include/llvm/Analysis/RegionInfo.h

   1 //===- RegionInfo.h - SESE region analysis ----------------------*- 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 // Calculate a program structure tree built out of single entry single exit
  11 // regions.
  12 // The basic ideas are taken from "The Program Structure Tree - Richard Johnson,
  13 // David Pearson, Keshav Pingali - 1994", however enriched with ideas from "The
  14 // Refined Process Structure Tree - Jussi Vanhatalo, Hagen Voelyer, Jana
  15 // Koehler - 2009".
  16 // The algorithm to calculate these data structures however is completely
  17 // different, as it takes advantage of existing information already available
  18 // in (Post)dominace tree and dominance frontier passes. This leads to a simpler
  19 // and in practice hopefully better performing algorithm. The runtime of the
  20 // algorithms described in the papers above are both linear in graph size,
  21 // O(V+E), whereas this algorithm is not, as the dominance frontier information
  22 // itself is not, but in practice runtime seems to be in the order of magnitude
  23 // of dominance tree calculation.
  24 //
  25 //===----------------------------------------------------------------------===//
  26
  27 #ifndef LLVM_ANALYSIS_REGION_INFO_H
  28 #define LLVM_ANALYSIS_REGION_INFO_H
  29
  30 #include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
  31 #include "llvm/Analysis/DominanceFrontier.h"
  32 #include "llvm/Analysis/PostDominators.h"
  33 #include "llvm/Support/Allocator.h"
  34 #include <map>
  35
  36 namespace llvm {
  37
  38 class Region;
  39 class RegionInfo;
  40 class raw_ostream;
  41 class Loop;
  42 class LoopInfo;
  43
  44 /// @brief Marker class to iterate over the elements of a Region in flat mode.
  45 ///
  46 /// The class is used to either iterate in Flat mode or by not using it to not
  47 /// iterate in Flat mode.  During a Flat mode iteration all Regions are entered
  48 /// and the iteration returns every BasicBlock.  If the Flat mode is not
  49 /// selected for SubRegions just one RegionNode containing the subregion is
  50 /// returned.
  51 template <class GraphType>
  52 class FlatIt {};
  53
  54 /// @brief A RegionNode represents a subregion or a BasicBlock that is part of a
  55 /// Region.
  56 class RegionNode {
  57   // DO NOT IMPLEMENT
  58   RegionNode(const RegionNode &);
  59   // DO NOT IMPLEMENT
  60   const RegionNode &operator=(const RegionNode &);
  61
  62 protected:
  63   /// This is the entry basic block that starts this region node.  If this is a
  64   /// BasicBlock RegionNode, then entry is just the basic block, that this
  65   /// RegionNode represents.  Otherwise it is the entry of this (Sub)RegionNode.
  66   ///
  67   /// In the BBtoRegionNode map of the parent of this node, BB will always map
  68   /// to this node no matter which kind of node this one is.
  69   ///
  70   /// The node can hold either a Region or a BasicBlock.
  71   /// Use one bit to save, if this RegionNode is a subregion or BasicBlock
  72   /// RegionNode.
  73   PointerIntPair<BasicBlock*, 1, bool> entry;
  74
  75   /// @brief The parent Region of this RegionNode.
  76   /// @see getParent()
  77   Region* parent;
  78
  79 public:
  80   /// @brief Create a RegionNode.
  81   ///
  82   /// @param Parent      The parent of this RegionNode.
  83   /// @param Entry       The entry BasicBlock of the RegionNode.  If this
  84   ///                    RegionNode represents a BasicBlock, this is the
  85   ///                    BasicBlock itself.  If it represents a subregion, this
  86   ///                    is the entry BasicBlock of the subregion.
  87   /// @param isSubRegion If this RegionNode represents a SubRegion.
  88   inline RegionNode(Region* Parent, BasicBlock* Entry, bool isSubRegion = 0)
  89     : entry(Entry, isSubRegion), parent(Parent) {}
  90
  91   /// @brief Get the parent Region of this RegionNode.
