API stripping
[libfirm] / include / libfirm / iroptimize.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   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 "nodeops.h"
30 #include "begin.h"
31
32 /**
33  * Control flow optimization.
34  *
35  * Removes empty blocks doing if simplifications and loop simplifications.
36  * A block is empty if it contains only a Jmp node and Phi nodes.
37  * Merges single entry single exit blocks with their predecessor
38  * and propagates dead control flow by calling equivalent_node().
39  * Independent of compiler flag it removes Tuples from cf edges,
40  * Bad predecessors from Blocks and Phis, and unnecessary predecessors of End.
41  * Destroys backedge information.
42  *
43  * @bug Chokes on Id nodes if called in a certain order with other
44  *      optimizations.  Call local_optimize_graph() before to remove
45  *      Ids.
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  * @param force_run  if non-zero, an optimization run is started even
173  *                   if no const function graph was detected.
174  *                   Else calls are only optimized if at least one
175  *                   const function graph was detected.
176  * @param callback   a callback function to check whether a
177  *                   given entity is a allocation call
178  *
179  * If the frontend created external entities with the irg_const_function
180  * property set, the force_run parameter should be set, else
181  * should be unset.
182  *
183  * @note This optimization destroys the link fields of nodes.
184  */
185 FIRM_API void optimize_funccalls(int force_run,
186                                  check_alloc_entity_func callback);
187
188 /**
189  * Creates an ir_prog pass for optimize_funccalls().
190  *
191  * @param name       the name of this pass or NULL
192  * @param force_run  if non-zero, an optimization run is started even
193  *                   if no const function graph was detected.
194  *                   Else calls are only optimized if at least one
195  *                   const function graph was detected.
196  * @param callback   a callback function to check whether a
197  *                   given entity is a allocation call
198  *
199  * @return  the newly created ir_prog pass
200  */
201 FIRM_API ir_prog_pass_t *optimize_funccalls_pass(const char *name,
202                                                  int force_run,
203                                                  check_alloc_entity_func callback);
204
205 /**
206  * Does Partial Redundancy Elimination combined with
207  * Global Value Numbering.
208  * Can be used to replace place_code() completely.
209  *
210  * Based on VanDrunen and Hosking 2004.
211  *
212  * @param irg  the graph
213  */
214 FIRM_API void do_gvn_pre(ir_graph *irg);
215
216 /**
217  * Creates an ir_graph pass for do_gvn_pre().
218  *
219  * @param name     the name of this pass or NULL
220  *
221  * @return  the newly created ir_graph pass
222  */
223 FIRM_API ir_graph_pass_t *do_gvn_pre_pass(const char *name);
224
225 /**
226  * This function is called to evaluate, if a
227  * mux(@p sel, @p mux_false, @p mux_true) should be built for the current
228  * architecture.
229  * If it returns non-zero, a mux is created, else the code
230  * is not modified.
231  * @param sel        A selector of a Cond.
232  * @param phi_list   phi node to be converted
233  * @param i          First data predecessor involved in if conversion
234  * @param j          Second data predecessor involved in if conversion
235  */
236 typedef int (*arch_allow_ifconv_func)(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
237                                       ir_node *mux_true);
238
239 /**
240  * Perform If conversion on a graph.
241  *
242  * @param irg The graph.
243  *
244  * Cannot handle blocks with Bad control predecessors, so call it after control
245  * flow optimization.
246  */
247 FIRM_API void opt_if_conv(ir_graph *irg);
248
249 /**
250  * Creates an ir_graph pass for opt_if_conv().
251  *
252  * @param name     the name of this pass or NULL
253  *
254  * @return  the newly created ir_graph pass
255  */
256 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_if_conv_pass(const char *name);
257
258 /**
259  * Tries to reduce dependencies for memory nodes where possible by parallelizing
260  * them and synchronizing with Sync nodes
261  * @param irg   the graph where memory operations should be parallelized
262  */
263 FIRM_API void opt_parallelize_mem(ir_graph *irg);
264
265 /**
266  * Creates an ir_graph pass for opt_sync().
267  *
268  * @param name     the name of this pass or NULL
269  *
270  * @return  the newly created ir_graph pass
271  */
272 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_parallelize_mem_pass(const char *name);
273
274 /*
275  * Check if we can replace the load by a given const from
276  * the const code irg.
