nsz Git - libfirm/blob - ir/be/becopyopt.h

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  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief       Copy minimization driver.
  23  * @author      Daniel Grund
  24  * @date        11.04.2005
  25  * @version     $Id$
  26  *
  27  * Main file for the optimization reducing the copies needed for:
  28  * - Phi coalescing
  29  * - Register-constrained nodes
  30  * - Two-address code instructions
  31  */
  32 #ifndef FIRM_BE_BECOPYOPT_H
  33 #define FIRM_BE_BECOPYOPT_H
  34
  35 #include <stdio.h>
  36
  37 #include "firm_types.h"
  38 #include "bechordal.h"
  39 #include "beutil.h"
  40
  41 /**
  42  * Flags for dumping the IFG.
  43  */
  44 enum {
  45         CO_IFG_DUMP_COLORS = 1, /**< Dump the graph colored. */
  46         CO_IFG_DUMP_LABELS = 2, /**< Dump node/edge labels. */
  47         CO_IFG_DUMP_SHAPE  = 4, /**< Give constrained nodes special shapes. */
  48         CO_IFG_DUMP_CONSTR = 8  /**< Dump the node constraints in the label. */
  49 };
  50
  51 /**
  52  * Algorithms.
  53  */
  54 enum {
  55         CO_ALGO_NONE,
  56         CO_ALGO_HEUR,
  57         CO_ALGO_HEUR2,
  58         CO_ALGO_HEUR4,
  59         CO_ALGO_ILP,
  60 #ifdef FIRM_KAPS
  61         CO_ALGO_PBQP,
  62 #endif
  63         CO_ALGO_LAST
  64 };
  65
  66 typedef struct _copy_opt_t copy_opt_t;
  67
  68 typedef int(*cost_fct_t)(const copy_opt_t *, ir_node *, ir_node *, int);
  69
  70 typedef struct {
  71         int (*copyopt)(copy_opt_t *co); /**< function ptr to run copyopt */
  72         int        can_improve_existing;
  73 } co_algo_info;
  74
  75
  76 /**
  77  * Register a new copy optimazation algorithm.
  78  *
  79  * @param name     the name of the copy optimazation algorithm,
  80  *                 used to select it
  81  * @param spiller  a copy optimazation entry
  82  */
  83 void be_register_copyopt(const char *name, co_algo_info *copyopt);
  84
  85 /** The driver for copy minimization. */
  86 void co_driver(be_chordal_env_t *cenv);
  87
  88 /** A coalescing algorithm. */
  89 typedef int (co_algo_t)(copy_opt_t *);
  90
  91 /**
  92  * Generate the problem. Collect all information and optimizable nodes.
  93  */
  94 copy_opt_t *new_copy_opt(be_chordal_env_t *chordal_env, cost_fct_t get_costs);
  95
  96 /**
  97  * Free the space used...
  98  */
  99 void free_copy_opt(copy_opt_t *co);
 100
 101 /**
 102  * Computes the costs of a copy according to loop depth
 103  * @param co   The copy opt object.
 104  * @param pos   the argument position of arg in the root arguments
 105  * @return Must be >= 0 in all cases.
 106  */
 107 int co_get_costs_loop_depth(const copy_opt_t *co, ir_node *root, ir_node* arg, int pos);
 108
 109 /**
 110  * Computes the costs of a copy according to execution frequency
 111  * @param co   The copy opt object.
 112  * @param pos   the argument position of arg in the root arguments
 113  * @return Must be >= 0 in all cases.
 114  */
 115 int co_get_costs_exec_freq(const copy_opt_t *co, ir_node *root, ir_node* arg, int pos);
 116
 117 /**
 118  * All costs equal 1. Using this will reduce the _number_ of copies.
 119  * @param co   The copy opt object.
 120  * @return Must be >= 0 in all cases.
 121  */
 122 int co_get_costs_all_one(const copy_opt_t *co, ir_node *root, ir_node* arg, int pos);
 123
 124 /**
 125  * Statistics over a copy optimization module.
 126  */
 127 typedef struct {
 128         ulong64 aff_edges;            /**< number of affinity edges. */
 129         ulong64 aff_nodes;            /**< number of nodes with incident affinity edges. */
 130         ulong64 aff_int;              /**< number of affinity edges whose nodes also interfere. */
 131         ulong64 inevit_costs;         /**< costs which cannot be evited (due to interfering affinities). */
 132         ulong64 max_costs;            /**< all costs of the affinities. */
 133         ulong64 costs;                /**< The costs of the current coloring. */
 134         ulong64 unsatisfied_edges;    /**< The number of unequally colored affinity edges. */
 135 } co_complete_stats_t;
 136
 137 /**
 138  * Collect statistics of a copy optimization module.