  92   ///
  93   /// The parent Region is the Region this RegionNode belongs to. If for
  94   /// example a BasicBlock is element of two Regions, there exist two
  95   /// RegionNodes for this BasicBlock. Each with the getParent() function
  96   /// pointing to the Region this RegionNode belongs to.
  97   ///
  98   /// @return Get the parent Region of this RegionNode.
  99   inline Region* getParent() const { return parent; }
 100
 101   /// @brief Get the entry BasicBlock of this RegionNode.
 102   ///
 103   /// If this RegionNode represents a BasicBlock this is just the BasicBlock
 104   /// itself, otherwise we return the entry BasicBlock of the Subregion
 105   ///
 106   /// @return The entry BasicBlock of this RegionNode.
 107   inline BasicBlock* getEntry() const { return entry.getPointer(); }
 108
 109   /// @brief Get the content of this RegionNode.
 110   ///
 111   /// This can be either a BasicBlock or a subregion. Before calling getNodeAs()
 112   /// check the type of the content with the isSubRegion() function call.
 113   ///
 114   /// @return The content of this RegionNode.
 115   template<class T>
 116   inline T* getNodeAs() const;
 117
 118   /// @brief Is this RegionNode a subregion?
 119   ///
 120   /// @return True if it contains a subregion. False if it contains a
 121   ///         BasicBlock.
 122   inline bool isSubRegion() const {
 123     return entry.getInt();
 124   }
 125 };
 126
 127 /// Print a RegionNode.
 128 inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const RegionNode &Node);
 129
 130 template<>
 131 inline BasicBlock* RegionNode::getNodeAs<BasicBlock>() const {
 132   assert(!isSubRegion() && "This is not a BasicBlock RegionNode!");
 133   return getEntry();
 134 }
 135
 136 template<>
 137 inline Region* RegionNode::getNodeAs<Region>() const {
 138   assert(isSubRegion() && "This is not a subregion RegionNode!");
 139   return reinterpret_cast<Region*>(const_cast<RegionNode*>(this));
 140 }
 141
 142 //===----------------------------------------------------------------------===//
 143 /// @brief A single entry single exit Region.
 144 ///
 145 /// A Region is a connected subgraph of a control flow graph that has exactly
 146 /// two connections to the remaining graph. It can be used to analyze or
 147 /// optimize parts of the control flow graph.
 148 ///
 149 /// A <em> simple Region </em> is connected to the remaining graph by just two
 150 /// edges. One edge entering the Region and another one leaving the Region.
 151 ///
 152 /// An <em> extended Region </em> (or just Region) is a subgraph that can be
 153 /// transform into a simple Region. The transformation is done by adding
 154 /// BasicBlocks that merge several entry or exit edges so that after the merge
 155 /// just one entry and one exit edge exists.
 156 ///
 157 /// The \e Entry of a Region is the first BasicBlock that is passed after
 158 /// entering the Region. It is an element of the Region. The entry BasicBlock
 159 /// dominates all BasicBlocks in the Region.
 160 ///
 161 /// The \e Exit of a Region is the first BasicBlock that is passed after
 162 /// leaving the Region. It is not an element of the Region. The exit BasicBlock,
 163 /// postdominates all BasicBlocks in the Region.
 164 ///
 165 /// A <em> canonical Region </em> cannot be constructed by combining smaller
 166 /// Regions.
 167 ///
 168 /// Region A is the \e parent of Region B, if B is completely contained in A.
 169 ///
 170 /// Two canonical Regions either do not intersect at all or one is
 171 /// the parent of the other.
 172 ///
 173 /// The <em> Program Structure Tree</em> is a graph (V, E) where V is the set of
 174 /// Regions in the control flow graph and E is the \e parent relation of these
 175 /// Regions.
 176 ///
 177 /// Example:
 178 ///
 179 /// \verbatim
 180 /// A simple control flow graph, that contains two regions.
