9a579585969c53702a45ec8c0bbf413361651072
[libfirm] / include / libfirm / iroptimize.h
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2010 University of Karlsruhe.  All right reserved.
3  *
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16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
17  * PURPOSE.
18  */
19
20 /**
21  * @file
22  * @brief   Available Optimisations of libFirm.
23  */
24 #ifndef FIRM_IROPTIMIZE_H
25 #define FIRM_IROPTIMIZE_H
26
27 #include "firm_types.h"
28 #include "nodeops.h"
29 #include "begin.h"
30
31 /**
32  * @defgroup iroptimize  Transformations and Optimisations
33  * @{
34  */
35
36 /**
37  * Control flow optimization.
38  *
39  * Removes empty blocks doing if simplifications and loop simplifications.
40  * A block is empty if it contains only a Jmp node and Phi nodes.
41  * Merges single entry single exit blocks with their predecessor
42  * and propagates dead control flow by calling equivalent_node().
43  * Independent of compiler flag it removes Tuples from cf edges,
44  * Bad predecessors from Blocks and Phis, and unnecessary predecessors of End.
45  * Destroys backedge information.
46  */
47 FIRM_API void optimize_cf(ir_graph *irg);
48
49 /**
50  * Creates an ir_graph pass for optimize_cf().
51  *
52  * @param name     the name of this pass or NULL
53  *
54  * @return  the newly created ir_graph pass
55  */
56 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_cf_pass(const char *name);
57
58 /**
59  * Perform path-sensitive jump threading on the given graph.
60  *
61  * @param irg  the graph
62  */
63 FIRM_API void opt_jumpthreading(ir_graph* irg);
64
65 /**
66  * Creates an ir_graph pass for opt_jumpthreading().
67  *
68  * @param name     the name of this pass or NULL
69  *
70  * @return  the newly created ir_graph pass
71  */
72 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_jumpthreading_pass(const char *name);
73
74 /**
75  * Try to simplify boolean expression in the given ir graph.
76  * eg. x < 5 && x < 6 becomes x < 5
77  *
78  * @param irg  the graph
79  */
80 FIRM_API void opt_bool(ir_graph *irg);
81
82 /**
83  * Creates an ir_graph pass for opt_bool().
84  *
85  * @param name     the name of this pass or NULL
86  *
87  * @return  the newly created ir_graph pass
88  */
89 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_bool_pass(const char *name);
90
91 /**
92  * Try to reduce the number of conv nodes in the given ir graph.
93  *
94  * @param irg  the graph
95  *
96  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
97  */
98 FIRM_API int conv_opt(ir_graph *irg);
99
100 /**
101  * Creates an ir_graph pass for conv_opt().
102  *
103  * @param name     the name of this pass or NULL
104  *
105  * @return  the newly created ir_graph pass
106  */
107 FIRM_API ir_graph_pass_t *conv_opt_pass(const char *name);
108
109 /**
110  * A callback that checks whether a entity is an allocation
111  * routine.
112  */
113 typedef int (*check_alloc_entity_func)(ir_entity *ent);
114
115 /**
116  * Do simple and fast escape analysis for one graph.
117  *
118  * @param irg       the graph
119  * @param callback  a callback function to check whether a
120  *                  given entity is a allocation call
121  */
122 FIRM_API void escape_enalysis_irg(ir_graph *irg,
123                                   check_alloc_entity_func callback);
124
125 /**
126  * Do simple and fast escape analysis for all graphs.
127  *
128  * This optimization implements a simple and fast but inexact
129  * escape analysis. Some addresses might be marked as 'escaped' even
130  * if they are not.
131  * The advantage is a low memory footprint and fast speed.
132  *
133  * @param run_scalar_replace  if this flag in non-zero, scalar
134  *                            replacement optimization is run on graphs with removed
135  *                            allocation
136  * @param callback            a callback function to check whether a
137  *                            given entity is a allocation call
138  *
139  * This optimization removes allocation which are not used (rare) and replace
140  * allocation that can be proved dead at the end of the graph which stack variables.
141  *
142  * The creation of stack variable allows scalar replacement to be run only
143  * on those graphs that have been changed.
144  *
145  * This is most effective on Java where no other stack variables exists.
146  */
147 FIRM_API void escape_analysis(int run_scalar_replace,
148                               check_alloc_entity_func callback);
149
150 /**
151  * Optimize function calls by handling const functions.
152  *
153  * This optimization first detects all "const functions", i.e.,
154  * IR graphs that neither read nor write memory (and hence did
155  * not create exceptions, as these use memory in Firm).
156  *
157  * The result of calls to such functions depends only on its
158  * arguments, hence those calls are no more pinned.
159  *
160  * This is a rather strong criteria, so do not expect that a
161  * lot of functions will be found. Moreover, all of them might
162  * already be inlined if inlining is activated.
