Update various Loop optimization passes to cope with the possibility that
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / IPO / LoopExtractor.cpp
index 480f0f7c03d79bf818c4aebd0d377c5ab57880a1..cb813303facb9de95a7df8b993d63bfddbfcc96d 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 //===- LoopExtractor.cpp - Extract each loop into a new function ----------===//
-// 
+//
 //                     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 is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // A pass wrapper around the ExtractLoop() scalar transformation to extract each
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "loop-extract"
+#include "llvm/Transforms/IPO.h"
+#include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/Module.h"
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
+#include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/FunctionUtils.h"
-#include <vector>
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include <fstream>
+#include <set>
 using namespace llvm;
 
+STATISTIC(NumExtracted, "Number of loops extracted");
+
 namespace {
-  // FIXME: PassManager should allow Module passes to require FunctionPasses
-  struct LoopExtractor : public FunctionPass {
-    virtual bool run(Module &M);
-    virtual bool runOnFunction(Function &F);
-    
+  struct LoopExtractor : public LoopPass {
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    unsigned NumLoops;
+
+    explicit LoopExtractor(unsigned numLoops = ~0) 
+      : LoopPass(&ID), NumLoops(numLoops) {}
+
+    virtual bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
+
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.addRequired<LoopInfo>();
+      AU.addRequiredID(BreakCriticalEdgesID);
+      AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
+      AU.addRequired<DominatorTree>();
     }
   };
+}
 
-  RegisterOpt<LoopExtractor> 
-  X("loop-extract", "Extract loops into new functions");
-} // End anonymous namespace 
+char LoopExtractor::ID = 0;
+static RegisterPass<LoopExtractor>
+X("loop-extract", "Extract loops into new functions");
 
-bool LoopExtractor::run(Module &M) {
-  bool Changed = false;
-  for (Module::iterator i = M.begin(), e = M.end(); i != e; ++i)
-    Changed |= runOnFunction(*i);
-  return Changed;
-}
+namespace {
+  /// SingleLoopExtractor - For bugpoint.
+  struct SingleLoopExtractor : public LoopExtractor {
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    SingleLoopExtractor() : LoopExtractor(1) {}
+  };
+} // End anonymous namespace
 
-bool LoopExtractor::runOnFunction(Function &F) {
-  std::cerr << F.getName() << "\n";
+char SingleLoopExtractor::ID = 0;
+static RegisterPass<SingleLoopExtractor>
+Y("loop-extract-single", "Extract at most one loop into a new function");
 
-  LoopInfo &LI = getAnalysis<LoopInfo>();
+// createLoopExtractorPass - This pass extracts all natural loops from the
+// program into a function if it can.
+//
+Pass *llvm::createLoopExtractorPass() { return new LoopExtractor(); }
+
+bool LoopExtractor::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
+  // Only visit top-level loops.
+  if (L->getParentLoop())
+    return false;
 
-  // We don't want to keep extracting the only loop of a function into a new one
-  if (LI.begin() == LI.end() || LI.begin() + 1 == LI.end())
+  // If LoopSimplify form is not available, stay out of trouble.
+  if (!L->isLoopSimplifyForm())
     return false;
 
+  DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
   bool Changed = false;
 
-  // Try to move each loop out of the code into separate function
-  for (LoopInfo::iterator i = LI.begin(), e = LI.end(); i != e; ++i)
-    Changed |= (ExtractLoop(*i) != 0);
+  // If there is more than one top-level loop in this function, extract all of
+  // the loops. Otherwise there is exactly one top-level loop; in this case if
+  // this function is more than a minimal wrapper around the loop, extract
+  // the loop.
+  bool ShouldExtractLoop = false;
+
+  // Extract the loop if the entry block doesn't branch to the loop header.
+  TerminatorInst *EntryTI =
+    L->getHeader()->getParent()->getEntryBlock().getTerminator();
+  if (!isa<BranchInst>(EntryTI) ||
+      !cast<BranchInst>(EntryTI)->isUnconditional() ||
+      EntryTI->getSuccessor(0) != L->getHeader())
+    ShouldExtractLoop = true;
+  else {
+    // Check to see if any exits from the loop are more than just return
+    // blocks.
+    SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
+    L->getExitBlocks(ExitBlocks);
+    for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i)
+      if (!isa<ReturnInst>(ExitBlocks[i]->getTerminator())) {
+        ShouldExtractLoop = true;
+        break;
+      }
+  }
+  if (ShouldExtractLoop) {
+    if (NumLoops == 0) return Changed;
+    --NumLoops;
+    if (ExtractLoop(DT, L) != 0) {
+      Changed = true;
+      // After extraction, the loop is replaced by a function call, so
+      // we shouldn't try to run any more loop passes on it.
+      LPM.deleteLoopFromQueue(L);
+    }
+    ++NumExtracted;
+  }
 
