* We were forgetting to pass varargs arguments through a call
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / IndVarSimplify.cpp
index 35844cadb6c567e9fec0c3ad8ecfad4b38039a04..1744fe41b2df4b1dad83da77c42fedeea2328c2a 100644 (file)
 //===- IndVarSimplify.cpp - Induction Variable Elimination ----------------===//
+// 
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// InductionVariableSimplify - Transform induction variables in a program
-//   to all use a single cannonical induction variable per loop.
+// 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.
+// 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
+// Guarantees that all loops with identifiable, linear, induction variables will
+// be transformed to have a single, canonical, induction variable.  After this
+// pass runs, it guarantees the the first PHI node of the header block in the
+// loop is the canonical induction variable if there is one.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/Transforms/Scalar/IndVarSimplify.h"
+#include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/Analysis/InductionVariable.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/iPHINode.h"
 #include "llvm/iOther.h"
 #include "llvm/Type.h"
-#include "llvm/ConstantVals.h"
+#include "llvm/Constants.h"
+#include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "Support/Debug.h"
+#include "Support/Statistic.h"
 #include "Support/STLExtras.h"
 
-#if 0
-#define DEBUG
-#include "llvm/Analysis/Writer.h"
-#endif
+namespace {
+  Statistic<> NumRemoved ("indvars", "Number of aux indvars removed");
+  Statistic<> NumInserted("indvars", "Number of canonical indvars added");
+}
 
 // InsertCast - Cast Val to Ty, setting a useful name on the cast if Val has a
 // name...
 //
-static Instruction *InsertCast(Instruction *Val, const Type *Ty,
-                               BasicBlock::iterator It) {
-  Instruction *Cast = new CastInst(Val, Ty);
-  if (Val->hasName()) Cast->setName(Val->getName()+"-casted");
-  Val->getParent()->getInstList().insert(It, Cast);
-  return Cast;
+static Instruction *InsertCast(Value *Val, const Type *Ty,
+                               Instruction *InsertBefore) {
+  return new CastInst(Val, Ty, Val->getName()+"-casted", InsertBefore);
 }
 
-static bool TransformLoop(cfg::LoopInfo *Loops, cfg::Loop *Loop) {
+static bool TransformLoop(LoopInfo *Loops, Loop *Loop) {
   // Transform all subloops before this loop...
   bool Changed = reduce_apply_bool(Loop->getSubLoops().begin(),
                                    Loop->getSubLoops().end(),
                               std::bind1st(std::ptr_fun(TransformLoop), Loops));
   // Get the header node for this loop.  All of the phi nodes that could be
   // induction variables must live in this basic block.
-  BasicBlock *Header = (BasicBlock*)Loop->getBlocks().front();
+  //
+  BasicBlock *Header = Loop->getHeader();
   
   // Loop over all of the PHI nodes in the basic block, calculating the
   // induction variables that they represent... stuffing the induction variable
   // info into a vector...
   //
   std::vector<InductionVariable> IndVars;    // Induction variables for block
-  for (BasicBlock::iterator I = Header->begin(); 
-       PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*I); ++I)
+  BasicBlock::iterator AfterPHIIt = Header->begin();
+  for (; PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(AfterPHIIt); ++AfterPHIIt)
     IndVars.push_back(InductionVariable(PN, Loops));
+  // AfterPHIIt now points to first non-phi instruction...
 
   // If there are no phi nodes in this basic block, there can't be indvars...
   if (IndVars.empty()) return Changed;
   
-  // Loop over the induction variables, looking for a cannonical induction
+  // Loop over the induction variables, looking for a canonical induction
   // variable, and checking to make sure they are not all unknown induction
   // variables.
   //
   bool FoundIndVars = false;
-  InductionVariable *Cannonical = 0;
+  InductionVariable *Canonical = 0;
   for (unsigned i = 0; i < IndVars.size(); ++i) {
-    if (IndVars[i].InductionType == InductionVariable::Cannonical)
-      Cannonical = &IndVars[i];
+    if (IndVars[i].InductionType == InductionVariable::Canonical &&
+        !isa<PointerType>(IndVars[i].Phi->getType()))
+      Canonical = &IndVars[i];
     if (IndVars[i].InductionType != InductionVariable::Unknown)
       FoundIndVars = true;
   }
 
-  // No induction variables, bail early... don't add a cannonnical indvar
+  // No induction variables, bail early... don't add a canonical indvar
   if (!FoundIndVars) return Changed;
 