163  * Anyway, it might be good for handling builtin's
164  * even if the later read/write memory (but we know how).
165  *
166  * This optimizations read the irg_const_function property of
167  * entities and and sets the irg_const_function property of
168  * graphs.
169  *
170  * If callee information is valid, we also optimize polymorphic Calls.
171  */
172 FIRM_API void optimize_funccalls(void);
173
174 /**
175  * Creates an ir_prog pass for optimize_funccalls().
176  *
177  * @param name       the name of this pass or NULL
178  * @return  the newly created ir_prog pass
179  */
180 FIRM_API ir_prog_pass_t *optimize_funccalls_pass(const char *name);
181
182 /**
183  * Does Partial Redundancy Elimination combined with
184  * Global Value Numbering.
185  * Can be used to replace place_code() completely.
186  *
187  * Based on VanDrunen and Hosking 2004.
188  *
189  * @param irg  the graph
190  */
191 FIRM_API void do_gvn_pre(ir_graph *irg);
192
193 /**
194  * Creates an ir_graph pass for do_gvn_pre().
195  *
196  * @param name     the name of this pass or NULL
197  *
198  * @return  the newly created ir_graph pass
199  */
200 FIRM_API ir_graph_pass_t *do_gvn_pre_pass(const char *name);
201
202 /**
203  * This function is called to evaluate, if a
204  * mux(@p sel, @p mux_false, @p mux_true) should be built for the current
205  * architecture.
206  * If it returns non-zero, a mux is created, else the code
207  * is not modified.
208  * @param sel        A selector of a Cond.
209  * @param phi_list   phi node to be converted
210  * @param i          First data predecessor involved in if conversion
211  * @param j          Second data predecessor involved in if conversion
212  */
213 typedef int (*arch_allow_ifconv_func)(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
214                                       ir_node *mux_true);
215
216 /**
217  * Perform If conversion on a graph.
218  *
219  * @param irg The graph.
220  *
221  * Cannot handle blocks with Bad control predecessors, so call it after control
222  * flow optimization.
223  */
224 FIRM_API void opt_if_conv(ir_graph *irg);
225
226 /**
227  * Creates an ir_graph pass for opt_if_conv().
228  *
229  * @param name     the name of this pass or NULL
230  *
231  * @return  the newly created ir_graph pass
232  */
233 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_if_conv_pass(const char *name);
234
235 /**
236  * Tries to reduce dependencies for memory nodes where possible by parallelizing
237  * them and synchronizing with Sync nodes
238  * @param irg   the graph where memory operations should be parallelized
239  */
240 FIRM_API void opt_parallelize_mem(ir_graph *irg);
241
242 /**
243  * Creates an ir_graph pass for opt_sync().
244  *
245  * @param name     the name of this pass or NULL
246  *
247  * @return  the newly created ir_graph pass
248  */
249 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_parallelize_mem_pass(const char *name);
250
251 /*
252  * Check if we can replace the load by a given const from
253  * the const code irg.
254  *
255  * @param load   the load to replace
256  * @param c      the constant
257  *
258  * @return in the modes match or can be transformed using a reinterpret cast
259  *         returns a copy of the constant (possibly Conv'ed) on the
260  *         current_ir_graph
261  */
262 FIRM_API ir_node *can_replace_load_by_const(const ir_node *load, ir_node *c);
263
264 /**
265  * Load/Store optimization.
266  *
267  * Removes redundant non-volatile Loads and Stores.
268  * May introduce Bad nodes if exceptional control flow
269  * is removed. The following cases are optimized:
270  *
271  * Load without result: A Load which has only a memory use
272  *   is removed.
273  *
274  * Load after Store: A Load after a Store is removed, if
275  *   the Load doesn't have an exception handler OR is in
276  *   the same block as the Store.
277  *
278  * Load after Load: A Load after a Load is removed, if the
279  *   Load doesn't have an exception handler OR is in the
280  *   same block as the previous Load.
281  *
282  * Store before Store: A Store immediately before another
283  *   Store in the same block is removed, if the Store doesn't
284  *   have an exception handler.
285  *
286  * Store after Load: A Store after a Load is removed, if the
287  *   Store doesn't have an exception handler.
288  *
289  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
290  */
291 FIRM_API int optimize_load_store(ir_graph *irg);
292
293 /**
294  * Creates an ir_graph pass for optimize_load_store().
295  *
296  * @param name     the name of this pass or NULL
297  *
298  * @return  the newly created ir_graph pass
299  */
300 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_load_store_pass(const char *name);
301
302 /**
303  * New experimental alternative to optimize_load_store.
304  * Based on a dataflow analysis, so load/stores are moved out of loops
305  * where possible
306  */
307 FIRM_API int opt_ldst(ir_graph *irg);
308
309 /**
310  * Creates an ir_graph pass for opt_ldst().
