for which @code{DECL_ARTIFICIAL} holds.
682 @end ftable
684 The various kinds of declarations include:
685 @table @code
686 @item LABEL_DECL
687 These nodes are used to represent labels in function bodies.  For more
688 information, see @ref{Functions}.  These nodes only appear in block
689 scopes.
691 @item CONST_DECL
692 These nodes are used to represent enumeration constants.  The value of
693 the constant is given by @code{DECL_INITIAL} which will be an
694 @code{INTEGER_CST} with the same type as the @code{TREE_TYPE} of the
695 @code{CONST_DECL}, i.e., an @code{ENUMERAL_TYPE}.
697 @item RESULT_DECL
698 These nodes represent the value returned by a function.  When a value is
699 assigned to a @code{RESULT_DECL}, that indicates that the value should
700 be returned, via bitwise copy, by the function.  You can use
701 @code{DECL_SIZE} and @code{DECL_ALIGN} on a @code{RESULT_DECL}, just as
702 with a @code{VAR_DECL}.
704 @item TYPE_DECL
705 These nodes represent @code{typedef} declarations.  The @code{TREE_TYPE}
706 is the type declared to have the name given by @code{DECL_NAME}.  In
707 some cases, there is no associated name.
709 @item VAR_DECL
710 These nodes represent variables with namespace or block scope, as well
711 as static data members.  The @code{DECL_SIZE} and @code{DECL_ALIGN} are
712 analogous to @code{TYPE_SIZE} and @code{TYPE_ALIGN}.  For a declaration,
713 you should always use the @code{DECL_SIZE} and @code{DECL_ALIGN} rather
714 than the @code{TYPE_SIZE} and @code{TYPE_ALIGN} given by the
715 @code{TREE_TYPE}, since special attributes may have been applied to the
716 variable to give it a particular size and alignment.  You may use the
717 predicates @code{DECL_THIS_STATIC} or @code{DECL_THIS_EXTERN} to test
718 whether the storage class specifiers @code{static} or @code{extern} were
719 used to declare a variable.
721 If this variable is initialized (but does not require a constructor),
722 the @code{DECL_INITIAL} will be an expression for the initializer.  The
723 initializer should be evaluated, and a bitwise copy into the variable
724 performed.  If the @code{DECL_INITIAL} is the @code{error_mark_node},
725 there is an initializer, but it is given by an explicit statement later
726 in the code; no bitwise copy is required.
728 GCC provides an extension that allows either automatic variables, or
729 global variables, to be placed in particular registers.  This extension
730 is being used for a particular @code{VAR_DECL} if @code{DECL_REGISTER}
731 holds for the @code{VAR_DECL}, and if @code{DECL_ASSEMBLER_NAME} is not
732 equal to @code{DECL_NAME}.  In that case, @code{DECL_ASSEMBLER_NAME} is
733 the name of the register into which the variable will be placed.
735 @item PARM_DECL
736 Used to represent a parameter to a function.  Treat these nodes
737 similarly to @code{VAR_DECL} nodes.  These nodes only appear in the
738 @code{DECL_ARGUMENTS} for a @code{FUNCTION_DECL}.
740 The @code{DECL_ARG_TYPE} for a @code{PARM_DECL} is the type that will
741 actually be used when a value is passed to this function.  It may be a
742 wider type than the @code{TREE_TYPE} of the parameter; for example, the
743 ordinary type might be @code{short} while the @code{DECL_ARG_TYPE} is
744 @code{int}.
746 @item DEBUG_EXPR_DECL
747 Used to represent an anonymous debug-information temporary created to
748 hold an expression as it is optimized away, so that its value can be
749 referenced in debug bind statements.
751 @item FIELD_DECL
752 These nodes represent non-static data members.  The @code{DECL_SIZE} and
753 @code{DECL_ALIGN} behave as for @code{VAR_DECL} nodes.
754 The position of the field within the parent record is specified by a
755 combination of three attributes.  @code{DECL_FIELD_OFFSET} is the position,
756 counting in bytes, of the @code{DECL_OFFSET_ALIGN}-bit sized word containing
757 the bit of the field closest to the beginning of the structure.
758 @code{DECL_FIELD_BIT_OFFSET} is the bit offset of the first bit of the field
759 within this word; this may be nonzero even for fields that are not bit-fields,
760 since @code{DECL_OFFSET_ALIGN} may be greater than the natural alignment
761 of the field's type.
763 If @code{DECL_C_BIT_FIELD} holds, this field is a bit-field.  In a bit-field,
764 @code{DECL_BIT_FIELD_TYPE} also contains the type that was originally
765 specified for it, while DECL_TYPE may be a modified type with lesser precision,
766 according to the size of the bit field.
768 @item NAMESPACE_DECL
769 Namespaces provide a name hierarchy for other declarations.  They
770 appear in the @code{DECL_CONTEXT} of other @code{_DECL} nodes.
772 @end table
774 @node Internal structure
775 @subsection Internal structure
777 @code{DECL} nodes are represented internally as a hierarchy of
778 structures.
780 @menu
781 * Current structure hierarchy::  The current DECL node structure
782 hierarchy.
783 * Adding new DECL node types:: How to add a new DECL node to a
784 frontend.
785 @end menu
787 @node Current structure hierarchy
788 @subsubsection Current structure hierarchy
790 @table @code
792 @item struct tree_decl_minimal
793 This is the minimal structure to inherit from in order for common
794 @code{DECL} macros to work.  The fields it contains are a unique ID,
795 source location, context, and name.
797 @item struct tree_decl_common
798 This structure inherits from @code{struct tree_decl_minimal}.  It
799 contains fields that most @code{DECL} nodes need, such as a field to
800 store alignment, machine mode, size, and attributes.
802 @item struct tree_field_decl
803 This structure inherits from @code{struct tree_decl_common}.  It is
804 used to represent @code{FIELD_DECL}.
806 @item struct tree_label_decl
807 This structure inherits from @code{struct tree_decl_common}.  It is
808 used to represent @code{LABEL_DECL}.
810 @item struct tree_translation_unit_decl
811 This structure inherits from @code{struct tree_decl_common}.  It is
812 used to represent @code{TRANSLATION_UNIT_DECL}.
814 @item struct tree_decl_with_rtl
815 This structure inherits from @code{struct tree_decl_common}.  It
816 contains a field to store the low-level RTL associated with a
817 @code{DECL} node.
819 @item struct tree_result_decl
820 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_rtl}.  It is
821 used to represent @code{RESULT_DECL}.
823 @item struct tree_const_decl
824 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_rtl}.  It is
825 used to represent @code{CONST_DECL}.
827 @item struct tree_parm_decl
828 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_rtl}.  It is
829 used to represent @code{PARM_DECL}.
831 @item struct tree_decl_with_vis
832 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_rtl}.  It
833 contains fields necessary to store visibility information, as well as
834 a section name and assembler name.
836 @item struct tree_var_decl
837 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_vis}.  It is
838 used to represent @code{VAR_DECL}.
840 @item struct tree_function_decl
841 This structure inherits from @code{struct tree_decl_with_vis}.  It is
842 used to represent @code{FUNCTION_DECL}.
844 @end table
845 @node Adding new DECL node types
846 @subsubsection Adding new DECL node types
848 Adding a new @code{DECL} tree consists of the following steps
850 @table @asis
852 @item Add a new tree code for the @code{DECL} node
853 For language specific @code{DECL} nodes, there is a @file{.def} file
854 in each frontend directory where the tree code should be added.
855 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the code should
856 be added to @file{tree.def}.
858 @item Create a new structure type for the @code{DECL} node
859 These structures should inherit from one of the existing structures in
860 the language hierarchy by using that structure as the first member.
862 @smallexample
863 struct tree_foo_decl
865    struct tree_decl_with_vis common;
867 @end smallexample
869 Would create a structure name @code{tree_foo_decl} that inherits from
870 @code{struct tree_decl_with_vis}.
872 For language specific @code{DECL} nodes, this new structure type
873 should go in the appropriate @file{.h} file.
874 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the structure
875 type should go in @file{tree.h}.
877 @item Add a member to the tree structure enumerator for the node
878 For garbage collection and dynamic checking purposes, each @code{DECL}
879 node structure type is required to have a unique enumerator value
880 specified with it.
881 For language specific @code{DECL} nodes, this new enumerator value
882 should go in the appropriate @file{.def} file.
883 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the enumerator
884 values are specified in @file{treestruct.def}.
886 @item Update @code{union tree_node}
887 In order to make your new structure type usable, it must be added to
888 @code{union tree_node}.
889 For language specific @code{DECL} nodes, a new entry should be added
890 to the appropriate @file{.h} file of the form
891 @smallexample
892   struct tree_foo_decl GTY ((tag ("TS_VAR_DECL"))) foo_decl;
893 @end smallexample
894 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the additional
895 member goes directly into @code{union tree_node} in @file{tree.h}.
897 @item Update dynamic checking info
898 In order to be able to check whether accessing a named portion of
899 @code{union tree_node} is legal, and whether a certain @code{DECL} node
900 contains one of the enumerated @code{DECL} node structures in the
901 hierarchy, a simple lookup table is used.
902 This lookup table needs to be kept up to date with the tree structure
903 hierarchy, or else checking and containment macros will fail
904 inappropriately.
906 For language specific @code{DECL} nodes, there is an @code{init_ts}
907 function in an appropriate @file{.c} file, which initializes the lookup
908 table.
909 Code setting up the table for new @code{DECL} nodes should be added
910 there.
911 For each @code{DECL} tree code and enumerator value representing a
912 member of the inheritance  hierarchy, the table should contain 1 if
913 that tree code inherits (directly or indirectly) from that member.
914 Thus, a @code{FOO_DECL} node derived from @code{struct decl_with_rtl},
915 and enumerator value @code{TS_FOO_DECL}, would be set up as follows
916 @smallexample
917 tree_contains_struct[FOO_DECL][TS_FOO_DECL] = 1;
918 tree_contains_struct[FOO_DECL][TS_DECL_WRTL] = 1;
919 tree_contains_struct[FOO_DECL][TS_DECL_COMMON] = 1;
920 tree_contains_struct[FOO_DECL][TS_DECL_MINIMAL] = 1;
921 @end smallexample
923 For @code{DECL} nodes that are part of the middle-end, the setup code
924 goes into @file{tree.cc}.
926 @item Add macros to access any new fields and flags
928 Each added field or flag should have a macro that is used to access
929 it, that performs appropriate checking to ensure only the right type of
930 @code{DECL} nodes access the field.
932 These macros generally take the following form
933 @smallexample
934 #define FOO_DECL_FIELDNAME(NODE) FOO_DECL_CHECK(NODE)->foo_decl.fieldname
935 @end smallexample
936 However, if the structure is simply a base class for further
937 structures, something like the following should be used
938 @smallexample
939 #define BASE_STRUCT_CHECK(T) CONTAINS_STRUCT_CHECK(T, TS_BASE_STRUCT)
940 #define BASE_STRUCT_FIELDNAME(NODE) \
941    (BASE_STRUCT_CHECK(NODE)->base_struct.fieldname
942 @end smallexample
944 Reading them from the generated @file{all-tree.def} file (which in
945 turn includes all the @file{tree.def} files), @file{gencheck.cc} is
946 used during GCC's build to generate the @code{*_CHECK} macros for all
947 tree codes.
949 @end table
952 @c ---------------------------------------------------------------------
953 @c Attributes
954 @c ---------------------------------------------------------------------
955 @node Attributes
956 @section Attributes in trees
957 @cindex attributes
959 Attributes, as specified using the @code{__attribute__} keyword, are
960 represented internally as a @code{TREE_LIST}.  The @code{TREE_PURPOSE}
961 is the name of the attribute, as an @code{IDENTIFIER_NODE}.  The
962 @code{TREE_VALUE} is a @code{TREE_LIST} of the arguments of the
963 attribute, if any, or @code{NULL_TREE} if there are no arguments; the
964 arguments are stored as the @code{TREE_VALUE} of successive entries in
965 the list, and may be identifiers or expressions.  The @code{TREE_CHAIN}
966 of the attribute is the next attribute in a list of attributes applying
967 to the same declaration or type, or @code{NULL_TREE} if there are no
968 further attributes in the list.
970 Attributes may be attached to declarations and to types; these
971 attributes may be accessed with the following macros.  All attributes
972 are stored in this way, and many also cause other changes to the
973 declaration or type or to other internal compiler data structures.
975 @deftypefn {Tree Macro} tree DECL_ATTRIBUTES (tree @var{decl})
976 This macro returns the attributes on the declaration @var{decl}.
977 @end deftypefn
979 @deftypefn {Tree Macro} tree TYPE_ATTRIBUTES (tree @var{type})
980 This macro returns the attributes on the type @var{type}.
981 @end deftypefn
984 @c ---------------------------------------------------------------------
985 @c Expressions
986 @c ---------------------------------------------------------------------
988 @node Expression trees
989 @section Expressions
990 @cindex expression
991 @findex TREE_TYPE
992 @findex TREE_OPERAND
994 The internal representation for expressions is for the most part quite
995 straightforward.  However, there are a few facts that one must bear in
996 mind.  In particular, the expression ``tree'' is actually a directed
997 acyclic graph.  (For example there may be many references to the integer
998 constant zero throughout the source program; many of these will be
999 represented by the same expression node.)  You should not rely on
1000 certain kinds of node being shared, nor should you rely on certain kinds of
1001 nodes being unshared.
1003 The following macros can be used with all expression nodes:
1005 @ftable @code
1006 @item TREE_TYPE
1007 Returns the type of the expression.  This value may not be precisely the
1008 same type that would be given the expression in the original program.
1009 @end ftable
1011 In what follows, some nodes that one might expect to always have type
1012 @code{bool} are documented to have either integral or boolean type.  At
1013 some point in the future, the C front end may also make use of this same
1014 intermediate representation, and at this point these nodes will
1015 certainly have integral type.  The previous sentence is not meant to
1016 imply that the C++ front end does not or will not give these nodes
1017 integral type.
1019 Below, we list the various kinds of expression nodes.  Except where
1020 noted otherwise, the operands to an expression are accessed using the
1021 @code{TREE_OPERAND} macro.  For example, to access the first operand to
1022 a binary plus expression @code{expr}, use:
1024 @smallexample
1025 TREE_OPERAND (expr, 0)
1026 @end smallexample
1027 @noindent
1029 As this example indicates, the operands are zero-indexed.
1032 @menu
1033 * Constants: Constant expressions.
1034 * Storage References::
1035 * Unary and Binary Expressions::
1036 * Vectors::
1037 @end menu
1039 @node Constant expressions
1040 @subsection Constant expressions
1041 @tindex INTEGER_CST
1042 @findex tree_int_cst_lt
1043 @findex tree_int_cst_equal
1044 @tindex tree_fits_uhwi_p
1045 @tindex tree_fits_shwi_p
1046 @tindex tree_to_uhwi
1047 @tindex tree_to_shwi
1048 @tindex TREE_INT_CST_NUNITS
1049 @tindex TREE_INT_CST_ELT
1050 @tindex TREE_INT_CST_LOW
1051 @tindex REAL_CST
1052 @tindex FIXED_CST
1053 @tindex COMPLEX_CST
1054 @tindex VECTOR_CST
1055 @tindex STRING_CST
1056 @tindex POLY_INT_CST
1057 @findex TREE_STRING_LENGTH
1058 @findex TREE_STRING_POINTER
1060 The table below begins with constants, moves on to unary expressions,
1061 then proceeds to binary expressions, and concludes with various other
1062 kinds of expressions:
1064 @table @code
1065 @item INTEGER_CST
1066 These nodes represent integer constants.  Note that the type of these
1067 constants is obtained with @code{TREE_TYPE}; they are not always of type
1068 @code{int}.  In particular, @code{char} constants are represented with
1069 @code{INTEGER_CST} nodes.  The value of the integer constant @code{e} is
1070 represented in an array of HOST_WIDE_INT.   There are enough elements
1071 in the array to represent the value without taking extra elements for
1072 redundant 0s or -1.  The number of elements used to represent @code{e}
1073 is available via @code{TREE_INT_CST_NUNITS}. Element @code{i} can be
1074 extracted by using @code{TREE_INT_CST_ELT (e, i)}.
1075 @code{TREE_INT_CST_LOW} is a shorthand for @code{TREE_INT_CST_ELT (e, 0)}.
1077 The functions @code{tree_fits_shwi_p} and @code{tree_fits_uhwi_p}
1078 can be used to tell if the value is small enough to fit in a
1079 signed HOST_WIDE_INT or an unsigned HOST_WIDE_INT respectively.
1080 The value can then be extracted using @code{tree_to_shwi} and
1081 @code{tree_to_uhwi}.
1083 @item REAL_CST
1085 FIXME: Talk about how to obtain representations of this constant, do
1086 comparisons, and so forth.
1088 @item FIXED_CST
1090 These nodes represent fixed-point constants.  The type of these constants
1091 is obtained with @code{TREE_TYPE}.  @code{TREE_FIXED_CST_PTR} points to
1092 a @code{struct fixed_value};  @code{TREE_FIXED_CST} returns the structure
1093 itself.  @code{struct fixed_value} contains @code{data} with the size of two
1094 @code{HOST_BITS_PER_WIDE_INT} and @code{mode} as the associated fixed-point
1095 machine mode for @code{data}.
