lib/VMCore/Dominators.cpp

   1 //===- Dominators.cpp - Dominator Calculation -----------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements simple dominator construction algorithms for finding
  11 // forward dominators.  Postdominators are available in libanalysis, but are not
  12 // included in libvmcore, because it's not needed.  Forward dominators are
  13 // needed to support the Verifier pass.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
  18 #include "llvm/Support/CFG.h"
  19 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
  20 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  21 #include "llvm/ADT/SetOperations.h"
  22 #include <algorithm>
  23 #include <iostream>
  24 using namespace llvm;
  25
  26 //===----------------------------------------------------------------------===//
  27 //  ImmediateDominators Implementation
  28 //===----------------------------------------------------------------------===//
  29 //
  30 // Immediate Dominators construction - This pass constructs immediate dominator
  31 // information for a flow-graph based on the algorithm described in this
  32 // document:
  33 //
  34 //   A Fast Algorithm for Finding Dominators in a Flowgraph
  35 //   T. Lengauer & R. Tarjan, ACM TOPLAS July 1979, pgs 121-141.
  36 //
  37 // This implements both the O(n*ack(n)) and the O(n*log(n)) versions of EVAL and
  38 // LINK, but it turns out that the theoretically slower O(n*log(n))
  39 // implementation is actually faster than the "efficient" algorithm (even for
  40 // large CFGs) because the constant overheads are substantially smaller.  The
  41 // lower-complexity version can be enabled with the following #define:
  42 //
  43 #define BALANCE_IDOM_TREE 0
  44 //
  45 //===----------------------------------------------------------------------===//
  46
  47 static RegisterAnalysis<ImmediateDominators>
  48 C("idom", "Immediate Dominators Construction", true);
  49
  50 unsigned ImmediateDominators::DFSPass(BasicBlock *V, InfoRec &VInfo,
  51                                       unsigned N) {
  52   VInfo.Semi = ++N;
  53   VInfo.Label = V;
  54
  55   Vertex.push_back(V);        // Vertex[n] = V;
  56   //Info[V].Ancestor = 0;     // Ancestor[n] = 0
  57   //Child[V] = 0;             // Child[v] = 0
  58   VInfo.Size = 1;             // Size[v] = 1
  59
  60   for (succ_iterator SI = succ_begin(V), E = succ_end(V); SI != E; ++SI) {
  61     InfoRec &SuccVInfo = Info[*SI];
  62     if (SuccVInfo.Semi == 0) {
  63       SuccVInfo.Parent = V;
  64       N = DFSPass(*SI, SuccVInfo, N);
  65     }
  66   }
  67   return N;
  68 }
  69
  70 void ImmediateDominators::Compress(BasicBlock *V, InfoRec &VInfo) {
  71   BasicBlock *VAncestor = VInfo.Ancestor;
  72   InfoRec &VAInfo = Info[VAncestor];
  73   if (VAInfo.Ancestor == 0)
  74     return;
  75
  76   Compress(VAncestor, VAInfo);
  77
  78   BasicBlock *VAncestorLabel = VAInfo.Label;
  79   BasicBlock *VLabel = VInfo.Label;
  80   if (Info[VAncestorLabel].Semi < Info[VLabel].Semi)
  81     VInfo.Label = VAncestorLabel;
  82
