5b7c08e79f7fcfb16bce0c941a7b553e7b2df42a
[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_args        = 4,  /**< arguments do not alias each other but may alias global storage */
51         aa_opt_no_alias_args_global = 8,  /**< arguments do not alias global storage */
52         aa_opt_no_alias             = 16, /**< two addresses NEVER alias, use with CAUTION (gcc -fno-alias) */
53         aa_opt_inherited            = 128 /**< only for implementation: options from a graph are inherited from global */
54 } ir_disambuigator_options;
55
56 /**
57  * Classify storage locations.
58  * Except ir_sc_pointer they are all disjoint.
59  * ir_sc_pointer potentially aliases all classes which don't have a
60  * NOTTAKEN modifier.
61  */
62 typedef enum {
63         ir_sc_pointer           = 0x0,  /**< generic pointer, may be anything */
64         ir_sc_globalvar         = 0x1,  /**< an address of a global variable */
65         ir_sc_localvar          = 0x2,  /**< an address of a local variable */
66         ir_sc_argument          = 0x3,  /**< an method argument */
67         ir_sc_tls               = 0x4,  /**< an address of a thread local storage variable */
68         ir_sc_malloced          = 0x5,  /**< an allocated heap address */
69         ir_sc_globaladdr        = 0x6,  /**< a constant address of something */
70
71         ir_sc_modifier_nottaken = 0x80  /**< if set, the address of the variable was not taken */
72 } ir_storage_class_class_t;
73
74 /** Get the base storage class (ignore modifier) */
75 #define GET_BASE_SC(x) ((x) & ~ir_sc_modifier_nottaken)
76
77 /**
78  * A source language specific memory disambiguator function.
79  * Called by get_alias_relation().
80  */
81 typedef ir_alias_relation (*DISAMBIGUATOR_FUNC)(
82         ir_graph *irg,
83         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
84         ir_node *adr2, ir_mode *mode2);
85
86 /**
87  * Classify a base pointer.
88  *
89  * @param irg  the graph of the pointer
90  * @param irn  the node representing the base address
91  * @param ent  the base entity of the base address iff any
92  */
93 ir_storage_class_class_t classify_pointer(ir_graph *irg, ir_node *irn, ir_entity *ent);
94
95 /**
96  * Returns a human readable name for an alias relation.
97  */
98 const char *get_ir_alias_relation_name(ir_alias_relation rel);
99
100 /**
101  * Determine the alias relation between two addresses.
102  *
103  * @param irg     The current graph.
104  * @param adr1    The first address.
105  * @param mode1   The mode of the first memory access.
106  * @param adr2    The second address.
107  * @param mode2   The mode of the second memory access.
108  *
109  * The memory disambiguator tries to determine the alias state between
110  * two memory addresses. The following rules are used:
111  *
112  * - different variable from the same segment never alias (R1 a)
113  * - variables from different segments never alias when:
114  *   - a global variable and a local one never alias (R1 b)
115  *   - a global variable and a TLS one never alias (R1 c)
116  *   - a local variable and a TLS one never alias (R1 d)
117  *   - a local variable and a parameter never alias (R1 e)
118  *   - a global variable and the result of a malloc routine never alias (R1 f)
119  *   - a local variable and the result of a malloc routine never alias (R1 g)
120  *   - a TLS variable and the result of a malloc routine never alias (R1 h)
121  *   - a parameter and the result of a malloc routine (obtained in the
122  *     same routine as the parameter) never alias (R1 i)
123  * - two different variables never alias (R2)
124  * - if one is a variable whose address has never been taken
125  *   there is no alias (R3)
126  * - if two memory addresses have the same base and their offsets
127  *   do not describe overlapping regions there is no alias (R4)
128  * - if opt_strong_typed is set and both addresses describe entities,
129  *   different types never alias (R5)
130  *
131  * If none of these rules apply, the points-to framework must be
132  * interrogated to detect the alias relation.
133  */
134 ir_alias_relation get_alias_relation(
135         ir_graph *irg,
136         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
137         ir_node *adr2, ir_mode *mode2);
138
139 /**
140  * Set a source language specific memory disambiguator function.
141  *
142  * @param func  The callback.
143  */
144 void set_language_memory_disambiguator(DISAMBIGUATOR_FUNC func);
145
146 /**
147  * Initialize the relation cache.
148  */
149 void mem_disambig_init(void);
150
151 /*
152  * Determine the alias relation between two addresses and
153  * cache the result.
154  *
155  * @param irg     The current graph.
156  * @param adr1    The first address.
157  * @param mode1   The mode of the first memory access.
158  * @param adr2    The second address.
159  * @param mode2   The mode of the second memory access.
160  *
161  * @see get_alias_relation()
162  */
163 ir_alias_relation get_alias_relation_ex(
164         ir_graph *irg,
165         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
166         ir_node *adr2, ir_mode *mode2);
167
168 /**
169  * Free the relation cache.
170  */
171 void mem_disambig_term(void);
172
173 ir_entity_usage_computed_state get_irg_entity_usage_state(const ir_graph *irg);
174
175 void set_irg_entity_usage_state(ir_graph *irg, ir_entity_usage_computed_state state);
176
177 /**
178  * Assure that the entity usage flags have been computed for the given graph.
179  *
180  * This is an intraprocedural analysis that computes the entity usage state
181  * for all local variables.
182  *
183  * Note that this is a conservative estimation that by no Firm transformation
184  * can be invalidated, so it's only recomputed if manually triggered by calling
185  * set_irg_entity_usage_state(irg, ir_entity_usage_not_computed).
186  * Even then the information is not cleaned from the variables, call
187  * assure_irg_entity_usage_computed() again for recomputation.
188  */
189 void assure_irg_entity_usage_computed(ir_graph *irg);
190
191 /**
192  * Returns the current address taken state of the globals.
193  */
194 ir_entity_usage_computed_state get_irp_globals_entity_usage_state(void);
195
196 /**
197  * Sets the current address taken state of the globals.
198  *
199  * @param state  the new state
200  */
201 void set_irp_globals_entity_usage_state(ir_entity_usage_computed_state state);
202
203 /**
204  * Assure that the address taken flag is computed for the global and TLS entities (variables).
205  *
206  * This is an interprocedural analysis that computes the address_taken state
207  * for all global and TLS variables.
208  *
209  * Note that this is a conservative estimation that by no Firm transformation
210  * can be invalidated, so it's only recomputed if manually triggered by calling
211  * set_irp_globals_entity_usage_state(ir_entity_usage_not_computed).
212  * Even then the information is not cleaned from the variables, call
213  * assure_irp_globals_entity_usage_computed() again for recomputation.
214  */
215 void assure_irp_globals_entity_usage_computed(void);
216
217 /**
218  * Get the memory disambiguator options for a graph.
219  *
220  * @param irg  the graph
221  */
222 unsigned get_irg_memory_disambiguator_options(ir_graph *irg);
223
224 /**
225  * Set the memory disambiguator options for a graph.
226  *
227  * @param irg      the graph
228  * @param option   a set of options
229  */
230 void set_irg_memory_disambiguator_options(ir_graph *irg, unsigned options);
231
232 /**
233  * Set the global disambiguator options for all graphs not having local options.
234  *
235  * @param option   a set of options
236  */
237 void set_irp_memory_disambiguator_options(unsigned options);
238
239 /**
240  * Mark all private methods, i.e. those of which all call sites are known.
241  * We use a very convervative estimation yet: If the address of a method is
242  * never taken AND its visibility is visibility_local, then it's private.
243  */
244 void mark_private_methods(void);
245
246 #endif /* FIRM_ANA_IRMEMORY_H */