277  *
278  * @param load   the load to replace
279  * @param c      the constant
280  *
281  * @return in the modes match or can be transformed using a reinterpret cast
282  *         returns a copy of the constant (possibly Conv'ed) on the
283  *         current_ir_graph
284  */
285 FIRM_API ir_node *can_replace_load_by_const(const ir_node *load, ir_node *c);
286
287 /**
288  * Load/Store optimization.
289  *
290  * Removes redundant non-volatile Loads and Stores.
291  * May introduce Bad nodes if exceptional control flow
292  * is removed. The following cases are optimized:
293  *
294  * Load without result: A Load which has only a memory use
295  *   is removed.
296  *
297  * Load after Store: A Load after a Store is removed, if
298  *   the Load doesn't have an exception handler OR is in
299  *   the same block as the Store.
300  *
301  * Load after Load: A Load after a Load is removed, if the
302  *   Load doesn't have an exception handler OR is in the
303  *   same block as the previous Load.
304  *
305  * Store before Store: A Store immediately before another
306  *   Store in the same block is removed, if the Store doesn't
307  *   have an exception handler.
308  *
309  * Store after Load: A Store after a Load is removed, if the
310  *   Store doesn't have an exception handler.
311  *
312  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
313  */
314 FIRM_API int optimize_load_store(ir_graph *irg);
315
316 /**
317  * Creates an ir_graph pass for optimize_load_store().
318  *
319  * @param name     the name of this pass or NULL
320  *
321  * @return  the newly created ir_graph pass
322  */
323 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_load_store_pass(const char *name);
324
325 /**
326  * New experimental alternative to optimize_load_store.
327  * Based on a dataflow analysis, so load/stores are moved out of loops
328  * where possible
329  */
330 FIRM_API int opt_ldst(ir_graph *irg);
331
332 /**
333  * Creates an ir_graph pass for opt_ldst().
334  *
335  * @param name     the name of this pass or NULL
336  *
337  * @return  the newly created ir_graph pass
338  */
339 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_ldst_pass(const char *name);
340
341 /**
342  * Optimize loops by peeling or unrolling them if beneficial.
343  *
344  * @param irg  The graph whose loops will be processed
345  *
346  * This function did not change the graph, only it's frame type.
347  * The layout state of the frame type will be set to layout_undefined
348  * if entities were removed.
349  */
350 FIRM_API void loop_optimization(ir_graph *irg);
351
352 /**
353  * Optimize the frame type of an irg by removing
354  * never touched entities.
355  *
356  * @param irg  The graph whose frame type will be optimized
357  *
358  * This function did not change the graph, only it's frame type.
359  * The layout state of the frame type will be set to layout_undefined
360  * if entities were removed.
361  */
362 FIRM_API void opt_frame_irg(ir_graph *irg);
363
364 /**
365  * Creates an ir_graph pass for opt_frame_irg().
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_frame_irg_pass(const char *name);
372
373 /** Possible flags for the Operator Scalar Replacement. */
374 typedef enum osr_flags {
375         osr_flag_none               = 0,  /**< no additional flags */
376         osr_flag_lftr_with_ov_check = 1,  /**< do linear function test replacement
377                                                only if no overflow can occur. */
378         osr_flag_ignore_x86_shift   = 2,  /**< ignore Multiplications by 2, 4, 8 */
379         osr_flag_keep_reg_pressure  = 4   /**< do NOT increase register pressure by introducing new
380                                                induction variables. */
381 } osr_flags;
382
383 /* FirmJNI cannot handle identical enum values... */
384
385 /** default setting */
386 #define osr_flag_default osr_flag_lftr_with_ov_check
387
388 /**
389  * Do the Operator Scalar Replacement optimization and linear
390  * function test replacement for loop control.
391  * Can be switched off using the set_opt_strength_red() flag.
392  * In that case, only remove_phi_cycles() is executed.
393  *
394  * @param irg    the graph which should be optimized
395  * @param flags  set of osr_flags
396  *
397  * The linear function replacement test is controlled by the flags.
398  * If the osr_flag_lftr_with_ov_check is set, the replacement is only
399  * done if do overflow can occur.
400  * Otherwise it is ALWAYS done which might be insecure.
