Refactor inline costs analysis by removing the InlineCostAnalysis class
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / InlineCost.h
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 #ifndef LLVM_ANALYSIS_INLINECOST_H
 #define LLVM_ANALYSIS_INLINECOST_H
 
-#include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
-#include "llvm/ADT/ValueMap.h"
-#include "llvm/Analysis/CodeMetrics.h"
+#include "llvm/Analysis/CallGraphSCCPass.h"
 #include <cassert>
 #include <climits>
-#include <vector>
 
 namespace llvm {
+class AssumptionCacheTracker;
+class CallSite;
+class DataLayout;
+class Function;
+class TargetTransformInfo;
+
+namespace InlineConstants {
+  // Various magic constants used to adjust heuristics.
+  const int InstrCost = 5;
+  const int IndirectCallThreshold = 100;
+  const int CallPenalty = 25;
+  const int LastCallToStaticBonus = -15000;
+  const int ColdccPenalty = 2000;
+  const int NoreturnPenalty = 10000;
+  /// Do not inline functions which allocate this many bytes on the stack
+  /// when the caller is recursive.
+  const unsigned TotalAllocaSizeRecursiveCaller = 1024;
+}
+
+/// \brief Represents the cost of inlining a function.
+///
+/// This supports special values for functions which should "always" or
+/// "never" be inlined. Otherwise, the cost represents a unitless amount;
+/// smaller values increase the likelihood of the function being inlined.
+///
+/// Objects of this type also provide the adjusted threshold for inlining
+/// based on the information available for a particular callsite. They can be
+/// directly tested to determine if inlining should occur given the cost and
+/// threshold for this cost metric.
+class InlineCost {
+  enum SentinelValues {
+    AlwaysInlineCost = INT_MIN,
+    NeverInlineCost = INT_MAX
+  };
+
+  /// \brief The estimated cost of inlining this callsite.
+  const int Cost;
 
-  class CallSite;
-  template<class PtrType, unsigned SmallSize>
-  class SmallPtrSet;
-  class TargetData;
-
-  namespace InlineConstants {
-    // Various magic constants used to adjust heuristics.
-    const int InstrCost = 5;
-    const int IndirectCallBonus = -100;
-    const int CallPenalty = 25;
-    const int LastCallToStaticBonus = -15000;
-    const int ColdccPenalty = 2000;
-    const int NoreturnPenalty = 10000;
+  /// \brief The adjusted threshold against which this cost was computed.
+  const int Threshold;
+
+  // Trivial constructor, interesting logic in the factory functions below.
+  InlineCost(int Cost, int Threshold) : Cost(Cost), Threshold(Threshold) {}
+
+public:
+  static InlineCost get(int Cost, int Threshold) {
+    assert(Cost > AlwaysInlineCost && "Cost crosses sentinel value");
+    assert(Cost < NeverInlineCost && "Cost crosses sentinel value");
+    return InlineCost(Cost, Threshold);
+  }
+  static InlineCost getAlways() {
+    return InlineCost(AlwaysInlineCost, 0);
+  }
+  static InlineCost getNever() {
+    return InlineCost(NeverInlineCost, 0);
   }
 