 181 ///
 182 ///        1
 183 ///       / |
 184 ///      2   |
 185 ///     / \   3
 186 ///    4   5  |
 187 ///    |   |  |
 188 ///    6   7  8
 189 ///     \  | /
 190 ///      \ |/       Region A: 1 -> 9 {1,2,3,4,5,6,7,8}
 191 ///        9        Region B: 2 -> 9 {2,4,5,6,7}
 192 /// \endverbatim
 193 ///
 194 /// You can obtain more examples by either calling
 195 ///
 196 /// <tt> "opt -regions -analyze anyprogram.ll" </tt>
 197 /// or
 198 /// <tt> "opt -view-regions-only anyprogram.ll" </tt>
 199 ///
 200 /// on any LLVM file you are interested in.
 201 ///
 202 /// The first call returns a textual representation of the program structure
 203 /// tree, the second one creates a graphical representation using graphviz.
 204 class Region : public RegionNode {
 205   friend class RegionInfo;
 206   // DO NOT IMPLEMENT
 207   Region(const Region &);
 208   // DO NOT IMPLEMENT
 209   const Region &operator=(const Region &);
 210
 211   // Information necessary to manage this Region.
 212   RegionInfo* RI;
 213   DominatorTree *DT;
 214
 215   // The exit BasicBlock of this region.
 216   // (The entry BasicBlock is part of RegionNode)
 217   BasicBlock *exit;
 218
 219   typedef std::vector<Region*> RegionSet;
 220
 221   // The subregions of this region.
 222   RegionSet children;
 223
 224   typedef std::map<BasicBlock*, RegionNode*> BBNodeMapT;
 225
 226   // Save the BasicBlock RegionNodes that are element of this Region.
 227   mutable BBNodeMapT BBNodeMap;
 228
 229   /// verifyBBInRegion - Check if a BB is in this Region. This check also works
 230   /// if the region is incorrectly built. (EXPENSIVE!)
 231   void verifyBBInRegion(BasicBlock* BB) const;
 232
 233   /// verifyWalk - Walk over all the BBs of the region starting from BB and
 234   /// verify that all reachable basic blocks are elements of the region.
 235   /// (EXPENSIVE!)
 236   void verifyWalk(BasicBlock* BB, std::set<BasicBlock*>* visitedBB) const;
 237
 238   /// verifyRegionNest - Verify if the region and its children are valid
 239   /// regions (EXPENSIVE!)
 240   void verifyRegionNest() const;
 241
 242 public:
 243   /// @brief Create a new region.
 244   ///
 245   /// @param Entry  The entry basic block of the region.
 246   /// @param Exit   The exit basic block of the region.
 247   /// @param RI     The region info object that is managing this region.
 248   /// @param DT     The dominator tree of the current function.
 249   /// @param Parent The surrounding region or NULL if this is a top level
 250   ///               region.
 251   Region(BasicBlock *Entry, BasicBlock *Exit, RegionInfo* RI,
 252          DominatorTree *DT, Region *Parent = 0);
 253
 254   /// Delete the Region and all its subregions.
 255   ~Region();
 256
 257   /// @brief Get the entry BasicBlock of the Region.
 258   /// @return The entry BasicBlock of the region.
 259   BasicBlock *getEntry() const { return RegionNode::getEntry(); }
 260
 261   /// @brief Replace the entry basic block of the region with the new basic
 262   ///        block.
 263   ///
 264   /// @param BB  The new entry basic block of the region.
 265   void replaceEntry(BasicBlock *BB);
 266
 267   /// @brief Replace the exit basic block of the region with the new basic
 268   ///        block.
 269   ///
 270   /// @param BB  The new exit basic block of the region.
 271   void replaceExit(BasicBlock *BB);
 272
 273   /// @brief Get the exit BasicBlock of the Region.
 274   /// @return The exit BasicBlock of the Region, NULL if this is the TopLevel
 275   ///         Region.