311  *
312  * @param name     the name of this pass or NULL
313  *
314  * @return  the newly created ir_graph pass
315  */
316 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_ldst_pass(const char *name);
317
318 /**
319  * Optimize loops by peeling or unrolling them if beneficial.
320  *
321  * @param irg  The graph whose loops will be processed
322  *
323  * This function did not change the graph, only its frame type.
324  * The layout state of the frame type will be set to layout_undefined
325  * if entities were removed.
326  */
327 FIRM_API void loop_optimization(ir_graph *irg);
328
329 /**
330  * Optimize the frame type of an irg by removing
331  * never touched entities.
332  *
333  * @param irg  The graph whose frame type will be optimized
334  *
335  * This function did not change the graph, only its frame type.
336  * The layout state of the frame type will be set to layout_undefined
337  * if entities were removed.
338  */
339 FIRM_API void opt_frame_irg(ir_graph *irg);
340
341 /**
342  * Creates an ir_graph pass for opt_frame_irg().
343  *
344  * @param name     the name of this pass or NULL
345  *
346  * @return  the newly created ir_graph pass
347  */
348 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_frame_irg_pass(const char *name);
349
350 /** Possible flags for the Operator Scalar Replacement. */
351 typedef enum osr_flags {
352         osr_flag_none               = 0,  /**< no additional flags */
353         osr_flag_lftr_with_ov_check = 1,  /**< do linear function test replacement
354                                                only if no overflow can occur. */
355         osr_flag_ignore_x86_shift   = 2,  /**< ignore Multiplications by 2, 4, 8 */
356         osr_flag_keep_reg_pressure  = 4   /**< do NOT increase register pressure by introducing new
357                                                induction variables. */
358 } osr_flags;
359
360 /* FirmJNI cannot handle identical enum values... */
361
362 /** default setting */
363 #define osr_flag_default osr_flag_lftr_with_ov_check
364
365 /**
366  * Do the Operator Scalar Replacement optimization and linear
367  * function test replacement for loop control.
368  * Can be switched off using the set_opt_strength_red() flag.
369  * In that case, only remove_phi_cycles() is executed.
370  *
371  * @param irg    the graph which should be optimized
372  * @param flags  set of osr_flags
373  *
374  * The linear function replacement test is controlled by the flags.
375  * If the osr_flag_lftr_with_ov_check is set, the replacement is only
376  * done if do overflow can occur.
377  * Otherwise it is ALWAYS done which might be insecure.
378  *
379  * For instance:
380  *
381  * for (i = 0; i < 100; ++i)
382  *
383  * might be replaced by
384  *
385  * for (i = 0; i < 400; i += 4)
386  *
387  * But
388  *
389  * for (i = 0; i < 0x7FFFFFFF; ++i)
390  *
391  * will not be replaced by
392  *
393  * for (i = 0; i < 0xFFFFFFFC; i += 4)
394  *
395  * because of overflow.
396  *
397  * More bad cases:
398  *
399  * for (i = 0; i <= 0xF; ++i)
400  *
401  * will NOT be transformed into
402  *
403  * for (i = 0xFFFFFFF0; i <= 0xFFFFFFFF; ++i)
404  *
405  * although here is no direct overflow. The OV occurs when the ++i
406  * is executed (and would created an endless loop here!).
407  *
408  * For the same reason, a loop
409  *
410  * for (i = 0; i <= 9; i += x)
411  *
412  * will NOT be transformed because we cannot estimate whether an overflow
413  * might happen adding x.
414  *
415  * Note that i < a + 400 is also not possible with the current implementation
416  * although this might be allowed by other compilers...
417  *
418  * Note further that tests for equality can be handled some simpler (but are not
419  * implemented yet).
420  *
421  * This algorithm destroys the link field of nodes.
422  */
423 FIRM_API void opt_osr(ir_graph *irg, unsigned flags);
424
425 /**
426  * Creates an ir_graph pass for remove_phi_cycles().
427  *
428  * @param name     the name of this pass or NULL
429  * @param flags    set of osr_flags
430  *
431  * @return  the newly created ir_graph pass
432  */
433 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_osr_pass(const char *name, unsigned flags);
434
435 /**
436  * Removes useless Phi cycles, i.e cycles of Phi nodes with only one
437  * non-Phi node.
438  * This is automatically done in opt_osr(), so there is no need to call it
439  * additionally.
440  *
441  * @param irg    the graph which should be optimized
442  *
443  * This algorithm destroys the link field of nodes.
444  */
445 FIRM_API void remove_phi_cycles(ir_graph *irg);
446
447 /**
448  * Creates an ir_graph pass for remove_phi_cycles().
