Fixed Win32 DLL support.
[libfirm] / include / libfirm / iroptimize.h
1 /*
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3  *
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17  * PURPOSE.
18  */
19
20 /**
21  * @file
22  * @brief   Available Optimisations of libFirm.
23  * @version $Id$
24  */
25 #ifndef FIRM_IROPTIMIZE_H
26 #define FIRM_IROPTIMIZE_H
27
28 #include "firm_types.h"
29 #include "begin.h"
30
31 /**
32  * Control flow optimization.
33  *
34  * Removes empty blocks doing if simplifications and loop simplifications.
35  * A block is empty if it contains only a Jmp node and Phi nodes.
36  * Merges single entry single exit blocks with their predecessor
37  * and propagates dead control flow by calling equivalent_node().
38  * Independent of compiler flag it removes Tuples from cf edges,
39  * Bad predecessors from Blocks and Phis, and unnecessary predecessors of End.
40  *
41  * @bug So far destroys backedge information.
42  * @bug Chokes on Id nodes if called in a certain order with other
43  *      optimizations.  Call local_optimize_graph() before to remove
44  *      Ids.
45  */
46 FIRM_API void optimize_cf(ir_graph *irg);
47
48 /**
49  * Creates an ir_graph pass for optimize_cf().
50  *
51  * @param name     the name of this pass or NULL
52  *
53  * @return  the newly created ir_graph pass
54  */
55 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_cf_pass(const char *name);
56
57 /**
58  * Perform path-sensitive jump threading on the given graph.
59  *
60  * @param irg  the graph
61  */
62 FIRM_API void opt_jumpthreading(ir_graph* irg);
63
64 /**
65  * Creates an ir_graph pass for opt_jumpthreading().
66  *
67  * @param name     the name of this pass or NULL
68  *
69  * @return  the newly created ir_graph pass
70  */
71 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_jumpthreading_pass(const char *name);
72
73 /**
74  * Creates an ir_graph pass for opt_loopunroll().
75  *
76  * @param name     the name of this pass or NULL
77  *
78  * @return  the newly created ir_graph pass
79  */
80 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_loopunroll_pass(const char *name);
81
82
83 /**
84  * Try to simplify boolean expression in the given ir graph.
85  * eg. x < 5 && x < 6 becomes x < 5
86  *
87  * @param irg  the graph
88  */
89 FIRM_API void opt_bool(ir_graph *irg);
90
91 /**
92  * Creates an ir_graph pass for opt_bool().
93  *
94  * @param name     the name of this pass or NULL
95  *
96  * @return  the newly created ir_graph pass
97  */
98 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_bool_pass(const char *name);
99
100 /**
101  * Try to reduce the number of conv nodes in the given ir graph.
102  *
103  * @param irg  the graph
104  *
105  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
106  */
107 FIRM_API int conv_opt(ir_graph *irg);
108
109 /**
110  * Creates an ir_graph pass for conv_opt().
111  *
112  * @param name     the name of this pass or NULL
113  *
114  * @return  the newly created ir_graph pass
115  */
116 FIRM_API ir_graph_pass_t *conv_opt_pass(const char *name);
117
118 /**
119  * Do the scalar replacement optimization.
120  * Make a date flow analyze and split the
121  * data flow edges.
122  *
123  * @param irg  the graph which should be optimized
124  */
125 FIRM_API void data_flow_scalar_replacement_opt(ir_graph *irg);
126
127 /**
128  * A callback that checks whether a entity is an allocation
129  * routine.
130  */
131 typedef int (*check_alloc_entity_func)(ir_entity *ent);
132
133 /**
134  * Do simple and fast escape analysis for one graph.
135  *
136  * @param irg       the graph
137  * @param callback  a callback function to check whether a
138  *                  given entity is a allocation call
139  */
140 FIRM_API void escape_enalysis_irg(ir_graph *irg,
141                                   check_alloc_entity_func callback);
142
143 /**
144  * Do simple and fast escape analysis for all graphs.
145  *
146  * This optimization implements a simple and fast but inexact
147  * escape analysis. Some addresses might be marked as 'escaped' even
148  * if they are not.
149  * The advantage is a low memory footprint and fast speed.
150  *
151  * @param run_scalar_replace  if this flag in non-zero, scalar
152  *                            replacement optimization is run on graphs with removed
153  *                            allocation
154  * @param callback            a callback function to check whether a
155  *                            given entity is a allocation call
156  *
157  * This optimization removes allocation which are not used (rare) and replace
158  * allocation that can be proved dead at the end of the graph which stack variables.
159  *
160  * The creation of stack variable allows scalar replacement to be run only
161  * on those graphs that have been changed.
162  *
163  * This is most effective on Java where no other stack variables exists.