401  *
402  * For instance:
403  *
404  * for (i = 0; i < 100; ++i)
405  *
406  * might be replaced by
407  *
408  * for (i = 0; i < 400; i += 4)
409  *
410  * But
411  *
412  * for (i = 0; i < 0x7FFFFFFF; ++i)
413  *
414  * will not be replaced by
415  *
416  * for (i = 0; i < 0xFFFFFFFC; i += 4)
417  *
418  * because of overflow.
419  *
420  * More bad cases:
421  *
422  * for (i = 0; i <= 0xF; ++i)
423  *
424  * will NOT be transformed into
425  *
426  * for (i = 0xFFFFFFF0; i <= 0xFFFFFFFF; ++i)
427  *
428  * although here is no direct overflow. The OV occurs when the ++i
429  * is executed (and would created an endless loop here!).
430  *
431  * For the same reason, a loop
432  *
433  * for (i = 0; i <= 9; i += x)
434  *
435  * will NOT be transformed because we cannot estimate whether an overflow
436  * might happen adding x.
437  *
438  * Note that i < a + 400 is also not possible with the current implementation
439  * although this might be allowed by other compilers...
440  *
441  * Note further that tests for equality can be handled some simpler (but are not
442  * implemented yet).
443  *
444  * This algorithm destroys the link field of nodes.
445  */
446 FIRM_API void opt_osr(ir_graph *irg, unsigned flags);
447
448 /**
449  * Creates an ir_graph pass for remove_phi_cycles().
450  *
451  * @param name     the name of this pass or NULL
452  * @param flags    set of osr_flags
453  *
454  * @return  the newly created ir_graph pass
455  */
456 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_osr_pass(const char *name, unsigned flags);
457
458 /**
459  * Removes useless Phi cycles, i.e cycles of Phi nodes with only one
460  * non-Phi node.
461  * This is automatically done in opt_osr(), so there is no need to call it
462  * additionally.
463  *
464  * @param irg    the graph which should be optimized
465  *
466  * This algorithm destroys the link field of nodes.
467  */
468 FIRM_API void remove_phi_cycles(ir_graph *irg);
469
470 /**
471  * Creates an ir_graph pass for remove_phi_cycles().
472  *
473  * @param name     the name of this pass or NULL
474  *
475  * @return  the newly created ir_graph pass
476  */
477 FIRM_API ir_graph_pass_t *remove_phi_cycles_pass(const char *name);
478
479
480 /** A default threshold. */
481 #define DEFAULT_CLONE_THRESHOLD 20
482
483 /**
484  * Do procedure cloning. Evaluate a heuristic weight for every
485  * Call(..., Const, ...). If the weight is bigger than threshold,
486  * clone the entity and fix the calls.
487  *
488  * @param threshold   the threshold for cloning
489  *
490  * The threshold is an estimation of how many instructions are saved
491  * when executing a cloned method. If threshold is 0.0, every possible
492  * call is cloned.
493  */
494 FIRM_API void proc_cloning(float threshold);
495
496 /**
497  * Creates an ir_prog pass for proc_cloning().
498  *
499  * @param name        the name of this pass or NULL
500  * @param threshold   the threshold for cloning
501  *
502  * @return  the newly created ir_prog pass
503  */
504 FIRM_API ir_prog_pass_t *proc_cloning_pass(const char *name, float threshold);
505
506 /**
507  * Reassociation.
508  *
509  * Applies Reassociation rules to integer expressions.
510  * Beware: Works only if integer overflow might be ignored, as for C, Java
511  * and for address expression.
512  * Works only if Constant folding is activated.
513  *
514  * Uses loop information to detect loop-invariant (i.e. contant
515  * inside the loop) values.
516  *
517  * See Muchnik 12.3.1 Algebraic Simplification and Reassociation of
518  * Addressing Expressions.
519  *
520  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
521  */
522 FIRM_API int optimize_reassociation(ir_graph *irg);
523
524 /**
525  * Creates an ir_graph pass for optimize_reassociation().
526  *
527  * @param name     the name of this pass or NULL
528  *
529  * @return  the newly created ir_graph pass
530  */
531 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_reassociation_pass(const char *name);
532
533 /**
534  * Normalize the Returns of a graph by creating a new End block
535  * with One Return(Phi).