1097 @item COMPLEX_CST
1098 These nodes are used to represent complex number constants, that is a
1099 @code{__complex__} whose parts are constant nodes.  The
1100 @code{TREE_REALPART} and @code{TREE_IMAGPART} return the real and the
1101 imaginary parts respectively.
1103 @item VECTOR_CST
1104 These nodes are used to represent vector constants.  Each vector
1105 constant @var{v} is treated as a specific instance of an arbitrary-length
1106 sequence that itself contains @samp{VECTOR_CST_NPATTERNS (@var{v})}
1107 interleaved patterns.  Each pattern has the form:
1109 @smallexample
1110 @{ @var{base0}, @var{base1}, @var{base1} + @var{step}, @var{base1} + @var{step} * 2, @dots{} @}
1111 @end smallexample
1113 The first three elements in each pattern are enough to determine the
1114 values of the other elements.  However, if all @var{step}s are zero,
1115 only the first two elements are needed.  If in addition each @var{base1}
1116 is equal to the corresponding @var{base0}, only the first element in
1117 each pattern is needed.  The number of encoded elements per pattern
1118 is given by @samp{VECTOR_CST_NELTS_PER_PATTERN (@var{v})}.
1120 For example, the constant:
1122 @smallexample
1123 @{ 0, 1, 2, 6, 3, 8, 4, 10, 5, 12, 6, 14, 7, 16, 8, 18 @}
1124 @end smallexample
1126 is interpreted as an interleaving of the sequences:
1128 @smallexample
1129 @{ 0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 @}
1130 @{ 1, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 @}
1131 @end smallexample
1133 where the sequences are represented by the following patterns:
1135 @smallexample
1136 @var{base0} == 0, @var{base1} == 2, @var{step} == 1
1137 @var{base0} == 1, @var{base1} == 6, @var{step} == 2
1138 @end smallexample
1140 In this case:
1142 @smallexample
1143 VECTOR_CST_NPATTERNS (@var{v}) == 2
1144 VECTOR_CST_NELTS_PER_PATTERN (@var{v}) == 3
1145 @end smallexample
1147 The vector is therefore encoded using the first 6 elements
1148 (@samp{@{ 0, 1, 2, 6, 3, 8 @}}), with the remaining 10 elements
1149 being implicit extensions of them.
1151 Sometimes this scheme can create two possible encodings of the same
1152 vector.  For example @{ 0, 1 @} could be seen as two patterns with
1153 one element each or one pattern with two elements (@var{base0} and
1154 @var{base1}).  The canonical encoding is always the one with the
1155 fewest patterns or (if both encodings have the same number of
1156 patterns) the one with the fewest encoded elements.
1158 @samp{vector_cst_encoding_nelts (@var{v})} gives the total number of
1159 encoded elements in @var{v}, which is 6 in the example above.
1160 @code{VECTOR_CST_ENCODED_ELTS (@var{v})} gives a pointer to the elements
1161 encoded in @var{v} and @code{VECTOR_CST_ENCODED_ELT (@var{v}, @var{i})}
1162 accesses the value of encoded element @var{i}.
1164 @samp{VECTOR_CST_DUPLICATE_P (@var{v})} is true if @var{v} simply contains
1165 repeated instances of @samp{VECTOR_CST_NPATTERNS (@var{v})} values.  This is
1166 a shorthand for testing @samp{VECTOR_CST_NELTS_PER_PATTERN (@var{v}) == 1}.
1168 @samp{VECTOR_CST_STEPPED_P (@var{v})} is true if at least one
1169 pattern in @var{v} has a nonzero step.  This is a shorthand for
1170 testing @samp{VECTOR_CST_NELTS_PER_PATTERN (@var{v}) == 3}.
1172 The utility function @code{vector_cst_elt} gives the value of an
1173 arbitrary index as a @code{tree}.  @code{vector_cst_int_elt} gives
1174 the same value as a @code{wide_int}.
1176 @item STRING_CST
1177 These nodes represent string-constants.  The @code{TREE_STRING_LENGTH}
1178 returns the length of the string, as an @code{int}.  The
1179 @code{TREE_STRING_POINTER} is a @code{char*} containing the string
1180 itself.  The string may not be @code{NUL}-terminated, and it may contain
1181 embedded @code{NUL} characters.  Therefore, the
1182 @code{TREE_STRING_LENGTH} includes the trailing @code{NUL} if it is
1183 present.
1185 For wide string constants, the @code{TREE_STRING_LENGTH} is the number
1186 of bytes in the string, and the @code{TREE_STRING_POINTER}
1187 points to an array of the bytes of the string, as represented on the
1188 target system (that is, as integers in the target endianness).  Wide and
1189 non-wide string constants are distinguished only by the @code{TREE_TYPE}
1190 of the @code{STRING_CST}.
1192 FIXME: The formats of string constants are not well-defined when the
1193 target system bytes are not the same width as host system bytes.
1195 @item POLY_INT_CST
1196 These nodes represent invariants that depend on some target-specific
1197 runtime parameters.  They consist of @code{NUM_POLY_INT_COEFFS}
1198 coefficients, with the first coefficient being the constant term and
1199 the others being multipliers that are applied to the runtime parameters.
1201 @code{POLY_INT_CST_ELT (@var{x}, @var{i})} references coefficient number
1202 @var{i} of @code{POLY_INT_CST} node @var{x}.  Each coefficient is an
1203 @code{INTEGER_CST}.
1205 @end table
1207 @node Storage References
1208 @subsection References to storage
1209 @tindex ADDR_EXPR
1210 @tindex INDIRECT_REF
1211 @tindex MEM_REF
1212 @tindex ARRAY_REF
1213 @tindex ARRAY_RANGE_REF
1214 @tindex TARGET_MEM_REF
1215 @tindex COMPONENT_REF
1217 @table @code
1218 @item ARRAY_REF
1219 These nodes represent array accesses.  The first operand is the array;
1220 the second is the index.  To calculate the address of the memory
1221 accessed, you must scale the index by the size of the type of the array
1222 elements.  The type of these expressions must be the type of a component of
1223 the array.  The third and fourth operands are used after gimplification
1224 to represent the lower bound and component size but should not be used
1225 directly; call @code{array_ref_low_bound} and @code{array_ref_element_size}
1226 instead.
1228 @item ARRAY_RANGE_REF
1229 These nodes represent access to a range (or ``slice'') of an array.  The
1230 operands are the same as that for @code{ARRAY_REF} and have the same
1231 meanings.  The type of these expressions must be an array whose component
1232 type is the same as that of the first operand.  The range of that array
1233 type determines the amount of data these expressions access.
1235 @item COMPONENT_REF
1236 These nodes represent non-static data member accesses.  The first
1237 operand is the object (rather than a pointer to it); the second operand
1238 is the @code{FIELD_DECL} for the data member.  The third operand represents
1239 the byte offset of the field, but should not be used directly; call
1240 @code{component_ref_field_offset} instead.
1242 @item ADDR_EXPR
1243 These nodes are used to represent the address of an object.  (These
1244 expressions will always have pointer or reference type.)  The operand may
1245 be another expression, or it may be a declaration.
1247 As an extension, GCC allows users to take the address of a label.  In
1248 this case, the operand of the @code{ADDR_EXPR} will be a
1249 @code{LABEL_DECL}.  The type of such an expression is @code{void*}.
1251 If the object addressed is not an lvalue, a temporary is created, and
1252 the address of the temporary is used.
1254 @item INDIRECT_REF
1255 These nodes are used to represent the object pointed to by a pointer.
1256 The operand is the pointer being dereferenced; it will always have
1257 pointer or reference type.
1259 @item MEM_REF
1260 These nodes are used to represent the object pointed to by a pointer
1261 offset by a constant.
1262 The first operand is the pointer being dereferenced; it will always have
1263 pointer or reference type.  The second operand is a pointer constant
1264 serving as constant offset applied to the pointer being dereferenced
1265 with its type specifying the type to be used for type-based alias analysis.
1266 The type of the node specifies the alignment of the access.
1268 @item TARGET_MEM_REF
1269 These nodes represent memory accesses whose address directly map to
1270 an addressing mode of the target architecture.  The first argument
1271 is @code{TMR_BASE} and is a pointer to the object being accessed.
1272 The second argument is @code{TMR_OFFSET} which is a pointer constant
1273 with dual purpose serving both as constant offset and holder of
1274 the type used for type-based alias analysis.  The first two operands
1275 have exactly the same semantics as @code{MEM_REF}.  The third
1276 and fourth operand are @code{TMR_INDEX} and @code{TMR_STEP} where
1277 the former is an integer and the latter an integer constant.  The
1278 fifth and last operand is @code{TMR_INDEX2} which is an alternate
1279 non-constant offset.  Any of the third to last operands may be
1280 @code{NULL} if the corresponding component does not appear in
1281 the address, but @code{TMR_INDEX} and @code{TMR_STEP} shall be
1282 always supplied in pair.  The Address of the @code{TARGET_MEM_REF}
1283 is determined in the following way.
1285 @smallexample
1286 TMR_BASE + TMR_OFFSET + TMR_INDEX * TMR_STEP + TMR_INDEX2
1287 @end smallexample
1289 The type of the node specifies the alignment of the access.
1291 @end table
1293 @node Unary and Binary Expressions
1294 @subsection Unary and Binary Expressions
1295 @tindex NEGATE_EXPR
1296 @tindex ABS_EXPR
1297 @tindex ABSU_EXPR
1298 @tindex BIT_NOT_EXPR
1299 @tindex TRUTH_NOT_EXPR
1300 @tindex PREDECREMENT_EXPR
1301 @tindex PREINCREMENT_EXPR
1302 @tindex POSTDECREMENT_EXPR
1303 @tindex POSTINCREMENT_EXPR
1304 @tindex FIX_TRUNC_EXPR
1305 @tindex FLOAT_EXPR
1306 @tindex COMPLEX_EXPR
1307 @tindex CONJ_EXPR
1308 @tindex REALPART_EXPR
1309 @tindex IMAGPART_EXPR
1310 @tindex NON_LVALUE_EXPR
1311 @tindex NOP_EXPR
1312 @tindex CONVERT_EXPR
1313 @tindex FIXED_CONVERT_EXPR
1314 @tindex THROW_EXPR
1315 @tindex LSHIFT_EXPR
1316 @tindex RSHIFT_EXPR
1317 @tindex LROTATE_EXPR
1318 @tindex RROTATE_EXPR
1319 @tindex BIT_IOR_EXPR
1320 @tindex BIT_XOR_EXPR
1321 @tindex BIT_AND_EXPR
1322 @tindex TRUTH_ANDIF_EXPR
1323 @tindex TRUTH_ORIF_EXPR
1324 @tindex TRUTH_AND_EXPR
1325 @tindex TRUTH_OR_EXPR
1326 @tindex TRUTH_XOR_EXPR
1327 @tindex POINTER_PLUS_EXPR
1328 @tindex POINTER_DIFF_EXPR
1329 @tindex PLUS_EXPR
1330 @tindex MINUS_EXPR
1331 @tindex MULT_EXPR
1332 @tindex WIDEN_MULT_EXPR
1333 @tindex MULT_HIGHPART_EXPR
1334 @tindex RDIV_EXPR
1335 @tindex TRUNC_DIV_EXPR
1336 @tindex FLOOR_DIV_EXPR
1337 @tindex CEIL_DIV_EXPR
1338 @tindex ROUND_DIV_EXPR
1339 @tindex TRUNC_MOD_EXPR
1340 @tindex FLOOR_MOD_EXPR
1341 @tindex CEIL_MOD_EXPR
1342 @tindex ROUND_MOD_EXPR
1343 @tindex EXACT_DIV_EXPR
1344 @tindex LT_EXPR
1345 @tindex LE_EXPR
1346 @tindex GT_EXPR
1347 @tindex GE_EXPR
1348 @tindex EQ_EXPR
1349 @tindex NE_EXPR
1350 @tindex ORDERED_EXPR
1351 @tindex UNORDERED_EXPR
1352 @tindex UNLT_EXPR
1353 @tindex UNLE_EXPR
1354 @tindex UNGT_EXPR
1355 @tindex UNGE_EXPR
1356 @tindex UNEQ_EXPR
1357 @tindex LTGT_EXPR
1358 @tindex MODIFY_EXPR
1359 @tindex INIT_EXPR
1360 @tindex COMPOUND_EXPR
1361 @tindex COND_EXPR
1362 @tindex CALL_EXPR
1363 @tindex STMT_EXPR
1364 @tindex BIND_EXPR
1365 @tindex LOOP_EXPR
1366 @tindex EXIT_EXPR
1367 @tindex CLEANUP_POINT_EXPR
1368 @tindex CONSTRUCTOR
1369 @tindex COMPOUND_LITERAL_EXPR
1370 @tindex SAVE_EXPR
1371 @tindex TARGET_EXPR
1372 @tindex VA_ARG_EXPR
1373 @tindex ANNOTATE_EXPR
1375 @table @code
1376 @item NEGATE_EXPR
1377 These nodes represent unary negation of the single operand, for both
1378 integer and floating-point types.  The type of negation can be
1379 determined by looking at the type of the expression.
1381 The behavior of this operation on signed arithmetic overflow is
1382 controlled by the @code{flag_wrapv} and @code{flag_trapv} variables.
1384 @item ABS_EXPR
1385 These nodes represent the absolute value of the single operand, for
1386 both integer and floating-point types.  This is typically used to
1387 implement the @code{abs}, @code{labs} and @code{llabs} builtins for
1388 integer types, and the @code{fabs}, @code{fabsf} and @code{fabsl}
1389 builtins for floating point types.  The type of abs operation can
1390 be determined by looking at the type of the expression.
1392 This node is not used for complex types.  To represent the modulus
1393 or complex abs of a complex value, use the @code{BUILT_IN_CABS},
1394 @code{BUILT_IN_CABSF} or @code{BUILT_IN_CABSL} builtins, as used
1395 to implement the C99 @code{cabs}, @code{cabsf} and @code{cabsl}
1396 built-in functions.
1398 @item ABSU_EXPR
1399 These nodes represent the absolute value of the single operand in
1400 equivalent unsigned type such that @code{ABSU_EXPR} of @code{TYPE_MIN}
1401 is well defined.
1403 @item BIT_NOT_EXPR
1404 These nodes represent bitwise complement, and will always have integral
1405 type.  The only operand is the value to be complemented.
1407 @item TRUTH_NOT_EXPR
1408 These nodes represent logical negation, and will always have integral
1409 (or boolean) type.  The operand is the value being negated.  The type
1410 of the operand and that of the result are always of @code{BOOLEAN_TYPE}
1411 or @code{INTEGER_TYPE}.
1413 @item PREDECREMENT_EXPR
1414 @itemx PREINCREMENT_EXPR
1415 @itemx POSTDECREMENT_EXPR
1416 @itemx POSTINCREMENT_EXPR
1417 These nodes represent increment and decrement expressions.  The value of
1418 the single operand is computed, and the operand incremented or
1419 decremented.  In the case of @code{PREDECREMENT_EXPR} and
1420 @code{PREINCREMENT_EXPR}, the value of the expression is the value
1421 resulting after the increment or decrement; in the case of
1422 @code{POSTDECREMENT_EXPR} and @code{POSTINCREMENT_EXPR} is the value
1423 before the increment or decrement occurs.  The type of the operand, like
1424 that of the result, will be either integral, boolean, or floating-point.
1426 @item FIX_TRUNC_EXPR
1427 These nodes represent conversion of a floating-point value to an
1428 integer.  The single operand will have a floating-point type, while
1429 the complete expression will have an integral (or boolean) type.  The
1430 operand is rounded towards zero.
1432 @item FLOAT_EXPR
1433 These nodes represent conversion of an integral (or boolean) value to a
1434 floating-point value.  The single operand will have integral type, while
1435 the complete expression will have a floating-point type.
1437 FIXME: How is the operand supposed to be rounded?  Is this dependent on
1438 @option{-mieee}?
1440 @item COMPLEX_EXPR
1441 These nodes are used to represent complex numbers constructed from two
1442 expressions of the same (integer or real) type.  The first operand is the
1443 real part and the second operand is the imaginary part.
1445 @item CONJ_EXPR
1446 These nodes represent the conjugate of their operand.
1448 @item REALPART_EXPR
1449 @itemx IMAGPART_EXPR
1450 These nodes represent respectively the real and the imaginary parts
1451 of complex numbers (their sole argument).
1453 @item NON_LVALUE_EXPR
1454 These nodes indicate that their one and only operand is not an lvalue.
1455 A back end can treat these identically to the single operand.
1457 @item NOP_EXPR
1458 These nodes are used to represent conversions that do not require any
1459 code-generation.  For example, conversion of a @code{char*} to an
1460 @code{int*} does not require any code be generated; such a conversion is
1461 represented by a @code{NOP_EXPR}.  The single operand is the expression
1462 to be converted.  The conversion from a pointer to a reference is also
1463 represented with a @code{NOP_EXPR}.
