include/llvm/CodeGen/Passes.h

   1 //===-- Passes.h - Target independent code generation passes ----*- C++ -*-===//
   2 //
   3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
   4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
   5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
   6 //
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8 //
   9 // This file defines interfaces to access the target independent code generation
  10 // passes provided by the LLVM backend.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_CODEGEN_PASSES_H
  15 #define LLVM_CODEGEN_PASSES_H
  16
  17 #include <functional>
  18 #include <string>
  19
  20 namespace llvm {
  21
  22 class FunctionPass;
  23 class MachineFunction;
  24 class MachineFunctionPass;
  25 class ModulePass;
  26 class Pass;
  27 class TargetMachine;
  28 class TargetRegisterClass;
  29 class raw_ostream;
  30
  31 } // End llvm namespace
  32
  33 /// List of target independent CodeGen pass IDs.
  34 namespace llvm {
  35   FunctionPass *createAtomicExpandPass();
  36
  37   /// createUnreachableBlockEliminationPass - The LLVM code generator does not
  38   /// work well with unreachable basic blocks (what live ranges make sense for a
  39   /// block that cannot be reached?).  As such, a code generator should either
  40   /// not instruction select unreachable blocks, or run this pass as its
  41   /// last LLVM modifying pass to clean up blocks that are not reachable from
  42   /// the entry block.
  43   FunctionPass *createUnreachableBlockEliminationPass();
  44
  45   /// MachineFunctionPrinter pass - This pass prints out the machine function to
  46   /// the given stream as a debugging tool.
  47   MachineFunctionPass *
  48   createMachineFunctionPrinterPass(raw_ostream &OS,
  49                                    const std::string &Banner ="");
  50
  51   /// MIRPrinting pass - this pass prints out the LLVM IR into the given stream
  52   /// using the MIR serialization format.
  53   MachineFunctionPass *createPrintMIRPass(raw_ostream &OS);
  54
  55   /// This pass resets a MachineFunction when it has the FailedISel property
  56   /// as if it was just created.
  57   /// If EmitFallbackDiag is true, the pass will emit a
  58   /// DiagnosticInfoISelFallback for every MachineFunction it resets.
  59   /// If AbortOnFailedISel is true, abort compilation instead of resetting.
  60   MachineFunctionPass *createResetMachineFunctionPass(bool EmitFallbackDiag,
  61                                                       bool AbortOnFailedISel);
  62
  63   /// createCodeGenPreparePass - Transform the code to expose more pattern
  64   /// matching during instruction selection.
  65   FunctionPass *createCodeGenPreparePass();
  66
  67   /// createScalarizeMaskedMemIntrinPass - Replace masked load, store, gather
  68   /// and scatter intrinsics with scalar code when target doesn't support them.
  69   FunctionPass *createScalarizeMaskedMemIntrinPass();
  70
  71   /// AtomicExpandID -- Lowers atomic operations in terms of either cmpxchg
  72   /// load-linked/store-conditional loops.
  73   extern char &AtomicExpandID;
  74
  75   /// MachineLoopInfo - This pass is a loop analysis pass.
  76   extern char &MachineLoopInfoID;
  77
  78   /// MachineDominators - This pass is a machine dominators analysis pass.
  79   extern char &MachineDominatorsID;
  80
  81 /// MachineDominanaceFrontier - This pass is a machine dominators analysis pass.
  82   extern char &MachineDominanceFrontierID;
  83
  84   /// MachineRegionInfo - This pass computes SESE regions for machine functions.
  85   extern char &MachineRegionInfoPassID;
  86
  87   /// EdgeBundles analysis - Bundle machine CFG edges.
  88   extern char &EdgeBundlesID;
  89
  90   /// LiveVariables pass - This pass computes the set of blocks in which each
  91   /// variable is life and sets machine operand kill flags.
