Moved enum into firm_types, fixed some typos.
[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 "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  * Creates an ir_graph pass for opt_loopunroll().
76  *
77  * @param name     the name of this pass or NULL
78  *
79  * @return  the newly created ir_graph pass
80  */
81 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_loopunroll_pass(const char *name);
82
83
84 /**
85  * Try to simplify boolean expression in the given ir graph.
86  * eg. x < 5 && x < 6 becomes x < 5
87  *
88  * @param irg  the graph
89  */
90 FIRM_API void opt_bool(ir_graph *irg);
91
92 /**
93  * Creates an ir_graph pass for opt_bool().
94  *
95  * @param name     the name of this pass or NULL
96  *
97  * @return  the newly created ir_graph pass
98  */
99 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_bool_pass(const char *name);
100
101 /**
102  * Try to reduce the number of conv nodes in the given ir graph.
103  *
104  * @param irg  the graph
105  *
106  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
107  */
108 FIRM_API int conv_opt(ir_graph *irg);
109
110 /**
111  * Creates an ir_graph pass for conv_opt().
112  *
113  * @param name     the name of this pass or NULL
114  *
115  * @return  the newly created ir_graph pass
116  */
117 FIRM_API ir_graph_pass_t *conv_opt_pass(const char *name);
118
119 /**
120  * Do the scalar replacement optimization.
121  * Make a date flow analyze and split the
122  * data flow edges.
123  *
124  * @param irg  the graph which should be optimized
125  */
126 FIRM_API void data_flow_scalar_replacement_opt(ir_graph *irg);
127
128 /**
129  * A callback that checks whether a entity is an allocation
130  * routine.
131  */
132 typedef int (*check_alloc_entity_func)(ir_entity *ent);
133
134 /**
135  * Do simple and fast escape analysis for one graph.
136  *
137  * @param irg       the graph
138  * @param callback  a callback function to check whether a
139  *                  given entity is a allocation call
140  */
141 FIRM_API void escape_enalysis_irg(ir_graph *irg,
142                                   check_alloc_entity_func callback);
143
144 /**
145  * Do simple and fast escape analysis for all graphs.
146  *
147  * This optimization implements a simple and fast but inexact
148  * escape analysis. Some addresses might be marked as 'escaped' even
149  * if they are not.
150  * The advantage is a low memory footprint and fast speed.
151  *
152  * @param run_scalar_replace  if this flag in non-zero, scalar
153  *                            replacement optimization is run on graphs with removed
154  *                            allocation
155  * @param callback            a callback function to check whether a
156  *                            given entity is a allocation call
157  *
158  * This optimization removes allocation which are not used (rare) and replace
159  * allocation that can be proved dead at the end of the graph which stack variables.
160  *
161  * The creation of stack variable allows scalar replacement to be run only
162  * on those graphs that have been changed.
163  *
164  * This is most effective on Java where no other stack variables exists.
165  */
166 FIRM_API void escape_analysis(int run_scalar_replace,
167                               check_alloc_entity_func callback);
168
169 /**
170  * Optimize function calls by handling const functions.
171  *
172  * This optimization first detects all "const functions", i.e.,
173  * IR graphs that neither read nor write memory (and hence did
174  * not create exceptions, as these use memory in Firm).
175  *
176  * The result of calls to such functions depends only on its
177  * arguments, hence those calls are no more pinned.
178  *
179  * This is a rather strong criteria, so do not expect that a
180  * lot of functions will be found. Moreover, all of them might
181  * already be inlined if inlining is activated.
182  * Anyway, it might be good for handling builtin's
183  * even if the later read/write memory (but we know how).
184  *
185  * This optimizations read the irg_const_function property of
186  * entities and and sets the irg_const_function property of
187  * graphs.
188  *
189  * If callee information is valid, we also optimize polymorphic Calls.
190  *
191  * @param force_run  if non-zero, an optimization run is started even
192  *                   if no const function graph was detected.
193  *                   Else calls are only optimized if at least one
194  *                   const function graph was detected.
195  * @param callback   a callback function to check whether a
196  *                   given entity is a allocation call
197  *
198  * If the frontend created external entities with the irg_const_function
199  * property set, the force_run parameter should be set, else
200  * should be unset.
201  *
202  * @note This optimization destroys the link fields of nodes.
203  */
204 FIRM_API void optimize_funccalls(int force_run,
205                                  check_alloc_entity_func callback);
206
207 /**
208  * Creates an ir_prog pass for optimize_funccalls().
209  *
210  * @param name       the name of this pass or NULL
211  * @param force_run  if non-zero, an optimization run is started even
212  *                   if no const function graph was detected.
