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[libfirm] / ir / ana / irloop.h
index 1dfe236..65db1cd 100644 (file)
@@ -1,35 +1,42 @@
 /*
- * Project:     libFIRM
- * File name:   ir/ana/irloop_t.h
- * Purpose:     Loop datastructure and access functions.
- * Author:      Goetz Lindenmaier
- * Modified by:
- * Created:     7.2002
- * CVS-ID:      $Id$
- * Copyright:   (c) 2002-2003 Universität Karlsruhe
- * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
+ * Copyrigth (C) 1995-2007 University of Karlsruhe.  All right reserved.
+ *
+ * This file is part of libFirm.
+ *
+ * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
+ * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
+ * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
+ * packaging of this file.
+ *
+ * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
+ * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
+ * Agreement provided with the Software.
+ *
+ * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
+ * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
+ * PURPOSE.
  */
 
 /**
-* @file irloop.h
-*
-*  Computes backedges in the control and data flow.
-*
-*  @author Goetz Lindenmaier
-*
-*  Only Block and Phi/Filter nodes can have incoming backedges.
-*  Constructs loops data structure: indicates loop nesting.
-*/
-
-# ifndef _IRLOOP_H_
-# define _IRLOOP_H_
+ * @file
+ * @brief    Loop datastructure and access functions.
+ * @author   Goetz Lindenmaier
+ * @date     7.2002
+ * @version  $Id$
+ * @summary
+ *  Computes backedges in the control and data flow.
+ *
+ * @note
+ *  Only Block and Phi/Filter nodes can have incoming backedges.
+ *  Constructs loops data structure: indicates loop nesting.
+ */
+# ifndef FIRM_ANA_IRLOOP_H
+# define FIRM_ANA_IRLOOP_H
 
 # include "irgraph.h"
 # include "irnode.h"
 
-
-/* @@@ Interprocedural backedges ... ???? */
-
+/* ------------------------------------------------------------------- */
 /*
  * Backedge information.
  *
  * The backedge information can only be used if the graph is not in
  * phase phase_building.
  */
-
-/** Returns true if the predesessor pos is a backedge. */
-bool is_backedge (ir_node *n, int pos);
-/** Remarks that edge pos is a backedge. */
+/* ------------------------------------------------------------------- */
+
+/** Returns true if the predecessor pos is a backedge in the interprozeduralem view. */
+int  is_inter_backedge(ir_node *n, int pos);
+/** Returns true if the predecessor pos is a backedge in the intraprocedural view. */
+int  is_intra_backedge(ir_node *n, int pos);
+/** Returns non-zero if the predecessor pos is a backedge. */
+int is_backedge (ir_node *n, int pos);
+/** Marks edge pos as a backedge. */
 void set_backedge (ir_node *n, int pos);
-/** Remarks that edge pos is not a backedge. */
+/** Marks edge pos as a non-backedge. */
 void set_not_backedge (ir_node *n, int pos);
-/** Returns true if n has backedges. */
-bool has_backedges (ir_node *n);
-/** Sets backedge information to zero. */
+/** Returns non-zero if n has backedges. */
+int has_backedges (ir_node *n);
+/** Clears all backedge information. */
 void clear_backedges (ir_node *n);
 
+/* ------------------------------------------------------------------- */
 /**
- * The loops datastructure.
+ * The loops data structure.
  *
- * The loops datastructure represents circles in the intermediate
+ * The loops data structure represents circles in the intermediate
  * representation.  It does not represent loops in the terms of a
  * source program.
- * Each ir_graph can contain one outermost loop datastructure.
+ * Each ir_graph can contain one outermost loop data structure.
  * loop is the entry point to the nested loops.
- * The loop datastructure contains a field indicating the depth of
+ * The loop data structure contains a field indicating the depth of
  * the loop within the nesting.  Further it contains a list of the
  * loops with nesting depth -1.  Finally it contains a list of all
  * nodes in the loop.
@@ -67,62 +80,153 @@ void clear_backedges (ir_node *n);
  * @todo We could add a field pointing from a node to the containing loop,
  * this would cost a lot of memory, though.
  */
+/* ------------------------------------------------------------------- */
+#ifndef _IR_LOOP_TYPEDEF_
+#define _IR_LOOP_TYPEDEF_
 typedef struct ir_loop ir_loop;
+#endif
 
-/* Loop elements are loop nodes and ir nodes */
+/** Loop elements: loop nodes and ir nodes */
 typedef union {
     firm_kind *kind;    /**< is either k_ir_node or k_ir_loop */
     ir_node *node;      /**< Pointer to an ir_node element */
     ir_loop *son;       /**< Pointer to an ir_loop element */
 } loop_element;
 
+int      is_ir_loop(const void *thing);
+
+/** Set the outermost loop in ir graph as basic access to loop tree. */
 void     set_irg_loop(ir_graph *irg, ir_loop *l);
+
+/* Returns the root loop info (if exists) for an irg. */
 ir_loop *get_irg_loop(ir_graph *irg);
 
-/** Returns the loop n is contained in.
-    assumes current_ir_graph set properly. */
-/*  @@@ @@@ @@@ @@@@ @@@
-    current impl is very expensive: O(#nodes in irg).
-    Is used by heapanal (O(#phi)) --> better impl required. */
-ir_loop *get_irn_loop(ir_node *n);
+/** Returns the loop n is contained in.  NULL if node is in no loop. */
+ir_loop *get_irn_loop(const ir_node *n);
 