  83   VInfo.Ancestor = VAInfo.Ancestor;
  84 }
  85
  86 BasicBlock *ImmediateDominators::Eval(BasicBlock *V) {
  87   InfoRec &VInfo = Info[V];
  88 #if !BALANCE_IDOM_TREE
  89   // Higher-complexity but faster implementation
  90   if (VInfo.Ancestor == 0)
  91     return V;
  92   Compress(V, VInfo);
  93   return VInfo.Label;
  94 #else
  95   // Lower-complexity but slower implementation
  96   if (VInfo.Ancestor == 0)
  97     return VInfo.Label;
  98   Compress(V, VInfo);
  99   BasicBlock *VLabel = VInfo.Label;
 100
 101   BasicBlock *VAncestorLabel = Info[VInfo.Ancestor].Label;
 102   if (Info[VAncestorLabel].Semi >= Info[VLabel].Semi)
 103     return VLabel;
 104   else
 105     return VAncestorLabel;
 106 #endif
 107 }
 108
 109 void ImmediateDominators::Link(BasicBlock *V, BasicBlock *W, InfoRec &WInfo){
 110 #if !BALANCE_IDOM_TREE
 111   // Higher-complexity but faster implementation
 112   WInfo.Ancestor = V;
 113 #else
 114   // Lower-complexity but slower implementation
 115   BasicBlock *WLabel = WInfo.Label;
 116   unsigned WLabelSemi = Info[WLabel].Semi;
 117   BasicBlock *S = W;
 118   InfoRec *SInfo = &Info[S];
 119
 120   BasicBlock *SChild = SInfo->Child;
 121   InfoRec *SChildInfo = &Info[SChild];
 122
 123   while (WLabelSemi < Info[SChildInfo->Label].Semi) {
 124     BasicBlock *SChildChild = SChildInfo->Child;
 125     if (SInfo->Size+Info[SChildChild].Size >= 2*SChildInfo->Size) {
 126       SChildInfo->Ancestor = S;
 127       SInfo->Child = SChild = SChildChild;
 128       SChildInfo = &Info[SChild];
 129     } else {
 130       SChildInfo->Size = SInfo->Size;
 131       S = SInfo->Ancestor = SChild;
 132       SInfo = SChildInfo;
 133       SChild = SChildChild;
 134       SChildInfo = &Info[SChild];
 135     }
 136   }
 137
 138   InfoRec &VInfo = Info[V];
 139   SInfo->Label = WLabel;
 140
 141   assert(V != W && "The optimization here will not work in this case!");
 142   unsigned WSize = WInfo.Size;
 143   unsigned VSize = (VInfo.Size += WSize);
 144
 145   if (VSize < 2*WSize)
 146     std::swap(S, VInfo.Child);
 147
 148   while (S) {
 149     SInfo = &Info[S];
 150     SInfo->Ancestor = V;
 151     S = SInfo->Child;
 152   }
 153 #endif
 154 }
 155
 156
 157
 158 bool ImmediateDominators::runOnFunction(Function &F) {
 159   IDoms.clear();     // Reset from the last time we were run...
 160   BasicBlock *Root = &F.getEntryBlock();
 161   Roots.clear();
 162   Roots.push_back(Root);
 163
 164   Vertex.push_back(0);
 165
 166   // Step #1: Number blocks in depth-first order and initialize variables used
 167   // in later stages of the algorithm.
 168   unsigned N = 0;
 169   for (unsigned i = 0, e = Roots.size(); i != e; ++i)
 170     N = DFSPass(Roots[i], Info[Roots[i]], 0);
 171
 172   for (unsigned i = N; i >= 2; --i) {
 173     BasicBlock *W = Vertex[i];
 174     InfoRec &WInfo = Info[W];
 175
 176     // Step #2: Calculate the semidominators of all vertices
 177     for (pred_iterator PI = pred_begin(W), E = pred_end(W); PI != E; ++PI)
 178       if (Info.count(*PI)) {  // Only if this predecessor is reachable!
