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[oota-llvm.git] / lib / Analysis / LoopInfo.cpp
index 29558dab8b58700c02280d16f466ae562c7ccc5b..09dca27958bba23de15a95a10babf61151af122d 100644 (file)
@@ -1,4 +1,11 @@
-//===- LoopInfo.cpp - Natural Loop Calculator -------------------------------=//
+//===- LoopInfo.cpp - Natural Loop Calculator -----------------------------===//
+//
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
+// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file defines the LoopInfo class that is used to identify natural loops
 // and determine the loop depth of various nodes of the CFG.  Note that the
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
+#include "llvm/Constants.h"
+#include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
+#include "llvm/Assembly/Writer.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
-#include "Support/DepthFirstIterator.h"
+#include "llvm/Support/Streams.h"
+#include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include <algorithm>
+#include <ostream>
+using namespace llvm;
 
-AnalysisID LoopInfo::ID(AnalysisID::create<LoopInfo>(), true);
+char LoopInfo::ID = 0;
+static RegisterPass<LoopInfo>
+X("loops", "Natural Loop Construction", true);
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Loop implementation
 //
 bool Loop::contains(const BasicBlock *BB) const {
-  return find(Blocks.begin(), Blocks.end(), BB) != Blocks.end();
+  return std::find(Blocks.begin(), Blocks.end(), BB) != Blocks.end();
 }
 
-void LoopInfo::releaseMemory() {
-  for (std::vector<Loop*>::iterator I = TopLevelLoops.begin(),
-         E = TopLevelLoops.end(); I != E; ++I)
-    delete *I;   // Delete all of the loops...
+bool Loop::isLoopExit(const BasicBlock *BB) const {
+  for (succ_const_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB);
+       SI != SE; ++SI) {
+    if (!contains(*SI))
+      return true;
+  }
+  return false;
+}
 
-  BBMap.clear();                             // Reset internal state of analysis
-  TopLevelLoops.clear();
+/// getNumBackEdges - Calculate the number of back edges to the loop header.
+///
+unsigned Loop::getNumBackEdges() const {
+  unsigned NumBackEdges = 0;
+  BasicBlock *H = getHeader();
+
+  for (pred_iterator I = pred_begin(H), E = pred_end(H); I != E; ++I)
+    if (contains(*I))
+      ++NumBackEdges;
+
+  return NumBackEdges;
+}
+
+/// isLoopInvariant - Return true if the specified value is loop invariant
+///
+bool Loop::isLoopInvariant(Value *V) const {
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+    return !contains(I->getParent());
+  return true;  // All non-instructions are loop invariant
+}
+
+void Loop::print(std::ostream &OS, unsigned Depth) const {
+  OS << std::string(Depth*2, ' ') << "Loop Containing: ";
+
+  for (unsigned i = 0; i < getBlocks().size(); ++i) {
+    if (i) OS << ",";
+    WriteAsOperand(OS, getBlocks()[i], false);
+  }
+  OS << "\n";
+
+  for (iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
+    (*I)->print(OS, Depth+2);
+}
+
+/// verifyLoop - Verify loop structure
+void Loop::verifyLoop() const {
+#ifndef NDEBUG
+  assert (getHeader() && "Loop header is missing");
+  assert (getLoopPreheader() && "Loop preheader is missing");
+  assert (getLoopLatch() && "Loop latch is missing");
+  for (std::vector<Loop*>::const_iterator I = SubLoops.begin(), E = SubLoops.end();
+       I != E; ++I)
+    (*I)->verifyLoop();
+#endif
+}
+
+void Loop::dump() const {
+  print(cerr);
 }
 
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // LoopInfo implementation
 //
-bool LoopInfo::runOnFunction(Function *F) {
+bool LoopInfo::runOnFunction(Function &) {
   releaseMemory();
-  Calculate(getAnalysis<DominatorSet>());    // Update
+  Calculate(getAnalysis<DominatorTree>());    // Update
   return false;
 }
 
