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[oota-llvm.git] / lib / Analysis / LoopInfo.cpp
index 20ca8929971ddf7be0dbb69598bf7c3a36f2e528..05831402f4092bcea8ccf670e5864f8fdab03f40 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     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 is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
-#include "llvm/Support/Streams.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include <algorithm>
-#include <ostream>
 using namespace llvm;
 
+// Always verify loopinfo if expensive checking is enabled.
+#ifdef XDEBUG
+static bool VerifyLoopInfo = true;
+#else
+static bool VerifyLoopInfo = false;
+#endif
+static cl::opt<bool,true>
+VerifyLoopInfoX("verify-loop-info", cl::location(VerifyLoopInfo),
+                cl::desc("Verify loop info (time consuming)"));
+
 char LoopInfo::ID = 0;
-static RegisterPass<LoopInfo>
-X("loops", "Natural Loop Construction", true);
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(LoopInfo, "loops", "Natural Loop Information", true, true)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
+INITIALIZE_PASS_END(LoopInfo, "loops", "Natural Loop Information", true, true)
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Loop implementation
 //
 
-/// getNumBackEdges - Calculate the number of back edges to the loop header.
+/// isLoopInvariant - Return true if the specified value is loop invariant
 ///
-
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-// LoopInfo implementation
-//
-bool LoopInfo::runOnFunction(Function &) {
-  releaseMemory();
-  Calculate(getAnalysis<DominatorTree>());    // Update
-  return false;
+bool Loop::isLoopInvariant(Value *V) const {
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+    return !contains(I);
+  return true;  // All non-instructions are loop invariant
 }
 
-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, DT))
-      TopLevelLoops.push_back(L);
+/// hasLoopInvariantOperands - Return true if all the operands of the
+/// specified instruction are loop invariant. 
+bool Loop::hasLoopInvariantOperands(Instruction *I) const {
+  for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
+    if (!isLoopInvariant(I->getOperand(i)))
+      return false;
+  
+  return true;
 }
 
-void LoopInfo::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-  AU.setPreservesAll();
-  AU.addRequired<DominatorTree>();
+/// makeLoopInvariant - If the given value is an instruciton inside of the
+/// loop and it can be hoisted, do so to make it trivially loop-invariant.
+/// Return true if the value after any hoisting is loop invariant. This
+/// function can be used as a slightly more aggressive replacement for
+/// isLoopInvariant.
+///
+/// If InsertPt is specified, it is the point to hoist instructions to.
+/// If null, the terminator of the loop preheader is used.
+///
+bool Loop::makeLoopInvariant(Value *V, bool &Changed,
+                             Instruction *InsertPt) const {
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+    return makeLoopInvariant(I, Changed, InsertPt);
+  return true;  // All non-instructions are loop-invariant.
 }
 
-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
+/// makeLoopInvariant - If the given instruction is inside of the
+/// loop and it can be hoisted, do so to make it trivially loop-invariant.
+/// Return true if the instruction after any hoisting is loop invariant. This
+/// function can be used as a slightly more aggressive replacement for
+/// isLoopInvariant.
+///
+/// If InsertPt is specified, it is the point to hoist instructions to.
+/// If null, the terminator of the loop preheader is used.
+///
+bool Loop::makeLoopInvariant(Instruction *I, bool &Changed,
+                             Instruction *InsertPt) const {
+  // Test if the value is already loop-invariant.
+  if (isLoopInvariant(I))
+    return true;
+  if (!I->isSafeToSpeculativelyExecute())
+    return false;
+  if (I->mayReadFromMemory())
+    return false;
+  // Determine the insertion point, unless one was given.
+  if (!InsertPt) {
+    BasicBlock *Preheader = getLoopPreheader();
+    // Without a preheader, hoisting is not feasible.
+    if (!Preheader)
+      return false;
+    InsertPt = Preheader->getTerminator();
+  }
+  // Don't hoist instructions with loop-variant operands.
+  for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
+    if (!makeLoopInvariant(I->getOperand(i), Changed, InsertPt))
+      return false;
+  
+  // Hoist.
+  I->moveBefore(InsertPt);
+  Changed = true;
+  return true;
 }
 