-  /// InlineCost - Represent the cost of inlining a function. This
-  /// supports special values for functions which should "always" or
-  /// "never" be inlined. Otherwise, the cost represents a unitless
-  /// amount; smaller values increase the likelihood of the function
-  /// being inlined.
-  class InlineCost {
-    enum Kind {
-      Value,
-      Always,
-      Never
-    };
-
-    // This is a do-it-yourself implementation of
-    //   int Cost : 30;
-    //   unsigned Type : 2;
-    // We used to use bitfields, but they were sometimes miscompiled (PR3822).
-    enum { TYPE_BITS = 2 };
-    enum { COST_BITS = unsigned(sizeof(unsigned)) * CHAR_BIT - TYPE_BITS };
-    unsigned TypedCost; // int Cost : COST_BITS; unsigned Type : TYPE_BITS;
-
-    Kind getType() const {
-      return Kind(TypedCost >> COST_BITS);
-    }
-
-    int getCost() const {
-      // Sign-extend the bottom COST_BITS bits.
-      return (int(TypedCost << TYPE_BITS)) >> TYPE_BITS;
-    }
-
-    InlineCost(int C, int T) {
-      TypedCost = (unsigned(C << TYPE_BITS) >> TYPE_BITS) | (T << COST_BITS);
-      assert(getCost() == C && "Cost exceeds InlineCost precision");
-    }
-  public:
-    static InlineCost get(int Cost) { return InlineCost(Cost, Value); }
-    static InlineCost getAlways() { return InlineCost(0, Always); }
-    static InlineCost getNever() { return InlineCost(0, Never); }
-
-    bool isVariable() const { return getType() == Value; }
-    bool isAlways() const { return getType() == Always; }
-    bool isNever() const { return getType() == Never; }
-
-    /// getValue() - Return a "variable" inline cost's amount. It is
-    /// an error to call this on an "always" or "never" InlineCost.
-    int getValue() const {
-      assert(getType() == Value && "Invalid access of InlineCost");
-      return getCost();
-    }
-  };
+  /// \brief Test whether the inline cost is low enough for inlining.
+  explicit operator bool() const {
+    return Cost < Threshold;
+  }
 
