remove $Id$, it doesn't work with git anyway
[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  */
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  * Control flow optimization.
33  *
34  * Removes empty blocks doing if simplifications and loop simplifications.
35  * A block is empty if it contains only a Jmp node and Phi nodes.
36  * Merges single entry single exit blocks with their predecessor
37  * and propagates dead control flow by calling equivalent_node().
38  * Independent of compiler flag it removes Tuples from cf edges,
39  * Bad predecessors from Blocks and Phis, and unnecessary predecessors of End.
40  * Destroys backedge information.
41  *
42  * @bug Chokes on Id nodes if called in a certain order with other
43  *      optimizations.  Call local_optimize_graph() before to remove
44  *      Ids.
45  */
46 FIRM_API void optimize_cf(ir_graph *irg);
47
48 /**
49  * Creates an ir_graph pass for optimize_cf().
50  *
51  * @param name     the name of this pass or NULL
52  *
53  * @return  the newly created ir_graph pass
54  */
55 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_cf_pass(const char *name);
56
57 /**
58  * Perform path-sensitive jump threading on the given graph.
59  *
60  * @param irg  the graph
61  */
62 FIRM_API void opt_jumpthreading(ir_graph* irg);
63
64 /**
65  * Creates an ir_graph pass for opt_jumpthreading().
66  *
67  * @param name     the name of this pass or NULL
68  *
69  * @return  the newly created ir_graph pass
70  */
71 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_jumpthreading_pass(const char *name);
72
73 /**
74  * Try to simplify boolean expression in the given ir graph.
75  * eg. x < 5 && x < 6 becomes x < 5
76  *
77  * @param irg  the graph
78  */
79 FIRM_API void opt_bool(ir_graph *irg);
80
81 /**
82  * Creates an ir_graph pass for opt_bool().
83  *
84  * @param name     the name of this pass or NULL
85  *
86  * @return  the newly created ir_graph pass
87  */
88 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_bool_pass(const char *name);
89
90 /**
91  * Try to reduce the number of conv nodes in the given ir graph.
92  *
93  * @param irg  the graph
94  *
95  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
96  */
97 FIRM_API int conv_opt(ir_graph *irg);
98
99 /**
100  * Creates an ir_graph pass for conv_opt().
101  *
102  * @param name     the name of this pass or NULL
103  *
104  * @return  the newly created ir_graph pass
105  */
106 FIRM_API ir_graph_pass_t *conv_opt_pass(const char *name);
107
108 /**
109  * A callback that checks whether a entity is an allocation
110  * routine.
111  */
112 typedef int (*check_alloc_entity_func)(ir_entity *ent);
113
114 /**
115  * Do simple and fast escape analysis for one graph.
116  *
117  * @param irg       the graph
118  * @param callback  a callback function to check whether a
119  *                  given entity is a allocation call
120  */
121 FIRM_API void escape_enalysis_irg(ir_graph *irg,
122                                   check_alloc_entity_func callback);
123
124 /**
125  * Do simple and fast escape analysis for all graphs.
126  *
127  * This optimization implements a simple and fast but inexact
128  * escape analysis. Some addresses might be marked as 'escaped' even
129  * if they are not.
130  * The advantage is a low memory footprint and fast speed.
131  *
132  * @param run_scalar_replace  if this flag in non-zero, scalar
133  *                            replacement optimization is run on graphs with removed
134  *                            allocation
135  * @param callback            a callback function to check whether a
136  *                            given entity is a allocation call
137  *
138  * This optimization removes allocation which are not used (rare) and replace
139  * allocation that can be proved dead at the end of the graph which stack variables.
140  *
141  * The creation of stack variable allows scalar replacement to be run only
142  * on those graphs that have been changed.
143  *
144  * This is most effective on Java where no other stack variables exists.
145  */
146 FIRM_API void escape_analysis(int run_scalar_replace,
147                               check_alloc_entity_func callback);
148
149 /**
150  * Optimize function calls by handling const functions.
151  *
152  * This optimization first detects all "const functions", i.e.,
153  * IR graphs that neither read nor write memory (and hence did
154  * not create exceptions, as these use memory in Firm).
155  *
156  * The result of calls to such functions depends only on its
157  * arguments, hence those calls are no more pinned.
158  *
159  * This is a rather strong criteria, so do not expect that a
160  * lot of functions will be found. Moreover, all of them might
161  * already be inlined if inlining is activated.
162  * Anyway, it might be good for handling builtin's
163  * even if the later read/write memory (but we know how).
164  *
165  * This optimizations read the irg_const_function property of
166  * entities and and sets the irg_const_function property of
167  * graphs.
168  *
169  * If callee information is valid, we also optimize polymorphic Calls.
170  */
171 FIRM_API void optimize_funccalls(void);
172
173 /**
174  * Creates an ir_prog pass for optimize_funccalls().