449  *
450  * @param name     the name of this pass or NULL
451  *
452  * @return  the newly created ir_graph pass
453  */
454 FIRM_API ir_graph_pass_t *remove_phi_cycles_pass(const char *name);
455
456
457 /** A default threshold. */
458 #define DEFAULT_CLONE_THRESHOLD 20
459
460 /**
461  * Do procedure cloning. Evaluate a heuristic weight for every
462  * Call(..., Const, ...). If the weight is bigger than threshold,
463  * clone the entity and fix the calls.
464  *
465  * @param threshold   the threshold for cloning
466  *
467  * The threshold is an estimation of how many instructions are saved
468  * when executing a cloned method. If threshold is 0.0, every possible
469  * call is cloned.
470  */
471 FIRM_API void proc_cloning(float threshold);
472
473 /**
474  * Creates an ir_prog pass for proc_cloning().
475  *
476  * @param name        the name of this pass or NULL
477  * @param threshold   the threshold for cloning
478  *
479  * @return  the newly created ir_prog pass
480  */
481 FIRM_API ir_prog_pass_t *proc_cloning_pass(const char *name, float threshold);
482
483 /**
484  * Reassociation.
485  *
486  * Applies Reassociation rules to integer expressions.
487  * Beware: Works only if integer overflow might be ignored, as for C, Java
488  * and for address expression.
489  * Works only if Constant folding is activated.
490  *
491  * Uses loop information to detect loop-invariant (i.e. contant
492  * inside the loop) values.
493  *
494  * See Muchnik 12.3.1 Algebraic Simplification and Reassociation of
495  * Addressing Expressions.
496  *
497  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
498  */
499 FIRM_API int optimize_reassociation(ir_graph *irg);
500
501 /**
502  * Creates an ir_graph pass for optimize_reassociation().
503  *
504  * @param name     the name of this pass or NULL
505  *
506  * @return  the newly created ir_graph pass
507  */
508 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_reassociation_pass(const char *name);
509
510 /**
511  * Normalize the Returns of a graph by creating a new End block
512  * with One Return(Phi).
513  * This is the preferred input for the if-conversion.
514  *
515  * In pseudocode, it means:
516  *
517  * if (a)
518  *   return b;
519  * else
520  *   return c;
521  *
522  * is transformed into
523  *
524  * if (a)
525  *   res = b;
526  * else
527  *   res = c;
528  * return res;
529  */
530 FIRM_API void normalize_one_return(ir_graph *irg);
531
532 /**
533  * Creates an ir_graph pass for normalize_one_return().
534  *
535  * @param name     the name of this pass or NULL
536  *
537  * @return  the newly created ir_graph pass
538  */
539 FIRM_API ir_graph_pass_t *normalize_one_return_pass(const char *name);
540
541 /**
542  * Normalize the Returns of a graph by moving
543  * the Returns upwards as much as possible.
544  * This might be preferred for code generation.
545  *
546  * In pseudocode, it means:
547  *
548  * if (a)
549  *   res = b;
550  * else
551  *   res = c;
552  * return res;
553  *
554  * is transformed into
555  *
556  * if (a)
557  *   return b;
558  * else
559  *   return c;
560  */
561 FIRM_API void normalize_n_returns(ir_graph *irg);
562
563 /**
564  * Creates an ir_graph pass for normalize_n_returns().
565  *
566  * @param name     the name of this pass or NULL
567  *
568  * @return  the newly created ir_graph pass
569  */
570 FIRM_API ir_graph_pass_t *normalize_n_returns_pass(const char *name);
571
572 /**
573  * Do the scalar replacement optimization.
574  * Replace local compound entities (like structures and arrays)
575  * with atomic values if possible. Does not handle classes yet.
576  *
577  * @param irg  the graph which should be optimized
578  *
579  * @return non-zero, if at least one entity was replaced
580  */
581 FIRM_API int scalar_replacement_opt(ir_graph *irg);
582
583 /**
584  * Creates an ir_graph pass for scalar_replacement_opt().
585  *
586  * @param name     the name of this pass or NULL
587  *
588  * @return  the newly created ir_graph pass
589  */
590 FIRM_API ir_graph_pass_t *scalar_replacement_opt_pass(const char *name);
591
592 /**
593  * Optimizes tail-recursion calls by converting them into loops.
594  * Depends on the flag opt_tail_recursion.
595  * Currently supports the following forms:
596  *  - return func();
597  *  - return x + func();
598  *  - return func() - x;
599  *  - return x * func();
600  *  - return -func();
601  *
602  * Does not work for Calls that use the exception stuff.
603  *
604  * @param irg   the graph to be optimized
605  *
606  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
607  */
608 FIRM_API int opt_tail_rec_irg(ir_graph *irg);
609
610 /**
611  * Creates an ir_graph pass for opt_tail_rec_irg().
