include/llvm/Analysis/LoopInfo.h

   1 //===- llvm/Analysis/LoopInfo.h - Natural Loop Calculator --------*- C++ -*--=//
   2 //
   3 // This file defines the LoopInfo class that is used to identify natural loops
   4 // and determine the loop depth of various nodes of the CFG.  Note that the
   5 // loops identified may actually be several natural loops that share the same
   6 // header node... not just a single natural loop.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9
  10 #ifndef LLVM_ANALYSIS_LOOP_INFO_H
  11 #define LLVM_ANALYSIS_LOOP_INFO_H
  12
  13 #include "llvm/Pass.h"
  14 #include <set>
  15
  16 class DominatorSet;
  17 class LoopInfo;
  18
  19 //===----------------------------------------------------------------------===//
  20 // Loop class - Instances of this class are used to represent loops that are
  21 // detected in the flow graph
  22 //
  23 class Loop {
  24   Loop *ParentLoop;
  25   std::vector<BasicBlock *> Blocks;  // First entry is the header node
  26   std::vector<Loop*> SubLoops;       // Loops contained entirely within this one
  27   unsigned LoopDepth;                // Nesting depth of this loop
  28
  29   Loop(const Loop &);                  // DO NOT IMPLEMENT
  30   const Loop &operator=(const Loop &); // DO NOT IMPLEMENT
  31 public:
  32
  33   inline unsigned getLoopDepth() const { return LoopDepth; }
  34   inline BasicBlock *getHeader() const { return Blocks.front(); }
  35
  36   // contains - Return true of the specified basic block is in this loop
  37   bool contains(const BasicBlock *BB) const;
  38
  39   // getSubLoops - Return the loops contained entirely within this loop
  40   inline const std::vector<Loop*> &getSubLoops() const { return SubLoops; }
  41   inline const std::vector<BasicBlock*> &getBlocks() const { return Blocks; }
  42
  43 private:
  44   friend class LoopInfo;
  45   inline Loop(BasicBlock *BB) { Blocks.push_back(BB); LoopDepth = 0; }
  46   ~Loop() {
  47     for (unsigned i = 0, e = SubLoops.size(); i != e; ++i)
  48       delete SubLoops[i];
  49   }
  50
  51   void setLoopDepth(unsigned Level) {
  52     LoopDepth = Level;
  53     for (unsigned i = 0, e = SubLoops.size(); i != e; ++i)
  54       SubLoops[i]->setLoopDepth(Level+1);
  55   }
  56 };
  57
  58
  59
  60 //===----------------------------------------------------------------------===//
  61 // LoopInfo - This class builds and contains all of the top level loop
  62 // structures in the specified function.
  63 //
  64 class LoopInfo : public FunctionPass {
  65   // BBMap - Mapping of basic blocks to the inner most loop they occur in
  66   std::map<BasicBlock*, Loop*> BBMap;
  67   std::vector<Loop*> TopLevelLoops;
  68 public:
  69   static AnalysisID ID;            // LoopInfo Analysis ID
  70
  71   // LoopInfo ctor - Calculate the natural loop information for a CFG
  72   LoopInfo(AnalysisID id) { assert(id == ID); }
  73   ~LoopInfo() { releaseMemory(); }
  74
  75   const char *getPassName() const { return "Natural Loop Analysis"; }
  76
  77   const std::vector<Loop*> &getTopLevelLoops() const { return TopLevelLoops; }
  78
  79   // getLoopFor - Return the inner most loop that BB lives in.  If a basic block
  80   // is in no loop (for example the entry node), null is returned.
  81   //
  82   const Loop *getLoopFor(const BasicBlock *BB) const {
  83     std::map<BasicBlock *, Loop*>::const_iterator I=BBMap.find((BasicBlock*)BB);
  84     return I != BBMap.end() ? I->second : 0;
  85   }
  86   inline const Loop *operator[](const BasicBlock *BB) const {
  87     return getLoopFor(BB);
  88   }
  89
  90   // getLoopDepth - Return the loop nesting level of the specified block...
  91   unsigned getLoopDepth(const BasicBlock *BB) const {
  92     const Loop *L = getLoopFor(BB);
  93     return L ? L->getLoopDepth() : 0;
  94   }
  95
  96 #if 0
  97   // isLoopHeader - True if the block is a loop header node
  98   bool isLoopHeader(BasicBlock *BB) const {
  99     return getLoopFor(BB)->getHeader() == BB;
 100   }
 101   // isLoopEnd - True if block jumps to loop entry
 102   bool isLoopEnd(BasicBlock *BB) const;
 103   // isLoopExit - True if block is the loop exit
 104   bool isLoopExit(BasicBlock *BB) const;
 105 #endif
 106
 107   // runOnFunction - Pass framework implementation
 108   virtual bool runOnFunction(Function &F);
 109
 110   virtual void releaseMemory();
 111
 112   // getAnalysisUsage - Provide loop info, require dominator set
 113   //
 114   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
 115
 116 private:
 117   void Calculate(const DominatorSet &DS);
 118   Loop *ConsiderForLoop(BasicBlock *BB, const DominatorSet &DS);
 119 };
 120
 121 #endif