175  *
176  * @param name       the name of this pass or NULL
177  * @return  the newly created ir_prog pass
178  */
179 FIRM_API ir_prog_pass_t *optimize_funccalls_pass(const char *name);
180
181 /**
182  * Does Partial Redundancy Elimination combined with
183  * Global Value Numbering.
184  * Can be used to replace place_code() completely.
185  *
186  * Based on VanDrunen and Hosking 2004.
187  *
188  * @param irg  the graph
189  */
190 FIRM_API void do_gvn_pre(ir_graph *irg);
191
192 /**
193  * Creates an ir_graph pass for do_gvn_pre().
194  *
195  * @param name     the name of this pass or NULL
196  *
197  * @return  the newly created ir_graph pass
198  */
199 FIRM_API ir_graph_pass_t *do_gvn_pre_pass(const char *name);
200
201 /**
202  * This function is called to evaluate, if a
203  * mux(@p sel, @p mux_false, @p mux_true) should be built for the current
204  * architecture.
205  * If it returns non-zero, a mux is created, else the code
206  * is not modified.
207  * @param sel        A selector of a Cond.
208  * @param phi_list   phi node to be converted
209  * @param i          First data predecessor involved in if conversion
210  * @param j          Second data predecessor involved in if conversion
211  */
212 typedef int (*arch_allow_ifconv_func)(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
213                                       ir_node *mux_true);
214
215 /**
216  * Perform If conversion on a graph.
217  *
218  * @param irg The graph.
219  *
220  * Cannot handle blocks with Bad control predecessors, so call it after control
221  * flow optimization.
222  */
223 FIRM_API void opt_if_conv(ir_graph *irg);
224
225 /**
226  * Creates an ir_graph pass for opt_if_conv().
227  *
228  * @param name     the name of this pass or NULL
229  *
230  * @return  the newly created ir_graph pass
231  */
232 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_if_conv_pass(const char *name);
233
234 /**
235  * Tries to reduce dependencies for memory nodes where possible by parallelizing
236  * them and synchronizing with Sync nodes
237  * @param irg   the graph where memory operations should be parallelized
238  */
239 FIRM_API void opt_parallelize_mem(ir_graph *irg);
240
241 /**
242  * Creates an ir_graph pass for opt_sync().
243  *
244  * @param name     the name of this pass or NULL
245  *
246  * @return  the newly created ir_graph pass
247  */
248 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_parallelize_mem_pass(const char *name);
249
250 /*
251  * Check if we can replace the load by a given const from
252  * the const code irg.
253  *
254  * @param load   the load to replace
255  * @param c      the constant
256  *
257  * @return in the modes match or can be transformed using a reinterpret cast
258  *         returns a copy of the constant (possibly Conv'ed) on the
259  *         current_ir_graph
260  */
261 FIRM_API ir_node *can_replace_load_by_const(const ir_node *load, ir_node *c);
262
263 /**
264  * Load/Store optimization.
265  *
266  * Removes redundant non-volatile Loads and Stores.
267  * May introduce Bad nodes if exceptional control flow
268  * is removed. The following cases are optimized:
269  *
270  * Load without result: A Load which has only a memory use
271  *   is removed.
272  *
273  * Load after Store: A Load after a Store is removed, if
274  *   the Load doesn't have an exception handler OR is in
275  *   the same block as the Store.
276  *
277  * Load after Load: A Load after a Load is removed, if the
278  *   Load doesn't have an exception handler OR is in the
279  *   same block as the previous Load.
280  *
281  * Store before Store: A Store immediately before another
282  *   Store in the same block is removed, if the Store doesn't
283  *   have an exception handler.
284  *
285  * Store after Load: A Store after a Load is removed, if the
286  *   Store doesn't have an exception handler.
287  *
288  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
289  */
290 FIRM_API int optimize_load_store(ir_graph *irg);
291
292 /**
293  * Creates an ir_graph pass for optimize_load_store().
294  *
295  * @param name     the name of this pass or NULL
296  *
297  * @return  the newly created ir_graph pass
298  */
299 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_load_store_pass(const char *name);
300
301 /**
302  * New experimental alternative to optimize_load_store.
303  * Based on a dataflow analysis, so load/stores are moved out of loops
304  * where possible
305  */
306 FIRM_API int opt_ldst(ir_graph *irg);
307
308 /**
309  * Creates an ir_graph pass for opt_ldst().
310  *
311  * @param name     the name of this pass or NULL
312  *
313  * @return  the newly created ir_graph pass
314  */
315 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_ldst_pass(const char *name);
316
317 /**
318  * Optimize loops by peeling or unrolling them if beneficial.
319  *
320  * @param irg  The graph whose loops will be processed
321  *
322  * This function did not change the graph, only its frame type.