164  */
165 FIRM_API void escape_analysis(int run_scalar_replace,
166                               check_alloc_entity_func callback);
167
168 /**
169  * Optimize function calls by handling const functions.
170  *
171  * This optimization first detects all "const functions", i.e.,
172  * IR graphs that neither read nor write memory (and hence did
173  * not create exceptions, as these use memory in Firm).
174  *
175  * The result of calls to such functions depends only on its
176  * arguments, hence those calls are no more pinned.
177  *
178  * This is a rather strong criteria, so do not expect that a
179  * lot of functions will be found. Moreover, all of them might
180  * already be inlined if inlining is activated.
181  * Anyway, it might be good for handling builtin's or pseudo-graphs,
182  * even if the later read/write memory (but we know how).
183  *
184  * This optimizations read the irg_const_function property of
185  * entities and and sets the irg_const_function property of
186  * graphs.
187  *
188  * If callee information is valid, we also optimize polymorphic Calls.
189  *
190  * @param force_run  if non-zero, an optimization run is started even
191  *                   if no const function graph was detected.
192  *                   Else calls are only optimized if at least one
193  *                   const function graph was detected.
194  * @param callback   a callback function to check whether a
195  *                   given entity is a allocation call
196  *
197  * If the frontend created external entities with the irg_const_function
198  * property set, the force_run parameter should be set, else
199  * should be unset.
200  *
201  * @note This optimization destroys the link fields of nodes.
202  */
203 FIRM_API void optimize_funccalls(int force_run,
204                                  check_alloc_entity_func callback);
205
206 /**
207  * Creates an ir_prog pass for optimize_funccalls().
208  *
209  * @param name       the name of this pass or NULL
210  * @param force_run  if non-zero, an optimization run is started even
211  *                   if no const function graph was detected.
212  *                   Else calls are only optimized if at least one
213  *                   const function graph was detected.
214  * @param callback   a callback function to check whether a
215  *                   given entity is a allocation call
216  *
217  * @return  the newly created ir_prog pass
218  */
219 FIRM_API ir_prog_pass_t *optimize_funccalls_pass(const char *name,
220                                                  int force_run,
221                                                  check_alloc_entity_func callback);
222
223 /**
224  * Does Partial Redundancy Elimination combined with
225  * Global Value Numbering.
226  * Can be used to replace place_code() completely.
227  *
228  * Based on VanDrunen and Hosking 2004.
229  *
230  * @param irg  the graph
231  */
232 FIRM_API void do_gvn_pre(ir_graph *irg);
233
234 /**
235  * Creates an ir_graph pass for do_gvn_pre().
236  *
237  * @param name     the name of this pass or NULL
238  *
239  * @return  the newly created ir_graph pass
240  */
241 FIRM_API ir_graph_pass_t *do_gvn_pre_pass(const char *name);
242
243 /**
244  * This function is called to evaluate, if a
245  * mux(@p sel, @p mux_false, @p mux_true) should be built for the current
246  * architecture.
247  * If it returns non-zero, a mux is created, else the code
248  * is not modified.
249  * @param sel        A selector of a Cond.
250  * @param phi_list   phi node to be converted
251  * @param i          First data predecessor involved in if conversion
252  * @param j          Second data predecessor involved in if conversion
253  */
254 typedef int (*arch_allow_ifconv_func)(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
255                                       ir_node *mux_true);
256
257 /**
258  * The parameters structure.
259  */
260 struct ir_settings_if_conv_t {
261         int                 max_depth;       /**< The maximum depth up to which expressions
262                                                are examined when it has to be decided if they
263                                                can be placed into another block. */
264         arch_allow_ifconv_func allow_ifconv; /**< Evaluator function, if not set all possible Psi
265                                                nodes will be created. */
266 };
267
268 /**
269  * Perform If conversion on a graph.
270  *
271  * @param irg The graph.
272  * @param params The parameters for the if conversion.
273  *
274  * Cannot handle blocks with Bad control predecessors, so call it after control
275  * flow optimization.
276  */
277 FIRM_API void opt_if_conv(ir_graph *irg, const ir_settings_if_conv_t *params);
278
279 /**
280  * Creates an ir_graph pass for opt_if_conv().
281  *
282  * @param name     the name of this pass or NULL
283  * @param params   The parameters for the if conversion.
284  *
285  * @return  the newly created ir_graph pass
286  */
287 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_if_conv_pass(
288         const char *name, const ir_settings_if_conv_t *params);
289
290 /**
291  * Tries to reduce dependencies for memory nodes where possible by parllelizing
292  * them and synchronising with Sync nodes
293  * @param irg   the graph where memory operations should be parallelised
294  */
295 FIRM_API void opt_parallelize_mem(ir_graph *irg);
296
297 /**
298  * Creates an ir_graph pass for opt_sync().
