include/llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h

   1 //===---- llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h - SCEV Exprs --*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines the classes used to generate code from scalar expressions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_ANALYSIS_SCALAREVOLUTION_EXPANDER_H
  15 #define LLVM_ANALYSIS_SCALAREVOLUTION_EXPANDER_H
  16
  17 #include "llvm/BasicBlock.h"
  18 #include "llvm/Constants.h"
  19 #include "llvm/Instructions.h"
  20 #include "llvm/Type.h"
  21 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
  22 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
  23 #include "llvm/Support/CFG.h"
  24
  25 namespace llvm {
  26   /// SCEVExpander - This class uses information about analyze scalars to
  27   /// rewrite expressions in canonical form.
  28   ///
  29   /// Clients should create an instance of this class when rewriting is needed,
  30   /// and destroy it when finished to allow the release of the associated
  31   /// memory.
  32   struct SCEVExpander : public SCEVVisitor<SCEVExpander, Value*> {
  33     ScalarEvolution &SE;
  34     LoopInfo &LI;
  35     std::map<SCEVHandle, Value*> InsertedExpressions;
  36     std::set<Instruction*> InsertedInstructions;
  37
  38     Instruction *InsertPt;
  39
  40     friend struct SCEVVisitor<SCEVExpander, Value*>;
  41   public:
  42     SCEVExpander(ScalarEvolution &se, LoopInfo &li) : SE(se), LI(li) {}
  43
  44     LoopInfo &getLoopInfo() const { return LI; }
  45
  46     /// clear - Erase the contents of the InsertedExpressions map so that users
  47     /// trying to expand the same expression into multiple BasicBlocks or
  48     /// different places within the same BasicBlock can do so.
  49     void clear() { InsertedExpressions.clear(); }
  50
  51     /// isInsertedInstruction - Return true if the specified instruction was
  52     /// inserted by the code rewriter.  If so, the client should not modify the
  53     /// instruction.
  54     bool isInsertedInstruction(Instruction *I) const {
  55       return InsertedInstructions.count(I);
  56     }
  57
  58     /// getOrInsertCanonicalInductionVariable - This method returns the
  59     /// canonical induction variable of the specified type for the specified
  60     /// loop (inserting one if there is none).  A canonical induction variable
  61     /// starts at zero and steps by one on each iteration.
  62     Value *getOrInsertCanonicalInductionVariable(const Loop *L, const Type *Ty){
  63       assert((Ty->isInteger() || Ty->isFloatingPoint()) &&
  64              "Can only insert integer or floating point induction variables!");
  65       SCEVHandle H = SCEVAddRecExpr::get(SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Ty),
  66                                          SCEVUnknown::getIntegerSCEV(1, Ty), L);
  67       return expand(H);
  68     }
  69
  70     /// addInsertedValue - Remember the specified instruction as being the
  71     /// canonical form for the specified SCEV.
  72     void addInsertedValue(Instruction *I, SCEV *S) {
  73       InsertedExpressions[S] = (Value*)I;
  74       InsertedInstructions.insert(I);
  75     }
  76
  77     /// expandCodeFor - Insert code to directly compute the specified SCEV
  78     /// expression into the program.  The inserted code is inserted into the
  79     /// specified block.
  80     ///
  81     /// If a particular value sign is required, a type may be specified for the
  82     /// result.
  83     Value *expandCodeFor(SCEVHandle SH, Instruction *IP, const Type *Ty = 0) {
  84       // Expand the code for this SCEV.
  85       this->InsertPt = IP;
  86       return expandInTy(SH, Ty);
  87     }
  88
  89     /// InsertCastOfTo - Insert a cast of V to the specified type, doing what
  90     /// we can to share the casts.
  91     static Value *InsertCastOfTo(Instruction::CastOps opcode, Value *V,
  92                                  const Type *Ty);
  93
  94   protected:
  95     Value *expand(SCEV *S) {
  96       // Check to see if we already expanded this.
  97       std::map<SCEVHandle, Value*>::iterator I = InsertedExpressions.find(S);
  98       if (I != InsertedExpressions.end())
  99         return I->second;
 100
 101       Value *V = visit(S);
 102       InsertedExpressions[S] = V;
 103       return V;
 104     }
 105
 106     Value *expandInTy(SCEV *S, const Type *Ty) {
 107       Value *V = expand(S);
 108       if (Ty && V->getType() != Ty) {
 109         if (isa<PointerType>(Ty) && V->getType()->isInteger())
 110           return InsertCastOfTo(Instruction::IntToPtr, V, Ty);
 111         else if (Ty->isInteger() && isa<PointerType>(V->getType()))
 112           return InsertCastOfTo(Instruction::PtrToInt, V, Ty);
 113         else if (Ty->getPrimitiveSizeInBits() ==
 114                  V->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
 115           return InsertCastOfTo(Instruction::BitCast, V, Ty);
 116         else if (Ty->getPrimitiveSizeInBits() >
 117                  V->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
 118           return InsertCastOfTo(Instruction::ZExt, V, Ty);
 119         else
 120           return InsertCastOfTo(Instruction::Trunc, V, Ty);
 121       }
 122       return V;
 123     }
 124
 125     Value *visitConstant(SCEVConstant *S) {
 126       return S->getValue();
 127     }
 128
 129     Value *visitTruncateExpr(SCEVTruncateExpr *S) {
 130       Value *V = expand(S->getOperand());
 131       return CastInst::createTruncOrBitCast(V, S->getType(), "tmp.", InsertPt);
 132     }
 133
 134     Value *visitZeroExtendExpr(SCEVZeroExtendExpr *S) {
 135       Value *V = expandInTy(S->getOperand(), S->getType());
 136       return CastInst::createZExtOrBitCast(V, S->getType(), "tmp.", InsertPt);
 137     }
 138
 139     Value *visitAddExpr(SCEVAddExpr *S) {
 140       const Type *Ty = S->getType();
 141       Value *V = expandInTy(S->getOperand(S->getNumOperands()-1), Ty);
 142
 143       // Emit a bunch of add instructions
 144       for (int i = S->getNumOperands()-2; i >= 0; --i)
 145         V = BinaryOperator::createAdd(V, expandInTy(S->getOperand(i), Ty),
 146                                       "tmp.", InsertPt);
 147       return V;
 148     }
 149
 150     Value *visitMulExpr(SCEVMulExpr *S);
 151
 152     Value *visitSDivExpr(SCEVSDivExpr *S) {
 153       const Type *Ty = S->getType();
 154       Value *LHS = expandInTy(S->getLHS(), Ty);
 155       Value *RHS = expandInTy(S->getRHS(), Ty);
 156       return BinaryOperator::createSDiv(LHS, RHS, "tmp.", InsertPt);
 157     }
 158
 159     Value *visitAddRecExpr(SCEVAddRecExpr *S);
 160
 161     Value *visitUnknown(SCEVUnknown *S) {
 162       return S->getValue();
 163     }
 164   };
 165 }
 166
 167 #endif
 168