323  * The layout state of the frame type will be set to layout_undefined
324  * if entities were removed.
325  */
326 FIRM_API void loop_optimization(ir_graph *irg);
327
328 /**
329  * Optimize the frame type of an irg by removing
330  * never touched entities.
331  *
332  * @param irg  The graph whose frame type will be optimized
333  *
334  * This function did not change the graph, only its frame type.
335  * The layout state of the frame type will be set to layout_undefined
336  * if entities were removed.
337  */
338 FIRM_API void opt_frame_irg(ir_graph *irg);
339
340 /**
341  * Creates an ir_graph pass for opt_frame_irg().
342  *
343  * @param name     the name of this pass or NULL
344  *
345  * @return  the newly created ir_graph pass
346  */
347 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_frame_irg_pass(const char *name);
348
349 /** Possible flags for the Operator Scalar Replacement. */
350 typedef enum osr_flags {
351         osr_flag_none               = 0,  /**< no additional flags */
352         osr_flag_lftr_with_ov_check = 1,  /**< do linear function test replacement
353                                                only if no overflow can occur. */
354         osr_flag_ignore_x86_shift   = 2,  /**< ignore Multiplications by 2, 4, 8 */
355         osr_flag_keep_reg_pressure  = 4   /**< do NOT increase register pressure by introducing new
356                                                induction variables. */
357 } osr_flags;
358
359 /* FirmJNI cannot handle identical enum values... */
360
361 /** default setting */
362 #define osr_flag_default osr_flag_lftr_with_ov_check
363
364 /**
365  * Do the Operator Scalar Replacement optimization and linear
366  * function test replacement for loop control.
367  * Can be switched off using the set_opt_strength_red() flag.
368  * In that case, only remove_phi_cycles() is executed.
369  *
370  * @param irg    the graph which should be optimized
371  * @param flags  set of osr_flags
372  *
373  * The linear function replacement test is controlled by the flags.
374  * If the osr_flag_lftr_with_ov_check is set, the replacement is only
375  * done if do overflow can occur.
376  * Otherwise it is ALWAYS done which might be insecure.
377  *
378  * For instance:
379  *
380  * for (i = 0; i < 100; ++i)
381  *
382  * might be replaced by
383  *
384  * for (i = 0; i < 400; i += 4)
385  *
386  * But
387  *
388  * for (i = 0; i < 0x7FFFFFFF; ++i)
389  *
390  * will not be replaced by
391  *
392  * for (i = 0; i < 0xFFFFFFFC; i += 4)
393  *
394  * because of overflow.
395  *
396  * More bad cases:
397  *
398  * for (i = 0; i <= 0xF; ++i)
399  *
400  * will NOT be transformed into
401  *
402  * for (i = 0xFFFFFFF0; i <= 0xFFFFFFFF; ++i)
403  *
404  * although here is no direct overflow. The OV occurs when the ++i
405  * is executed (and would created an endless loop here!).
406  *
407  * For the same reason, a loop
408  *
409  * for (i = 0; i <= 9; i += x)
410  *
411  * will NOT be transformed because we cannot estimate whether an overflow
412  * might happen adding x.
413  *
414  * Note that i < a + 400 is also not possible with the current implementation
415  * although this might be allowed by other compilers...
416  *
417  * Note further that tests for equality can be handled some simpler (but are not
418  * implemented yet).
419  *
420  * This algorithm destroys the link field of nodes.
421  */
422 FIRM_API void opt_osr(ir_graph *irg, unsigned flags);
423
424 /**
425  * Creates an ir_graph pass for remove_phi_cycles().
426  *
427  * @param name     the name of this pass or NULL
428  * @param flags    set of osr_flags
429  *
430  * @return  the newly created ir_graph pass
431  */
432 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_osr_pass(const char *name, unsigned flags);
433
434 /**
435  * Removes useless Phi cycles, i.e cycles of Phi nodes with only one
436  * non-Phi node.
437  * This is automatically done in opt_osr(), so there is no need to call it
438  * additionally.
439  *
440  * @param irg    the graph which should be optimized
441  *
442  * This algorithm destroys the link field of nodes.
443  */
444 FIRM_API void remove_phi_cycles(ir_graph *irg);
445
446 /**
447  * Creates an ir_graph pass for remove_phi_cycles().
448  *
449  * @param name     the name of this pass or NULL
450  *
451  * @return  the newly created ir_graph pass
452  */
453 FIRM_API ir_graph_pass_t *remove_phi_cycles_pass(const char *name);
454
455
456 /** A default threshold. */
457 #define DEFAULT_CLONE_THRESHOLD 20
458
459 /**
460  * Do procedure cloning. Evaluate a heuristic weight for every
461  * Call(..., Const, ...). If the weight is bigger than threshold,
462  * clone the entity and fix the calls.