612  *
613  * @param name     the name of this pass or NULL
614  *
615  * @return  the newly created ir_graph pass
616  */
617 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_tail_rec_irg_pass(const char *name);
618
619 /**
620  * Optimize tail-recursion calls for all IR-Graphs.
621  * Can currently handle:
622  * - direct return value, i.e. return func().
623  * - additive return value, i.e. return x +/- func()
624  * - multiplicative return value, i.e. return x * func() or return -func()
625  *
626  * The current implementation must be run before optimize_funccalls(),
627  * because it expects the memory edges pointing to calls, which might be
628  * removed by optimize_funccalls().
629  */
630 FIRM_API void opt_tail_recursion(void);
631
632 /**
633  * Creates an ir_prog pass for opt_tail_recursion().
634  *
635  * @param name     the name of this pass or NULL
636  *
637  * @return  the newly created ir_prog pass
638  */
639 FIRM_API ir_prog_pass_t *opt_tail_recursion_pass(const char *name);
640
641 /** This is the type for a method, that returns a pointer type to
642  *  tp.  This is needed in the normalization. */
643 typedef ir_type *(*gen_pointer_type_to_func)(ir_type *tp);
644
645 /**  Insert Casts so that class type casts conform exactly with the type hierarchy.
646  *
647  *  Formulated in Java, this achieves the following:
648  *
649  *  For a class hierarchy
650  *    class A {}
651  *    class B extends A {}
652  *    class C extends B {}
653  *  we transforms a cast
654  *    (A)new C()
655  *  to
656  *    (A)((B)new C()).
657  *
658  *  The algorithm works for Casts with class types, but also for Casts
659  *  with all pointer types that point (over several indirections,
660  *  i.e. ***A) to a class type.  Normalizes all graphs.  Computes type
661  *  information (@see irtypeinfo.h) if not available.
662  *  Invalidates trout information as new casts are generated.
663  *
664  *  @param gppt_fct A function that returns a pointer type that points
665  *    to the type given as argument.  If this parameter is NULL, a default
666  *    function is used that either uses trout information or performs a O(n)
667  *    search to find an existing pointer type.  If it can not find a type,
668  *    generates a pointer type with mode_P_mach and suffix "cc_ptr_tp".
669  */
670 FIRM_API void normalize_irp_class_casts(gen_pointer_type_to_func gppt_fct);
671
672 /**  Insert Casts so that class type casts conform exactly with the type hierarchy
673  *   in given graph.
674  *
675  *   For more details see normalize_irp_class_casts().
676  *
677  *  This transformation requires that type information is computed. @see irtypeinfo.h.
678  */
679 FIRM_API void normalize_irg_class_casts(ir_graph *irg,
680                                         gen_pointer_type_to_func gppt_fct);
681
682 /** Optimize casting between class types.
683  *
684  *    class A { m(); }
685  *    class B extends A { }
686  *    class C extends B {}
687  *  Performs the following transformations:
688  *    C c = (C)(B)(A)(B)new C()  --> C c = (C)(B)newC() --> C c = new C()
689  *    (Optimizing downcasts as A a = (A)(B)(new A()) --> A a = new A() can
690  *     be suppressed by setting the flag opt_suppress_downcast_optimization.
691  *     Downcasting A to B might cause an exception.  It is not clear
692  *     whether this is modeled by the Firm Cast node, as it has no exception
693  *     outputs.);
694  *  If there is inh_m() that overwrites m() in B:
695  *    ((A) new B()).m()  --> (new B()).inh_m()
696  *  Phi((A)x, (A)y)  --> (A) Phi (x, y)  if (A) is an upcast.
697  *
698  *  Computes type information if not available. @see irtypeinfo.h.
699  *  Typeinformation is valid after optimization.
700  *  Invalidates trout information.
701  */
702 FIRM_API void optimize_class_casts(void);
703
704 /**
705  * CLiff Click's combo algorithm from
706  *   "Combining Analyses, combining Optimizations".
707  *
708  * Does conditional constant propagation, unreachable code elimination and
709  * optimistic global value numbering at once.
710  *
711  * @param irg  the graph to run on
712  */
713 FIRM_API void combo(ir_graph *irg);
714
715 /**
716  * Creates an ir_graph pass for combo.
717  *
718  * @param name     the name of this pass or NULL
719  *
720  * @return  the newly created ir_graph pass
721  */
722 FIRM_API ir_graph_pass_t *combo_pass(const char *name);
723
724 /**
725  * Inlines all small methods at call sites where the called address comes
726  * from a SymConst node that references the entity representing the called
727  * method.
728  *
729  * @param irg  the graph
730  * @param size maximum function size
731  *
732  * The size argument is a rough measure for the code size of the method:
733  * Methods where the obstack containing the firm graph is smaller than
734  * size are inlined.  Further only a limited number of calls are inlined.
735  * If the method contains more than 1024 inlineable calls none will be
736  * inlined.