-void LoopInfo::Calculate(const DominatorSet &DS) {
-  BasicBlock *RootNode = DS.getRoot();
+void LoopInfo::releaseMemory() {
+  for (std::vector<Loop*>::iterator I = TopLevelLoops.begin(),
+         E = TopLevelLoops.end(); I != E; ++I)
+    delete *I;   // Delete all of the loops...
+
+  BBMap.clear();                             // Reset internal state of analysis
+  TopLevelLoops.clear();
+}
+
+void LoopInfo::Calculate(DominatorTree &DT) {
+  BasicBlock *RootNode = DT.getRootNode()->getBlock();
 
   for (df_iterator<BasicBlock*> NI = df_begin(RootNode),
-        NE = df_end(RootNode); NI != NE; ++NI)
-    if (Loop *L = ConsiderForLoop(*NI, DS))
+         NE = df_end(RootNode); NI != NE; ++NI)
+    if (Loop *L = ConsiderForLoop(*NI, DT))
       TopLevelLoops.push_back(L);
-
-  for (unsigned i = 0; i < TopLevelLoops.size(); ++i)
-    TopLevelLoops[i]->setLoopDepth(1);
 }
 
 void LoopInfo::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   AU.setPreservesAll();
-  AU.addRequired(DominatorSet::ID);
-  AU.addProvided(ID);
+  AU.addRequired<DominatorTree>();
 }
 
+void LoopInfo::print(std::ostream &OS, const Module* ) const {
+  for (unsigned i = 0; i < TopLevelLoops.size(); ++i)
+    TopLevelLoops[i]->print(OS);
+#if 0
+  for (std::map<BasicBlock*, Loop*>::const_iterator I = BBMap.begin(),
+         E = BBMap.end(); I != E; ++I)
+    OS << "BB '" << I->first->getName() << "' level = "
+       << I->second->getLoopDepth() << "\n";
+#endif
+}
 
-Loop *LoopInfo::ConsiderForLoop(BasicBlock *BB, const DominatorSet &DS) {
-  if (BBMap.find(BB) != BBMap.end()) return 0;   // Havn't processed this node?
+static bool isNotAlreadyContainedIn(Loop *SubLoop, Loop *ParentLoop) {
+  if (SubLoop == 0) return true;
+  if (SubLoop == ParentLoop) return false;
+  return isNotAlreadyContainedIn(SubLoop->getParentLoop(), ParentLoop);
+}
+
+Loop *LoopInfo::ConsiderForLoop(BasicBlock *BB, DominatorTree &DT) {
+  if (BBMap.find(BB) != BBMap.end()) return 0;   // Haven't processed this node?
 
   std::vector<BasicBlock *> TodoStack;
 
   // Scan the predecessors of BB, checking to see if BB dominates any of
-  // them.
+  // them.  This identifies backedges which target this node...
   for (pred_iterator I = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); I != E; ++I)
-    if (DS.dominates(BB, *I))   // If BB dominates it's predecessor...
+    if (DT.dominates(BB, *I))   // If BB dominates it's predecessor...
       TodoStack.push_back(*I);
 
-  if (TodoStack.empty()) return 0;  // Doesn't dominate any predecessors...
+  if (TodoStack.empty()) return 0;  // No backedges to this block...
 
   // Create a new loop to represent this basic block...
   Loop *L = new Loop(BB);
   BBMap[BB] = L;
 
+  BasicBlock *EntryBlock = &BB->getParent()->getEntryBlock();
+
   while (!TodoStack.empty()) {  // Process all the nodes in the loop
     BasicBlock *X = TodoStack.back();
     TodoStack.pop_back();
 
-    if (!L->contains(X)) {                  // As of yet unprocessed??
+    if (!L->contains(X) &&         // As of yet unprocessed??
+        DT.dominates(EntryBlock, X)) {   // X is reachable from entry block?
+      // Check to see if this block already belongs to a loop.  If this occurs
+      // then we have a case where a loop that is supposed to be a child of the
+      // current loop was processed before the current loop.  When this occurs,
+      // this child loop gets added to a part of the current loop, making it a
+      // sibling to the current loop.  We have to reparent this loop.
+      if (Loop *SubLoop = const_cast<Loop*>(getLoopFor(X)))
+        if (SubLoop->getHeader() == X && isNotAlreadyContainedIn(SubLoop, L)) {
+          // Remove the subloop from it's current parent...
+          assert(SubLoop->ParentLoop && SubLoop->ParentLoop != L);
+          Loop *SLP = SubLoop->ParentLoop;  // SubLoopParent
+          std::vector<Loop*>::iterator I =
+            std::find(SLP->SubLoops.begin(), SLP->SubLoops.end(), SubLoop);
+          assert(I != SLP->SubLoops.end() && "SubLoop not a child of parent?");
+          SLP->SubLoops.erase(I);   // Remove from parent...
+
+          // Add the subloop to THIS loop...
+          SubLoop->ParentLoop = L;
+          L->SubLoops.push_back(SubLoop);
+        }
+
+      // Normal case, add the block to our loop...
       L->Blocks.push_back(X);
 
