include/llvm/Analysis/ScalarEvolution.h

   1 //===- llvm/Analysis/ScalarEvolution.h - Scalar Evolution -------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // The ScalarEvolution class is an LLVM pass which can be used to analyze and
  11 // catagorize scalar expressions in loops.  It specializes in recognizing
  12 // general induction variables, representing them with the abstract and opaque
  13 // SCEV class.  Given this analysis, trip counts of loops and other important
  14 // properties can be obtained.
  15 //
  16 // This analysis is primarily useful for induction variable substitution and
  17 // strength reduction.
  18 //
  19 //===----------------------------------------------------------------------===//
  20
  21 #ifndef LLVM_ANALYSIS_SCALAREVOLUTION_H
  22 #define LLVM_ANALYSIS_SCALAREVOLUTION_H
  23
  24 #include "llvm/Pass.h"
  25 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
  26 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
  27 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
  28 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  29 #include <iosfwd>
  30
  31 namespace llvm {
  32   class APInt;
  33   class ConstantInt;
  34   class Type;
  35   class ScalarEvolution;
  36   class TargetData;
  37   class SCEVConstant;
  38   class SCEVTruncateExpr;
  39   class SCEVZeroExtendExpr;
  40   class SCEVCommutativeExpr;
  41   class SCEVUDivExpr;
  42   class SCEVSignExtendExpr;
  43   class SCEVAddRecExpr;
  44   class SCEVUnknown;
  45
  46   /// SCEV - This class represents an analyzed expression in the program.  These
  47   /// are reference-counted opaque objects that the client is not allowed to
  48   /// do much with directly.
  49   ///
  50   class SCEV {
  51     const unsigned SCEVType;      // The SCEV baseclass this node corresponds to
  52
  53     SCEV(const SCEV &);            // DO NOT IMPLEMENT
  54     void operator=(const SCEV &);  // DO NOT IMPLEMENT
  55   protected:
  56     virtual ~SCEV();
  57   public:
  58     explicit SCEV(unsigned SCEVTy) :
  59       SCEVType(SCEVTy) {}
  60
  61     unsigned getSCEVType() const { return SCEVType; }
  62
  63     /// isLoopInvariant - Return true if the value of this SCEV is unchanging in
  64     /// the specified loop.
  65     virtual bool isLoopInvariant(const Loop *L) const = 0;
  66
  67     /// hasComputableLoopEvolution - Return true if this SCEV changes value in a
  68     /// known way in the specified loop.  This property being true implies that
  69     /// the value is variant in the loop AND that we can emit an expression to
  70     /// compute the value of the expression at any particular loop iteration.
  71     virtual bool hasComputableLoopEvolution(const Loop *L) const = 0;
  72
  73     /// getType - Return the LLVM type of this SCEV expression.
  74     ///
  75     virtual const Type *getType() const = 0;
  76
  77     /// isZero - Return true if the expression is a constant zero.
  78     ///
  79     bool isZero() const;
  80
  81     /// isOne - Return true if the expression is a constant one.
  82     ///
  83     bool isOne() const;
  84
  85     /// isAllOnesValue - Return true if the expression is a constant
  86     /// all-ones value.
  87     ///
  88     bool isAllOnesValue() const;
  89
  90     /// replaceSymbolicValuesWithConcrete - If this SCEV internally references
  91     /// the symbolic value "Sym", construct and return a new SCEV that produces
  92     /// the same value, but which uses the concrete value Conc instead of the
  93     /// symbolic value.  If this SCEV does not use the symbolic value, it
  94     /// returns itself.
  95     virtual const SCEV*
  96     replaceSymbolicValuesWithConcrete(const SCEV* Sym,
  97                                       const SCEV* Conc,
  98                                       ScalarEvolution &SE) const = 0;
  99
 100     /// dominates - Return true if elements that makes up this SCEV dominates
 101     /// the specified basic block.
 102     virtual bool dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const = 0;
 103
 104     /// print - Print out the internal representation of this scalar to the
 105     /// specified stream.  This should really only be used for debugging
 106     /// purposes.
