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_HEUR3,
  59         CO_ALGO_HEUR4,
  60         CO_ALGO_ILP,
  61         CO_ALGO_LAST
  62 };
  63
  64 /** The driver for copy minimization. */
  65 void co_driver(be_chordal_env_t *cenv);
  66
  67 typedef struct _copy_opt_t copy_opt_t;
  68
  69 typedef int(*cost_fct_t)(const copy_opt_t *, ir_node *, ir_node *, int);
  70
  71 /** A coalescing algorithm. */
  72 typedef int (co_algo_t)(copy_opt_t *);
  73
  74 /**
  75  * Generate the problem. Collect all information and optimizable nodes.
  76  */
  77 copy_opt_t *new_copy_opt(be_chordal_env_t *chordal_env, cost_fct_t get_costs);
  78
  79 /**
  80  * Free the space used...
  81  */
  82 void free_copy_opt(copy_opt_t *co);
  83
  84 /**
  85  * Computes the costs of a copy according to loop depth
  86  * @param co   The copy opt object.
  87  * @param pos   the argument position of arg in the root arguments
  88  * @return Must be >= 0 in all cases.
  89  */
  90 int co_get_costs_loop_depth(const copy_opt_t *co, ir_node *root, ir_node* arg, int pos);
  91
  92 /**
  93  * Computes the costs of a copy according to execution frequency
  94  * @param co   The copy opt object.
  95  * @param pos   the argument position of arg in the root arguments
  96  * @return Must be >= 0 in all cases.
  97  */
  98 int co_get_costs_exec_freq(const copy_opt_t *co, ir_node *root, ir_node* arg, int pos);
  99
 100 /**
 101  * All costs equal 1. Using this will reduce the _number_ of copies.
 102  * @param co   The copy opt object.
 103  * @return Must be >= 0 in all cases.
 104  */
 105 int co_get_costs_all_one(const copy_opt_t *co, ir_node *root, ir_node* arg, int pos);
 106
 107 /**
 108  * Statistics over a copy optimization module.
 109  */
 110 typedef struct {
 111         ulong64 aff_edges;            /**< number of affinity edges. */
 112         ulong64 aff_nodes;            /**< number of nodes with incident affinity edges. */
 113         ulong64 aff_int;              /**< number of affinity edges whose nodes also interfere. */
 114         ulong64 inevit_costs;         /**< costs which cannot be evited (due to interfering affinities). */
 115         ulong64 max_costs;            /**< all costs of the affinities. */
 116         ulong64 costs;                /**< The costs of the current coloring. */
 117         ulong64 unsatisfied_edges;    /**< The number of unequally colored affinity edges. */
 118 } co_complete_stats_t;
 119
 120 /**
 121  * Collect statistics of a copy optimization module.
 122  * @param co    The copy optimization environment.
 123  * @param stat  Where to put the stats.
 124  * @note  This requires the graph info to be computed.
 125  */
 126 void co_complete_stats(const copy_opt_t *co, co_complete_stats_t *stat);
 127
 128
 129 /**
 130  * Build internal optimization units structure
 131  */
 132 void co_build_ou_structure(copy_opt_t *co);
 133
 134 /**
 135  * Frees the space used by the opt unit representation.
 136  * Does NOT free the whole copyopt structure
 137  */
 138 void co_free_ou_structure(copy_opt_t *co);
 139
 140 /**
 141  * Solves the problem using a heuristic approach
 142  * Uses the OU data structure
 143  */
 144 int co_solve_heuristic(copy_opt_t *co);
 145
 146 /**
 147  * Apply Park/Moon coalescing to the graph.
 148  * @param co The copy optimization data structure.
 149  */
 150 void co_solve_park_moon(copy_opt_t *co);
 151
 152 /**
 153  * Solves the copy minimization problem using another heuristic approach.
 154  * Uses the OU and the GRAPH data structure.
 155  */
 156 int co_solve_heuristic_new(copy_opt_t *co);
 157
 158 /**
 159  * Solves the copy minimization problem using another heuristic approach implemented in Java.
 160  * This function needs a JVM which is started to call the Java module.
 161  * Uses the GRAPH data structure.
 162  */
 163 int co_solve_heuristic_java(copy_opt_t *co);
 164
 165 /**
 166  * This is the pure C implementation of co_solve_heuristic_java().
 167  */
 168 int co_solve_heuristic_mst(copy_opt_t *co);
 169
 170 /**
 171  * Returns the maximal costs possible, i.e. the costs if all
 172  * pairs would be assigned different registers.
 173  * Uses the OU data structure
 174  */
 175 int co_get_max_copy_costs(const copy_opt_t *co);
 176
 177 /**
 178  * Returns the inevitable costs, i.e. the costs of
 179  * all copy pairs which interfere.
 180  * Uses the OU data structure
 181  */
 182 int co_get_inevit_copy_costs(const copy_opt_t *co);
 183
 184 /**
 185  * Returns the current costs the copies are causing.
 186  * The result includes inevitable costs and the costs
 187  * of the copies regarding the current register allocation
 188  * Uses the OU data structure
 189  */
 190 int co_get_copy_costs(const copy_opt_t *co);
 191
 192 /**
 193  * Returns a lower bound for the costs of copies in this ou.
 194  * The result includes inevitable costs and the costs of a
 195  * minimal costs caused by the nodes of the ou.
 196  * Uses the OU data structure
 197  */
 198 int co_get_lower_bound(const copy_opt_t *co);
 199
 200 /**
 201  * Dump the interference graph according to the Appel/George coalescing contest file format.
 202  * See: http://www.cs.princeton.edu/~appel/coalesce/format.html
 203  * @note Requires graph structure.
 204  * @param co The copy opt object.
 205  * @param f  A file to dump to.
 206  */
 207 void co_dump_appel_graph(const copy_opt_t *co, FILE *f);
 208
 209 /**
 210  * Dumps the IFG of the program splitting after each instruction in the Appel format.
 211  * @param co The copy opt object.
 212  * @param f  The file to dump to.
 213  */
 214 void co_dump_appel_graph_cliques(const copy_opt_t *co, FILE *f);
 215 /**
 216  * Dump the interference graph with the affinity edges and the coloring.
 217  * @param co    The copy opt structure.
 218  * @param f     The file to dump to.
 219  * @param flags The dump flags (see enum above).
 220  */
 221 void co_dump_ifg_dot(const copy_opt_t *co, FILE *f, unsigned flags);
 222
 223 /**
 224  * Constructs another internal representation of the affinity edges
 225  */
 226 void co_build_graph_structure(copy_opt_t *co);
 227
 228 /**
 229  * Frees the space used by the graph representation.
 230  * Does NOT free the whole copyopt structure
 231  */
 232 void co_free_graph_structure(copy_opt_t *co);
 233
 234 /**
 235  * Solves the problem using mixed integer programming
 236  * @returns 1 iff solution state was optimal
 237  * NYI
 238  */
 239 int co_solve_ilp1(copy_opt_t *co, double time_limit);
 240
 241 /**
 242  * Solves the problem using mixed integer programming
 243  * @returns 1 iff solution state was optimal
 244  * Uses the OU and the GRAPH data structure
 245  * Dependency of the OU structure can be removed
 246  */
 247 int co_solve_ilp2(copy_opt_t *co);
 248
 249 /**
 250  * Checks if a node is optimizable, viz has something to do with coalescing.
 251  * Uses the GRAPH data structure
 252  */
 253 int co_gs_is_optimizable(copy_opt_t *co, ir_node *irn);
 254
 255 #endif /* FIRM_BE_BECOPYOPT_H */