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[libfirm] / include / libfirm / iroptimize.h
1 /*
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3  *
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16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
17  * PURPOSE.
18  */
19
20 /**
21  * @file
22  * @brief   Available Optimisations of libFirm.
23  */
24 #ifndef FIRM_IROPTIMIZE_H
25 #define FIRM_IROPTIMIZE_H
26
27 #include "firm_types.h"
28 #include "nodeops.h"
29 #include "begin.h"
30
31 /**
32  * @defgroup iroptimize  Transformations and Optimisations
33  * @{
34  */
35
36 /**
37  * Control flow optimization.
38  *
39  * Removes empty blocks doing if simplifications and loop simplifications.
40  * A block is empty if it contains only a Jmp node and Phi nodes.
41  * Merges single entry single exit blocks with their predecessor
42  * and propagates dead control flow by calling equivalent_node().
43  * Independent of compiler flag it removes Tuples from cf edges,
44  * Bad predecessors from Blocks and Phis, and unnecessary predecessors of End.
45  * Destroys backedge information.
46  *
47  * @bug Chokes on Id nodes if called in a certain order with other
48  *      optimizations.  Call local_optimize_graph() before to remove
49  *      Ids.
50  */
51 FIRM_API void optimize_cf(ir_graph *irg);
52
53 /**
54  * Creates an ir_graph pass for optimize_cf().
55  *
56  * @param name     the name of this pass or NULL
57  *
58  * @return  the newly created ir_graph pass
59  */
60 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_cf_pass(const char *name);
61
62 /**
63  * Perform path-sensitive jump threading on the given graph.
64  *
65  * @param irg  the graph
66  */
67 FIRM_API void opt_jumpthreading(ir_graph* irg);
68
69 /**
70  * Creates an ir_graph pass for opt_jumpthreading().
71  *
72  * @param name     the name of this pass or NULL
73  *
74  * @return  the newly created ir_graph pass
75  */
76 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_jumpthreading_pass(const char *name);
77
78 /**
79  * Try to simplify boolean expression in the given ir graph.
80  * eg. x < 5 && x < 6 becomes x < 5
81  *
82  * @param irg  the graph
83  */
84 FIRM_API void opt_bool(ir_graph *irg);
85
86 /**
87  * Creates an ir_graph pass for opt_bool().
88  *
89  * @param name     the name of this pass or NULL
90  *
91  * @return  the newly created ir_graph pass
92  */
93 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_bool_pass(const char *name);
94
95 /**
96  * Try to reduce the number of conv nodes in the given ir graph.
97  *
98  * @param irg  the graph
99  *
100  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
101  */
102 FIRM_API int conv_opt(ir_graph *irg);
103
104 /**
105  * Creates an ir_graph pass for conv_opt().
106  *
107  * @param name     the name of this pass or NULL
108  *
109  * @return  the newly created ir_graph pass
110  */
111 FIRM_API ir_graph_pass_t *conv_opt_pass(const char *name);
112
113 /**
114  * A callback that checks whether a entity is an allocation
115  * routine.
116  */
117 typedef int (*check_alloc_entity_func)(ir_entity *ent);
118
119 /**
120  * Do simple and fast escape analysis for one graph.
121  *
122  * @param irg       the graph
123  * @param callback  a callback function to check whether a
124  *                  given entity is a allocation call
125  */
126 FIRM_API void escape_enalysis_irg(ir_graph *irg,
127                                   check_alloc_entity_func callback);
128
129 /**
130  * Do simple and fast escape analysis for all graphs.
131  *
132  * This optimization implements a simple and fast but inexact
133  * escape analysis. Some addresses might be marked as 'escaped' even
134  * if they are not.
135  * The advantage is a low memory footprint and fast speed.
136  *
137  * @param run_scalar_replace  if this flag in non-zero, scalar
138  *                            replacement optimization is run on graphs with removed
139  *                            allocation
140  * @param callback            a callback function to check whether a
141  *                            given entity is a allocation call
142  *
143  * This optimization removes allocation which are not used (rare) and replace
144  * allocation that can be proved dead at the end of the graph which stack variables.
145  *
146  * The creation of stack variable allows scalar replacement to be run only
147  * on those graphs that have been changed.
148  *
149  * This is most effective on Java where no other stack variables exists.
150  */
151 FIRM_API void escape_analysis(int run_scalar_replace,
152                               check_alloc_entity_func callback);
153
154 /**
155  * Optimize function calls by handling const functions.
156  *
157  * This optimization first detects all "const functions", i.e.,
158  * IR graphs that neither read nor write memory (and hence did
159  * not create exceptions, as these use memory in Firm).
160  *
161  * The result of calls to such functions depends only on its
162  * arguments, hence those calls are no more pinned.
163  *
164  * This is a rather strong criteria, so do not expect that a
165  * lot of functions will be found. Moreover, all of them might
166  * already be inlined if inlining is activated.