  92   extern char &LiveVariablesID;
  93
  94   /// PHIElimination - This pass eliminates machine instruction PHI nodes
  95   /// by inserting copy instructions.  This destroys SSA information, but is the
  96   /// desired input for some register allocators.  This pass is "required" by
  97   /// these register allocator like this: AU.addRequiredID(PHIEliminationID);
  98   extern char &PHIEliminationID;
  99
 100   /// LiveIntervals - This analysis keeps track of the live ranges of virtual
 101   /// and physical registers.
 102   extern char &LiveIntervalsID;
 103
 104   /// LiveStacks pass. An analysis keeping track of the liveness of stack slots.
 105   extern char &LiveStacksID;
 106
 107   /// TwoAddressInstruction - This pass reduces two-address instructions to
 108   /// use two operands. This destroys SSA information but it is desired by
 109   /// register allocators.
 110   extern char &TwoAddressInstructionPassID;
 111
 112   /// ProcessImpicitDefs pass - This pass removes IMPLICIT_DEFs.
 113   extern char &ProcessImplicitDefsID;
 114
 115   /// RegisterCoalescer - This pass merges live ranges to eliminate copies.
 116   extern char &RegisterCoalescerID;
 117
 118   /// MachineScheduler - This pass schedules machine instructions.
 119   extern char &MachineSchedulerID;
 120
 121   /// PostMachineScheduler - This pass schedules machine instructions postRA.
 122   extern char &PostMachineSchedulerID;
 123
 124   /// SpillPlacement analysis. Suggest optimal placement of spill code between
 125   /// basic blocks.
 126   extern char &SpillPlacementID;
 127
 128   /// ShrinkWrap pass. Look for the best place to insert save and restore
 129   // instruction and update the MachineFunctionInfo with that information.
 130   extern char &ShrinkWrapID;
 131
 132   /// LiveRangeShrink pass. Move instruction close to its definition to shrink
 133   /// the definition's live range.
 134   extern char &LiveRangeShrinkID;
 135
 136   /// Greedy register allocator.
 137   extern char &RAGreedyID;
 138
 139   /// Basic register allocator.
 140   extern char &RABasicID;
 141
 142   /// VirtRegRewriter pass. Rewrite virtual registers to physical registers as
 143   /// assigned in VirtRegMap.
 144   extern char &VirtRegRewriterID;
 145
 146   /// UnreachableMachineBlockElimination - This pass removes unreachable
 147   /// machine basic blocks.
 148   extern char &UnreachableMachineBlockElimID;
 149
 150   /// DeadMachineInstructionElim - This pass removes dead machine instructions.
 151   extern char &DeadMachineInstructionElimID;
 152
 153   /// This pass adds dead/undef flags after analyzing subregister lanes.
 154   extern char &DetectDeadLanesID;
 155
 156   /// This pass perform post-ra machine sink for COPY instructions.
 157   extern char &PostRAMachineSinkingID;
 158
 159   /// FastRegisterAllocation Pass - This pass register allocates as fast as
 160   /// possible. It is best suited for debug code where live ranges are short.
 161   ///
 162   FunctionPass *createFastRegisterAllocator();
 163
 164   /// BasicRegisterAllocation Pass - This pass implements a degenerate global
 165   /// register allocator using the basic regalloc framework.
 166   ///
 167   FunctionPass *createBasicRegisterAllocator();
 168
 169   /// Greedy register allocation pass - This pass implements a global register
 170   /// allocator for optimized builds.
 171   ///
 172   FunctionPass *createGreedyRegisterAllocator();
 173
 174   /// PBQPRegisterAllocation Pass - This pass implements the Partitioned Boolean
 175   /// Quadratic Prograaming (PBQP) based register allocator.
 176   ///
 177   FunctionPass *createDefaultPBQPRegisterAllocator();
 178
 179   /// PrologEpilogCodeInserter - This pass inserts prolog and epilog code,
 180   /// and eliminates abstract frame references.
 181   extern char &PrologEpilogCodeInserterID;
 182   MachineFunctionPass *createPrologEpilogInserterPass();
 183
 184   /// ExpandPostRAPseudos - This pass expands pseudo instructions after
 185   /// register allocation.