1465 @item CONVERT_EXPR
1466 These nodes are similar to @code{NOP_EXPR}s, but are used in those
1467 situations where code may need to be generated.  For example, if an
1468 @code{int*} is converted to an @code{int} code may need to be generated
1469 on some platforms.  These nodes are never used for C++-specific
1470 conversions, like conversions between pointers to different classes in
1471 an inheritance hierarchy.  Any adjustments that need to be made in such
1472 cases are always indicated explicitly.  Similarly, a user-defined
1473 conversion is never represented by a @code{CONVERT_EXPR}; instead, the
1474 function calls are made explicit.
1476 @item FIXED_CONVERT_EXPR
1477 These nodes are used to represent conversions that involve fixed-point
1478 values.  For example, from a fixed-point value to another fixed-point value,
1479 from an integer to a fixed-point value, from a fixed-point value to an
1480 integer, from a floating-point value to a fixed-point value, or from
1481 a fixed-point value to a floating-point value.
1483 @item LSHIFT_EXPR
1484 @itemx RSHIFT_EXPR
1485 @itemx LROTATE_EXPR
1486 @itemx RROTATE_EXPR
1487 These nodes represent left and right shifts and rotates, respectively.
1488 The first operand is the value to shift or rotate; it will always be of
1489 integral type.  The second operand is an expression for the number of bits
1490 by which to shift or rotate.  Right shift should be treated as arithmetic,
1491 i.e., the high-order bits should be zero-filled when the expression has
1492 unsigned type and filled with the sign bit when the expression has signed type.
1493 All other operations are logical, operating on the bit representation.
1494 Note that the result is undefined if the second operand is larger
1495 than or equal to the first operand's type size. Unlike most nodes, these
1496 can have a vector as first operand and a scalar as second operand.
1498 @item BIT_IOR_EXPR
1499 @itemx BIT_XOR_EXPR
1500 @itemx BIT_AND_EXPR
1501 These nodes represent bitwise inclusive or, bitwise exclusive or, and
1502 bitwise and, respectively.  Both operands will always have integral
1503 type.
1505 @item TRUTH_ANDIF_EXPR
1506 @itemx TRUTH_ORIF_EXPR
1507 These nodes represent logical ``and'' and logical ``or'', respectively.
1508 These operators are not strict; i.e., the second operand is evaluated
1509 only if the value of the expression is not determined by evaluation of
1510 the first operand.  The type of the operands and that of the result are
1511 always of @code{BOOLEAN_TYPE} or @code{INTEGER_TYPE}.
1513 @item TRUTH_AND_EXPR
1514 @itemx TRUTH_OR_EXPR
1515 @itemx TRUTH_XOR_EXPR
1516 These nodes represent logical and, logical or, and logical exclusive or.
1517 They are strict; both arguments are always evaluated.  There are no
1518 corresponding operators in C or C++, but the front end will sometimes
1519 generate these expressions anyhow, if it can tell that strictness does
1520 not matter.  The type of the operands and that of the result are
1521 always of @code{BOOLEAN_TYPE} or @code{INTEGER_TYPE}.
1523 @item POINTER_PLUS_EXPR
1524 This node represents pointer arithmetic.  The first operand is always
1525 a pointer/reference type.  The second operand is always an unsigned
1526 integer type compatible with sizetype.  This and POINTER_DIFF_EXPR are
1527 the only binary arithmetic operators that can operate on pointer types.
1529 @item POINTER_DIFF_EXPR
1530 This node represents pointer subtraction.  The two operands always
1531 have pointer/reference type.  It returns a signed integer of the same
1532 precision as the pointers.  The behavior is undefined if the difference
1533 of the two pointers, seen as infinite precision non-negative integers,
1534 does not fit in the result type.  The result does not depend on the
1535 pointer type, it is not divided by the size of the pointed-to type.
1537 @item PLUS_EXPR
1538 @itemx MINUS_EXPR
1539 @itemx MULT_EXPR
1540 These nodes represent various binary arithmetic operations.
1541 Respectively, these operations are addition, subtraction (of the second
1542 operand from the first) and multiplication.  Their operands may have
1543 either integral or floating type, but there will never be case in which
1544 one operand is of floating type and the other is of integral type.
1546 The behavior of these operations on signed arithmetic overflow is
1547 controlled by the @code{flag_wrapv} and @code{flag_trapv} variables.
1549 @item WIDEN_MULT_EXPR
1550 This node represents a widening multiplication.  The operands have
1551 integral types with same @var{b} bits of precision, producing an
1552 integral type result with at least @math{2@var{b}} bits of precision.
1553 The behaviour is equivalent to extending both operands, possibly of
1554 different signedness, to the result type, then multiplying them.
1556 @item MULT_HIGHPART_EXPR
1557 This node represents the ``high-part'' of a widening multiplication.
1558 For an integral type with @var{b} bits of precision, the result is
1559 the most significant @var{b} bits of the full @math{2@var{b}} product.
1560 Both operands must have the same precision and same signedness.
1562 @item RDIV_EXPR
1563 This node represents a floating point division operation.
1565 @item TRUNC_DIV_EXPR
1566 @itemx FLOOR_DIV_EXPR
1567 @itemx CEIL_DIV_EXPR
1568 @itemx ROUND_DIV_EXPR
1569 These nodes represent integer division operations that return an integer
1570 result.  @code{TRUNC_DIV_EXPR} rounds towards zero, @code{FLOOR_DIV_EXPR}
1571 rounds towards negative infinity, @code{CEIL_DIV_EXPR} rounds towards
1572 positive infinity and @code{ROUND_DIV_EXPR} rounds to the closest integer.
1573 Integer division in C and C++ is truncating, i.e.@: @code{TRUNC_DIV_EXPR}.
1575 The behavior of these operations on signed arithmetic overflow, when
1576 dividing the minimum signed integer by minus one, is controlled by the
1577 @code{flag_wrapv} and @code{flag_trapv} variables.
1579 @item TRUNC_MOD_EXPR
1580 @itemx FLOOR_MOD_EXPR
1581 @itemx CEIL_MOD_EXPR
1582 @itemx ROUND_MOD_EXPR
1583 These nodes represent the integer remainder or modulus operation.
1584 The integer modulus of two operands @code{a} and @code{b} is
1585 defined as @code{a - (a/b)*b} where the division calculated using
1586 the corresponding division operator.  Hence for @code{TRUNC_MOD_EXPR}
1587 this definition assumes division using truncation towards zero, i.e.@:
1588 @code{TRUNC_DIV_EXPR}.  Integer remainder in C and C++ uses truncating
1589 division, i.e.@: @code{TRUNC_MOD_EXPR}.
1591 @item EXACT_DIV_EXPR
1592 The @code{EXACT_DIV_EXPR} code is used to represent integer divisions where
1593 the numerator is known to be an exact multiple of the denominator.  This
1594 allows the backend to choose between the faster of @code{TRUNC_DIV_EXPR},
1595 @code{CEIL_DIV_EXPR} and @code{FLOOR_DIV_EXPR} for the current target.
1597 @item LT_EXPR
1598 @itemx LE_EXPR
1599 @itemx GT_EXPR
1600 @itemx GE_EXPR
1601 @itemx LTGT_EXPR
1602 @itemx EQ_EXPR
1603 @itemx NE_EXPR
1604 These nodes represent the less than, less than or equal to, greater than,
1605 greater than or equal to, less or greater than, equal, and not equal
1606 comparison operators.  The first and second operands will either be both
1607 of integral type, both of floating type or both of vector type, except for
1608 LTGT_EXPR where they will only be both of floating type.  The result type
1609 of these expressions will always be of integral, boolean or signed integral
1610 vector type.  These operations return the result type's zero value for false,
1611 the result type's one value for true, and a vector whose elements are zero
1612 (false) or minus one (true) for vectors.
1614 For floating point comparisons, if we honor IEEE NaNs and either operand
1615 is NaN, then @code{NE_EXPR} always returns true and the remaining operators
1616 always return false.  On some targets, comparisons against an IEEE NaN,
1617 other than equality and inequality, may generate a floating-point exception.
1619 @item ORDERED_EXPR
1620 @itemx UNORDERED_EXPR
1621 These nodes represent non-trapping ordered and unordered comparison
1622 operators.  These operations take two floating point operands and
1623 determine whether they are ordered or unordered relative to each other.
1624 If either operand is an IEEE NaN, their comparison is defined to be
1625 unordered, otherwise the comparison is defined to be ordered.  The
1626 result type of these expressions will always be of integral or boolean
1627 type.  These operations return the result type's zero value for false,
1628 and the result type's one value for true.
1630 @item UNLT_EXPR
1631 @itemx UNLE_EXPR
1632 @itemx UNGT_EXPR
1633 @itemx UNGE_EXPR
1634 @itemx UNEQ_EXPR
1635 These nodes represent the unordered comparison operators.
1636 These operations take two floating point operands and determine whether
1637 the operands are unordered or are less than, less than or equal to,
1638 greater than, greater than or equal to, or equal respectively.  For
1639 example, @code{UNLT_EXPR} returns true if either operand is an IEEE
1640 NaN or the first operand is less than the second.  All these operations
1641 are guaranteed not to generate a floating point exception.  The result
1642 type of these expressions will always be of integral or boolean type.
1643 These operations return the result type's zero value for false,
1644 and the result type's one value for true.
1646 @item MODIFY_EXPR
1647 These nodes represent assignment.  The left-hand side is the first
1648 operand; the right-hand side is the second operand.  The left-hand side
1649 will be a @code{VAR_DECL}, @code{INDIRECT_REF}, @code{COMPONENT_REF}, or
1650 other lvalue.
1652 These nodes are used to represent not only assignment with @samp{=} but
1653 also compound assignments (like @samp{+=}), by reduction to @samp{=}
1654 assignment.  In other words, the representation for @samp{i += 3} looks
1655 just like that for @samp{i = i + 3}.
1657 @item INIT_EXPR
1658 These nodes are just like @code{MODIFY_EXPR}, but are used only when a
1659 variable is initialized, rather than assigned to subsequently.  This
1660 means that we can assume that the target of the initialization is not
1661 used in computing its own value; any reference to the lhs in computing
1662 the rhs is undefined.
1664 @item COMPOUND_EXPR
1665 These nodes represent comma-expressions.  The first operand is an
1666 expression whose value is computed and thrown away prior to the
1667 evaluation of the second operand.  The value of the entire expression is
1668 the value of the second operand.
1670 @item COND_EXPR
1671 These nodes represent @code{?:} expressions.  The first operand
1672 is of boolean or integral type.  If it evaluates to a nonzero value,
1673 the second operand should be evaluated, and returned as the value of the
1674 expression.  Otherwise, the third operand is evaluated, and returned as
1675 the value of the expression.
1677 The second operand must have the same type as the entire expression,
1678 unless it unconditionally throws an exception or calls a noreturn
1679 function, in which case it should have void type.  The same constraints
1680 apply to the third operand.  This allows array bounds checks to be
1681 represented conveniently as @code{(i >= 0 && i < 10) ? i : abort()}.
1683 As a GNU extension, the C language front-ends allow the second
1684 operand of the @code{?:} operator may be omitted in the source.
1685 For example, @code{x ? : 3} is equivalent to @code{x ? x : 3},
1686 assuming that @code{x} is an expression without side effects.
1687 In the tree representation, however, the second operand is always
1688 present, possibly protected by @code{SAVE_EXPR} if the first
1689 argument does cause side effects.
1691 @item CALL_EXPR
1692 These nodes are used to represent calls to functions, including
1693 non-static member functions.  @code{CALL_EXPR}s are implemented as
1694 expression nodes with a variable number of operands.  Rather than using
1695 @code{TREE_OPERAND} to extract them, it is preferable to use the
1696 specialized accessor macros and functions that operate specifically on
1697 @code{CALL_EXPR} nodes.
1699 @code{CALL_EXPR_FN} returns a pointer to the
1700 function to call; it is always an expression whose type is a
1701 @code{POINTER_TYPE}.
1703 The number of arguments to the call is returned by @code{call_expr_nargs},
1704 while the arguments themselves can be accessed with the @code{CALL_EXPR_ARG}
1705 macro.  The arguments are zero-indexed and numbered left-to-right.
1706 You can iterate over the arguments using @code{FOR_EACH_CALL_EXPR_ARG}, as in:
1708 @smallexample
1709 tree call, arg;
1710 call_expr_arg_iterator iter;
1711 FOR_EACH_CALL_EXPR_ARG (arg, iter, call)
1712   /* arg is bound to successive arguments of call.  */
1713   @dots{};
1714 @end smallexample
1716 For non-static
1717 member functions, there will be an operand corresponding to the
1718 @code{this} pointer.  There will always be expressions corresponding to
1719 all of the arguments, even if the function is declared with default
1720 arguments and some arguments are not explicitly provided at the call
1721 sites.
1723 @code{CALL_EXPR}s also have a @code{CALL_EXPR_STATIC_CHAIN} operand that
1724 is used to implement nested functions.  This operand is otherwise null.
1726 @item CLEANUP_POINT_EXPR
1727 These nodes represent full-expressions.  The single operand is an
1728 expression to evaluate.  Any destructor calls engendered by the creation
1729 of temporaries during the evaluation of that expression should be
1730 performed immediately after the expression is evaluated.
1732 @item CONSTRUCTOR
1733 These nodes represent the brace-enclosed initializers for a structure or an
1734 array.  They contain a sequence of component values made out of a vector of
1735 constructor_elt, which is a (@code{INDEX}, @code{VALUE}) pair.
1737 If the @code{TREE_TYPE} of the @code{CONSTRUCTOR} is a @code{RECORD_TYPE},
1738 @code{UNION_TYPE} or @code{QUAL_UNION_TYPE} then the @code{INDEX} of each
1739 node in the sequence will be a @code{FIELD_DECL} and the @code{VALUE} will
1740 be the expression used to initialize that field.
1742 If the @code{TREE_TYPE} of the @code{CONSTRUCTOR} is an @code{ARRAY_TYPE},
1743 then the @code{INDEX} of each node in the sequence will be an
1744 @code{INTEGER_CST} or a @code{RANGE_EXPR} of two @code{INTEGER_CST}s.
1745 A single @code{INTEGER_CST} indicates which element of the array is being
1746 assigned to.  A @code{RANGE_EXPR} indicates an inclusive range of elements
1747 to initialize.  In both cases the @code{VALUE} is the corresponding
1748 initializer.  It is re-evaluated for each element of a
1749 @code{RANGE_EXPR}.  If the @code{INDEX} is @code{NULL_TREE}, then
1750 the initializer is for the next available array element.
1752 In the front end, you should not depend on the fields appearing in any
1753 particular order.  However, in the middle end, fields must appear in
1754 declaration order.  You should not assume that all fields will be
1755 represented.  Unrepresented fields will be cleared (zeroed), unless the
1756 CONSTRUCTOR_NO_CLEARING flag is set, in which case their value becomes
1757 undefined.
1759 @findex COMPOUND_LITERAL_EXPR_DECL_EXPR
1760 @findex COMPOUND_LITERAL_EXPR_DECL
1761 @item COMPOUND_LITERAL_EXPR
1762 These nodes represent ISO C99 compound literals.  The
1763 @code{COMPOUND_LITERAL_EXPR_DECL_EXPR} is a @code{DECL_EXPR}
1764 containing an anonymous @code{VAR_DECL} for
1765 the unnamed object represented by the compound literal; the
1766 @code{DECL_INITIAL} of that @code{VAR_DECL} is a @code{CONSTRUCTOR}
1767 representing the brace-enclosed list of initializers in the compound
1768 literal.  That anonymous @code{VAR_DECL} can also be accessed directly
1769 by the @code{COMPOUND_LITERAL_EXPR_DECL} macro.
1771 @item SAVE_EXPR
1773 A @code{SAVE_EXPR} represents an expression (possibly involving
1774 side effects) that is used more than once.  The side effects should
1775 occur only the first time the expression is evaluated.  Subsequent uses
1776 should just reuse the computed value.  The first operand to the
1777 @code{SAVE_EXPR} is the expression to evaluate.  The side effects should
1778 be executed where the @code{SAVE_EXPR} is first encountered in a
1779 depth-first preorder traversal of the expression tree.
1781 @item TARGET_EXPR
1782 A @code{TARGET_EXPR} represents a temporary object.  The first operand
1783 is a @code{VAR_DECL} for the temporary variable.  The second operand is
1784 the initializer for the temporary.  The initializer is evaluated and,
1785 if non-void, copied (bitwise) into the temporary.  If the initializer
1786 is void, that means that it will perform the initialization itself.
1788 Often, a @code{TARGET_EXPR} occurs on the right-hand side of an
1789 assignment, or as the second operand to a comma-expression which is
1790 itself the right-hand side of an assignment, etc.  In this case, we say
1791 that the @code{TARGET_EXPR} is ``normal''; otherwise, we say it is
1792 ``orphaned''.  For a normal @code{TARGET_EXPR} the temporary variable
1793 should be treated as an alias for the left-hand side of the assignment,
1794 rather than as a new temporary variable.
1796 The third operand to the @code{TARGET_EXPR}, if present, is a
1797 cleanup-expression (i.e., destructor call) for the temporary.  If this
1798 expression is orphaned, then this expression must be executed when the
1799 statement containing this expression is complete.  These cleanups must
1800 always be executed in the order opposite to that in which they were
1801 encountered.  Note that if a temporary is created on one branch of a
1802 conditional operator (i.e., in the second or third operand to a
1803 @code{COND_EXPR}), the cleanup must be run only if that branch is
1804 actually executed.