       // Add all of the predecessors of X to the end of the work stack...
@@ -89,22 +200,482 @@ Loop *LoopInfo::ConsiderForLoop(BasicBlock *BB, const DominatorSet &DS) {
     }
   }
 
+  // If there are any loops nested within this loop, create them now!
+  for (std::vector<BasicBlock*>::iterator I = L->Blocks.begin(),
+         E = L->Blocks.end(); I != E; ++I)
+    if (Loop *NewLoop = ConsiderForLoop(*I, DT)) {
+      L->SubLoops.push_back(NewLoop);
+      NewLoop->ParentLoop = L;
+    }
+
   // Add the basic blocks that comprise this loop to the BBMap so that this
-  // loop can be found for them.  Also check subsidary basic blocks to see if
-  // they start subloops of their own.
+  // loop can be found for them.
   //
-  for (std::vector<BasicBlock*>::reverse_iterator I = L->Blocks.rbegin(),
-        E = L->Blocks.rend(); I != E; ++I) {
+  for (std::vector<BasicBlock*>::iterator I = L->Blocks.begin(),
+         E = L->Blocks.end(); I != E; ++I) {
+    std::map<BasicBlock*, Loop*>::iterator BBMI = BBMap.lower_bound(*I);
+    if (BBMI == BBMap.end() || BBMI->first != *I)  // Not in map yet...
+      BBMap.insert(BBMI, std::make_pair(*I, L));   // Must be at this level
+  }
 
-    // Check to see if this block starts a new loop
-    if (Loop *NewLoop = ConsiderForLoop(*I, DS)) {
-      L->SubLoops.push_back(NewLoop);
-      NewLoop->ParentLoop = L;
+  // Now that we have a list of all of the child loops of this loop, check to
+  // see if any of them should actually be nested inside of each other.  We can
+  // accidentally pull loops our of their parents, so we must make sure to
+  // organize the loop nests correctly now.
+  {
+    std::map<BasicBlock*, Loop*> ContainingLoops;
+    for (unsigned i = 0; i != L->SubLoops.size(); ++i) {
+      Loop *Child = L->SubLoops[i];
+      assert(Child->getParentLoop() == L && "Not proper child loop?");
+
+      if (Loop *ContainingLoop = ContainingLoops[Child->getHeader()]) {
+        // If there is already a loop which contains this loop, move this loop
+        // into the containing loop.
+        MoveSiblingLoopInto(Child, ContainingLoop);
+        --i;  // The loop got removed from the SubLoops list.
+      } else {
+        // This is currently considered to be a top-level loop.  Check to see if
+        // any of the contained blocks are loop headers for subloops we have
+        // already processed.
+        for (unsigned b = 0, e = Child->Blocks.size(); b != e; ++b) {
+          Loop *&BlockLoop = ContainingLoops[Child->Blocks[b]];
+          if (BlockLoop == 0) {   // Child block not processed yet...
+            BlockLoop = Child;
+          } else if (BlockLoop != Child) {
+            Loop *SubLoop = BlockLoop;
+            // Reparent all of the blocks which used to belong to BlockLoops
+            for (unsigned j = 0, e = SubLoop->Blocks.size(); j != e; ++j)
+              ContainingLoops[SubLoop->Blocks[j]] = Child;
+
+            // There is already a loop which contains this block, that means
+            // that we should reparent the loop which the block is currently
+            // considered to belong to to be a child of this loop.
+            MoveSiblingLoopInto(SubLoop, Child);
+            --i;  // We just shrunk the SubLoops list.
+          }
+        }
+      }
     }
-  
-    if (BBMap.find(*I) == BBMap.end())
-      BBMap.insert(std::make_pair(*I, L));
   }
 