 186   extern char &ExpandPostRAPseudosID;
 187
 188   /// createPostRAHazardRecognizer - This pass runs the post-ra hazard
 189   /// recognizer.
 190   extern char &PostRAHazardRecognizerID;
 191
 192   /// createPostRAScheduler - This pass performs post register allocation
 193   /// scheduling.
 194   extern char &PostRASchedulerID;
 195
 196   /// BranchFolding - This pass performs machine code CFG based
 197   /// optimizations to delete branches to branches, eliminate branches to
 198   /// successor blocks (creating fall throughs), and eliminating branches over
 199   /// branches.
 200   extern char &BranchFolderPassID;
 201
 202   /// BranchRelaxation - This pass replaces branches that need to jump further
 203   /// than is supported by a branch instruction.
 204   extern char &BranchRelaxationPassID;
 205
 206   /// MachineFunctionPrinterPass - This pass prints out MachineInstr's.
 207   extern char &MachineFunctionPrinterPassID;
 208
 209   /// MIRPrintingPass - this pass prints out the LLVM IR using the MIR
 210   /// serialization format.
 211   extern char &MIRPrintingPassID;
 212
 213   /// TailDuplicate - Duplicate blocks with unconditional branches
 214   /// into tails of their predecessors.
 215   extern char &TailDuplicateID;
 216
 217   /// Duplicate blocks with unconditional branches into tails of their
 218   /// predecessors. Variant that works before register allocation.
 219   extern char &EarlyTailDuplicateID;
 220
 221   /// MachineTraceMetrics - This pass computes critical path and CPU resource
 222   /// usage in an ensemble of traces.
 223   extern char &MachineTraceMetricsID;
 224
 225   /// EarlyIfConverter - This pass performs if-conversion on SSA form by
 226   /// inserting cmov instructions.
 227   extern char &EarlyIfConverterID;
 228
 229   /// This pass performs instruction combining using trace metrics to estimate
 230   /// critical-path and resource depth.
 231   extern char &MachineCombinerID;
 232
 233   /// StackSlotColoring - This pass performs stack coloring and merging.
 234   /// It merges disjoint allocas to reduce the stack size.
 235   extern char &StackColoringID;
 236
 237   /// IfConverter - This pass performs machine code if conversion.
 238   extern char &IfConverterID;
 239
 240   FunctionPass *createIfConverter(
 241       std::function<bool(const MachineFunction &)> Ftor);
 242
 243   /// MachineBlockPlacement - This pass places basic blocks based on branch
 244   /// probabilities.
 245   extern char &MachineBlockPlacementID;
 246
 247   /// MachineBlockPlacementStats - This pass collects statistics about the
 248   /// basic block placement using branch probabilities and block frequency
 249   /// information.
 250   extern char &MachineBlockPlacementStatsID;
 251
 252   /// GCLowering Pass - Used by gc.root to perform its default lowering
 253   /// operations.
 254   FunctionPass *createGCLoweringPass();
 255
 256   /// ShadowStackGCLowering - Implements the custom lowering mechanism
 257   /// used by the shadow stack GC.  Only runs on functions which opt in to
 258   /// the shadow stack collector.
 259   FunctionPass *createShadowStackGCLoweringPass();
 260
 261   /// GCMachineCodeAnalysis - Target-independent pass to mark safe points
 262   /// in machine code. Must be added very late during code generation, just
 263   /// prior to output, and importantly after all CFG transformations (such as
 264   /// branch folding).
 265   extern char &GCMachineCodeAnalysisID;
 266
 267   /// Creates a pass to print GC metadata.
 268   ///
 269   FunctionPass *createGCInfoPrinter(raw_ostream &OS);
 270
 271   /// MachineCSE - This pass performs global CSE on machine instructions.
 272   extern char &MachineCSEID;
 273
 274   /// ImplicitNullChecks - This pass folds null pointer checks into nearby
 275   /// memory operations.
 276   extern char &ImplicitNullChecksID;
 277
 278   /// This pass performs loop invariant code motion on machine instructions.
