lib/Analysis/LoopInfo.cpp

   1 //===- LoopInfo.cpp - Natural Loop Calculator -----------------------------===//
   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 // This file defines the LoopInfo class that is used to identify natural loops
  11 // and determine the loop depth of various nodes of the CFG.  Note that the
  12 // loops identified may actually be several natural loops that share the same
  13 // header node... not just a single natural loop.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
  18 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  19 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  20 #include "llvm/Analysis/LoopInfoImpl.h"
  21 #include "llvm/Analysis/LoopIterator.h"
  22 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  23 #include "llvm/IR/CFG.h"
  24 #include "llvm/IR/Constants.h"
  25 #include "llvm/IR/Dominators.h"
  26 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  27 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  28 #include "llvm/IR/Metadata.h"
  29 #include "llvm/IR/PassManager.h"
  30 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  31 #include "llvm/Support/Debug.h"
  32 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  33 #include <algorithm>
  34 using namespace llvm;
  35
  36 // Explicitly instantiate methods in LoopInfoImpl.h for IR-level Loops.
  37 template class llvm::LoopBase<BasicBlock, Loop>;
  38 template class llvm::LoopInfoBase<BasicBlock, Loop>;
  39
  40 // Always verify loopinfo if expensive checking is enabled.
  41 #ifdef XDEBUG
  42 static bool VerifyLoopInfo = true;
  43 #else
  44 static bool VerifyLoopInfo = false;
  45 #endif
  46 static cl::opt<bool,true>
  47 VerifyLoopInfoX("verify-loop-info", cl::location(VerifyLoopInfo),
  48                 cl::desc("Verify loop info (time consuming)"));
  49
  50 // Loop identifier metadata name.
  51 static const char *const LoopMDName = "llvm.loop";
  52
  53 //===----------------------------------------------------------------------===//
  54 // Loop implementation
  55 //
  56
  57 /// isLoopInvariant - Return true if the specified value is loop invariant
  58 ///
  59 bool Loop::isLoopInvariant(const Value *V) const {
  60   if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
  61     return !contains(I);
  62   return true;  // All non-instructions are loop invariant
  63 }
  64
  65 /// hasLoopInvariantOperands - Return true if all the operands of the
  66 /// specified instruction are loop invariant.
  67 bool Loop::hasLoopInvariantOperands(const Instruction *I) const {
  68   return all_of(I->operands(), [this](Value *V) { return isLoopInvariant(V); });
  69 }
  70
  71 /// makeLoopInvariant - If the given value is an instruciton inside of the
  72 /// loop and it can be hoisted, do so to make it trivially loop-invariant.
  73 /// Return true if the value after any hoisting is loop invariant. This
  74 /// function can be used as a slightly more aggressive replacement for
  75 /// isLoopInvariant.
  76 ///
  77 /// If InsertPt is specified, it is the point to hoist instructions to.
  78 /// If null, the terminator of the loop preheader is used.
  79 ///
  80 bool Loop::makeLoopInvariant(Value *V, bool &Changed,
  81                              Instruction *InsertPt) const {
  82   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
  83     return makeLoopInvariant(I, Changed, InsertPt);
  84   return true;  // All non-instructions are loop-invariant.
  85 }
  86
  87 /// makeLoopInvariant - If the given instruction is inside of the
  88 /// loop and it can be hoisted, do so to make it trivially loop-invariant.
  89 /// Return true if the instruction after any hoisting is loop invariant. This
  90 /// function can be used as a slightly more aggressive replacement for
  91 /// isLoopInvariant.
  92 ///
  93 /// If InsertPt is specified, it is the point to hoist instructions to.
  94 /// If null, the terminator of the loop preheader is used.
  95 ///
  96 bool Loop::makeLoopInvariant(Instruction *I, bool &Changed,
  97                              Instruction *InsertPt) const {
  98   // Test if the value is already loop-invariant.
  99   if (isLoopInvariant(I))
 100     return true;
 101   if (!isSafeToSpeculativelyExecute(I))
 102     return false;
 103   if (I->mayReadFromMemory())
 104     return false;
 105   // EH block instructions are immobile.
 106   if (I->isEHPad())
 107     return false;
 108   // Determine the insertion point, unless one was given.
 109   if (!InsertPt) {
 110     BasicBlock *Preheader = getLoopPreheader();
 111     // Without a preheader, hoisting is not feasible.
