* LoopInfo now keeps track of exit blocks from the loop
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / LoopInfo.h
index d5721ae6a0edc76b735a502b39bf785c98e85f08..535cfd9ab72edf162bae94cbd3eb9baca4101502 100644 (file)
@@ -1,9 +1,17 @@
 //===- llvm/Analysis/LoopInfo.h - Natural Loop Calculator --------*- C++ -*--=//
 //
 // This file defines the LoopInfo class that is used to identify natural loops
-// and determine the loop depth of various nodes of the CFG.  Note that the
-// loops identified may actually be several natural loops that share the same
-// header node... not just a single natural loop.
+// and determine the loop depth of various nodes of the CFG.  Note that natural
+// loops may actually be several loops that share the same header node...
+//
+// 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.
+//
+// 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.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -17,13 +25,14 @@ class DominatorSet;
 class LoopInfo;
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// 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<BasicBlock *> Blocks;  // First entry is the header node
   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
@@ -32,17 +41,66 @@ public:
 
   inline unsigned getLoopDepth() const { return LoopDepth; }
   inline BasicBlock *getHeader() const { return Blocks.front(); }
+  inline Loop *getParentLoop() const { return ParentLoop; }
 
-  // contains - Return true of the specified basic block is in this loop
+  /// contains - Return true of the specified basic block is in this loop
   bool contains(const BasicBlock *BB) const;
 
-  // getSubLoops - Return the loops contained entirely within this loop
-  inline const std::vector<Loop*> &getSubLoops() const { return SubLoops; }
-  inline const std::vector<BasicBlock*> &getBlocks() const { return Blocks; }
-
+  /// getSubLoops - Return the loops contained entirely within this loop
+  ///
+  const std::vector<Loop*> &getSubLoops() const { return SubLoops; }
+
+  /// 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; }
+
+  /// 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.
+  ///
+  bool isLoopExit(const BasicBlock *BB) const;
+
+  /// getNumBackEdges - Calculate the number of back edges to the loop header
+  ///
+  unsigned getNumBackEdges() 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
+  /// header of the loop is the preheader node.  The "preheaders" pass can be
+  /// "Required" to ensure that there is always a preheader node for every loop.
+  ///
+  /// This method returns null if there is no preheader for the loop (either
+  /// because the loop is dead or because multiple blocks branch to the header
+  /// node of this loop).
+  ///
+  BasicBlock *getLoopPreheader() const;
+
+  /// addBasicBlockToLoop - This method is used by other analyses to update loop
+  /// information.  NewBB is set to be a new member of the current loop.
+  /// Because of this, it is added as a member of all parent loops, and is added
+  /// to the specified LoopInfo object as being in the current basic block.  It
+  /// is not valid to replace the loop header with this method.
+  ///
+  void addBasicBlockToLoop(BasicBlock *NewBB, LoopInfo &LI);
+
+  /// changeExitBlock - This method is used to update loop information.  One
+  /// instance of the specified Old basic block is removed from the exit list
+  /// and replaced with New.
+  ///
+  void changeExitBlock(BasicBlock *Old, BasicBlock *New);
+
+  void print(std::ostream &O) const;
 private:
   friend class LoopInfo;
-  inline Loop(BasicBlock *BB) { Blocks.push_back(BB); LoopDepth = 0; }
+  inline Loop(BasicBlock *BB) : ParentLoop(0) {
+    Blocks.push_back(BB); LoopDepth = 0;
+  }
   ~Loop() {
     for (unsigned i = 0, e = SubLoops.size(); i != e; ++i)
       delete SubLoops[i];
@@ -58,64 +116,65 @@ private:
 
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// LoopInfo - This class builds and contains all of the top level loop
-// structures in the specified function.
-//
+/// LoopInfo - This class builds and contains all of the top level loop
+/// structures in the specified function.
+///
 class LoopInfo : public FunctionPass {
   // BBMap - Mapping of basic blocks to the inner most loop they occur in
   std::map<BasicBlock*, Loop*> BBMap;
   std::vector<Loop*> TopLevelLoops;
+  friend class Loop;
 public:
-  static AnalysisID ID;            // LoopInfo Analysis ID 
-
-  // LoopInfo ctor - Calculate the natural loop information for a CFG
-  LoopInfo(AnalysisID id) { assert(id == ID); }
   ~LoopInfo() { releaseMemory(); }
 
-  const char *getPassName() const { return "Natural Loop Analysis"; }
-
   const std::vector<Loop*> &getTopLevelLoops() const { return TopLevelLoops; }
 
-  // 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.
-  //
+  /// 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);
     return I != BBMap.end() ? I->second : 0;
   }
+
+  /// operator[] - same as getLoopFor...
+  ///
   inline const Loop *operator[](const BasicBlock *BB) const {
     return getLoopFor(BB);
   }
 
-  // getLoopDepth - Return the loop nesting level of the specified block...
+  /// getLoopDepth - Return the loop nesting level of the specified block...
+  ///
   unsigned getLoopDepth(const BasicBlock *BB) const {
     const Loop *L = getLoopFor(BB);
     return L ? L->getLoopDepth() : 0;
   }
 
-#if 0
   // isLoopHeader - True if the block is a loop header node
   bool isLoopHeader(BasicBlock *BB) const {
     return getLoopFor(BB)->getHeader() == BB;
   }
-  // isLoopEnd - True if block jumps to loop entry
-  bool isLoopEnd(BasicBlock *BB) const;
-  // isLoopExit - True if block is the loop exit
-  bool isLoopExit(BasicBlock *BB) const;
-#endif
 
-  // runOnFunction - Pass framework implementation
+  /// runOnFunction - Calculate the natural loop information.
+  ///
   virtual bool runOnFunction(Function &F);
 
   virtual void releaseMemory();
+  void print(std::ostream &O) const;
 
-  // getAnalysisUsage - Provide loop info, require dominator set
-  //
+  /// getAnalysisUsage - Requires dominator sets
+  ///
   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
 
+  static void stub();  // Noop
 private:
   void Calculate(const DominatorSet &DS);
   Loop *ConsiderForLoop(BasicBlock *BB, const DominatorSet &DS);
 };
 
+
+// Make sure that any clients of this file link in LoopInfo.cpp
+static IncludeFile
+LOOP_INFO_INCLUDE_FILE((void*)&LoopInfo::stub);
+
 #endif