737  * Inlining is only performed if flags `optimize' and `inlining' are set.
738  * The graph may not be in state phase_building.
739  * It is recommended to call local_optimize_graph() after inlining as this
740  * function leaves a set of obscure Tuple nodes, e.g. a Proj-Tuple-Jmp
741  * combination as control flow operation.
742  */
743 FIRM_API void inline_small_irgs(ir_graph *irg, int size);
744
745 /**
746  * Creates an ir_graph pass for inline_small_irgs().
747  *
748  * @param name   the name of this pass or NULL
749  * @param size   maximum function size
750  *
751  * @return  the newly created ir_graph pass
752  */
753 FIRM_API ir_graph_pass_t *inline_small_irgs_pass(const char *name, int size);
754
755 /**
756  * Inlineing with a different heuristic than inline_small_irgs().
757  *
758  * Inlines leave functions.  If inlining creates new leave
759  * function inlines these, too. (If g calls f, and f calls leave h,
760  * h is first inlined in f and then f in g.)
761  *
762  * Then inlines all small functions (this is not recursive).
763  *
764  * For a heuristic this inlining uses firm node counts.  It does
765  * not count auxiliary nodes as Proj, Tuple, End, Start, Id, Sync.
766  * If the ignore_runtime flag is set, calls to functions marked with the
767  * mtp_property_runtime property are ignored.
768  *
769  * @param maxsize         Do not inline any calls if a method has more than
770  *                        maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
771  *                        inlining.
772  * @param leavesize       Inline leave functions if they have less than leavesize
773  *                        nodes.
774  * @param size            Inline all function smaller than size.
775  * @param ignore_runtime  count a function only calling runtime functions as
776  *                        leave
777  */
778 FIRM_API void inline_leave_functions(unsigned maxsize, unsigned leavesize,
779                                      unsigned size, int ignore_runtime);
780
781 /**
782  * Creates an ir_prog pass for inline_leave_functions().
783  *
784  * @param name            the name of this pass or NULL
785  * @param maxsize         Do not inline any calls if a method has more than
786  *                        maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
787  *                        inlining.
788  * @param leavesize       Inline leave functions if they have less than leavesize
789  *                        nodes.
790  * @param size            Inline all function smaller than size.
791  * @param ignore_runtime  count a function only calling runtime functions as
792  *                        leave
793  *
794  * @return  the newly created ir_prog pass
795  */
796 FIRM_API ir_prog_pass_t *inline_leave_functions_pass(const char *name,
797                 unsigned maxsize, unsigned leavesize, unsigned size,
798                 int ignore_runtime);
799
800 typedef void (*opt_ptr)(ir_graph *irg);
801
802 /**
803  * Heuristic inliner. Calculates a benefice value for every call and inlines
804  * those calls with a value higher than the threshold.
805  *
806  * @param maxsize             Do not inline any calls if a method has more than
807  *                            maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
808  *                            inlining.
809  * @param inline_threshold    inlining threshold
810  * @param after_inline_opt    optimizations performed immediately after inlining
811  *                            some calls
812  */
813 FIRM_API void inline_functions(unsigned maxsize, int inline_threshold,
814                                opt_ptr after_inline_opt);
815
816 /**
817  * Creates an ir_prog pass for inline_functions().
818  *
819  * @param name               the name of this pass or NULL
820  * @param maxsize            Do not inline any calls if a method has more than
821  *                           maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
822  *                           inlineing.
823  * @param inline_threshold   inlining threshold
824  * @param after_inline_opt   a function that is called after inlining a
825  *                           procedure. You should run fast local optimisations
826  *                           here which cleanup the graph before further
827  *                           inlining
828  *
829  * @return  the newly created ir_prog pass
830  */
831 FIRM_API ir_prog_pass_t *inline_functions_pass(const char *name,
832                 unsigned maxsize, int inline_threshold, opt_ptr after_inline_opt);
833
834 /**
835  * Combines congruent blocks into one.
836  *
837  * @param irg   The IR-graph to optimize.
838  *
839  * @return non-zero if the graph was transformed
840  */
841 FIRM_API int shape_blocks(ir_graph *irg);
842
843 /**
844  * Creates an ir_graph pass for shape_blocks().
845  *
846  * @param name   the name of this pass or NULL
847  *
848  * @return  the newly created ir_graph pass
849  */
850 FIRM_API ir_graph_pass_t *shape_blocks_pass(const char *name);
851
852 /**
853  * Perform loop inversion on a given graph.
854  * Loop inversion transforms a head controlled loop (like while(...) {} and
855  * for(...) {}) into a foot controlled loop (do {} while(...)).
856  */
857 FIRM_API void do_loop_inversion(ir_graph *irg);
858
859 /**
860  * Perform loop unrolling on a given graph.
861  * Loop unrolling multiplies the number loop completely by a number found
862  * through a heuristic.