 112     if (!Preheader)
 113       return false;
 114     InsertPt = Preheader->getTerminator();
 115   }
 116   // Don't hoist instructions with loop-variant operands.
 117   for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
 118     if (!makeLoopInvariant(I->getOperand(i), Changed, InsertPt))
 119       return false;
 120
 121   // Hoist.
 122   I->moveBefore(InsertPt);
 123   Changed = true;
 124   return true;
 125 }
 126
 127 /// getCanonicalInductionVariable - Check to see if the loop has a canonical
 128 /// induction variable: an integer recurrence that starts at 0 and increments
 129 /// by one each time through the loop.  If so, return the phi node that
 130 /// corresponds to it.
 131 ///
 132 /// The IndVarSimplify pass transforms loops to have a canonical induction
 133 /// variable.
 134 ///
 135 PHINode *Loop::getCanonicalInductionVariable() const {
 136   BasicBlock *H = getHeader();
 137
 138   BasicBlock *Incoming = nullptr, *Backedge = nullptr;
 139   pred_iterator PI = pred_begin(H);
 140   assert(PI != pred_end(H) &&
 141          "Loop must have at least one backedge!");
 142   Backedge = *PI++;
 143   if (PI == pred_end(H)) return nullptr;  // dead loop
 144   Incoming = *PI++;
 145   if (PI != pred_end(H)) return nullptr;  // multiple backedges?
 146
 147   if (contains(Incoming)) {
 148     if (contains(Backedge))
 149       return nullptr;
 150     std::swap(Incoming, Backedge);
 151   } else if (!contains(Backedge))
 152     return nullptr;
 153
 154   // Loop over all of the PHI nodes, looking for a canonical indvar.
 155   for (BasicBlock::iterator I = H->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
 156     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
 157     if (ConstantInt *CI =
 158         dyn_cast<ConstantInt>(PN->getIncomingValueForBlock(Incoming)))
 159       if (CI->isNullValue())
 160         if (Instruction *Inc =
 161             dyn_cast<Instruction>(PN->getIncomingValueForBlock(Backedge)))
 162           if (Inc->getOpcode() == Instruction::Add &&
 163                 Inc->getOperand(0) == PN)
 164             if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Inc->getOperand(1)))
 165               if (CI->equalsInt(1))
 166                 return PN;
 167   }
 168   return nullptr;
 169 }
 170
 171 /// isLCSSAForm - Return true if the Loop is in LCSSA form
 172 bool Loop::isLCSSAForm(DominatorTree &DT) const {
 173   for (block_iterator BI = block_begin(), E = block_end(); BI != E; ++BI) {
 174     BasicBlock *BB = *BI;
 175     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E;++I)
 176       for (Use &U : I->uses()) {
 177         Instruction *UI = cast<Instruction>(U.getUser());
 178         BasicBlock *UserBB = UI->getParent();
 179         if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(UI))
 180           UserBB = P->getIncomingBlock(U);
 181
 182         // Check the current block, as a fast-path, before checking whether
 183         // the use is anywhere in the loop.  Most values are used in the same
 184         // block they are defined in.  Also, blocks not reachable from the
 185         // entry are special; uses in them don't need to go through PHIs.
 186         if (UserBB != BB &&
 187             !contains(UserBB) &&
 188             DT.isReachableFromEntry(UserBB))
 189           return false;
 190       }
 191   }
 192
 193   return true;
 194 }
 195
 196 /// isLoopSimplifyForm - Return true if the Loop is in the form that
 197 /// the LoopSimplify form transforms loops to, which is sometimes called
 198 /// normal form.
 199 bool Loop::isLoopSimplifyForm() const {
 200   // Normal-form loops have a preheader, a single backedge, and all of their
 201   // exits have all their predecessors inside the loop.
 202   return getLoopPreheader() && getLoopLatch() && hasDedicatedExits();
 203 }
 204
 205 /// isSafeToClone - Return true if the loop body is safe to clone in practice.
 206 /// Routines that reform the loop CFG and split edges often fail on indirectbr.
 207 bool Loop::isSafeToClone() const {
 208   // Return false if any loop blocks contain indirectbrs, or there are any calls
 209   // to noduplicate functions.