299  *
300  * @param name     the name of this pass or NULL
301  *
302  * @return  the newly created ir_graph pass
303  */
304 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_parallelize_mem_pass(const char *name);
305
306 /*
307  * Check if we can replace the load by a given const from
308  * the const code irg.
309  *
310  * @param load   the load to replace
311  * @param c      the constant
312  *
313  * @return in the modes match or can be transformed using a reinterpret cast
314  *         returns a copy of the constant (possibly Conv'ed) on the
315  *         current_ir_graph
316  */
317 FIRM_API ir_node *can_replace_load_by_const(const ir_node *load, ir_node *c);
318
319 /**
320  * Load/Store optimization.
321  *
322  * Removes redundant non-volatile Loads and Stores.
323  * May introduce Bad nodes if exceptional control flow
324  * is removed. The following cases are optimized:
325  *
326  * Load without result: A Load which has only a memory use
327  *   is removed.
328  *
329  * Load after Store: A Load after a Store is removed, if
330  *   the Load doesn't have an exception handler OR is in
331  *   the same block as the Store.
332  *
333  * Load after Load: A Load after a Load is removed, if the
334  *   Load doesn't have an exception handler OR is in the
335  *   same block as the previous Load.
336  *
337  * Store before Store: A Store immediately before another
338  *   Store in the same block is removed, if the Store doesn't
339  *   have an exception handler.
340  *
341  * Store after Load: A Store after a Load is removed, if the
342  *   Store doesn't have an exception handler.
343  *
344  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
345  */
346 FIRM_API int optimize_load_store(ir_graph *irg);
347
348 /**
349  * Creates an ir_graph pass for optimize_load_store().
350  *
351  * @param name     the name of this pass or NULL
352  *
353  * @return  the newly created ir_graph pass
354  */
355 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_load_store_pass(const char *name);
356
357 /**
358  * New experimental alternative to optimize_load_store.
359  * Based on a dataflow analysis, so load/stores are moved out of loops
360  * where possible
361  */
362 FIRM_API int opt_ldst(ir_graph *irg);
363
364 /**
365  * Creates an ir_graph pass for opt_ldst().
366  *
367  * @param name     the name of this pass or NULL
368  *
369  * @return  the newly created ir_graph pass
370  */
371 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_ldst_pass(const char *name);
372
373 /**
374  * Optimize loops by peeling or unrolling them if beneficial.
375  *
376  * @param irg  The graph whose loops will be processed
377  *
378  * This function did not change the graph, only it's frame type.
379  * The layout state of the frame type will be set to layout_undefined
380  * if entities were removed.
381  */
382 FIRM_API void loop_optimization(ir_graph *irg);
383
384 /**
385  * Optimize the frame type of an irg by removing
386  * never touched entities.
387  *
388  * @param irg  The graph whose frame type will be optimized
389  *
390  * This function did not change the graph, only it's frame type.
391  * The layout state of the frame type will be set to layout_undefined
392  * if entities were removed.
393  */
394 FIRM_API void opt_frame_irg(ir_graph *irg);
395
396 /**
397  * Creates an ir_graph pass for opt_frame_irg().
398  *
399  * @param name     the name of this pass or NULL
400  *
401  * @return  the newly created ir_graph pass
402  */
403 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_frame_irg_pass(const char *name);
404
405 /** Possible flags for the Operator Scalar Replacement. */
406 typedef enum osr_flags {
407         osr_flag_none               = 0,  /**< no additional flags */
408         osr_flag_lftr_with_ov_check = 1,  /**< do linear function test replacement
409                                                only if no overflow can occur. */
410         osr_flag_ignore_x86_shift   = 2,  /**< ignore Multiplications by 2, 4, 8 */
411         osr_flag_keep_reg_pressure  = 4   /**< do NOT increase register pressure by introducing new
412                                                induction variables. */
413 } osr_flags;
414
415 /* FirmJNI cannot handle identical enum values... */
416
417 /** default setting */
418 #define osr_flag_default osr_flag_lftr_with_ov_check
419
420 /**
421  * Do the Operator Scalar Replacement optimization and linear
422  * function test replacement for loop control.
423  * Can be switched off using the set_opt_strength_red() flag.
424  * In that case, only remove_phi_cycles() is executed.
425  *
426  * @param irg    the graph which should be optimized
427  * @param flags  set of osr_flags
428  *
429  * The linear function replacement test is controlled by the flags.
430  * If the osr_flag_lftr_with_ov_check is set, the replacement is only
431  * done if do overflow can occur.
432  * Otherwise it is ALWAYS done which might be insecure.
433  *
434  * For instance:
435  *
436  * for (i = 0; i < 100; ++i)
437  *
438  * might be replaced by
439  *
440  * for (i = 0; i < 400; i += 4)
441  *
442  * But
443  *
444  * for (i = 0; i < 0x7FFFFFFF; ++i)
445  *
446  * will not be replaced by
447  *
448  * for (i = 0; i < 0xFFFFFFFC; i += 4)
449  *
450  * because of overflow.