-  /// InlineCostAnalyzer - Cost analyzer used by inliner.
-  class InlineCostAnalyzer {
-    struct ArgInfo {
-    public:
-      unsigned ConstantWeight;
-      unsigned AllocaWeight;
-
-      ArgInfo(unsigned CWeight, unsigned AWeight)
-        : ConstantWeight(CWeight), AllocaWeight(AWeight)
-          {}
-    };
-
-    struct FunctionInfo {
-      CodeMetrics Metrics;
-
-      /// ArgumentWeights - Each formal argument of the function is inspected to
-      /// see if it is used in any contexts where making it a constant or alloca
-      /// would reduce the code size.  If so, we add some value to the argument
-      /// entry here.
-      std::vector<ArgInfo> ArgumentWeights;
-
-      /// PointerArgPairWeights - Weights to use when giving an inline bonus to
-      /// a call site due to correlated pairs of pointers.
-      DenseMap<std::pair<unsigned, unsigned>, unsigned> PointerArgPairWeights;
-
-      /// countCodeReductionForConstant - Figure out an approximation for how
-      /// many instructions will be constant folded if the specified value is
-      /// constant.
-      unsigned countCodeReductionForConstant(const CodeMetrics &Metrics,
-                                             Value *V);
-
-      /// countCodeReductionForAlloca - Figure out an approximation of how much
-      /// smaller the function will be if it is inlined into a context where an
-      /// argument becomes an alloca.
-      unsigned countCodeReductionForAlloca(const CodeMetrics &Metrics,
-                                           Value *V);
-
-      /// countCodeReductionForPointerPair - Count the bonus to apply to an
-      /// inline call site where a pair of arguments are pointers and one
-      /// argument is a constant offset from the other. The idea is to
-      /// recognize a common C++ idiom where a begin and end iterator are
-      /// actually pointers, and many operations on the pair of them will be
-      /// constants if the function is called with arguments that have
-      /// a constant offset.
-      void countCodeReductionForPointerPair(
-          const CodeMetrics &Metrics,
-          DenseMap<Value *, unsigned> &PointerArgs,
-          Value *V, unsigned ArgIdx);
-
-      /// analyzeFunction - Add information about the specified function
-      /// to the current structure.
-      void analyzeFunction(Function *F, const TargetData *TD);
-
-      /// NeverInline - Returns true if the function should never be
-      /// inlined into any caller.
-      bool NeverInline();
-    };
-
-    // The Function* for a function can be changed (by ArgumentPromotion);
-    // the ValueMap will update itself when this happens.
-    ValueMap<const Function *, FunctionInfo> CachedFunctionInfo;
-
-    // TargetData if available, or null.
-    const TargetData *TD;
-
-    int CountBonusForConstant(Value *V, Constant *C = NULL);
-    int ConstantFunctionBonus(CallSite CS, Constant *C);
-    int getInlineSize(CallSite CS, Function *Callee);
-    int getInlineBonuses(CallSite CS, Function *Callee);
-  public:
-    InlineCostAnalyzer(): TD(0) {}
-
-    void setTargetData(const TargetData *TData) { TD = TData; }
-
-    /// getInlineCost - The heuristic used to determine if we should inline the
-    /// function call or not.
-    ///
-    InlineCost getInlineCost(CallSite CS,
-                             SmallPtrSet<const Function *, 16> &NeverInline);
-    /// getCalledFunction - The heuristic used to determine if we should inline
-    /// the function call or not.  The callee is explicitly specified, to allow
-    /// you to calculate the cost of inlining a function via a pointer.  The
-    /// result assumes that the inlined version will always be used.  You should
-    /// weight it yourself in cases where this callee will not always be called.
-    InlineCost getInlineCost(CallSite CS,
-                             Function *Callee,
-                             SmallPtrSet<const Function *, 16> &NeverInline);
-
-    /// getSpecializationBonus - The heuristic used to determine the per-call
-    /// performance boost for using a specialization of Callee with argument
-    /// SpecializedArgNos replaced by a constant.
-    int getSpecializationBonus(Function *Callee,
-             SmallVectorImpl<unsigned> &SpecializedArgNo);
-
-    /// getSpecializationCost - The heuristic used to determine the code-size
-    /// impact of creating a specialized version of Callee with argument
-    /// SpecializedArgNo replaced by a constant.
-    InlineCost getSpecializationCost(Function *Callee,
-               SmallVectorImpl<unsigned> &SpecializedArgNo);
-
-    /// getInlineFudgeFactor - Return a > 1.0 factor if the inliner should use a
-    /// higher threshold to determine if the function call should be inlined.
-    float getInlineFudgeFactor(CallSite CS);
-
-    /// resetCachedFunctionInfo - erase any cached cost info for this function.
-    void resetCachedCostInfo(Function* Caller) {
-      CachedFunctionInfo[Caller] = FunctionInfo();
-    }
-
-    /// growCachedCostInfo - update the cached cost info for Caller after Callee
-    /// has been inlined. If Callee is NULL it means a dead call has been
-    /// eliminated.
-    void growCachedCostInfo(Function* Caller, Function* Callee);
-
-    /// clear - empty the cache of inline costs
-    void clear();
-  };
+  bool isAlways() const { return Cost == AlwaysInlineCost; }
+  bool isNever() const { return Cost == NeverInlineCost; }
+  bool isVariable() const { return !isAlways() && !isNever(); }
+
+  /// \brief Get the inline cost estimate.
+  /// It is an error to call this on an "always" or "never" InlineCost.
+  int getCost() const {
+    assert(isVariable() && "Invalid access of InlineCost");
+    return Cost;
+  }
+
+  /// \brief Get the cost delta from the threshold for inlining.
+  /// Only valid if the cost is of the variable kind. Returns a negative
+  /// value if the cost is too high to inline.
+  int getCostDelta() const { return Threshold - getCost(); }
+};
+
+/// \brief Get an InlineCost object representing the cost of inlining this
+/// callsite.
+///
+/// Note that threshold is passed into this function. Only costs below the
+/// threshold are computed with any accuracy. The threshold can be used to
+/// bound the computation necessary to determine whether the cost is
+/// sufficiently low to warrant inlining.
+///
+/// Also note that calling this function *dynamically* computes the cost of
+/// inlining the callsite. It is an expensive, heavyweight call.
+InlineCost getInlineCost(CallSite CS, int Threshold,
+                         TargetTransformInfo &CalleeTTI,
+                         AssumptionCacheTracker *ACT);
+
+/// \brief Get an InlineCost with the callee explicitly specified.
+/// This allows you to calculate the cost of inlining a function via a
+/// pointer. This behaves exactly as the version with no explicit callee
+/// parameter in all other respects.
+//
+InlineCost getInlineCost(CallSite CS, Function *Callee, int Threshold,
+                         TargetTransformInfo &CalleeTTI,
+                         AssumptionCacheTracker *ACT);
 
-  /// callIsSmall - If a call is likely to lower to a single target instruction,
-  /// or is otherwise deemed small return true.
-  bool callIsSmall(const Function *Callee);
+/// \brief Minimal filter to detect invalid constructs for inlining.
+bool isInlineViable(Function &Callee);
 }
 
 #endif