   return Changed;
 }
 
-/// createLoopExtractorPass 
-///
-FunctionPass* llvm::createLoopExtractorPass() {
-  return new LoopExtractor();
+// createSingleLoopExtractorPass - This pass extracts one natural loop from the
+// program into a function if it can.  This is used by bugpoint.
+//
+Pass *llvm::createSingleLoopExtractorPass() {
+  return new SingleLoopExtractor();
+}
+
+
+// BlockFile - A file which contains a list of blocks that should not be
+// extracted.
+static cl::opt<std::string>
+BlockFile("extract-blocks-file", cl::value_desc("filename"),
+          cl::desc("A file containing list of basic blocks to not extract"),
+          cl::Hidden);
+
+namespace {
+  /// BlockExtractorPass - This pass is used by bugpoint to extract all blocks
+  /// from the module into their own functions except for those specified by the
+  /// BlocksToNotExtract list.
+  class BlockExtractorPass : public ModulePass {
+    void LoadFile(const char *Filename);
+
+    std::vector<BasicBlock*> BlocksToNotExtract;
+    std::vector<std::pair<std::string, std::string> > BlocksToNotExtractByName;
+  public:
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    explicit BlockExtractorPass(const std::vector<BasicBlock*> &B) 
+      : ModulePass(&ID), BlocksToNotExtract(B) {
+      if (!BlockFile.empty())
+        LoadFile(BlockFile.c_str());
+    }
+    BlockExtractorPass() : ModulePass(&ID) {}
+
+    bool runOnModule(Module &M);
+  };
+}
+
+char BlockExtractorPass::ID = 0;
+static RegisterPass<BlockExtractorPass>
+XX("extract-blocks", "Extract Basic Blocks From Module (for bugpoint use)");
+
+// createBlockExtractorPass - This pass extracts all blocks (except those
+// specified in the argument list) from the functions in the module.
+//
+ModulePass *llvm::createBlockExtractorPass(const std::vector<BasicBlock*> &BTNE)
+{
+  return new BlockExtractorPass(BTNE);
+}
+
+void BlockExtractorPass::LoadFile(const char *Filename) {
+  // Load the BlockFile...
+  std::ifstream In(Filename);
+  if (!In.good()) {
+    errs() << "WARNING: BlockExtractor couldn't load file '" << Filename
+           << "'!\n";
+    return;
+  }
+  while (In) {
+    std::string FunctionName, BlockName;
+    In >> FunctionName;
+    In >> BlockName;
+    if (!BlockName.empty())
+      BlocksToNotExtractByName.push_back(
+          std::make_pair(FunctionName, BlockName));
+  }
+}
+
+bool BlockExtractorPass::runOnModule(Module &M) {
+  std::set<BasicBlock*> TranslatedBlocksToNotExtract;
+  for (unsigned i = 0, e = BlocksToNotExtract.size(); i != e; ++i) {
+    BasicBlock *BB = BlocksToNotExtract[i];
+    Function *F = BB->getParent();
+
+    // Map the corresponding function in this module.
+    Function *MF = M.getFunction(F->getName());
+    assert(MF->getFunctionType() == F->getFunctionType() && "Wrong function?");
+
+    // Figure out which index the basic block is in its function.
+    Function::iterator BBI = MF->begin();
+    std::advance(BBI, std::distance(F->begin(), Function::iterator(BB)));
+    TranslatedBlocksToNotExtract.insert(BBI);
+  }
+
+  while (!BlocksToNotExtractByName.empty()) {
+    // There's no way to find BBs by name without looking at every BB inside
+    // every Function. Fortunately, this is always empty except when used by
+    // bugpoint in which case correctness is more important than performance.
+
+    std::string &FuncName  = BlocksToNotExtractByName.back().first;
+    std::string &BlockName = BlocksToNotExtractByName.back().second;
+
+    for (Module::iterator FI = M.begin(), FE = M.end(); FI != FE; ++FI) {
+      Function &F = *FI;
+      if (F.getName() != FuncName) continue;
+
+      for (Function::iterator BI = F.begin(), BE = F.end(); BI != BE; ++BI) {
+        BasicBlock &BB = *BI;
+        if (BB.getName() != BlockName) continue;
+
+        TranslatedBlocksToNotExtract.insert(BI);
+      }
+    }
+
+    BlocksToNotExtractByName.pop_back();
+  }
+
+  // Now that we know which blocks to not extract, figure out which ones we WANT
+  // to extract.
+  std::vector<BasicBlock*> BlocksToExtract;
+  for (Module::iterator F = M.begin(), E = M.end(); F != E; ++F)
+    for (Function::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB)
+      if (!TranslatedBlocksToNotExtract.count(BB))
+        BlocksToExtract.push_back(BB);
+
+  for (unsigned i = 0, e = BlocksToExtract.size(); i != e; ++i)
+    ExtractBasicBlock(BlocksToExtract[i]);
+
+  return !BlocksToExtract.empty();
 }