213  *                   Else calls are only optimized if at least one
214  *                   const function graph was detected.
215  * @param callback   a callback function to check whether a
216  *                   given entity is a allocation call
217  *
218  * @return  the newly created ir_prog pass
219  */
220 FIRM_API ir_prog_pass_t *optimize_funccalls_pass(const char *name,
221                                                  int force_run,
222                                                  check_alloc_entity_func callback);
223
224 /**
225  * Does Partial Redundancy Elimination combined with
226  * Global Value Numbering.
227  * Can be used to replace place_code() completely.
228  *
229  * Based on VanDrunen and Hosking 2004.
230  *
231  * @param irg  the graph
232  */
233 FIRM_API void do_gvn_pre(ir_graph *irg);
234
235 /**
236  * Creates an ir_graph pass for do_gvn_pre().
237  *
238  * @param name     the name of this pass or NULL
239  *
240  * @return  the newly created ir_graph pass
241  */
242 FIRM_API ir_graph_pass_t *do_gvn_pre_pass(const char *name);
243
244 /**
245  * This function is called to evaluate, if a
246  * mux(@p sel, @p mux_false, @p mux_true) should be built for the current
247  * architecture.
248  * If it returns non-zero, a mux is created, else the code
249  * is not modified.
250  * @param sel        A selector of a Cond.
251  * @param phi_list   phi node to be converted
252  * @param i          First data predecessor involved in if conversion
253  * @param j          Second data predecessor involved in if conversion
254  */
255 typedef int (*arch_allow_ifconv_func)(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
256                                       ir_node *mux_true);
257
258 /**
259  * Perform If conversion on a graph.
260  *
261  * @param irg The graph.
262  *
263  * Cannot handle blocks with Bad control predecessors, so call it after control
264  * flow optimization.
265  */
266 FIRM_API void opt_if_conv(ir_graph *irg);
267
268 /**
269  * Creates an ir_graph pass for opt_if_conv().
270  *
271  * @param name     the name of this pass or NULL
272  *
273  * @return  the newly created ir_graph pass
274  */
275 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_if_conv_pass(const char *name);
276
277 /**
278  * Tries to reduce dependencies for memory nodes where possible by parallelizing
279  * them and synchronizing with Sync nodes
280  * @param irg   the graph where memory operations should be parallelized
281  */
282 FIRM_API void opt_parallelize_mem(ir_graph *irg);
283
284 /**
285  * Creates an ir_graph pass for opt_sync().
286  *
287  * @param name     the name of this pass or NULL
288  *
289  * @return  the newly created ir_graph pass
290  */
291 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_parallelize_mem_pass(const char *name);
292
293 /*
294  * Check if we can replace the load by a given const from
295  * the const code irg.
296  *
297  * @param load   the load to replace
298  * @param c      the constant
299  *
300  * @return in the modes match or can be transformed using a reinterpret cast
301  *         returns a copy of the constant (possibly Conv'ed) on the
302  *         current_ir_graph
303  */
304 FIRM_API ir_node *can_replace_load_by_const(const ir_node *load, ir_node *c);
305
306 /**
307  * Load/Store optimization.
308  *
309  * Removes redundant non-volatile Loads and Stores.
310  * May introduce Bad nodes if exceptional control flow
311  * is removed. The following cases are optimized:
312  *
313  * Load without result: A Load which has only a memory use
314  *   is removed.
315  *
316  * Load after Store: A Load after a Store is removed, if
317  *   the Load doesn't have an exception handler OR is in
318  *   the same block as the Store.
319  *
320  * Load after Load: A Load after a Load is removed, if the
321  *   Load doesn't have an exception handler OR is in the
322  *   same block as the previous Load.
323  *
324  * Store before Store: A Store immediately before another
325  *   Store in the same block is removed, if the Store doesn't
326  *   have an exception handler.
327  *
328  * Store after Load: A Store after a Load is removed, if the
329  *   Store doesn't have an exception handler.
330  *
331  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
332  */
333 FIRM_API int optimize_load_store(ir_graph *irg);
334
335 /**
336  * Creates an ir_graph pass for optimize_load_store().
337  *
338  * @param name     the name of this pass or NULL
339  *
340  * @return  the newly created ir_graph pass
341  */
342 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_load_store_pass(const char *name);
343
344 /**
345  * New experimental alternative to optimize_load_store.
346  * Based on a dataflow analysis, so load/stores are moved out of loops
347  * where possible
348  */
349 FIRM_API int opt_ldst(ir_graph *irg);
350
351 /**
352  * Creates an ir_graph pass for opt_ldst().
353  *
354  * @param name     the name of this pass or NULL
355  *
356  * @return  the newly created ir_graph pass
357  */
358 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_ldst_pass(const char *name);
359
360 /**
361  * Optimize loops by peeling or unrolling them if beneficial.