1806 @item VA_ARG_EXPR
1807 This node is used to implement support for the C/C++ variable argument-list
1808 mechanism.  It represents expressions like @code{va_arg (ap, type)}.
1809 Its @code{TREE_TYPE} yields the tree representation for @code{type} and
1810 its sole argument yields the representation for @code{ap}.
1812 @item ANNOTATE_EXPR
1813 This node is used to attach markers to an expression. The first operand
1814 is the annotated expression, the second is an @code{INTEGER_CST} with
1815 a value from @code{enum annot_expr_kind}, the third is an @code{INTEGER_CST}.
1816 @end table
1819 @node Vectors
1820 @subsection Vectors
1821 @tindex VEC_DUPLICATE_EXPR
1822 @tindex VEC_SERIES_EXPR
1823 @tindex VEC_LSHIFT_EXPR
1824 @tindex VEC_RSHIFT_EXPR
1825 @tindex VEC_WIDEN_MULT_HI_EXPR
1826 @tindex VEC_WIDEN_MULT_LO_EXPR
1827 @tindex IFN_VEC_WIDEN_PLUS
1828 @tindex IFN_VEC_WIDEN_PLUS_HI
1829 @tindex IFN_VEC_WIDEN_PLUS_LO
1830 @tindex IFN_VEC_WIDEN_PLUS_EVEN
1831 @tindex IFN_VEC_WIDEN_PLUS_ODD
1832 @tindex IFN_VEC_WIDEN_MINUS
1833 @tindex IFN_VEC_WIDEN_MINUS_HI
1834 @tindex IFN_VEC_WIDEN_MINUS_LO
1835 @tindex IFN_VEC_WIDEN_MINUS_EVEN
1836 @tindex IFN_VEC_WIDEN_MINUS_ODD
1837 @tindex VEC_UNPACK_HI_EXPR
1838 @tindex VEC_UNPACK_LO_EXPR
1839 @tindex VEC_UNPACK_FLOAT_HI_EXPR
1840 @tindex VEC_UNPACK_FLOAT_LO_EXPR
1841 @tindex VEC_UNPACK_FIX_TRUNC_HI_EXPR
1842 @tindex VEC_UNPACK_FIX_TRUNC_LO_EXPR
1843 @tindex VEC_PACK_TRUNC_EXPR
1844 @tindex VEC_PACK_SAT_EXPR
1845 @tindex VEC_PACK_FIX_TRUNC_EXPR
1846 @tindex VEC_PACK_FLOAT_EXPR
1847 @tindex VEC_COND_EXPR
1848 @tindex SAD_EXPR
1850 @table @code
1851 @item VEC_DUPLICATE_EXPR
1852 This node has a single operand and represents a vector in which every
1853 element is equal to that operand.
1855 @item VEC_SERIES_EXPR
1856 This node represents a vector formed from a scalar base and step,
1857 given as the first and second operands respectively.  Element @var{i}
1858 of the result is equal to @samp{@var{base} + @var{i}*@var{step}}.
1860 This node is restricted to integral types, in order to avoid
1861 specifying the rounding behavior for floating-point types.
1863 @item VEC_LSHIFT_EXPR
1864 @itemx VEC_RSHIFT_EXPR
1865 These nodes represent whole vector left and right shifts, respectively.
1866 The first operand is the vector to shift; it will always be of vector type.
1867 The second operand is an expression for the number of bits by which to
1868 shift.  Note that the result is undefined if the second operand is larger
1869 than or equal to the first operand's type size.
1871 @item VEC_WIDEN_MULT_HI_EXPR
1872 @itemx VEC_WIDEN_MULT_LO_EXPR
1873 These nodes represent widening vector multiplication of the high and low
1874 parts of the two input vectors, respectively.  Their operands are vectors
1875 that contain the same number of elements (@code{N}) of the same integral type.
1876 The result is a vector that contains half as many elements, of an integral type
1877 whose size is twice as wide.  In the case of @code{VEC_WIDEN_MULT_HI_EXPR} the
1878 high @code{N/2} elements of the two vector are multiplied to produce the
1879 vector of @code{N/2} products. In the case of @code{VEC_WIDEN_MULT_LO_EXPR} the
1880 low @code{N/2} elements of the two vector are multiplied to produce the
1881 vector of @code{N/2} products.
1883 @item IFN_VEC_WIDEN_PLUS
1884 This internal function represents widening vector addition of two input
1885 vectors.  Its operands are vectors that contain the same number of elements
1886 (@code{N}) of the same integral type.  The result is a vector that contains
1887 the same amount (@code{N}) of elements, of an integral type whose size is twice
1888 as wide, as the input vectors.  If the current target does not implement the
1889 corresponding optabs the vectorizer may choose to split it into either a pair
1890 of @code{IFN_VEC_WIDEN_PLUS_HI} and @code{IFN_VEC_WIDEN_PLUS_LO} or
1891 @code{IFN_VEC_WIDEN_PLUS_EVEN} and @code{IFN_VEC_WIDEN_PLUS_ODD}, depending
1892 on what optabs the target implements.
1894 @item IFN_VEC_WIDEN_PLUS_HI
1895 @itemx IFN_VEC_WIDEN_PLUS_LO
1896 These internal functions represent widening vector addition of the high and low
1897 parts of the two input vectors, respectively.  Their operands are vectors that
1898 contain the same number of elements (@code{N}) of the same integral type. The
1899 result is a vector that contains half as many elements, of an integral type
1900 whose size is twice as wide.  In the case of @code{IFN_VEC_WIDEN_PLUS_HI} the
1901 high @code{N/2} elements of the two vectors are added to produce the vector of
1902 @code{N/2} additions.  In the case of @code{IFN_VEC_WIDEN_PLUS_LO} the low
1903 @code{N/2} elements of the two vectors are added to produce the vector of
1904 @code{N/2} additions.
1906 @item IFN_VEC_WIDEN_PLUS_EVEN
1907 @itemx IFN_VEC_WIDEN_PLUS_ODD
1908 These internal functions represent widening vector addition of the even and odd
1909 elements of the two input vectors, respectively.  Their operands are vectors
1910 that contain the same number of elements (@code{N}) of the same integral type.
1911 The result is a vector that contains half as many elements, of an integral type
1912 whose size is twice as wide.  In the case of @code{IFN_VEC_WIDEN_PLUS_EVEN} the
1913 even @code{N/2} elements of the two vectors are added to produce the vector of
1914 @code{N/2} additions.  In the case of @code{IFN_VEC_WIDEN_PLUS_ODD} the odd
1915 @code{N/2} elements of the two vectors are added to produce the vector of
1916 @code{N/2} additions.
1918 @item IFN_VEC_WIDEN_MINUS
1919 This internal function represents widening vector subtraction of two input
1920 vectors.  Its operands are vectors that contain the same number of elements
1921 (@code{N}) of the same integral type.  The result is a vector that contains
1922 the same amount (@code{N}) of elements, of an integral type whose size is twice
1923 as wide, as the input vectors.  If the current target does not implement the
1924 corresponding optabs the vectorizer may choose to split it into either a pair
1925 of @code{IFN_VEC_WIDEN_MINUS_HI} and @code{IFN_VEC_WIDEN_MINUS_LO} or
1926 @code{IFN_VEC_WIDEN_MINUS_EVEN} and @code{IFN_VEC_WIDEN_MINUS_ODD}, depending
1927 on what optabs the target implements.
1929 @item IFN_VEC_WIDEN_MINUS_HI
1930 @itemx IFN_VEC_WIDEN_MINUS_LO
1931 These internal functions represent widening vector subtraction of the high and
1932 low parts of the two input vectors, respectively.  Their operands are vectors
1933 that contain the same number of elements (@code{N}) of the same integral type.
1934 The high/low elements of the second vector are subtracted from the high/low
1935 elements of the first. The result is a vector that contains half as many
1936 elements, of an integral type whose size is twice as wide.  In the case of
1937 @code{IFN_VEC_WIDEN_MINUS_HI} the high @code{N/2} elements of the second
1938 vector are subtracted from the high @code{N/2} of the first to produce the
1939 vector of @code{N/2} subtractions.  In the case of
1940 @code{IFN_VEC_WIDEN_MINUS_LO} the low @code{N/2} elements of the second
1941 vector are subtracted from the low @code{N/2} of the first to produce the
1942 vector of @code{N/2} subtractions.
1944 @item IFN_VEC_WIDEN_MINUS_EVEN
1945 @itemx IFN_VEC_WIDEN_MINUS_ODD
1946 These internal functions represent widening vector subtraction of the even and
1947 odd parts of the two input vectors, respectively.  Their operands are vectors
1948 that contain the same number of elements (@code{N}) of the same integral type.
1949 The even/odd elements of the second vector are subtracted from the even/odd
1950 elements of the first. The result is a vector that contains half as many
1951 elements, of an integral type whose size is twice as wide.  In the case of
1952 @code{IFN_VEC_WIDEN_MINUS_EVEN} the even @code{N/2} elements of the second
1953 vector are subtracted from the even @code{N/2} of the first to produce the
1954 vector of @code{N/2} subtractions.  In the case of
1955 @code{IFN_VEC_WIDEN_MINUS_ODD} the odd @code{N/2} elements of the second
1956 vector are subtracted from the odd @code{N/2} of the first to produce the
1957 vector of @code{N/2} subtractions.
1959 @item VEC_UNPACK_HI_EXPR
1960 @itemx VEC_UNPACK_LO_EXPR
1961 These nodes represent unpacking of the high and low parts of the input vector,
1962 respectively.  The single operand is a vector that contains @code{N} elements
1963 of the same integral or floating point type.  The result is a vector
1964 that contains half as many elements, of an integral or floating point type
1965 whose size is twice as wide.  In the case of @code{VEC_UNPACK_HI_EXPR} the
1966 high @code{N/2} elements of the vector are extracted and widened (promoted).
1967 In the case of @code{VEC_UNPACK_LO_EXPR} the low @code{N/2} elements of the
1968 vector are extracted and widened (promoted).
1970 @item VEC_UNPACK_FLOAT_HI_EXPR
1971 @itemx VEC_UNPACK_FLOAT_LO_EXPR
1972 These nodes represent unpacking of the high and low parts of the input vector,
1973 where the values are converted from fixed point to floating point.  The
1974 single operand is a vector that contains @code{N} elements of the same
1975 integral type.  The result is a vector that contains half as many elements
1976 of a floating point type whose size is twice as wide.  In the case of
1977 @code{VEC_UNPACK_FLOAT_HI_EXPR} the high @code{N/2} elements of the vector are
1978 extracted, converted and widened.  In the case of @code{VEC_UNPACK_FLOAT_LO_EXPR}
1979 the low @code{N/2} elements of the vector are extracted, converted and widened.
1981 @item VEC_UNPACK_FIX_TRUNC_HI_EXPR
1982 @itemx VEC_UNPACK_FIX_TRUNC_LO_EXPR
1983 These nodes represent unpacking of the high and low parts of the input vector,
1984 where the values are truncated from floating point to fixed point.  The
1985 single operand is a vector that contains @code{N} elements of the same
1986 floating point type.  The result is a vector that contains half as many
1987 elements of an integral type whose size is twice as wide.  In the case of
1988 @code{VEC_UNPACK_FIX_TRUNC_HI_EXPR} the high @code{N/2} elements of the
1989 vector are extracted and converted with truncation.  In the case of
1990 @code{VEC_UNPACK_FIX_TRUNC_LO_EXPR} the low @code{N/2} elements of the
1991 vector are extracted and converted with truncation.
1993 @item VEC_PACK_TRUNC_EXPR
1994 This node represents packing of truncated elements of the two input vectors
1995 into the output vector.  Input operands are vectors that contain the same
1996 number of elements of the same integral or floating point type.  The result
1997 is a vector that contains twice as many elements of an integral or floating
1998 point type whose size is half as wide. The elements of the two vectors are
1999 demoted and merged (concatenated) to form the output vector.
2001 @item VEC_PACK_SAT_EXPR
2002 This node represents packing of elements of the two input vectors into the
2003 output vector using saturation.  Input operands are vectors that contain
2004 the same number of elements of the same integral type.  The result is a
2005 vector that contains twice as many elements of an integral type whose size
2006 is half as wide.  The elements of the two vectors are demoted and merged
2007 (concatenated) to form the output vector.
2009 @item VEC_PACK_FIX_TRUNC_EXPR
2010 This node represents packing of elements of the two input vectors into the
2011 output vector, where the values are converted from floating point
2012 to fixed point.  Input operands are vectors that contain the same number
2013 of elements of a floating point type.  The result is a vector that contains
2014 twice as many elements of an integral type whose size is half as wide.  The
2015 elements of the two vectors are merged (concatenated) to form the output
2016 vector.
2018 @item VEC_PACK_FLOAT_EXPR
2019 This node represents packing of elements of the two input vectors into the
2020 output vector, where the values are converted from fixed point to floating
2021 point.  Input operands are vectors that contain the same number of elements
2022 of an integral type.  The result is a vector that contains twice as many
2023 elements of floating point type whose size is half as wide.  The elements of
2024 the two vectors are merged (concatenated) to form the output vector.
2026 @item VEC_COND_EXPR
2027 These nodes represent @code{?:} expressions.  The three operands must be
2028 vectors of the same size and number of elements.  The second and third
2029 operands must have the same type as the entire expression.  The first
2030 operand is of signed integral vector type.  If an element of the first
2031 operand evaluates to a zero value, the corresponding element of the
2032 result is taken from the third operand. If it evaluates to a minus one
2033 value, it is taken from the second operand. It should never evaluate to
2034 any other value currently, but optimizations should not rely on that
2035 property. In contrast with a @code{COND_EXPR}, all operands are always
2036 evaluated.
2038 @item SAD_EXPR
2039 This node represents the Sum of Absolute Differences operation.  The three
2040 operands must be vectors of integral types.  The first and second operand
2041 must have the same type.  The size of the vector element of the third
2042 operand must be at lease twice of the size of the vector element of the
2043 first and second one.  The SAD is calculated between the first and second
2044 operands, added to the third operand, and returned.
2046 @end table
2049 @c ---------------------------------------------------------------------
2050 @c Statements
2051 @c ---------------------------------------------------------------------
2053 @node Statements
2054 @section Statements
2055 @cindex Statements
2057 Most statements in GIMPLE are assignment statements, represented by
2058 @code{GIMPLE_ASSIGN}.  No other C expressions can appear at statement level;
2059 a reference to a volatile object is converted into a
2060 @code{GIMPLE_ASSIGN}.
2062 There are also several varieties of complex statements.
2064 @menu
2065 * Basic Statements::
2066 * Blocks::
2067 * Statement Sequences::
2068 * Empty Statements::
2069 * Jumps::
2070 * Cleanups::
2071 * OpenMP::
2072 * OpenACC::
2073 @end menu
2075 @node Basic Statements
2076 @subsection Basic Statements
2077 @cindex Basic Statements
2079 @table @code
2080 @item ASM_EXPR
2082 Used to represent an inline assembly statement.  For an inline assembly
2083 statement like:
2084 @smallexample
2085 asm ("mov x, y");
2086 @end smallexample
2087 The @code{ASM_STRING} macro will return a @code{STRING_CST} node for
2088 @code{"mov x, y"}.  If the original statement made use of the
2089 extended-assembly syntax, then @code{ASM_OUTPUTS},
2090 @code{ASM_INPUTS}, and @code{ASM_CLOBBERS} will be the outputs, inputs,
2091 and clobbers for the statement, represented as @code{STRING_CST} nodes.
2092 The extended-assembly syntax looks like:
2093 @smallexample
2094 asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
2095 @end smallexample
2096 The first string is the @code{ASM_STRING}, containing the instruction
2097 template.  The next two strings are the output and inputs, respectively;
2098 this statement has no clobbers.  As this example indicates, ``plain''
2099 assembly statements are merely a special case of extended assembly
2100 statements; they have no cv-qualifiers, outputs, inputs, or clobbers.
2101 All of the strings will be @code{NUL}-terminated, and will contain no
2102 embedded @code{NUL}-characters.
2104 If the assembly statement is declared @code{volatile}, or if the
2105 statement was not an extended assembly statement, and is therefore
2106 implicitly volatile, then the predicate @code{ASM_VOLATILE_P} will hold
2107 of the @code{ASM_EXPR}.
2109 @item DECL_EXPR
2111 Used to represent a local declaration.  The @code{DECL_EXPR_DECL} macro
2112 can be used to obtain the entity declared.  This declaration may be a
2113 @code{LABEL_DECL}, indicating that the label declared is a local label.
2114 (As an extension, GCC allows the declaration of labels with scope.)  In
2115 C, this declaration may be a @code{FUNCTION_DECL}, indicating the
2116 use of the GCC nested function extension.  For more information,
2117 @pxref{Functions}.
2119 @item LABEL_EXPR
2121 Used to represent a label.  The @code{LABEL_DECL} declared by this
2122 statement can be obtained with the @code{LABEL_EXPR_LABEL} macro.  The
2123 @code{IDENTIFIER_NODE} giving the name of the label can be obtained from
2124 the @code{LABEL_DECL} with @code{DECL_NAME}.