-  // Okay, we want to convert other induction variables to use a cannonical
+  // Okay, we want to convert other induction variables to use a canonical
   // indvar.  If we don't have one, add one now...
-  if (!Cannonical) {
-    // Create the PHI node for the new induction variable
-    PHINode *PN = new PHINode(Type::UIntTy, "cann-indvar");
-
-    // Insert the phi node at the end of the other phi nodes...
-    Header->getInstList().insert(Header->begin()+IndVars.size(), PN);
+  if (!Canonical) {
+    // Create the PHI node for the new induction variable, and insert the phi
+    // node at the start of the PHI nodes...
+    PHINode *PN = new PHINode(Type::UIntTy, "cann-indvar", Header->begin());
 
     // Create the increment instruction to add one to the counter...
     Instruction *Add = BinaryOperator::create(Instruction::Add, PN,
                                               ConstantUInt::get(Type::UIntTy,1),
-                                              "add1-indvar");
-
-    // Insert the add instruction after all of the PHI nodes...
-    Header->getInstList().insert(Header->begin()+(IndVars.size()+1), Add);
+                                              "add1-indvar", AfterPHIIt);
 
     // Figure out which block is incoming and which is the backedge for the loop
     BasicBlock *Incoming, *BackEdgeBlock;
-    BasicBlock::pred_iterator PI = Header->pred_begin();
-    assert(PI != Header->pred_end() && "Loop headers should have 2 preds!");
+    pred_iterator PI = pred_begin(Header);
+    assert(PI != pred_end(Header) && "Loop headers should have 2 preds!");
     if (Loop->contains(*PI)) {  // First pred is back edge...
       BackEdgeBlock = *PI++;
       Incoming      = *PI++;
@@ -96,75 +102,78 @@ static bool TransformLoop(cfg::LoopInfo *Loops, cfg::Loop *Loop) {
       Incoming      = *PI++;
       BackEdgeBlock = *PI++;
     }
-    assert(PI == Header->pred_end() && "Loop headers should have 2 preds!");
+    assert(PI == pred_end(Header) && "Loop headers should have 2 preds!");
     
     // Add incoming values for the PHI node...
-    PN->addIncoming(Constant::getNullConstant(Type::UIntTy), Incoming);
+    PN->addIncoming(Constant::getNullValue(Type::UIntTy), Incoming);
     PN->addIncoming(Add, BackEdgeBlock);
 
     // Analyze the new induction variable...
     IndVars.push_back(InductionVariable(PN, Loops));
-    assert(IndVars.back().InductionType == InductionVariable::Cannonical &&
-           "Just inserted cannonical indvar that is not cannonical!");
-    Cannonical = &IndVars.back();
+    assert(IndVars.back().InductionType == InductionVariable::Canonical &&
+           "Just inserted canonical indvar that is not canonical!");
+    Canonical = &IndVars.back();
+    ++NumInserted;
     Changed = true;
+  } else {
+    // If we have a canonical induction variable, make sure that it is the first
+    // one in the basic block.
+    if (&Header->front() != Canonical->Phi)
+      Header->getInstList().splice(Header->begin(), Header->getInstList(),
+                                   Canonical->Phi);
   }
 
-#ifdef DEBUG
-  cerr << "Induction variables:\n";
-#endif
+  DEBUG(std::cerr << "Induction variables:\n");
 
   // Get the current loop iteration count, which is always the value of the
-  // cannonical phi node...
+  // canonical phi node...
   //
-  PHINode *IterCount = Cannonical->Phi;
+  PHINode *IterCount = Canonical->Phi;
 
-  // Loop through and replace all of the auxillary induction variables with
-  // references to the primary induction variable...
+  // Loop through and replace all of the auxiliary induction variables with
+  // references to the canonical induction variable...
   //
-  unsigned InsertPos = IndVars.size();
   for (unsigned i = 0; i < IndVars.size(); ++i) {
     InductionVariable *IV = &IndVars[i];
-#ifdef DEBUG
-    cerr << IndVars[i];
-#endif
-    // Don't modify the cannonical indvar or unrecognized indvars...
-    if (IV != Cannonical && IV->InductionType != InductionVariable::Unknown) {
+
+    DEBUG(IV->print(std::cerr));
+
+    // Don't do math with pointers...
+    const Type *IVTy = IV->Phi->getType();
+    if (isa<PointerType>(IVTy)) IVTy = Type::ULongTy;
+
+    // Don't modify the canonical indvar or unrecognized indvars...
+    if (IV != Canonical && IV->InductionType != InductionVariable::Unknown) {
       Instruction *Val = IterCount;
       if (!isa<ConstantInt>(IV->Step) ||   // If the step != 1
           !cast<ConstantInt>(IV->Step)->equalsInt(1)) {
-        std::string Name;   // Create a scale by the step value...
-        if (IV->Phi->hasName()) Name = IV->Phi->getName()+"-scale";
 