536  * This is the preferred input for the if-conversion.
537  *
538  * In pseudocode, it means:
539  *
540  * if (a)
541  *   return b;
542  * else
543  *   return c;
544  *
545  * is transformed into
546  *
547  * if (a)
548  *   res = b;
549  * else
550  *   res = c;
551  * return res;
552  */
553 FIRM_API void normalize_one_return(ir_graph *irg);
554
555 /**
556  * Creates an ir_graph pass for normalize_one_return().
557  *
558  * @param name     the name of this pass or NULL
559  *
560  * @return  the newly created ir_graph pass
561  */
562 FIRM_API ir_graph_pass_t *normalize_one_return_pass(const char *name);
563
564 /**
565  * Normalize the Returns of a graph by moving
566  * the Returns upwards as much as possible.
567  * This might be preferred for code generation.
568  *
569  * In pseudocode, it means:
570  *
571  * if (a)
572  *   res = b;
573  * else
574  *   res = c;
575  * return res;
576  *
577  * is transformed into
578  *
579  * if (a)
580  *   return b;
581  * else
582  *   return c;
583  */
584 FIRM_API void normalize_n_returns(ir_graph *irg);
585
586 /**
587  * Creates an ir_graph pass for normalize_n_returns().
588  *
589  * @param name     the name of this pass or NULL
590  *
591  * @return  the newly created ir_graph pass
592  */
593 FIRM_API ir_graph_pass_t *normalize_n_returns_pass(const char *name);
594
595 /**
596  * Do the scalar replacement optimization.
597  * Replace local compound entities (like structures and arrays)
598  * with atomic values if possible. Does not handle classes yet.
599  *
600  * @param irg  the graph which should be optimized
601  *
602  * @return non-zero, if at least one entity was replaced
603  */
604 FIRM_API int scalar_replacement_opt(ir_graph *irg);
605
606 /**
607  * Creates an ir_graph pass for scalar_replacement_opt().
608  *
609  * @param name     the name of this pass or NULL
610  *
611  * @return  the newly created ir_graph pass
612  */
613 FIRM_API ir_graph_pass_t *scalar_replacement_opt_pass(const char *name);
614
615 /**
616  * Optimizes tail-recursion calls by converting them into loops.
617  * Depends on the flag opt_tail_recursion.
618  * Currently supports the following forms:
619  *  - return func();
620  *  - return x + func();
621  *  - return func() - x;
622  *  - return x * func();
623  *  - return -func();
624  *
625  * Does not work for Calls that use the exception stuff.
626  *
627  * @param irg   the graph to be optimized
628  *
629  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
630  */
631 FIRM_API int opt_tail_rec_irg(ir_graph *irg);
632
633 /**
634  * Creates an ir_graph pass for opt_tail_rec_irg().
635  *
636  * @param name     the name of this pass or NULL
637  *
638  * @return  the newly created ir_graph pass
639  */
640 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_tail_rec_irg_pass(const char *name);
641
642 /**
643  * Optimize tail-recursion calls for all IR-Graphs.
644  * Can currently handle:
645  * - direct return value, i.e. return func().
646  * - additive return value, i.e. return x +/- func()
647  * - multiplicative return value, i.e. return x * func() or return -func()
648  *
649  * The current implementation must be run before optimize_funccalls(),
650  * because it expects the memory edges pointing to calls, which might be
651  * removed by optimize_funccalls().
652  */
653 FIRM_API void opt_tail_recursion(void);
654
655 /**
656  * Creates an ir_prog pass for opt_tail_recursion().
657  *
658  * @param name     the name of this pass or NULL
659  *
660  * @return  the newly created ir_prog pass
661  */
662 FIRM_API ir_prog_pass_t *opt_tail_recursion_pass(const char *name);
663
664 /** This is the type for a method, that returns a pointer type to
665  *  tp.  This is needed in the normalization. */
666 typedef ir_type *(*gen_pointer_type_to_func)(ir_type *tp);
667
668 /**  Insert Casts so that class type casts conform exactly with the type hierarchy.
669  *
670  *  Formulated in Java, this achieves the following:
671  *
672  *  For a class hierarchy
673  *    class A {}
674  *    class B extends A {}
675  *    class C extends B {}
676  *  we transforms a cast
677  *    (A)new C()
678  *  to
679  *    (A)((B)new C()).
