For PR780:
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / LoopInfo.h
index 13017af50405a75f0eb0af6e94d4c90c968be749..06b007cf3fcce6fd54e3762f04004a58aee9b579 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 //===- llvm/Analysis/LoopInfo.h - Natural Loop Calculator -------*- C++ -*-===//
-// 
+//
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
-// 
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file defines the LoopInfo class that is used to identify natural loops
 //
 // This analysis calculates the nesting structure of loops in a function.  For
 // each natural loop identified, this analysis identifies natural loops
-// contained entirely within the function, the basic blocks the make up the
-// loop, the nesting depth of the loop, and the successor blocks of the loop.
+// contained entirely within the loop and the basic blocks the make up the loop.
+//
+// It can calculate on the fly various bits of information, for example:
 //
-// It can calculate on the fly a variety of different bits of information, such
-// as whether there is a preheader for the loop, the number of back edges to the
-// header, and whether or not a particular block branches out of the loop.
+//  * whether there is a preheader for the loop
+//  * the number of back edges to the header
+//  * whether or not a particular block branches out of the loop
+//  * the successor blocks of the loop
+//  * the loop depth
+//  * the trip count
+//  * etc...
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define LLVM_ANALYSIS_LOOP_INFO_H
 
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "Support/GraphTraits.h"
-#include <set>
+#include "llvm/ADT/GraphTraits.h"
 
 namespace llvm {
 
-class DominatorSet;
+struct ETForest;
 class LoopInfo;
 class PHINode;
-  class Instruction;
+class Instruction;
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-/// Loop class - Instances of this class are used to represent loops that are 
-/// detected in the flow graph 
+/// Loop class - Instances of this class are used to represent loops that are
+/// detected in the flow graph
 ///
 class Loop {
   Loop *ParentLoop;
   std::vector<Loop*> SubLoops;       // Loops contained entirely within this one
   std::vector<BasicBlock*> Blocks;   // First entry is the header node
-  std::vector<BasicBlock*> ExitBlocks; // Reachable blocks outside the loop
-  unsigned LoopDepth;                // Nesting depth of this loop
 
   Loop(const Loop &);                  // DO NOT IMPLEMENT
   const Loop &operator=(const Loop &); // DO NOT IMPLEMENT
 public:
   /// Loop ctor - This creates an empty loop.
-  Loop() : ParentLoop(0), LoopDepth(0) {
-  }
+  Loop() : ParentLoop(0) {}
   ~Loop() {
     for (unsigned i = 0, e = SubLoops.size(); i != e; ++i)
       delete SubLoops[i];
   }
 
-  unsigned getLoopDepth() const { return LoopDepth; }
+  unsigned getLoopDepth() const {
+    unsigned D = 0;
+    for (const Loop *CurLoop = this; CurLoop; CurLoop = CurLoop->ParentLoop)
+      ++D;
+    return D;
+  }
   BasicBlock *getHeader() const { return Blocks.front(); }
   Loop *getParentLoop() const { return ParentLoop; }
 
@@ -68,6 +74,7 @@ public:
 
   /// iterator/begin/end - Return the loops contained entirely within this loop.
   ///
+  const std::vector<Loop*> &getSubLoops() const { return SubLoops; }
   typedef std::vector<Loop*>::const_iterator iterator;
   iterator begin() const { return SubLoops.begin(); }
   iterator end() const { return SubLoops.end(); }
@@ -75,15 +82,12 @@ public:
   /// getBlocks - Get a list of the basic blocks which make up this loop.
   ///
   const std::vector<BasicBlock*> &getBlocks() const { return Blocks; }
-
-  /// getExitBlocks - Return all of the successor blocks of this loop.  These
-  /// are the blocks _outside of the current loop_ which are branched to.
-  ///
-  const std::vector<BasicBlock*> &getExitBlocks() const { return ExitBlocks; }
+  typedef std::vector<BasicBlock*>::const_iterator block_iterator;
+  block_iterator block_begin() const { return Blocks.begin(); }
+  block_iterator block_end() const { return Blocks.end(); }
 
   /// isLoopExit - True if terminator in the block can branch to another block
-  /// that is outside of the current loop.  The reached block should be in the
-  /// ExitBlocks list.
+  /// that is outside of the current loop.
   ///
   bool isLoopExit(const BasicBlock *BB) const;
 