463  *
464  * @param threshold   the threshold for cloning
465  *
466  * The threshold is an estimation of how many instructions are saved
467  * when executing a cloned method. If threshold is 0.0, every possible
468  * call is cloned.
469  */
470 FIRM_API void proc_cloning(float threshold);
471
472 /**
473  * Creates an ir_prog pass for proc_cloning().
474  *
475  * @param name        the name of this pass or NULL
476  * @param threshold   the threshold for cloning
477  *
478  * @return  the newly created ir_prog pass
479  */
480 FIRM_API ir_prog_pass_t *proc_cloning_pass(const char *name, float threshold);
481
482 /**
483  * Reassociation.
484  *
485  * Applies Reassociation rules to integer expressions.
486  * Beware: Works only if integer overflow might be ignored, as for C, Java
487  * and for address expression.
488  * Works only if Constant folding is activated.
489  *
490  * Uses loop information to detect loop-invariant (i.e. contant
491  * inside the loop) values.
492  *
493  * See Muchnik 12.3.1 Algebraic Simplification and Reassociation of
494  * Addressing Expressions.
495  *
496  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
497  */
498 FIRM_API int optimize_reassociation(ir_graph *irg);
499
500 /**
501  * Creates an ir_graph pass for optimize_reassociation().
502  *
503  * @param name     the name of this pass or NULL
504  *
505  * @return  the newly created ir_graph pass
506  */
507 FIRM_API ir_graph_pass_t *optimize_reassociation_pass(const char *name);
508
509 /**
510  * Normalize the Returns of a graph by creating a new End block
511  * with One Return(Phi).
512  * This is the preferred input for the if-conversion.
513  *
514  * In pseudocode, it means:
515  *
516  * if (a)
517  *   return b;
518  * else
519  *   return c;
520  *
521  * is transformed into
522  *
523  * if (a)
524  *   res = b;
525  * else
526  *   res = c;
527  * return res;
528  */
529 FIRM_API void normalize_one_return(ir_graph *irg);
530
531 /**
532  * Creates an ir_graph pass for normalize_one_return().
533  *
534  * @param name     the name of this pass or NULL
535  *
536  * @return  the newly created ir_graph pass
537  */
538 FIRM_API ir_graph_pass_t *normalize_one_return_pass(const char *name);
539
540 /**
541  * Normalize the Returns of a graph by moving
542  * the Returns upwards as much as possible.
543  * This might be preferred for code generation.
544  *
545  * In pseudocode, it means:
546  *
547  * if (a)
548  *   res = b;
549  * else
550  *   res = c;
551  * return res;
552  *
553  * is transformed into
554  *
555  * if (a)
556  *   return b;
557  * else
558  *   return c;
559  */
560 FIRM_API void normalize_n_returns(ir_graph *irg);
561
562 /**
563  * Creates an ir_graph pass for normalize_n_returns().
564  *
565  * @param name     the name of this pass or NULL
566  *
567  * @return  the newly created ir_graph pass
568  */
569 FIRM_API ir_graph_pass_t *normalize_n_returns_pass(const char *name);
570
571 /**
572  * Do the scalar replacement optimization.
573  * Replace local compound entities (like structures and arrays)
574  * with atomic values if possible. Does not handle classes yet.
575  *
576  * @param irg  the graph which should be optimized
577  *
578  * @return non-zero, if at least one entity was replaced
579  */
580 FIRM_API int scalar_replacement_opt(ir_graph *irg);
581
582 /**
583  * Creates an ir_graph pass for scalar_replacement_opt().
584  *
585  * @param name     the name of this pass or NULL
586  *
587  * @return  the newly created ir_graph pass
588  */
589 FIRM_API ir_graph_pass_t *scalar_replacement_opt_pass(const char *name);
590
591 /**
592  * Optimizes tail-recursion calls by converting them into loops.
593  * Depends on the flag opt_tail_recursion.
594  * Currently supports the following forms:
595  *  - return func();
596  *  - return x + func();
597  *  - return func() - x;
598  *  - return x * func();
599  *  - return -func();
600  *
601  * Does not work for Calls that use the exception stuff.
602  *
603  * @param irg   the graph to be optimized
604  *
605  * @return non-zero if the optimization could be applied, 0 else
606  */
607 FIRM_API int opt_tail_rec_irg(ir_graph *irg);
608
609 /**
610  * Creates an ir_graph pass for opt_tail_rec_irg().
611  *
612  * @param name     the name of this pass or NULL
613  *
614  * @return  the newly created ir_graph pass
615  */
616 FIRM_API ir_graph_pass_t *opt_tail_rec_irg_pass(const char *name);
617
618 /**
619  * Optimize tail-recursion calls for all IR-Graphs.
620  * Can currently handle:
621  * - direct return value, i.e. return func().