 276   BasicBlock *getExit() const { return exit; }
 277
 278   /// @brief Get the parent of the Region.
 279   /// @return The parent of the Region or NULL if this is a top level
 280   ///         Region.
 281   Region *getParent() const { return RegionNode::getParent(); }
 282
 283   /// @brief Get the RegionNode representing the current Region.
 284   /// @return The RegionNode representing the current Region.
 285   RegionNode* getNode() const {
 286     return const_cast<RegionNode*>(reinterpret_cast<const RegionNode*>(this));
 287   }
 288
 289   /// @brief Get the nesting level of this Region.
 290   ///
 291   /// An toplevel Region has depth 0.
 292   ///
 293   /// @return The depth of the region.
 294   unsigned getDepth() const;
 295
 296   /// @brief Check if a Region is the TopLevel region.
 297   ///
 298   /// The toplevel region represents the whole function.
 299   bool isTopLevelRegion() const { return exit == NULL; }
 300
 301   /// @brief Return a new (non canonical) region, that is obtained by joining
 302   ///        this region with its predecessors.
 303   ///
 304   /// @return A region also starting at getEntry(), but reaching to the next
 305   ///         basic block that forms with getEntry() a (non canonical) region.
 306   ///         NULL if such a basic block does not exist.
 307   Region *getExpandedRegion() const;
 308
 309   /// @brief Return the first block of this region's single entry edge,
 310   ///        if existing.
 311   ///
 312   /// @return The BasicBlock starting this region's single entry edge,
 313   ///         else NULL.
 314   BasicBlock *getEnteringBlock() const;
 315
 316   /// @brief Return the first block of this region's single exit edge,
 317   ///        if existing.
 318   ///
 319   /// @return The BasicBlock starting this region's single exit edge,
 320   ///         else NULL.
 321   BasicBlock *getExitingBlock() const;
 322
 323   /// @brief Is this a simple region?
 324   ///
 325   /// A region is simple if it has exactly one exit and one entry edge.
 326   ///
 327   /// @return True if the Region is simple.
 328   bool isSimple() const;
 329
 330   /// @brief Returns the name of the Region.
 331   /// @return The Name of the Region.
 332   std::string getNameStr() const;
 333
 334   /// @brief Return the RegionInfo object, that belongs to this Region.
 335   RegionInfo *getRegionInfo() const {
 336     return RI;
 337   }
 338
 339   /// PrintStyle - Print region in difference ways.
 340   enum PrintStyle { PrintNone, PrintBB, PrintRN  };
 341
 342   /// @brief Print the region.
 343   ///
 344   /// @param OS The output stream the Region is printed to.
 345   /// @param printTree Print also the tree of subregions.
 346   /// @param level The indentation level used for printing.
 347   void print(raw_ostream& OS, bool printTree = true, unsigned level = 0,
 348              enum PrintStyle Style = PrintNone) const;
 349
 350   /// @brief Print the region to stderr.
 351   void dump() const;
 352
 353   /// @brief Check if the region contains a BasicBlock.
 354   ///
 355   /// @param BB The BasicBlock that might be contained in this Region.
 356   /// @return True if the block is contained in the region otherwise false.
 357   bool contains(const BasicBlock *BB) const;
 358
 359   /// @brief Check if the region contains another region.
 360   ///
 361   /// @param SubRegion The region that might be contained in this Region.
 362   /// @return True if SubRegion is contained in the region otherwise false.
 363   bool contains(const Region *SubRegion) const {
 364     // Toplevel Region.
 365     if (!getExit())
 366       return true;
 367
 368     return contains(SubRegion->getEntry())
 369       && (contains(SubRegion->getExit()) || SubRegion->getExit() == getExit());
 370   }
 371
 372   /// @brief Check if the region contains an Instruction.
 373   ///
 374   /// @param Inst The Instruction that might be contained in this region.
 375   /// @return True if the Instruction is contained in the region otherwise false.