167  * Anyway, it might be good for handling builtin's
168  * even if the later read/write memory (but we know how).
169  *
170  * This optimizations read the irg_const_function property of
171  * entities and and sets the irg_const_function property of
172  * graphs.
173  *
174  * If callee information is valid, we also optimize polymorphic Calls.
175  */
176 FIRM_API void optimize_funccalls(void);
177
178 /**
179  * Creates an ir_prog pass for optimize_funccalls().
180  *
181  * @param name       the name of this pass or NULL
182  * @return  the newly created ir_prog pass
183  */
184 FIRM_API ir_prog_pass_t *optimize_funccalls_pass(const char *name);
185
186 /**
187  * Does Partial Redundancy Elimination combined with
188  * Global Value Numbering.
189  * Can be used to replace place_code() completely.
190  *
191  * Based on VanDrunen and Hosking 2004.
192  *
193  * @param irg  the graph
194  */
195 FIRM_API void do_gvn_pre(ir_graph *irg);
196
197 /**
198  * Creates an ir_graph pass for do_gvn_pre().
199  *
200  * @param name     the name of this pass or NULL
201  *
202  * @return  the newly created ir_graph pass
203  */
204 FIRM_API ir_graph_pass_t *do_gvn_pre_pass(const char *name);
205
206 /**
207  * This function is called to evaluate, if a
208  * mux(@p sel, @p mux_false, @p mux_true) should be built for the current
209  * architecture.
210  * If it returns non-zero, a mux is created, else the code
211  * is not modified.
212  * @param sel        A selector of a Cond.
213  * @param phi_list   phi node to be converted
214  * @param i          First data predecessor involved in if conversion
215  * @param j          Second data predecessor involved in if conversion
216  */
217 typedef int (*arch_allow_ifconv_func)(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
218                                       ir_node *mux_true);
219
220 /**
221  * Perform If conversion on a graph.
222  *
223  * @param irg The graph.
224  *
225  * Cannot handle blocks with Bad control predecessors, so call it after control
226  * flow optimization.
227  */
228 FIRM_API void opt_if_conv(ir_graph *irg);
229
230 /**
231  * Creates an ir_graph pass for opt_if_conv().
232  *
233  * @param name     the name of this pass or NULL
234  *
235  * @return  the newly created ir_graph pass
236  */
237 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_if_conv_pass(const char *name);
238
239 /**
240  * Tries to reduce dependencies for memory nodes where possible by parallelizing
241  * them and synchronizing with Sync nodes
242  * @param irg   the graph where memory operations should be parallelized
243  */
244 FIRM_API void opt_parallelize_mem(ir_graph *irg);
245
246 /**
247  * Creates an ir_graph pass for opt_sync().
248  *
249  * @param name     the name of this pass or NULL
250  *
251  * @return  the newly created ir_graph pass
252  */
253 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_parallelize_mem_pass(const char *name);
254
255 /*
256  * Check if we can replace the load by a given const from
257  * the const code irg.
258  *
259  * @param load   the load to replace
260  * @param c      the constant
261  *
262  * @return in the modes match or can be transformed using a reinterpret cast
263  *         returns a copy of the constant (possibly Conv'ed) on the
264  *         current_ir_graph
265  */
266 FIRM_API ir_node *can_replace_load_by_const(const ir_node *load, ir_node *c);
267
268 /**
269  * Load/Store optimization.
270  *
271  * Removes redundant non-volatile Loads and Stores.
272  * May introduce Bad nodes if exceptional control flow
273  * is removed. The following cases are optimized:
274  *
275  * Load without result: A Load which has only a memory use
276  *   is removed.
277  *
278  * Load after Store: A Load after a Store is removed, if
279  *   the Load doesn't have an exception handler OR is in
280  *   the same block as the Store.
281  *
282  * Load after Load: A Load after a Load is removed, if the
283  *   Load doesn't have an exception handler OR is in the
284  *   same block as the previous Load.
285  *
286  * Store before Store: A Store immediately before another
287  *   Store in the same block is removed, if the Store doesn't
288  *   have an exception handler.
289  *
290  * Store after Load: A Store after a Load is removed, if the
291  *   Store doesn't have an exception handler.
292  *
293  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
294  */
295 FIRM_API int optimize_load_store(ir_graph *irg);
296
297 /**
298  * Creates an ir_graph pass for optimize_load_store().
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 *optimize_load_store_pass(const char *name);
305
306 /**
307  * New experimental alternative to optimize_load_store.
308  * Based on a dataflow analysis, so load/stores are moved out of loops
309  * where possible
310  */
311 FIRM_API int opt_ldst(ir_graph *irg);
312
313 /**
314  * Creates an ir_graph pass for opt_ldst().