622  * - additive return value, i.e. return x +/- func()
623  * - multiplicative return value, i.e. return x * func() or return -func()
624  *
625  * The current implementation must be run before optimize_funccalls(),
626  * because it expects the memory edges pointing to calls, which might be
627  * removed by optimize_funccalls().
628  */
629 FIRM_API void opt_tail_recursion(void);
630
631 /**
632  * Creates an ir_prog pass for opt_tail_recursion().
633  *
634  * @param name     the name of this pass or NULL
635  *
636  * @return  the newly created ir_prog pass
637  */
638 FIRM_API ir_prog_pass_t *opt_tail_recursion_pass(const char *name);
639
640 /** This is the type for a method, that returns a pointer type to
641  *  tp.  This is needed in the normalization. */
642 typedef ir_type *(*gen_pointer_type_to_func)(ir_type *tp);
643
644 /**  Insert Casts so that class type casts conform exactly with the type hierarchy.
645  *
646  *  Formulated in Java, this achieves the following:
647  *
648  *  For a class hierarchy
649  *    class A {}
650  *    class B extends A {}
651  *    class C extends B {}
652  *  we transforms a cast
653  *    (A)new C()
654  *  to
655  *    (A)((B)new C()).
656  *
657  *  The algorithm works for Casts with class types, but also for Casts
658  *  with all pointer types that point (over several indirections,
659  *  i.e. ***A) to a class type.  Normalizes all graphs.  Computes type
660  *  information (@see irtypeinfo.h) if not available.
661  *  Invalidates trout information as new casts are generated.
662  *
663  *  @param gppt_fct A function that returns a pointer type that points
664  *    to the type given as argument.  If this parameter is NULL, a default
665  *    function is used that either uses trout information or performs a O(n)
666  *    search to find an existing pointer type.  If it can not find a type,
667  *    generates a pointer type with mode_P_mach and suffix "cc_ptr_tp".
668  */
669 FIRM_API void normalize_irp_class_casts(gen_pointer_type_to_func gppt_fct);
670
671 /**  Insert Casts so that class type casts conform exactly with the type hierarchy
672  *   in given graph.
673  *
674  *   For more details see normalize_irp_class_casts().
675  *
676  *  This transformation requires that type information is computed. @see irtypeinfo.h.
677  */
678 FIRM_API void normalize_irg_class_casts(ir_graph *irg,
679                                         gen_pointer_type_to_func gppt_fct);
680
681 /** Optimize casting between class types.
682  *
683  *    class A { m(); }
684  *    class B extends A { }
685  *    class C extends B {}
686  *  Performs the following transformations:
687  *    C c = (C)(B)(A)(B)new C()  --> C c = (C)(B)newC() --> C c = new C()
688  *    (Optimizing downcasts as A a = (A)(B)(new A()) --> A a = new A() can
689  *     be suppressed by setting the flag opt_suppress_downcast_optimization.
690  *     Downcasting A to B might cause an exception.  It is not clear
691  *     whether this is modeled by the Firm Cast node, as it has no exception
692  *     outputs.);
693  *  If there is inh_m() that overwrites m() in B:
694  *    ((A) new B()).m()  --> (new B()).inh_m()
695  *  Phi((A)x, (A)y)  --> (A) Phi (x, y)  if (A) is an upcast.
696  *
697  *  Computes type information if not available. @see irtypeinfo.h.
698  *  Typeinformation is valid after optimization.
699  *  Invalidates trout information.
700  */
701 FIRM_API void optimize_class_casts(void);
702
703 /**
704  * CLiff Click's combo algorithm from
705  *   "Combining Analyses, combining Optimizations".
706  *
707  * Does conditional constant propagation, unreachable code elimination and
708  * optimistic global value numbering at once.
709  *
710  * @param irg  the graph to run on
711  */
712 FIRM_API void combo(ir_graph *irg);
713
714 /**
715  * Creates an ir_graph pass for combo.
716  *
717  * @param name     the name of this pass or NULL
718  *
719  * @return  the newly created ir_graph pass
720  */
721 FIRM_API ir_graph_pass_t *combo_pass(const char *name);
722
723 /**
724  * Inlines all small methods at call sites where the called address comes
725  * from a SymConst node that references the entity representing the called
726  * method.
727  *
728  * @param irg  the graph
729  * @param size maximum function size
730  *
731  * The size argument is a rough measure for the code size of the method:
732  * Methods where the obstack containing the firm graph is smaller than
733  * size are inlined.  Further only a limited number of calls are inlined.
734  * If the method contains more than 1024 inlineable calls none will be
735  * inlined.
736  * Inlining is only performed if flags `optimize' and `inlining' are set.
737  * The graph may not be in state phase_building.
738  * It is recommended to call local_optimize_graph() after inlining as this
739  * function leaves a set of obscure Tuple nodes, e.g. a Proj-Tuple-Jmp
740  * combination as control flow operation.