@@ -91,14 +95,9 @@ public:
   ///
   unsigned getNumBackEdges() const;
 
-  /// hasExitBlock - Return true if the current loop has the specified block as
-  /// an exit block...
-  bool hasExitBlock(BasicBlock *BB) const {
-    for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i)
-      if (ExitBlocks[i] == BB)
-        return true;
-    return false;
-  }
+  /// isLoopInvariant - Return true if the specified value is loop invariant
+  ///
+  bool isLoopInvariant(Value *V) const;
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // APIs for simple analysis of the loop.
@@ -108,6 +107,11 @@ public:
   // induction variable canonicalization pass should be used to normalize loops
   // for easy analysis.  These methods assume canonical loops.
 
+  /// getExitBlocks - Return all of the successor blocks of this loop.  These
+  /// are the blocks _outside of the current loop_ which are branched to.
+  ///
+  void getExitBlocks(std::vector<BasicBlock*> &Blocks) const;
+
   /// getLoopPreheader - If there is a preheader for this loop, return it.  A
   /// loop has a preheader if there is only one edge to the header of the loop
   /// from outside of the loop.  If this is the case, the block branching to the
@@ -117,6 +121,12 @@ public:
   ///
   BasicBlock *getLoopPreheader() const;
 
+  /// getLoopLatch - If there is a latch block for this loop, return it.  A
+  /// latch block is the canonical backedge for a loop.  A loop header in normal
+  /// form has two edges into it: one from a preheader and one from a latch
+  /// block.
+  BasicBlock *getLoopLatch() const;
+  
   /// getCanonicalInductionVariable - Check to see if the loop has a canonical
   /// induction variable: an integer recurrence that starts at 0 and increments
   /// by one each time through the loop.  If so, return the phi node that
@@ -149,12 +159,6 @@ public:
   ///
   void addBasicBlockToLoop(BasicBlock *NewBB, LoopInfo &LI);
 
-  /// changeExitBlock - This method is used to update loop information.  All
-  /// instances of the specified Old basic block are removed from the exit list
-  /// and replaced with New.
-  ///
-  void changeExitBlock(BasicBlock *Old, BasicBlock *New);
-
   /// replaceChildLoopWith - This is used when splitting loops up.  It replaces
   /// the OldChild entry in our children list with NewChild, and updates the
   /// parent pointer of OldChild to be null and the NewChild to be this loop.
@@ -171,12 +175,6 @@ public:
   /// into another loop.
   Loop *removeChildLoop(iterator OldChild);
 
-  /// addExitBlock - Add the specified exit block to the loop.
-  ///
-  void addExitBlock(BasicBlock *BB) {
-    ExitBlocks.push_back(BB);
-  }
-
   /// addBlockEntry - This adds a basic block directly to the basic block list.
   /// This should only be used by transformations that create new loops.  Other
   /// transformations should use addBasicBlockToLoop.
@@ -184,9 +182,24 @@ public:
     Blocks.push_back(BB);
   }
 
+  /// moveToHeader - This method is used to move BB (which must be part of this
+  /// loop) to be the loop header of the loop (the block that dominates all
+  /// others).
+  void moveToHeader(BasicBlock *BB) {
+    if (Blocks[0] == BB) return;
+    for (unsigned i = 0; ; ++i) {
+      assert(i != Blocks.size() && "Loop does not contain BB!");
+      if (Blocks[i] == BB) {
+        Blocks[i] = Blocks[0];
+        Blocks[0] = BB;
+        return;
+      }
+    }
+  }
+
   /// removeBlockFromLoop - This removes the specified basic block from the
-  /// current loop, updating the Blocks and ExitBlocks lists as appropriate.
-  /// This does not update the mapping in the LoopInfo class.
+  /// current loop, updating the Blocks as appropriate.  This does not update
+  /// the mapping in the LoopInfo class.
   void removeBlockFromLoop(BasicBlock *BB);
 
   void print(std::ostream &O, unsigned Depth = 0) const;
@@ -194,12 +207,7 @@ public:
 private:
   friend class LoopInfo;
   Loop(BasicBlock *BB) : ParentLoop(0) {
-    Blocks.push_back(BB); LoopDepth = 0;
-  }
-  void setLoopDepth(unsigned Level) {
-    LoopDepth = Level;
-    for (unsigned i = 0, e = SubLoops.size(); i != e; ++i)
-      SubLoops[i]->setLoopDepth(Level+1);
+    Blocks.push_back(BB);
   }
 };
 