315  *
316  * @param name     the name of this pass or NULL
317  *
318  * @return  the newly created ir_graph pass
319  */
320 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_ldst_pass(const char *name);
321
322 /**
323  * Optimize loops by peeling or unrolling them if beneficial.
324  *
325  * @param irg  The graph whose loops will be processed
326  *
327  * This function did not change the graph, only its frame type.
328  * The layout state of the frame type will be set to layout_undefined
329  * if entities were removed.
330  */
331 FIRM_API void loop_optimization(ir_graph *irg);
332
333 /**
334  * Optimize the frame type of an irg by removing
335  * never touched entities.
336  *
337  * @param irg  The graph whose frame type will be optimized
338  *
339  * This function did not change the graph, only its frame type.
340  * The layout state of the frame type will be set to layout_undefined
341  * if entities were removed.
342  */
343 FIRM_API void opt_frame_irg(ir_graph *irg);
344
345 /**
346  * Creates an ir_graph pass for opt_frame_irg().
347  *
348  * @param name     the name of this pass or NULL
349  *
350  * @return  the newly created ir_graph pass
351  */
352 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_frame_irg_pass(const char *name);
353
354 /** Possible flags for the Operator Scalar Replacement. */
355 typedef enum osr_flags {
356         osr_flag_none               = 0,  /**< no additional flags */
357         osr_flag_lftr_with_ov_check = 1,  /**< do linear function test replacement
358                                                only if no overflow can occur. */
359         osr_flag_ignore_x86_shift   = 2,  /**< ignore Multiplications by 2, 4, 8 */
360         osr_flag_keep_reg_pressure  = 4   /**< do NOT increase register pressure by introducing new
361                                                induction variables. */
362 } osr_flags;
363
364 /* FirmJNI cannot handle identical enum values... */
365
366 /** default setting */
367 #define osr_flag_default osr_flag_lftr_with_ov_check
368
369 /**
370  * Do the Operator Scalar Replacement optimization and linear
371  * function test replacement for loop control.
372  * Can be switched off using the set_opt_strength_red() flag.
373  * In that case, only remove_phi_cycles() is executed.
374  *
375  * @param irg    the graph which should be optimized
376  * @param flags  set of osr_flags
377  *
378  * The linear function replacement test is controlled by the flags.
379  * If the osr_flag_lftr_with_ov_check is set, the replacement is only
380  * done if do overflow can occur.
381  * Otherwise it is ALWAYS done which might be insecure.
382  *
383  * For instance:
384  *
385  * for (i = 0; i < 100; ++i)
386  *
387  * might be replaced by
388  *
389  * for (i = 0; i < 400; i += 4)
390  *
391  * But
392  *
393  * for (i = 0; i < 0x7FFFFFFF; ++i)
394  *
395  * will not be replaced by
396  *
397  * for (i = 0; i < 0xFFFFFFFC; i += 4)
398  *
399  * because of overflow.
400  *
401  * More bad cases:
402  *
403  * for (i = 0; i <= 0xF; ++i)
404  *
405  * will NOT be transformed into
406  *
407  * for (i = 0xFFFFFFF0; i <= 0xFFFFFFFF; ++i)
408  *
409  * although here is no direct overflow. The OV occurs when the ++i
410  * is executed (and would created an endless loop here!).
411  *
412  * For the same reason, a loop
413  *
414  * for (i = 0; i <= 9; i += x)
415  *
416  * will NOT be transformed because we cannot estimate whether an overflow
417  * might happen adding x.
418  *
419  * Note that i < a + 400 is also not possible with the current implementation
420  * although this might be allowed by other compilers...
421  *
422  * Note further that tests for equality can be handled some simpler (but are not
423  * implemented yet).
424  *
425  * This algorithm destroys the link field of nodes.
426  */
427 FIRM_API void opt_osr(ir_graph *irg, unsigned flags);
428
429 /**
430  * Creates an ir_graph pass for remove_phi_cycles().
431  *
432  * @param name     the name of this pass or NULL
433  * @param flags    set of osr_flags
434  *
435  * @return  the newly created ir_graph pass
436  */
437 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_osr_pass(const char *name, unsigned flags);
438
439 /**
440  * Removes useless Phi cycles, i.e cycles of Phi nodes with only one
441  * non-Phi node.
442  * This is automatically done in opt_osr(), so there is no need to call it
443  * additionally.
444  *
445  * @param irg    the graph which should be optimized
446  *
447  * This algorithm destroys the link field of nodes.
448  */
449 FIRM_API void remove_phi_cycles(ir_graph *irg);
450
451 /**
452  * Creates an ir_graph pass for remove_phi_cycles().