2126 @item GOTO_EXPR
2128 Used to represent a @code{goto} statement.  The @code{GOTO_DESTINATION} will
2129 usually be a @code{LABEL_DECL}.  However, if the ``computed goto'' extension
2130 has been used, the @code{GOTO_DESTINATION} will be an arbitrary expression
2131 indicating the destination.  This expression will always have pointer type.
2133 @item RETURN_EXPR
2135 Used to represent a @code{return} statement.  Operand 0 represents the
2136 value to return.  It should either be the @code{RESULT_DECL} for the
2137 containing function, or a @code{MODIFY_EXPR} or @code{INIT_EXPR}
2138 setting the function's @code{RESULT_DECL}.  It will be
2139 @code{NULL_TREE} if the statement was just
2140 @smallexample
2141 return;
2142 @end smallexample
2144 @item LOOP_EXPR
2145 These nodes represent ``infinite'' loops.  The @code{LOOP_EXPR_BODY}
2146 represents the body of the loop.  It should be executed forever, unless
2147 an @code{EXIT_EXPR} is encountered.
2149 @item EXIT_EXPR
2150 These nodes represent conditional exits from the nearest enclosing
2151 @code{LOOP_EXPR}.  The single operand is the condition; if it is
2152 nonzero, then the loop should be exited.  An @code{EXIT_EXPR} will only
2153 appear within a @code{LOOP_EXPR}.
2155 @item SWITCH_EXPR
2157 Used to represent a @code{switch} statement.  The @code{SWITCH_COND}
2158 is the expression on which the switch is occurring.  The
2159 @code{SWITCH_BODY} is the body of the switch statement.
2160 @code{SWITCH_ALL_CASES_P} is true if the switch includes a default
2161 label or the case label ranges cover all possible values of the
2162 condition expression.
2164 Note that @code{TREE_TYPE} for a @code{SWITCH_EXPR} represents the
2165 original type of switch expression as given in the source, before any
2166 compiler conversions, instead of the type of the switch expression
2167 itself (which is not meaningful).
2169 @item CASE_LABEL_EXPR
2171 Use to represent a @code{case} label, range of @code{case} labels, or a
2172 @code{default} label.  If @code{CASE_LOW} is @code{NULL_TREE}, then this is a
2173 @code{default} label.  Otherwise, if @code{CASE_HIGH} is @code{NULL_TREE}, then
2174 this is an ordinary @code{case} label.  In this case, @code{CASE_LOW} is
2175 an expression giving the value of the label.  Both @code{CASE_LOW} and
2176 @code{CASE_HIGH} are @code{INTEGER_CST} nodes.  These values will have
2177 the same type as the condition expression in the switch statement.
2179 Otherwise, if both @code{CASE_LOW} and @code{CASE_HIGH} are defined, the
2180 statement is a range of case labels.  Such statements originate with the
2181 extension that allows users to write things of the form:
2182 @smallexample
2183 case 2 ... 5:
2184 @end smallexample
2185 The first value will be @code{CASE_LOW}, while the second will be
2186 @code{CASE_HIGH}.
2188 @item DEBUG_BEGIN_STMT
2190 Marks the beginning of a source statement, for purposes of debug
2191 information generation.
2193 @end table
2196 @node Blocks
2197 @subsection Blocks
2198 @cindex Blocks
2200 Block scopes and the variables they declare in GENERIC are
2201 expressed using the @code{BIND_EXPR} code, which in previous
2202 versions of GCC was primarily used for the C statement-expression
2203 extension.
2205 Variables in a block are collected into @code{BIND_EXPR_VARS} in
2206 declaration order through their @code{TREE_CHAIN} field.  Any runtime
2207 initialization is moved out of @code{DECL_INITIAL} and into a
2208 statement in the controlled block.  When gimplifying from C or C++,
2209 this initialization replaces the @code{DECL_STMT}.  These variables
2210 will never require cleanups.  The scope of these variables is just the
2211 body
2213 Variable-length arrays (VLAs) complicate this process, as their size
2214 often refers to variables initialized earlier in the block and their
2215 initialization involves an explicit stack allocation.  To handle this,
2216 we add an indirection and replace them with a pointer to stack space
2217 allocated by means of @code{alloca}.  In most cases, we also arrange
2218 for this space to be reclaimed when the enclosing @code{BIND_EXPR} is
2219 exited, the exception to this being when there is an explicit call to
2220 @code{alloca} in the source code, in which case the stack is left
2221 depressed on exit of the @code{BIND_EXPR}.
2223 A C++ program will usually contain more @code{BIND_EXPR}s than
2224 there are syntactic blocks in the source code, since several C++
2225 constructs have implicit scopes associated with them.  On the
2226 other hand, although the C++ front end uses pseudo-scopes to
2227 handle cleanups for objects with destructors, these don't
2228 translate into the GIMPLE form; multiple declarations at the same
2229 level use the same @code{BIND_EXPR}.
2231 @node Statement Sequences
2232 @subsection Statement Sequences
2233 @cindex Statement Sequences
2235 Multiple statements at the same nesting level are collected into
2236 a @code{STATEMENT_LIST}.  Statement lists are modified and
2237 traversed using the interface in @samp{tree-iterator.h}.
2239 @node Empty Statements
2240 @subsection Empty Statements
2241 @cindex Empty Statements
2243 Whenever possible, statements with no effect are discarded.  But
2244 if they are nested within another construct which cannot be
2245 discarded for some reason, they are instead replaced with an
2246 empty statement, generated by @code{build_empty_stmt}.
2247 Initially, all empty statements were shared, after the pattern of
2248 the Java front end, but this caused a lot of trouble in practice.
2250 An empty statement is represented as @code{(void)0}.
2252 @node Jumps
2253 @subsection Jumps
2254 @cindex Jumps
2256 Other jumps are expressed by either @code{GOTO_EXPR} or
2257 @code{RETURN_EXPR}.
2259 The operand of a @code{GOTO_EXPR} must be either a label or a
2260 variable containing the address to jump to.
2262 The operand of a @code{RETURN_EXPR} is either @code{NULL_TREE},
2263 @code{RESULT_DECL}, or a @code{MODIFY_EXPR} which sets the return
2264 value.  It would be nice to move the @code{MODIFY_EXPR} into a
2265 separate statement, but the special return semantics in
2266 @code{expand_return} make that difficult.  It may still happen in
2267 the future, perhaps by moving most of that logic into
2268 @code{expand_assignment}.
2270 @node Cleanups
2271 @subsection Cleanups
2272 @cindex Cleanups
2274 Destructors for local C++ objects and similar dynamic cleanups are
2275 represented in GIMPLE by a @code{TRY_FINALLY_EXPR}.
2276 @code{TRY_FINALLY_EXPR} has two operands, both of which are a sequence
2277 of statements to execute.  The first sequence is executed.  When it
2278 completes the second sequence is executed.
2280 The first sequence may complete in the following ways:
2282 @enumerate
2284 @item Execute the last statement in the sequence and fall off the
2285 end.
2287 @item Execute a goto statement (@code{GOTO_EXPR}) to an ordinary
2288 label outside the sequence.
2290 @item Execute a return statement (@code{RETURN_EXPR}).
2292 @item Throw an exception.  This is currently not explicitly represented in
2293 GIMPLE.
2295 @end enumerate
2297 The second sequence is not executed if the first sequence completes by
2298 calling @code{setjmp} or @code{exit} or any other function that does
2299 not return.  The second sequence is also not executed if the first
2300 sequence completes via a non-local goto or a computed goto (in general
2301 the compiler does not know whether such a goto statement exits the
2302 first sequence or not, so we assume that it doesn't).
2304 After the second sequence is executed, if it completes normally by
2305 falling off the end, execution continues wherever the first sequence
2306 would have continued, by falling off the end, or doing a goto, etc.
2308 If the second sequence is an @code{EH_ELSE_EXPR} selector, then the
2309 sequence in its first operand is used when the first sequence completes
2310 normally, and that in its second operand is used for exceptional
2311 cleanups, i.e., when an exception propagates out of the first sequence.
2313 @code{TRY_FINALLY_EXPR} complicates the flow graph, since the cleanup
2314 needs to appear on every edge out of the controlled block; this
2315 reduces the freedom to move code across these edges.  Therefore, the
2316 EH lowering pass which runs before most of the optimization passes
2317 eliminates these expressions by explicitly adding the cleanup to each
2318 edge.  Rethrowing the exception is represented using @code{RESX_EXPR}.
2320 @node OpenMP
2321 @subsection OpenMP
2322 @tindex OMP_PARALLEL
2323 @tindex OMP_FOR
2324 @tindex OMP_SIMD
2325 @tindex OMP_DISTRIBUTE
2326 @tindex OMP_TASKLOOP
2327 @tindex OMP_LOOP
2328 @tindex OMP_SECTIONS
2329 @tindex OMP_SINGLE
2330 @tindex OMP_SECTION
2331 @tindex OMP_MASTER
2332 @tindex OMP_ORDERED
2333 @tindex OMP_CRITICAL
2334 @tindex OMP_RETURN
2335 @tindex OMP_CONTINUE
2336 @tindex OMP_ATOMIC
2337 @tindex OMP_CLAUSE
2339 All the statements starting with @code{OMP_} represent directives and
2340 clauses used by the OpenMP API @w{@uref{https://www.openmp.org}}.
2342 @table @code
2343 @item OMP_PARALLEL
2345 Represents @code{#pragma omp parallel [clause1 @dots{} clauseN]}. It
2346 has four operands:
2348 Operand @code{OMP_PARALLEL_BODY} is valid while in GENERIC and
2349 High GIMPLE forms.  It contains the body of code to be executed
2350 by all the threads.  During GIMPLE lowering, this operand becomes
2351 @code{NULL} and the body is emitted linearly after
2352 @code{OMP_PARALLEL}.
2354 Operand @code{OMP_PARALLEL_CLAUSES} is the list of clauses
2355 associated with the directive.
2357 Operand @code{OMP_PARALLEL_FN} is created by
2358 @code{pass_lower_omp}, it contains the @code{FUNCTION_DECL}
2359 for the function that will contain the body of the parallel
2360 region.
2362 Operand @code{OMP_PARALLEL_DATA_ARG} is also created by
2363 @code{pass_lower_omp}. If there are shared variables to be
2364 communicated to the children threads, this operand will contain
2365 the @code{VAR_DECL} that contains all the shared values and
2366 variables.
2368 @item OMP_FOR
2369 @itemx OMP_SIMD
2370 @itemx OMP_DISTRIBUTE
2371 @itemx OMP_TASKLOOP
2372 @itemx OMP_LOOP
2374 Represents @code{#pragma omp for [clause1 @dots{} clauseN]} and
2375 related loop constructs (respectively).
2377 A single @code{OMP_FOR} node represents an entire nest of collapsed
2378 loops; as noted below, some of its arguments are vectors of length
2379 equal to the collapse depth, and the corresponding elements holding
2380 data specific to a particular loop in the nest.  These vectors are
2381 numbered from the outside in so that the outermost loop is element 0.
2383 These constructs have seven operands:
2385 Operand @code{OMP_FOR_BODY} contains the loop body.
2387 Operand @code{OMP_FOR_CLAUSES} is the list of clauses
2388 associated with the directive.
2390 Operand @code{OMP_FOR_INIT} is a vector containing iteration
2391 variable initializations of the form @code{VAR = N1}.
2393 Operand @code{OMP_FOR_COND} is vector containing loop
2394 conditional expressions of the form @code{VAR @{<,>,<=,>=,!=@} N2}.
2396 Operand @code{OMP_FOR_INCR} is a vector containing loop index
2397 increment expressions of the form @code{VAR @{+=,-=@} INCR}.
2399 Operand @code{OMP_FOR_PRE_BODY} contains side effect code from
2400 operands @code{OMP_FOR_INIT}, @code{OMP_FOR_COND} and
2401 @code{OMP_FOR_INCR}.  These side effects are part of the
2402 @code{OMP_FOR} block but must be evaluated before the start of
2403 loop body.  @code{OMP_FOR_PRE_BODY} specifically
2404 includes @code{DECL_EXPR}s for iteration variables that are
2405 declared in the nested @code{for} loops.
2406 Note this field is not a vector; it may be null, but otherwise is
2407 usually a statement list collecting the side effect code from all
2408 the collapsed loops.
2410 Operand @code{OMP_FOR_ORIG_DECLS} holds @code{VAR_DECLS} for the
2411 original user-specified iterator variables in the source code.
2412 In some cases, like C++ class iterators or range @code{for} with
2413 decomposition, the @code{for} loop is rewritten by the front end to
2414 use a temporary iteration variable.  The purpose of this field is to
2415 make the original variables available to the gimplifier so it can
2416 adjust their data-sharing attributes and diagnose errors.
2417 @code{OMP_FOR_ORIG_DECLS} is a vector field, with each element holding
2418 a list of @code{VAR_DECLS} for the corresponding collapse level.
2420 The loop index variable @code{VAR} must be an integer variable,
2421 which is implicitly private to each thread.  For rectangular loops,
2422 the bounds @code{N1} and @code{N2} and the increment expression
2423 @code{INCR} are required to be loop-invariant integer expressions
2424 that are evaluated without any synchronization.  The evaluation order,
2425 frequency of evaluation and side effects are otherwise unspecified
2426 by the standard.
2428 For non-rectangular loops, in which the bounds of an inner loop depend
2429 on the index of an outer loop, the bit @code{OMP_FOR_NON_RECTANGULAR}
2430 must be set.  In this case @code{N1} and @code{N2} are not ordinary
2431 expressions, but instead a @code{TREE_VEC} with three elements:
2432 the @code{DECL} for the outer loop variable, a multiplication
2433 factor, and an offset.
2435 @item OMP_SECTIONS
2437 Represents @code{#pragma omp sections [clause1 @dots{} clauseN]}.
2439 Operand @code{OMP_SECTIONS_BODY} contains the sections body,
2440 which in turn contains a set of @code{OMP_SECTION} nodes for
2441 each of the concurrent sections delimited by @code{#pragma omp
2442 section}.
2444 Operand @code{OMP_SECTIONS_CLAUSES} is the list of clauses
2445 associated with the directive.
2447 @item OMP_SECTION
2449 Section delimiter for @code{OMP_SECTIONS}.
2451 @item OMP_SINGLE
2453 Represents @code{#pragma omp single}.
2455 Operand @code{OMP_SINGLE_BODY} contains the body of code to be
2456 executed by a single thread.
2458 Operand @code{OMP_SINGLE_CLAUSES} is the list of clauses
2459 associated with the directive.
2461 @item OMP_MASTER
2463 Represents @code{#pragma omp master}.
2465 Operand @code{OMP_MASTER_BODY} contains the body of code to be
2466 executed by the master thread.
2468 @item OMP_ORDERED
2470 Represents @code{#pragma omp ordered}.
2472 Operand @code{OMP_ORDERED_BODY} contains the body of code to be
2473 executed in the sequential order dictated by the loop index
2474 variable.
2476 @item OMP_CRITICAL
2478 Represents @code{#pragma omp critical [name]}.
2480 Operand @code{OMP_CRITICAL_BODY} is the critical section.
2482 Operand @code{OMP_CRITICAL_NAME} is an optional identifier to
2483 label the critical section.
2485 @item OMP_RETURN
2487 This does not represent any OpenMP directive, it is an artificial
2488 marker to indicate the end of the body of an OpenMP@. It is used
2489 by the flow graph (@code{tree-cfg.cc}) and OpenMP region
2490 building code (@code{omp-low.cc}).
2492 @item OMP_CONTINUE
2494 Similarly, this instruction does not represent an OpenMP
2495 directive, it is used by @code{OMP_FOR} (and similar codes) as well as
2496 @code{OMP_SECTIONS} to mark the place where the code needs to
2497 loop to the next iteration, or the next section, respectively.
2499 In some cases, @code{OMP_CONTINUE} is placed right before
2500 @code{OMP_RETURN}.  But if there are cleanups that need to
2501 occur right after the looping body, it will be emitted between
2502 @code{OMP_CONTINUE} and @code{OMP_RETURN}.
2504 @item OMP_STRUCTURED_BLOCK
2506 This is another statement that doesn't correspond to an OpenMP directive.
2507 It is used to mark sections of code in another directive that must
2508 be structured block sequences, in particular for sequences of intervening code
2509 in the body of an @code{OMP_FOR}.  It is not necessary to use this when the
2510 entire body of a directive is required to be a structured block sequence,
2511 since that is implicit in the representation of the corresponding node.
2513 This tree node is used only to allow error checking transfers of control
2514 in/out of the structured block sequence after gimplification.
2515 It has a single operand (@code{OMP_STRUCTURED_BLOCK_BODY}) that is
2516 the code within the structured block sequence.
2518 @item OMP_ATOMIC
2520 Represents @code{#pragma omp atomic}.
2522 Operand 0 is the address at which the atomic operation is to be
2523 performed.
2525 Operand 1 is the expression to evaluate.  The gimplifier tries
2526 three alternative code generation strategies.  Whenever possible,
2527 an atomic update built-in is used.  If that fails, a
2528 compare-and-swap loop is attempted.  If that also fails, a
2529 regular critical section around the expression is used.