362  *
363  * @param irg  The graph whose loops will be processed
364  *
365  * This function did not change the graph, only it's frame type.
366  * The layout state of the frame type will be set to layout_undefined
367  * if entities were removed.
368  */
369 FIRM_API void loop_optimization(ir_graph *irg);
370
371 /**
372  * Optimize the frame type of an irg by removing
373  * never touched entities.
374  *
375  * @param irg  The graph whose frame type will be optimized
376  *
377  * This function did not change the graph, only it's frame type.
378  * The layout state of the frame type will be set to layout_undefined
379  * if entities were removed.
380  */
381 FIRM_API void opt_frame_irg(ir_graph *irg);
382
383 /**
384  * Creates an ir_graph pass for opt_frame_irg().
385  *
386  * @param name     the name of this pass or NULL
387  *
388  * @return  the newly created ir_graph pass
389  */
390 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_frame_irg_pass(const char *name);
391
392 /** Possible flags for the Operator Scalar Replacement. */
393 typedef enum osr_flags {
394         osr_flag_none               = 0,  /**< no additional flags */
395         osr_flag_lftr_with_ov_check = 1,  /**< do linear function test replacement
396                                                only if no overflow can occur. */
397         osr_flag_ignore_x86_shift   = 2,  /**< ignore Multiplications by 2, 4, 8 */
398         osr_flag_keep_reg_pressure  = 4   /**< do NOT increase register pressure by introducing new
399                                                induction variables. */
400 } osr_flags;
401
402 /* FirmJNI cannot handle identical enum values... */
403
404 /** default setting */
405 #define osr_flag_default osr_flag_lftr_with_ov_check
406
407 /**
408  * Do the Operator Scalar Replacement optimization and linear
409  * function test replacement for loop control.
410  * Can be switched off using the set_opt_strength_red() flag.
411  * In that case, only remove_phi_cycles() is executed.
412  *
413  * @param irg    the graph which should be optimized
414  * @param flags  set of osr_flags
415  *
416  * The linear function replacement test is controlled by the flags.
417  * If the osr_flag_lftr_with_ov_check is set, the replacement is only
418  * done if do overflow can occur.
419  * Otherwise it is ALWAYS done which might be insecure.
420  *
421  * For instance:
422  *
423  * for (i = 0; i < 100; ++i)
424  *
425  * might be replaced by
426  *
427  * for (i = 0; i < 400; i += 4)
428  *
429  * But
430  *
431  * for (i = 0; i < 0x7FFFFFFF; ++i)
432  *
433  * will not be replaced by
434  *
435  * for (i = 0; i < 0xFFFFFFFC; i += 4)
436  *
437  * because of overflow.
438  *
439  * More bad cases:
440  *
441  * for (i = 0; i <= 0xF; ++i)
442  *
443  * will NOT be transformed into
444  *
445  * for (i = 0xFFFFFFF0; i <= 0xFFFFFFFF; ++i)
446  *
447  * although here is no direct overflow. The OV occurs when the ++i
448  * is executed (and would created an endless loop here!).
449  *
450  * For the same reason, a loop
451  *
452  * for (i = 0; i <= 9; i += x)
453  *
454  * will NOT be transformed because we cannot estimate whether an overflow
455  * might happen adding x.
456  *
457  * Note that i < a + 400 is also not possible with the current implementation
458  * although this might be allowed by other compilers...
459  *
460  * Note further that tests for equality can be handled some simpler (but are not
461  * implemented yet).
462  *
463  * This algorithm destroys the link field of nodes.
464  */
465 FIRM_API void opt_osr(ir_graph *irg, unsigned flags);
466
467 /**
468  * Creates an ir_graph pass for remove_phi_cycles().
469  *
470  * @param name     the name of this pass or NULL
471  * @param flags    set of osr_flags
472  *
473  * @return  the newly created ir_graph pass
474  */
475 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_osr_pass(const char *name, unsigned flags);
476
477 /**
478  * Removes useless Phi cycles, i.e cycles of Phi nodes with only one
479  * non-Phi node.
480  * This is automatically done in opt_osr(), so there is no need to call it
481  * additionally.
482  *
483  * @param irg    the graph which should be optimized
484  *
485  * This algorithm destroys the link field of nodes.
486  */
487 FIRM_API void remove_phi_cycles(ir_graph *irg);
488
489 /**
490  * Creates an ir_graph pass for remove_phi_cycles().
