如何在LLVM中判断某条指令是否处于循环（含子循环）内

前置依赖配置 #

你需要先在你的Pass中引入LLVM循环分析的依赖，才能获取到函数内的循环结构信息：

• 如果你使用的是旧版PassManager（继承自FunctionPass）：
  首先引入头文件，然后在getAnalysisUsage方法中注册依赖：

  #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
  
  void YourPass::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
    AU.addRequired<LoopInfoWrapperPass>();
    // 如果你不需要修改IR，可加下面这行保留所有分析结果
    AU.setPreservesAll();
  }
  

  然后在runOnFunction方法中获取LoopInfo实例：

  bool YourPass::runOnFunction(Function &F) {
    LoopInfo &LI = getAnalysis<LoopInfoWrapperPass>().getLoopInfo();
    // 这里处理你的指令集合
    return false;
  }
  

• 如果你使用的是新版PassManager：
  在run方法中通过分析管理器获取LoopInfo即可：

  #include "llvm/Analysis/LoopAnalysis.h"
  
  PreservedAnalyses YourPass::run(Function &F, FunctionAnalysisManager &FAM) {
    LoopInfo &LI = FAM.getResult<LoopAnalysis>(F);
    // 这里处理你的指令集合
    return PreservedAnalyses::all();
  }
  

核心判断逻辑 #

你已经可以通过指令获取到所属的父基本块，直接调用LoopInfo提供的API即可完成判断：

BasicBlock* bb = aInst->getParent();
// 方法1：判断getLoopFor返回值是否非空
if (LI.getLoopFor(bb) != nullptr) {
  // 当前基本块及内部所有指令属于任意循环（包含嵌套子循环）
  // 你的校验逻辑写在这里
}

// 方法2：判断基本块所属的循环深度是否大于0，效果和方法1完全等价
if (LI.getLoopDepth(bb) > 0) {
  // 属于循环
}

补充说明 #

getLoopFor返回的是包含当前基本块的最内层循环指针，只要返回非空就说明该基本块处在至少一层循环结构中，完全覆盖你需要的「包含子循环」的判断需求。
如果你需要进一步区分指令属于顶层循环还是子循环，可以直接操作返回的Loop指针，调用getParentLoop()方法获取上层循环，或者调用getLoopDepth()获取循环嵌套深度。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Darshan Bhat