680  *
681  *  The algorithm works for Casts with class types, but also for Casts
682  *  with all pointer types that point (over several indirections,
683  *  i.e. ***A) to a class type.  Normalizes all graphs.  Computes type
684  *  information (@see irtypeinfo.h) if not available.
685  *  Invalidates trout information as new casts are generated.
686  *
687  *  @param gppt_fct A function that returns a pointer type that points
688  *    to the type given as argument.  If this parameter is NULL, a default
689  *    function is used that either uses trout information or performs a O(n)
690  *    search to find an existing pointer type.  If it can not find a type,
691  *    generates a pointer type with mode_P_mach and suffix "cc_ptr_tp".
692  */
693 FIRM_API void normalize_irp_class_casts(gen_pointer_type_to_func gppt_fct);
694
695 /**  Insert Casts so that class type casts conform exactly with the type hierarchy
696  *   in given graph.
697  *
698  *   For more details see normalize_irp_class_casts().
699  *
700  *  This transformation requires that type information is computed. @see irtypeinfo.h.
701  */
702 FIRM_API void normalize_irg_class_casts(ir_graph *irg,
703                                         gen_pointer_type_to_func gppt_fct);
704
705 /** Optimize casting between class types.
706  *
707  *    class A { m(); }
708  *    class B extends A { }
709  *    class C extends B {}
710  *  Performs the following transformations:
711  *    C c = (C)(B)(A)(B)new C()  --> C c = (C)(B)newC() --> C c = new C()
712  *    (Optimizing downcasts as A a = (A)(B)(new A()) --> A a = new A() can
713  *     be suppressed by setting the flag opt_suppress_downcast_optimization.
714  *     Downcasting A to B might cause an exception.  It is not clear
715  *     whether this is modeled by the Firm Cast node, as it has no exception
716  *     outputs.);
717  *  If there is inh_m() that overwrites m() in B:
718  *    ((A) new B()).m()  --> (new B()).inh_m()
719  *  Phi((A)x, (A)y)  --> (A) Phi (x, y)  if (A) is an upcast.
720  *
721  *  Computes type information if not available. @see irtypeinfo.h.
722  *  Typeinformation is valid after optimization.
723  *  Invalidates trout information.
724  */
725 FIRM_API void optimize_class_casts(void);
726
727 /**
728  * CLiff Click's combo algorithm from
729  *   "Combining Analyses, combining Optimizations".
730  *
731  * Does conditional constant propagation, unreachable code elimination and
732  * optimistic global value numbering at once.
733  *
734  * @param irg  the graph to run on
735  */
736 FIRM_API void combo(ir_graph *irg);
737
738 /**
739  * Creates an ir_graph pass for combo.
740  *
741  * @param name     the name of this pass or NULL
742  *
743  * @return  the newly created ir_graph pass
744  */
745 FIRM_API ir_graph_pass_t *combo_pass(const char *name);
746
747 /**
748  * Inlines all small methods at call sites where the called address comes
749  * from a SymConst node that references the entity representing the called
750  * method.
751  *
752  * @param irg  the graph
753  * @param size maximum function size
754  *
755  * The size argument is a rough measure for the code size of the method:
756  * Methods where the obstack containing the firm graph is smaller than
757  * size are inlined.  Further only a limited number of calls are inlined.
758  * If the method contains more than 1024 inlineable calls none will be
759  * inlined.
760  * Inlining is only performed if flags `optimize' and `inlining' are set.
761  * The graph may not be in state phase_building.
762  * It is recommended to call local_optimize_graph() after inlining as this
763  * function leaves a set of obscure Tuple nodes, e.g. a Proj-Tuple-Jmp
764  * combination as control flow operation.
765  */
766 FIRM_API void inline_small_irgs(ir_graph *irg, int size);
767
768 /**
769  * Creates an ir_graph pass for inline_small_irgs().
770  *
771  * @param name   the name of this pass or NULL
772  * @param size   maximum function size
773  *
774  * @return  the newly created ir_graph pass
775  */
776 FIRM_API ir_graph_pass_t *inline_small_irgs_pass(const char *name, int size);
777
778 /**
779  * Inlineing with a different heuristic than inline_small_irgs().
