16e40083de6b06f402671685f6f5b4a829e4c980
[libfirm] / include / libfirm / irmemory.h
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
3  *
4  * This file is part of libFirm.
5  *
6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
9  * packaging of this file.
10  *
11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
13  * Agreement provided with the Software.
14  *
15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
17  * PURPOSE.
18  */
19
20 /**
21  * @file
22  * @brief    Memory disambiguator
23  * @author   Michael Beck
24  * @date     27.12.2006
25  * @version  $Id$
26  */
27 #ifndef FIRM_ANA_IRMEMORY_H
28 #define FIRM_ANA_IRMEMORY_H
29
30 #include "firm_types.h"
31
32 /** The alias relation of two memory addresses. */
33 typedef enum {
34         ir_no_alias,       /**< No alias. */
35         ir_may_alias,      /**< Unknown state, may alias. */
36         ir_sure_alias      /**< Sure alias. */
37 } ir_alias_relation;
38
39 /** The state of the entity usage flags. */
40 typedef enum {
41         ir_entity_usage_not_computed,
42         ir_entity_usage_computed
43 } ir_entity_usage_computed_state;
44
45 /** Possible options for the memory disambiguator. */
46 typedef enum {
47         aa_opt_no_opt              = 0,  /**< no options: most conservative */
48         aa_opt_type_based          = 1,  /**< use type based alias analysis: strict typed source language */
49         aa_opt_byte_type_may_alias = 2,  /**< if type based analysis is enabled: bytes types may alias other types */
50         aa_opt_no_alias            = 4,  /**< two addresses NEVER alias, use with CAUTION (gcc -fno-alias) */
51         aa_opt_inherited           = 128 /**< only for implementation: options from a graph are inherited from global */
52 } ir_disambuigator_options;
53
54 /**
55  * Classify storage locations.
56  * Except ir_sc_pointer they are all disjoint.
57  * ir_sc_pointer potentially aliases all classes which don't have a
58  * NOTTAKEN modifier.
59  */
60 typedef enum {
61         ir_sc_pointer           = 0x0,  /**< generic pointer, may be anything */
62         ir_sc_globalvar         = 0x1,  /**< an address of a global variable */
63         ir_sc_localvar          = 0x2,  /**< an address of a local variable */
64         ir_sc_argument          = 0x3,  /**< an method argument */
65         ir_sc_tls               = 0x4,  /**< an address of a thread local storage variable */
66         ir_sc_malloced          = 0x5,  /**< an allocated heap address */
67         ir_sc_globaladdr        = 0x6,  /**< a constant address of something, said to be alias free */
68
69         ir_sc_modifier_nottaken = 0x80  /**< if set, the address of the variable was not taken */
70 } ir_storage_class_class_t;
71
72 /** Get the base storage class (ignore modifier) */
73 #define GET_BASE_SC(x) ((x) & ~ir_sc_modifier_nottaken)
74
75 /**
76  * A source language specific memory disambiguator function.
77  * Called by get_alias_relation().
78  */
79 typedef ir_alias_relation (*DISAMBIGUATOR_FUNC)(
80         ir_graph *irg,
81         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
82         ir_node *adr2, ir_mode *mode2);
83
84 /**
85  * Classify a base pointer.
86  *
87  * @param irg  the graph of the pointer
88  * @param irn  the node representing the base address
89  * @param ent  the base entity of the base address iff any
90  */
91 ir_storage_class_class_t classify_pointer(ir_graph *irg, ir_node *irn, ir_entity *ent);
92
93 /**
94  * Returns a human readable name for an alias relation.
95  */
96 const char *get_ir_alias_relation_name(ir_alias_relation rel);
97
98 /**
99  * Determine the alias relation between two addresses.
100  *
101  * @param irg     The current graph.
102  * @param adr1    The first address.
103  * @param mode1   The mode of the first memory access.
104  * @param adr2    The second address.
105  * @param mode2   The mode of the second memory access.