741  */
742 FIRM_API void inline_small_irgs(ir_graph *irg, int size);
743
744 /**
745  * Creates an ir_graph pass for inline_small_irgs().
746  *
747  * @param name   the name of this pass or NULL
748  * @param size   maximum function size
749  *
750  * @return  the newly created ir_graph pass
751  */
752 FIRM_API ir_graph_pass_t *inline_small_irgs_pass(const char *name, int size);
753
754 /**
755  * Inlineing with a different heuristic than inline_small_irgs().
756  *
757  * Inlines leave functions.  If inlining creates new leave
758  * function inlines these, too. (If g calls f, and f calls leave h,
759  * h is first inlined in f and then f in g.)
760  *
761  * Then inlines all small functions (this is not recursive).
762  *
763  * For a heuristic this inlining uses firm node counts.  It does
764  * not count auxiliary nodes as Proj, Tuple, End, Start, Id, Sync.
765  * If the ignore_runtime flag is set, calls to functions marked with the
766  * mtp_property_runtime property are ignored.
767  *
768  * @param maxsize         Do not inline any calls if a method has more than
769  *                        maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
770  *                        inlining.
771  * @param leavesize       Inline leave functions if they have less than leavesize
772  *                        nodes.
773  * @param size            Inline all function smaller than size.
774  * @param ignore_runtime  count a function only calling runtime functions as
775  *                        leave
776  */
777 FIRM_API void inline_leave_functions(unsigned maxsize, unsigned leavesize,
778                                      unsigned size, int ignore_runtime);
779
780 /**
781  * Creates an ir_prog pass for inline_leave_functions().
782  *
783  * @param name            the name of this pass or NULL
784  * @param maxsize         Do not inline any calls if a method has more than
785  *                        maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
786  *                        inlining.
787  * @param leavesize       Inline leave functions if they have less than leavesize
788  *                        nodes.
789  * @param size            Inline all function smaller than size.
790  * @param ignore_runtime  count a function only calling runtime functions as
791  *                        leave
792  *
793  * @return  the newly created ir_prog pass
794  */
795 FIRM_API ir_prog_pass_t *inline_leave_functions_pass(const char *name,
796                 unsigned maxsize, unsigned leavesize, unsigned size,
797                 int ignore_runtime);
798
799 typedef void (*opt_ptr)(ir_graph *irg);
800
801 /**
802  * Heuristic inliner. Calculates a benefice value for every call and inlines
803  * those calls with a value higher than the threshold.
804  *
805  * @param maxsize             Do not inline any calls if a method has more than
806  *                            maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
807  *                            inlining.
808  * @param inline_threshold    inlining threshold
809  * @param after_inline_opt    optimizations performed immediately after inlining
810  *                            some calls
811  */
812 FIRM_API void inline_functions(unsigned maxsize, int inline_threshold,
813                                opt_ptr after_inline_opt);
814
815 /**
816  * Creates an ir_prog pass for inline_functions().
817  *
818  * @param name               the name of this pass or NULL
819  * @param maxsize            Do not inline any calls if a method has more than
820  *                           maxsize firm nodes.  It may reach this limit by
821  *                           inlineing.
822  * @param inline_threshold   inlining threshold
823  * @param after_inline_opt   a function that is called after inlining a
824  *                           procedure. You should run fast local optimisations
825  *                           here which cleanup the graph before further
826  *                           inlining
827  *
828  * @return  the newly created ir_prog pass
829  */
830 FIRM_API ir_prog_pass_t *inline_functions_pass(const char *name,
831                 unsigned maxsize, int inline_threshold, opt_ptr after_inline_opt);
832
833 /**
834  * Combines congruent blocks into one.
835  *
836  * @param irg   The IR-graph to optimize.
837  *
838  * @return non-zero if the graph was transformed
839  */
840 FIRM_API int shape_blocks(ir_graph *irg);
841
842 /**
843  * Creates an ir_graph pass for shape_blocks().
844  *
845  * @param name   the name of this pass or NULL
846  *
847  * @return  the newly created ir_graph pass
848  */
849 FIRM_API ir_graph_pass_t *shape_blocks_pass(const char *name);
850
851 /**
852  * Perform loop inversion on a given graph.
853  * Loop inversion transforms a head controlled loop (like while(...) {} and
854  * for(...) {}) into a foot controlled loop (do {} while(...)).
855  */
856 FIRM_API void do_loop_inversion(ir_graph *irg);
857
858 /**
859  * Perform loop unrolling on a given graph.
860  * Loop unrolling multiplies the number loop completely by a number found
861  * through a heuristic.
862  */
863 FIRM_API void do_loop_unrolling(ir_graph *irg);
864
865 /**
866  * Perform loop peeling on a given graph.