780  *
781  * Inlines leave functions.  If inlining creates new leave
782  * function inlines these, too. (If g calls f, and f calls leave h,
783  * h is first inlined in f and then f in g.)
784  *
785  * Then inlines all small functions (this is not recursive).
786  *
787  * For a heuristic this inlining uses firm node counts.  It does
788  * not count auxiliary nodes as Proj, Tuple, End, Start, Id, Sync.
789  * If the ignore_runtime flag is set, calls to functions marked with the
790  * mtp_property_runtime property are ignored.
791  *
792  * @param maxsize         Do not inline any calls if a method has more than
793  *                        maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
794  *                        inlining.
795  * @param leavesize       Inline leave functions if they have less than leavesize
796  *                        nodes.
797  * @param size            Inline all function smaller than size.
798  * @param ignore_runtime  count a function only calling runtime functions as
799  *                        leave
800  */
801 FIRM_API void inline_leave_functions(unsigned maxsize, unsigned leavesize,
802                                      unsigned size, int ignore_runtime);
803
804 /**
805  * Creates an ir_prog pass for inline_leave_functions().
806  *
807  * @param name            the name of this pass or NULL
808  * @param maxsize         Do not inline any calls if a method has more than
809  *                        maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
810  *                        inlining.
811  * @param leavesize       Inline leave functions if they have less than leavesize
812  *                        nodes.
813  * @param size            Inline all function smaller than size.
814  * @param ignore_runtime  count a function only calling runtime functions as
815  *                        leave
816  *
817  * @return  the newly created ir_prog pass
818  */
819 FIRM_API ir_prog_pass_t *inline_leave_functions_pass(const char *name,
820                 unsigned maxsize, unsigned leavesize, unsigned size,
821                 int ignore_runtime);
822
823 typedef void (*opt_ptr)(ir_graph *irg);
824
825 /**
826  * Heuristic inliner. Calculates a benefice value for every call and inlines
827  * those calls with a value higher than the threshold.
828  *
829  * @param maxsize             Do not inline any calls if a method has more than
830  *                            maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
831  *                            inlining.
832  * @param inline_threshold    inlining threshold
833  * @param after_inline_opt    optimizations performed immediately after inlining
834  *                            some calls
835  */
836 FIRM_API void inline_functions(unsigned maxsize, int inline_threshold,
837                                opt_ptr after_inline_opt);
838
839 /**
840  * Creates an ir_prog pass for inline_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 inline_threshold   inlining threshold
847  * @param after_inline_opt   a function that is called after inlining a
848  *                           procedure. You should run fast local optimisations
849  *                           here which cleanup the graph before further
850  *                           inlining
851  *
852  * @return  the newly created ir_prog pass
853  */
854 FIRM_API ir_prog_pass_t *inline_functions_pass(const char *name,
855                 unsigned maxsize, int inline_threshold, opt_ptr after_inline_opt);
856
857 /**
858  * Combines congruent blocks into one.
859  *
860  * @param irg   The IR-graph to optimize.
861  *
862  * @return non-zero if the graph was transformed
863  */
864 FIRM_API int shape_blocks(ir_graph *irg);
865
866 /**
867  * Creates an ir_graph pass for shape_blocks().
868  *
869  * @param name   the name of this pass or NULL
870  *
871  * @return  the newly created ir_graph pass
872  */
873 FIRM_API ir_graph_pass_t *shape_blocks_pass(const char *name);
874
875 /**
876  * Perform loop inversion on a given graph.
877  * Loop inversion transforms a head controlled loop (like while(...) {} and
878  * for(...) {}) into a foot controlled loop (do {} while(...)).
879  */
880 FIRM_API void do_loop_inversion(ir_graph *irg);
881
882 /**
883  * Perform loop unrolling on a given graph.
884  * Loop unrolling multiplies the number loop completely by a number found
885  * through a heuristic.
886  */
887 FIRM_API void do_loop_unrolling(ir_graph *irg);
888
889 /**
890  * Perform loop peeling on a given graph.
891  */
892 FIRM_API void do_loop_peeling(ir_graph *irg);
893
894 /**
895  * Creates an ir_graph pass for loop inversion.
896  *
897  * @param name     the name of this pass or NULL
898  *
899  * @return  the newly created ir_graph pass
900  */
901 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_inversion_pass(const char *name);
902
903 /**
904  * Creates an ir_graph pass for loop unrolling.