-static bool isNotAlreadyContainedIn(Loop *SubLoop, Loop *ParentLoop) {
-  if (SubLoop == 0) return true;
-  if (SubLoop == ParentLoop) return false;
-  return isNotAlreadyContainedIn(SubLoop->getParentLoop(), ParentLoop);
+/// 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.
+///
+/// The IndVarSimplify pass transforms loops to have a canonical induction
+/// variable.
+///
+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 (ConstantInt *CI =
+        dyn_cast<ConstantInt>(PN->getIncomingValueForBlock(Incoming)))
+      if (CI->isNullValue())
+        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;
 }
 
-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.  This identifies backedges which target this node...
-  for (pred_iterator I = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); I != E; ++I)
-    if (DT.dominates(BB, *I))   // If BB dominates it's predecessor...
-      TodoStack.push_back(*I);
-
-  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??
-        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);
+/// 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.
+///
+/// The IndVarSimplify pass transforms loops to have a form that this
+/// function easily understands.
+///
+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.
+  PHINode *IV = getCanonicalInductionVariable();
+  if (IV == 0 || IV->getNumIncomingValues() != 2) return 0;
+
+  bool P0InLoop = contains(IV->getIncomingBlock(0));
+  Value *Inc = IV->getIncomingValue(!P0InLoop);
+  BasicBlock *BackedgeBlock = IV->getIncomingBlock(!P0InLoop);
+
+  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);
+          }
         }
+      }
+    }
 
-      // Normal case, add the block to our loop...
-      L->Blocks.push_back(X);
+  return 0;
+}
 
-      // Add all of the predecessors of X to the end of the work stack...
-      TodoStack.insert(TodoStack.end(), pred_begin(X), pred_end(X));
+/// getSmallConstantTripCount - Returns the trip count of this loop as a
+/// normal unsigned value, if possible. Returns 0 if the trip count is unknown
+/// or not constant. Will also return 0 if the trip count is very large
+/// (>= 2^32)
+unsigned Loop::getSmallConstantTripCount() const {
+  Value* TripCount = this->getTripCount();
+  if (TripCount) {
+    if (ConstantInt *TripCountC = dyn_cast<ConstantInt>(TripCount)) {
+      // Guard against huge trip counts.
+      if (TripCountC->getValue().getActiveBits() <= 32) {
+        return (unsigned)TripCountC->getZExtValue();
+      }
     }
   }
+  return 0;
+}
 
-  // 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.
-  //
-  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
+/// getSmallConstantTripMultiple - Returns the largest constant divisor of the
+/// trip count of this loop as a normal unsigned value, if possible. This
+/// means that the actual trip count is always a multiple of the returned
+/// value (don't forget the trip count could very well be zero as well!).
+///
+/// Returns 1 if the trip count is unknown or not guaranteed to be the
+/// multiple of a constant (which is also the case if the trip count is simply
+/// constant, use getSmallConstantTripCount for that case), Will also return 1
+/// if the trip count is very large (>= 2^32).
+unsigned Loop::getSmallConstantTripMultiple() const {
+  Value* TripCount = this->getTripCount();
+  // This will hold the ConstantInt result, if any
+  ConstantInt *Result = NULL;
+  if (TripCount) {
+    // See if the trip count is constant itself
+    Result = dyn_cast<ConstantInt>(TripCount);
+    // if not, see if it is a multiplication
+    if (!Result)
+      if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TripCount)) {
+        switch (BO->getOpcode()) {
+        case BinaryOperator::Mul:
+          Result = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1));
+          break;
+        case BinaryOperator::Shl:
+          if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1)))
+            if (CI->getValue().getActiveBits() <= 5)
+              return 1u << CI->getZExtValue();
+          break;
+        default:
+          break;
+        }
+      }
   }
+  // Guard against huge trip counts.
+  if (Result && Result->getValue().getActiveBits() <= 32) {
+    return (unsigned)Result->getZExtValue();
+  } else {
+    return 1;
+  }
+}
 
-  // 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.
-          }
-        }
+/// isLCSSAForm - Return true if the Loop is in LCSSA form
+bool Loop::isLCSSAForm(DominatorTree &DT) 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) {
+        User *U = *UI;
+        BasicBlock *UserBB = cast<Instruction>(U)->getParent();
+        if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(U))
+          UserBB = P->getIncomingBlock(UI);
+
+        // Check the current block, as a fast-path, before checking whether
+        // the use is anywhere in the loop.  Most values are used in the same
+        // block they are defined in.  Also, blocks not reachable from the
+        // entry are special; uses in them don't need to go through PHIs.
+        if (UserBB != BB &&
+            !LoopBBs.count(UserBB) &&
+            DT.isReachableFromEntry(UserBB))
+          return false;
       }
-    }
   }
 