867  */
868 FIRM_API void do_loop_peeling(ir_graph *irg);
869
870 /**
871  * Creates an ir_graph pass for loop inversion.
872  *
873  * @param name     the name of this pass or NULL
874  *
875  * @return  the newly created ir_graph pass
876  */
877 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_inversion_pass(const char *name);
878
879 /**
880  * Creates an ir_graph pass for loop unrolling.
881  *
882  * @param name     the name of this pass or NULL
883  *
884  * @return  the newly created ir_graph pass
885  */
886 FIRM_API ir_graph_pass_t *loop_unroll_pass(const char *name);
887
888 /**
889  * Creates an ir_graph pass for loop peeling.
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 *loop_peeling_pass(const char *name);
896
897 typedef ir_type *(*get_Alloc_func)(ir_node *n);
898 /** Set a new get_Alloc_func and returns the old one. */
899 FIRM_API get_Alloc_func firm_set_Alloc_func(get_Alloc_func newf);
900
901 /**
902  * Creates an ir_graph pass for set_vrp_data()
903  *
904  * @param name The name of this pass or NULL
905  *
906  * @return the newly created ir_graph pass
907  */
908 FIRM_API ir_graph_pass_t *set_vrp_pass(const char *name);
909
910 /**
911  * Removes all entities which are unused.
912  *
913  * Unused entities have ir_visibility_local and are not used directly or
914  * indirectly through entities/code visible outside the compilation unit.
915  * This is usually conservative than gc_irgs, but does not respect properties
916  * of object-oriented programs.
917  */
918 FIRM_API void garbage_collect_entities(void);
919
920 /** Pass for garbage_collect_entities */
921 FIRM_API ir_prog_pass_t *garbage_collect_entities_pass(const char *name);
922
923 /**
924  * Performs dead node elimination by copying the ir graph to a new obstack.
925  *
926  *  The major intention of this pass is to free memory occupied by
927  *  dead nodes and outdated analyzes information.  Further this
928  *  function removes Bad predecessors from Blocks and the corresponding
929  *  inputs to Phi nodes.  This opens optimization potential for other
930  *  optimizations.  Further this phase reduces dead Block<->Jmp
931  *  self-cycles to Bad nodes.
932  *
933  *  Dead_node_elimination is only performed if options `optimize' and
934  *  `opt_dead_node_elimination' are set.  The graph may
935  *  not be in state phase_building.  The outs datastructure is freed,
936  *  the outs state set to outs_none.  Backedge information is conserved.
937  *  Removes old attributes of nodes.  Sets link field to NULL.
938  *  Callee information must be freed (irg_callee_info_none).
939  *
940  * @param irg  The graph to be optimized.
941  */
942 FIRM_API void dead_node_elimination(ir_graph *irg);
943
944 /**
945  * Creates an ir_graph pass for dead_node_elimination().
946  *
947  * @param name     the name of this pass or NULL
948  *
949  * @return  the newly created ir_graph pass
950  */
951 FIRM_API ir_graph_pass_t *dead_node_elimination_pass(const char *name);
952
953 /**
954  * Inlines a method at the given call site.
955  *
956  *  Removes the call node and splits the basic block the call node
957  *  belongs to.  Inserts a copy of the called graph between these nodes.
958  *  Assumes that call is a Call node in current_ir_graph and that
959  *  the type in the Call nodes type attribute is the same as the
960  *  type of the called graph.
961  *  Further it assumes that all Phi nodes in a block of current_ir_graph
962  *  are assembled in a "link" list in the link field of the corresponding
963  *  block nodes.  Further assumes that all Proj nodes are in a "link" list
964  *  in the nodes producing the tuple.  (This is only an optical feature
965  *  for the graph.)  Conserves this feature for the old
966  *  nodes of the graph.  This precondition can be established by a call to
967  *  collect_phisprojs(), see irgmod.h.
968  *  As dead_node_elimination this function reduces dead Block<->Jmp
969  *  self-cycles to Bad nodes.
970  *
971  *  Called_graph must be unequal to current_ir_graph.   Will not inline
972  *  if they are equal.
973  *  Sets visited masterflag in current_ir_graph to the max of the flag in
974  *  current and called graph.
975  *  Assumes that both, the called and the calling graph are in state
976  *  "op_pin_state_pinned".
977  *  It is recommended to call local_optimize_graph() after inlining as this
978  *  function leaves a set of obscure Tuple nodes, e.g. a Proj-Tuple-Jmp
979  *  combination as control flow operation.
980  *
981  *  @param call          the call node that should be inlined
982  *  @param called_graph  the IR-graph that is called at call
983  *
984  *  @return zero if method could not be inlined (recursion for instance),
985  *          non-zero if all went ok
986  */
987 FIRM_API int inline_method(ir_node *call, ir_graph *called_graph);
988
989 /**
990  * Code Placement.