2531 @item OMP_CLAUSE
2533 Represents clauses associated with one of the @code{OMP_} directives.
2534 Clauses are represented by separate subcodes defined in
2535 @file{tree.h}.  Clauses codes can be one of:
2536 @code{OMP_CLAUSE_PRIVATE}, @code{OMP_CLAUSE_SHARED},
2537 @code{OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE},
2538 @code{OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE}, @code{OMP_CLAUSE_COPYIN},
2539 @code{OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE}, @code{OMP_CLAUSE_IF},
2540 @code{OMP_CLAUSE_NUM_THREADS}, @code{OMP_CLAUSE_SCHEDULE},
2541 @code{OMP_CLAUSE_NOWAIT}, @code{OMP_CLAUSE_ORDERED},
2542 @code{OMP_CLAUSE_DEFAULT}, @code{OMP_CLAUSE_REDUCTION},
2543 @code{OMP_CLAUSE_COLLAPSE}, @code{OMP_CLAUSE_UNTIED},
2544 @code{OMP_CLAUSE_FINAL}, and @code{OMP_CLAUSE_MERGEABLE}.  Each code
2545 represents the corresponding OpenMP clause.
2547 Clauses associated with the same directive are chained together
2548 via @code{OMP_CLAUSE_CHAIN}. Those clauses that accept a list
2549 of variables are restricted to exactly one, accessed with
2550 @code{OMP_CLAUSE_VAR}.  Therefore, multiple variables under the
2551 same clause @code{C} need to be represented as multiple @code{C} clauses
2552 chained together.  This facilitates adding new clauses during
2553 compilation.
2555 @end table
2557 @node OpenACC
2558 @subsection OpenACC
2559 @tindex OACC_CACHE
2560 @tindex OACC_DATA
2561 @tindex OACC_DECLARE
2562 @tindex OACC_ENTER_DATA
2563 @tindex OACC_EXIT_DATA
2564 @tindex OACC_HOST_DATA
2565 @tindex OACC_KERNELS
2566 @tindex OACC_LOOP
2567 @tindex OACC_PARALLEL
2568 @tindex OACC_SERIAL
2569 @tindex OACC_UPDATE
2571 All the statements starting with @code{OACC_} represent directives and
2572 clauses used by the OpenACC API @w{@uref{https://www.openacc.org}}.
2574 @table @code
2575 @item OACC_CACHE
2577 Represents @code{#pragma acc cache (var @dots{})}.
2579 @item OACC_DATA
2581 Represents @code{#pragma acc data [clause1 @dots{} clauseN]}.
2583 @item OACC_DECLARE
2585 Represents @code{#pragma acc declare [clause1 @dots{} clauseN]}.
2587 @item OACC_ENTER_DATA
2589 Represents @code{#pragma acc enter data [clause1 @dots{} clauseN]}.
2591 @item OACC_EXIT_DATA
2593 Represents @code{#pragma acc exit data [clause1 @dots{} clauseN]}.
2595 @item OACC_HOST_DATA
2597 Represents @code{#pragma acc host_data [clause1 @dots{} clauseN]}.
2599 @item OACC_KERNELS
2601 Represents @code{#pragma acc kernels [clause1 @dots{} clauseN]}.
2603 @item OACC_LOOP
2605 Represents @code{#pragma acc loop [clause1 @dots{} clauseN]}.
2607 See the description of the @code{OMP_FOR} code.
2609 @item OACC_PARALLEL
2611 Represents @code{#pragma acc parallel [clause1 @dots{} clauseN]}.
2613 @item OACC_SERIAL
2615 Represents @code{#pragma acc serial [clause1 @dots{} clauseN]}.
2617 @item OACC_UPDATE
2619 Represents @code{#pragma acc update [clause1 @dots{} clauseN]}.
2621 @end table
2623 @c ---------------------------------------------------------------------
2624 @c Functions
2625 @c ---------------------------------------------------------------------
2627 @node Functions
2628 @section Functions
2629 @cindex function
2630 @tindex FUNCTION_DECL
2632 A function is represented by a @code{FUNCTION_DECL} node.  It stores
2633 the basic pieces of the function such as body, parameters, and return
2634 type as well as information on the surrounding context, visibility,
2635 and linkage.
2637 @menu
2638 * Function Basics::     Function names, body, and parameters.
2639 * Function Properties:: Context, linkage, etc.
2640 @end menu
2642 @c ---------------------------------------------------------------------
2643 @c Function Basics
2644 @c ---------------------------------------------------------------------
2646 @node Function Basics
2647 @subsection Function Basics
2648 @findex DECL_NAME
2649 @findex DECL_ASSEMBLER_NAME
2650 @findex TREE_PUBLIC
2651 @findex DECL_ARTIFICIAL
2652 @findex DECL_FUNCTION_SPECIFIC_TARGET
2653 @findex DECL_FUNCTION_SPECIFIC_OPTIMIZATION
2655 A function has four core parts: the name, the parameters, the result,
2656 and the body.  The following macros and functions access these parts
2657 of a @code{FUNCTION_DECL} as well as other basic features:
2658 @ftable @code
2659 @item DECL_NAME
2660 This macro returns the unqualified name of the function, as an
2661 @code{IDENTIFIER_NODE}.  For an instantiation of a function template,
2662 the @code{DECL_NAME} is the unqualified name of the template, not
2663 something like @code{f<int>}.  The value of @code{DECL_NAME} is
2664 undefined when used on a constructor, destructor, overloaded operator,
2665 or type-conversion operator, or any function that is implicitly
2666 generated by the compiler.  See below for macros that can be used to
2667 distinguish these cases.
2669 @item DECL_ASSEMBLER_NAME
2670 This macro returns the mangled name of the function, also an
2671 @code{IDENTIFIER_NODE}.  This name does not contain leading underscores
2672 on systems that prefix all identifiers with underscores.  The mangled
2673 name is computed in the same way on all platforms; if special processing
2674 is required to deal with the object file format used on a particular
2675 platform, it is the responsibility of the back end to perform those
2676 modifications.  (Of course, the back end should not modify
2677 @code{DECL_ASSEMBLER_NAME} itself.)
2679 Using @code{DECL_ASSEMBLER_NAME} will cause additional memory to be
2680 allocated (for the mangled name of the entity) so it should be used
2681 only when emitting assembly code.  It should not be used within the
2682 optimizers to determine whether or not two declarations are the same,
2683 even though some of the existing optimizers do use it in that way.
2684 These uses will be removed over time.
2686 @item DECL_ARGUMENTS
2687 This macro returns the @code{PARM_DECL} for the first argument to the
2688 function.  Subsequent @code{PARM_DECL} nodes can be obtained by
2689 following the @code{TREE_CHAIN} links.
2691 @item DECL_RESULT
2692 This macro returns the @code{RESULT_DECL} for the function.
2694 @item DECL_SAVED_TREE
2695 This macro returns the complete body of the function.
2697 @item TREE_TYPE
2698 This macro returns the @code{FUNCTION_TYPE} or @code{METHOD_TYPE} for
2699 the function.
2701 @item DECL_INITIAL
2702 A function that has a definition in the current translation unit will
2703 have a non-@code{NULL} @code{DECL_INITIAL}.  However, back ends should not make
2704 use of the particular value given by @code{DECL_INITIAL}.
2706 It should contain a tree of @code{BLOCK} nodes that mirrors the scopes
2707 that variables are bound in the function.  Each block contains a list
2708 of decls declared in a basic block, a pointer to a chain of blocks at
2709 the next lower scope level, then a pointer to the next block at the
2710 same level and a backpointer to the parent @code{BLOCK} or
2711 @code{FUNCTION_DECL}.  So given a function as follows:
2713 @smallexample
2714 void foo()
2716   int a;
2717   @{
2718     int b;
2719   @}
2720   int c;
2722 @end smallexample
2724 you would get the following:
2726 @smallexample
2727 tree foo = FUNCTION_DECL;
2728 tree decl_a = VAR_DECL;
2729 tree decl_b = VAR_DECL;
2730 tree decl_c = VAR_DECL;
2731 tree block_a = BLOCK;
2732 tree block_b = BLOCK;
2733 tree block_c = BLOCK;
2734 BLOCK_VARS(block_a) = decl_a;
2735 BLOCK_SUBBLOCKS(block_a) = block_b;
2736 BLOCK_CHAIN(block_a) = block_c;
2737 BLOCK_SUPERCONTEXT(block_a) = foo;
2738 BLOCK_VARS(block_b) = decl_b;
2739 BLOCK_SUPERCONTEXT(block_b) = block_a;
2740 BLOCK_VARS(block_c) = decl_c;
2741 BLOCK_SUPERCONTEXT(block_c) = foo;
2742 DECL_INITIAL(foo) = block_a;
2743 @end smallexample
2745 @end ftable
2747 @c ---------------------------------------------------------------------
2748 @c Function Properties
2749 @c ---------------------------------------------------------------------
2751 @node Function Properties
2752 @subsection Function Properties
2753 @cindex function properties
2754 @cindex statements
2756 To determine the scope of a function, you can use the
2757 @code{DECL_CONTEXT} macro.  This macro will return the class
2758 (either a @code{RECORD_TYPE} or a @code{UNION_TYPE}) or namespace (a
2759 @code{NAMESPACE_DECL}) of which the function is a member.  For a virtual
2760 function, this macro returns the class in which the function was
2761 actually defined, not the base class in which the virtual declaration
2762 occurred.
2764 In C, the @code{DECL_CONTEXT} for a function maybe another function.
2765 This representation indicates that the GNU nested function extension
2766 is in use.  For details on the semantics of nested functions, see the
2767 GCC Manual.  The nested function can refer to local variables in its
2768 containing function.  Such references are not explicitly marked in the
2769 tree structure; back ends must look at the @code{DECL_CONTEXT} for the
2770 referenced @code{VAR_DECL}.  If the @code{DECL_CONTEXT} for the
2771 referenced @code{VAR_DECL} is not the same as the function currently
2772 being processed, and neither @code{DECL_EXTERNAL} nor
2773 @code{TREE_STATIC} hold, then the reference is to a local variable in
2774 a containing function, and the back end must take appropriate action.
2776 @ftable @code
2777 @item DECL_EXTERNAL
2778 This predicate holds if the function is undefined.
2780 @item TREE_PUBLIC
2781 This predicate holds if the function has external linkage.
2783 @item TREE_STATIC
2784 This predicate holds if the function has been defined.
2786 @item TREE_THIS_VOLATILE
2787 This predicate holds if the function does not return normally.
2789 @item TREE_READONLY
2790 This predicate holds if the function can only read its arguments.
2792 @item DECL_PURE_P
2793 This predicate holds if the function can only read its arguments, but
2794 may also read global memory.
2796 @item DECL_VIRTUAL_P
2797 This predicate holds if the function is virtual.
2799 @item DECL_ARTIFICIAL
2800 This macro holds if the function was implicitly generated by the
2801 compiler, rather than explicitly declared.  In addition to implicitly
2802 generated class member functions, this macro holds for the special
2803 functions created to implement static initialization and destruction, to
2804 compute run-time type information, and so forth.
2806 @item DECL_FUNCTION_SPECIFIC_TARGET
2807 This macro returns a tree node that holds the target options that are
2808 to be used to compile this particular function or @code{NULL_TREE} if
2809 the function is to be compiled with the target options specified on
2810 the command line.
2812 @item DECL_FUNCTION_SPECIFIC_OPTIMIZATION
2813 This macro returns a tree node that holds the optimization options
2814 that are to be used to compile this particular function or
2815 @code{NULL_TREE} if the function is to be compiled with the
2816 optimization options specified on the command line.
2818 @end ftable
2820 @c ---------------------------------------------------------------------
2821 @c Language-dependent trees
2822 @c ---------------------------------------------------------------------
2824 @node Language-dependent trees
2825 @section Language-dependent trees
2826 @cindex language-dependent trees
2828 Front ends may wish to keep some state associated with various GENERIC
2829 trees while parsing.  To support this, trees provide a set of flags
2830 that may be used by the front end.  They are accessed using
2831 @code{TREE_LANG_FLAG_n} where @samp{n} is currently 0 through 6.
2833 If necessary, a front end can use some language-dependent tree
2834 codes in its GENERIC representation, so long as it provides a
2835 hook for converting them to GIMPLE and doesn't expect them to
2836 work with any (hypothetical) optimizers that run before the
2837 conversion to GIMPLE@. The intermediate representation used while
2838 parsing C and C++ looks very little like GENERIC, but the C and
2839 C++ gimplifier hooks are perfectly happy to take it as input and
2840 spit out GIMPLE@.
2844 @node C and C++ Trees
2845 @section C and C++ Trees
2847 This section documents the internal representation used by GCC to
2848 represent C and C++ source programs.  When presented with a C or C++
2849 source program, GCC parses the program, performs semantic analysis
2850 (including the generation of error messages), and then produces the
2851 internal representation described here.  This representation contains a
2852 complete representation for the entire translation unit provided as
2853 input to the front end.  This representation is then typically processed
2854 by a code-generator in order to produce machine code, but could also be
2855 used in the creation of source browsers, intelligent editors, automatic
2856 documentation generators, interpreters, and any other programs needing
2857 the ability to process C or C++ code.
2859 This section explains the internal representation.  In particular, it
2860 documents the internal representation for C and C++ source
2861 constructs, and the macros, functions, and variables that can be used to
2862 access these constructs.  The C++ representation is largely a superset
2863 of the representation used in the C front end.  There is only one
2864 construct used in C that does not appear in the C++ front end and that
2865 is the GNU ``nested function'' extension.  Many of the macros documented
2866 here do not apply in C because the corresponding language constructs do
2867 not appear in C@.
2869 The C and C++ front ends generate a mix of GENERIC trees and ones
2870 specific to C and C++.  These language-specific trees are higher-level
2871 constructs than the ones in GENERIC to make the parser's job easier.
2872 This section describes those trees that aren't part of GENERIC as well
2873 as aspects of GENERIC trees that are treated in a language-specific
2874 manner.
2876 If you are developing a ``back end'', be it is a code-generator or some
2877 other tool, that uses this representation, you may occasionally find
2878 that you need to ask questions not easily answered by the functions and
2879 macros available here.  If that situation occurs, it is quite likely
2880 that GCC already supports the functionality you desire, but that the
2881 interface is simply not documented here.  In that case, you should ask
2882 the GCC maintainers (via mail to @email{gcc@@gcc.gnu.org}) about
2883 documenting the functionality you require.  Similarly, if you find
2884 yourself writing functions that do not deal directly with your back end,
2885 but instead might be useful to other people using the GCC front end, you
2886 should submit your patches for inclusion in GCC@.
2888 @menu
2889 * Types for C++::               Fundamental and aggregate types.
2890 * Namespaces::                  Namespaces.
2891 * Classes::                     Classes.
2892 * Functions for C++::           Overloading and accessors for C++.
2893 * Statements for C and C++::    Statements specific to C and C++.
2894 * C++ Expressions::    From @code{typeid} to @code{throw}.
2895 @end menu
2897 @node Types for C++
2898 @subsection Types for C++
2899 @tindex UNKNOWN_TYPE
2900 @tindex TYPENAME_TYPE
2901 @tindex TYPEOF_TYPE
2902 @findex cp_type_quals
2903 @findex TYPE_UNQUALIFIED
2904 @findex TYPE_QUAL_CONST
2905 @findex TYPE_QUAL_VOLATILE
2906 @findex TYPE_QUAL_RESTRICT
2907 @findex TYPE_MAIN_VARIANT
2908 @cindex qualified type
2909 @findex TYPE_SIZE
2910 @findex TYPE_ALIGN
2911 @findex TYPE_PRECISION
2912 @findex TYPE_ARG_TYPES
2913 @findex TYPE_METHOD_BASETYPE
2914 @findex TYPE_PTRDATAMEM_P
2915 @findex TYPE_OFFSET_BASETYPE
2916 @findex TREE_TYPE
2917 @findex TYPE_CONTEXT
2918 @findex TYPE_NAME
2919 @findex TYPENAME_TYPE_FULLNAME
2920 @findex TYPE_FIELDS
2921 @findex TYPE_PTROBV_P
2923 In C++, an array type is not qualified; rather the type of the array
2924 elements is qualified.  This situation is reflected in the intermediate
2925 representation.  The macros described here will always examine the
2926 qualification of the underlying element type when applied to an array
2927 type.  (If the element type is itself an array, then the recursion
2928 continues until a non-array type is found, and the qualification of this
2929 type is examined.)  So, for example, @code{CP_TYPE_CONST_P} will hold of
2930 the type @code{const int ()[7]}, denoting an array of seven @code{int}s.
2932 The following functions and macros deal with cv-qualification of types:
2933 @ftable @code
2934 @item cp_type_quals
2935 This function returns the set of type qualifiers applied to this type.
2936 This value is @code{TYPE_UNQUALIFIED} if no qualifiers have been
2937 applied.  The @code{TYPE_QUAL_CONST} bit is set if the type is
2938 @code{const}-qualified.  The @code{TYPE_QUAL_VOLATILE} bit is set if the
2939 type is @code{volatile}-qualified.  The @code{TYPE_QUAL_RESTRICT} bit is
2940 set if the type is @code{restrict}-qualified.
