f14c13779cfaabe312092b1a2ea245dc2841c57b
[libfirm] / include / libfirm / irmemory.h
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2010 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 #include "begin.h"
32
33 /** The alias relation of two memory addresses. */
34 typedef enum ir_alias_relation {
35         ir_no_alias,       /**< No alias. */
36         ir_may_alias,      /**< Unknown state, may alias. */
37         ir_sure_alias      /**< Sure alias. */
38 } ir_alias_relation;
39
40 /** The state of the entity usage flags. */
41 typedef enum ir_entity_usage_computed_state {
42         ir_entity_usage_not_computed,
43         ir_entity_usage_computed
44 } ir_entity_usage_computed_state;
45
46 /** Possible options for the memory disambiguator. */
47 typedef enum ir_disambuigator_options {
48         aa_opt_no_opt               = 0,  /**< no options: most conservative */
49         aa_opt_type_based           = 1,  /**< use type based alias analysis: strict typed source language */
50         aa_opt_byte_type_may_alias  = 2,  /**< if type based analysis is enabled: bytes types may alias other types */
51         aa_opt_no_alias_args        = 4,  /**< arguments do not alias each other but may alias global storage */
52         aa_opt_no_alias_args_global = 8,  /**< arguments do not alias global storage */
53         aa_opt_no_alias             = 16, /**< two addresses NEVER alias, use with CAUTION (gcc -fno-alias) */
54         aa_opt_inherited            = 128 /**< only for implementation: options from a graph are inherited from global */
55 } ir_disambuigator_options;
56 ENUM_BITSET(ir_disambuigator_options)
57
58 /**
59  * Classify storage locations.
60  * Except ir_sc_pointer they are all disjoint.
61  * ir_sc_pointer potentially aliases all classes which don't have a
62  * NOTTAKEN modifier.
63  */
64 typedef enum ir_storage_class_class_t {
65         ir_sc_pointer           = 0x0,  /**< generic pointer, may be anything */
66         ir_sc_globalvar         = 0x1,  /**< an address of a global variable */
67         ir_sc_localvar          = 0x2,  /**< an address of a local variable or method argument */
68         ir_sc_tls               = 0x3,  /**< an address of a thread local storage variable */
69         ir_sc_malloced          = 0x4,  /**< an allocated heap address */
70         ir_sc_globaladdr        = 0x5,  /**< a constant address of something */
71
72         ir_sc_modifier_nottaken = 0x80, /**< if set, the address of the variable was not taken */
73         ir_sc_modifier_argument = 0x40, /**< if set pointer was a function argument */
74         ir_sc_modifiers         = ir_sc_modifier_nottaken | ir_sc_modifier_argument
75 } ir_storage_class_class_t;
76 ENUM_BITSET(ir_storage_class_class_t)
77
78 /** Get the base storage class (ignore modifier) */
79 FIRM_API ir_storage_class_class_t get_base_sc(ir_storage_class_class_t x);
80
81 /**
82  * A source language specific memory disambiguator function.
83  * Called by get_alias_relation().
84  */
85 typedef ir_alias_relation (*DISAMBIGUATOR_FUNC)(
86         const ir_node *adr1, const ir_mode *mode1,
87         const ir_node *adr2, const ir_mode *mode2);
88
89 /**
90  * Classify a base pointer.
91  *
92  * @param irn  the node representing the base address
93  * @param ent  the base entity of the base address iff any
94  */
95 FIRM_API ir_storage_class_class_t classify_pointer(const ir_node *irn,
96                                                    const ir_entity *ent);
97
98 /**
99  * Returns a human readable name for an alias relation.
100  */
101 FIRM_API const char *get_ir_alias_relation_name(ir_alias_relation rel);
102
103 /**
104  * Determine the alias relation between two addresses.
105  *
106  * @param adr1    The first address.
107  * @param mode1   The mode of the first memory access.
108  * @param adr2    The second address.
109  * @param mode2   The mode of the second memory access.