   return L;
 }
+
+/// MoveSiblingLoopInto - This method moves the NewChild loop to live inside of
+/// the NewParent Loop, instead of being a sibling of it.
+void LoopInfo::MoveSiblingLoopInto(Loop *NewChild, Loop *NewParent) {
+  Loop *OldParent = NewChild->getParentLoop();
+  assert(OldParent && OldParent == NewParent->getParentLoop() &&
+         NewChild != NewParent && "Not sibling loops!");
+
+  // Remove NewChild from being a child of OldParent
+  std::vector<Loop*>::iterator I =
+    std::find(OldParent->SubLoops.begin(), OldParent->SubLoops.end(), NewChild);
+  assert(I != OldParent->SubLoops.end() && "Parent fields incorrect??");
+  OldParent->SubLoops.erase(I);   // Remove from parent's subloops list
+  NewChild->ParentLoop = 0;
+
+  InsertLoopInto(NewChild, NewParent);
+}
+
+/// InsertLoopInto - This inserts loop L into the specified parent loop.  If the
+/// parent loop contains a loop which should contain L, the loop gets inserted
+/// into L instead.
+void LoopInfo::InsertLoopInto(Loop *L, Loop *Parent) {
+  BasicBlock *LHeader = L->getHeader();
+  assert(Parent->contains(LHeader) && "This loop should not be inserted here!");
+
+  // Check to see if it belongs in a child loop...
+  for (unsigned i = 0, e = Parent->SubLoops.size(); i != e; ++i)
+    if (Parent->SubLoops[i]->contains(LHeader)) {
+      InsertLoopInto(L, Parent->SubLoops[i]);
+      return;
+    }
+
+  // If not, insert it here!
+  Parent->SubLoops.push_back(L);
+  L->ParentLoop = Parent;
+}
+
+/// changeLoopFor - Change the top-level loop that contains BB to the
+/// specified loop.  This should be used by transformations that restructure
+/// the loop hierarchy tree.
+void LoopInfo::changeLoopFor(BasicBlock *BB, Loop *L) {
+  Loop *&OldLoop = BBMap[BB];
+  assert(OldLoop && "Block not in a loop yet!");
+  OldLoop = L;
+}
+
+/// changeTopLevelLoop - Replace the specified loop in the top-level loops
+/// list with the indicated loop.
+void LoopInfo::changeTopLevelLoop(Loop *OldLoop, Loop *NewLoop) {
+  std::vector<Loop*>::iterator I = std::find(TopLevelLoops.begin(),
+                                             TopLevelLoops.end(), OldLoop);
+  assert(I != TopLevelLoops.end() && "Old loop not at top level!");
+  *I = NewLoop;
+  assert(NewLoop->ParentLoop == 0 && OldLoop->ParentLoop == 0 &&
+         "Loops already embedded into a subloop!");
+}
+
+/// removeLoop - This removes the specified top-level loop from this loop info
+/// object.  The loop is not deleted, as it will presumably be inserted into
+/// another loop.
+Loop *LoopInfo::removeLoop(iterator I) {
+  assert(I != end() && "Cannot remove end iterator!");
+  Loop *L = *I;
+  assert(L->getParentLoop() == 0 && "Not a top-level loop!");
+  TopLevelLoops.erase(TopLevelLoops.begin() + (I-begin()));
+  return L;
+}
+
+/// removeBlock - This method completely removes BB from all data structures,
+/// including all of the Loop objects it is nested in and our mapping from
+/// BasicBlocks to loops.
+void LoopInfo::removeBlock(BasicBlock *BB) {
+  std::map<BasicBlock *, Loop*>::iterator I = BBMap.find(BB);
+  if (I != BBMap.end()) {
+    for (Loop *L = I->second; L; L = L->getParentLoop())
+      L->removeBlockFromLoop(BB);
+
+    BBMap.erase(I);
+  }
+}
+
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// APIs for simple analysis of the loop.
+//
+
+/// getExitingBlocks - Return all blocks inside the loop that have successors
+/// outside of the loop.  These are the blocks _inside of the current loop_
+/// which branch out.  The returned list is always unique.
+///
+void Loop::getExitingBlocks(SmallVectorImpl<BasicBlock*> &ExitingBlocks) const {
+  // Sort the blocks vector so that we can use binary search to do quick
+  // lookups.
+  SmallVector<BasicBlock*, 128> LoopBBs(block_begin(), block_end());
+  std::sort(LoopBBs.begin(), LoopBBs.end());
+  
+  for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator BI = Blocks.begin(),
+       BE = Blocks.end(); BI != BE; ++BI)
+    for (succ_iterator I = succ_begin(*BI), E = succ_end(*BI); I != E; ++I)
+      if (!std::binary_search(LoopBBs.begin(), LoopBBs.end(), *I)) {