         // If the types are not compatible, insert a cast now...
-        if (Val->getType() != IV->Step->getType())
-          Val = InsertCast(Val, IV->Step->getType(),
-                           Header->begin()+InsertPos++);
+        if (Val->getType() != IVTy)
+          Val = InsertCast(Val, IVTy, AfterPHIIt);
+        if (IV->Step->getType() != IVTy)
+          IV->Step = InsertCast(IV->Step, IVTy, AfterPHIIt);
 
-        Val = BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Val, IV->Step, Name);
-        // Insert the phi node at the end of the other phi nodes...
-        Header->getInstList().insert(Header->begin()+InsertPos++, Val);
+        Val = BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Val, IV->Step,
+                                     IV->Phi->getName()+"-scale", AfterPHIIt);
       }
 
-      if (!isa<Constant>(IV->Start) ||   // If the start != 0
-          !cast<Constant>(IV->Start)->isNullValue()) {
-        std::string Name;   // Create a offset by the start value...
-        if (IV->Phi->hasName()) Name = IV->Phi->getName()+"-offset";
-
+      // If the start != 0
+      if (IV->Start != Constant::getNullValue(IV->Start->getType())) {
         // If the types are not compatible, insert a cast now...
-        if (Val->getType() != IV->Start->getType())
-          Val = InsertCast(Val, IV->Start->getType(),
-                           Header->begin()+InsertPos++);
-
-        Val = BinaryOperator::create(Instruction::Add, Val, IV->Start, Name);
-        // Insert the phi node at the end of the other phi nodes...
-        Header->getInstList().insert(Header->begin()+InsertPos++, Val);
+        if (Val->getType() != IVTy)
+          Val = InsertCast(Val, IVTy, AfterPHIIt);
+        if (IV->Start->getType() != IVTy)
+          IV->Start = InsertCast(IV->Start, IVTy, AfterPHIIt);
+
+        // Insert the instruction after the phi nodes...
+        Val = BinaryOperator::create(Instruction::Add, Val, IV->Start,
+                                     IV->Phi->getName()+"-offset", AfterPHIIt);
       }
 
       // If the PHI node has a different type than val is, insert a cast now...
       if (Val->getType() != IV->Phi->getType())
-          Val = InsertCast(Val, IV->Phi->getType(),
-                           Header->begin()+InsertPos++);
+        Val = InsertCast(Val, IV->Phi->getType(), AfterPHIIt);
       
       // Replace all uses of the old PHI node with the new computed value...
       IV->Phi->replaceAllUsesWith(Val);
@@ -175,24 +184,36 @@ static bool TransformLoop(cfg::LoopInfo *Loops, cfg::Loop *Loop) {
       Val->setName(OldName);
 
       // Delete the old, now unused, phi node...
-      Header->getInstList().remove(IV->Phi);
-      delete IV->Phi;
-      InsertPos--;            // Deleted an instr, decrement insert position
+      Header->getInstList().erase(IV->Phi);
       Changed = true;
+      ++NumRemoved;
     }
   }
 
   return Changed;
 }
 
-bool InductionVariableSimplify::doit(Method *M) {
-  if (M->isExternal()) return false;
+namespace {
+  struct InductionVariableSimplify : public FunctionPass {
+    virtual bool runOnFunction(Function &) {
+      LoopInfo &LI = getAnalysis<LoopInfo>();
 
-  // Figure out the loop structure of the method...
-  cfg::LoopInfo Loops(M);
+      // Induction Variables live in the header nodes of loops
+      return reduce_apply_bool(LI.getTopLevelLoops().begin(),
+                               LI.getTopLevelLoops().end(),
+                               std::bind1st(std::ptr_fun(TransformLoop), &LI));
+    }
+    
+    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.addRequired<LoopInfo>();
+      AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
+      AU.setPreservesCFG();
+    }
+  };
+  RegisterOpt<InductionVariableSimplify> X("indvars",
+                                           "Canonicalize Induction Variables");
+}
 
-  // Induction Variables live in the header nodes of the loops of the method...
-  return reduce_apply_bool(Loops.getTopLevelLoops().begin(),
-                           Loops.getTopLevelLoops().end(),
-                           std::bind1st(std::ptr_fun(TransformLoop), &Loops));
+Pass *createIndVarSimplifyPass() {
+  return new InductionVariableSimplify();
 }