 376   bool contains(const Instruction *Inst) const {
 377     return contains(Inst->getParent());
 378   }
 379
 380   /// @brief Check if the region contains a loop.
 381   ///
 382   /// @param L The loop that might be contained in this region.
 383   /// @return True if the loop is contained in the region otherwise false.
 384   ///         In case a NULL pointer is passed to this function the result
 385   ///         is false, except for the region that describes the whole function.
 386   ///         In that case true is returned.
 387   bool contains(const Loop *L) const;
 388
 389   /// @brief Get the outermost loop in the region that contains a loop.
 390   ///
 391   /// Find for a Loop L the outermost loop OuterL that is a parent loop of L
 392   /// and is itself contained in the region.
 393   ///
 394   /// @param L The loop the lookup is started.
 395   /// @return The outermost loop in the region, NULL if such a loop does not
 396   ///         exist or if the region describes the whole function.
 397   Loop *outermostLoopInRegion(Loop *L) const;
 398
 399   /// @brief Get the outermost loop in the region that contains a basic block.
 400   ///
 401   /// Find for a basic block BB the outermost loop L that contains BB and is
 402   /// itself contained in the region.
 403   ///
 404   /// @param LI A pointer to a LoopInfo analysis.
 405   /// @param BB The basic block surrounded by the loop.
 406   /// @return The outermost loop in the region, NULL if such a loop does not
 407   ///         exist or if the region describes the whole function.
 408   Loop *outermostLoopInRegion(LoopInfo *LI, BasicBlock* BB) const;
 409
 410   /// @brief Get the subregion that starts at a BasicBlock
 411   ///
 412   /// @param BB The BasicBlock the subregion should start.
 413   /// @return The Subregion if available, otherwise NULL.
 414   Region* getSubRegionNode(BasicBlock *BB) const;
 415
 416   /// @brief Get the RegionNode for a BasicBlock
 417   ///
 418   /// @param BB The BasicBlock at which the RegionNode should start.
 419   /// @return If available, the RegionNode that represents the subregion
 420   ///         starting at BB. If no subregion starts at BB, the RegionNode
 421   ///         representing BB.
 422   RegionNode* getNode(BasicBlock *BB) const;
 423
 424   /// @brief Get the BasicBlock RegionNode for a BasicBlock
 425   ///
 426   /// @param BB The BasicBlock for which the RegionNode is requested.
 427   /// @return The RegionNode representing the BB.
 428   RegionNode* getBBNode(BasicBlock *BB) const;
 429
 430   /// @brief Add a new subregion to this Region.
 431   ///
 432   /// @param SubRegion The new subregion that will be added.
 433   /// @param moveChildren Move the children of this region, that are also
 434   ///                     contained in SubRegion into SubRegion.
 435   void addSubRegion(Region *SubRegion, bool moveChildren = false);
 436
 437   /// @brief Remove a subregion from this Region.
 438   ///
 439   /// The subregion is not deleted, as it will probably be inserted into another
 440   /// region.
 441   /// @param SubRegion The SubRegion that will be removed.
 442   Region *removeSubRegion(Region *SubRegion);
 443
 444   /// @brief Move all direct child nodes of this Region to another Region.
 445   ///
 446   /// @param To The Region the child nodes will be transferred to.
 447   void transferChildrenTo(Region *To);
 448
 449   /// @brief Verify if the region is a correct region.
 450   ///
 451   /// Check if this is a correctly build Region. This is an expensive check, as
 452   /// the complete CFG of the Region will be walked.
 453   void verifyRegion() const;
 454
 455   /// @brief Clear the cache for BB RegionNodes.
 456   ///
 457   /// After calling this function the BasicBlock RegionNodes will be stored at
 458   /// different memory locations. RegionNodes obtained before this function is
 459   /// called are therefore not comparable to RegionNodes abtained afterwords.
 460   void clearNodeCache();
 461
 462   /// @name Subregion Iterators
 463   ///
 464   /// These iterators iterator over all subregions of this Region.
