include/llvm/Analysis/IVUsers.h

   1 //===- llvm/Analysis/IVUsers.h - Induction Variable Users -------*- C++ -*-===//
   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 implements bookkeeping for "interesting" users of expressions
  11 // computed from induction variables.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #ifndef LLVM_ANALYSIS_IVUSERS_H
  16 #define LLVM_ANALYSIS_IVUSERS_H
  17
  18 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
  19 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionNormalization.h"
  20 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
  21
  22 namespace llvm {
  23
  24 class AssumptionCache;
  25 class DominatorTree;
  26 class Instruction;
  27 class Value;
  28 class ScalarEvolution;
  29 class SCEV;
  30 class IVUsers;
  31 class DataLayout;
  32
  33 /// IVStrideUse - Keep track of one use of a strided induction variable.
  34 /// The Expr member keeps track of the expression, User is the actual user
  35 /// instruction of the operand, and 'OperandValToReplace' is the operand of
  36 /// the User that is the use.
  37 class IVStrideUse final : public CallbackVH, public ilist_node<IVStrideUse> {
  38   friend class IVUsers;
  39 public:
  40   IVStrideUse(IVUsers *P, Instruction* U, Value *O)
  41     : CallbackVH(U), Parent(P), OperandValToReplace(O) {
  42   }
  43
  44   /// getUser - Return the user instruction for this use.
  45   Instruction *getUser() const {
  46     return cast<Instruction>(getValPtr());
  47   }
  48
  49   /// setUser - Assign a new user instruction for this use.
  50   void setUser(Instruction *NewUser) {
  51     setValPtr(NewUser);
  52   }
  53
  54   /// getOperandValToReplace - Return the Value of the operand in the user
  55   /// instruction that this IVStrideUse is representing.
  56   Value *getOperandValToReplace() const {
  57     return OperandValToReplace;
  58   }
  59
  60   /// setOperandValToReplace - Assign a new Value as the operand value
  61   /// to replace.
  62   void setOperandValToReplace(Value *Op) {
  63     OperandValToReplace = Op;
  64   }
  65
  66   /// getPostIncLoops - Return the set of loops for which the expression has
  67   /// been adjusted to use post-inc mode.
  68   const PostIncLoopSet &getPostIncLoops() const {
  69     return PostIncLoops;
  70   }
  71
  72   /// transformToPostInc - Transform the expression to post-inc form for the
  73   /// given loop.
  74   void transformToPostInc(const Loop *L);
  75
  76 private:
  77   /// Parent - a pointer to the IVUsers that owns this IVStrideUse.
  78   IVUsers *Parent;
  79
  80   /// OperandValToReplace - The Value of the operand in the user instruction
  81   /// that this IVStrideUse is representing.
  82   WeakVH OperandValToReplace;
  83
  84   /// PostIncLoops - The set of loops for which Expr has been adjusted to
  85   /// use post-inc mode. This corresponds with SCEVExpander's post-inc concept.
  86   PostIncLoopSet PostIncLoops;
  87
  88   /// Deleted - Implementation of CallbackVH virtual function to
  89   /// receive notification when the User is deleted.
  90   void deleted() override;
  91 };
  92
  93 template<> struct ilist_traits<IVStrideUse>
  94   : public ilist_default_traits<IVStrideUse> {
  95   // createSentinel is used to get hold of a node that marks the end of
  96   // the list...
  97   // The sentinel is relative to this instance, so we use a non-static
  98   // method.
  99   IVStrideUse *createSentinel() const {
 100     // since i(p)lists always publicly derive from the corresponding
 101     // traits, placing a data member in this class will augment i(p)list.
 102     // But since the NodeTy is expected to publicly derive from
 103     // ilist_node<NodeTy>, there is a legal viable downcast from it
 104     // to NodeTy. We use this trick to superpose i(p)list with a "ghostly"
 105     // NodeTy, which becomes the sentinel. Dereferencing the sentinel is
 106     // forbidden (save the ilist_node<NodeTy>) so no one will ever notice
 107     // the superposition.
 108     return static_cast<IVStrideUse*>(&Sentinel);
 109   }
 110   static void destroySentinel(IVStrideUse*) {}
 111
 112   IVStrideUse *provideInitialHead() const { return createSentinel(); }
 113   IVStrideUse *ensureHead(IVStrideUse*) const { return createSentinel(); }
 114   static void noteHead(IVStrideUse*, IVStrideUse*) {}
 115
 116 private:
 117   mutable ilist_node<IVStrideUse> Sentinel;
 118 };
 119
 120 class IVUsers : public LoopPass {
 121   friend class IVStrideUse;
 122   Loop *L;
 123   AssumptionCache *AC;
 124   LoopInfo *LI;
 125   DominatorTree *DT;
 126   ScalarEvolution *SE;
 127   SmallPtrSet<Instruction*, 16> Processed;
 128
 129   /// IVUses - A list of all tracked IV uses of induction variable expressions
 130   /// we are interested in.
 131   ilist<IVStrideUse> IVUses;
 132
 133   // Ephemeral values used by @llvm.assume in this function.
 134   SmallPtrSet<const Value *, 32> EphValues;
 135
 136   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
 137
 138   bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) override;
 139
 140   void releaseMemory() override;
 141
 142 public:
 143   static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
 144   IVUsers();
 145
 146   Loop *getLoop() const { return L; }
 147
 148   /// AddUsersIfInteresting - Inspect the specified Instruction.  If it is a
 149   /// reducible SCEV, recursively add its users to the IVUsesByStride set and
 150   /// return true.  Otherwise, return false.
 151   bool AddUsersIfInteresting(Instruction *I);
 152
 153   IVStrideUse &AddUser(Instruction *User, Value *Operand);
 154
 155   /// getReplacementExpr - Return a SCEV expression which computes the
 156   /// value of the OperandValToReplace of the given IVStrideUse.
 157   const SCEV *getReplacementExpr(const IVStrideUse &IU) const;
 158
 159   /// getExpr - Return the expression for the use.
 160   const SCEV *getExpr(const IVStrideUse &IU) const;
 161
 162   const SCEV *getStride(const IVStrideUse &IU, const Loop *L) const;
 163
 164   typedef ilist<IVStrideUse>::iterator iterator;
 165   typedef ilist<IVStrideUse>::const_iterator const_iterator;
 166   iterator begin() { return IVUses.begin(); }
 167   iterator end()   { return IVUses.end(); }
 168   const_iterator begin() const { return IVUses.begin(); }
 169   const_iterator end() const   { return IVUses.end(); }
 170   bool empty() const { return IVUses.empty(); }
 171
 172   bool isIVUserOrOperand(Instruction *Inst) const {
 173     return Processed.count(Inst);
 174   }
 175
 176   void print(raw_ostream &OS, const Module* = nullptr) const override;
 177
 178   /// dump - This method is used for debugging.
 179   void dump() const;
 180 protected:
 181   bool AddUsersImpl(Instruction *I, SmallPtrSetImpl<Loop*> &SimpleLoopNests);
 182 };
 183
 184 Pass *createIVUsersPass();
 185
 186 }
 187
 188 #endif