include/llvm/Analysis/InlineCost.h

   1 //===- InlineCost.h - Cost analysis for inliner -----------------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements heuristics for inlining decisions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_ANALYSIS_INLINECOST_H
  15 #define LLVM_ANALYSIS_INLINECOST_H
  16
  17 #include <cassert>
  18 #include <climits>
  19 #include <vector>
  20 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  21 #include "llvm/ADT/ValueMap.h"
  22 #include "llvm/Analysis/CodeMetrics.h"
  23
  24 namespace llvm {
  25
  26   class Value;
  27   class Function;
  28   class BasicBlock;
  29   class CallSite;
  30   template<class PtrType, unsigned SmallSize>
  31   class SmallPtrSet;
  32
  33   namespace InlineConstants {
  34     // Various magic constants used to adjust heuristics.
  35     const int InstrCost = 5;
  36     const int IndirectCallBonus = 500;
  37     const int CallPenalty = 25;
  38     const int LastCallToStaticBonus = -15000;
  39     const int ColdccPenalty = 2000;
  40     const int NoreturnPenalty = 10000;
  41   }
  42
  43   /// InlineCost - Represent the cost of inlining a function. This
  44   /// supports special values for functions which should "always" or
  45   /// "never" be inlined. Otherwise, the cost represents a unitless
  46   /// amount; smaller values increase the likelyhood of the function
  47   /// being inlined.
  48   class InlineCost {
  49     enum Kind {
  50       Value,
  51       Always,
  52       Never
  53     };
  54
  55     // This is a do-it-yourself implementation of
  56     //   int Cost : 30;
  57     //   unsigned Type : 2;
  58     // We used to use bitfields, but they were sometimes miscompiled (PR3822).
  59     enum { TYPE_BITS = 2 };
  60     enum { COST_BITS = unsigned(sizeof(unsigned)) * CHAR_BIT - TYPE_BITS };
  61     unsigned TypedCost; // int Cost : COST_BITS; unsigned Type : TYPE_BITS;
  62
  63     Kind getType() const {
  64       return Kind(TypedCost >> COST_BITS);
  65     }
  66
  67     int getCost() const {
  68       // Sign-extend the bottom COST_BITS bits.
  69       return (int(TypedCost << TYPE_BITS)) >> TYPE_BITS;
  70     }
  71
  72     InlineCost(int C, int T) {
  73       TypedCost = (unsigned(C << TYPE_BITS) >> TYPE_BITS) | (T << COST_BITS);
  74       assert(getCost() == C && "Cost exceeds InlineCost precision");
  75     }
  76   public:
  77     static InlineCost get(int Cost) { return InlineCost(Cost, Value); }
  78     static InlineCost getAlways() { return InlineCost(0, Always); }
  79     static InlineCost getNever() { return InlineCost(0, Never); }
  80
  81     bool isVariable() const { return getType() == Value; }
  82     bool isAlways() const { return getType() == Always; }
  83     bool isNever() const { return getType() == Never; }
  84
  85     /// getValue() - Return a "variable" inline cost's amount. It is
  86     /// an error to call this on an "always" or "never" InlineCost.
  87     int getValue() const {
  88       assert(getType() == Value && "Invalid access of InlineCost");
  89       return getCost();
  90     }
  91   };
  92
  93   /// InlineCostAnalyzer - Cost analyzer used by inliner.
  94   class InlineCostAnalyzer {
  95     struct ArgInfo {
  96     public:
  97       unsigned ConstantWeight;
  98       unsigned AllocaWeight;
  99
 100       ArgInfo(unsigned CWeight, unsigned AWeight)
 101         : ConstantWeight(CWeight), AllocaWeight(AWeight)
 102           {}
 103     };
 104
 105     struct FunctionInfo {
 106       CodeMetrics Metrics;
 107
 108       /// ArgumentWeights - Each formal argument of the function is inspected to
 109       /// see if it is used in any contexts where making it a constant or alloca
 110       /// would reduce the code size.  If so, we add some value to the argument
 111       /// entry here.
 112       std::vector<ArgInfo> ArgumentWeights;
 113
 114       /// analyzeFunction - Add information about the specified function
 115       /// to the current structure.
 116       void analyzeFunction(Function *F);
 117
 118       /// NeverInline - Returns true if the function should never be
 119       /// inlined into any caller.
 120       bool NeverInline();
 121     };
 122
 123     // The Function* for a function can be changed (by ArgumentPromotion);
 124     // the ValueMap will update itself when this happens.
 125     ValueMap<const Function *, FunctionInfo> CachedFunctionInfo;
 126
 127     unsigned CountBonusForConstant(Value *V);
 128   public:
 129
 130     /// getInlineCost - The heuristic used to determine if we should inline the
 131     /// function call or not.
 132     ///
 133     InlineCost getInlineCost(CallSite CS,
 134                              SmallPtrSet<const Function *, 16> &NeverInline);
 135     /// getCalledFunction - The heuristic used to determine if we should inline
 136     /// the function call or not.  The callee is explicitly specified, to allow
 137     /// you to calculate the cost of inlining a function via a pointer.  The
 138     /// result assumes that the inlined version will always be used.  You should
 139     /// weight it yourself in cases where this callee will not always be called.
 140     InlineCost getInlineCost(CallSite CS,
 141                              Function *Callee,
 142                              SmallPtrSet<const Function *, 16> &NeverInline);
 143
 144     /// getSpecializationBonus - The heuristic used to determine the per-call
 145     /// performance boost for using a specialization of Callee with argument
 146     /// SpecializedArgNos replaced by a constant.
 147     int getSpecializationBonus(Function *Callee,
 148              SmallVectorImpl<unsigned> &SpecializedArgNo);
 149
 150     /// getSpecializationCost - The heuristic used to determine the code-size
 151     /// impact of creating a specialized version of Callee with argument
 152     /// SpecializedArgNo replaced by a constant.
 153     InlineCost getSpecializationCost(Function *Callee,
 154                SmallVectorImpl<unsigned> &SpecializedArgNo);
 155
 156     /// getInlineFudgeFactor - Return a > 1.0 factor if the inliner should use a
 157     /// higher threshold to determine if the function call should be inlined.
 158     float getInlineFudgeFactor(CallSite CS);
 159
 160     /// resetCachedFunctionInfo - erase any cached cost info for this function.
 161     void resetCachedCostInfo(Function* Caller) {
 162       CachedFunctionInfo[Caller] = FunctionInfo();
 163     }
 164
 165     /// growCachedCostInfo - update the cached cost info for Caller after Callee
 166     /// has been inlined. If Callee is NULL it means a dead call has been
 167     /// eliminated.
 168     void growCachedCostInfo(Function* Caller, Function* Callee);
 169
 170     /// clear - empty the cache of inline costs
 171     void clear();
 172   };
 173
 174   /// callIsSmall - If a call is likely to lower to a single target instruction,
 175   /// or is otherwise deemed small return true.
 176   bool callIsSmall(const Function *Callee);
 177 }
 178
 179 #endif