2942 @item CP_TYPE_CONST_P
2943 This macro holds if the type is @code{const}-qualified.
2945 @item CP_TYPE_VOLATILE_P
2946 This macro holds if the type is @code{volatile}-qualified.
2948 @item CP_TYPE_RESTRICT_P
2949 This macro holds if the type is @code{restrict}-qualified.
2951 @item CP_TYPE_CONST_NON_VOLATILE_P
2952 This predicate holds for a type that is @code{const}-qualified, but
2953 @emph{not} @code{volatile}-qualified; other cv-qualifiers are ignored as
2954 well: only the @code{const}-ness is tested.
2956 @end ftable
2958 A few other macros and functions are usable with all types:
2959 @ftable @code
2960 @item TYPE_SIZE
2961 The number of bits required to represent the type, represented as an
2962 @code{INTEGER_CST}.  For an incomplete type, @code{TYPE_SIZE} will be
2963 @code{NULL_TREE}.
2965 @item TYPE_ALIGN
2966 The alignment of the type, in bits, represented as an @code{int}.
2968 @item TYPE_NAME
2969 This macro returns a declaration (in the form of a @code{TYPE_DECL}) for
2970 the type.  (Note this macro does @emph{not} return an
2971 @code{IDENTIFIER_NODE}, as you might expect, given its name!)  You can
2972 look at the @code{DECL_NAME} of the @code{TYPE_DECL} to obtain the
2973 actual name of the type.  The @code{TYPE_NAME} will be @code{NULL_TREE}
2974 for a type that is not a built-in type, the result of a typedef, or a
2975 named class type.
2977 @item CP_INTEGRAL_TYPE
2978 This predicate holds if the type is an integral type.  Notice that in
2979 C++, enumerations are @emph{not} integral types.
2981 @item ARITHMETIC_TYPE_P
2982 This predicate holds if the type is an integral type (in the C++ sense)
2983 or a floating point type.
2985 @item CLASS_TYPE_P
2986 This predicate holds for a class-type.
2988 @item TYPE_BUILT_IN
2989 This predicate holds for a built-in type.
2991 @item TYPE_PTRDATAMEM_P
2992 This predicate holds if the type is a pointer to data member.
2994 @item TYPE_PTR_P
2995 This predicate holds if the type is a pointer type, and the pointee is
2996 not a data member.
2998 @item TYPE_PTRFN_P
2999 This predicate holds for a pointer to function type.
3001 @item TYPE_PTROB_P
3002 This predicate holds for a pointer to object type.  Note however that it
3003 does not hold for the generic pointer to object type @code{void *}.  You
3004 may use @code{TYPE_PTROBV_P} to test for a pointer to object type as
3005 well as @code{void *}.
3007 @end ftable
3009 The table below describes types specific to C and C++ as well as
3010 language-dependent info about GENERIC types.
3012 @table @code
3014 @item POINTER_TYPE
3015 Used to represent pointer types, and pointer to data member types.  If
3016 @code{TREE_TYPE}
3017 is a pointer to data member type, then @code{TYPE_PTRDATAMEM_P} will hold.
3018 For a pointer to data member type of the form @samp{T X::*},
3019 @code{TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE} will be the type @code{X}, while
3020 @code{TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE} will be the type @code{T}.
3022 @item RECORD_TYPE
3023 Used to represent @code{struct} and @code{class} types in C and C++.  If
3024 @code{TYPE_PTRMEMFUNC_P} holds, then this type is a pointer-to-member
3025 type.  In that case, the @code{TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE} is a
3026 @code{POINTER_TYPE} pointing to a @code{METHOD_TYPE}.  The
3027 @code{METHOD_TYPE} is the type of a function pointed to by the
3028 pointer-to-member function.  If @code{TYPE_PTRMEMFUNC_P} does not hold,
3029 this type is a class type.  For more information, @pxref{Classes}.
3031 @item UNKNOWN_TYPE
3032 This node is used to represent a type the knowledge of which is
3033 insufficient for a sound processing.
3035 @item TYPENAME_TYPE
3036 Used to represent a construct of the form @code{typename T::A}.  The
3037 @code{TYPE_CONTEXT} is @code{T}; the @code{TYPE_NAME} is an
3038 @code{IDENTIFIER_NODE} for @code{A}.  If the type is specified via a
3039 template-id, then @code{TYPENAME_TYPE_FULLNAME} yields a
3040 @code{TEMPLATE_ID_EXPR}.  The @code{TREE_TYPE} is non-@code{NULL} if the
3041 node is implicitly generated in support for the implicit typename
3042 extension; in which case the @code{TREE_TYPE} is a type node for the
3043 base-class.
3045 @item TYPEOF_TYPE
3046 Used to represent the @code{__typeof__} extension.  The
3047 @code{TYPE_FIELDS} is the expression the type of which is being
3048 represented.
3050 @end table
3053 @c ---------------------------------------------------------------------
3054 @c Namespaces
3055 @c ---------------------------------------------------------------------
3057 @node Namespaces
3058 @subsection Namespaces
3059 @cindex namespace, scope
3060 @tindex NAMESPACE_DECL
3062 The root of the entire intermediate representation is the variable
3063 @code{global_namespace}.  This is the namespace specified with @code{::}
3064 in C++ source code.  All other namespaces, types, variables, functions,
3065 and so forth can be found starting with this namespace.
3067 However, except for the fact that it is distinguished as the root of the
3068 representation, the global namespace is no different from any other
3069 namespace.  Thus, in what follows, we describe namespaces generally,
3070 rather than the global namespace in particular.
3072 A namespace is represented by a @code{NAMESPACE_DECL} node.
3074 The following macros and functions can be used on a @code{NAMESPACE_DECL}:
3076 @ftable @code
3077 @item DECL_NAME
3078 This macro is used to obtain the @code{IDENTIFIER_NODE} corresponding to
3079 the unqualified name of the name of the namespace (@pxref{Identifiers}).
3080 The name of the global namespace is @samp{::}, even though in C++ the
3081 global namespace is unnamed.  However, you should use comparison with
3082 @code{global_namespace}, rather than @code{DECL_NAME} to determine
3083 whether or not a namespace is the global one.  An unnamed namespace
3084 will have a @code{DECL_NAME} equal to @code{anonymous_namespace_name}.
3085 Within a single translation unit, all unnamed namespaces will have the
3086 same name.
3088 @item DECL_CONTEXT
3089 This macro returns the enclosing namespace.  The @code{DECL_CONTEXT} for
3090 the @code{global_namespace} is @code{NULL_TREE}.
3092 @item DECL_NAMESPACE_ALIAS
3093 If this declaration is for a namespace alias, then
3094 @code{DECL_NAMESPACE_ALIAS} is the namespace for which this one is an
3095 alias.
3097 Do not attempt to use @code{cp_namespace_decls} for a namespace which is
3098 an alias.  Instead, follow @code{DECL_NAMESPACE_ALIAS} links until you
3099 reach an ordinary, non-alias, namespace, and call
3100 @code{cp_namespace_decls} there.
3102 @item DECL_NAMESPACE_STD_P
3103 This predicate holds if the namespace is the special @code{::std}
3104 namespace.
3106 @item cp_namespace_decls
3107 This function will return the declarations contained in the namespace,
3108 including types, overloaded functions, other namespaces, and so forth.
3109 If there are no declarations, this function will return
3110 @code{NULL_TREE}.  The declarations are connected through their
3111 @code{TREE_CHAIN} fields.
3113 Although most entries on this list will be declarations,
3114 @code{TREE_LIST} nodes may also appear.  In this case, the
3115 @code{TREE_VALUE} will be an @code{OVERLOAD}.  The value of the
3116 @code{TREE_PURPOSE} is unspecified; back ends should ignore this value.
3117 As with the other kinds of declarations returned by
3118 @code{cp_namespace_decls}, the @code{TREE_CHAIN} will point to the next
3119 declaration in this list.
3121 For more information on the kinds of declarations that can occur on this
3122 list, @xref{Declarations}.  Some declarations will not appear on this
3123 list.  In particular, no @code{FIELD_DECL}, @code{LABEL_DECL}, or
3124 @code{PARM_DECL} nodes will appear here.
3126 This function cannot be used with namespaces that have
3127 @code{DECL_NAMESPACE_ALIAS} set.
3129 @end ftable
3131 @c ---------------------------------------------------------------------
3132 @c Classes
3133 @c ---------------------------------------------------------------------
3135 @node Classes
3136 @subsection Classes
3137 @cindex class, scope
3138 @tindex RECORD_TYPE
3139 @tindex UNION_TYPE
3140 @findex CLASSTYPE_DECLARED_CLASS
3141 @findex TYPE_BINFO
3142 @findex BINFO_TYPE
3143 @findex TYPE_FIELDS
3144 @findex TYPE_VFIELD
3146 Besides namespaces, the other high-level scoping construct in C++ is the
3147 class.  (Throughout this manual the term @dfn{class} is used to mean the
3148 types referred to in the ANSI/ISO C++ Standard as classes; these include
3149 types defined with the @code{class}, @code{struct}, and @code{union}
3150 keywords.)
3152 A class type is represented by either a @code{RECORD_TYPE} or a
3153 @code{UNION_TYPE}.  A class declared with the @code{union} tag is
3154 represented by a @code{UNION_TYPE}, while classes declared with either
3155 the @code{struct} or the @code{class} tag are represented by
3156 @code{RECORD_TYPE}s.  You can use the @code{CLASSTYPE_DECLARED_CLASS}
3157 macro to discern whether or not a particular type is a @code{class} as
3158 opposed to a @code{struct}.  This macro will be true only for classes
3159 declared with the @code{class} tag.
3161 Almost all members are available on the @code{TYPE_FIELDS}
3162 list.  Given one member, the next can be found by following the
3163 @code{TREE_CHAIN}.  You should not depend in any way on the order in
3164 which fields appear on this list.  All nodes on this list will be
3165 @samp{DECL} nodes.  A @code{FIELD_DECL} is used to represent a non-static
3166 data member, a @code{VAR_DECL} is used to represent a static data
3167 member, and a @code{TYPE_DECL} is used to represent a type.  Note that
3168 the @code{CONST_DECL} for an enumeration constant will appear on this
3169 list, if the enumeration type was declared in the class.  (Of course,
3170 the @code{TYPE_DECL} for the enumeration type will appear here as well.)
3171 There are no entries for base classes on this list.  In particular,
3172 there is no @code{FIELD_DECL} for the ``base-class portion'' of an
3173 object.  If a function member is overloaded, each of the overloaded
3174 functions appears; no @code{OVERLOAD} nodes appear on the @code{TYPE_FIELDS}
3175 list.  Implicitly declared functions (including default constructors,
3176 copy constructors, assignment operators, and destructors) will appear on
3177 this list as well.
3179 The @code{TYPE_VFIELD} is a compiler-generated field used to point to
3180 virtual function tables.  It may or may not appear on the
3181 @code{TYPE_FIELDS} list.  However, back ends should handle the
3182 @code{TYPE_VFIELD} just like all the entries on the @code{TYPE_FIELDS}
3183 list.
3185 Every class has an associated @dfn{binfo}, which can be obtained with
3186 @code{TYPE_BINFO}.  Binfos are used to represent base-classes.  The
3187 binfo given by @code{TYPE_BINFO} is the degenerate case, whereby every
3188 class is considered to be its own base-class.  The base binfos for a
3189 particular binfo are held in a vector, whose length is obtained with
3190 @code{BINFO_N_BASE_BINFOS}.  The base binfos themselves are obtained
3191 with @code{BINFO_BASE_BINFO} and @code{BINFO_BASE_ITERATE}.  To add a
3192 new binfo, use @code{BINFO_BASE_APPEND}.  The vector of base binfos can
3193 be obtained with @code{BINFO_BASE_BINFOS}, but normally you do not need
3194 to use that.  The class type associated with a binfo is given by
3195 @code{BINFO_TYPE}.  It is not always the case that @code{BINFO_TYPE
3196 (TYPE_BINFO (x))}, because of typedefs and qualified types.  Neither is
3197 it the case that @code{TYPE_BINFO (BINFO_TYPE (y))} is the same binfo as
3198 @code{y}.  The reason is that if @code{y} is a binfo representing a
3199 base-class @code{B} of a derived class @code{D}, then @code{BINFO_TYPE
3200 (y)} will be @code{B}, and @code{TYPE_BINFO (BINFO_TYPE (y))} will be
3201 @code{B} as its own base-class, rather than as a base-class of @code{D}.
3203 The access to a base type can be found with @code{BINFO_BASE_ACCESS}.
3204 This will produce @code{access_public_node}, @code{access_private_node}
3205 or @code{access_protected_node}.  If bases are always public,
3206 @code{BINFO_BASE_ACCESSES} may be @code{NULL}.
3208 @code{BINFO_VIRTUAL_P} is used to specify whether the binfo is inherited
3209 virtually or not.  The other flags, @code{BINFO_FLAG_0} to
3210 @code{BINFO_FLAG_6}, can be used for language specific use.
3212 The following macros can be used on a tree node representing a class-type.
3214 @ftable @code
3215 @item LOCAL_CLASS_P
3216 This predicate holds if the class is local class @emph{i.e.}@: declared
3217 inside a function body.
3219 @item TYPE_POLYMORPHIC_P
3220 This predicate holds if the class has at least one virtual function
3221 (declared or inherited).
3223 @item TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR
3224 This predicate holds whenever its argument represents a class-type with
3225 default constructor.
3227 @item CLASSTYPE_HAS_MUTABLE
3228 @itemx TYPE_HAS_MUTABLE_P
3229 These predicates hold for a class-type having a mutable data member.
3231 @item CLASSTYPE_NON_POD_P
3232 This predicate holds only for class-types that are not PODs.
3234 @item TYPE_HAS_NEW_OPERATOR
3235 This predicate holds for a class-type that defines
3236 @code{operator new}.
3238 @item TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR
3239 This predicate holds for a class-type for which
3240 @code{operator new[]} is defined.
3242 @item TYPE_OVERLOADS_CALL_EXPR
3243 This predicate holds for class-type for which the function call
3244 @code{operator()} is overloaded.
3246 @item TYPE_OVERLOADS_ARRAY_REF
3247 This predicate holds for a class-type that overloads
3248 @code{operator[]}
3250 @item TYPE_OVERLOADS_ARROW
3251 This predicate holds for a class-type for which @code{operator->} is
3252 overloaded.
3254 @end ftable
3256 @node Functions for C++
3257 @subsection Functions for C++
3258 @cindex function
3259 @tindex FUNCTION_DECL
3260 @tindex OVERLOAD
3261 @findex OVL_CURRENT
3262 @findex OVL_NEXT
3264 A function is represented by a @code{FUNCTION_DECL} node.  A set of
3265 overloaded functions is sometimes represented by an @code{OVERLOAD} node.
3267 An @code{OVERLOAD} node is not a declaration, so none of the
3268 @samp{DECL_} macros should be used on an @code{OVERLOAD}.  An
3269 @code{OVERLOAD} node is similar to a @code{TREE_LIST}.  Use
3270 @code{OVL_CURRENT} to get the function associated with an
3271 @code{OVERLOAD} node; use @code{OVL_NEXT} to get the next
3272 @code{OVERLOAD} node in the list of overloaded functions.  The macros
3273 @code{OVL_CURRENT} and @code{OVL_NEXT} are actually polymorphic; you can
3274 use them to work with @code{FUNCTION_DECL} nodes as well as with
3275 overloads.  In the case of a @code{FUNCTION_DECL}, @code{OVL_CURRENT}
3276 will always return the function itself, and @code{OVL_NEXT} will always
3277 be @code{NULL_TREE}.
3279 To determine the scope of a function, you can use the
3280 @code{DECL_CONTEXT} macro.  This macro will return the class
3281 (either a @code{RECORD_TYPE} or a @code{UNION_TYPE}) or namespace (a
3282 @code{NAMESPACE_DECL}) of which the function is a member.  For a virtual
3283 function, this macro returns the class in which the function was
3284 actually defined, not the base class in which the virtual declaration
3285 occurred.
3287 If a friend function is defined in a class scope, the
3288 @code{DECL_FRIEND_CONTEXT} macro can be used to determine the class in
3289 which it was defined.  For example, in
3290 @smallexample
3291 class C @{ friend void f() @{@} @};
3292 @end smallexample
3293 @noindent
3294 the @code{DECL_CONTEXT} for @code{f} will be the
3295 @code{global_namespace}, but the @code{DECL_FRIEND_CONTEXT} will be the
3296 @code{RECORD_TYPE} for @code{C}.
3299 The following macros and functions can be used on a @code{FUNCTION_DECL}:
3300 @ftable @code
3301 @item DECL_MAIN_P
3302 This predicate holds for a function that is the program entry point
3303 @code{::code}.
3305 @item DECL_LOCAL_FUNCTION_P
3306 This predicate holds if the function was declared at block scope, even
3307 though it has a global scope.
3309 @item DECL_ANTICIPATED
3310 This predicate holds if the function is a built-in function but its
3311 prototype is not yet explicitly declared.