 210   for (Loop::block_iterator I = block_begin(), E = block_end(); I != E; ++I) {
 211     if (isa<IndirectBrInst>((*I)->getTerminator()))
 212       return false;
 213
 214     if (const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>((*I)->getTerminator()))
 215       if (II->cannotDuplicate())
 216         return false;
 217
 218     for (BasicBlock::iterator BI = (*I)->begin(), BE = (*I)->end(); BI != BE; ++BI) {
 219       if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
 220         if (CI->cannotDuplicate())
 221           return false;
 222       }
 223     }
 224   }
 225   return true;
 226 }
 227
 228 MDNode *Loop::getLoopID() const {
 229   MDNode *LoopID = nullptr;
 230   if (isLoopSimplifyForm()) {
 231     LoopID = getLoopLatch()->getTerminator()->getMetadata(LoopMDName);
 232   } else {
 233     // Go through each predecessor of the loop header and check the
 234     // terminator for the metadata.
 235     BasicBlock *H = getHeader();
 236     for (block_iterator I = block_begin(), IE = block_end(); I != IE; ++I) {
 237       TerminatorInst *TI = (*I)->getTerminator();
 238       MDNode *MD = nullptr;
 239
 240       // Check if this terminator branches to the loop header.
 241       for (unsigned i = 0, ie = TI->getNumSuccessors(); i != ie; ++i) {
 242         if (TI->getSuccessor(i) == H) {
 243           MD = TI->getMetadata(LoopMDName);
 244           break;
 245         }
 246       }
 247       if (!MD)
 248         return nullptr;
 249
 250       if (!LoopID)
 251         LoopID = MD;
 252       else if (MD != LoopID)
 253         return nullptr;
 254     }
 255   }
 256   if (!LoopID || LoopID->getNumOperands() == 0 ||
 257       LoopID->getOperand(0) != LoopID)
 258     return nullptr;
 259   return LoopID;
 260 }
 261
 262 void Loop::setLoopID(MDNode *LoopID) const {
 263   assert(LoopID && "Loop ID should not be null");
 264   assert(LoopID->getNumOperands() > 0 && "Loop ID needs at least one operand");
 265   assert(LoopID->getOperand(0) == LoopID && "Loop ID should refer to itself");
 266
 267   if (isLoopSimplifyForm()) {
 268     getLoopLatch()->getTerminator()->setMetadata(LoopMDName, LoopID);
 269     return;
 270   }
 271
 272   BasicBlock *H = getHeader();
 273   for (block_iterator I = block_begin(), IE = block_end(); I != IE; ++I) {
 274     TerminatorInst *TI = (*I)->getTerminator();
 275     for (unsigned i = 0, ie = TI->getNumSuccessors(); i != ie; ++i) {
 276       if (TI->getSuccessor(i) == H)
 277         TI->setMetadata(LoopMDName, LoopID);
 278     }
 279   }
 280 }
 281
 282 bool Loop::isAnnotatedParallel() const {
 283   MDNode *desiredLoopIdMetadata = getLoopID();
 284
 285   if (!desiredLoopIdMetadata)
 286       return false;
 287
 288   // The loop branch contains the parallel loop metadata. In order to ensure
 289   // that any parallel-loop-unaware optimization pass hasn't added loop-carried
 290   // dependencies (thus converted the loop back to a sequential loop), check
 291   // that all the memory instructions in the loop contain parallelism metadata
 292   // that point to the same unique "loop id metadata" the loop branch does.
 293   for (block_iterator BB = block_begin(), BE = block_end(); BB != BE; ++BB) {
 294     for (BasicBlock::iterator II = (*BB)->begin(), EE = (*BB)->end();
 295          II != EE; II++) {
 296
 297       if (!II->mayReadOrWriteMemory())
 298         continue;
 299
 300       // The memory instruction can refer to the loop identifier metadata
 301       // directly or indirectly through another list metadata (in case of
 302       // nested parallel loops). The loop identifier metadata refers to
 303       // itself so we can check both cases with the same routine.
 304       MDNode *loopIdMD =
 305           II->getMetadata(LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access);
 306
 307       if (!loopIdMD)
 308         return false;
 309
 310       bool loopIdMDFound = false;
 311       for (unsigned i = 0, e = loopIdMD->getNumOperands(); i < e; ++i) {
 312         if (loopIdMD->getOperand(i) == desiredLoopIdMetadata) {
 313           loopIdMDFound = true;
 314           break;
 315         }
 316       }
 317
 318       if (!loopIdMDFound)
 319         return false;
 320     }
 321   }
 322   return true;
 323 }
 324
 325
 326 /// hasDedicatedExits - Return true if no exit block for the loop
 327 /// has a predecessor that is outside the loop.
