lib/Transforms/Utils/LoopVersioning.cpp

   1 //===- LoopVersioning.cpp - Utility to version a loop ---------------------===//
   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 a utility class to perform loop versioning.  The versioned
  11 // loop speculates that otherwise may-aliasing memory accesses don't overlap and
  12 // emits checks to prove this.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "llvm/Analysis/LoopAccessAnalysis.h"
  17 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
  18 #include "llvm/IR/Dominators.h"
  19 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  20 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
  21 #include "llvm/Transforms/Utils/LoopVersioning.h"
  22
  23 using namespace llvm;
  24
  25 LoopVersioning::LoopVersioning(
  26     SmallVector<RuntimePointerChecking::PointerCheck, 4> Checks,
  27     const LoopAccessInfo &LAI, Loop *L, LoopInfo *LI, DominatorTree *DT,
  28     const SmallVector<int, 8> *PtrToPartition)
  29     : VersionedLoop(L), NonVersionedLoop(nullptr),
  30       PtrToPartition(PtrToPartition), Checks(std::move(Checks)), LAI(LAI),
  31       LI(LI), DT(DT) {
  32   assert(L->getExitBlock() && "No single exit block");
  33   assert(L->getLoopPreheader() && "No preheader");
  34 }
  35
  36 bool LoopVersioning::needsRuntimeChecks() const {
  37   return LAI.getRuntimePointerChecking()->needsAnyChecking(PtrToPartition);
  38 }
  39
  40 void LoopVersioning::versionLoop(Pass *P) {
  41   Instruction *FirstCheckInst;
  42   Instruction *MemRuntimeCheck;
  43   // Add the memcheck in the original preheader (this is empty initially).
  44   BasicBlock *MemCheckBB = VersionedLoop->getLoopPreheader();
  45   std::tie(FirstCheckInst, MemRuntimeCheck) =
  46       LAI.addRuntimeCheck(MemCheckBB->getTerminator(), Checks);
  47   assert(MemRuntimeCheck && "called even though needsAnyChecking = false");
  48
  49   // Rename the block to make the IR more readable.
  50   MemCheckBB->setName(VersionedLoop->getHeader()->getName() + ".lver.memcheck");
  51
  52   // Create empty preheader for the loop (and after cloning for the
  53   // non-versioned loop).
  54   BasicBlock *PH = SplitBlock(MemCheckBB, MemCheckBB->getTerminator(), DT, LI);
  55   PH->setName(VersionedLoop->getHeader()->getName() + ".ph");
  56
  57   // Clone the loop including the preheader.
  58   //
  59   // FIXME: This does not currently preserve SimplifyLoop because the exit
  60   // block is a join between the two loops.
  61   SmallVector<BasicBlock *, 8> NonVersionedLoopBlocks;
  62   NonVersionedLoop =
  63       cloneLoopWithPreheader(PH, MemCheckBB, VersionedLoop, VMap, ".lver.orig",
  64                              LI, DT, NonVersionedLoopBlocks);
  65   remapInstructionsInBlocks(NonVersionedLoopBlocks, VMap);
  66
  67   // Insert the conditional branch based on the result of the memchecks.
  68   Instruction *OrigTerm = MemCheckBB->getTerminator();
  69   BranchInst::Create(NonVersionedLoop->getLoopPreheader(),
  70                      VersionedLoop->getLoopPreheader(), MemRuntimeCheck,
  71                      OrigTerm);
  72   OrigTerm->eraseFromParent();
  73
  74   // The loops merge in the original exit block.  This is now dominated by the
  75   // memchecking block.
  76   DT->changeImmediateDominator(VersionedLoop->getExitBlock(), MemCheckBB);
  77 }
  78
  79 void LoopVersioning::addPHINodes(
  80     const SmallVectorImpl<Instruction *> &DefsUsedOutside) {
  81   BasicBlock *PHIBlock = VersionedLoop->getExitBlock();
  82   assert(PHIBlock && "No single successor to loop exit block");
  83
  84   for (auto *Inst : DefsUsedOutside) {
  85     auto *NonVersionedLoopInst = cast<Instruction>(VMap[Inst]);
  86     PHINode *PN;
  87
  88     // First see if we have a single-operand PHI with the value defined by the
  89     // original loop.
  90     for (auto I = PHIBlock->begin(); (PN = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I) {
  91       assert(PN->getNumOperands() == 1 &&
  92              "Exit block should only have on predecessor");
  93       if (PN->getIncomingValue(0) == Inst)
  94         break;
  95     }
  96     // If not create it.
  97     if (!PN) {
  98       PN = PHINode::Create(Inst->getType(), 2, Inst->getName() + ".lver",
  99                            PHIBlock->begin());
 100       for (auto *User : Inst->users())
 101         if (!VersionedLoop->contains(cast<Instruction>(User)->getParent()))
 102           User->replaceUsesOfWith(Inst, PN);
 103       PN->addIncoming(Inst, VersionedLoop->getExitingBlock());
 104     }
 105     // Add the new incoming value from the non-versioned loop.
 106     PN->addIncoming(NonVersionedLoopInst, NonVersionedLoop->getExitingBlock());
 107   }
 108 }