include/llvm/Analysis/ScalarEvolution.h

   1 //===- llvm/Analysis/ScalarEvolution.h - Scalar Evolution -------*- 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 // The ScalarEvolution class is an LLVM pass which can be used to analyze and
  11 // catagorize scalar expressions in loops.  It specializes in recognizing
  12 // general induction variables, representing them with the abstract and opaque
  13 // SCEV class.  Given this analysis, trip counts of loops and other important
  14 // properties can be obtained.
  15 //
  16 // This analysis is primarily useful for induction variable substitution and
  17 // strength reduction.
  18 //
  19 //===----------------------------------------------------------------------===//
  20
  21 #ifndef LLVM_ANALYSIS_SCALAREVOLUTION_H
  22 #define LLVM_ANALYSIS_SCALAREVOLUTION_H
  23
  24 #include "llvm/Pass.h"
  25 #include "llvm/Instructions.h"
  26 #include "llvm/Function.h"
  27 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
  28 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
  29 #include "llvm/Support/Allocator.h"
  30 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
  31 #include "llvm/ADT/FoldingSet.h"
  32 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  33 #include <iosfwd>
  34 #include <map>
  35
  36 namespace llvm {
  37   class APInt;
  38   class Constant;
  39   class ConstantInt;
  40   class DominatorTree;
  41   class Type;
  42   class ScalarEvolution;
  43   class TargetData;
  44   class LLVMContext;
  45   class Loop;
  46   class LoopInfo;
  47   class Operator;
  48
  49   /// SCEV - This class represents an analyzed expression in the program.  These
  50   /// are opaque objects that the client is not allowed to do much with
  51   /// directly.
  52   ///
  53   class SCEV : public FastFoldingSetNode {
  54     // The SCEV baseclass this node corresponds to
  55     const unsigned short SCEVType;
  56
  57   protected:
  58     /// SubclassData - This field is initialized to zero and may be used in
  59     /// subclasses to store miscelaneous information.
  60     unsigned short SubclassData;
  61
  62   private:
  63     SCEV(const SCEV &);            // DO NOT IMPLEMENT
  64     void operator=(const SCEV &);  // DO NOT IMPLEMENT
  65   protected:
  66     virtual ~SCEV();
  67   public:
  68     explicit SCEV(const FoldingSetNodeID &ID, unsigned SCEVTy) :
  69       FastFoldingSetNode(ID), SCEVType(SCEVTy), SubclassData(0) {}
  70
  71     unsigned getSCEVType() const { return SCEVType; }
  72
  73     /// isLoopInvariant - Return true if the value of this SCEV is unchanging in
  74     /// the specified loop.
  75     virtual bool isLoopInvariant(const Loop *L) const = 0;
  76
  77     /// hasComputableLoopEvolution - Return true if this SCEV changes value in a
  78     /// known way in the specified loop.  This property being true implies that
  79     /// the value is variant in the loop AND that we can emit an expression to
  80     /// compute the value of the expression at any particular loop iteration.
  81     virtual bool hasComputableLoopEvolution(const Loop *L) const = 0;
  82
  83     /// getType - Return the LLVM type of this SCEV expression.
  84     ///
  85     virtual const Type *getType() const = 0;
  86
  87     /// isZero - Return true if the expression is a constant zero.
  88     ///
  89     bool isZero() const;
  90
  91     /// isOne - Return true if the expression is a constant one.
  92     ///
  93     bool isOne() const;
  94
  95     /// isAllOnesValue - Return true if the expression is a constant
  96     /// all-ones value.
  97     ///
  98     bool isAllOnesValue() const;
  99
 100     /// hasOperand - Test whether this SCEV has Op as a direct or
 101     /// indirect operand.
 102     virtual bool hasOperand(const SCEV *Op) const = 0;
 103
 104     /// dominates - Return true if elements that makes up this SCEV dominates
 105     /// the specified basic block.
 106     virtual bool dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const = 0;
 107
 108     /// print - Print out the internal representation of this scalar to the
 109     /// specified stream.  This should really only be used for debugging
 110     /// purposes.