 465   //@{
 466   typedef RegionSet::iterator iterator;
 467   typedef RegionSet::const_iterator const_iterator;
 468
 469   iterator begin() { return children.begin(); }
 470   iterator end() { return children.end(); }
 471
 472   const_iterator begin() const { return children.begin(); }
 473   const_iterator end() const { return children.end(); }
 474   //@}
 475
 476   /// @name BasicBlock Node Iterators
 477   ///
 478   /// These iterators iterate over all BasicBlock RegionNodes that are
 479   /// contained in this Region. The iterator also iterates over BasicBlock
 480   /// RegionNodes that are elements of a subregion of this Region. It is
 481   /// therefore called a flat iterator.
 482   //@{
 483   typedef df_iterator<RegionNode*, SmallPtrSet<RegionNode*, 8>, false,
 484                       GraphTraits<FlatIt<RegionNode*> > > block_node_iterator;
 485
 486   typedef df_iterator<const RegionNode*, SmallPtrSet<const RegionNode*, 8>,
 487                       false, GraphTraits<FlatIt<const RegionNode*> > >
 488             const_block_node_iterator;
 489
 490   block_node_iterator block_node_begin();
 491   block_node_iterator block_node_end();
 492
 493   const_block_node_iterator block_node_begin() const;
 494   const_block_node_iterator block_node_end() const;
 495   //@}
 496
 497   /// @name BasicBlock Iterators
 498   ///
 499   /// These iterators iterate over all BasicBlocks that are contained in this
 500   /// Region. The iterator also iterates over BasicBlocks that are elements of
 501   /// a subregion of this Region. It is therefore called a flat iterator.
 502   //@{
 503   template <bool IsConst>
 504   class block_iterator_wrapper
 505     : public df_iterator<typename conditional<IsConst,
 506                                               const BasicBlock,
 507                                               BasicBlock>::type*> {
 508     typedef df_iterator<typename conditional<IsConst,
 509                                              const BasicBlock,
 510                                              BasicBlock>::type*>
 511       super;
 512   public:
 513     typedef block_iterator_wrapper<IsConst> Self;
 514     typedef typename super::pointer pointer;
 515
 516     // Construct the begin iterator.
 517     block_iterator_wrapper(pointer Entry, pointer Exit) : super(df_begin(Entry))
 518     {
 519       // Mark the exit of the region as visited, so that the children of the
 520       // exit and the exit itself, i.e. the block outside the region will never
 521       // be visited.
 522       super::Visited.insert(Exit);
 523     }
 524
 525     // Construct the end iterator.
 526     block_iterator_wrapper() : super(df_end<pointer>(0)) {}
 527
 528     /*implicit*/ block_iterator_wrapper(super I) : super(I) {}
 529
 530     // FIXME: Even a const_iterator returns a non-const BasicBlock pointer.
 531     //        This was introduced for backwards compatibility, but should
 532     //        be removed as soon as all users are fixed.
 533     BasicBlock *operator*() const {
 534       return const_cast<BasicBlock*>(super::operator*());
 535     }
 536   };
 537
 538   typedef block_iterator_wrapper<false> block_iterator;
 539   typedef block_iterator_wrapper<true>  const_block_iterator;
 540
 541   block_iterator block_begin() {
 542    return block_iterator(getEntry(), getExit());
 543   }
 544
 545   block_iterator block_end() {
 546    return block_iterator();
 547   }
 548
 549   const_block_iterator block_begin() const {
 550     return const_block_iterator(getEntry(), getExit());
 551   }
 552   const_block_iterator block_end() const {
 553     return const_block_iterator();
 554   }
 555   //@}
 556
 557   /// @name Element Iterators
 558   ///
 559   /// These iterators iterate over all BasicBlock and subregion RegionNodes that
 560   /// are direct children of this Region. It does not iterate over any
 561   /// RegionNodes that are also element of a subregion of this Region.