453  *
454  * @param name     the name of this pass or NULL
455  *
456  * @return  the newly created ir_graph pass
457  */
458 FIRM_API ir_graph_pass_t *remove_phi_cycles_pass(const char *name);
459
460
461 /** A default threshold. */
462 #define DEFAULT_CLONE_THRESHOLD 20
463
464 /**
465  * Do procedure cloning. Evaluate a heuristic weight for every
466  * Call(..., Const, ...). If the weight is bigger than threshold,
467  * clone the entity and fix the calls.
468  *
469  * @param threshold   the threshold for cloning
470  *
471  * The threshold is an estimation of how many instructions are saved
472  * when executing a cloned method. If threshold is 0.0, every possible
473  * call is cloned.
474  */
475 FIRM_API void proc_cloning(float threshold);
476
477 /**
478  * Creates an ir_prog pass for proc_cloning().
479  *
480  * @param name        the name of this pass or NULL
481  * @param threshold   the threshold for cloning
482  *
483  * @return  the newly created ir_prog pass
484  */
485 FIRM_API ir_prog_pass_t *proc_cloning_pass(const char *name, float threshold);
486
487 /**
488  * Reassociation.
489  *
490  * Applies Reassociation rules to integer expressions.
491  * Beware: Works only if integer overflow might be ignored, as for C, Java
492  * and for address expression.
493  * Works only if Constant folding is activated.
494  *
495  * Uses loop information to detect loop-invariant (i.e. contant
496  * inside the loop) values.
497  *
498  * See Muchnik 12.3.1 Algebraic Simplification and Reassociation of
499  * Addressing Expressions.
500  *
501  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
502  */
503 FIRM_API int optimize_reassociation(ir_graph *irg);
504
505 /**
506  * Creates an ir_graph pass for optimize_reassociation().
507  *
508  * @param name     the name of this pass or NULL
509  *
510  * @return  the newly created ir_graph pass
511  */
512 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_reassociation_pass(const char *name);
513
514 /**
515  * Normalize the Returns of a graph by creating a new End block
516  * with One Return(Phi).
517  * This is the preferred input for the if-conversion.
518  *
519  * In pseudocode, it means:
520  *
521  * if (a)
522  *   return b;
523  * else
524  *   return c;
525  *
526  * is transformed into
527  *
528  * if (a)
529  *   res = b;
530  * else
531  *   res = c;
532  * return res;
533  */
534 FIRM_API void normalize_one_return(ir_graph *irg);
535
536 /**
537  * Creates an ir_graph pass for normalize_one_return().
538  *
539  * @param name     the name of this pass or NULL
540  *
541  * @return  the newly created ir_graph pass
542  */
543 FIRM_API ir_graph_pass_t *normalize_one_return_pass(const char *name);
544
545 /**
546  * Normalize the Returns of a graph by moving
547  * the Returns upwards as much as possible.
548  * This might be preferred for code generation.
549  *
550  * In pseudocode, it means:
551  *
552  * if (a)
553  *   res = b;
554  * else
555  *   res = c;
556  * return res;
557  *
558  * is transformed into
559  *
560  * if (a)
561  *   return b;
562  * else
563  *   return c;
564  */
565 FIRM_API void normalize_n_returns(ir_graph *irg);
566
567 /**
568  * Creates an ir_graph pass for normalize_n_returns().
569  *
570  * @param name     the name of this pass or NULL
571  *
572  * @return  the newly created ir_graph pass
573  */
574 FIRM_API ir_graph_pass_t *normalize_n_returns_pass(const char *name);
575
576 /**
577  * Do the scalar replacement optimization.
578  * Replace local compound entities (like structures and arrays)
579  * with atomic values if possible. Does not handle classes yet.
580  *
581  * @param irg  the graph which should be optimized
582  *
583  * @return non-zero, if at least one entity was replaced
584  */
585 FIRM_API int scalar_replacement_opt(ir_graph *irg);
586
587 /**
588  * Creates an ir_graph pass for scalar_replacement_opt().
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 *scalar_replacement_opt_pass(const char *name);
595
596 /**
597  * Optimizes tail-recursion calls by converting them into loops.
598  * Depends on the flag opt_tail_recursion.
599  * Currently supports the following forms:
600  *  - return func();
601  *  - return x + func();
602  *  - return func() - x;
603  *  - return x * func();
604  *  - return -func();
605  *
606  * Does not work for Calls that use the exception stuff.
607  *
608  * @param irg   the graph to be optimized
609  *
610  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
611  */
612 FIRM_API int opt_tail_rec_irg(ir_graph *irg);
613
614 /**
615  * Creates an ir_graph pass for opt_tail_rec_irg().
616  *
617  * @param name     the name of this pass or NULL
618  *
619  * @return  the newly created ir_graph pass
620  */
621 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_tail_rec_irg_pass(const char *name);
622
623 /**
624  * Optimize tail-recursion calls for all IR-Graphs.
625  * Can currently handle:
626  * - direct return value, i.e. return func().