 179         unsigned SemiU = Info[Eval(*PI)].Semi;
 180         if (SemiU < WInfo.Semi)
 181           WInfo.Semi = SemiU;
 182       }
 183
 184     Info[Vertex[WInfo.Semi]].Bucket.push_back(W);
 185
 186     BasicBlock *WParent = WInfo.Parent;
 187     Link(WParent, W, WInfo);
 188
 189     // Step #3: Implicitly define the immediate dominator of vertices
 190     std::vector<BasicBlock*> &WParentBucket = Info[WParent].Bucket;
 191     while (!WParentBucket.empty()) {
 192       BasicBlock *V = WParentBucket.back();
 193       WParentBucket.pop_back();
 194       BasicBlock *U = Eval(V);
 195       IDoms[V] = Info[U].Semi < Info[V].Semi ? U : WParent;
 196     }
 197   }
 198
 199   // Step #4: Explicitly define the immediate dominator of each vertex
 200   for (unsigned i = 2; i <= N; ++i) {
 201     BasicBlock *W = Vertex[i];
 202     BasicBlock *&WIDom = IDoms[W];
 203     if (WIDom != Vertex[Info[W].Semi])
 204       WIDom = IDoms[WIDom];
 205   }
 206
 207   // Free temporary memory used to construct idom's
 208   Info.clear();
 209   std::vector<BasicBlock*>().swap(Vertex);
 210
 211   return false;
 212 }
 213
 214 void ImmediateDominatorsBase::print(std::ostream &o, const Module* ) const {
 215   Function *F = getRoots()[0]->getParent();
 216   for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I) {
 217     o << "  Immediate Dominator For Basic Block:";
 218     WriteAsOperand(o, I, false);
 219     o << " is:";
 220     if (BasicBlock *ID = get(I))
 221       WriteAsOperand(o, ID, false);
 222     else
 223       o << " <<exit node>>";
 224     o << "\n";
 225   }
 226   o << "\n";
 227 }
 228
 229
 230
 231 //===----------------------------------------------------------------------===//
 232 //  DominatorSet Implementation
 233 //===----------------------------------------------------------------------===//
 234
 235 static RegisterAnalysis<DominatorSet>
 236 B("domset", "Dominator Set Construction", true);
 237
 238 // dominates - Return true if A dominates B.  This performs the special checks
 239 // necessary if A and B are in the same basic block.
 240 //
 241 bool DominatorSetBase::dominates(Instruction *A, Instruction *B) const {
 242   BasicBlock *BBA = A->getParent(), *BBB = B->getParent();
 243   if (BBA != BBB) return dominates(BBA, BBB);
 244
 245   // Loop through the basic block until we find A or B.
 246   BasicBlock::iterator I = BBA->begin();
 247   for (; &*I != A && &*I != B; ++I) /*empty*/;
 248
 249   if(!IsPostDominators) {
 250     // A dominates B if it is found first in the basic block.
 251     return &*I == A;
 252   } else {
 253     // A post-dominates B if B is found first in the basic block.
 254     return &*I == B;
 255   }
 256 }
 257
 258
 259 // runOnFunction - This method calculates the forward dominator sets for the
 260 // specified function.
 261 //
 262 bool DominatorSet::runOnFunction(Function &F) {
 263   BasicBlock *Root = &F.getEntryBlock();
 264   Roots.clear();
 265   Roots.push_back(Root);
 266   assert(pred_begin(Root) == pred_end(Root) &&
 267          "Root node has predecessors in function!");
 268
 269   ImmediateDominators &ID = getAnalysis<ImmediateDominators>();
 270   Doms.clear();
 271   if (Roots.empty()) return false;
 272
 273   // Root nodes only dominate themselves.
 274   for (unsigned i = 0, e = Roots.size(); i != e; ++i)
 275     Doms[Roots[i]].insert(Roots[i]);
 276
 277   // Loop over all of the blocks in the function, calculating dominator sets for
 278   // each function.
 279   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
 280     if (BasicBlock *IDom = ID[I]) {   // Get idom if block is reachable
 281       DomSetType &DS = Doms[I];
 282       assert(DS.empty() && "Domset already filled in for this block?");
 283       DS.insert(I);  // Blocks always dominate themselves
 284
 285       // Insert all dominators into the set...
 286       while (IDom) {
 287         // If we have already computed the dominator sets for our immediate
 288         // dominator, just use it instead of walking all the way up to the root.
 289         DomSetType &IDS = Doms[IDom];
 290         if (!IDS.empty()) {
 291           DS.insert(IDS.begin(), IDS.end());
 292           break;
 293         } else {
 294           DS.insert(IDom);
 295           IDom = ID[IDom];
 296         }
 297       }
 298     } else {
 299       // Ensure that every basic block has at least an empty set of nodes.  This
 300       // is important for the case when there is unreachable blocks.