+        // Not in current loop? It must be an exit block.
+        ExitingBlocks.push_back(*BI);
+        break;
+      }
+}
+
+/// getExitBlocks - Return all of the successor blocks of this loop.  These
+/// are the blocks _outside of the current loop_ which are branched to.
+///
+void Loop::getExitBlocks(SmallVectorImpl<BasicBlock*> &ExitBlocks) const {
+  // Sort the blocks vector so that we can use binary search to do quick
+  // lookups.
+  SmallVector<BasicBlock*, 128> LoopBBs(block_begin(), block_end());
+  std::sort(LoopBBs.begin(), LoopBBs.end());
+  
+  for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator BI = Blocks.begin(),
+       BE = Blocks.end(); BI != BE; ++BI)
+    for (succ_iterator I = succ_begin(*BI), E = succ_end(*BI); I != E; ++I)
+      if (!std::binary_search(LoopBBs.begin(), LoopBBs.end(), *I))
+        // Not in current loop? It must be an exit block.
+        ExitBlocks.push_back(*I);
+}
+
+/// getUniqueExitBlocks - Return all unique successor blocks of this loop. These
+/// are the blocks _outside of the current loop_ which are branched to. This
+/// assumes that loop is in canonical form.
+//
+void Loop::getUniqueExitBlocks(SmallVectorImpl<BasicBlock*> &ExitBlocks) const {
+  // Sort the blocks vector so that we can use binary search to do quick
+  // lookups.
+  SmallVector<BasicBlock*, 128> LoopBBs(block_begin(), block_end());
+  std::sort(LoopBBs.begin(), LoopBBs.end());
+
+  std::vector<BasicBlock*> switchExitBlocks;  
+  
+  for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator BI = Blocks.begin(),
+    BE = Blocks.end(); BI != BE; ++BI) {
+
+    BasicBlock *current = *BI;
+    switchExitBlocks.clear();
+
+    for (succ_iterator I = succ_begin(*BI), E = succ_end(*BI); I != E; ++I) {
+      if (std::binary_search(LoopBBs.begin(), LoopBBs.end(), *I))
+    // If block is inside the loop then it is not a exit block.
+        continue;
+
+      pred_iterator PI = pred_begin(*I);
+      BasicBlock *firstPred = *PI;
+
+      // If current basic block is this exit block's first predecessor
+      // then only insert exit block in to the output ExitBlocks vector.
+      // This ensures that same exit block is not inserted twice into
+      // ExitBlocks vector.
+      if (current != firstPred) 
+        continue;
+
+      // If a terminator has more then two successors, for example SwitchInst,
+      // then it is possible that there are multiple edges from current block 
+      // to one exit block. 
+      if (current->getTerminator()->getNumSuccessors() <= 2) {
+        ExitBlocks.push_back(*I);
+        continue;
+      }
+      
+      // In case of multiple edges from current block to exit block, collect
+      // only one edge in ExitBlocks. Use switchExitBlocks to keep track of
+      // duplicate edges.
+      if (std::find(switchExitBlocks.begin(), switchExitBlocks.end(), *I) 
+          == switchExitBlocks.end()) {
+        switchExitBlocks.push_back(*I);
+        ExitBlocks.push_back(*I);
+      }
+    }
+  }
+}
+
+
+/// getLoopPreheader - If there is a preheader for this loop, return it.  A
+/// loop has a preheader if there is only one edge to the header of the loop
+/// from outside of the loop.  If this is the case, the block branching to the
+/// header of the loop is the preheader node.
+///
+/// This method returns null if there is no preheader for the loop.
+///
+BasicBlock *Loop::getLoopPreheader() const {
+  // Keep track of nodes outside the loop branching to the header...
+  BasicBlock *Out = 0;
+
+  // Loop over the predecessors of the header node...
+  BasicBlock *Header = getHeader();
+  for (pred_iterator PI = pred_begin(Header), PE = pred_end(Header);
+       PI != PE; ++PI)
+    if (!contains(*PI)) {     // If the block is not in the loop...
+      if (Out && Out != *PI)
+        return 0;             // Multiple predecessors outside the loop
+      Out = *PI;
+    }
+
+  // Make sure there is only one exit out of the preheader.
+  assert(Out && "Header of loop has no predecessors from outside loop?");
+  succ_iterator SI = succ_begin(Out);
+  ++SI;
+  if (SI != succ_end(Out))