 328 bool Loop::hasDedicatedExits() const {
 329   // Each predecessor of each exit block of a normal loop is contained
 330   // within the loop.
 331   SmallVector<BasicBlock *, 4> ExitBlocks;
 332   getExitBlocks(ExitBlocks);
 333   for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i)
 334     for (pred_iterator PI = pred_begin(ExitBlocks[i]),
 335          PE = pred_end(ExitBlocks[i]); PI != PE; ++PI)
 336       if (!contains(*PI))
 337         return false;
 338   // All the requirements are met.
 339   return true;
 340 }
 341
 342 /// getUniqueExitBlocks - Return all unique successor blocks of this loop.
 343 /// These are the blocks _outside of the current loop_ which are branched to.
 344 /// This assumes that loop exits are in canonical form.
 345 ///
 346 void
 347 Loop::getUniqueExitBlocks(SmallVectorImpl<BasicBlock *> &ExitBlocks) const {
 348   assert(hasDedicatedExits() &&
 349          "getUniqueExitBlocks assumes the loop has canonical form exits!");
 350
 351   SmallVector<BasicBlock *, 32> switchExitBlocks;
 352
 353   for (block_iterator BI = block_begin(), BE = block_end(); BI != BE; ++BI) {
 354
 355     BasicBlock *current = *BI;
 356     switchExitBlocks.clear();
 357
 358     for (succ_iterator I = succ_begin(*BI), E = succ_end(*BI); I != E; ++I) {
 359       // If block is inside the loop then it is not a exit block.
 360       if (contains(*I))
 361         continue;
 362
 363       pred_iterator PI = pred_begin(*I);
 364       BasicBlock *firstPred = *PI;
 365
 366       // If current basic block is this exit block's first predecessor
 367       // then only insert exit block in to the output ExitBlocks vector.
 368       // This ensures that same exit block is not inserted twice into
 369       // ExitBlocks vector.
 370       if (current != firstPred)
 371         continue;
 372
 373       // If a terminator has more then two successors, for example SwitchInst,
 374       // then it is possible that there are multiple edges from current block
 375       // to one exit block.
 376       if (std::distance(succ_begin(current), succ_end(current)) <= 2) {
 377         ExitBlocks.push_back(*I);
 378         continue;
 379       }
 380
 381       // In case of multiple edges from current block to exit block, collect
 382       // only one edge in ExitBlocks. Use switchExitBlocks to keep track of
 383       // duplicate edges.
 384       if (std::find(switchExitBlocks.begin(), switchExitBlocks.end(), *I)
 385           == switchExitBlocks.end()) {
 386         switchExitBlocks.push_back(*I);
 387         ExitBlocks.push_back(*I);
 388       }
 389     }
 390   }
 391 }
 392
 393 /// getUniqueExitBlock - If getUniqueExitBlocks would return exactly one
 394 /// block, return that block. Otherwise return null.
 395 BasicBlock *Loop::getUniqueExitBlock() const {
 396   SmallVector<BasicBlock *, 8> UniqueExitBlocks;
 397   getUniqueExitBlocks(UniqueExitBlocks);
 398   if (UniqueExitBlocks.size() == 1)
 399     return UniqueExitBlocks[0];
 400   return nullptr;
 401 }
 402
 403 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
 404 void Loop::dump() const {
 405   print(dbgs());
 406 }
 407 #endif
 408
 409 //===----------------------------------------------------------------------===//
 410 // UnloopUpdater implementation
 411 //
 412
 413 namespace {
 414 /// Find the new parent loop for all blocks within the "unloop" whose last
 415 /// backedges has just been removed.
 416 class UnloopUpdater {
 417   Loop *Unloop;
 418   LoopInfo *LI;
 419
 420   LoopBlocksDFS DFS;
 421
 422   // Map unloop's immediate subloops to their nearest reachable parents. Nested
 423   // loops within these subloops will not change parents. However, an immediate
 424   // subloop's new parent will be the nearest loop reachable from either its own
 425   // exits *or* any of its nested loop's exits.
 426   DenseMap<Loop*, Loop*> SubloopParents;
 427
 428   // Flag the presence of an irreducible backedge whose destination is a block
 429   // directly contained by the original unloop.