 107     virtual void print(raw_ostream &OS) const = 0;
 108     void print(std::ostream &OS) const;
 109     void print(std::ostream *OS) const { if (OS) print(*OS); }
 110
 111     /// dump - This method is used for debugging.
 112     ///
 113     void dump() const;
 114   };
 115
 116   inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const SCEV &S) {
 117     S.print(OS);
 118     return OS;
 119   }
 120
 121   inline std::ostream &operator<<(std::ostream &OS, const SCEV &S) {
 122     S.print(OS);
 123     return OS;
 124   }
 125
 126   /// SCEVCouldNotCompute - An object of this class is returned by queries that
 127   /// could not be answered.  For example, if you ask for the number of
 128   /// iterations of a linked-list traversal loop, you will get one of these.
 129   /// None of the standard SCEV operations are valid on this class, it is just a
 130   /// marker.
 131   struct SCEVCouldNotCompute : public SCEV {
 132     SCEVCouldNotCompute();
 133
 134     // None of these methods are valid for this object.
 135     virtual bool isLoopInvariant(const Loop *L) const;
 136     virtual const Type *getType() const;
 137     virtual bool hasComputableLoopEvolution(const Loop *L) const;
 138     virtual void print(raw_ostream &OS) const;
 139     virtual const SCEV*
 140     replaceSymbolicValuesWithConcrete(const SCEV* Sym,
 141                                       const SCEV* Conc,
 142                                       ScalarEvolution &SE) const;
 143
 144     virtual bool dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
 145       return true;
 146     }
 147
 148     /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 149     static inline bool classof(const SCEVCouldNotCompute *S) { return true; }
 150     static bool classof(const SCEV *S);
 151   };
 152
 153   /// ScalarEvolution - This class is the main scalar evolution driver.  Because
 154   /// client code (intentionally) can't do much with the SCEV objects directly,
 155   /// they must ask this class for services.
 156   ///
 157   class ScalarEvolution : public FunctionPass {
 158     /// SCEVCallbackVH - A CallbackVH to arrange for ScalarEvolution to be
 159     /// notified whenever a Value is deleted.
 160     class SCEVCallbackVH : public CallbackVH {
 161       ScalarEvolution *SE;
 162       virtual void deleted();
 163       virtual void allUsesReplacedWith(Value *New);
 164     public:
 165       SCEVCallbackVH(Value *V, ScalarEvolution *SE = 0);
 166     };
 167
 168     friend class SCEVCallbackVH;
 169     friend class SCEVExpander;
 170
 171     /// F - The function we are analyzing.
 172     ///
 173     Function *F;
 174
 175     /// LI - The loop information for the function we are currently analyzing.
 176     ///
 177     LoopInfo *LI;
 178
 179     /// TD - The target data information for the target we are targetting.
 180     ///
 181     TargetData *TD;
 182
 183     /// CouldNotCompute - This SCEV is used to represent unknown trip
 184     /// counts and things.
 185     const SCEV* CouldNotCompute;
 186
 187     /// Scalars - This is a cache of the scalars we have analyzed so far.
 188     ///
 189     std::map<SCEVCallbackVH, const SCEV*> Scalars;
 190
 191     /// BackedgeTakenInfo - Information about the backedge-taken count
 192     /// of a loop. This currently inclues an exact count and a maximum count.
 193     ///
 194     struct BackedgeTakenInfo {
 195       /// Exact - An expression indicating the exact backedge-taken count of
 196       /// the loop if it is known, or a SCEVCouldNotCompute otherwise.
 197       const SCEV* Exact;
 198
 199       /// Exact - An expression indicating the least maximum backedge-taken
 200       /// count of the loop that is known, or a SCEVCouldNotCompute.