451  *
452  * More bad cases:
453  *
454  * for (i = 0; i <= 0xF; ++i)
455  *
456  * will NOT be transformed into
457  *
458  * for (i = 0xFFFFFFF0; i <= 0xFFFFFFFF; ++i)
459  *
460  * although here is no direct overflow. The OV occurs when the ++i
461  * is executed (and would created an endless loop here!).
462  *
463  * For the same reason, a loop
464  *
465  * for (i = 0; i <= 9; i += x)
466  *
467  * will NOT be transformed because we cannot estimate whether an overflow
468  * might happen adding x.
469  *
470  * Note that i < a + 400 is also not possible with the current implementation
471  * although this might be allowed by other compilers...
472  *
473  * Note further that tests for equality can be handled some simpler (but are not
474  * implemented yet).
475  *
476  * This algorithm destroys the link field of nodes.
477  */
478 FIRM_API void opt_osr(ir_graph *irg, unsigned flags);
479
480 /**
481  * Creates an ir_graph pass for remove_phi_cycles().
482  *
483  * @param name     the name of this pass or NULL
484  * @param flags    set of osr_flags
485  *
486  * @return  the newly created ir_graph pass
487  */
488 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_osr_pass(const char *name, unsigned flags);
489
490 /**
491  * Removes useless Phi cycles, i.e cycles of Phi nodes with only one
492  * non-Phi node.
493  * This is automatically done in opt_osr(), so there is no need to call it
494  * additionally.
495  *
496  * @param irg    the graph which should be optimized
497  *
498  * This algorithm destroys the link field of nodes.
499  */
500 FIRM_API void remove_phi_cycles(ir_graph *irg);
501
502 /**
503  * Creates an ir_graph pass for remove_phi_cycles().
504  *
505  * @param name     the name of this pass or NULL
506  *
507  * @return  the newly created ir_graph pass
508  */
509 FIRM_API ir_graph_pass_t *remove_phi_cycles_pass(const char *name);
510
511
512 /** A default threshold. */
513 #define DEFAULT_CLONE_THRESHOLD 20
514
515 /**
516  * Do procedure cloning. Evaluate a heuristic weight for every
517  * Call(..., Const, ...). If the weight is bigger than threshold,
518  * clone the entity and fix the calls.
519  *
520  * @param threshold   the threshold for cloning
521  *
522  * The threshold is an estimation of how many instructions are saved
523  * when executing a cloned method. If threshold is 0.0, every possible
524  * call is cloned.
525  */
526 FIRM_API void proc_cloning(float threshold);
527
528 /**
529  * Creates an ir_prog pass for proc_cloning().
530  *
531  * @param name        the name of this pass or NULL
532  * @param threshold   the threshold for cloning
533  *
534  * @return  the newly created ir_prog pass
535  */
536 FIRM_API ir_prog_pass_t *proc_cloning_pass(const char *name, float threshold);
537
538 /**
539  * Reassociation.
540  *
541  * Applies Reassociation rules to integer expressions.
542  * Beware: Works only if integer overflow might be ignored, as for C, Java
543  * and for address expression.
544  * Works only if Constant folding is activated.
545  *
546  * Uses loop information to detect loop-invariant (ie contant
547  * inside the loop) values.
548  *
549  * See Muchnik 12.3.1 Algebraic Simplification and Reassociation of
550  * Addressing Expressions.
551  *
552  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
553  */
554 FIRM_API int optimize_reassociation(ir_graph *irg);
555
556 /**
557  * Creates an ir_graph pass for optimize_reassociation().
558  *
559  * @param name     the name of this pass or NULL
560  *
561  * @return  the newly created ir_graph pass
562  */
563 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_reassociation_pass(const char *name);
564
565 /**
566  * Normalize the Returns of a graph by creating a new End block
567  * with One Return(Phi).
568  * This is the preferred input for the if-conversion.
569  *
570  * In pseudocode, it means:
571  *
572  * if (a)
573  *   return b;
574  * else
575  *   return c;
576  *
577  * is transformed into
578  *
579  * if (a)
580  *   res = b;
581  * else
582  *   res = c;
583  * return res;
584  */
585 FIRM_API void normalize_one_return(ir_graph *irg);
586
587 /**
588  * Creates an ir_graph pass for normalize_one_return().
589  *
590  * @param name     the name of this pass or NULL
591  *
592  * @return  the newly created ir_graph pass
593  */
594 FIRM_API ir_graph_pass_t *normalize_one_return_pass(const char *name);
595
596 /**
597  * Normalize the Returns of a graph by moving
598  * the Returns upwards as much as possible.