 279   extern char &MachineLICMID;
 280
 281   /// This pass performs loop invariant code motion on machine instructions.
 282   /// This variant works before register allocation. \see MachineLICMID.
 283   extern char &EarlyMachineLICMID;
 284
 285   /// MachineSinking - This pass performs sinking on machine instructions.
 286   extern char &MachineSinkingID;
 287
 288   /// MachineCopyPropagation - This pass performs copy propagation on
 289   /// machine instructions.
 290   extern char &MachineCopyPropagationID;
 291
 292   /// PeepholeOptimizer - This pass performs peephole optimizations -
 293   /// like extension and comparison eliminations.
 294   extern char &PeepholeOptimizerID;
 295
 296   /// OptimizePHIs - This pass optimizes machine instruction PHIs
 297   /// to take advantage of opportunities created during DAG legalization.
 298   extern char &OptimizePHIsID;
 299
 300   /// StackSlotColoring - This pass performs stack slot coloring.
 301   extern char &StackSlotColoringID;
 302
 303   /// This pass lays out funclets contiguously.
 304   extern char &FuncletLayoutID;
 305
 306   /// This pass inserts the XRay instrumentation sleds if they are supported by
 307   /// the target platform.
 308   extern char &XRayInstrumentationID;
 309
 310   /// This pass inserts FEntry calls
 311   extern char &FEntryInserterID;
 312
 313   /// This pass implements the "patchable-function" attribute.
 314   extern char &PatchableFunctionID;
 315
 316   /// createStackProtectorPass - This pass adds stack protectors to functions.
 317   ///
 318   FunctionPass *createStackProtectorPass();
 319
 320   /// createMachineVerifierPass - This pass verifies cenerated machine code
 321   /// instructions for correctness.
 322   ///
 323   FunctionPass *createMachineVerifierPass(const std::string& Banner);
 324
 325   /// createDwarfEHPass - This pass mulches exception handling code into a form
 326   /// adapted to code generation.  Required if using dwarf exception handling.
 327   FunctionPass *createDwarfEHPass();
 328
 329   /// createWinEHPass - Prepares personality functions used by MSVC on Windows,
 330   /// in addition to the Itanium LSDA based personalities.
 331   FunctionPass *createWinEHPass(bool DemoteCatchSwitchPHIOnly = false);
 332
 333   /// createSjLjEHPreparePass - This pass adapts exception handling code to use
 334   /// the GCC-style builtin setjmp/longjmp (sjlj) to handling EH control flow.
 335   ///
 336   FunctionPass *createSjLjEHPreparePass();
 337
 338   /// createWasmEHPass - This pass adapts exception handling code to use
 339   /// WebAssembly's exception handling scheme.
 340   FunctionPass *createWasmEHPass();
 341
 342   /// LocalStackSlotAllocation - This pass assigns local frame indices to stack
 343   /// slots relative to one another and allocates base registers to access them
 344   /// when it is estimated by the target to be out of range of normal frame
 345   /// pointer or stack pointer index addressing.
 346   extern char &LocalStackSlotAllocationID;
 347
 348   /// This pass expands pseudo-instructions, reserves registers and adjusts
 349   /// machine frame information.
 350   extern char &FinalizeISelID;
 351
 352   /// UnpackMachineBundles - This pass unpack machine instruction bundles.
 353   extern char &UnpackMachineBundlesID;
 354
 355   FunctionPass *
 356   createUnpackMachineBundles(std::function<bool(const MachineFunction &)> Ftor);
 357
 358   /// FinalizeMachineBundles - This pass finalize machine instruction
 359   /// bundles (created earlier, e.g. during pre-RA scheduling).
 360   extern char &FinalizeMachineBundlesID;
 361
 362   /// StackMapLiveness - This pass analyses the register live-out set of
 363   /// stackmap/patchpoint intrinsics and attaches the calculated information to
 364   /// the intrinsic for later emission to the StackMap.