+    return 0;  // Multiple exits from the block, must not be a preheader.
+
+  // If there is exactly one preheader, return it.  If there was zero, then Out
+  // is still null.
+  return Out;
+}
+
+/// getLoopLatch - If there is a latch block for this loop, return it.  A
+/// latch block is the canonical backedge for a loop.  A loop header in normal
+/// form has two edges into it: one from a preheader and one from a latch
+/// block.
+BasicBlock *Loop::getLoopLatch() const {
+  BasicBlock *Header = getHeader();
+  pred_iterator PI = pred_begin(Header), PE = pred_end(Header);
+  if (PI == PE) return 0;  // no preds?
+  
+  BasicBlock *Latch = 0;
+  if (contains(*PI))
+    Latch = *PI;
+  ++PI;
+  if (PI == PE) return 0;  // only one pred?
+  
+  if (contains(*PI)) {
+    if (Latch) return 0;  // multiple backedges
+    Latch = *PI;
+  }
+  ++PI;
+  if (PI != PE) return 0;  // more than two preds
+  
+  return Latch;  
+}
+
+/// getCanonicalInductionVariable - Check to see if the loop has a canonical
+/// induction variable: an integer recurrence that starts at 0 and increments by
+/// one each time through the loop.  If so, return the phi node that corresponds
+/// to it.
+///
+PHINode *Loop::getCanonicalInductionVariable() const {
+  BasicBlock *H = getHeader();
+
+  BasicBlock *Incoming = 0, *Backedge = 0;
+  pred_iterator PI = pred_begin(H);
+  assert(PI != pred_end(H) && "Loop must have at least one backedge!");
+  Backedge = *PI++;
+  if (PI == pred_end(H)) return 0;  // dead loop
+  Incoming = *PI++;
+  if (PI != pred_end(H)) return 0;  // multiple backedges?
+
+  if (contains(Incoming)) {
+    if (contains(Backedge))
+      return 0;
+    std::swap(Incoming, Backedge);
+  } else if (!contains(Backedge))
+    return 0;
+
+  // Loop over all of the PHI nodes, looking for a canonical indvar.
+  for (BasicBlock::iterator I = H->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
+    PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
+    if (Instruction *Inc =
+        dyn_cast<Instruction>(PN->getIncomingValueForBlock(Backedge)))
+      if (Inc->getOpcode() == Instruction::Add && Inc->getOperand(0) == PN)
+        if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Inc->getOperand(1)))
+          if (CI->equalsInt(1))
+            return PN;
+  }
+  return 0;
+}
+
+/// getCanonicalInductionVariableIncrement - Return the LLVM value that holds
+/// the canonical induction variable value for the "next" iteration of the loop.
+/// This always succeeds if getCanonicalInductionVariable succeeds.
+///
+Instruction *Loop::getCanonicalInductionVariableIncrement() const {
+  if (PHINode *PN = getCanonicalInductionVariable()) {
+    bool P1InLoop = contains(PN->getIncomingBlock(1));
+    return cast<Instruction>(PN->getIncomingValue(P1InLoop));
+  }
+  return 0;
+}
+
+/// getTripCount - Return a loop-invariant LLVM value indicating the number of
+/// times the loop will be executed.  Note that this means that the backedge of
+/// the loop executes N-1 times.  If the trip-count cannot be determined, this
+/// returns null.
+///
+Value *Loop::getTripCount() const {
+  // Canonical loops will end with a 'cmp ne I, V', where I is the incremented
+  // canonical induction variable and V is the trip count of the loop.
+  Instruction *Inc = getCanonicalInductionVariableIncrement();
+  if (Inc == 0) return 0;
+  PHINode *IV = cast<PHINode>(Inc->getOperand(0));
+
+  BasicBlock *BackedgeBlock =
+    IV->getIncomingBlock(contains(IV->getIncomingBlock(1)));
+
+  if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BackedgeBlock->getTerminator()))
+    if (BI->isConditional()) {
+      if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition())) {
+        if (ICI->getOperand(0) == Inc)
+          if (BI->getSuccessor(0) == getHeader()) {
+            if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
+              return ICI->getOperand(1);
+          } else if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ) {
+            return ICI->getOperand(1);
+          }
+      }
+    }
+
+  return 0;
+}
+
+/// isLCSSAForm - Return true if the Loop is in LCSSA form