599  * This might be preferred for code generation.
600  *
601  * In pseudocode, it means:
602  *
603  * if (a)
604  *   res = b;
605  * else
606  *   res = c;
607  * return res;
608  *
609  * is transformed into
610  *
611  * if (a)
612  *   return b;
613  * else
614  *   return c;
615  */
616 FIRM_API void normalize_n_returns(ir_graph *irg);
617
618 /**
619  * Creates an ir_graph pass for normalize_n_returns().
620  *
621  * @param name     the name of this pass or NULL
622  *
623  * @return  the newly created ir_graph pass
624  */
625 FIRM_API ir_graph_pass_t *normalize_n_returns_pass(const char *name);
626
627 /**
628  * Do the scalar replacement optimization.
629  * Replace local compound entities (like structures and arrays)
630  * with atomic values if possible. Does not handle classes yet.
631  *
632  * @param irg  the graph which should be optimized
633  *
634  * @return non-zero, if at least one entity was replaced
635  */
636 FIRM_API int scalar_replacement_opt(ir_graph *irg);
637
638 /**
639  * Creates an ir_graph pass for scalar_replacement_opt().
640  *
641  * @param name     the name of this pass or NULL
642  *
643  * @return  the newly created ir_graph pass
644  */
645 FIRM_API ir_graph_pass_t *scalar_replacement_opt_pass(const char *name);
646
647 /** Performs strength reduction for the passed graph. */
648 FIRM_API void reduce_strength(ir_graph *irg);
649
650 /**
651  * Optimizes tail-recursion calls by converting them into loops.
652  * Depends on the flag opt_tail_recursion.
653  * Currently supports the following forms:
654  *  - return func();
655  *  - return x + func();
656  *  - return func() - x;
657  *  - return x * func();
658  *  - return -func();
659  *
660  * Does not work for Calls that use the exception stuff.
661  *
662  * @param irg   the graph to be optimized
663  *
664  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
665  */
666 FIRM_API int opt_tail_rec_irg(ir_graph *irg);
667
668 /**
669  * Creates an ir_graph pass for opt_tail_rec_irg().
670  *
671  * @param name     the name of this pass or NULL
672  *
673  * @return  the newly created ir_graph pass
674  */
675 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_tail_rec_irg_pass(const char *name);
676
677 /**
678  * Optimize tail-recursion calls for all IR-Graphs.
679  * Can currently handle:
680  * - direct return value, i.e. return func().
681  * - additive return value, i.e. return x +/- func()
682  * - multiplicative return value, i.e. return x * func() or return -func()
683  *
684  * The current implementation must be run before optimize_funccalls(),
685  * because it expects the memory edges pointing to calls, which might be
686  * removed by optimize_funccalls().
687  */
688 FIRM_API void opt_tail_recursion(void);
689
690 /**
691  * Creates an ir_prog pass for opt_tail_recursion().
692  *
693  * @param name     the name of this pass or NULL
694  *
695  * @return  the newly created ir_prog pass
696  */
697 FIRM_API ir_prog_pass_t *opt_tail_recursion_pass(const char *name);
698
699 /** This is the type for a method, that returns a pointer type to
700  *  tp.  This is needed in the normalization. */
701 typedef ir_type *(*gen_pointer_type_to_func)(ir_type *tp);
702
703 /**  Insert Casts so that class type casts conform exactly with the type hierarchy.
704  *
705  *  Formulated in Java, this achieves the following:
706  *
707  *  For a class hierarchy
708  *    class A {}
709  *    class B extends A {}
710  *    class C extends B {}
711  *  we transforms a cast
712  *    (A)new C()
713  *  to
714  *    (A)((B)new C()).
715  *
716  *  The algorithm works for Casts with class types, but also for Casts
717  *  with all pointer types that point (over several indirections,
718  *  i.e. ***A) to a class type.  Normalizes all graphs.  Computes type
719  *  information (@see irtypeinfo.h) if not available.
720  *  Invalidates trout information as new casts are generated.
721  *
722  *  @param gppt_fct A function that returns a pointer type that points
723  *    to the type given as argument.  If this parameter is NULL, a default
724  *    function is used that either uses trout information or performs a O(n)
725  *    search to find an existing pointer type.  If it can not find a type,
726  *    generates a pointer type with mode_P_mach and suffix "cc_ptr_tp".
727  */
728 FIRM_API void normalize_irp_class_casts(gen_pointer_type_to_func gppt_fct);
729
730 /**  Insert Casts so that class type casts conform exactly with the type hierarchy
731  *   in given graph.
732  *
733  *   For more details see normalize_irp_class_casts().
734  *
735  *  This transformation requires that type information is computed. @see irtypeinfo.h.