 562   //@{
 563   typedef df_iterator<RegionNode*, SmallPtrSet<RegionNode*, 8>, false,
 564                       GraphTraits<RegionNode*> > element_iterator;
 565
 566   typedef df_iterator<const RegionNode*, SmallPtrSet<const RegionNode*, 8>,
 567                       false, GraphTraits<const RegionNode*> >
 568             const_element_iterator;
 569
 570   element_iterator element_begin();
 571   element_iterator element_end();
 572
 573   const_element_iterator element_begin() const;
 574   const_element_iterator element_end() const;
 575   //@}
 576 };
 577
 578 //===----------------------------------------------------------------------===//
 579 /// @brief Analysis that detects all canonical Regions.
 580 ///
 581 /// The RegionInfo pass detects all canonical regions in a function. The Regions
 582 /// are connected using the parent relation. This builds a Program Structure
 583 /// Tree.
 584 class RegionInfo : public FunctionPass {
 585   typedef DenseMap<BasicBlock*,BasicBlock*> BBtoBBMap;
 586   typedef DenseMap<BasicBlock*, Region*> BBtoRegionMap;
 587   typedef SmallPtrSet<Region*, 4> RegionSet;
 588
 589   // DO NOT IMPLEMENT
 590   RegionInfo(const RegionInfo &);
 591   // DO NOT IMPLEMENT
 592   const RegionInfo &operator=(const RegionInfo &);
 593
 594   DominatorTree *DT;
 595   PostDominatorTree *PDT;
 596   DominanceFrontier *DF;
 597
 598   /// The top level region.
 599   Region *TopLevelRegion;
 600
 601   /// Map every BB to the smallest region, that contains BB.
 602   BBtoRegionMap BBtoRegion;
 603
 604   // isCommonDomFrontier - Returns true if BB is in the dominance frontier of
 605   // entry, because it was inherited from exit. In the other case there is an
 606   // edge going from entry to BB without passing exit.
 607   bool isCommonDomFrontier(BasicBlock* BB, BasicBlock* entry,
 608                            BasicBlock* exit) const;
 609
 610   // isRegion - Check if entry and exit surround a valid region, based on
 611   // dominance tree and dominance frontier.
 612   bool isRegion(BasicBlock* entry, BasicBlock* exit) const;
 613
 614   // insertShortCut - Saves a shortcut pointing from entry to exit.
 615   // This function may extend this shortcut if possible.
 616   void insertShortCut(BasicBlock* entry, BasicBlock* exit,
 617                       BBtoBBMap* ShortCut) const;
 618
 619   // getNextPostDom - Returns the next BB that postdominates N, while skipping
 620   // all post dominators that cannot finish a canonical region.
 621   DomTreeNode *getNextPostDom(DomTreeNode* N, BBtoBBMap *ShortCut) const;
 622
 623   // isTrivialRegion - A region is trivial, if it contains only one BB.
 624   bool isTrivialRegion(BasicBlock *entry, BasicBlock *exit) const;
 625
 626   // createRegion - Creates a single entry single exit region.
 627   Region *createRegion(BasicBlock *entry, BasicBlock *exit);
 628
 629   // findRegionsWithEntry - Detect all regions starting with bb 'entry'.
 630   void findRegionsWithEntry(BasicBlock *entry, BBtoBBMap *ShortCut);
 631
 632   // scanForRegions - Detects regions in F.
 633   void scanForRegions(Function &F, BBtoBBMap *ShortCut);
 634
 635   // getTopMostParent - Get the top most parent with the same entry block.
 636   Region *getTopMostParent(Region *region);
 637
 638   // buildRegionsTree - build the region hierarchy after all region detected.
 639   void buildRegionsTree(DomTreeNode *N, Region *region);
 640
 641   // Calculate - detecte all regions in function and build the region tree.
 642   void Calculate(Function& F);
 643
 644   void releaseMemory();
 645
 646   // updateStatistics - Update statistic about created regions.