905  *
906  * @param name     the name of this pass or NULL
907  *
908  * @return  the newly created ir_graph pass
909  */
910 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_unroll_pass(const char *name);
911
912 /**
913  * Creates an ir_graph pass for loop peeling.
914  *
915  * @param name     the name of this pass or NULL
916  *
917  * @return  the newly created ir_graph pass
918  */
919 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_peeling_pass(const char *name);
920
921 typedef ir_type *(*get_Alloc_func)(ir_node *n);
922 /** Set a new get_Alloc_func and returns the old one. */
923 FIRM_API get_Alloc_func firm_set_Alloc_func(get_Alloc_func newf);
924
925 /**
926  * Creates an ir_graph pass for set_vrp_data()
927  *
928  * @param name The name of this pass or NULL
929  *
930  * @return the newly created ir_graph pass
931  */
932 FIRM_API ir_graph_pass_t *set_vrp_pass(const char *name);
933
934 /**
935  * Removes all entities which are unused.
936  *
937  * Unused entities have ir_visibility_local and are not used directly or
938  * indirectly through entities/code visible outside the compilation unit.
939  * This is usually conservative than gc_irgs, but does not respect properties
940  * of object-oriented programs.
941  */
942 FIRM_API void garbage_collect_entities(void);
943
944 /** Pass for garbage_collect_entities */
945 FIRM_API ir_prog_pass_t *garbage_collect_entities_pass(const char *name);
946
947 /**
948  * Performs dead node elimination by copying the ir graph to a new obstack.
949  *
950  *  The major intention of this pass is to free memory occupied by
951  *  dead nodes and outdated analyzes information.  Further this
952  *  function removes Bad predecessors from Blocks and the corresponding
953  *  inputs to Phi nodes.  This opens optimization potential for other
954  *  optimizations.  Further this phase reduces dead Block<->Jmp
955  *  self-cycles to Bad nodes.
956  *
957  *  Dead_node_elimination is only performed if options `optimize' and
958  *  `opt_dead_node_elimination' are set.  The graph may
959  *  not be in state phase_building.  The outs datastructure is freed,
960  *  the outs state set to outs_none.  Backedge information is conserved.
961  *  Removes old attributes of nodes.  Sets link field to NULL.
962  *  Callee information must be freed (irg_callee_info_none).
963  *
964  * @param irg  The graph to be optimized.
965  */
966 FIRM_API void dead_node_elimination(ir_graph *irg);
967
968 /**
969  * Creates an ir_graph pass for dead_node_elimination().
970  *
971  * @param name     the name of this pass or NULL
972  *
973  * @return  the newly created ir_graph pass
974  */
975 FIRM_API ir_graph_pass_t *dead_node_elimination_pass(const char *name);
976
977 /**
978  * Inlines a method at the given call site.
979  *
980  *  Removes the call node and splits the basic block the call node
981  *  belongs to.  Inserts a copy of the called graph between these nodes.
982  *  Assumes that call is a Call node in current_ir_graph and that
983  *  the type in the Call nodes type attribute is the same as the
984  *  type of the called graph.
985  *  Further it assumes that all Phi nodes in a block of current_ir_graph
986  *  are assembled in a "link" list in the link field of the corresponding
987  *  block nodes.  Further assumes that all Proj nodes are in a "link" list
988  *  in the nodes producing the tuple.  (This is only an optical feature
989  *  for the graph.)  Conserves this feature for the old
990  *  nodes of the graph.  This precondition can be established by a call to
991  *  collect_phisprojs(), see irgmod.h.
992  *  As dead_node_elimination this function reduces dead Block<->Jmp
993  *  self-cycles to Bad nodes.
994  *
995  *  Called_graph must be unequal to current_ir_graph.   Will not inline
996  *  if they are equal.
997  *  Sets visited masterflag in current_ir_graph to the max of the flag in
998  *  current and called graph.
999  *  Assumes that both, the called and the calling graph are in state
1000  *  "op_pin_state_pinned".
1001  *  It is recommended to call local_optimize_graph() after inlining as this
1002  *  function leaves a set of obscure Tuple nodes, e.g. a Proj-Tuple-Jmp
1003  *  combination as control flow operation.