736  */
737 FIRM_API void normalize_irg_class_casts(ir_graph *irg,
738                                         gen_pointer_type_to_func gppt_fct);
739
740 /** Optimize casting between class types.
741  *
742  *    class A { m(); }
743  *    class B extends A { }
744  *    class C extends B {}
745  *  Performs the following transformations:
746  *    C c = (C)(B)(A)(B)new C()  --> C c = (C)(B)newC() --> C c = new C()
747  *    (Optimizing downcasts as A a = (A)(B)(new A()) --> A a = new A() can
748  *     be suppressed by setting the flag opt_suppress_downcast_optimization.
749  *     Downcasting A to B might cause an exception.  It is not clear
750  *     whether this is modeled by the Firm Cast node, as it has no exception
751  *     outputs.);
752  *  If there is inh_m() that overwrites m() in B:
753  *    ((A) new B()).m()  --> (new B()).inh_m()
754  *  Phi((A)x, (A)y)  --> (A) Phi (x, y)  if (A) is an upcast.
755  *
756  *  Computes type information if not available. @see irtypeinfo.h.
757  *  Typeinformation is valid after optimization.
758  *  Invalidates trout information.
759  */
760 FIRM_API void optimize_class_casts(void);
761
762 /**
763  * CLiff Click's combo algorithm from
764  *   "Combining Analyses, combining Optimizations".
765  *
766  * Does conditional constant propagation, unreachable code elimination and
767  * optimistic global value numbering at once.
768  *
769  * @param irg  the graph to run on
770  */
771 FIRM_API void combo(ir_graph *irg);
772
773 /**
774  * Creates an ir_graph pass for combo.
775  *
776  * @param name     the name of this pass or NULL
777  *
778  * @return  the newly created ir_graph pass
779  */
780 FIRM_API ir_graph_pass_t *combo_pass(const char *name);
781
782 /**
783  * Inlines all small methods at call sites where the called address comes
784  * from a SymConst node that references the entity representing the called
785  * method.
786  *
787  * @param irg  the graph
788  * @param size maximum function size
789  *
790  * The size argument is a rough measure for the code size of the method:
791  * Methods where the obstack containing the firm graph is smaller than
792  * size are inlined.  Further only a limited number of calls are inlined.
793  * If the method contains more than 1024 inlineable calls none will be
794  * inlined.
795  * Inlining is only performed if flags `optimize' and `inlineing' are set.
796  * The graph may not be in state phase_building.
797  * It is recommended to call local_optimize_graph() after inlining as this
798  * function leaves a set of obscure Tuple nodes, e.g. a Proj-Tuple-Jmp
799  * combination as control flow operation.
800  */
801 FIRM_API void inline_small_irgs(ir_graph *irg, int size);
802
803 /**
804  * Creates an ir_graph pass for inline_small_irgs().
805  *
806  * @param name   the name of this pass or NULL
807  * @param size   maximum function size
808  *
809  * @return  the newly created ir_graph pass
810  */
811 FIRM_API ir_graph_pass_t *inline_small_irgs_pass(const char *name, int size);
812
813 /**
814  * Inlineing with a different heuristic than inline_small_irgs().
815  *
816  * Inlines leave functions.  If inlinening creates new leave
817  * function inlines these, too. (If g calls f, and f calls leave h,
818  * h is first inlined in f and then f in g.)
819  *
820  * Then inlines all small functions (this is not recursive).
821  *
822  * For a heuristic this inlineing uses firm node counts.  It does
823  * not count auxiliary nodes as Proj, Tuple, End, Start, Id, Sync.
824  * If the ignore_runtime flag is set, calls to functions marked with the
825  * mtp_property_runtime property are ignored.
826  *
827  * @param maxsize         Do not inline any calls if a method has more than
828  *                        maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
829  *                        inlineing.
830  * @param leavesize       Inline leave functions if they have less than leavesize
831  *                        nodes.
832  * @param size            Inline all function smaller than size.
833  * @param ignore_runtime  count a function only calling runtime functions as
834  *                        leave
835  */
836 FIRM_API void inline_leave_functions(unsigned maxsize, unsigned leavesize,
837                                      unsigned size, int ignore_runtime);
838
839 /**
840  * Creates an ir_prog pass for inline_leave_functions().
841  *
842  * @param name            the name of this pass or NULL
843  * @param maxsize         Do not inline any calls if a method has more than
844  *                        maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
845  *                        inlineing.
846  * @param leavesize       Inline leave functions if they have less than leavesize
847  *                        nodes.
848  * @param size            Inline all function smaller than size.