627  * - additive return value, i.e. return x +/- func()
628  * - multiplicative return value, i.e. return x * func() or return -func()
629  *
630  * The current implementation must be run before optimize_funccalls(),
631  * because it expects the memory edges pointing to calls, which might be
632  * removed by optimize_funccalls().
633  */
634 FIRM_API void opt_tail_recursion(void);
635
636 /**
637  * Creates an ir_prog pass for opt_tail_recursion().
638  *
639  * @param name     the name of this pass or NULL
640  *
641  * @return  the newly created ir_prog pass
642  */
643 FIRM_API ir_prog_pass_t *opt_tail_recursion_pass(const char *name);
644
645 /** This is the type for a method, that returns a pointer type to
646  *  tp.  This is needed in the normalization. */
647 typedef ir_type *(*gen_pointer_type_to_func)(ir_type *tp);
648
649 /**  Insert Casts so that class type casts conform exactly with the type hierarchy.
650  *
651  *  Formulated in Java, this achieves the following:
652  *
653  *  For a class hierarchy
654  *    class A {}
655  *    class B extends A {}
656  *    class C extends B {}
657  *  we transforms a cast
658  *    (A)new C()
659  *  to
660  *    (A)((B)new C()).
661  *
662  *  The algorithm works for Casts with class types, but also for Casts
663  *  with all pointer types that point (over several indirections,
664  *  i.e. ***A) to a class type.  Normalizes all graphs.  Computes type
665  *  information (@see irtypeinfo.h) if not available.
666  *  Invalidates trout information as new casts are generated.
667  *
668  *  @param gppt_fct A function that returns a pointer type that points
669  *    to the type given as argument.  If this parameter is NULL, a default
670  *    function is used that either uses trout information or performs a O(n)
671  *    search to find an existing pointer type.  If it can not find a type,
672  *    generates a pointer type with mode_P_mach and suffix "cc_ptr_tp".
673  */
674 FIRM_API void normalize_irp_class_casts(gen_pointer_type_to_func gppt_fct);
675
676 /**  Insert Casts so that class type casts conform exactly with the type hierarchy
677  *   in given graph.
678  *
679  *   For more details see normalize_irp_class_casts().
680  *
681  *  This transformation requires that type information is computed. @see irtypeinfo.h.
682  */
683 FIRM_API void normalize_irg_class_casts(ir_graph *irg,
684                                         gen_pointer_type_to_func gppt_fct);
685
686 /** Optimize casting between class types.
687  *
688  *    class A { m(); }
689  *    class B extends A { }
690  *    class C extends B {}
691  *  Performs the following transformations:
692  *    C c = (C)(B)(A)(B)new C()  --> C c = (C)(B)newC() --> C c = new C()
693  *    (Optimizing downcasts as A a = (A)(B)(new A()) --> A a = new A() can
694  *     be suppressed by setting the flag opt_suppress_downcast_optimization.
695  *     Downcasting A to B might cause an exception.  It is not clear
696  *     whether this is modeled by the Firm Cast node, as it has no exception
697  *     outputs.);
698  *  If there is inh_m() that overwrites m() in B:
699  *    ((A) new B()).m()  --> (new B()).inh_m()
700  *  Phi((A)x, (A)y)  --> (A) Phi (x, y)  if (A) is an upcast.
701  *
702  *  Computes type information if not available. @see irtypeinfo.h.
703  *  Typeinformation is valid after optimization.
704  *  Invalidates trout information.
705  */
706 FIRM_API void optimize_class_casts(void);
707
708 /**
709  * CLiff Click's combo algorithm from
710  *   "Combining Analyses, combining Optimizations".
711  *
712  * Does conditional constant propagation, unreachable code elimination and
713  * optimistic global value numbering at once.
714  *
715  * @param irg  the graph to run on
716  */
717 FIRM_API void combo(ir_graph *irg);
718
719 /**
720  * Creates an ir_graph pass for combo.
721  *
722  * @param name     the name of this pass or NULL
723  *
724  * @return  the newly created ir_graph pass
725  */
726 FIRM_API ir_graph_pass_t *combo_pass(const char *name);
727
728 /**
729  * Inlines all small methods at call sites where the called address comes
730  * from a SymConst node that references the entity representing the called
731  * method.
732  *
733  * @param irg  the graph
734  * @param size maximum function size
735  *
736  * The size argument is a rough measure for the code size of the method:
737  * Methods where the obstack containing the firm graph is smaller than
738  * size are inlined.  Further only a limited number of calls are inlined.
739  * If the method contains more than 1024 inlineable calls none will be
740  * inlined.
741  * Inlining is only performed if flags `optimize' and `inlining' are set.
742  * The graph may not be in state phase_building.
743  * It is recommended to call local_optimize_graph() after inlining as this
744  * function leaves a set of obscure Tuple nodes, e.g. a Proj-Tuple-Jmp
745  * combination as control flow operation.
