nsz Git - libfirm/blob - ir/ana/irloop.h

   1 /*
   2  * Project:     libFIRM
   3  * File name:   ir/ana/irloop_t.h
   4  * Purpose:     Loop datastructure and access functions.
   5  * Author:      Goetz Lindenmaier
   6  * Modified by:
   7  * Created:     7.2002
   8  * CVS-ID:      $Id$
   9  * Copyright:   (c) 2002-2003 Universität Karlsruhe
  10  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
  11  */
  12
  13 /**
  14 * @file irloop.h
  15 *
  16 *  Computes backedges in the control and data flow.
  17 *
  18 *  @author Goetz Lindenmaier
  19 *
  20 *  Only Block and Phi/Filter nodes can have incoming backedges.
  21 *  Constructs loops data structure: indicates loop nesting.
  22 */
  23
  24 # ifndef _IRLOOP_H_
  25 # define _IRLOOP_H_
  26
  27 # include "irgraph.h"
  28 # include "irnode.h"
  29
  30 /* ------------------------------------------------------------------- */
  31 /*
  32  * Backedge information.
  33  *
  34  * Predecessors of Block, Phi and interprocedural Filter nodes can
  35  * have  backedges.  If loop information is computed, this
  36  * information is computed, too.
  37  * The backedge information can only be used if the graph is not in
  38  * phase phase_building.
  39  */
  40 /* ------------------------------------------------------------------- */
  41
  42 /** Returns true if the predesessor pos is a backedge. */
  43 int  is_inter_backedge(ir_node *n, int pos);
  44 int  is_intra_backedge(ir_node *n, int pos);
  45 /** Returns non-zero if the predecessor pos is a backedge. */
  46 int is_backedge (ir_node *n, int pos);
  47 /** Remarks that edge pos is a backedge. */
  48 void set_backedge (ir_node *n, int pos);
  49 /** Remarks that edge pos is not a backedge. */
  50 void set_not_backedge (ir_node *n, int pos);
  51 /** Returns non-zero if n has backedges. */
  52 int has_backedges (ir_node *n);
  53 /** Sets backedge information to zero. */
  54 void clear_backedges (ir_node *n);
  55
  56 /* ------------------------------------------------------------------- */
  57 /**
  58  * The loops datastructure.
  59  *
  60  * The loops datastructure represents circles in the intermediate
  61  * representation.  It does not represent loops in the terms of a
  62  * source program.
  63  * Each ir_graph can contain one outermost loop datastructure.
  64  * loop is the entry point to the nested loops.
  65  * The loop datastructure contains a field indicating the depth of
  66  * the loop within the nesting.  Further it contains a list of the
  67  * loops with nesting depth -1.  Finally it contains a list of all
  68  * nodes in the loop.
  69  *
  70  * @todo We could add a field pointing from a node to the containing loop,
  71  * this would cost a lot of memory, though.
  72  */
  73 /* ------------------------------------------------------------------- */
  74 #ifndef _IR_LOOP_TYPEDEF_
  75 #define _IR_LOOP_TYPEDEF_
  76 typedef struct ir_loop ir_loop;
  77 #endif
  78
  79 /** Loop elements: loop nodes and ir nodes */
  80 typedef union {
  81     firm_kind *kind;    /**< is either k_ir_node or k_ir_loop */
  82     ir_node *node;      /**< Pointer to an ir_node element */
  83     ir_loop *son;       /**< Pointer to an ir_loop element */
  84 } loop_element;
  85
  86 int      is_ir_loop(const void *thing);
  87
  88 /** Set the outermost loop in ir graph as basic access to loop tree. */
  89 void     set_irg_loop(ir_graph *irg, ir_loop *l);
  90
  91 /* Returns the root loop info (if exists) for an irg. */
  92 ir_loop *get_irg_loop(ir_graph *irg);
  93
  94 /** Returns the loop n is contained in.  NULL if node is in no loop. */
  95 ir_loop *get_irn_loop(ir_node *n);
  96
  97 /** Returns outer loop, itself if outermost. */
  98 ir_loop *get_loop_outer_loop (ir_loop *loop);
  99 /** Returns nesting depth of this loop */
 100 int      get_loop_depth (ir_loop *loop);
 101
 102 /* Sons are the inner loops contained in this loop. */
 103 /** Returns the number of inner loops */
 104 int      get_loop_n_sons (ir_loop *loop);
 105
 106 /** Returns the pos`th son loop (inner loop) of a loop.