849  * @param ignore_runtime  count a function only calling runtime functions as
850  *                        leave
851  *
852  * @return  the newly created ir_prog pass
853  */
854 FIRM_API ir_prog_pass_t *inline_leave_functions_pass(const char *name,
855                 unsigned maxsize, unsigned leavesize, unsigned size,
856                 int ignore_runtime);
857
858 typedef void (*opt_ptr)(ir_graph *irg);
859
860 /**
861  * Heuristic inliner. Calculates a benefice value for every call and inlines
862  * those calls with a value higher than the threshold.
863  *
864  * @param maxsize             Do not inline any calls if a method has more than
865  *                            maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
866  *                            inlining.
867  * @param inline_threshold    inlining threshold
868  * @param after_inline_opt    optimizations performed immediately after inlining
869  *                            some calls
870  */
871 FIRM_API void inline_functions(unsigned maxsize, int inline_threshold,
872                                opt_ptr after_inline_opt);
873
874 /**
875  * Creates an ir_prog pass for inline_functions().
876  *
877  * @param name               the name of this pass or NULL
878  * @param maxsize            Do not inline any calls if a method has more than
879  *                           maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
880  *                           inlineing.
881  * @param inline_threshold   inlining threshold
882  * @param after_inline_opt   a function that is called after inlining a
883  *                           procedure. You should run fast local optimisations
884  *                           here which cleanup the graph before further
885  *                           inlining
886  *
887  * @return  the newly created ir_prog pass
888  */
889 FIRM_API ir_prog_pass_t *inline_functions_pass(const char *name,
890                 unsigned maxsize, int inline_threshold, opt_ptr after_inline_opt);
891
892 /**
893  * Combines congruent blocks into one.
894  *
895  * @param irg   The IR-graph to optimize.
896  *
897  * @return non-zero if the graph was transformed
898  */
899 FIRM_API int shape_blocks(ir_graph *irg);
900
901 /**
902  * Creates an ir_graph pass for shape_blocks().
903  *
904  * @param name   the name of this pass or NULL
905  *
906  * @return  the newly created ir_graph pass
907  */
908 FIRM_API ir_graph_pass_t *shape_blocks_pass(const char *name);
909
910 /**
911  * Perform loop inversion on a given graph.
912  * Loop inversion transforms a head controlled loop (like while(...) {} and
913  * for(...) {}) into a foot controlled loop (do {} while(...)).
914  */
915 FIRM_API void do_loop_inversion(ir_graph *irg);
916
917 /**
918  * Perform loop unrolling on a given graph.
919  * Loop unrolling multiplies the number loop completely by a number found
920  * through a heuristic.
921  */
922 FIRM_API void do_loop_unrolling(ir_graph *irg);
923
924 /**
925  * Perform loop peeling on a given graph.
926  */
927 FIRM_API void do_loop_peeling(ir_graph *irg);
928
929 /**
930  * Creates an ir_graph pass for loop inversion.
931  *
932  * @param name     the name of this pass or NULL
933  *
934  * @return  the newly created ir_graph pass
935  */
936 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_inversion_pass(const char *name);
937
938 /**
939  * Creates an ir_graph pass for loop unrolling.
940  *
941  * @param name     the name of this pass or NULL
942  *
943  * @return  the newly created ir_graph pass
944  */
945 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_unroll_pass(const char *name);
946
947 /**
948  * Creates an ir_graph pass for loop peeling.
949  *
950  * @param name     the name of this pass or NULL
951  *
952  * @return  the newly created ir_graph pass
953  */
954 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_peeling_pass(const char *name);
955
956 typedef ir_type *(*get_Alloc_func)(ir_node *n);
957 /** Set a new get_Alloc_func and returns the old one. */
958 FIRM_API get_Alloc_func firm_set_Alloc_func(get_Alloc_func newf);
959
960 /**
961  * Creates an ir_graph pass for set_vrp_data()
962  *
963  * @param name The name of this pass or NULL
964  *
965  * @return the newly created ir_graph pass
966  */
967 FIRM_API ir_graph_pass_t *set_vrp_pass(const char *name);
968
969 /**
970  * Removes all entities which are unused.
971  *
972  * Unused entities have ir_visibility_local and are not used directly or
973  * indirectly through entities/code visible outside the compilation unit.
974  * This is usually conservative than gc_irgs, but does not respect properties
975  * of object-oriented programs.
976  */
977 FIRM_API void garbage_collect_entities(void);
978
979 /** Pass for garbage_collect_entities */
980 FIRM_API ir_prog_pass_t *garbage_collect_entities_pass(const char *name);
981
982 /** Performs dead node elimination by copying the ir graph to a new obstack.
983  *
984  *  The major intention of this pass is to free memory occupied by
985  *  dead nodes and outdated analyzes information.  Further this
986  *  function removes Bad predecessors from Blocks and the corresponding
987  *  inputs to Phi nodes.  This opens optimization potential for other
988  *  optimizations.  Further this phase reduces dead Block<->Jmp
989  *  self-cycles to Bad nodes.