491  *
492  * @param name     the name of this pass or NULL
493  *
494  * @return  the newly created ir_graph pass
495  */
496 FIRM_API ir_graph_pass_t *remove_phi_cycles_pass(const char *name);
497
498
499 /** A default threshold. */
500 #define DEFAULT_CLONE_THRESHOLD 20
501
502 /**
503  * Do procedure cloning. Evaluate a heuristic weight for every
504  * Call(..., Const, ...). If the weight is bigger than threshold,
505  * clone the entity and fix the calls.
506  *
507  * @param threshold   the threshold for cloning
508  *
509  * The threshold is an estimation of how many instructions are saved
510  * when executing a cloned method. If threshold is 0.0, every possible
511  * call is cloned.
512  */
513 FIRM_API void proc_cloning(float threshold);
514
515 /**
516  * Creates an ir_prog pass for proc_cloning().
517  *
518  * @param name        the name of this pass or NULL
519  * @param threshold   the threshold for cloning
520  *
521  * @return  the newly created ir_prog pass
522  */
523 FIRM_API ir_prog_pass_t *proc_cloning_pass(const char *name, float threshold);
524
525 /**
526  * Reassociation.
527  *
528  * Applies Reassociation rules to integer expressions.
529  * Beware: Works only if integer overflow might be ignored, as for C, Java
530  * and for address expression.
531  * Works only if Constant folding is activated.
532  *
533  * Uses loop information to detect loop-invariant (i.e. contant
534  * inside the loop) values.
535  *
536  * See Muchnik 12.3.1 Algebraic Simplification and Reassociation of
537  * Addressing Expressions.
538  *
539  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
540  */
541 FIRM_API int optimize_reassociation(ir_graph *irg);
542
543 /**
544  * Creates an ir_graph pass for optimize_reassociation().
545  *
546  * @param name     the name of this pass or NULL
547  *
548  * @return  the newly created ir_graph pass
549  */
550 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_reassociation_pass(const char *name);
551
552 /**
553  * Normalize the Returns of a graph by creating a new End block
554  * with One Return(Phi).
555  * This is the preferred input for the if-conversion.
556  *
557  * In pseudocode, it means:
558  *
559  * if (a)
560  *   return b;
561  * else
562  *   return c;
563  *
564  * is transformed into
565  *
566  * if (a)
567  *   res = b;
568  * else
569  *   res = c;
570  * return res;
571  */
572 FIRM_API void normalize_one_return(ir_graph *irg);
573
574 /**
575  * Creates an ir_graph pass for normalize_one_return().
576  *
577  * @param name     the name of this pass or NULL
578  *
579  * @return  the newly created ir_graph pass
580  */
581 FIRM_API ir_graph_pass_t *normalize_one_return_pass(const char *name);
582
583 /**
584  * Normalize the Returns of a graph by moving
585  * the Returns upwards as much as possible.
586  * This might be preferred for code generation.
587  *
588  * In pseudocode, it means:
589  *
590  * if (a)
591  *   res = b;
592  * else
593  *   res = c;
594  * return res;
595  *
596  * is transformed into
597  *
598  * if (a)
599  *   return b;
600  * else
601  *   return c;
602  */
603 FIRM_API void normalize_n_returns(ir_graph *irg);
604
605 /**
606  * Creates an ir_graph pass for normalize_n_returns().
607  *
608  * @param name     the name of this pass or NULL
609  *
610  * @return  the newly created ir_graph pass
611  */
612 FIRM_API ir_graph_pass_t *normalize_n_returns_pass(const char *name);
613
614 /**
615  * Do the scalar replacement optimization.
616  * Replace local compound entities (like structures and arrays)
617  * with atomic values if possible. Does not handle classes yet.
618  *
619  * @param irg  the graph which should be optimized
620  *
621  * @return non-zero, if at least one entity was replaced
622  */
623 FIRM_API int scalar_replacement_opt(ir_graph *irg);
624
625 /**
626  * Creates an ir_graph pass for scalar_replacement_opt().
627  *
628  * @param name     the name of this pass or NULL
629  *
630  * @return  the newly created ir_graph pass
631  */
632 FIRM_API ir_graph_pass_t *scalar_replacement_opt_pass(const char *name);
633
634 /** Performs strength reduction for the passed graph. */
635 FIRM_API void reduce_strength(ir_graph *irg);
636
637 /**
638  * Optimizes tail-recursion calls by converting them into loops.
639  * Depends on the flag opt_tail_recursion.
640  * Currently supports the following forms:
641  *  - return func();
642  *  - return x + func();
643  *  - return func() - x;
644  *  - return x * func();
645  *  - return -func();
646  *
647  * Does not work for Calls that use the exception stuff.