 /** Returns outer loop, itself if outermost. */
-ir_loop *get_loop_outer_loop (ir_loop *loop);
+ir_loop *get_loop_outer_loop (const ir_loop *loop);
 /** Returns nesting depth of this loop */
-int      get_loop_depth (ir_loop *loop);
+int      get_loop_depth (const ir_loop *loop);
 
 /* Sons are the inner loops contained in this loop. */
 /** Returns the number of inner loops */
-int      get_loop_n_sons (ir_loop *loop);
+int      get_loop_n_sons (const ir_loop *loop);
+
+/** Returns the pos`th son loop (inner loop) of a loop.
+    Returns NULL if there is not a pos`th loop_node. */
 ir_loop *get_loop_son (ir_loop *loop, int pos);
+
 /** Returns the number of nodes contained in loop.  */
 int      get_loop_n_nodes (ir_loop *loop);
+
+/** Returns the pos`th ir_node of a loop.
+    Returns NULL if there is not a pos`th ir_node. */
 ir_node *get_loop_node (ir_loop *loop, int pos);
 
 /** Returns the number of elements contained in loop.  */
-int      get_loop_n_elements (ir_loop *loop);
+int      get_loop_n_elements (const ir_loop *loop);
+
 /** Returns a loop element.  A loop element can be interpreted as a
     kind pointer, an ir_node* or an ir_loop*. */
-loop_element get_loop_element (ir_loop *loop, int pos);
+loop_element get_loop_element (const ir_loop *loop, int pos);
 
-/*
- * Constructing and destructing the loop/backedge information.
- */
+/** Returns the element number of the loop son in loop.
+ *  Returns -1 if not found. O(|elements|). */
+int get_loop_element_pos(const ir_loop *loop, void *le);
+
+/** Returns a unique node number for the loop node to make output
+    readable. If libfirm_debug is not set it returns the loop cast to
+    int. */
+int get_loop_loop_nr(const ir_loop *loop);
+
+/** A field to connect additional information to a loop.  Only valid
+    if libfirm_debug is set, else returns NULL.  */
+void  set_loop_link (ir_loop *loop, void *link);
+void *get_loop_link (const ir_loop *loop);
 
-/** Constructs backedge information for irg in intraprocedural view. */
+/* ------------------------------------------------------------------- */
+/* Constructing and destructing the loop/backedge information.         */
+/* ------------------------------------------------------------------- */
+
+/** Constructs backedge information and loop tree for a graph in intraprocedural view.
+ *
+ *  The algorithm views the program representation as a pure graph.
+ *  It assumes that only block and phi nodes may be loop headers.
+ *  The resulting loop tree is a possible visiting order for dataflow
+ *  analysis.
+ *
+ *  This algorithm destoyes the link field of block nodes.
+ *
+ *  @returns Maximal depth of loop tree.
+ *
+ *  @remark
+ *  One assumes, the Phi nodes in a block with a backedge have backedges
+ *  at the same positions as the block.  This is not the case, as
+ *  the scc algorithms does not respect the program semantics in this case.
+ *  Take a swap in a loop (t = i; i = j; j = t;)  This results in two Phi
+ *  nodes.  They form a cycle.  Once the scc algorithm deleted one of the
+ *  edges, the cycle is removed.  The second Phi node does not get a
+ *  backedge!
+ */
 /* @@@ Well, maybe construct_loop_information or analyze_loops ? */
-void construct_backedges(ir_graph *irg);
+int construct_backedges(ir_graph *irg);
+
+/** Constructs backedges for all irgs in interprocedural view.
+ *
+ *  @see As construct_backedges(), but for interprocedural view.
+ *
+ *  @remark
+ *  All loops in the graph will be marked as such, not only
+ *  realizeable loops and recursions in the program.  E.g., if the
+ *  same funcion is called twice, there is a loop between the first
+ *  function return and the second call.
+ *
+ *  @returns Maximal depth of loop tree.
+*/
+int construct_ip_backedges(void);
+
+/** Construct loop tree only for control flow.
+ *
+ *  This constructs loop information resembling the program structure.
+ *  It is useful for loop optimizations and analyses, as, e.g., finding
+ *  iteration variables or loop invariant code motion.
+ *
+ *  This algorithm computes only back edge information for Block nodes, not
+ *  for Phi nodes.
+ *
+ *  This algorithm destoyes the link field of block nodes.
+ *
+ * @returns Maximal depth of loop tree.
+ */
+int construct_cf_backedges(ir_graph *irg);
 
-/** Constructs backedges for all irgs in interprocedural view.  All
-    loops in the graph will be marked as such, not only realizeable
-    loops and recursions in the program.  E.g., if the same funcion is
-    called twice, there is a loop between the first function return and
-    the second call.  */
-void construct_ip_backedges(void);
+/** Construct interprocedural loop tree for control flow.
+ *
+ *  @see construct_cf_backedges() and construct_ip_backedges().
+ */
+int construct_ip_cf_backedges (void);
 
 /** Removes all loop information.
-    Resets all backedges */
+ *  Resets all backedges.  Works for any construction algorithm.
+ */
 void free_loop_information(ir_graph *irg);
 void free_all_loop_information (void);
 
-#endif /* _IRLOOP_H_ */
+
+
+
+/* ------------------------------------------------------------------- */
+/* Simple analyses based on the loop information                       */
+/* ------------------------------------------------------------------- */
+
+/** Test whether a value is loop invariant.
+ *
+ * @param n      The node to be tested.
+ * @param block  A block node.
+ *
+ * Returns non-zero, if the node n is not changed in the loop block
+ * belongs to or in inner loops of this block. */
+int is_loop_invariant(ir_node *n, ir_node *block);
+
+#endif