990  *
991  *  Dead_node_elimination is only performed if options `optimize' and
992  *  `opt_dead_node_elimination' are set.  The graph may
993  *  not be in state phase_building.  The outs datasturcture is freed,
994  *  the outs state set to outs_none.  Backedge information is conserved.
995  *  Removes old attributes of nodes.  Sets link field to NULL.
996  *  Callee information must be freed (irg_callee_info_none).
997  *
998  * @param irg  The graph to be optimized.
999  */
1000 FIRM_API void dead_node_elimination(ir_graph *irg);
1001
1002 /**
1003  * Creates an ir_graph pass for dead_node_elimination().
1004  *
1005  * @param name     the name of this pass or NULL
1006  *
1007  * @return  the newly created ir_graph pass
1008  */
1009 FIRM_API ir_graph_pass_t *dead_node_elimination_pass(const char *name);
1010
1011 /** Inlines a method at the given call site.
1012  *
1013  *  Removes the call node and splits the basic block the call node
1014  *  belongs to.  Inserts a copy of the called graph between these nodes.
1015  *  Assumes that call is a Call node in current_ir_graph and that
1016  *  the type in the Call nodes type attribute is the same as the
1017  *  type of the called graph.
1018  *  Further it assumes that all Phi nodes in a block of current_ir_graph
1019  *  are assembled in a "link" list in the link field of the corresponding
1020  *  block nodes.  Further assumes that all Proj nodes are in a "link" list
1021  *  in the nodes producing the tuple.  (This is only an optical feature
1022  *  for the graph.)  Conserves this feature for the old
1023  *  nodes of the graph.  This precondition can be established by a call to
1024  *  collect_phisprojs(), see irgmod.h.
1025  *  As dead_node_elimination this function reduces dead Block<->Jmp
1026  *  self-cycles to Bad nodes.
1027  *
1028  *  Called_graph must be unequal to current_ir_graph.   Will not inline
1029  *  if they are equal.
1030  *  Sets visited masterflag in current_ir_graph to the max of the flag in
1031  *  current and called graph.
1032  *  Assumes that both, the called and the calling graph are in state
1033  *  "op_pin_state_pinned".
1034  *  It is recommended to call local_optimize_graph() after inlining as this
1035  *  function leaves a set of obscure Tuple nodes, e.g. a Proj-Tuple-Jmp
1036  *  combination as control flow operation.
1037  *
1038  *  @param call          the call node that should be inlined
1039  *  @param called_graph  the IR-graph that is called at call
1040  *
1041  *  @return zero if method could not be inlined (recursion for instance),
1042  *          non-zero if all went ok
1043  */
1044 FIRM_API int inline_method(ir_node *call, ir_graph *called_graph);
1045
1046 /** Code Placement.
1047  *
1048  * Pins all floating nodes to a block where they
1049  * will be executed only if needed.   Depends on the flag opt_global_cse.
1050  * Graph may not be in phase_building.  Does not schedule control dead
1051  * code.  Uses dominator information which it computes if the irg is not
1052  * in state dom_consistent.  Destroys the out information as it moves nodes
1053  * to other blocks.  Optimizes Tuples in Control edges.
1054  * @todo This is not tested!
1055  *
1056  * Call remove_critical_cf_edges() before place_code().  This normalizes
1057  * the control flow graph so that for all operations a basic block exists
1058  * where they can be optimally placed.
1059  *
1060  * @todo A more powerful code placement would move operations past Phi nodes
1061  * out of loops.
1062  */
1063 FIRM_API void place_code(ir_graph *irg);
1064
1065 /**
1066  * Creates an ir_graph pass for place_code().
1067  * This pass enables GCSE, runs optimize_graph_df() and finally
1068  * place_code();
1069  *
1070  * @param name     the name of this pass or NULL
1071  *
1072  * @return  the newly created ir_graph pass
1073  */
1074 FIRM_API ir_graph_pass_t *place_code_pass(const char *name);
1075
1076 /**
1077  * Determine information about the values of nodes and perform simplications
1078  * using this information.  This optimization performs a data-flow analysis to
1079  * find the minimal fixpoint.
1080  */
1081 FIRM_API void fixpoint_vrp(ir_graph*);
1082
1083 /**
1084  * Creates an ir_graph pass for fixpoint_vrp().
1085  * This pass dDetermines information about the values of nodes
1086  * and perform simplications using this information.
1087  * This optimization performs a data-flow analysis to
1088  * find the minimal fixpoint.
1089  *
1090  * @param name     the name of this pass or NULL
1091  *
1092  * @return  the newly created ir_graph pass
1093  */
1094 FIRM_API ir_graph_pass_t *fixpoint_vrp_irg_pass(const char *name);
1095
1096 #include "end.h"
1097
1098 #endif