648  *
649  * @param irg   the graph to be optimized
650  *
651  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
652  */
653 FIRM_API int opt_tail_rec_irg(ir_graph *irg);
654
655 /**
656  * Creates an ir_graph pass for opt_tail_rec_irg().
657  *
658  * @param name     the name of this pass or NULL
659  *
660  * @return  the newly created ir_graph pass
661  */
662 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_tail_rec_irg_pass(const char *name);
663
664 /**
665  * Optimize tail-recursion calls for all IR-Graphs.
666  * Can currently handle:
667  * - direct return value, i.e. return func().
668  * - additive return value, i.e. return x +/- func()
669  * - multiplicative return value, i.e. return x * func() or return -func()
670  *
671  * The current implementation must be run before optimize_funccalls(),
672  * because it expects the memory edges pointing to calls, which might be
673  * removed by optimize_funccalls().
674  */
675 FIRM_API void opt_tail_recursion(void);
676
677 /**
678  * Creates an ir_prog pass for opt_tail_recursion().
679  *
680  * @param name     the name of this pass or NULL
681  *
682  * @return  the newly created ir_prog pass
683  */
684 FIRM_API ir_prog_pass_t *opt_tail_recursion_pass(const char *name);
685
686 /** This is the type for a method, that returns a pointer type to
687  *  tp.  This is needed in the normalization. */
688 typedef ir_type *(*gen_pointer_type_to_func)(ir_type *tp);
689
690 /**  Insert Casts so that class type casts conform exactly with the type hierarchy.
691  *
692  *  Formulated in Java, this achieves the following:
693  *
694  *  For a class hierarchy
695  *    class A {}
696  *    class B extends A {}
697  *    class C extends B {}
698  *  we transforms a cast
699  *    (A)new C()
700  *  to
701  *    (A)((B)new C()).
702  *
703  *  The algorithm works for Casts with class types, but also for Casts
704  *  with all pointer types that point (over several indirections,
705  *  i.e. ***A) to a class type.  Normalizes all graphs.  Computes type
706  *  information (@see irtypeinfo.h) if not available.
707  *  Invalidates trout information as new casts are generated.
708  *
709  *  @param gppt_fct A function that returns a pointer type that points
710  *    to the type given as argument.  If this parameter is NULL, a default
711  *    function is used that either uses trout information or performs a O(n)
712  *    search to find an existing pointer type.  If it can not find a type,
713  *    generates a pointer type with mode_P_mach and suffix "cc_ptr_tp".
714  */
715 FIRM_API void normalize_irp_class_casts(gen_pointer_type_to_func gppt_fct);
716
717 /**  Insert Casts so that class type casts conform exactly with the type hierarchy
718  *   in given graph.
719  *
720  *   For more details see normalize_irp_class_casts().
721  *
722  *  This transformation requires that type information is computed. @see irtypeinfo.h.
723  */
724 FIRM_API void normalize_irg_class_casts(ir_graph *irg,
725                                         gen_pointer_type_to_func gppt_fct);
726
727 /** Optimize casting between class types.
728  *
729  *    class A { m(); }
730  *    class B extends A { }
731  *    class C extends B {}
732  *  Performs the following transformations:
733  *    C c = (C)(B)(A)(B)new C()  --> C c = (C)(B)newC() --> C c = new C()
734  *    (Optimizing downcasts as A a = (A)(B)(new A()) --> A a = new A() can
735  *     be suppressed by setting the flag opt_suppress_downcast_optimization.
736  *     Downcasting A to B might cause an exception.  It is not clear
737  *     whether this is modeled by the Firm Cast node, as it has no exception
738  *     outputs.);
739  *  If there is inh_m() that overwrites m() in B:
740  *    ((A) new B()).m()  --> (new B()).inh_m()
741  *  Phi((A)x, (A)y)  --> (A) Phi (x, y)  if (A) is an upcast.
742  *
743  *  Computes type information if not available. @see irtypeinfo.h.
744  *  Typeinformation is valid after optimization.
745  *  Invalidates trout information.
746  */
747 FIRM_API void optimize_class_casts(void);
748
749 /**
750  * CLiff Click's combo algorithm from
751  *   "Combining Analyses, combining Optimizations".
752  *
753  * Does conditional constant propagation, unreachable code elimination and
754  * optimistic global value numbering at once.
755  *
756  * @param irg  the graph to run on
757  */
758 FIRM_API void combo(ir_graph *irg);
759
760 /**
761  * Creates an ir_graph pass for combo.
762  *
763  * @param name     the name of this pass or NULL
764  *
765  * @return  the newly created ir_graph pass
766  */
767 FIRM_API ir_graph_pass_t *combo_pass(const char *name);
768
769 /**
770  * Inlines all small methods at call sites where the called address comes
771  * from a SymConst node that references the entity representing the called
772  * method.