 430   bool FoundIB;
 431
 432 public:
 433   UnloopUpdater(Loop *UL, LoopInfo *LInfo) :
 434     Unloop(UL), LI(LInfo), DFS(UL), FoundIB(false) {}
 435
 436   void updateBlockParents();
 437
 438   void removeBlocksFromAncestors();
 439
 440   void updateSubloopParents();
 441
 442 protected:
 443   Loop *getNearestLoop(BasicBlock *BB, Loop *BBLoop);
 444 };
 445 } // end anonymous namespace
 446
 447 /// updateBlockParents - Update the parent loop for all blocks that are directly
 448 /// contained within the original "unloop".
 449 void UnloopUpdater::updateBlockParents() {
 450   if (Unloop->getNumBlocks()) {
 451     // Perform a post order CFG traversal of all blocks within this loop,
 452     // propagating the nearest loop from sucessors to predecessors.
 453     LoopBlocksTraversal Traversal(DFS, LI);
 454     for (LoopBlocksTraversal::POTIterator POI = Traversal.begin(),
 455            POE = Traversal.end(); POI != POE; ++POI) {
 456
 457       Loop *L = LI->getLoopFor(*POI);
 458       Loop *NL = getNearestLoop(*POI, L);
 459
 460       if (NL != L) {
 461         // For reducible loops, NL is now an ancestor of Unloop.
 462         assert((NL != Unloop && (!NL || NL->contains(Unloop))) &&
 463                "uninitialized successor");
 464         LI->changeLoopFor(*POI, NL);
 465       }
 466       else {
 467         // Or the current block is part of a subloop, in which case its parent
 468         // is unchanged.
 469         assert((FoundIB || Unloop->contains(L)) && "uninitialized successor");
 470       }
 471     }
 472   }
 473   // Each irreducible loop within the unloop induces a round of iteration using
 474   // the DFS result cached by Traversal.
 475   bool Changed = FoundIB;
 476   for (unsigned NIters = 0; Changed; ++NIters) {
 477     assert(NIters < Unloop->getNumBlocks() && "runaway iterative algorithm");
 478
 479     // Iterate over the postorder list of blocks, propagating the nearest loop
 480     // from successors to predecessors as before.
 481     Changed = false;
 482     for (LoopBlocksDFS::POIterator POI = DFS.beginPostorder(),
 483            POE = DFS.endPostorder(); POI != POE; ++POI) {
 484
 485       Loop *L = LI->getLoopFor(*POI);
 486       Loop *NL = getNearestLoop(*POI, L);
 487       if (NL != L) {
 488         assert(NL != Unloop && (!NL || NL->contains(Unloop)) &&
 489                "uninitialized successor");
 490         LI->changeLoopFor(*POI, NL);
 491         Changed = true;
 492       }
 493     }
 494   }
 495 }
 496
 497 /// removeBlocksFromAncestors - Remove unloop's blocks from all ancestors below
 498 /// their new parents.
 499 void UnloopUpdater::removeBlocksFromAncestors() {
 500   // Remove all unloop's blocks (including those in nested subloops) from
 501   // ancestors below the new parent loop.
 502   for (Loop::block_iterator BI = Unloop->block_begin(),
 503          BE = Unloop->block_end(); BI != BE; ++BI) {
 504     Loop *OuterParent = LI->getLoopFor(*BI);
 505     if (Unloop->contains(OuterParent)) {
 506       while (OuterParent->getParentLoop() != Unloop)
 507         OuterParent = OuterParent->getParentLoop();
 508       OuterParent = SubloopParents[OuterParent];
 509     }
 510     // Remove blocks from former Ancestors except Unloop itself which will be
 511     // deleted.
 512     for (Loop *OldParent = Unloop->getParentLoop(); OldParent != OuterParent;
 513          OldParent = OldParent->getParentLoop()) {
 514       assert(OldParent && "new loop is not an ancestor of the original");
 515       OldParent->removeBlockFromLoop(*BI);
 516     }
 517   }
 518 }
 519
 520 /// updateSubloopParents - Update the parent loop for all subloops directly
 521 /// nested within unloop.
 522 void UnloopUpdater::updateSubloopParents() {
 523   while (!Unloop->empty()) {
 524     Loop *Subloop = *std::prev(Unloop->end());
 525     Unloop->removeChildLoop(std::prev(Unloop->end()));
 526
 527     assert(SubloopParents.count(Subloop) && "DFS failed to visit subloop");
 528     if (Loop *Parent = SubloopParents[Subloop])
 529       Parent->addChildLoop(Subloop);
 530     else
 531       LI->addTopLevelLoop(Subloop);
 532   }
 533 }
 534
 535 /// getNearestLoop - Return the nearest parent loop among this block's
 536 /// successors. If a successor is a subloop header, consider its parent to be
 537 /// the nearest parent of the subloop's exits.