746  */
747 FIRM_API void inline_small_irgs(ir_graph *irg, int size);
748
749 /**
750  * Creates an ir_graph pass for inline_small_irgs().
751  *
752  * @param name   the name of this pass or NULL
753  * @param size   maximum function size
754  *
755  * @return  the newly created ir_graph pass
756  */
757 FIRM_API ir_graph_pass_t *inline_small_irgs_pass(const char *name, int size);
758
759 /**
760  * Inlineing with a different heuristic than inline_small_irgs().
761  *
762  * Inlines leave functions.  If inlining creates new leave
763  * function inlines these, too. (If g calls f, and f calls leave h,
764  * h is first inlined in f and then f in g.)
765  *
766  * Then inlines all small functions (this is not recursive).
767  *
768  * For a heuristic this inlining uses firm node counts.  It does
769  * not count auxiliary nodes as Proj, Tuple, End, Start, Id, Sync.
770  * If the ignore_runtime flag is set, calls to functions marked with the
771  * mtp_property_runtime property are ignored.
772  *
773  * @param maxsize         Do not inline any calls if a method has more than
774  *                        maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
775  *                        inlining.
776  * @param leavesize       Inline leave functions if they have less than leavesize
777  *                        nodes.
778  * @param size            Inline all function smaller than size.
779  * @param ignore_runtime  count a function only calling runtime functions as
780  *                        leave
781  */
782 FIRM_API void inline_leave_functions(unsigned maxsize, unsigned leavesize,
783                                      unsigned size, int ignore_runtime);
784
785 /**
786  * Creates an ir_prog pass for inline_leave_functions().
787  *
788  * @param name            the name of this pass or NULL
789  * @param maxsize         Do not inline any calls if a method has more than
790  *                        maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
791  *                        inlining.
792  * @param leavesize       Inline leave functions if they have less than leavesize
793  *                        nodes.
794  * @param size            Inline all function smaller than size.
795  * @param ignore_runtime  count a function only calling runtime functions as
796  *                        leave
797  *
798  * @return  the newly created ir_prog pass
799  */
800 FIRM_API ir_prog_pass_t *inline_leave_functions_pass(const char *name,
801                 unsigned maxsize, unsigned leavesize, unsigned size,
802                 int ignore_runtime);
803
804 typedef void (*opt_ptr)(ir_graph *irg);
805
806 /**
807  * Heuristic inliner. Calculates a benefice value for every call and inlines
808  * those calls with a value higher than the threshold.
809  *
810  * @param maxsize             Do not inline any calls if a method has more than
811  *                            maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
812  *                            inlining.
813  * @param inline_threshold    inlining threshold
814  * @param after_inline_opt    optimizations performed immediately after inlining
815  *                            some calls
816  */
817 FIRM_API void inline_functions(unsigned maxsize, int inline_threshold,
818                                opt_ptr after_inline_opt);
819
820 /**
821  * Creates an ir_prog pass for inline_functions().
822  *
823  * @param name               the name of this pass or NULL
824  * @param maxsize            Do not inline any calls if a method has more than
825  *                           maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
826  *                           inlineing.
827  * @param inline_threshold   inlining threshold
828  * @param after_inline_opt   a function that is called after inlining a
829  *                           procedure. You should run fast local optimisations
830  *                           here which cleanup the graph before further
831  *                           inlining
832  *
833  * @return  the newly created ir_prog pass
834  */
835 FIRM_API ir_prog_pass_t *inline_functions_pass(const char *name,
836                 unsigned maxsize, int inline_threshold, opt_ptr after_inline_opt);
837
838 /**
839  * Combines congruent blocks into one.
840  *
841  * @param irg   The IR-graph to optimize.
842  *
843  * @return non-zero if the graph was transformed
844  */
845 FIRM_API int shape_blocks(ir_graph *irg);
846
847 /**
848  * Creates an ir_graph pass for shape_blocks().
849  *
850  * @param name   the name of this pass or NULL
851  *
852  * @return  the newly created ir_graph pass
853  */
854 FIRM_API ir_graph_pass_t *shape_blocks_pass(const char *name);
855
856 /**
857  * Perform loop inversion on a given graph.
858  * Loop inversion transforms a head controlled loop (like while(...) {} and
859  * for(...) {}) into a foot controlled loop (do {} while(...)).
860  */
861 FIRM_API void do_loop_inversion(ir_graph *irg);
862
863 /**
864  * Perform loop unrolling on a given graph.
865  * Loop unrolling multiplies the number loop completely by a number found
866  * through a heuristic.
867  */
868 FIRM_API void do_loop_unrolling(ir_graph *irg);
869
870 /**
871  * Perform loop peeling on a given graph.
872  */
873 FIRM_API void do_loop_peeling(ir_graph *irg);
874
875 /**
876  * Creates an ir_graph pass for loop inversion.