 111     virtual void print(raw_ostream &OS) const = 0;
 112     void print(std::ostream &OS) const;
 113     void print(std::ostream *OS) const { if (OS) print(*OS); }
 114
 115     /// dump - This method is used for debugging.
 116     ///
 117     void dump() const;
 118   };
 119
 120   inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const SCEV &S) {
 121     S.print(OS);
 122     return OS;
 123   }
 124
 125   inline std::ostream &operator<<(std::ostream &OS, const SCEV &S) {
 126     S.print(OS);
 127     return OS;
 128   }
 129
 130   /// SCEVCouldNotCompute - An object of this class is returned by queries that
 131   /// could not be answered.  For example, if you ask for the number of
 132   /// iterations of a linked-list traversal loop, you will get one of these.
 133   /// None of the standard SCEV operations are valid on this class, it is just a
 134   /// marker.
 135   struct SCEVCouldNotCompute : public SCEV {
 136     SCEVCouldNotCompute();
 137
 138     // None of these methods are valid for this object.
 139     virtual bool isLoopInvariant(const Loop *L) const;
 140     virtual const Type *getType() const;
 141     virtual bool hasComputableLoopEvolution(const Loop *L) const;
 142     virtual void print(raw_ostream &OS) const;
 143     virtual bool hasOperand(const SCEV *Op) const;
 144
 145     virtual bool dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
 146       return true;
 147     }
 148
 149     /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 150     static inline bool classof(const SCEVCouldNotCompute *S) { return true; }
 151     static bool classof(const SCEV *S);
 152   };
 153
 154   /// ScalarEvolution - This class is the main scalar evolution driver.  Because
 155   /// client code (intentionally) can't do much with the SCEV objects directly,
 156   /// they must ask this class for services.
 157   ///
 158   class ScalarEvolution : public FunctionPass {
 159     /// SCEVCallbackVH - A CallbackVH to arrange for ScalarEvolution to be
 160     /// notified whenever a Value is deleted.
 161     class SCEVCallbackVH : public CallbackVH {
 162       ScalarEvolution *SE;
 163       virtual void deleted();
 164       virtual void allUsesReplacedWith(Value *New);
 165     public:
 166       SCEVCallbackVH(Value *V, ScalarEvolution *SE = 0);
 167     };
 168
 169     friend class SCEVCallbackVH;
 170     friend struct SCEVExpander;
 171
 172     /// F - The function we are analyzing.
 173     ///
 174     Function *F;
 175
 176     /// LI - The loop information for the function we are currently analyzing.
 177     ///
 178     LoopInfo *LI;
 179
 180     /// TD - The target data information for the target we are targetting.
 181     ///
 182     TargetData *TD;
 183
 184     /// CouldNotCompute - This SCEV is used to represent unknown trip
 185     /// counts and things.
 186     SCEVCouldNotCompute CouldNotCompute;
 187
 188     /// Scalars - This is a cache of the scalars we have analyzed so far.
 189     ///
 190     std::map<SCEVCallbackVH, const SCEV *> Scalars;
 191
 192     /// BackedgeTakenInfo - Information about the backedge-taken count
 193     /// of a loop. This currently inclues an exact count and a maximum count.
 194     ///
 195     struct BackedgeTakenInfo {
 196       /// Exact - An expression indicating the exact backedge-taken count of
 197       /// the loop if it is known, or a SCEVCouldNotCompute otherwise.
 198       const SCEV *Exact;
 199
 200       /// Max - An expression indicating the least maximum backedge-taken
 201       /// count of the loop that is known, or a SCEVCouldNotCompute.
 202       const SCEV *Max;
 203
 204       /*implicit*/ BackedgeTakenInfo(const SCEV *exact) :
 205         Exact(exact), Max(exact) {}
 206
 207       BackedgeTakenInfo(const SCEV *exact, const SCEV *max) :
 208         Exact(exact), Max(max) {}
 209
 210       /// hasAnyInfo - Test whether this BackedgeTakenInfo contains any
 211       /// computed information, or whether it's all SCEVCouldNotCompute
 212       /// values.