 139  * @param co    The copy optimization environment.
 140  * @param stat  Where to put the stats.
 141  * @note  This requires the graph info to be computed.
 142  */
 143 void co_complete_stats(const copy_opt_t *co, co_complete_stats_t *stat);
 144
 145
 146 /**
 147  * Build internal optimization units structure
 148  */
 149 void co_build_ou_structure(copy_opt_t *co);
 150
 151 /**
 152  * Frees the space used by the opt unit representation.
 153  * Does NOT free the whole copyopt structure
 154  */
 155 void co_free_ou_structure(copy_opt_t *co);
 156
 157 /**
 158  * Solves the problem using a heuristic approach
 159  * Uses the OU data structure
 160  */
 161 int co_solve_heuristic(copy_opt_t *co);
 162
 163 /**
 164  * Apply Park/Moon coalescing to the graph.
 165  * @param co The copy optimization data structure.
 166  */
 167 void co_solve_park_moon(copy_opt_t *co);
 168
 169 /**
 170  * Solves the copy minimization problem using another heuristic approach.
 171  * Uses the OU and the GRAPH data structure.
 172  */
 173 int co_solve_heuristic_new(copy_opt_t *co);
 174
 175 /**
 176  * Returns the maximal costs possible, i.e. the costs if all
 177  * pairs would be assigned different registers.
 178  * Uses the OU data structure
 179  */
 180 int co_get_max_copy_costs(const copy_opt_t *co);
 181
 182 /**
 183  * Returns the inevitable costs, i.e. the costs of
 184  * all copy pairs which interfere.
 185  * Uses the OU data structure
 186  */
 187 int co_get_inevit_copy_costs(const copy_opt_t *co);
 188
 189 /**
 190  * Returns the current costs the copies are causing.
 191  * The result includes inevitable costs and the costs
 192  * of the copies regarding the current register allocation
 193  * Uses the OU data structure
 194  */
 195 int co_get_copy_costs(const copy_opt_t *co);
 196
 197 /**
 198  * Returns a lower bound for the costs of copies in this ou.
 199  * The result includes inevitable costs and the costs of a
 200  * minimal costs caused by the nodes of the ou.
 201  * Uses the OU data structure
 202  */
 203 int co_get_lower_bound(const copy_opt_t *co);
 204
 205 /**
 206  * Dump the interference graph according to the Appel/George coalescing contest file format.
 207  * See: http://www.cs.princeton.edu/~appel/coalesce/format.html
 208  * @note Requires graph structure.
 209  * @param co The copy opt object.
 210  * @param f  A file to dump to.
 211  */
 212 void co_dump_appel_graph(const copy_opt_t *co, FILE *f);
 213
 214 /**
 215  * Dumps the IFG of the program splitting after each instruction in the Appel format.
 216  * @param co The copy opt object.
 217  * @param f  The file to dump to.
 218  */
 219 void co_dump_appel_graph_cliques(const copy_opt_t *co, FILE *f);
 220 /**
 221  * Dump the interference graph with the affinity edges and the coloring.
 222  * @param co    The copy opt structure.
 223  * @param f     The file to dump to.
 224  * @param flags The dump flags (see enum above).
 225  */
 226 void co_dump_ifg_dot(const copy_opt_t *co, FILE *f, unsigned flags);
 227
 228 /**
 229  * Constructs another internal representation of the affinity edges
 230  */
 231 void co_build_graph_structure(copy_opt_t *co);
 232
 233 /**
 234  * Frees the space used by the graph representation.
 235  * Does NOT free the whole copyopt structure
 236  */
 237 void co_free_graph_structure(copy_opt_t *co);
 238
 239 /**
 240  * Solves the problem using mixed integer programming
 241  * @returns 1 iff solution state was optimal
 242  * NYI
 243  */
 244 int co_solve_ilp1(copy_opt_t *co, double time_limit);
 245
 246 /**
 247  * Solves the problem using mixed integer programming
 248  * @returns 1 iff solution state was optimal
 249  * Uses the OU and the GRAPH data structure
 250  * Dependency of the OU structure can be removed
 251  */
 252 int co_solve_ilp2(copy_opt_t *co);
 253
 254 /**
 255  * Checks if a node is optimizable, viz has something to do with coalescing.
 256  * Uses the GRAPH data structure
 257  */
 258 int co_gs_is_optimizable(copy_opt_t *co, ir_node *irn);
 259
 260 #endif /* FIRM_BE_BECOPYOPT_H */