 201       const SCEV* Max;
 202
 203       /*implicit*/ BackedgeTakenInfo(const SCEV* exact) :
 204         Exact(exact), Max(exact) {}
 205
 206       BackedgeTakenInfo(const SCEV* exact, const SCEV* max) :
 207         Exact(exact), Max(max) {}
 208
 209       /// hasAnyInfo - Test whether this BackedgeTakenInfo contains any
 210       /// computed information, or whether it's all SCEVCouldNotCompute
 211       /// values.
 212       bool hasAnyInfo() const {
 213         return !isa<SCEVCouldNotCompute>(Exact) ||
 214                !isa<SCEVCouldNotCompute>(Max);
 215       }
 216     };
 217
 218     /// BackedgeTakenCounts - Cache the backedge-taken count of the loops for
 219     /// this function as they are computed.
 220     std::map<const Loop*, BackedgeTakenInfo> BackedgeTakenCounts;
 221
 222     /// ConstantEvolutionLoopExitValue - This map contains entries for all of
 223     /// the PHI instructions that we attempt to compute constant evolutions for.
 224     /// This allows us to avoid potentially expensive recomputation of these
 225     /// properties.  An instruction maps to null if we are unable to compute its
 226     /// exit value.
 227     std::map<PHINode*, Constant*> ConstantEvolutionLoopExitValue;
 228
 229     /// ValuesAtScopes - This map contains entries for all the instructions
 230     /// that we attempt to compute getSCEVAtScope information for without
 231     /// using SCEV techniques, which can be expensive.
 232     std::map<Instruction *, std::map<const Loop *, Constant *> > ValuesAtScopes;
 233
 234     /// createSCEV - We know that there is no SCEV for the specified value.
 235     /// Analyze the expression.
 236     const SCEV* createSCEV(Value *V);
 237
 238     /// createNodeForPHI - Provide the special handling we need to analyze PHI
 239     /// SCEVs.
 240     const SCEV* createNodeForPHI(PHINode *PN);
 241
 242     /// createNodeForGEP - Provide the special handling we need to analyze GEP
 243     /// SCEVs.
 244     const SCEV* createNodeForGEP(User *GEP);
 245
 246     /// ReplaceSymbolicValueWithConcrete - This looks up the computed SCEV value
 247     /// for the specified instruction and replaces any references to the
 248     /// symbolic value SymName with the specified value.  This is used during
 249     /// PHI resolution.
 250     void ReplaceSymbolicValueWithConcrete(Instruction *I,
 251                                           const SCEV* SymName,
 252                                           const SCEV* NewVal);
 253
 254     /// getBECount - Subtract the end and start values and divide by the step,
 255     /// rounding up, to get the number of times the backedge is executed. Return
 256     /// CouldNotCompute if an intermediate computation overflows.
 257     const SCEV* getBECount(const SCEV* Start,
 258                           const SCEV* End,
 259                           const SCEV* Step);
 260
 261     /// getBackedgeTakenInfo - Return the BackedgeTakenInfo for the given
 262     /// loop, lazily computing new values if the loop hasn't been analyzed
 263     /// yet.
 264     const BackedgeTakenInfo &getBackedgeTakenInfo(const Loop *L);
 265
 266     /// ComputeBackedgeTakenCount - Compute the number of times the specified
 267     /// loop will iterate.
 268     BackedgeTakenInfo ComputeBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 269
 270     /// ComputeBackedgeTakenCountFromExit - Compute the number of times the
 271     /// backedge of the specified loop will execute if it exits via the
 272     /// specified block.
 273     BackedgeTakenInfo ComputeBackedgeTakenCountFromExit(const Loop *L,
 274                                                       BasicBlock *ExitingBlock);
 275
 276     /// ComputeBackedgeTakenCountFromExitCond - Compute the number of times the
 277     /// backedge of the specified loop will execute if its exit condition
 278     /// were a conditional branch of ExitCond, TBB, and FBB.
 279     BackedgeTakenInfo
 280       ComputeBackedgeTakenCountFromExitCond(const Loop *L,
 281                                             Value *ExitCond,
 282                                             BasicBlock *TBB,
 283                                             BasicBlock *FBB);
 284
 285     /// ComputeBackedgeTakenCountFromExitCondICmp - Compute the number of
 286     /// times the backedge of the specified loop will execute if its exit
 287     /// condition were a conditional branch of the ICmpInst ExitCond, TBB,
 288     /// and FBB.