106  *
107  * The memory disambiguator tries to determine the alias state between
108  * two memory addresses. The following rules are used:
109  *
110  * - different variable from the same segment never alias (R1 a)
111  * - variables from different segments never alias when:
112  *   - a global variable and a local one never alias (R1 b)
113  *   - a global variable and a TLS one never alias (R1 c)
114  *   - a local variable and a TLS one never alias (R1 d)
115  *   - a local variable and a parameter never alias (R1 e)
116  *   - a global variable and the result of a malloc routine never alias (R1 f)
117  *   - a local variable and the result of a malloc routine never alias (R1 g)
118  *   - a TLS variable and the result of a malloc routine never alias (R1 h)
119  *   - a parameter and the result of a malloc routine (obtained in the
120  *     same routine as the parameter) never alias (R1 i)
121  * - two different variables never alias (R2)
122  * - if one is a variable whose address has never been taken
123  *   there is no alias (R3)
124  * - if two memory addresses have the same base and their offsets
125  *   do not describe overlapping regions there is no alias (R4)
126  * - if opt_strong_typed is set and both addresses describe entities,
127  *   different types never alias (R5)
128  *
129  * If none of these rules apply, the points-to framework must be
130  * interrogated to detect the alias relation.
131  */
132 ir_alias_relation get_alias_relation(
133         ir_graph *irg,
134         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
135         ir_node *adr2, ir_mode *mode2);
136
137 /**
138  * Set a source language specific memory disambiguator function.
139  *
140  * @param func  The callback.
141  */
142 void set_language_memory_disambiguator(DISAMBIGUATOR_FUNC func);
143
144 /**
145  * Initialize the relation cache.
146  */
147 void mem_disambig_init(void);
148
149 /*
150  * Determine the alias relation between two addresses and
151  * cache the result.
152  *
153  * @param irg     The current graph.
154  * @param adr1    The first address.
155  * @param mode1   The mode of the first memory access.
156  * @param adr2    The second address.
157  * @param mode2   The mode of the second memory access.
158  *
159  * @see get_alias_relation()
160  */
161 ir_alias_relation get_alias_relation_ex(
162         ir_graph *irg,
163         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
164         ir_node *adr2, ir_mode *mode2);
165
166 /**
167  * Free the relation cache.
168  */
169 void mem_disambig_term(void);
170
171 ir_entity_usage_computed_state get_irg_entity_usage_state(const ir_graph *irg);
172
173 void set_irg_entity_usage_state(ir_graph *irg, ir_entity_usage_computed_state state);
174
175 /**
176  * Assure that the entity usage flags have been computed for the given graph.
177  *
178  * This is an intraprocedural analysis that computes the entity usage state
179  * for all local variables.
180  *
181  * Note that this is a conservative estimation that by no Firm transformation
182  * can be invalidated, so it's only recomputed if manually triggered by calling
183  * set_irg_entity_usage_state(irg, ir_entity_usage_not_computed).
184  * Even then the information is not cleaned from the variables, call
185  * assure_irg_entity_usage_computed() again for recomputation.
186  */
187 void assure_irg_entity_usage_computed(ir_graph *irg);
188
189 /**
190  * Returns the current address taken state of the globals.
191  */
192 ir_entity_usage_computed_state get_irp_globals_entity_usage_state(void);
193
194 /**
195  * Sets the current address taken state of the globals.
196  *
197  * @param state  the new state
198  */
199 void set_irp_globals_entity_usage_state(ir_entity_usage_computed_state state);
200
201 /**
202  * Assure that the address taken flag is computed for the global and TLS entities (variables).
203  *
204  * This is an interprocedural analysis that computes the address_taken state
205  * for all global and TLS variables.
206  *
207  * Note that this is a conservative estimation that by no Firm transformation
208  * can be invalidated, so it's only recomputed if manually triggered by calling
209  * set_irp_globals_entity_usage_state(ir_entity_usage_not_computed).
210  * Even then the information is not cleaned from the variables, call
211  * assure_irp_globals_entity_usage_computed() again for recomputation.
212  */
213 void assure_irp_globals_entity_usage_computed(void);
214
215 /**
216  * Get the memory disambiguator options for a graph.
217  *
218  * @param irg  the graph
219  */
220 unsigned get_irg_memory_disambiguator_options(ir_graph *irg);
221
222 /**
223  * Set the memory disambiguator options for a graph.
224  *
225  * @param irg      the graph
226  * @param option   a set of options
227  */
228 void set_irg_memory_disambiguator_options(ir_graph *irg, unsigned options);
229
230 /**
231  * Set the global disambiguator options for all graphs not having local options.
232  *
233  * @param option   a set of options
234  */
235 void set_irp_memory_disambiguator_options(unsigned options);
236
237 /**
238  * Mark all private methods, i.e. those of which all call sites are known.
239  * We use a very convervative estimation yet: If the address of a method is
240  * never taken AND its visibility is visibility_local, then it's private.
241  */
242 void mark_private_methods(void);
243
244 #endif /* FIRM_ANA_IRMEMORY_H */