 365   extern char &StackMapLivenessID;
 366
 367   /// LiveDebugValues pass
 368   extern char &LiveDebugValuesID;
 369
 370   /// createJumpInstrTables - This pass creates jump-instruction tables.
 371   ModulePass *createJumpInstrTablesPass();
 372
 373   /// createForwardControlFlowIntegrityPass - This pass adds control-flow
 374   /// integrity.
 375   ModulePass *createForwardControlFlowIntegrityPass();
 376
 377   /// InterleavedAccess Pass - This pass identifies and matches interleaved
 378   /// memory accesses to target specific intrinsics.
 379   ///
 380   FunctionPass *createInterleavedAccessPass();
 381
 382   /// InterleavedLoadCombines Pass - This pass identifies interleaved loads and
 383   /// combines them into wide loads detectable by InterleavedAccessPass
 384   ///
 385   FunctionPass *createInterleavedLoadCombinePass();
 386
 387   /// LowerEmuTLS - This pass generates __emutls_[vt].xyz variables for all
 388   /// TLS variables for the emulated TLS model.
 389   ///
 390   ModulePass *createLowerEmuTLSPass();
 391
 392   /// This pass lowers the \@llvm.load.relative and \@llvm.objc.* intrinsics to
 393   /// instructions.  This is unsafe to do earlier because a pass may combine the
 394   /// constant initializer into the load, which may result in an overflowing
 395   /// evaluation.
 396   ModulePass *createPreISelIntrinsicLoweringPass();
 397
 398   /// GlobalMerge - This pass merges internal (by default) globals into structs
 399   /// to enable reuse of a base pointer by indexed addressing modes.
 400   /// It can also be configured to focus on size optimizations only.
 401   ///
 402   Pass *createGlobalMergePass(const TargetMachine *TM, unsigned MaximalOffset,
 403                               bool OnlyOptimizeForSize = false,
 404                               bool MergeExternalByDefault = false);
 405
 406   /// This pass splits the stack into a safe stack and an unsafe stack to
 407   /// protect against stack-based overflow vulnerabilities.
 408   FunctionPass *createSafeStackPass();
 409
 410   /// This pass detects subregister lanes in a virtual register that are used
 411   /// independently of other lanes and splits them into separate virtual
 412   /// registers.
 413   extern char &RenameIndependentSubregsID;
 414
 415   /// This pass is executed POST-RA to collect which physical registers are
 416   /// preserved by given machine function.
 417   FunctionPass *createRegUsageInfoCollector();
 418
 419   /// Return a MachineFunction pass that identifies call sites
 420   /// and propagates register usage information of callee to caller
 421   /// if available with PysicalRegisterUsageInfo pass.
 422   FunctionPass *createRegUsageInfoPropPass();
 423
 424   /// This pass performs software pipelining on machine instructions.
 425   extern char &MachinePipelinerID;
 426
 427   /// This pass frees the memory occupied by the MachineFunction.
 428   FunctionPass *createFreeMachineFunctionPass();
 429
 430   /// This pass performs outlining on machine instructions directly before
 431   /// printing assembly.
 432   ModulePass *createMachineOutlinerPass(bool RunOnAllFunctions = true);
 433
 434   /// This pass expands the experimental reduction intrinsics into sequences of
 435   /// shuffles.
 436   FunctionPass *createExpandReductionsPass();
 437
 438   // This pass expands memcmp() to load/stores.
 439   FunctionPass *createExpandMemCmpPass();
 440
 441   /// Creates Break False Dependencies pass. \see BreakFalseDeps.cpp
 442   FunctionPass *createBreakFalseDeps();
 443
 444   // This pass expands indirectbr instructions.
 445   FunctionPass *createIndirectBrExpandPass();
 446
 447   /// Creates CFI Instruction Inserter pass. \see CFIInstrInserter.cpp
 448   FunctionPass *createCFIInstrInserter();
 449
 450   /// Create Hardware Loop pass. \see HardwareLoops.cpp
 451   FunctionPass *createHardwareLoopsPass();
 452
 453 } // End llvm namespace
 454
 455 #endif