 213       bool hasAnyInfo() const {
 214         return !isa<SCEVCouldNotCompute>(Exact) ||
 215                !isa<SCEVCouldNotCompute>(Max);
 216       }
 217     };
 218
 219     /// BackedgeTakenCounts - Cache the backedge-taken count of the loops for
 220     /// this function as they are computed.
 221     std::map<const Loop*, BackedgeTakenInfo> BackedgeTakenCounts;
 222
 223     /// ConstantEvolutionLoopExitValue - This map contains entries for all of
 224     /// the PHI instructions that we attempt to compute constant evolutions for.
 225     /// This allows us to avoid potentially expensive recomputation of these
 226     /// properties.  An instruction maps to null if we are unable to compute its
 227     /// exit value.
 228     std::map<PHINode*, Constant*> ConstantEvolutionLoopExitValue;
 229
 230     /// ValuesAtScopes - This map contains entries for all the instructions
 231     /// that we attempt to compute getSCEVAtScope information for without
 232     /// using SCEV techniques, which can be expensive.
 233     std::map<Instruction *, std::map<const Loop *, Constant *> > ValuesAtScopes;
 234
 235     /// createSCEV - We know that there is no SCEV for the specified value.
 236     /// Analyze the expression.
 237     const SCEV *createSCEV(Value *V);
 238
 239     /// createNodeForPHI - Provide the special handling we need to analyze PHI
 240     /// SCEVs.
 241     const SCEV *createNodeForPHI(PHINode *PN);
 242
 243     /// createNodeForGEP - Provide the special handling we need to analyze GEP
 244     /// SCEVs.
 245     const SCEV *createNodeForGEP(Operator *GEP);
 246
 247     /// ForgetSymbolicValue - This looks up computed SCEV values for all
 248     /// instructions that depend on the given instruction and removes them from
 249     /// the Scalars map if they reference SymName. This is used during PHI
 250     /// resolution.
 251     void ForgetSymbolicName(Instruction *I, const SCEV *SymName);
 252
 253     /// getBECount - Subtract the end and start values and divide by the step,
 254     /// rounding up, to get the number of times the backedge is executed. Return
 255     /// CouldNotCompute if an intermediate computation overflows.
 256     const SCEV *getBECount(const SCEV *Start,
 257                            const SCEV *End,
 258                            const SCEV *Step);
 259
 260     /// getBackedgeTakenInfo - Return the BackedgeTakenInfo for the given
 261     /// loop, lazily computing new values if the loop hasn't been analyzed
 262     /// yet.
 263     const BackedgeTakenInfo &getBackedgeTakenInfo(const Loop *L);
 264
 265     /// ComputeBackedgeTakenCount - Compute the number of times the specified
 266     /// loop will iterate.
 267     BackedgeTakenInfo ComputeBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 268
 269     /// ComputeBackedgeTakenCountFromExit - Compute the number of times the
 270     /// backedge of the specified loop will execute if it exits via the
 271     /// specified block.
 272     BackedgeTakenInfo ComputeBackedgeTakenCountFromExit(const Loop *L,
 273                                                       BasicBlock *ExitingBlock);
 274
 275     /// ComputeBackedgeTakenCountFromExitCond - Compute the number of times the
 276     /// backedge of the specified loop will execute if its exit condition
 277     /// were a conditional branch of ExitCond, TBB, and FBB.
 278     BackedgeTakenInfo
 279       ComputeBackedgeTakenCountFromExitCond(const Loop *L,
 280                                             Value *ExitCond,
 281                                             BasicBlock *TBB,
 282                                             BasicBlock *FBB);
 283
 284     /// ComputeBackedgeTakenCountFromExitCondICmp - Compute the number of
 285     /// times the backedge of the specified loop will execute if its exit
 286     /// condition were a conditional branch of the ICmpInst ExitCond, TBB,
 287     /// and FBB.