 301       Doms[I];
 302     }
 303
 304   return false;
 305 }
 306
 307 void DominatorSet::stub() {}
 308
 309 namespace llvm {
 310 static std::ostream &operator<<(std::ostream &o,
 311                                 const std::set<BasicBlock*> &BBs) {
 312   for (std::set<BasicBlock*>::const_iterator I = BBs.begin(), E = BBs.end();
 313        I != E; ++I)
 314     if (*I)
 315       WriteAsOperand(o, *I, false);
 316     else
 317       o << " <<exit node>>";
 318   return o;
 319 }
 320 }
 321
 322 void DominatorSetBase::print(std::ostream &o, const Module* ) const {
 323   for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
 324     o << "  DomSet For BB: ";
 325     if (I->first)
 326       WriteAsOperand(o, I->first, false);
 327     else
 328       o << " <<exit node>>";
 329     o << " is:\t" << I->second << "\n";
 330   }
 331 }
 332
 333 //===----------------------------------------------------------------------===//
 334 //  DominatorTree Implementation
 335 //===----------------------------------------------------------------------===//
 336
 337 static RegisterAnalysis<DominatorTree>
 338 E("domtree", "Dominator Tree Construction", true);
 339
 340 // DominatorTreeBase::reset - Free all of the tree node memory.
 341 //
 342 void DominatorTreeBase::reset() {
 343   for (NodeMapType::iterator I = Nodes.begin(), E = Nodes.end(); I != E; ++I)
 344     delete I->second;
 345   Nodes.clear();
 346   RootNode = 0;
 347 }
 348
 349 void DominatorTreeBase::Node::setIDom(Node *NewIDom) {
 350   assert(IDom && "No immediate dominator?");
 351   if (IDom != NewIDom) {
 352     std::vector<Node*>::iterator I =
 353       std::find(IDom->Children.begin(), IDom->Children.end(), this);
 354     assert(I != IDom->Children.end() &&
 355            "Not in immediate dominator children set!");
 356     // I am no longer your child...
 357     IDom->Children.erase(I);
 358
 359     // Switch to new dominator
 360     IDom = NewIDom;
 361     IDom->Children.push_back(this);
 362   }
 363 }
 364
 365 DominatorTreeBase::Node *DominatorTree::getNodeForBlock(BasicBlock *BB) {
 366   Node *&BBNode = Nodes[BB];
 367   if (BBNode) return BBNode;
 368
 369   // Haven't calculated this node yet?  Get or calculate the node for the
 370   // immediate dominator.
 371   BasicBlock *IDom = getAnalysis<ImmediateDominators>()[BB];
 372   Node *IDomNode = getNodeForBlock(IDom);
 373
 374   // Add a new tree node for this BasicBlock, and link it as a child of
 375   // IDomNode
 376   return BBNode = IDomNode->addChild(new Node(BB, IDomNode));
 377 }
 378
 379 void DominatorTree::calculate(const ImmediateDominators &ID) {
 380   assert(Roots.size() == 1 && "DominatorTree should have 1 root block!");
 381   BasicBlock *Root = Roots[0];
 382   Nodes[Root] = RootNode = new Node(Root, 0); // Add a node for the root...
 383
 384   Function *F = Root->getParent();
 385   // Loop over all of the reachable blocks in the function...
 386   for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I)
 387     if (BasicBlock *ImmDom = ID.get(I)) {  // Reachable block.
 388       Node *&BBNode = Nodes[I];
 389       if (!BBNode) {  // Haven't calculated this node yet?