773  *
774  * @param irg  the graph
775  * @param size maximum function size
776  *
777  * The size argument is a rough measure for the code size of the method:
778  * Methods where the obstack containing the firm graph is smaller than
779  * size are inlined.  Further only a limited number of calls are inlined.
780  * If the method contains more than 1024 inlineable calls none will be
781  * inlined.
782  * Inlining is only performed if flags `optimize' and `inlining' are set.
783  * The graph may not be in state phase_building.
784  * It is recommended to call local_optimize_graph() after inlining as this
785  * function leaves a set of obscure Tuple nodes, e.g. a Proj-Tuple-Jmp
786  * combination as control flow operation.
787  */
788 FIRM_API void inline_small_irgs(ir_graph *irg, int size);
789
790 /**
791  * Creates an ir_graph pass for inline_small_irgs().
792  *
793  * @param name   the name of this pass or NULL
794  * @param size   maximum function size
795  *
796  * @return  the newly created ir_graph pass
797  */
798 FIRM_API ir_graph_pass_t *inline_small_irgs_pass(const char *name, int size);
799
800 /**
801  * Inlineing with a different heuristic than inline_small_irgs().
802  *
803  * Inlines leave functions.  If inlining creates new leave
804  * function inlines these, too. (If g calls f, and f calls leave h,
805  * h is first inlined in f and then f in g.)
806  *
807  * Then inlines all small functions (this is not recursive).
808  *
809  * For a heuristic this inlining uses firm node counts.  It does
810  * not count auxiliary nodes as Proj, Tuple, End, Start, Id, Sync.
811  * If the ignore_runtime flag is set, calls to functions marked with the
812  * mtp_property_runtime property are ignored.
813  *
814  * @param maxsize         Do not inline any calls if a method has more than
815  *                        maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
816  *                        inlining.
817  * @param leavesize       Inline leave functions if they have less than leavesize
818  *                        nodes.
819  * @param size            Inline all function smaller than size.
820  * @param ignore_runtime  count a function only calling runtime functions as
821  *                        leave
822  */
823 FIRM_API void inline_leave_functions(unsigned maxsize, unsigned leavesize,
824                                      unsigned size, int ignore_runtime);
825
826 /**
827  * Creates an ir_prog pass for inline_leave_functions().
828  *
829  * @param name            the name of this pass or NULL
830  * @param maxsize         Do not inline any calls if a method has more than
831  *                        maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
832  *                        inlining.
833  * @param leavesize       Inline leave functions if they have less than leavesize
834  *                        nodes.
835  * @param size            Inline all function smaller than size.
836  * @param ignore_runtime  count a function only calling runtime functions as
837  *                        leave
838  *
839  * @return  the newly created ir_prog pass
840  */
841 FIRM_API ir_prog_pass_t *inline_leave_functions_pass(const char *name,
842                 unsigned maxsize, unsigned leavesize, unsigned size,
843                 int ignore_runtime);
844
845 typedef void (*opt_ptr)(ir_graph *irg);
846
847 /**
848  * Heuristic inliner. Calculates a benefice value for every call and inlines
849  * those calls with a value higher than the threshold.
850  *
851  * @param maxsize             Do not inline any calls if a method has more than
852  *                            maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
853  *                            inlining.
854  * @param inline_threshold    inlining threshold
855  * @param after_inline_opt    optimizations performed immediately after inlining
856  *                            some calls
857  */
858 FIRM_API void inline_functions(unsigned maxsize, int inline_threshold,
859                                opt_ptr after_inline_opt);
860
861 /**
862  * Creates an ir_prog pass for inline_functions().
863  *
864  * @param name               the name of this pass or NULL
865  * @param maxsize            Do not inline any calls if a method has more than
866  *                           maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
867  *                           inlineing.
868  * @param inline_threshold   inlining threshold
869  * @param after_inline_opt   a function that is called after inlining a
870  *                           procedure. You should run fast local optimisations
871  *                           here which cleanup the graph before further
872  *                           inlining
873  *
874  * @return  the newly created ir_prog pass
875  */
876 FIRM_API ir_prog_pass_t *inline_functions_pass(const char *name,
877                 unsigned maxsize, int inline_threshold, opt_ptr after_inline_opt);
878
879 /**
880  * Combines congruent blocks into one.
881  *
882  * @param irg   The IR-graph to optimize.
883  *
884  * @return non-zero if the graph was transformed
885  */
886 FIRM_API int shape_blocks(ir_graph *irg);
887
888 /**
889  * Creates an ir_graph pass for shape_blocks().