 288     BackedgeTakenInfo
 289       ComputeBackedgeTakenCountFromExitCondICmp(const Loop *L,
 290                                                 ICmpInst *ExitCond,
 291                                                 BasicBlock *TBB,
 292                                                 BasicBlock *FBB);
 293
 294     /// ComputeLoadConstantCompareBackedgeTakenCount - Given an exit condition
 295     /// of 'icmp op load X, cst', try to see if we can compute the
 296     /// backedge-taken count.
 297     const SCEV *
 298       ComputeLoadConstantCompareBackedgeTakenCount(LoadInst *LI,
 299                                                    Constant *RHS,
 300                                                    const Loop *L,
 301                                                    ICmpInst::Predicate p);
 302
 303     /// ComputeBackedgeTakenCountExhaustively - If the loop is known to execute
 304     /// a constant number of times (the condition evolves only from constants),
 305     /// try to evaluate a few iterations of the loop until we get the exit
 306     /// condition gets a value of ExitWhen (true or false).  If we cannot
 307     /// evaluate the backedge-taken count of the loop, return CouldNotCompute.
 308     const SCEV *ComputeBackedgeTakenCountExhaustively(const Loop *L,
 309                                                       Value *Cond,
 310                                                       bool ExitWhen);
 311
 312     /// HowFarToZero - Return the number of times a backedge comparing the
 313     /// specified value to zero will execute.  If not computable, return
 314     /// CouldNotCompute.
 315     const SCEV *HowFarToZero(const SCEV *V, const Loop *L);
 316
 317     /// HowFarToNonZero - Return the number of times a backedge checking the
 318     /// specified value for nonzero will execute.  If not computable, return
 319     /// CouldNotCompute.
 320     const SCEV *HowFarToNonZero(const SCEV *V, const Loop *L);
 321
 322     /// HowManyLessThans - Return the number of times a backedge containing the
 323     /// specified less-than comparison will execute.  If not computable, return
 324     /// CouldNotCompute. isSigned specifies whether the less-than is signed.
 325     BackedgeTakenInfo HowManyLessThans(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
 326                                        const Loop *L, bool isSigned);
 327
 328     /// getLoopPredecessor - If the given loop's header has exactly one unique
 329     /// predecessor outside the loop, return it. Otherwise return null.
 330     BasicBlock *getLoopPredecessor(const Loop *L);
 331
 332     /// getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB - Return a predecessor of BB
 333     /// (which may not be an immediate predecessor) which has exactly one
 334     /// successor from which BB is reachable, or null if no such block is
 335     /// found.
 336     BasicBlock* getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB(BasicBlock *BB);
 337
 338     /// isImpliedCond - Test whether the condition described by Pred, LHS,
 339     /// and RHS is true whenever the given Cond value evaluates to true.
 340     bool isImpliedCond(Value *Cond, ICmpInst::Predicate Pred,
 341                        const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
 342                        bool Inverse);
 343
 344     /// isImpliedCondOperands - Test whether the condition described by Pred,
 345     /// LHS, and RHS is true whenever the condition desribed by Pred, FoundLHS,
 346     /// and FoundRHS is true.
 347     bool isImpliedCondOperands(ICmpInst::Predicate Pred,
 348                                const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
 349                                const SCEV *FoundLHS, const SCEV *FoundRHS);
 350
 351     /// isImpliedCondOperandsHelper - Test whether the condition described by
 352     /// Pred, LHS, and RHS is true whenever the condition desribed by Pred,
 353     /// FoundLHS, and FoundRHS is true.
 354     bool isImpliedCondOperandsHelper(ICmpInst::Predicate Pred,
 355                                      const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
 356                                      const SCEV *FoundLHS, const SCEV *FoundRHS);
 357
 358     /// getConstantEvolutionLoopExitValue - If we know that the specified Phi is
 359     /// in the header of its containing loop, we know the loop executes a
 360     /// constant number of times, and the PHI node is just a recurrence
 361     /// involving constants, fold it.