877  *
878  * @param name     the name of this pass or NULL
879  *
880  * @return  the newly created ir_graph pass
881  */
882 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_inversion_pass(const char *name);
883
884 /**
885  * Creates an ir_graph pass for loop unrolling.
886  *
887  * @param name     the name of this pass or NULL
888  *
889  * @return  the newly created ir_graph pass
890  */
891 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_unroll_pass(const char *name);
892
893 /**
894  * Creates an ir_graph pass for loop peeling.
895  *
896  * @param name     the name of this pass or NULL
897  *
898  * @return  the newly created ir_graph pass
899  */
900 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_peeling_pass(const char *name);
901
902 typedef ir_type *(*get_Alloc_func)(ir_node *n);
903 /** Set a new get_Alloc_func and returns the old one. */
904 FIRM_API get_Alloc_func firm_set_Alloc_func(get_Alloc_func newf);
905
906 /**
907  * Creates an ir_graph pass for set_vrp_data()
908  *
909  * @param name The name of this pass or NULL
910  *
911  * @return the newly created ir_graph pass
912  */
913 FIRM_API ir_graph_pass_t *set_vrp_pass(const char *name);
914
915 /**
916  * Removes all entities which are unused.
917  *
918  * Unused entities have ir_visibility_local and are not used directly or
919  * indirectly through entities/code visible outside the compilation unit.
920  * This is usually conservative than gc_irgs, but does not respect properties
921  * of object-oriented programs.
922  */
923 FIRM_API void garbage_collect_entities(void);
924
925 /** Pass for garbage_collect_entities */
926 FIRM_API ir_prog_pass_t *garbage_collect_entities_pass(const char *name);
927
928 /**
929  * Performs dead node elimination by copying the ir graph to a new obstack.
930  *
931  *  The major intention of this pass is to free memory occupied by
932  *  dead nodes and outdated analyzes information.  Further this
933  *  function removes Bad predecessors from Blocks and the corresponding
934  *  inputs to Phi nodes.  This opens optimization potential for other
935  *  optimizations.  Further this phase reduces dead Block<->Jmp
936  *  self-cycles to Bad nodes.
937  *
938  *  Dead_node_elimination is only performed if options `optimize' and
939  *  `opt_dead_node_elimination' are set.  The graph may
940  *  not be in state phase_building.  The outs datastructure is freed,
941  *  the outs state set to outs_none.  Backedge information is conserved.
942  *  Removes old attributes of nodes.  Sets link field to NULL.
943  *  Callee information must be freed (irg_callee_info_none).
944  *
945  * @param irg  The graph to be optimized.
946  */
947 FIRM_API void dead_node_elimination(ir_graph *irg);
948
949 /**
950  * Creates an ir_graph pass for dead_node_elimination().
951  *
952  * @param name     the name of this pass or NULL
953  *
954  * @return  the newly created ir_graph pass
955  */
956 FIRM_API ir_graph_pass_t *dead_node_elimination_pass(const char *name);
957
958 /**
959  * Inlines a method at the given call site.
960  *
961  *  Removes the call node and splits the basic block the call node
962  *  belongs to.  Inserts a copy of the called graph between these nodes.
963  *  Assumes that call is a Call node in current_ir_graph and that
964  *  the type in the Call nodes type attribute is the same as the
965  *  type of the called graph.
966  *  Further it assumes that all Phi nodes in a block of current_ir_graph
967  *  are assembled in a "link" list in the link field of the corresponding
968  *  block nodes.  Further assumes that all Proj nodes are in a "link" list
969  *  in the nodes producing the tuple.  (This is only an optical feature
970  *  for the graph.)  Conserves this feature for the old
971  *  nodes of the graph.  This precondition can be established by a call to
972  *  collect_phisprojs(), see irgmod.h.
973  *  As dead_node_elimination this function reduces dead Block<->Jmp
974  *  self-cycles to Bad nodes.
975  *
976  *  Called_graph must be unequal to current_ir_graph.   Will not inline
977  *  if they are equal.
978  *  Sets visited masterflag in current_ir_graph to the max of the flag in
979  *  current and called graph.
980  *  Assumes that both, the called and the calling graph are in state
981  *  "op_pin_state_pinned".
982  *  It is recommended to call local_optimize_graph() after inlining as this
983  *  function leaves a set of obscure Tuple nodes, e.g. a Proj-Tuple-Jmp
984  *  combination as control flow operation.
985  *
986  *  @param call          the call node that should be inlined
987  *  @param called_graph  the IR-graph that is called at call
988  *
989  *  @return zero if method could not be inlined (recursion for instance),
990  *          non-zero if all went ok
991  */
992 FIRM_API int inline_method(ir_node *call, ir_graph *called_graph);
993
994 /**
995  * Code Placement.