 538 ///
 539 /// For subloop blocks, simply update SubloopParents and return NULL.
 540 Loop *UnloopUpdater::getNearestLoop(BasicBlock *BB, Loop *BBLoop) {
 541
 542   // Initially for blocks directly contained by Unloop, NearLoop == Unloop and
 543   // is considered uninitialized.
 544   Loop *NearLoop = BBLoop;
 545
 546   Loop *Subloop = nullptr;
 547   if (NearLoop != Unloop && Unloop->contains(NearLoop)) {
 548     Subloop = NearLoop;
 549     // Find the subloop ancestor that is directly contained within Unloop.
 550     while (Subloop->getParentLoop() != Unloop) {
 551       Subloop = Subloop->getParentLoop();
 552       assert(Subloop && "subloop is not an ancestor of the original loop");
 553     }
 554     // Get the current nearest parent of the Subloop exits, initially Unloop.
 555     NearLoop =
 556       SubloopParents.insert(std::make_pair(Subloop, Unloop)).first->second;
 557   }
 558
 559   succ_iterator I = succ_begin(BB), E = succ_end(BB);
 560   if (I == E) {
 561     assert(!Subloop && "subloop blocks must have a successor");
 562     NearLoop = nullptr; // unloop blocks may now exit the function.
 563   }
 564   for (; I != E; ++I) {
 565     if (*I == BB)
 566       continue; // self loops are uninteresting
 567
 568     Loop *L = LI->getLoopFor(*I);
 569     if (L == Unloop) {
 570       // This successor has not been processed. This path must lead to an
 571       // irreducible backedge.
 572       assert((FoundIB || !DFS.hasPostorder(*I)) && "should have seen IB");
 573       FoundIB = true;
 574     }
 575     if (L != Unloop && Unloop->contains(L)) {
 576       // Successor is in a subloop.
 577       if (Subloop)
 578         continue; // Branching within subloops. Ignore it.
 579
 580       // BB branches from the original into a subloop header.
 581       assert(L->getParentLoop() == Unloop && "cannot skip into nested loops");
 582
 583       // Get the current nearest parent of the Subloop's exits.
 584       L = SubloopParents[L];
 585       // L could be Unloop if the only exit was an irreducible backedge.
 586     }
 587     if (L == Unloop) {
 588       continue;
 589     }
 590     // Handle critical edges from Unloop into a sibling loop.
 591     if (L && !L->contains(Unloop)) {
 592       L = L->getParentLoop();
 593     }
 594     // Remember the nearest parent loop among successors or subloop exits.
 595     if (NearLoop == Unloop || !NearLoop || NearLoop->contains(L))
 596       NearLoop = L;
 597   }
 598   if (Subloop) {
 599     SubloopParents[Subloop] = NearLoop;
 600     return BBLoop;
 601   }
 602   return NearLoop;
 603 }
 604
 605 LoopInfo::LoopInfo(const DominatorTreeBase<BasicBlock> &DomTree) {
 606   analyze(DomTree);
 607 }
 608
 609 /// updateUnloop - The last backedge has been removed from a loop--now the
 610 /// "unloop". Find a new parent for the blocks contained within unloop and
 611 /// update the loop tree. We don't necessarily have valid dominators at this
 612 /// point, but LoopInfo is still valid except for the removal of this loop.
 613 ///
 614 /// Note that Unloop may now be an empty loop. Calling Loop::getHeader without
 615 /// checking first is illegal.
 616 void LoopInfo::updateUnloop(Loop *Unloop) {
 617
 618   // First handle the special case of no parent loop to simplify the algorithm.
 619   if (!Unloop->getParentLoop()) {
 620     // Since BBLoop had no parent, Unloop blocks are no longer in a loop.
 621     for (Loop::block_iterator I = Unloop->block_begin(),
 622                               E = Unloop->block_end();
 623          I != E; ++I) {
 624
 625       // Don't reparent blocks in subloops.
 626       if (getLoopFor(*I) != Unloop)
 627         continue;
 628
 629       // Blocks no longer have a parent but are still referenced by Unloop until
 630       // the Unloop object is deleted.