@@ -227,14 +235,15 @@ public:
   /// getLoopFor - Return the inner most loop that BB lives in.  If a basic
   /// block is in no loop (for example the entry node), null is returned.
   ///
-  const Loop *getLoopFor(const BasicBlock *BB) const {
-    std::map<BasicBlock *, Loop*>::const_iterator I=BBMap.find((BasicBlock*)BB);
+  Loop *getLoopFor(const BasicBlock *BB) const {
+    std::map<BasicBlock *, Loop*>::const_iterator I=
+      BBMap.find(const_cast<BasicBlock*>(BB));
     return I != BBMap.end() ? I->second : 0;
   }
 
   /// operator[] - same as getLoopFor...
   ///
-  inline const Loop *operator[](const BasicBlock *BB) const {
+  const Loop *operator[](const BasicBlock *BB) const {
     return getLoopFor(BB);
   }
 
@@ -247,7 +256,8 @@ public:
 
   // isLoopHeader - True if the block is a loop header node
   bool isLoopHeader(BasicBlock *BB) const {
-    return getLoopFor(BB)->getHeader() == BB;
+    const Loop *L = getLoopFor(BB);
+    return L && L->getHeader() == BB;
   }
 
   /// runOnFunction - Calculate the natural loop information.
@@ -255,10 +265,8 @@ public:
   virtual bool runOnFunction(Function &F);
 
   virtual void releaseMemory();
-  void print(std::ostream &O) const;
+  void print(std::ostream &O, const Module* = 0) const;
 
-  /// getAnalysisUsage - Requires dominator sets
-  ///
   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
 
   /// removeLoop - This removes the specified top-level loop from this loop info
@@ -275,34 +283,36 @@ public:
   /// list with the indicated loop.
   void changeTopLevelLoop(Loop *OldLoop, Loop *NewLoop);
 
+  /// addTopLevelLoop - This adds the specified loop to the collection of
+  /// top-level loops.
+  void addTopLevelLoop(Loop *New) {
+    assert(New->getParentLoop() == 0 && "Loop already in subloop!");
+    TopLevelLoops.push_back(New);
+  }
+
   /// removeBlock - This method completely removes BB from all data structures,
   /// including all of the Loop objects it is nested in and our mapping from
   /// BasicBlocks to loops.
   void removeBlock(BasicBlock *BB);
 
-  static void stub();  // Noop
 private:
-  void Calculate(const DominatorSet &DS);
-  Loop *ConsiderForLoop(BasicBlock *BB, const DominatorSet &DS);
+  void Calculate(ETForest &EF);
+  Loop *ConsiderForLoop(BasicBlock *BB, ETForest &EF);
   void MoveSiblingLoopInto(Loop *NewChild, Loop *NewParent);
   void InsertLoopInto(Loop *L, Loop *Parent);
 };
 
 
-// Make sure that any clients of this file link in LoopInfo.cpp
-static IncludeFile
-LOOP_INFO_INCLUDE_FILE((void*)&LoopInfo::stub);
-
 // Allow clients to walk the list of nested loops...
 template <> struct GraphTraits<const Loop*> {
   typedef const Loop NodeType;
   typedef std::vector<Loop*>::const_iterator ChildIteratorType;
 
   static NodeType *getEntryNode(const Loop *L) { return L; }
-  static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) { 
+  static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
     return N->begin();
   }
-  static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) { 
+  static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
     return N->end();
   }
 };
@@ -312,14 +322,17 @@ template <> struct GraphTraits<Loop*> {
   typedef std::vector<Loop*>::const_iterator ChildIteratorType;
 
   static NodeType *getEntryNode(Loop *L) { return L; }
-  static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) { 
+  static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
     return N->begin();
   }
-  static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) { 
+  static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
     return N->end();
   }
 };
 
 } // End llvm namespace
 
+// Make sure that any clients of this file link in LoopInfo.cpp
+FORCE_DEFINING_FILE_TO_BE_LINKED(LoopInfo)
+
 #endif