Recommit r256952 "Filtering IR printing for print-after-all/print-before-all"
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / LoopPass.cpp
index fe1672a403706453ef02d65bd34f2168298d6986..e24a9e46fc1577a3a6104ff2818dbcc226937c4c 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by Devang Patel and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
+#include "llvm/IR/IRPrintingPasses.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/PassManager.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/Timer.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "loop-pass-manager"
+
+namespace {
+
+/// PrintLoopPass - Print a Function corresponding to a Loop.
+///
+class PrintLoopPassWrapper : public LoopPass {
+  PrintLoopPass P;
+
+public:
+  static char ID;
+  PrintLoopPassWrapper() : LoopPass(ID) {}
+  PrintLoopPassWrapper(raw_ostream &OS, const std::string &Banner)
+      : LoopPass(ID), P(OS, Banner) {}
+
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+    AU.setPreservesAll();
+  }
+
+  bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &) override {
+    auto BBI = find_if(L->blocks().begin(), L->blocks().end(),
+                       [](BasicBlock *BB) { return BB; });
+    if (BBI != L->blocks().end() &&
+        isFunctionInPrintList((*BBI)->getParent()->getName()))
+      P.run(*L);
+    return false;
+  }
+};
+
+char PrintLoopPassWrapper::ID = 0;
+}
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // LPPassManager
 //
-/// LPPassManager manages FPPassManagers and CalLGraphSCCPasses.
 
-LPPassManager::LPPassManager(int Depth) : PMDataManager(Depth) { 
-  skipThisLoop = false;
-  redoThisLoop = false;
+char LPPassManager::ID = 0;
+
+LPPassManager::LPPassManager()
+  : FunctionPass(ID), PMDataManager() {
+  LI = nullptr;
+  CurrentLoop = nullptr;
+}
+
+// Inset loop into loop nest (LoopInfo) and loop queue (LQ).
+Loop &LPPassManager::addLoop(Loop *ParentLoop) {
+  // Create a new loop. LI will take ownership.
+  Loop *L = new Loop();
+
+  // Insert into the loop nest and the loop queue.
+  if (!ParentLoop) {
+    // This is the top level loop.
+    LI->addTopLevelLoop(L);
+    LQ.push_front(L);
+    return *L;
+  }
+
+  ParentLoop->addChildLoop(L);
+  // Insert L into the loop queue after the parent loop.
+  for (auto I = LQ.begin(), E = LQ.end(); I != E; ++I) {
+    if (*I == L->getParentLoop()) {
+      // deque does not support insert after.
+      ++I;
+      LQ.insert(I, 1, L);
+      break;
+    }
+  }
+  return *L;
 }
 
-/// Delete loop from the loop queue. This is used by Loop pass to inform
-/// Loop Pass Manager that it should skip rest of the passes for this loop.
-void LPPassManager::deleteLoopFromQueue(Loop *L) {
-  // Do not pop loop from LQ here. It will be done by runOnFunction while loop.
-  skipThisLoop = true;
+/// cloneBasicBlockSimpleAnalysis - Invoke cloneBasicBlockAnalysis hook for
+/// all loop passes.
+void LPPassManager::cloneBasicBlockSimpleAnalysis(BasicBlock *From,
+                                                  BasicBlock *To, Loop *L) {
+  for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
+    LoopPass *LP = getContainedPass(Index);
+    LP->cloneBasicBlockAnalysis(From, To, L);
+  }
 }
 
-// Reoptimize this loop. LPPassManager will re-insert this loop into the
-// queue. This allows LoopPass to change loop nest for the loop. This
-// utility may send LPPassManager into infinite loops so use caution.
-void LPPassManager::redoLoop(Loop *L) {
-  redoThisLoop = true;
+/// deleteSimpleAnalysisValue - Invoke deleteAnalysisValue hook for all passes.
+void LPPassManager::deleteSimpleAnalysisValue(Value *V, Loop *L) {
+  if (BasicBlock *BB = dyn_cast<BasicBlock>(V)) {
+    for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end(); BI != BE;
+         ++BI) {
+      Instruction &I = *BI;
+      deleteSimpleAnalysisValue(&I, L);
+    }
+  }
+  for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
+    LoopPass *LP = getContainedPass(Index);
+    LP->deleteAnalysisValue(V, L);
+  }
 }
 
+/// Invoke deleteAnalysisLoop hook for all passes.
+void LPPassManager::deleteSimpleAnalysisLoop(Loop *L) {
+  for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
+    LoopPass *LP = getContainedPass(Index);
+    LP->deleteAnalysisLoop(L);
+  }
+}
+
+
 // Recurse through all subloops and all loops  into LQ.
 static void addLoopIntoQueue(Loop *L, std::deque<Loop *> &LQ) {
-  for (Loop::iterator I = L->begin(), E = L->end(); I != E; ++I)
-    addLoopIntoQueue(*I, LQ);
   LQ.push_back(L);
+  for (Loop::reverse_iterator I = L->rbegin(), E = L->rend(); I != E; ++I)
+    addLoopIntoQueue(*I, LQ);
+}
+
+/// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
+void LPPassManager::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
+  // LPPassManager needs LoopInfo. In the long term LoopInfo class will
+  // become part of LPPassManager.
+  Info.addRequired<LoopInfoWrapperPass>();
+  Info.setPreservesAll();
 }
 