 107     Returns NULL if there is not a pos`th loop_node. */
 108 ir_loop *get_loop_son (ir_loop *loop, int pos);
 109
 110 /** Returns the number of nodes contained in loop.  */
 111 int      get_loop_n_nodes (ir_loop *loop);
 112
 113 /** Returns the pos`th ir_node of a loop.
 114     Returns NULL if there is not a pos`th ir_node. */
 115 ir_node *get_loop_node (ir_loop *loop, int pos);
 116
 117 /** Returns the number of elements contained in loop.  */
 118 int      get_loop_n_elements (ir_loop *loop);
 119 /** Returns a loop element.  A loop element can be interpreted as a
 120     kind pointer, an ir_node* or an ir_loop*. */
 121 loop_element get_loop_element (ir_loop *loop, int pos);
 122
 123 /** Returns the element number of the loop son in loop.
 124  *  Returns -1 if not found. O(|elements|). */
 125 int get_loop_element_pos(ir_loop *loop, void *le);
 126
 127 /** Returns a unique node number for the loop node to make output
 128     readable. If libfirm_debug is not set it returns the loop cast to
 129     int. */
 130 int get_loop_loop_nr(ir_loop *loop);
 131
 132 /** A field to connect additional information to a loop.  Only valid
 133     if libfirm_debug is set, else returns NULL.  */
 134 void  set_loop_link (ir_loop *loop, void *link);
 135 void *get_loop_link (const ir_loop *loop);
 136
 137 /* ------------------------------------------------------------------- */
 138 /* Constructing and destructing the loop/backedge information.         */
 139 /* ------------------------------------------------------------------- */
 140
 141 /** Constructs backedge information and loop tree for a graph in intraprocedural view.
 142  *
 143  *  The algorithm views the program representation as a pure graph.
 144  *  It assumes that only block and phi nodes may be loop headers.
 145  *  The resulting loop tree is a possible visiting order for dataflow
 146  *  analysis.
 147  *
 148  *  @returns Maximal depth of loop tree.
 149  *
 150  *  @remark
 151  *  One assumes, the Phi nodes in a block with a backedge have backedges
 152  *  at the same positions as the block.  This is not the case, as
 153  *  the scc algorithms does not respect the program semantics in this case.
 154  *  Take a swap in a loop (t = i; i = j; j = t;)  This results in two Phi
 155  *  nodes.  They form a cycle.  Once the scc algorithm deleted one of the
 156  *  edges, the cycle is removed.  The second Phi node does not get a
 157  *  backedge!
 158  */
 159 /* @@@ Well, maybe construct_loop_information or analyze_loops ? */
 160 int construct_backedges(ir_graph *irg);
 161
 162 /** Constructs backedges for all irgs in interprocedural view.
 163  *
 164  *  @see As construct_backedges(), but for interprocedural view.
 165  *
 166  *  @remark
 167  *  All loops in the graph will be marked as such, not only
 168  *  realizeable loops and recursions in the program.  E.g., if the
 169  *  same funcion is called twice, there is a loop between the first
 170  *  function return and the second call.
 171  *
 172  *  @returns Maximal depth of loop tree.
 173 */
 174 int construct_ip_backedges(void);
 175
 176 /** Construct loop tree only for control flow.
 177  *
 178  *  This constructs loop information resembling the program structure.
 179  *  It is useful for loop optimizations and analyses, as, e.g., finding
 180  *  iteration variables or loop invariant code motion.
 181  *
 182  *  This algorithm computes only back edge information for Block nodes, not
 183  *  for Phi nodes.
 184  *
 185  * @returns Maximal depth of loop tree. */
 186 int construct_cf_backedges(ir_graph *irg);
 187
 188 /** Construct interprocedural loop tree for control flow.
 189  *
 190  *  @see construct_cf_backedges() and construct_ip_backedges().
 191  */
 192 int construct_ip_cf_backedges (void);
 193
 194 /** Removes all loop information.
 195  *  Resets all backedges.  Works for any construction algorithm.
 196  */
 197 void free_loop_information(ir_graph *irg);
 198 void free_all_loop_information (void);
 199
 200
 201
 202
 203 /* ------------------------------------------------------------------- */
 204 /* Simple analyses based on the loop information                       */
 205 /* ------------------------------------------------------------------- */
 206
 207 /** Test whether a value is loop invariant.
 208  *
 209  * @param n      The node to be tested.
 210  * @param block  A block node.
 211  *
 212  * Returns non-zero, if the node n is not changed in the loop block
 213  * belongs to or in inner loops of this block. */
 214 int is_loop_invariant(ir_node *n, ir_node *block);
 215
 216
 217 #endif /* _IRLOOP_H_ */