1004  *
1005  *  @param call          the call node that should be inlined
1006  *  @param called_graph  the IR-graph that is called at call
1007  *
1008  *  @return zero if method could not be inlined (recursion for instance),
1009  *          non-zero if all went ok
1010  */
1011 FIRM_API int inline_method(ir_node *call, ir_graph *called_graph);
1012
1013 /**
1014  * Code Placement.
1015  *
1016  * Pins all floating nodes to a block where they
1017  * will be executed only if needed.   Depends on the flag opt_global_cse.
1018  * Graph may not be in phase_building.  Does not schedule control dead
1019  * code.  Uses dominator information which it computes if the irg is not
1020  * in state dom_consistent.  Destroys the out information as it moves nodes
1021  * to other blocks.  Optimizes Tuples in Control edges.
1022  *
1023  * Call remove_critical_cf_edges() before place_code().  This normalizes
1024  * the control flow graph so that for all operations a basic block exists
1025  * where they can be optimally placed.
1026  */
1027 FIRM_API void place_code(ir_graph *irg);
1028
1029 /**
1030  * Creates an ir_graph pass for place_code().
1031  * This pass enables GCSE, runs optimize_graph_df() and finally
1032  * place_code();
1033  *
1034  * @param name     the name of this pass or NULL
1035  *
1036  * @return  the newly created ir_graph pass
1037  */
1038 FIRM_API ir_graph_pass_t *place_code_pass(const char *name);
1039
1040 /**
1041  * Determine information about the values of nodes and perform simplifications
1042  * using this information.  This optimization performs a data-flow analysis to
1043  * find the minimal fixpoint.
1044  */
1045 FIRM_API void fixpoint_vrp(ir_graph*);
1046
1047 /**
1048  * Creates an ir_graph pass for fixpoint_vrp().
1049  * This pass dDetermines information about the values of nodes
1050  * and perform simplifications using this information.
1051  * This optimization performs a data-flow analysis to
1052  * find the minimal fixpoint.
1053  *
1054  * @param name     the name of this pass or NULL
1055  *
1056  * @return  the newly created ir_graph pass
1057  */
1058 FIRM_API ir_graph_pass_t *fixpoint_vrp_irg_pass(const char *name);
1059
1060 /**
1061  * Check, if the value of a node is != 0.
1062  *
1063  * This is a often needed case, so we handle here Confirm
1064  * nodes too.
1065  *
1066  * @param n        a node representing the value
1067  * @param confirm  if n is confirmed to be != 0, returns
1068  *                 the the Confirm-node, else NULL
1069  */
1070 FIRM_API int value_not_zero(const ir_node *n, ir_node_cnst_ptr *confirm);
1071
1072 /**
1073  * Check, if the value of a node cannot represent a NULL pointer.
1074  *
1075  * - If option sel_based_null_check_elim is enabled, all
1076  *   Sel nodes can be skipped.
1077  * - A SymConst(entity) is NEVER a NULL pointer
1078  * - A Const != NULL is NEVER a NULL pointer
1079  * - Confirms are evaluated
1080  *
1081  * @param n        a node representing the value
1082  * @param confirm  if n is confirmed to be != NULL, returns
1083  *                 the the Confirm-node, else NULL
1084  */
1085 FIRM_API int value_not_null(const ir_node *n, ir_node_cnst_ptr *confirm);
1086
1087 /**
1088  * Check, if the value of a node can be confirmed >= 0 or <= 0,
1089  * If the mode of the value did not honor signed zeros, else
1090  * check for >= 0 or < 0.
1091  *
1092  * @param n  a node representing the value
1093  */
1094 FIRM_API ir_value_classify_sign classify_value_sign(ir_node *n);
1095
1096 /**
1097  * Return the value of a Cmp if one or both predecessors
1098  * are Confirm nodes.
1099  *
1100  * @param cmp    the compare node that will be evaluated
1101  * @param left   the left operand of the Cmp
1102  * @param right  the right operand of the Cmp
1103  * @param pnc    the compare relation
1104  */
1105 FIRM_API ir_tarval *computed_value_Cmp_Confirm(
1106         ir_node *cmp, ir_node *left, ir_node *right, pn_Cmp pnc);
1107
1108 #include "end.h"
1109
1110 #endif