 289     BackedgeTakenInfo
 290       ComputeBackedgeTakenCountFromExitCondICmp(const Loop *L,
 291                                                 ICmpInst *ExitCond,
 292                                                 BasicBlock *TBB,
 293                                                 BasicBlock *FBB);
 294
 295     /// ComputeLoadConstantCompareBackedgeTakenCount - Given an exit condition
 296     /// of 'icmp op load X, cst', try to see if we can compute the trip count.
 297     const SCEV*
 298       ComputeLoadConstantCompareBackedgeTakenCount(LoadInst *LI,
 299                                                    Constant *RHS,
 300                                                    const Loop *L,
 301                                                    ICmpInst::Predicate p);
 302
 303     /// ComputeBackedgeTakenCountExhaustively - If the trip is known to execute
 304     /// a constant number of times (the condition evolves only from constants),
 305     /// try to evaluate a few iterations of the loop until we get the exit
 306     /// condition gets a value of ExitWhen (true or false).  If we cannot
 307     /// evaluate the trip count of the loop, return CouldNotCompute.
 308     const SCEV* ComputeBackedgeTakenCountExhaustively(const Loop *L, Value *Cond,
 309                                                      bool ExitWhen);
 310
 311     /// HowFarToZero - Return the number of times a backedge comparing the
 312     /// specified value to zero will execute.  If not computable, return
 313     /// CouldNotCompute.
 314     const SCEV* HowFarToZero(const SCEV *V, const Loop *L);
 315
 316     /// HowFarToNonZero - Return the number of times a backedge checking the
 317     /// specified value for nonzero will execute.  If not computable, return
 318     /// CouldNotCompute.
 319     const SCEV* HowFarToNonZero(const SCEV *V, const Loop *L);
 320
 321     /// HowManyLessThans - Return the number of times a backedge containing the
 322     /// specified less-than comparison will execute.  If not computable, return
 323     /// CouldNotCompute. isSigned specifies whether the less-than is signed.
 324     BackedgeTakenInfo HowManyLessThans(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
 325                                        const Loop *L, bool isSigned);
 326
 327     /// getLoopPredecessor - If the given loop's header has exactly one unique
 328     /// predecessor outside the loop, return it. Otherwise return null.
 329     BasicBlock *getLoopPredecessor(const Loop *L);
 330
 331     /// getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB - Return a predecessor of BB
 332     /// (which may not be an immediate predecessor) which has exactly one
 333     /// successor from which BB is reachable, or null if no such block is
 334     /// found.
 335     BasicBlock* getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB(BasicBlock *BB);
 336
 337     /// isNecessaryCond - Test whether the given CondValue value is a condition
 338     /// which is at least as strict as the one described by Pred, LHS, and RHS.
 339     bool isNecessaryCond(Value *Cond, ICmpInst::Predicate Pred,
 340                          const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
 341                          bool Inverse);
 342
 343     /// getConstantEvolutionLoopExitValue - If we know that the specified Phi is
 344     /// in the header of its containing loop, we know the loop executes a
 345     /// constant number of times, and the PHI node is just a recurrence
 346     /// involving constants, fold it.
 347     Constant *getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN, const APInt& BEs,
 348                                                 const Loop *L);
 349
 350     /// forgetLoopPHIs - Delete the memoized SCEVs associated with the
 351     /// PHI nodes in the given loop. This is used when the trip count of
 352     /// the loop may have changed.
 353     void forgetLoopPHIs(const Loop *L);
 354
 355   public:
 356     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 357     ScalarEvolution();
 358
 359     /// isSCEVable - Test if values of the given type are analyzable within
 360     /// the SCEV framework. This primarily includes integer types, and it
 361     /// can optionally include pointer types if the ScalarEvolution class
 362     /// has access to target-specific information.