 647   void updateStatistics(Region *R);
 648
 649   // isSimple - Check if a region is a simple region with exactly one entry
 650   // edge and exactly one exit edge.
 651   bool isSimple(Region* R) const;
 652
 653 public:
 654   static char ID;
 655   explicit RegionInfo();
 656
 657   ~RegionInfo();
 658
 659   /// @name FunctionPass interface
 660   //@{
 661   virtual bool runOnFunction(Function &F);
 662   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
 663   virtual void print(raw_ostream &OS, const Module *) const;
 664   virtual void verifyAnalysis() const;
 665   //@}
 666
 667   /// @brief Get the smallest region that contains a BasicBlock.
 668   ///
 669   /// @param BB The basic block.
 670   /// @return The smallest region, that contains BB or NULL, if there is no
 671   /// region containing BB.
 672   Region *getRegionFor(BasicBlock *BB) const;
 673
 674   /// @brief  Set the smallest region that surrounds a basic block.
 675   ///
 676   /// @param BB The basic block surrounded by a region.
 677   /// @param R The smallest region that surrounds BB.
 678   void setRegionFor(BasicBlock *BB, Region *R);
 679
 680   /// @brief A shortcut for getRegionFor().
 681   ///
 682   /// @param BB The basic block.
 683   /// @return The smallest region, that contains BB or NULL, if there is no
 684   /// region containing BB.
 685   Region *operator[](BasicBlock *BB) const;
 686
 687   /// @brief Return the exit of the maximal refined region, that starts at a
 688   /// BasicBlock.
 689   ///
 690   /// @param BB The BasicBlock the refined region starts.
 691   BasicBlock *getMaxRegionExit(BasicBlock *BB) const;
 692
 693   /// @brief Find the smallest region that contains two regions.
 694   ///
 695   /// @param A The first region.
 696   /// @param B The second region.
 697   /// @return The smallest region containing A and B.
 698   Region *getCommonRegion(Region* A, Region *B) const;
 699
 700   /// @brief Find the smallest region that contains two basic blocks.
 701   ///
 702   /// @param A The first basic block.
 703   /// @param B The second basic block.
 704   /// @return The smallest region that contains A and B.
 705   Region* getCommonRegion(BasicBlock* A, BasicBlock *B) const {
 706     return getCommonRegion(getRegionFor(A), getRegionFor(B));
 707   }
 708
 709   /// @brief Find the smallest region that contains a set of regions.
 710   ///
 711   /// @param Regions A vector of regions.
 712   /// @return The smallest region that contains all regions in Regions.
 713   Region* getCommonRegion(SmallVectorImpl<Region*> &Regions) const;
 714
 715   /// @brief Find the smallest region that contains a set of basic blocks.
 716   ///
 717   /// @param BBs A vector of basic blocks.
 718   /// @return The smallest region that contains all basic blocks in BBS.
 719   Region* getCommonRegion(SmallVectorImpl<BasicBlock*> &BBs) const;
 720
 721   Region *getTopLevelRegion() const {
 722     return TopLevelRegion;
 723   }
 724
 725   /// @brief Update RegionInfo after a basic block was split.
 726   ///
 727   /// @param NewBB The basic block that was created before OldBB.
 728   /// @param OldBB The old basic block.
 729   void splitBlock(BasicBlock* NewBB, BasicBlock *OldBB);
 730
 731   /// @brief Clear the Node Cache for all Regions.
 732   ///
 733   /// @see Region::clearNodeCache()
 734   void clearNodeCache() {
 735     if (TopLevelRegion)
 736       TopLevelRegion->clearNodeCache();
 737   }
 738 };
 739
 740 inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const RegionNode &Node) {
 741   if (Node.isSubRegion())
 742     return OS << Node.getNodeAs<Region>()->getNameStr();
 743   else
 744     return OS << Node.getNodeAs<BasicBlock>()->getName();
 745 }
 746 } // End llvm namespace
 747 #endif
 748