 362     Constant *getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN, const APInt& BEs,
 363                                                 const Loop *L);
 364
 365   public:
 366     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 367     ScalarEvolution();
 368
 369     LLVMContext &getContext() const { return F->getContext(); }
 370
 371     /// isSCEVable - Test if values of the given type are analyzable within
 372     /// the SCEV framework. This primarily includes integer types, and it
 373     /// can optionally include pointer types if the ScalarEvolution class
 374     /// has access to target-specific information.
 375     bool isSCEVable(const Type *Ty) const;
 376
 377     /// getTypeSizeInBits - Return the size in bits of the specified type,
 378     /// for which isSCEVable must return true.
 379     uint64_t getTypeSizeInBits(const Type *Ty) const;
 380
 381     /// getEffectiveSCEVType - Return a type with the same bitwidth as
 382     /// the given type and which represents how SCEV will treat the given
 383     /// type, for which isSCEVable must return true. For pointer types,
 384     /// this is the pointer-sized integer type.
 385     const Type *getEffectiveSCEVType(const Type *Ty) const;
 386
 387     /// getSCEV - Return a SCEV expression handle for the full generality of the
 388     /// specified expression.
 389     const SCEV *getSCEV(Value *V);
 390
 391     const SCEV *getConstant(ConstantInt *V);
 392     const SCEV *getConstant(const APInt& Val);
 393     const SCEV *getConstant(const Type *Ty, uint64_t V, bool isSigned = false);
 394     const SCEV *getTruncateExpr(const SCEV *Op, const Type *Ty);
 395     const SCEV *getZeroExtendExpr(const SCEV *Op, const Type *Ty);
 396     const SCEV *getSignExtendExpr(const SCEV *Op, const Type *Ty);
 397     const SCEV *getAnyExtendExpr(const SCEV *Op, const Type *Ty);
 398     const SCEV *getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops);
 399     const SCEV *getAddExpr(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS) {
 400       SmallVector<const SCEV *, 2> Ops;
 401       Ops.push_back(LHS);
 402       Ops.push_back(RHS);
 403       return getAddExpr(Ops);
 404     }
 405     const SCEV *getAddExpr(const SCEV *Op0, const SCEV *Op1,
 406                            const SCEV *Op2) {
 407       SmallVector<const SCEV *, 3> Ops;
 408       Ops.push_back(Op0);
 409       Ops.push_back(Op1);
 410       Ops.push_back(Op2);
 411       return getAddExpr(Ops);
 412     }
 413     const SCEV *getMulExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops);
 414     const SCEV *getMulExpr(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS) {
 415       SmallVector<const SCEV *, 2> Ops;
 416       Ops.push_back(LHS);
 417       Ops.push_back(RHS);
 418       return getMulExpr(Ops);
 419     }
 420     const SCEV *getUDivExpr(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS);
 421     const SCEV *getAddRecExpr(const SCEV *Start, const SCEV *Step,
 422                               const Loop *L);
 423     const SCEV *getAddRecExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Operands,
 424                               const Loop *L);
 425     const SCEV *getAddRecExpr(const SmallVectorImpl<const SCEV *> &Operands,
 426                               const Loop *L) {
 427       SmallVector<const SCEV *, 4> NewOp(Operands.begin(), Operands.end());
 428       return getAddRecExpr(NewOp, L);
 429     }
 430     const SCEV *getSMaxExpr(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS);
 431     const SCEV *getSMaxExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Operands);
 432     const SCEV *getUMaxExpr(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS);
 433     const SCEV *getUMaxExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Operands);
 434     const SCEV *getSMinExpr(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS);
 435     const SCEV *getUMinExpr(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS);
 436     const SCEV *getUnknown(Value *V);
 437     const SCEV *getCouldNotCompute();
 438
 439     /// getNegativeSCEV - Return the SCEV object corresponding to -V.
 440     ///
 441     const SCEV *getNegativeSCEV(const SCEV *V);
 442
 443     /// getNotSCEV - Return the SCEV object corresponding to ~V.
 444     ///
 445     const SCEV *getNotSCEV(const SCEV *V);
 446
 447     /// getMinusSCEV - Return LHS-RHS.