 363     bool isSCEVable(const Type *Ty) const;
 364
 365     /// getTypeSizeInBits - Return the size in bits of the specified type,
 366     /// for which isSCEVable must return true.
 367     uint64_t getTypeSizeInBits(const Type *Ty) const;
 368
 369     /// getEffectiveSCEVType - Return a type with the same bitwidth as
 370     /// the given type and which represents how SCEV will treat the given
 371     /// type, for which isSCEVable must return true. For pointer types,
 372     /// this is the pointer-sized integer type.
 373     const Type *getEffectiveSCEVType(const Type *Ty) const;
 374
 375     /// getSCEV - Return a SCEV expression handle for the full generality of the
 376     /// specified expression.
 377     const SCEV* getSCEV(Value *V);
 378
 379     const SCEV* getConstant(ConstantInt *V);
 380     const SCEV* getConstant(const APInt& Val);
 381     const SCEV* getConstant(const Type *Ty, uint64_t V, bool isSigned = false);
 382     const SCEV* getTruncateExpr(const SCEV* Op, const Type *Ty);
 383     const SCEV* getZeroExtendExpr(const SCEV* Op, const Type *Ty);
 384     const SCEV* getSignExtendExpr(const SCEV* Op, const Type *Ty);
 385     const SCEV* getAnyExtendExpr(const SCEV* Op, const Type *Ty);
 386     const SCEV* getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV*> &Ops);
 387     const SCEV* getAddExpr(const SCEV* LHS, const SCEV* RHS) {
 388       SmallVector<const SCEV*, 2> Ops;
 389       Ops.push_back(LHS);
 390       Ops.push_back(RHS);
 391       return getAddExpr(Ops);
 392     }
 393     const SCEV* getAddExpr(const SCEV* Op0, const SCEV* Op1,
 394                           const SCEV* Op2) {
 395       SmallVector<const SCEV*, 3> Ops;
 396       Ops.push_back(Op0);
 397       Ops.push_back(Op1);
 398       Ops.push_back(Op2);
 399       return getAddExpr(Ops);
 400     }
 401     const SCEV* getMulExpr(SmallVectorImpl<const SCEV*> &Ops);
 402     const SCEV* getMulExpr(const SCEV* LHS, const SCEV* RHS) {
 403       SmallVector<const SCEV*, 2> Ops;
 404       Ops.push_back(LHS);
 405       Ops.push_back(RHS);
 406       return getMulExpr(Ops);
 407     }
 408     const SCEV* getUDivExpr(const SCEV* LHS, const SCEV* RHS);
 409     const SCEV* getAddRecExpr(const SCEV* Start, const SCEV* Step,
 410                              const Loop *L);
 411     const SCEV* getAddRecExpr(SmallVectorImpl<const SCEV*> &Operands,
 412                              const Loop *L);
 413     const SCEV* getAddRecExpr(const SmallVectorImpl<const SCEV*> &Operands,
 414                              const Loop *L) {
 415       SmallVector<const SCEV*, 4> NewOp(Operands.begin(), Operands.end());
 416       return getAddRecExpr(NewOp, L);
 417     }
 418     const SCEV* getSMaxExpr(const SCEV* LHS, const SCEV* RHS);
 419     const SCEV* getSMaxExpr(SmallVectorImpl<const SCEV*> &Operands);
 420     const SCEV* getUMaxExpr(const SCEV* LHS, const SCEV* RHS);
 421     const SCEV* getUMaxExpr(SmallVectorImpl<const SCEV*> &Operands);
 422     const SCEV* getSMinExpr(const SCEV* LHS, const SCEV* RHS);
 423     const SCEV* getUMinExpr(const SCEV* LHS, const SCEV* RHS);
 424     const SCEV* getUnknown(Value *V);
 425     const SCEV* getCouldNotCompute();
 426
 427     /// getNegativeSCEV - Return the SCEV object corresponding to -V.
 428     ///
 429     const SCEV* getNegativeSCEV(const SCEV* V);
 430
 431     /// getNotSCEV - Return the SCEV object corresponding to ~V.