 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
 /// whether any of the passes modifies the function, and if so, return true.
 bool LPPassManager::runOnFunction(Function &F) {
-  LoopInfo &LI = getAnalysis<LoopInfo>();
+  auto &LIWP = getAnalysis<LoopInfoWrapperPass>();
+  LI = &LIWP.getLoopInfo();
   bool Changed = false;
 
-  // Populate Loop Queue
-  for (LoopInfo::iterator I = LI.begin(), E = LI.end(); I != E; ++I)
+  // Collect inherited analysis from Module level pass manager.
+  populateInheritedAnalysis(TPM->activeStack);
+
+  // Populate the loop queue in reverse program order. There is no clear need to
+  // process sibling loops in either forward or reverse order. There may be some
+  // advantage in deleting uses in a later loop before optimizing the
+  // definitions in an earlier loop. If we find a clear reason to process in
+  // forward order, then a forward variant of LoopPassManager should be created.
+  //
+  // Note that LoopInfo::iterator visits loops in reverse program
+  // order. Here, reverse_iterator gives us a forward order, and the LoopQueue
+  // reverses the order a third time by popping from the back.
+  for (LoopInfo::reverse_iterator I = LI->rbegin(), E = LI->rend(); I != E; ++I)
     addLoopIntoQueue(*I, LQ);
 
+  if (LQ.empty()) // No loops, skip calling finalizers
+    return false;
+
+  // Initialization
+  for (std::deque<Loop *>::const_iterator I = LQ.begin(), E = LQ.end();
+       I != E; ++I) {
+    Loop *L = *I;
+    for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
+      LoopPass *P = getContainedPass(Index);
+      Changed |= P->doInitialization(L, *this);
+    }
+  }
+
   // Walk Loops
   while (!LQ.empty()) {
-      
-    Loop *L  = LQ.back();
-    skipThisLoop = false;
-    redoThisLoop = false;
 
-    // Run all passes on current SCC
-    for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {  
-        
-      Pass *P = getContainedPass(Index);
-      AnalysisUsage AnUsage;
-      P->getAnalysisUsage(AnUsage);
+    CurrentLoop = LQ.back();
+    // Run all passes on the current Loop.
+    for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
+      LoopPass *P = getContainedPass(Index);
 
-      dumpPassInfo(P, EXECUTION_MSG, ON_LOOP_MSG, "");
-      dumpAnalysisSetInfo("Required", P, AnUsage.getRequiredSet());
+      dumpPassInfo(P, EXECUTION_MSG, ON_LOOP_MSG,
+                   CurrentLoop->getHeader()->getName());
+      dumpRequiredSet(P);
 
       initializeAnalysisImpl(P);
 
-      StartPassTimer(P);
-      LoopPass *LP = dynamic_cast<LoopPass *>(P);
-      assert (LP && "Invalid LPPassManager member");
-      LP->runOnLoop(L, *this);
-      StopPassTimer(P);
+      {
+        PassManagerPrettyStackEntry X(P, *CurrentLoop->getHeader());
+        TimeRegion PassTimer(getPassTimer(P));
+
+        Changed |= P->runOnLoop(CurrentLoop, *this);
+      }
 
       if (Changed)
-        dumpPassInfo(P, MODIFICATION_MSG, ON_LOOP_MSG, "");
-      dumpAnalysisSetInfo("Preserved", P, AnUsage.getPreservedSet());
-      
+        dumpPassInfo(P, MODIFICATION_MSG, ON_LOOP_MSG,
+                     CurrentLoop->isUnloop()
+                         ? "<deleted>"
+                         : CurrentLoop->getHeader()->getName());
+      dumpPreservedSet(P);
+
+      if (CurrentLoop->isUnloop()) {
+        // Notify passes that the loop is being deleted.
+        deleteSimpleAnalysisLoop(CurrentLoop);
+      } else {
+        // Manually check that this loop is still healthy. This is done
+        // instead of relying on LoopInfo::verifyLoop since LoopInfo
+        // is a function pass and it's really expensive to verify every
+        // loop in the function every time. That level of checking can be
+        // enabled with the -verify-loop-info option.
+        {
+          TimeRegion PassTimer(getPassTimer(&LIWP));
+          CurrentLoop->verifyLoop();
+        }
+
+        // Then call the regular verifyAnalysis functions.
+        verifyPreservedAnalysis(P);
+
+        F.getContext().yield();
+      }
+
       removeNotPreservedAnalysis(P);
       recordAvailableAnalysis(P);
-      removeDeadPasses(P, "", ON_LOOP_MSG);
+      removeDeadPasses(P, CurrentLoop->isUnloop()
+                              ? "<deleted>"
+                              : CurrentLoop->getHeader()->getName(),
+                       ON_LOOP_MSG);
 