-  return L;
+  return true;
 }
 
-/// 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);
+/// isLoopSimplifyForm - Return true if the Loop is in the form that
+/// the LoopSimplify form transforms loops to, which is sometimes called
+/// normal form.
+bool Loop::isLoopSimplifyForm() const {
+  // Normal-form loops have a preheader, a single backedge, and all of their
+  // exits have all their predecessors inside the loop.
+  return getLoopPreheader() && getLoopLatch() && hasDedicatedExits();
 }
 
-/// 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;
-    }
+/// hasDedicatedExits - Return true if no exit block for the loop
+/// has a predecessor that is outside the loop.
+bool Loop::hasDedicatedExits() const {
+  // Sort the blocks vector so that we can use binary search to do quick
+  // lookups.
+  SmallPtrSet<BasicBlock *, 16> LoopBBs(block_begin(), block_end());
+  // Each predecessor of each exit block of a normal loop is contained
+  // within the loop.
+  SmallVector<BasicBlock *, 4> ExitBlocks;
+  getExitBlocks(ExitBlocks);
+  for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i)
+    for (pred_iterator PI = pred_begin(ExitBlocks[i]),
+         PE = pred_end(ExitBlocks[i]); PI != PE; ++PI)
+      if (!LoopBBs.count(*PI))
+        return false;
+  // All the requirements are met.
+  return true;
+}
+
+/// 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 exits are in canonical form.
+///
+void
+Loop::getUniqueExitBlocks(SmallVectorImpl<BasicBlock *> &ExitBlocks) const {
+  assert(hasDedicatedExits() &&
+         "getUniqueExitBlocks assumes the loop has canonical form exits!");
+
+  // 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());
+
+  SmallVector<BasicBlock *, 32> switchExitBlocks;
+
+  for (block_iterator BI = block_begin(), BE = block_end(); BI != BE; ++BI) {
+
+    BasicBlock *current = *BI;
+    switchExitBlocks.clear();
+
+    for (succ_iterator I = succ_begin(*BI), E = succ_end(*BI); I != E; ++I) {
+      // If block is inside the loop then it is not a exit block.
+      if (std::binary_search(LoopBBs.begin(), LoopBBs.end(), *I))
+        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 (std::distance(succ_begin(current), succ_end(current)) <= 2) {
+        ExitBlocks.push_back(*I);
+        continue;
+      }
 
-  // If not, insert it here!
-  Parent->SubLoops.push_back(L);
-  L->ParentLoop = Parent;
+      // 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);
+      }
+    }
+  }
 }
 
-/// 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;
+/// getUniqueExitBlock - If getUniqueExitBlocks would return exactly one
+/// block, return that block. Otherwise return null.
+BasicBlock *Loop::getUniqueExitBlock() const {
+  SmallVector<BasicBlock *, 8> UniqueExitBlocks;
+  getUniqueExitBlocks(UniqueExitBlocks);
+  if (UniqueExitBlocks.size() == 1)
+    return UniqueExitBlocks[0];
+  return 0;
 }
 
-/// 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!");
+void Loop::dump() const {
+  print(dbgs());
 }
 
-/// 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;
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// LoopInfo implementation
+//
+bool LoopInfo::runOnFunction(Function &) {
+  releaseMemory();
+  LI.Calculate(getAnalysis<DominatorTree>().getBase());    // Update
+  return false;
 }
 
-/// 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);
+void LoopInfo::verifyAnalysis() const {
+  // LoopInfo is a FunctionPass, but verifying every loop in the function
+  // each time verifyAnalysis is called is very expensive. The
+  // -verify-loop-info option can enable this. In order to perform some
+  // checking by default, LoopPass has been taught to call verifyLoop
+  // manually during loop pass sequences.
+
+  if (!VerifyLoopInfo) return;
 
-    BBMap.erase(I);
+  for (iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
+    assert(!(*I)->getParentLoop() && "Top-level loop has a parent!");
+    (*I)->verifyLoopNest();
   }
+
+  // TODO: check BBMap consistency.
+}
+
+void LoopInfo::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesAll();
+  AU.addRequired<DominatorTree>();
+}
+
+void LoopInfo::print(raw_ostream &OS, const Module*) const {
+  LI.print(OS);
 }
 
-// Ensure this file gets linked when LoopInfo.h is used.
-DEFINING_FILE_FOR(LoopInfo)