991  *
992  * Pins all floating nodes to a block where they
993  * will be executed only if needed.   Depends on the flag opt_global_cse.
994  * Graph may not be in phase_building.  Does not schedule control dead
995  * code.  Uses dominator information which it computes if the irg is not
996  * in state dom_consistent.  Destroys the out information as it moves nodes
997  * to other blocks.  Optimizes Tuples in Control edges.
998  *
999  * Call remove_critical_cf_edges() before place_code().  This normalizes
1000  * the control flow graph so that for all operations a basic block exists
1001  * where they can be optimally placed.
1002  */
1003 FIRM_API void place_code(ir_graph *irg);
1004
1005 /**
1006  * Creates an ir_graph pass for place_code().
1007  * This pass enables GCSE, runs optimize_graph_df() and finally
1008  * place_code();
1009  *
1010  * @param name     the name of this pass or NULL
1011  *
1012  * @return  the newly created ir_graph pass
1013  */
1014 FIRM_API ir_graph_pass_t *place_code_pass(const char *name);
1015
1016 /**
1017  * Determine information about the values of nodes and perform simplifications
1018  * using this information.  This optimization performs a data-flow analysis to
1019  * find the minimal fixpoint.
1020  */
1021 FIRM_API void fixpoint_vrp(ir_graph*);
1022
1023 /**
1024  * Creates an ir_graph pass for fixpoint_vrp().
1025  * This pass dDetermines information about the values of nodes
1026  * and perform simplifications using this information.
1027  * This optimization performs a data-flow analysis to
1028  * find the minimal fixpoint.
1029  *
1030  * @param name     the name of this pass or NULL
1031  *
1032  * @return  the newly created ir_graph pass
1033  */
1034 FIRM_API ir_graph_pass_t *fixpoint_vrp_irg_pass(const char *name);
1035
1036 /**
1037  * Check, if the value of a node is != 0.
1038  *
1039  * This is a often needed case, so we handle here Confirm
1040  * nodes too.
1041  *
1042  * @param n        a node representing the value
1043  * @param confirm  if n is confirmed to be != 0, returns
1044  *                 the the Confirm-node, else NULL
1045  */
1046 FIRM_API int value_not_zero(const ir_node *n, ir_node_cnst_ptr *confirm);
1047
1048 /**
1049  * Check, if the value of a node cannot represent a NULL pointer.
1050  *
1051  * - If option sel_based_null_check_elim is enabled, all
1052  *   Sel nodes can be skipped.
1053  * - A SymConst(entity) is NEVER a NULL pointer
1054  * - A Const != NULL is NEVER a NULL pointer
1055  * - Confirms are evaluated
1056  *
1057  * @param n        a node representing the value
1058  * @param confirm  if n is confirmed to be != NULL, returns
1059  *                 the the Confirm-node, else NULL
1060  */
1061 FIRM_API int value_not_null(const ir_node *n, ir_node_cnst_ptr *confirm);
1062
1063 /**
1064  * Check, if the value of a node can be confirmed >= 0 or <= 0,
1065  * If the mode of the value did not honor signed zeros, else
1066  * check for >= 0 or < 0.
1067  *
1068  * @param n  a node representing the value
1069  */
1070 FIRM_API ir_value_classify_sign classify_value_sign(ir_node *n);
1071
1072 /**
1073  * Return the value of a Cmp if one or both predecessors
1074  * are Confirm nodes.
1075  *
1076  * @param cmp       the compare node that will be evaluated
1077  * @param left      the left operand of the Cmp
1078  * @param right     the right operand of the Cmp
1079  * @param relation  the compare relation
1080  */
1081 FIRM_API ir_tarval *computed_value_Cmp_Confirm(
1082         const ir_node *cmp, ir_node *left, ir_node *right, ir_relation relation);
1083
1084 typedef ir_entity *(*compilerlib_entity_creator_t)(ident *id, ir_type *mt);
1085 /**
1086  * Set the compilerlib entity creation callback that is used to create
1087  * compilerlib function entities.
1088  *
1089  * @param cb  the new compilerlib entity creation callback
1090  */
1091 FIRM_API void set_compilerlib_entity_creator(compilerlib_entity_creator_t c);
1092
1093 /**
1094  * Get the compilerlib entity creation callback.
1095  */
1096 FIRM_API compilerlib_entity_creator_t get_compilerlib_entity_creator(void);
1097
1098 /**
1099  * Construct the entity for a given function using the current compilerlib
1100  * entity creation callback.
1101  *
1102  * @param id  the identifier of the compilerlib function
1103  * @param mt  the method type of the compilerlib function
1104  */
1105 FIRM_API ir_entity *create_compilerlib_entity(ident *id, ir_type *mt);
1106
1107 #include "end.h"
1108
1109 #endif