 432     ///
 433     const SCEV* getNotSCEV(const SCEV* V);
 434
 435     /// getMinusSCEV - Return LHS-RHS.
 436     ///
 437     const SCEV* getMinusSCEV(const SCEV* LHS,
 438                             const SCEV* RHS);
 439
 440     /// getTruncateOrZeroExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion
 441     /// of the input value to the specified type.  If the type must be
 442     /// extended, it is zero extended.
 443     const SCEV* getTruncateOrZeroExtend(const SCEV* V, const Type *Ty);
 444
 445     /// getTruncateOrSignExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion
 446     /// of the input value to the specified type.  If the type must be
 447     /// extended, it is sign extended.
 448     const SCEV* getTruncateOrSignExtend(const SCEV* V, const Type *Ty);
 449
 450     /// getNoopOrZeroExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion of
 451     /// the input value to the specified type.  If the type must be extended,
 452     /// it is zero extended.  The conversion must not be narrowing.
 453     const SCEV* getNoopOrZeroExtend(const SCEV* V, const Type *Ty);
 454
 455     /// getNoopOrSignExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion of
 456     /// the input value to the specified type.  If the type must be extended,
 457     /// it is sign extended.  The conversion must not be narrowing.
 458     const SCEV* getNoopOrSignExtend(const SCEV* V, const Type *Ty);
 459
 460     /// getNoopOrAnyExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion of
 461     /// the input value to the specified type. If the type must be extended,
 462     /// it is extended with unspecified bits. The conversion must not be
 463     /// narrowing.
 464     const SCEV* getNoopOrAnyExtend(const SCEV* V, const Type *Ty);
 465
 466     /// getTruncateOrNoop - Return a SCEV corresponding to a conversion of the
 467     /// input value to the specified type.  The conversion must not be
 468     /// widening.
 469     const SCEV* getTruncateOrNoop(const SCEV* V, const Type *Ty);
 470
 471     /// getIntegerSCEV - Given a SCEVable type, create a constant for the
 472     /// specified signed integer value and return a SCEV for the constant.
 473     const SCEV* getIntegerSCEV(int Val, const Type *Ty);
 474
 475     /// getUMaxFromMismatchedTypes - Promote the operands to the wider of
 476     /// the types using zero-extension, and then perform a umax operation
 477     /// with them.
 478     const SCEV* getUMaxFromMismatchedTypes(const SCEV* LHS,
 479                                           const SCEV* RHS);
 480
 481     /// getUMinFromMismatchedTypes - Promote the operands to the wider of
 482     /// the types using zero-extension, and then perform a umin operation
 483     /// with them.
 484     const SCEV* getUMinFromMismatchedTypes(const SCEV* LHS,
 485                                            const SCEV* RHS);
 486
 487     /// hasSCEV - Return true if the SCEV for this value has already been
 488     /// computed.
 489     bool hasSCEV(Value *V) const;
 490
 491     /// setSCEV - Insert the specified SCEV into the map of current SCEVs for
 492     /// the specified value.
 493     void setSCEV(Value *V, const SCEV* H);
 494
 495     /// getSCEVAtScope - Return a SCEV expression handle for the specified value
 496     /// at the specified scope in the program.  The L value specifies a loop
 497     /// nest to evaluate the expression at, where null is the top-level or a
 498     /// specified loop is immediately inside of the loop.
 499     ///
 500     /// This method can be used to compute the exit value for a variable defined
 501     /// in a loop by querying what the value will hold in the parent loop.
 502     ///
 503     /// In the case that a relevant loop exit value cannot be computed, the
 504     /// original value V is returned.
 505     const SCEV* getSCEVAtScope(const SCEV *S, const Loop *L);
 506
 507     /// getSCEVAtScope - This is a convenience function which does
 508     /// getSCEVAtScope(getSCEV(V), L).