996  *
997  * Pins all floating nodes to a block where they
998  * will be executed only if needed.   Depends on the flag opt_global_cse.
999  * Graph may not be in phase_building.  Does not schedule control dead
1000  * code.  Uses dominator information which it computes if the irg is not
1001  * in state dom_consistent.  Destroys the out information as it moves nodes
1002  * to other blocks.  Optimizes Tuples in Control edges.
1003  *
1004  * Call remove_critical_cf_edges() before place_code().  This normalizes
1005  * the control flow graph so that for all operations a basic block exists
1006  * where they can be optimally placed.
1007  */
1008 FIRM_API void place_code(ir_graph *irg);
1009
1010 /**
1011  * Creates an ir_graph pass for place_code().
1012  * This pass enables GCSE, runs optimize_graph_df() and finally
1013  * place_code();
1014  *
1015  * @param name     the name of this pass or NULL
1016  *
1017  * @return  the newly created ir_graph pass
1018  */
1019 FIRM_API ir_graph_pass_t *place_code_pass(const char *name);
1020
1021 /**
1022  * Determine information about the values of nodes and perform simplifications
1023  * using this information.  This optimization performs a data-flow analysis to
1024  * find the minimal fixpoint.
1025  */
1026 FIRM_API void fixpoint_vrp(ir_graph*);
1027
1028 /**
1029  * Creates an ir_graph pass for fixpoint_vrp().
1030  * This pass dDetermines information about the values of nodes
1031  * and perform simplifications using this information.
1032  * This optimization performs a data-flow analysis to
1033  * find the minimal fixpoint.
1034  *
1035  * @param name     the name of this pass or NULL
1036  *
1037  * @return  the newly created ir_graph pass
1038  */
1039 FIRM_API ir_graph_pass_t *fixpoint_vrp_irg_pass(const char *name);
1040
1041 /**
1042  * Check, if the value of a node is != 0.
1043  *
1044  * This is a often needed case, so we handle here Confirm
1045  * nodes too.
1046  *
1047  * @param n        a node representing the value
1048  * @param confirm  if n is confirmed to be != 0, returns
1049  *                 the the Confirm-node, else NULL
1050  */
1051 FIRM_API int value_not_zero(const ir_node *n, ir_node_cnst_ptr *confirm);
1052
1053 /**
1054  * Check, if the value of a node cannot represent a NULL pointer.
1055  *
1056  * - If option sel_based_null_check_elim is enabled, all
1057  *   Sel nodes can be skipped.
1058  * - A SymConst(entity) is NEVER a NULL pointer
1059  * - A Const != NULL is NEVER a NULL pointer
1060  * - Confirms are evaluated
1061  *
1062  * @param n        a node representing the value
1063  * @param confirm  if n is confirmed to be != NULL, returns
1064  *                 the the Confirm-node, else NULL
1065  */
1066 FIRM_API int value_not_null(const ir_node *n, ir_node_cnst_ptr *confirm);
1067
1068 /**
1069  * Check, if the value of a node can be confirmed >= 0 or <= 0,
1070  * If the mode of the value did not honor signed zeros, else
1071  * check for >= 0 or < 0.
1072  *
1073  * @param n  a node representing the value
1074  */
1075 FIRM_API ir_value_classify_sign classify_value_sign(ir_node *n);
1076
1077 /**
1078  * Return the value of a Cmp if one or both predecessors
1079  * are Confirm nodes.
1080  *
1081  * @param cmp       the compare node that will be evaluated
1082  * @param left      the left operand of the Cmp
1083  * @param right     the right operand of the Cmp
1084  * @param relation  the compare relation
1085  */
1086 FIRM_API ir_tarval *computed_value_Cmp_Confirm(
1087         const ir_node *cmp, ir_node *left, ir_node *right, ir_relation relation);
1088
1089 typedef ir_entity *(*compilerlib_entity_creator_t)(ident *id, ir_type *mt);
1090 /**
1091  * Set the compilerlib entity creation callback that is used to create
1092  * compilerlib function entities.
1093  *
1094  * @param cb  the new compilerlib entity creation callback
1095  */
1096 FIRM_API void set_compilerlib_entity_creator(compilerlib_entity_creator_t cb);
1097
1098 /**
1099  * Get the compilerlib entity creation callback.
1100  */
1101 FIRM_API compilerlib_entity_creator_t get_compilerlib_entity_creator(void);
1102
1103 /**
1104  * Construct the entity for a given function using the current compilerlib
1105  * entity creation callback.
1106  *
1107  * @param id  the identifier of the compilerlib function
1108  * @param mt  the method type of the compilerlib function
1109  */
1110 FIRM_API ir_entity *create_compilerlib_entity(ident *id, ir_type *mt);
1111
1112 /** @} */
1113
1114 #include "end.h"
1115
1116 #endif