 448     ///
 449     const SCEV *getMinusSCEV(const SCEV *LHS,
 450                              const SCEV *RHS);
 451
 452     /// getTruncateOrZeroExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion
 453     /// of the input value to the specified type.  If the type must be
 454     /// extended, it is zero extended.
 455     const SCEV *getTruncateOrZeroExtend(const SCEV *V, const Type *Ty);
 456
 457     /// getTruncateOrSignExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion
 458     /// of the input value to the specified type.  If the type must be
 459     /// extended, it is sign extended.
 460     const SCEV *getTruncateOrSignExtend(const SCEV *V, const Type *Ty);
 461
 462     /// getNoopOrZeroExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion of
 463     /// the input value to the specified type.  If the type must be extended,
 464     /// it is zero extended.  The conversion must not be narrowing.
 465     const SCEV *getNoopOrZeroExtend(const SCEV *V, const Type *Ty);
 466
 467     /// getNoopOrSignExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion of
 468     /// the input value to the specified type.  If the type must be extended,
 469     /// it is sign extended.  The conversion must not be narrowing.
 470     const SCEV *getNoopOrSignExtend(const SCEV *V, const Type *Ty);
 471
 472     /// getNoopOrAnyExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion of
 473     /// the input value to the specified type. If the type must be extended,
 474     /// it is extended with unspecified bits. The conversion must not be
 475     /// narrowing.
 476     const SCEV *getNoopOrAnyExtend(const SCEV *V, const Type *Ty);
 477
 478     /// getTruncateOrNoop - Return a SCEV corresponding to a conversion of the
 479     /// input value to the specified type.  The conversion must not be
 480     /// widening.
 481     const SCEV *getTruncateOrNoop(const SCEV *V, const Type *Ty);
 482
 483     /// getIntegerSCEV - Given a SCEVable type, create a constant for the
 484     /// specified signed integer value and return a SCEV for the constant.
 485     const SCEV *getIntegerSCEV(int Val, const Type *Ty);
 486
 487     /// getUMaxFromMismatchedTypes - Promote the operands to the wider of
 488     /// the types using zero-extension, and then perform a umax operation
 489     /// with them.
 490     const SCEV *getUMaxFromMismatchedTypes(const SCEV *LHS,
 491                                            const SCEV *RHS);
 492
 493     /// getUMinFromMismatchedTypes - Promote the operands to the wider of
 494     /// the types using zero-extension, and then perform a umin operation
 495     /// with them.
 496     const SCEV *getUMinFromMismatchedTypes(const SCEV *LHS,
 497                                            const SCEV *RHS);
 498
 499     /// getSCEVAtScope - Return a SCEV expression handle for the specified value
 500     /// at the specified scope in the program.  The L value specifies a loop
 501     /// nest to evaluate the expression at, where null is the top-level or a
 502     /// specified loop is immediately inside of the loop.
 503     ///
 504     /// This method can be used to compute the exit value for a variable defined
 505     /// in a loop by querying what the value will hold in the parent loop.
 506     ///
 507     /// In the case that a relevant loop exit value cannot be computed, the
 508     /// original value V is returned.
 509     const SCEV *getSCEVAtScope(const SCEV *S, const Loop *L);
 510
 511     /// getSCEVAtScope - This is a convenience function which does
 512     /// getSCEVAtScope(getSCEV(V), L).
 513     const SCEV *getSCEVAtScope(Value *V, const Loop *L);
 514
 515     /// isLoopGuardedByCond - Test whether entry to the loop is protected by
 516     /// a conditional between LHS and RHS.  This is used to help avoid max
 517     /// expressions in loop trip counts, and to eliminate casts.
 518     bool isLoopGuardedByCond(const Loop *L, ICmpInst::Predicate Pred,
 519                              const SCEV *LHS, const SCEV *RHS);
 520
 521     /// isLoopBackedgeGuardedByCond - Test whether the backedge of the loop is
 522     /// protected by a conditional between LHS and RHS.  This is used to
 523     /// to eliminate casts.
