[midend-LoopCharacteristics]强化归纳变量的识别

src/include/midend/Pass/Analysis/LoopCharacteristics.h

@@ -20,6 +20,42 @@ namespace sysy {
 // 前向声明
 class LoopCharacteristicsResult;
 
+enum IVKind {
+  kBasic,        // 基本归纳变量
+  kLinear,     // 线性归纳变量
+  kCmplx       // 复杂派生归纳变量
+} ;          // 归纳变量类型
+
+struct InductionVarInfo {
+  Value* div;                  // 派生归纳变量的指令
+  Value* base = nullptr;                 // 其根phi或BIV或DIV
+  std::pair<Value*, Value*> Multibase = {nullptr, nullptr}; // 多个BIV
+  Instruction::Kind Instkind;      // 操作类型
+  int factor = 1;              // 系数（如i*2+3的2）
+  int offset = 0;              // 常量偏移
+  bool valid;    // 是否线性可归约
+  IVKind ivkind;          // 归纳变量类型
+
+
+static std::unique_ptr<InductionVarInfo> createBasicBIV(Value* v, Instruction::Kind kind, Value* base = nullptr, int factor = 1, int offset = 0) {
+  return std::make_unique<InductionVarInfo>(
+    InductionVarInfo{v, base, {nullptr, nullptr}, kind, factor, offset, true, IVKind::kBasic}
+  );
+}
+
+static std::unique_ptr<InductionVarInfo> createSingleDIV(Value* v, Instruction::Kind kind, Value* base = nullptr, int factor = 1, int offset = 0) {
+  return std::make_unique<InductionVarInfo>(
+    InductionVarInfo{v, base, {nullptr, nullptr}, kind, factor, offset, true,  IVKind::kLinear}
+  );
+}
+
+static std::unique_ptr<InductionVarInfo> createDoubleDIV(Value* v, Instruction::Kind kind, Value* base1 = nullptr,  Value* base2 = nullptr, int factor = 1, int offset = 0) {
+  return std::make_unique<InductionVarInfo>(
+    InductionVarInfo{v, nullptr, {base1, base2}, kind, factor, offset, false, IVKind::kCmplx}
+  );
+}
+};
+
 /**
  * @brief 循环特征信息结构 - 基础循环分析阶段
  * 存储循环的基本特征信息，为后续精确分析提供基础
@@ -33,13 +69,13 @@ struct LoopCharacteristics {
   bool hasComplexControlFlow;                  // 是否有复杂控制流 (break, continue)
   bool isInnermost;                            // 是否为最内层循环
   
-  // ========== 基础归纳变量分析 ==========
-  std::vector<Value*> basicInductionVars;       // 基本归纳变量
-  std::map<Value*, int> inductionSteps;         // 归纳变量的步长（简化）
+  // ========== 归纳变量分析 ==========
   
   // ========== 基础循环不变量分析 ==========
   std::unordered_set<Value*> loopInvariants;              // 循环不变量
   std::unordered_set<Instruction*> invariantInsts;       // 可提升的不变指令
+
+  std::vector<std::unique_ptr<InductionVarInfo>> InductionVars;     // 归纳变量
   
   // ========== 基础边界分析 ==========
   std::optional<int> staticTripCount;          // 静态循环次数（如果可确定）
@@ -307,6 +343,12 @@ private:
   
   // ========== 辅助方法 ==========
   bool isClassicLoopInvariant(Value* val, Loop* loop, const std::unordered_set<Value*>& invariants);
+  void findDerivedInductionVars(Value* root,
+    Value* base, // 只传单一BIV base
+    Loop* loop,
+    std::vector<std::unique_ptr<InductionVarInfo>>& ivs,
+    std::set<Value*>& visited
+  );
   bool isBasicInductionVariable(Value* val, Loop* loop);
   bool hasSimpleMemoryPattern(Loop* loop); // 简单的内存模式检查
 };