863  */
864 FIRM_API void do_loop_unrolling(ir_graph *irg);
865
866 /**
867  * Perform loop peeling on a given graph.
868  */
869 FIRM_API void do_loop_peeling(ir_graph *irg);
870
871 /**
872  * Creates an ir_graph pass for loop inversion.
873  *
874  * @param name     the name of this pass or NULL
875  *
876  * @return  the newly created ir_graph pass
877  */
878 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_inversion_pass(const char *name);
879
880 /**
881  * Creates an ir_graph pass for loop unrolling.
882  *
883  * @param name     the name of this pass or NULL
884  *
885  * @return  the newly created ir_graph pass
886  */
887 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_unroll_pass(const char *name);
888
889 /**
890  * Creates an ir_graph pass for loop peeling.
891  *
892  * @param name     the name of this pass or NULL
893  *
894  * @return  the newly created ir_graph pass
895  */
896 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_peeling_pass(const char *name);
897
898 /**
899  * Creates an ir_graph pass for set_vrp_data()
900  *
901  * @param name The name of this pass or NULL
902  *
903  * @return the newly created ir_graph pass
904  */
905 FIRM_API ir_graph_pass_t *set_vrp_pass(const char *name);
906
907 /**
908  * Removes all entities which are unused.
909  *
910  * Unused entities have ir_visibility_local and are not used directly or
911  * indirectly through entities/code visible outside the compilation unit.
912  * This is usually conservative than gc_irgs, but does not respect properties
913  * of object-oriented programs.
914  */
915 FIRM_API void garbage_collect_entities(void);
916
917 /** Pass for garbage_collect_entities */
918 FIRM_API ir_prog_pass_t *garbage_collect_entities_pass(const char *name);
919
920 /**
921  * Performs dead node elimination by copying the ir graph to a new obstack.
922  *
923  *  The major intention of this pass is to free memory occupied by
924  *  dead nodes and outdated analyzes information.  Further this
925  *  function removes Bad predecessors from Blocks and the corresponding
926  *  inputs to Phi nodes.  This opens optimization potential for other
927  *  optimizations.  Further this phase reduces dead Block<->Jmp
928  *  self-cycles to Bad nodes.
929  *
930  *  Dead_node_elimination is only performed if options `optimize' and
931  *  `opt_dead_node_elimination' are set.  The graph may
932  *  not be in state phase_building.  The outs datastructure is freed,
933  *  the outs state set to outs_none.  Backedge information is conserved.
934  *  Removes old attributes of nodes.  Sets link field to NULL.
935  *  Callee information must be freed (irg_callee_info_none).
936  *
937  * @param irg  The graph to be optimized.
938  */
939 FIRM_API void dead_node_elimination(ir_graph *irg);
940
941 /**
942  * Creates an ir_graph pass for dead_node_elimination().
943  *
944  * @param name     the name of this pass or NULL
945  *
946  * @return  the newly created ir_graph pass
947  */
948 FIRM_API ir_graph_pass_t *dead_node_elimination_pass(const char *name);
949
950 /**
951  * Inlines a method at the given call site.
952  *
953  *  Removes the call node and splits the basic block the call node
954  *  belongs to.  Inserts a copy of the called graph between these nodes.
955  *  Assumes that call is a Call node in current_ir_graph and that
956  *  the type in the Call nodes type attribute is the same as the
957  *  type of the called graph.
958  *  Further it assumes that all Phi nodes in a block of current_ir_graph
959  *  are assembled in a "link" list in the link field of the corresponding
960  *  block nodes.  Further assumes that all Proj nodes are in a "link" list
961  *  in the nodes producing the tuple.  (This is only an optical feature
962  *  for the graph.)  Conserves this feature for the old
963  *  nodes of the graph.  This precondition can be established by a call to
964  *  collect_phisprojs(), see irgmod.h.
965  *  As dead_node_elimination this function reduces dead Block<->Jmp
966  *  self-cycles to Bad nodes.
967  *
968  *  Called_graph must be unequal to current_ir_graph.   Will not inline
969  *  if they are equal.
970  *  Sets visited masterflag in current_ir_graph to the max of the flag in
971  *  current and called graph.
972  *  Assumes that both, the called and the calling graph are in state
973  *  "op_pin_state_pinned".
974  *  It is recommended to call local_optimize_graph() after inlining as this
975  *  function leaves a set of obscure Tuple nodes, e.g. a Proj-Tuple-Jmp
976  *  combination as control flow operation.
977  *
978  *  @param call          the call node that should be inlined
979  *  @param called_graph  the IR-graph that is called at call
980  *
981  *  @return zero if method could not be inlined (recursion for instance),
982  *          non-zero if all went ok
983  */
984 FIRM_API int inline_method(ir_node *call, ir_graph *called_graph);
985
986 /**
987  * Code Placement.