-      if (skipThisLoop)
+      if (CurrentLoop->isUnloop())
         // Do not run other passes on this loop.
         break;
     }
-    
+
+    // If the loop was deleted, release all the loop passes. This frees up
+    // some memory, and avoids trouble with the pass manager trying to call
+    // verifyAnalysis on them.
+    if (CurrentLoop->isUnloop()) {
+      for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
+        Pass *P = getContainedPass(Index);
+        freePass(P, "<deleted>", ON_LOOP_MSG);
+      }
+      delete CurrentLoop;
+    }
+
     // Pop the loop from queue after running all passes.
     LQ.pop_back();
-    
-    if (redoThisLoop)
-      LQ.push_back(L);
+  }
+
+  // Finalization
+  for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
+    LoopPass *P = getContainedPass(Index);
+    Changed |= P->doFinalization();
   }
 
   return Changed;
 }
 
+/// Print passes managed by this manager
+void LPPassManager::dumpPassStructure(unsigned Offset) {
+  errs().indent(Offset*2) << "Loop Pass Manager\n";
+  for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
+    Pass *P = getContainedPass(Index);
+    P->dumpPassStructure(Offset + 1);
+    dumpLastUses(P, Offset+1);
+  }
+}
+
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // LoopPass
 
+Pass *LoopPass::createPrinterPass(raw_ostream &O,
+                                  const std::string &Banner) const {
+  return new PrintLoopPassWrapper(O, Banner);
+}
+
+// Check if this pass is suitable for the current LPPassManager, if
+// available. This pass P is not suitable for a LPPassManager if P
+// is not preserving higher level analysis info used by other
+// LPPassManager passes. In such case, pop LPPassManager from the
+// stack. This will force assignPassManager() to create new
+// LPPassManger as expected.
+void LoopPass::preparePassManager(PMStack &PMS) {
+
+  // Find LPPassManager
+  while (!PMS.empty() &&
+         PMS.top()->getPassManagerType() > PMT_LoopPassManager)
+    PMS.pop();
+
+  // If this pass is destroying high level information that is used
+  // by other passes that are managed by LPM then do not insert
+  // this pass in current LPM. Use new LPPassManager.
+  if (PMS.top()->getPassManagerType() == PMT_LoopPassManager &&
+      !PMS.top()->preserveHigherLevelAnalysis(this))
+    PMS.pop();
+}
+
 /// Assign pass manager to manage this pass.
 void LoopPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
                                  PassManagerType PreferredType) {
-  // Find LPPassManager 
-  while (!PMS.empty()) {
-    if (PMS.top()->getPassManagerType() > PMT_LoopPassManager)
-      PMS.pop();
-    else;
-    break;
-  }
-
-  LPPassManager *LPPM = dynamic_cast<LPPassManager *>(PMS.top());
-
-  // Create new Loop Pass Manager if it does not exist. 
-  if (!LPPM) {
+  // Find LPPassManager
+  while (!PMS.empty() &&
+         PMS.top()->getPassManagerType() > PMT_LoopPassManager)
+    PMS.pop();
 
+  LPPassManager *LPPM;
+  if (PMS.top()->getPassManagerType() == PMT_LoopPassManager)
+    LPPM = (LPPassManager*)PMS.top();
+  else {
+    // Create new Loop Pass Manager if it does not exist.
     assert (!PMS.empty() && "Unable to create Loop Pass Manager");
     PMDataManager *PMD = PMS.top();
 
-    // [1] Create new Call Graph Pass Manager
-    LPPM = new LPPassManager(PMD->getDepth() + 1);
+    // [1] Create new Loop Pass Manager
+    LPPM = new LPPassManager();
+    LPPM->populateInheritedAnalysis(PMS);
 
     // [2] Set up new manager's top level manager
     PMTopLevelManager *TPM = PMD->getTopLevelManager();
@@ -137,8 +326,8 @@ void LoopPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
 
     // [3] Assign manager to manage this new manager. This may create
     // and push new managers into PMS
-    Pass *P = dynamic_cast<Pass *>(LPPM);
-    P->assignPassManager(PMS);
+    Pass *P = LPPM->getAsPass();
+    TPM->schedulePass(P);
 
     // [4] Push new manager into PMS
     PMS.push(LPPM);
@@ -147,3 +336,16 @@ void LoopPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
   LPPM->add(this);
 }
 
+// Containing function has Attribute::OptimizeNone and transformation
+// passes should skip it.
+bool LoopPass::skipOptnoneFunction(const Loop *L) const {
+  const Function *F = L->getHeader()->getParent();
+  if (F && F->hasFnAttribute(Attribute::OptimizeNone)) {
+    // FIXME: Report this to dbgs() only once per function.
+    DEBUG(dbgs() << "Skipping pass '" << getPassName()
+          << "' in function " << F->getName() << "\n");
+    // FIXME: Delete loop from pass manager's queue?
+    return true;
+  }
+  return false;
+}