+bool Loop::isLCSSAForm() const { 
+  // Sort the blocks vector so that we can use binary search to do quick
+  // lookups.
+  SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> LoopBBs(block_begin(), block_end());
+  
+  for (block_iterator BI = block_begin(), E = block_end(); BI != E; ++BI) {
+    BasicBlock *BB = *BI;
+    for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
+      for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end(); UI != E;
+           ++UI) {
+        BasicBlock *UserBB = cast<Instruction>(*UI)->getParent();
+        if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
+          unsigned OperandNo = UI.getOperandNo();
+          UserBB = P->getIncomingBlock(OperandNo/2);
+        }
+        
+        // Check the current block, as a fast-path.  Most values are used in the
+        // same block they are defined in.
+        if (UserBB != BB && !LoopBBs.count(UserBB))
+          return false;
+      }
+  }
+  
+  return true;
+}
+
+//===-------------------------------------------------------------------===//
+// APIs for updating loop information after changing the CFG
+//
+
+/// addBasicBlockToLoop - This function is used by other analyses to update loop
+/// information.  NewBB is set to be a new member of the current loop.  Because
+/// of this, it is added as a member of all parent loops, and is added to the
+/// specified LoopInfo object as being in the current basic block.  It is not
+/// valid to replace the loop header with this method.
+///
+void Loop::addBasicBlockToLoop(BasicBlock *NewBB, LoopInfo &LI) {
+  assert((Blocks.empty() || LI[getHeader()] == this) &&
+         "Incorrect LI specified for this loop!");
+  assert(NewBB && "Cannot add a null basic block to the loop!");
+  assert(LI[NewBB] == 0 && "BasicBlock already in the loop!");
+
+  // Add the loop mapping to the LoopInfo object...
+  LI.BBMap[NewBB] = this;
+
+  // Add the basic block to this loop and all parent loops...
+  Loop *L = this;
+  while (L) {
+    L->Blocks.push_back(NewBB);
+    L = L->getParentLoop();
+  }
+}
+
+/// replaceChildLoopWith - This is used when splitting loops up.  It replaces
+/// the OldChild entry in our children list with NewChild, and updates the
+/// parent pointers of the two loops as appropriate.
+void Loop::replaceChildLoopWith(Loop *OldChild, Loop *NewChild) {
+  assert(OldChild->ParentLoop == this && "This loop is already broken!");
+  assert(NewChild->ParentLoop == 0 && "NewChild already has a parent!");
+  std::vector<Loop*>::iterator I = std::find(SubLoops.begin(), SubLoops.end(),
+                                             OldChild);
+  assert(I != SubLoops.end() && "OldChild not in loop!");
+  *I = NewChild;
+  OldChild->ParentLoop = 0;
+  NewChild->ParentLoop = this;
+}
+
+/// addChildLoop - Add the specified loop to be a child of this loop.
+///
+void Loop::addChildLoop(Loop *NewChild) {
+  assert(NewChild->ParentLoop == 0 && "NewChild already has a parent!");
+  NewChild->ParentLoop = this;
+  SubLoops.push_back(NewChild);
+}
+
+template<typename T>
+static void RemoveFromVector(std::vector<T*> &V, T *N) {
+  typename std::vector<T*>::iterator I = std::find(V.begin(), V.end(), N);
+  assert(I != V.end() && "N is not in this list!");
+  V.erase(I);
+}
+
+/// removeChildLoop - This removes the specified child from being a subloop of
+/// this loop.  The loop is not deleted, as it will presumably be inserted
+/// into another loop.
+Loop *Loop::removeChildLoop(iterator I) {
+  assert(I != SubLoops.end() && "Cannot remove end iterator!");
+  Loop *Child = *I;
+  assert(Child->ParentLoop == this && "Child is not a child of this loop!");
+  SubLoops.erase(SubLoops.begin()+(I-begin()));
+  Child->ParentLoop = 0;
+  return Child;
+}
+
+
+/// removeBlockFromLoop - This removes the specified basic block from the
+/// current loop, updating the Blocks and ExitBlocks lists as appropriate.  This
+/// does not update the mapping in the LoopInfo class.
+void Loop::removeBlockFromLoop(BasicBlock *BB) {
+  RemoveFromVector(Blocks, BB);
+}
+
+// Ensure this file gets linked when LoopInfo.h is used.
+DEFINING_FILE_FOR(LoopInfo)