890  *
891  * @param name   the name of this pass or NULL
892  *
893  * @return  the newly created ir_graph pass
894  */
895 FIRM_API ir_graph_pass_t *shape_blocks_pass(const char *name);
896
897 /**
898  * Perform loop inversion on a given graph.
899  * Loop inversion transforms a head controlled loop (like while(...) {} and
900  * for(...) {}) into a foot controlled loop (do {} while(...)).
901  */
902 FIRM_API void do_loop_inversion(ir_graph *irg);
903
904 /**
905  * Perform loop unrolling on a given graph.
906  * Loop unrolling multiplies the number loop completely by a number found
907  * through a heuristic.
908  */
909 FIRM_API void do_loop_unrolling(ir_graph *irg);
910
911 /**
912  * Perform loop peeling on a given graph.
913  */
914 FIRM_API void do_loop_peeling(ir_graph *irg);
915
916 /**
917  * Creates an ir_graph pass for loop inversion.
918  *
919  * @param name     the name of this pass or NULL
920  *
921  * @return  the newly created ir_graph pass
922  */
923 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_inversion_pass(const char *name);
924
925 /**
926  * Creates an ir_graph pass for loop unrolling.
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 *loop_unroll_pass(const char *name);
933
934 /**
935  * Creates an ir_graph pass for loop peeling.
936  *
937  * @param name     the name of this pass or NULL
938  *
939  * @return  the newly created ir_graph pass
940  */
941 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_peeling_pass(const char *name);
942
943 typedef ir_type *(*get_Alloc_func)(ir_node *n);
944 /** Set a new get_Alloc_func and returns the old one. */
945 FIRM_API get_Alloc_func firm_set_Alloc_func(get_Alloc_func newf);
946
947 /**
948  * Creates an ir_graph pass for set_vrp_data()
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 *set_vrp_pass(const char *name);
955
956 /**
957  * Removes all entities which are unused.
958  *
959  * Unused entities have ir_visibility_local and are not used directly or
960  * indirectly through entities/code visible outside the compilation unit.
961  * This is usually conservative than gc_irgs, but does not respect properties
962  * of object-oriented programs.
963  */
964 FIRM_API void garbage_collect_entities(void);
965
966 /** Pass for garbage_collect_entities */
967 FIRM_API ir_prog_pass_t *garbage_collect_entities_pass(const char *name);
968
969 /**
970  * Performs dead node elimination by copying the ir graph to a new obstack.
971  *
972  *  The major intention of this pass is to free memory occupied by
973  *  dead nodes and outdated analyzes information.  Further this
974  *  function removes Bad predecessors from Blocks and the corresponding
975  *  inputs to Phi nodes.  This opens optimization potential for other
976  *  optimizations.  Further this phase reduces dead Block<->Jmp
977  *  self-cycles to Bad nodes.
978  *
979  *  Dead_node_elimination is only performed if options `optimize' and
980  *  `opt_dead_node_elimination' are set.  The graph may
981  *  not be in state phase_building.  The outs datastructure is freed,
982  *  the outs state set to outs_none.  Backedge information is conserved.
983  *  Removes old attributes of nodes.  Sets link field to NULL.
984  *  Callee information must be freed (irg_callee_info_none).
985  *
986  * @param irg  The graph to be optimized.
987  */
988 FIRM_API void dead_node_elimination(ir_graph *irg);
989
990 /**
991  * Creates an ir_graph pass for dead_node_elimination().
992  *
993  * @param name     the name of this pass or NULL
994  *
995  * @return  the newly created ir_graph pass
996  */
997 FIRM_API ir_graph_pass_t *dead_node_elimination_pass(const char *name);
998
999 /**
1000  * Inlines a method at the given call site.
1001  *
1002  *  Removes the call node and splits the basic block the call node
1003  *  belongs to.  Inserts a copy of the called graph between these nodes.
1004  *  Assumes that call is a Call node in current_ir_graph and that
1005  *  the type in the Call nodes type attribute is the same as the
1006  *  type of the called graph.
1007  *  Further it assumes that all Phi nodes in a block of current_ir_graph
1008  *  are assembled in a "link" list in the link field of the corresponding
1009  *  block nodes.  Further assumes that all Proj nodes are in a "link" list
1010  *  in the nodes producing the tuple.  (This is only an optical feature
1011  *  for the graph.)  Conserves this feature for the old
1012  *  nodes of the graph.  This precondition can be established by a call to
1013  *  collect_phisprojs(), see irgmod.h.
1014  *  As dead_node_elimination this function reduces dead Block<->Jmp
1015  *  self-cycles to Bad nodes.
1016  *
1017  *  Called_graph must be unequal to current_ir_graph.   Will not inline
1018  *  if they are equal.