 524     bool isLoopBackedgeGuardedByCond(const Loop *L, ICmpInst::Predicate Pred,
 525                                      const SCEV *LHS, const SCEV *RHS);
 526
 527     /// getBackedgeTakenCount - If the specified loop has a predictable
 528     /// backedge-taken count, return it, otherwise return a SCEVCouldNotCompute
 529     /// object. The backedge-taken count is the number of times the loop header
 530     /// will be branched to from within the loop. This is one less than the
 531     /// trip count of the loop, since it doesn't count the first iteration,
 532     /// when the header is branched to from outside the loop.
 533     ///
 534     /// Note that it is not valid to call this method on a loop without a
 535     /// loop-invariant backedge-taken count (see
 536     /// hasLoopInvariantBackedgeTakenCount).
 537     ///
 538     const SCEV *getBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 539
 540     /// getMaxBackedgeTakenCount - Similar to getBackedgeTakenCount, except
 541     /// return the least SCEV value that is known never to be less than the
 542     /// actual backedge taken count.
 543     const SCEV *getMaxBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 544
 545     /// hasLoopInvariantBackedgeTakenCount - Return true if the specified loop
 546     /// has an analyzable loop-invariant backedge-taken count.
 547     bool hasLoopInvariantBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 548
 549     /// forgetLoopBackedgeTakenCount - This method should be called by the
 550     /// client when it has changed a loop in a way that may effect
 551     /// ScalarEvolution's ability to compute a trip count, or if the loop
 552     /// is deleted.
 553     void forgetLoopBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 554
 555     /// GetMinTrailingZeros - Determine the minimum number of zero bits that S
 556     /// is guaranteed to end in (at every loop iteration).  It is, at the same
 557     /// time, the minimum number of times S is divisible by 2.  For example,
 558     /// given {4,+,8} it returns 2.  If S is guaranteed to be 0, it returns the
 559     /// bitwidth of S.
 560     uint32_t GetMinTrailingZeros(const SCEV *S);
 561
 562     /// getUnsignedRange - Determine the unsigned range for a particular SCEV.
 563     ///
 564     ConstantRange getUnsignedRange(const SCEV *S);
 565
 566     /// getSignedRange - Determine the signed range for a particular SCEV.
 567     ///
 568     ConstantRange getSignedRange(const SCEV *S);
 569
 570     /// isKnownNegative - Test if the given expression is known to be negative.
 571     ///
 572     bool isKnownNegative(const SCEV *S);
 573
 574     /// isKnownPositive - Test if the given expression is known to be positive.
 575     ///
 576     bool isKnownPositive(const SCEV *S);
 577
 578     /// isKnownNonNegative - Test if the given expression is known to be
 579     /// non-negative.
 580     ///
 581     bool isKnownNonNegative(const SCEV *S);
 582
 583     /// isKnownNonPositive - Test if the given expression is known to be
 584     /// non-positive.
 585     ///
 586     bool isKnownNonPositive(const SCEV *S);
 587
 588     /// isKnownNonZero - Test if the given expression is known to be
 589     /// non-zero.
 590     ///
 591     bool isKnownNonZero(const SCEV *S);
 592
 593     /// isKnownNonZero - Test if the given expression is known to satisfy
 594     /// the condition described by Pred, LHS, and RHS.
 595     ///
 596     bool isKnownPredicate(ICmpInst::Predicate Pred,
 597                           const SCEV *LHS, const SCEV *RHS);
 598
 599     virtual bool runOnFunction(Function &F);
 600     virtual void releaseMemory();
 601     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
 602     void print(raw_ostream &OS, const Module* = 0) const;
 603     virtual void print(std::ostream &OS, const Module* = 0) const;
 604     void print(std::ostream *OS, const Module* M = 0) const {
 605       if (OS) print(*OS, M);
 606     }
 607
 608   private:
 609     FoldingSet<SCEV> UniqueSCEVs;
 610     BumpPtrAllocator SCEVAllocator;
 611   };
 612 }
 613
 614 #endif