110  *
111  * The memory disambiguator tries to determine the alias state between
112  * two memory addresses. The following rules are used:
113  *
114  * - different variable from the same segment never alias (R1 a)
115  * - variables from different segments never alias when:
116  *   - a global variable and a local one never alias (R1 b)
117  *   - a global variable and a TLS one never alias (R1 c)
118  *   - a local variable and a TLS one never alias (R1 d)
119  *   - a local variable and a parameter never alias (R1 e)
120  *   - a global variable and the result of a malloc routine never alias (R1 f)
121  *   - a local variable and the result of a malloc routine never alias (R1 g)
122  *   - a TLS variable and the result of a malloc routine never alias (R1 h)
123  *   - a parameter and the result of a malloc routine (obtained in the
124  *     same routine as the parameter) never alias (R1 i)
125  * - two different variables never alias (R2)
126  * - if one is a variable whose address has never been taken
127  *   there is no alias (R3)
128  * - if two memory addresses have the same base and their offsets
129  *   do not describe overlapping regions there is no alias (R4)
130  * - if opt_strong_typed is set and both addresses describe entities,
131  *   different types never alias (R5)
132  *
133  * If none of these rules apply, the points-to framework must be
134  * interrogated to detect the alias relation.
135  */
136 FIRM_API ir_alias_relation get_alias_relation(
137         const ir_node *adr1, const ir_mode *mode1,
138         const ir_node *adr2, const ir_mode *mode2);
139
140 /**
141  * Set a source language specific memory disambiguator function.
142  *
143  * @param func  The callback.
144  */
145 FIRM_API void set_language_memory_disambiguator(DISAMBIGUATOR_FUNC func);
146
147 /**
148  * Initialize the relation cache.
149  */
150 FIRM_API void mem_disambig_init(void);
151
152 /*
153  * Determine the alias relation between two addresses and
154  * cache the result.
155  *
156  * @param irg     The current graph.
157  * @param adr1    The first address.
158  * @param mode1   The mode of the first memory access.
159  * @param adr2    The second address.
160  * @param mode2   The mode of the second memory access.
161  *
162  * @see get_alias_relation()
163  */
164 FIRM_API ir_alias_relation get_alias_relation_ex(
165         const ir_node *adr1, const ir_mode *mode1,
166         const ir_node *adr2, const ir_mode *mode2);
167
168 /**
169  * Free the relation cache.
170  */
171 FIRM_API void mem_disambig_term(void);
172
173 FIRM_API ir_entity_usage_computed_state get_irg_entity_usage_state(const ir_graph *irg);
174
175 FIRM_API void set_irg_entity_usage_state(ir_graph *irg,
176                                          ir_entity_usage_computed_state state);
177
178 /**
179  * Assure that the entity usage flags have been computed for the given graph.
180  *
181  * This analysis computes the entity usage state 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 FIRM_API void assure_irg_entity_usage_computed(ir_graph *irg);
190
191 /**
192  * Returns the current address taken state of the globals.
193  */
194 FIRM_API 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 FIRM_API 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 FIRM_API 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 FIRM_API unsigned get_irg_memory_disambiguator_options(const ir_graph *irg);
223
224 /**
225  * Set the memory disambiguator options for a graph.
226  *
227  * @param irg      the graph
228  * @param options  a set of options
229  */
230 FIRM_API void set_irg_memory_disambiguator_options(ir_graph *irg,
231                                                    unsigned options);
232
233 /**
234  * Set the global disambiguator options for all graphs not having local options.
235  *
236  * @param options  a set of options
237  */
238 FIRM_API void set_irp_memory_disambiguator_options(unsigned options);
239
240 /**
241  * Mark all private methods, i.e. those of which all call sites are known.
242  * We use a very convervative estimation yet: If the address of a method is
243  * never taken AND its visibility is visibility_local, then it's private.
244  */
245 FIRM_API void mark_private_methods(void);
246
247 /**
248  * Creates an ir_prog pass for mark_private_methods().
249  *
250  * @param name     the name of this pass or NULL
251  *
252  * @return  the newly created ir_prog pass
253  */
254 FIRM_API ir_prog_pass_t *mark_private_methods_pass(const char *name);
255
256 #include "end.h"
257
258 #endif