988  *
989  * Pins all floating nodes to a block where they
990  * will be executed only if needed.   Depends on the flag opt_global_cse.
991  * Graph may not be in phase_building.  Does not schedule control dead
992  * code.  Uses dominator information which it computes if the irg is not
993  * in state dom_consistent.  Destroys the out information as it moves nodes
994  * to other blocks.  Optimizes Tuples in Control edges.
995  *
996  * Call remove_critical_cf_edges() before place_code().  This normalizes
997  * the control flow graph so that for all operations a basic block exists
998  * where they can be optimally placed.
999  */
1000 FIRM_API void place_code(ir_graph *irg);
1001
1002 /**
1003  * Creates an ir_graph pass for place_code().
1004  * This pass enables GCSE, runs optimize_graph_df() and finally
1005  * place_code();
1006  *
1007  * @param name     the name of this pass or NULL
1008  *
1009  * @return  the newly created ir_graph pass
1010  */
1011 FIRM_API ir_graph_pass_t *place_code_pass(const char *name);
1012
1013 /**
1014  * Determine information about the values of nodes and perform simplifications
1015  * using this information.  This optimization performs a data-flow analysis to
1016  * find the minimal fixpoint.
1017  */
1018 FIRM_API void fixpoint_vrp(ir_graph*);
1019
1020 /**
1021  * Creates an ir_graph pass for fixpoint_vrp().
1022  * This pass dDetermines information about the values of nodes
1023  * and perform simplifications using this information.
1024  * This optimization performs a data-flow analysis to
1025  * find the minimal fixpoint.
1026  *
1027  * @param name     the name of this pass or NULL
1028  *
1029  * @return  the newly created ir_graph pass
1030  */
1031 FIRM_API ir_graph_pass_t *fixpoint_vrp_irg_pass(const char *name);
1032
1033 /**
1034  * Check, if the value of a node is != 0.
1035  *
1036  * This is a often needed case, so we handle here Confirm
1037  * nodes too.
1038  *
1039  * @param n        a node representing the value
1040  * @param confirm  if n is confirmed to be != 0, returns
1041  *                 the the Confirm-node, else NULL
1042  */
1043 FIRM_API int value_not_zero(const ir_node *n, const ir_node **confirm);
1044
1045 /**
1046  * Check, if the value of a node cannot represent a NULL pointer.
1047  *
1048  * - If option sel_based_null_check_elim is enabled, all
1049  *   Sel nodes can be skipped.
1050  * - A SymConst(entity) is NEVER a NULL pointer
1051  * - A Const != NULL is NEVER a NULL pointer
1052  * - Confirms are evaluated
1053  *
1054  * @param n        a node representing the value
1055  * @param confirm  if n is confirmed to be != NULL, returns
1056  *                 the the Confirm-node, else NULL
1057  */
1058 FIRM_API int value_not_null(const ir_node *n, const ir_node **confirm);
1059
1060 /**
1061  * Check, if the value of a node can be confirmed >= 0 or <= 0,
1062  * If the mode of the value did not honor signed zeros, else
1063  * check for >= 0 or < 0.
1064  *
1065  * @param n  a node representing the value
1066  */
1067 FIRM_API ir_value_classify_sign classify_value_sign(ir_node *n);
1068
1069 /**
1070  * Return the value of a Cmp if one or both predecessors
1071  * are Confirm nodes.
1072  *
1073  * @param cmp       the compare node that will be evaluated
1074  * @param left      the left operand of the Cmp
1075  * @param right     the right operand of the Cmp
1076  * @param relation  the compare relation
1077  */
1078 FIRM_API ir_tarval *computed_value_Cmp_Confirm(
1079         const ir_node *cmp, ir_node *left, ir_node *right, ir_relation relation);
1080
1081 typedef ir_entity *(*compilerlib_entity_creator_t)(ident *id, ir_type *mt);
1082 /**
1083  * Set the compilerlib entity creation callback that is used to create
1084  * compilerlib function entities.
1085  *
1086  * @param cb  the new compilerlib entity creation callback
1087  */
1088 FIRM_API void set_compilerlib_entity_creator(compilerlib_entity_creator_t cb);
1089
1090 /**
1091  * Get the compilerlib entity creation callback.
1092  */
1093 FIRM_API compilerlib_entity_creator_t get_compilerlib_entity_creator(void);
1094
1095 /**
1096  * Construct the entity for a given function using the current compilerlib
1097  * entity creation callback.
1098  *
1099  * @param id  the identifier of the compilerlib function
1100  * @param mt  the method type of the compilerlib function
1101  */
1102 FIRM_API ir_entity *create_compilerlib_entity(ident *id, ir_type *mt);
1103
1104 /** @} */
1105
1106 #include "end.h"
1107
1108 #endif