 631       changeLoopFor(*I, nullptr);
 632     }
 633
 634     // Remove the loop from the top-level LoopInfo object.
 635     for (iterator I = begin();; ++I) {
 636       assert(I != end() && "Couldn't find loop");
 637       if (*I == Unloop) {
 638         removeLoop(I);
 639         break;
 640       }
 641     }
 642
 643     // Move all of the subloops to the top-level.
 644     while (!Unloop->empty())
 645       addTopLevelLoop(Unloop->removeChildLoop(std::prev(Unloop->end())));
 646
 647     return;
 648   }
 649
 650   // Update the parent loop for all blocks within the loop. Blocks within
 651   // subloops will not change parents.
 652   UnloopUpdater Updater(Unloop, this);
 653   Updater.updateBlockParents();
 654
 655   // Remove blocks from former ancestor loops.
 656   Updater.removeBlocksFromAncestors();
 657
 658   // Add direct subloops as children in their new parent loop.
 659   Updater.updateSubloopParents();
 660
 661   // Remove unloop from its parent loop.
 662   Loop *ParentLoop = Unloop->getParentLoop();
 663   for (Loop::iterator I = ParentLoop->begin();; ++I) {
 664     assert(I != ParentLoop->end() && "Couldn't find loop");
 665     if (*I == Unloop) {
 666       ParentLoop->removeChildLoop(I);
 667       break;
 668     }
 669   }
 670 }
 671
 672 char LoopAnalysis::PassID;
 673
 674 LoopInfo LoopAnalysis::run(Function &F, AnalysisManager<Function> *AM) {
 675   // FIXME: Currently we create a LoopInfo from scratch for every function.
 676   // This may prove to be too wasteful due to deallocating and re-allocating
 677   // memory each time for the underlying map and vector datastructures. At some
 678   // point it may prove worthwhile to use a freelist and recycle LoopInfo
 679   // objects. I don't want to add that kind of complexity until the scope of
 680   // the problem is better understood.
 681   LoopInfo LI;
 682   LI.analyze(AM->getResult<DominatorTreeAnalysis>(F));
 683   return LI;
 684 }
 685
 686 PreservedAnalyses LoopPrinterPass::run(Function &F,
 687                                        AnalysisManager<Function> *AM) {
 688   AM->getResult<LoopAnalysis>(F).print(OS);
 689   return PreservedAnalyses::all();
 690 }
 691
 692 //===----------------------------------------------------------------------===//
 693 // LoopInfo implementation
 694 //
 695
 696 char LoopInfoWrapperPass::ID = 0;
 697 INITIALIZE_PASS_BEGIN(LoopInfoWrapperPass, "loops", "Natural Loop Information",
 698                       true, true)
 699 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
 700 INITIALIZE_PASS_END(LoopInfoWrapperPass, "loops", "Natural Loop Information",
 701                     true, true)
 702
 703 bool LoopInfoWrapperPass::runOnFunction(Function &) {
 704   releaseMemory();
 705   LI.analyze(getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree());
 706   return false;
 707 }
 708
 709 void LoopInfoWrapperPass::verifyAnalysis() const {
 710   // LoopInfoWrapperPass is a FunctionPass, but verifying every loop in the
 711   // function each time verifyAnalysis is called is very expensive. The
 712   // -verify-loop-info option can enable this. In order to perform some
 713   // checking by default, LoopPass has been taught to call verifyLoop manually
 714   // during loop pass sequences.
 715   if (VerifyLoopInfo)
 716     LI.verify();
 717 }
 718
 719 void LoopInfoWrapperPass::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 720   AU.setPreservesAll();
 721   AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
 722 }
 723
 724 void LoopInfoWrapperPass::print(raw_ostream &OS, const Module *) const {
 725   LI.print(OS);
 726 }
 727
 728 //===----------------------------------------------------------------------===//
 729 // LoopBlocksDFS implementation
 730 //
 731
 732 /// Traverse the loop blocks and store the DFS result.
 733 /// Useful for clients that just want the final DFS result and don't need to
 734 /// visit blocks during the initial traversal.
 735 void LoopBlocksDFS::perform(LoopInfo *LI) {
 736   LoopBlocksTraversal Traversal(*this, LI);
 737   for (LoopBlocksTraversal::POTIterator POI = Traversal.begin(),
 738          POE = Traversal.end(); POI != POE; ++POI) ;
 739 }