3313 @item DECL_EXTERN_C_FUNCTION_P
3314 This predicate holds if the function is declared as an
3315 `@code{extern "C"}' function.
3317 @item DECL_LINKONCE_P
3318 This macro holds if multiple copies of this function may be emitted in
3319 various translation units.  It is the responsibility of the linker to
3320 merge the various copies.  Template instantiations are the most common
3321 example of functions for which @code{DECL_LINKONCE_P} holds; G++
3322 instantiates needed templates in all translation units which require them,
3323 and then relies on the linker to remove duplicate instantiations.
3325 FIXME: This macro is not yet implemented.
3327 @item DECL_FUNCTION_MEMBER_P
3328 This macro holds if the function is a member of a class, rather than a
3329 member of a namespace.
3331 @item DECL_STATIC_FUNCTION_P
3332 This predicate holds if the function a static member function.
3334 @item DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P
3335 This macro holds for a non-static member function.
3337 @item DECL_CONST_MEMFUNC_P
3338 This predicate holds for a @code{const}-member function.
3340 @item DECL_VOLATILE_MEMFUNC_P
3341 This predicate holds for a @code{volatile}-member function.
3343 @item DECL_CONSTRUCTOR_P
3344 This macro holds if the function is a constructor.
3346 @item DECL_NONCONVERTING_P
3347 This predicate holds if the constructor is a non-converting constructor.
3349 @item DECL_COMPLETE_CONSTRUCTOR_P
3350 This predicate holds for a function which is a constructor for an object
3351 of a complete type.
3353 @item DECL_BASE_CONSTRUCTOR_P
3354 This predicate holds for a function which is a constructor for a base
3355 class sub-object.
3357 @item DECL_COPY_CONSTRUCTOR_P
3358 This predicate holds for a function which is a copy-constructor.
3360 @item DECL_DESTRUCTOR_P
3361 This macro holds if the function is a destructor.
3363 @item DECL_COMPLETE_DESTRUCTOR_P
3364 This predicate holds if the function is the destructor for an object a
3365 complete type.
3367 @item DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P
3368 This macro holds if the function is an overloaded operator.
3370 @item DECL_CONV_FN_P
3371 This macro holds if the function is a type-conversion operator.
3373 @item DECL_GLOBAL_CTOR_P
3374 This predicate holds if the function is a file-scope initialization
3375 function.
3377 @item DECL_GLOBAL_DTOR_P
3378 This predicate holds if the function is a file-scope finalization
3379 function.
3381 @item DECL_THUNK_P
3382 This predicate holds if the function is a thunk.
3384 These functions represent stub code that adjusts the @code{this} pointer
3385 and then jumps to another function.  When the jumped-to function
3386 returns, control is transferred directly to the caller, without
3387 returning to the thunk.  The first parameter to the thunk is always the
3388 @code{this} pointer; the thunk should add @code{THUNK_DELTA} to this
3389 value.  (The @code{THUNK_DELTA} is an @code{int}, not an
3390 @code{INTEGER_CST}.)
3392 Then, if @code{THUNK_VCALL_OFFSET} (an @code{INTEGER_CST}) is nonzero
3393 the adjusted @code{this} pointer must be adjusted again.  The complete
3394 calculation is given by the following pseudo-code:
3396 @smallexample
3397 this += THUNK_DELTA
3398 if (THUNK_VCALL_OFFSET)
3399   this += (*((ptrdiff_t **) this))[THUNK_VCALL_OFFSET]
3400 @end smallexample
3402 Finally, the thunk should jump to the location given
3403 by @code{DECL_INITIAL}; this will always be an expression for the
3404 address of a function.
3406 @item DECL_NON_THUNK_FUNCTION_P
3407 This predicate holds if the function is @emph{not} a thunk function.
3409 @item GLOBAL_INIT_PRIORITY
3410 If either @code{DECL_GLOBAL_CTOR_P} or @code{DECL_GLOBAL_DTOR_P} holds,
3411 then this gives the initialization priority for the function.  The
3412 linker will arrange that all functions for which
3413 @code{DECL_GLOBAL_CTOR_P} holds are run in increasing order of priority
3414 before @code{main} is called.  When the program exits, all functions for
3415 which @code{DECL_GLOBAL_DTOR_P} holds are run in the reverse order.
3417 @item TYPE_RAISES_EXCEPTIONS
3418 This macro returns the list of exceptions that a (member-)function can
3419 raise.  The returned list, if non @code{NULL}, is comprised of nodes
3420 whose @code{TREE_VALUE} represents a type.
3422 @item TYPE_NOTHROW_P
3423 This predicate holds when the exception-specification of its arguments
3424 is of the form `@code{()}'.
3426 @item DECL_ARRAY_DELETE_OPERATOR_P
3427 This predicate holds if the function an overloaded
3428 @code{operator delete[]}.
3430 @end ftable
3432 @c ---------------------------------------------------------------------
3433 @c Function Bodies
3434 @c ---------------------------------------------------------------------
3436 @node Statements for C and C++
3437 @subsection Statements for C and C++
3438 @cindex statements
3439 @tindex BREAK_STMT
3440 @tindex CLEANUP_STMT
3441 @findex CLEANUP_DECL
3442 @findex CLEANUP_EXPR
3443 @tindex CONTINUE_STMT
3444 @tindex DECL_STMT
3445 @findex DECL_STMT_DECL
3446 @tindex DO_STMT
3447 @findex DO_BODY
3448 @findex DO_COND
3449 @tindex EMPTY_CLASS_EXPR
3450 @tindex EXPR_STMT
3451 @findex EXPR_STMT_EXPR
3452 @tindex FOR_STMT
3453 @findex FOR_INIT_STMT
3454 @findex FOR_COND
3455 @findex FOR_EXPR
3456 @findex FOR_BODY
3457 @tindex HANDLER
3458 @tindex IF_STMT
3459 @findex IF_COND
3460 @findex THEN_CLAUSE
3461 @findex ELSE_CLAUSE
3462 @tindex RETURN_STMT
3463 @findex RETURN_EXPR
3464 @tindex SUBOBJECT
3465 @findex SUBOBJECT_CLEANUP
3466 @tindex SWITCH_STMT
3467 @findex SWITCH_COND
3468 @findex SWITCH_BODY
3469 @tindex TRY_BLOCK
3470 @findex TRY_STMTS
3471 @findex TRY_HANDLERS
3472 @findex HANDLER_PARMS
3473 @findex HANDLER_BODY
3474 @findex USING_STMT
3475 @tindex WHILE_STMT
3476 @findex WHILE_BODY
3477 @findex WHILE_COND
3479 A function that has a definition in the current translation unit has
3480 a non-@code{NULL} @code{DECL_INITIAL}.  However, back ends should not make
3481 use of the particular value given by @code{DECL_INITIAL}.
3483 The @code{DECL_SAVED_TREE} gives the complete body of the
3484 function.
3486 There are tree nodes corresponding to all of the source-level
3487 statement constructs, used within the C and C++ frontends.  These are
3488 enumerated here, together with a list of the various macros that can
3489 be used to obtain information about them.  There are a few macros that
3490 can be used with all statements:
3492 @ftable @code
3493 @item STMT_IS_FULL_EXPR_P
3494 In C++, statements normally constitute ``full expressions''; temporaries
3495 created during a statement are destroyed when the statement is complete.
3496 However, G++ sometimes represents expressions by statements; these
3497 statements will not have @code{STMT_IS_FULL_EXPR_P} set.  Temporaries
3498 created during such statements should be destroyed when the innermost
3499 enclosing statement with @code{STMT_IS_FULL_EXPR_P} set is exited.
3501 @end ftable
3503 Here is the list of the various statement nodes, and the macros used to
3504 access them.  This documentation describes the use of these nodes in
3505 non-template functions (including instantiations of template functions).
3506 In template functions, the same nodes are used, but sometimes in
3507 slightly different ways.
3509 Many of the statements have substatements.  For example, a @code{while}
3510 loop has a body, which is itself a statement.  If the substatement
3511 is @code{NULL_TREE}, it is considered equivalent to a statement
3512 consisting of a single @code{;}, i.e., an expression statement in which
3513 the expression has been omitted.  A substatement may in fact be a list
3514 of statements, connected via their @code{TREE_CHAIN}s.  So, you should
3515 always process the statement tree by looping over substatements, like
3516 this:
3517 @smallexample
3518 void process_stmt (stmt)
3519      tree stmt;
3521   while (stmt)
3522     @{
3523       switch (TREE_CODE (stmt))
3524         @{
3525         case IF_STMT:
3526           process_stmt (THEN_CLAUSE (stmt));
3527           /* @r{More processing here.}  */
3528           break;
3530         @dots{}
3531         @}
3533       stmt = TREE_CHAIN (stmt);
3534     @}
3536 @end smallexample
3537 In other words, while the @code{then} clause of an @code{if} statement
3538 in C++ can be only one statement (although that one statement may be a
3539 compound statement), the intermediate representation sometimes uses
3540 several statements chained together.
3542 @table @code
3543 @item BREAK_STMT
3545 Used to represent a @code{break} statement.  There are no additional
3546 fields.
3548 @item CLEANUP_STMT
3550 Used to represent an action that should take place upon exit from the
3551 enclosing scope.  Typically, these actions are calls to destructors for
3552 local objects, but back ends cannot rely on this fact.  If these nodes
3553 are in fact representing such destructors, @code{CLEANUP_DECL} will be
3554 the @code{VAR_DECL} destroyed.  Otherwise, @code{CLEANUP_DECL} will be
3555 @code{NULL_TREE}.  In any case, the @code{CLEANUP_EXPR} is the
3556 expression to execute.  The cleanups executed on exit from a scope
3557 should be run in the reverse order of the order in which the associated
3558 @code{CLEANUP_STMT}s were encountered.
3560 @item CONTINUE_STMT
3562 Used to represent a @code{continue} statement.  There are no additional
3563 fields.
3565 @item CTOR_STMT
3567 Used to mark the beginning (if @code{CTOR_BEGIN_P} holds) or end (if
3568 @code{CTOR_END_P} holds of the main body of a constructor.  See also
3569 @code{SUBOBJECT} for more information on how to use these nodes.
3571 @item DO_STMT
3573 Used to represent a @code{do} loop.  The body of the loop is given by
3574 @code{DO_BODY} while the termination condition for the loop is given by
3575 @code{DO_COND}.  The condition for a @code{do}-statement is always an
3576 expression.
3578 @item EMPTY_CLASS_EXPR
3580 Used to represent a temporary object of a class with no data whose
3581 address is never taken.  (All such objects are interchangeable.)  The
3582 @code{TREE_TYPE} represents the type of the object.
3584 @item EXPR_STMT
3586 Used to represent an expression statement.  Use @code{EXPR_STMT_EXPR} to
3587 obtain the expression.
3589 @item FOR_STMT
3591 Used to represent a @code{for} statement.  The @code{FOR_INIT_STMT} is
3592 the initialization statement for the loop.  The @code{FOR_COND} is the
3593 termination condition.  The @code{FOR_EXPR} is the expression executed
3594 right before the @code{FOR_COND} on each loop iteration; often, this
3595 expression increments a counter.  The body of the loop is given by
3596 @code{FOR_BODY}.  @code{FOR_SCOPE} holds the scope of the @code{for}
3597 statement (used in the C++ front end only).  Note that
3598 @code{FOR_INIT_STMT} and @code{FOR_BODY} return statements, while
3599 @code{FOR_COND} and @code{FOR_EXPR} return expressions.
3601 @item HANDLER
3603 Used to represent a C++ @code{catch} block.  The @code{HANDLER_TYPE}
3604 is the type of exception that will be caught by this handler; it is
3605 equal (by pointer equality) to @code{NULL} if this handler is for all
3606 types.  @code{HANDLER_PARMS} is the @code{DECL_STMT} for the catch
3607 parameter, and @code{HANDLER_BODY} is the code for the block itself.
3609 @item IF_STMT
3611 Used to represent an @code{if} statement.  The @code{IF_COND} is the
3612 expression.
3614 If the condition is a @code{TREE_LIST}, then the @code{TREE_PURPOSE} is
3615 a statement (usually a @code{DECL_STMT}).  Each time the condition is
3616 evaluated, the statement should be executed.  Then, the
3617 @code{TREE_VALUE} should be used as the conditional expression itself.
3618 This representation is used to handle C++ code like this:
3620 @smallexample
3621 if (int i = 7) @dots{}
3622 @end smallexample
3624 where there is a new local variable (or variables) declared within the
3625 condition.
3627 The @code{THEN_CLAUSE} represents the statement given by the @code{then}
3628 condition, while the @code{ELSE_CLAUSE} represents the statement given
3629 by the @code{else} condition.
3631 C++ distinguishes between this and @code{COND_EXPR} for handling templates.
3633 @item SUBOBJECT
3635 In a constructor, these nodes are used to mark the point at which a
3636 subobject of @code{this} is fully constructed.  If, after this point, an
3637 exception is thrown before a @code{CTOR_STMT} with @code{CTOR_END_P} set
3638 is encountered, the @code{SUBOBJECT_CLEANUP} must be executed.  The
3639 cleanups must be executed in the reverse order in which they appear.
3641 @item SWITCH_STMT
3643 Used to represent a @code{switch} statement.  The @code{SWITCH_STMT_COND}
3644 is the expression on which the switch is occurring.  See the documentation
3645 for an @code{IF_STMT} for more information on the representation used
3646 for the condition.  The @code{SWITCH_STMT_BODY} is the body of the switch
3647 statement.   The @code{SWITCH_STMT_TYPE} is the original type of switch
3648 expression as given in the source, before any compiler conversions.
3649 The @code{SWITCH_STMT_SCOPE} is the statement scope (used in the
3650 C++ front end only).
3652 There are also two boolean flags used with @code{SWITCH_STMT}.
3653 @code{SWITCH_STMT_ALL_CASES_P} is true if the switch includes a default label
3654 or the case label ranges cover all possible values of the condition
3655 expression.  @code{SWITCH_STMT_NO_BREAK_P} is true if there are no
3656 @code{break} statements in the switch.
3658 @item TRY_BLOCK
3659 Used to represent a @code{try} block.  The body of the try block is
3660 given by @code{TRY_STMTS}.  Each of the catch blocks is a @code{HANDLER}
3661 node.  The first handler is given by @code{TRY_HANDLERS}.  Subsequent
3662 handlers are obtained by following the @code{TREE_CHAIN} link from one
3663 handler to the next.  The body of the handler is given by
3664 @code{HANDLER_BODY}.
3666 If @code{CLEANUP_P} holds of the @code{TRY_BLOCK}, then the
3667 @code{TRY_HANDLERS} will not be a @code{HANDLER} node.  Instead, it will
3668 be an expression that should be executed if an exception is thrown in
3669 the try block.  It must rethrow the exception after executing that code.
3670 And, if an exception is thrown while the expression is executing,
3671 @code{terminate} must be called.
3673 @item USING_STMT
3674 Used to represent a @code{using} directive.  The namespace is given by
3675 @code{USING_STMT_NAMESPACE}, which will be a NAMESPACE_DECL@.  This node
3676 is needed inside template functions, to implement using directives
3677 during instantiation.
3679 @item WHILE_STMT
3681 Used to represent a @code{while} loop.  The @code{WHILE_COND} is the
3682 termination condition for the loop.  See the documentation for an
3683 @code{IF_STMT} for more information on the representation used for the
3684 condition.
3686 The @code{WHILE_BODY} is the body of the loop.
3688 @end table
3690 @node C++ Expressions
3691 @subsection C++ Expressions
3693 This section describes expressions specific to the C and C++ front
3694 ends.
3696 @table @code
3697 @item TYPEID_EXPR
3699 Used to represent a @code{typeid} expression.
3701 @item NEW_EXPR
3702 @itemx VEC_NEW_EXPR
3704 Used to represent a call to @code{new} and @code{new[]} respectively.
3706 @item DELETE_EXPR
3707 @itemx VEC_DELETE_EXPR
3709 Used to represent a call to @code{delete} and @code{delete[]} respectively.
3711 @item MEMBER_REF
3713 Represents a reference to a member of a class.
3715 @item THROW_EXPR
3717 Represents an instance of @code{throw} in the program.  Operand 0,
3718 which is the expression to throw, may be @code{NULL_TREE}.
3721 @item AGGR_INIT_EXPR
3722 An @code{AGGR_INIT_EXPR} represents the initialization as the return
3723 value of a function call, or as the result of a constructor.  An
3724 @code{AGGR_INIT_EXPR} will only appear as a full-expression, or as the
3725 second operand of a @code{TARGET_EXPR}.  @code{AGGR_INIT_EXPR}s have
3726 a representation similar to that of @code{CALL_EXPR}s.  You can use
3727 the @code{AGGR_INIT_EXPR_FN} and @code{AGGR_INIT_EXPR_ARG} macros to access
3728 the function to call and the arguments to pass.
3730 If @code{AGGR_INIT_VIA_CTOR_P} holds of the @code{AGGR_INIT_EXPR}, then
3731 the initialization is via a constructor call.  The address of the
3732 @code{AGGR_INIT_EXPR_SLOT} operand, which is always a @code{VAR_DECL},
3733 is taken, and this value replaces the first argument in the argument
3734 list.
3736 In either case, the expression is void.
3739 @end table