 390         // Get or calculate the node for the immediate dominator
 391         Node *IDomNode = getNodeForBlock(ImmDom);
 392
 393         // Add a new tree node for this BasicBlock, and link it as a child of
 394         // IDomNode
 395         BBNode = IDomNode->addChild(new Node(I, IDomNode));
 396       }
 397     }
 398 }
 399
 400 static std::ostream &operator<<(std::ostream &o,
 401                                 const DominatorTreeBase::Node *Node) {
 402   if (Node->getBlock())
 403     WriteAsOperand(o, Node->getBlock(), false);
 404   else
 405     o << " <<exit node>>";
 406   return o << "\n";
 407 }
 408
 409 static void PrintDomTree(const DominatorTreeBase::Node *N, std::ostream &o,
 410                          unsigned Lev) {
 411   o << std::string(2*Lev, ' ') << "[" << Lev << "] " << N;
 412   for (DominatorTreeBase::Node::const_iterator I = N->begin(), E = N->end();
 413        I != E; ++I)
 414     PrintDomTree(*I, o, Lev+1);
 415 }
 416
 417 void DominatorTreeBase::print(std::ostream &o, const Module* ) const {
 418   o << "=============================--------------------------------\n"
 419     << "Inorder Dominator Tree:\n";
 420   PrintDomTree(getRootNode(), o, 1);
 421 }
 422
 423
 424 //===----------------------------------------------------------------------===//
 425 //  DominanceFrontier Implementation
 426 //===----------------------------------------------------------------------===//
 427
 428 static RegisterAnalysis<DominanceFrontier>
 429 G("domfrontier", "Dominance Frontier Construction", true);
 430
 431 const DominanceFrontier::DomSetType &
 432 DominanceFrontier::calculate(const DominatorTree &DT,
 433                              const DominatorTree::Node *Node) {
 434   // Loop over CFG successors to calculate DFlocal[Node]
 435   BasicBlock *BB = Node->getBlock();
 436   DomSetType &S = Frontiers[BB];       // The new set to fill in...
 437
 438   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB);
 439        SI != SE; ++SI) {
 440     // Does Node immediately dominate this successor?
 441     if (DT[*SI]->getIDom() != Node)
 442       S.insert(*SI);
 443   }
 444
 445   // At this point, S is DFlocal.  Now we union in DFup's of our children...
 446   // Loop through and visit the nodes that Node immediately dominates (Node's
 447   // children in the IDomTree)
 448   //
 449   for (DominatorTree::Node::const_iterator NI = Node->begin(), NE = Node->end();
 450        NI != NE; ++NI) {
 451     DominatorTree::Node *IDominee = *NI;
 452     const DomSetType &ChildDF = calculate(DT, IDominee);
 453
 454     DomSetType::const_iterator CDFI = ChildDF.begin(), CDFE = ChildDF.end();
 455     for (; CDFI != CDFE; ++CDFI) {
 456       if (!Node->properlyDominates(DT[*CDFI]))
 457         S.insert(*CDFI);
 458     }
 459   }
 460
 461   return S;
 462 }
 463
 464 void DominanceFrontierBase::print(std::ostream &o, const Module* ) const {
 465   for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
 466     o << "  DomFrontier for BB";
 467     if (I->first)
 468       WriteAsOperand(o, I->first, false);
 469     else
 470       o << " <<exit node>>";
 471     o << " is:\t" << I->second << "\n";
 472   }
 473 }
 474
 475 //===----------------------------------------------------------------------===//
 476 // ETOccurrence Implementation
 477 //===----------------------------------------------------------------------===//
 478
 479 void ETOccurrence::Splay() {
 480   ETOccurrence *father;
 481   ETOccurrence *grandfather;
 482   int occdepth;
 483   int fatherdepth;
 484
 485   while (Parent) {
 486     occdepth = Depth;
 487
 488     father = Parent;
 489     fatherdepth = Parent->Depth;
 490     grandfather = father->Parent;
 491
 492     // If we have no grandparent, a single zig or zag will do.
 493     if (!grandfather) {
 494       setDepthAdd(fatherdepth);
 495       MinOccurrence = father->MinOccurrence;
 496       Min = father->Min;
 497
 498       // See what we have to rotate
 499       if (father->Left == this) {
 500         // Zig
 501         father->setLeft(Right);
 502         setRight(father);
 503         if (father->Left)
 504           father->Left->setDepthAdd(occdepth);
 505       } else {
 506         // Zag
 507         father->setRight(Left);
 508         setLeft(father);
 509         if (father->Right)
 510           father->Right->setDepthAdd(occdepth);
 511       }
 512       father->setDepth(-occdepth);
 513       Parent = NULL;
 514
 515       father->recomputeMin();
 516       return;
 517     }
 518
 519     // If we have a grandfather, we need to do some
 520     // combination of zig and zag.