1019  *  Sets visited masterflag in current_ir_graph to the max of the flag in
1020  *  current and called graph.
1021  *  Assumes that both, the called and the calling graph are in state
1022  *  "op_pin_state_pinned".
1023  *  It is recommended to call local_optimize_graph() after inlining as this
1024  *  function leaves a set of obscure Tuple nodes, e.g. a Proj-Tuple-Jmp
1025  *  combination as control flow operation.
1026  *
1027  *  @param call          the call node that should be inlined
1028  *  @param called_graph  the IR-graph that is called at call
1029  *
1030  *  @return zero if method could not be inlined (recursion for instance),
1031  *          non-zero if all went ok
1032  */
1033 FIRM_API int inline_method(ir_node *call, ir_graph *called_graph);
1034
1035 /**
1036  * Code Placement.
1037  *
1038  * Pins all floating nodes to a block where they
1039  * will be executed only if needed.   Depends on the flag opt_global_cse.
1040  * Graph may not be in phase_building.  Does not schedule control dead
1041  * code.  Uses dominator information which it computes if the irg is not
1042  * in state dom_consistent.  Destroys the out information as it moves nodes
1043  * to other blocks.  Optimizes Tuples in Control edges.
1044  *
1045  * Call remove_critical_cf_edges() before place_code().  This normalizes
1046  * the control flow graph so that for all operations a basic block exists
1047  * where they can be optimally placed.
1048  */
1049 FIRM_API void place_code(ir_graph *irg);
1050
1051 /**
1052  * Creates an ir_graph pass for place_code().
1053  * This pass enables GCSE, runs optimize_graph_df() and finally
1054  * place_code();
1055  *
1056  * @param name     the name of this pass or NULL
1057  *
1058  * @return  the newly created ir_graph pass
1059  */
1060 FIRM_API ir_graph_pass_t *place_code_pass(const char *name);
1061
1062 /**
1063  * Determine information about the values of nodes and perform simplifications
1064  * using this information.  This optimization performs a data-flow analysis to
1065  * find the minimal fixpoint.
1066  */
1067 FIRM_API void fixpoint_vrp(ir_graph*);
1068
1069 /**
1070  * Creates an ir_graph pass for fixpoint_vrp().
1071  * This pass dDetermines information about the values of nodes
1072  * and perform simplifications using this information.
1073  * This optimization performs a data-flow analysis to
1074  * find the minimal fixpoint.
1075  *
1076  * @param name     the name of this pass or NULL
1077  *
1078  * @return  the newly created ir_graph pass
1079  */
1080 FIRM_API ir_graph_pass_t *fixpoint_vrp_irg_pass(const char *name);
1081
1082 /**
1083  * Check, if the value of a node is != 0.
1084  *
1085  * This is a often needed case, so we handle here Confirm
1086  * nodes too.
1087  *
1088  * @param n        a node representing the value
1089  * @param confirm  if n is confirmed to be != 0, returns
1090  *                 the the Confirm-node, else NULL
1091  */
1092 FIRM_API int value_not_zero(const ir_node *n, ir_node_cnst_ptr *confirm);
1093
1094 /**
1095  * Check, if the value of a node cannot represent a NULL pointer.
1096  *
1097  * - If option sel_based_null_check_elim is enabled, all
1098  *   Sel nodes can be skipped.
1099  * - A SymConst(entity) is NEVER a NULL pointer
1100  * - A Const != NULL is NEVER a NULL pointer
1101  * - Confirms are evaluated
1102  *
1103  * @param n        a node representing the value
1104  * @param confirm  if n is confirmed to be != NULL, returns
1105  *                 the the Confirm-node, else NULL
1106  */
1107 FIRM_API int value_not_null(const ir_node *n, ir_node_cnst_ptr *confirm);
1108
1109 /**
1110  * Check, if the value of a node can be confirmed >= 0 or <= 0,
1111  * If the mode of the value did not honor signed zeros, else
1112  * check for >= 0 or < 0.
1113  *
1114  * @param n  a node representing the value
1115  */
1116 FIRM_API ir_value_classify_sign classify_value_sign(ir_node *n);
1117
1118 /**
1119  * Return the value of a Cmp if one or both predecessors
1120  * are Confirm nodes.
1121  *
1122  * @param cmp    the compare node that will be evaluated
1123  * @param left   the left operand of the Cmp
1124  * @param right  the right operand of the Cmp
1125  * @param pnc    the compare relation
1126  */
1127 FIRM_API ir_tarval *computed_value_Cmp_Confirm(
1128         ir_node *cmp, ir_node *left, ir_node *right, pn_Cmp pnc);
1129
1130 #include "end.h"
1131
1132 #endif