 509     const SCEV* getSCEVAtScope(Value *V, const Loop *L);
 510
 511     /// isLoopGuardedByCond - Test whether entry to the loop is protected by
 512     /// a conditional between LHS and RHS.  This is used to help avoid max
 513     /// expressions in loop trip counts.
 514     bool isLoopGuardedByCond(const Loop *L, ICmpInst::Predicate Pred,
 515                              const SCEV *LHS, const SCEV *RHS);
 516
 517     /// getBackedgeTakenCount - If the specified loop has a predictable
 518     /// backedge-taken count, return it, otherwise return a SCEVCouldNotCompute
 519     /// object. The backedge-taken count is the number of times the loop header
 520     /// will be branched to from within the loop. This is one less than the
 521     /// trip count of the loop, since it doesn't count the first iteration,
 522     /// when the header is branched to from outside the loop.
 523     ///
 524     /// Note that it is not valid to call this method on a loop without a
 525     /// loop-invariant backedge-taken count (see
 526     /// hasLoopInvariantBackedgeTakenCount).
 527     ///
 528     const SCEV* getBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 529
 530     /// getMaxBackedgeTakenCount - Similar to getBackedgeTakenCount, except
 531     /// return the least SCEV value that is known never to be less than the
 532     /// actual backedge taken count.
 533     const SCEV* getMaxBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 534
 535     /// hasLoopInvariantBackedgeTakenCount - Return true if the specified loop
 536     /// has an analyzable loop-invariant backedge-taken count.
 537     bool hasLoopInvariantBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 538
 539     /// forgetLoopBackedgeTakenCount - This method should be called by the
 540     /// client when it has changed a loop in a way that may effect
 541     /// ScalarEvolution's ability to compute a trip count, or if the loop
 542     /// is deleted.
 543     void forgetLoopBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 544
 545     /// GetMinTrailingZeros - Determine the minimum number of zero bits that S is
 546     /// guaranteed to end in (at every loop iteration).  It is, at the same time,
 547     /// the minimum number of times S is divisible by 2.  For example, given {4,+,8}
 548     /// it returns 2.  If S is guaranteed to be 0, it returns the bitwidth of S.
 549     uint32_t GetMinTrailingZeros(const SCEV* S);
 550
 551     /// GetMinLeadingZeros - Determine the minimum number of zero bits that S is
 552     /// guaranteed to begin with (at every loop iteration).
 553     uint32_t GetMinLeadingZeros(const SCEV* S);
 554
 555     /// GetMinSignBits - Determine the minimum number of sign bits that S is
 556     /// guaranteed to begin with.
 557     uint32_t GetMinSignBits(const SCEV* S);
 558
 559     virtual bool runOnFunction(Function &F);
 560     virtual void releaseMemory();
 561     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
 562     void print(raw_ostream &OS, const Module* = 0) const;
 563     virtual void print(std::ostream &OS, const Module* = 0) const;
 564     void print(std::ostream *OS, const Module* M = 0) const {
 565       if (OS) print(*OS, M);
 566     }
 567
 568   private:
 569     // Uniquing tables.
 570     std::map<ConstantInt*, SCEVConstant*> SCEVConstants;
 571     std::map<std::pair<const SCEV*, const Type*>,
 572              SCEVTruncateExpr*> SCEVTruncates;
 573     std::map<std::pair<const SCEV*, const Type*>,
 574              SCEVZeroExtendExpr*> SCEVZeroExtends;
 575     std::map<std::pair<unsigned, std::vector<const SCEV*> >,
 576              SCEVCommutativeExpr*> SCEVCommExprs;
 577     std::map<std::pair<const SCEV*, const SCEV*>,
 578              SCEVUDivExpr*> SCEVUDivs;
 579     std::map<std::pair<const SCEV*, const Type*>,
 580              SCEVSignExtendExpr*> SCEVSignExtends;
 581     std::map<std::pair<const Loop *, std::vector<const SCEV*> >,
 582              SCEVAddRecExpr*> SCEVAddRecExprs;
 583     std::map<Value*, SCEVUnknown*> SCEVUnknowns;
 584   };
 585 }
 586
 587 #endif