 521     int grandfatherdepth = grandfather->Depth;
 522
 523     setDepthAdd(fatherdepth + grandfatherdepth);
 524     MinOccurrence = grandfather->MinOccurrence;
 525     Min = grandfather->Min;
 526
 527     ETOccurrence *greatgrandfather = grandfather->Parent;
 528
 529     if (grandfather->Left == father) {
 530       if (father->Left == this) {
 531         // Zig zig
 532         grandfather->setLeft(father->Right);
 533         father->setLeft(Right);
 534         setRight(father);
 535         father->setRight(grandfather);
 536
 537         father->setDepth(-occdepth);
 538
 539         if (father->Left)
 540           father->Left->setDepthAdd(occdepth);
 541
 542         grandfather->setDepth(-fatherdepth);
 543         if (grandfather->Left)
 544           grandfather->Left->setDepthAdd(fatherdepth);
 545       } else {
 546         // Zag zig
 547         grandfather->setLeft(Right);
 548         father->setRight(Left);
 549         setLeft(father);
 550         setRight(grandfather);
 551
 552         father->setDepth(-occdepth);
 553         if (father->Right)
 554           father->Right->setDepthAdd(occdepth);
 555         grandfather->setDepth(-occdepth - fatherdepth);
 556         if (grandfather->Left)
 557           grandfather->Left->setDepthAdd(occdepth + fatherdepth);
 558       }
 559     } else {
 560       if (father->Left == this) {
 561         // Zig zag
 562         grandfather->setRight(Left);
 563         father->setLeft(Right);
 564         setLeft(grandfather);
 565         setRight(father);
 566
 567         father->setDepth(-occdepth);
 568         if (father->Left)
 569           father->Left->setDepthAdd(occdepth);
 570         grandfather->setDepth(-occdepth - fatherdepth);
 571         if (grandfather->Right)
 572           grandfather->Right->setDepthAdd(occdepth + fatherdepth);
 573       } else {              // Zag Zag
 574         grandfather->setRight(father->Left);
 575         father->setRight(Left);
 576         setLeft(father);
 577         father->setLeft(grandfather);
 578
 579         father->setDepth(-occdepth);
 580         if (father->Right)
 581           father->Right->setDepthAdd(occdepth);
 582         grandfather->setDepth(-fatherdepth);
 583         if (grandfather->Right)
 584           grandfather->Right->setDepthAdd(fatherdepth);
 585       }
 586     }
 587
 588     // Might need one more rotate depending on greatgrandfather.
 589     setParent(greatgrandfather);
 590     if (greatgrandfather) {
 591       if (greatgrandfather->Left == grandfather)
 592         greatgrandfather->Left = this;
 593       else
 594         greatgrandfather->Right = this;
 595
 596     }
 597     grandfather->recomputeMin();
 598     father->recomputeMin();
 599   }
 600 }
 601
 602 //===----------------------------------------------------------------------===//
 603 // ETNode implementation
 604 //===----------------------------------------------------------------------===//
 605
 606 void ETNode::Split() {
 607   ETOccurrence *right, *left;
 608   ETOccurrence *rightmost = RightmostOcc;
 609   ETOccurrence *parent;
 610
 611   // Update the occurrence tree first.
 612   RightmostOcc->Splay();
 613
 614   // Find the leftmost occurrence in the rightmost subtree, then splay
 615   // around it.
 616   for (right = rightmost->Right; right->Left; right = right->Left);
 617
 618   right->Splay();
 619
 620   // Start splitting
 621   right->Left->Parent = NULL;
 622   parent = ParentOcc;
 623   parent->Splay();
 624   ParentOcc = NULL;
 625
 626   left = parent->Left;
 627   parent->Right->Parent = NULL;
 628
 629   right->setLeft(left);
 630
 631   right->recomputeMin();
 632
 633   rightmost->Splay();
 634   rightmost->Depth = 0;
 635   rightmost->Min = 0;
 636
 637   delete parent;
 638
 639   // Now update *our* tree
 640
 641   if (Father->Son == this)
 642     Father->Son = Right;
 643
 644   if (Father->Son == this)
 645     Father->Son = NULL;
 646   else {
 647     Left->Right = Right;
 648     Right->Left = Left;
 649   }
 650   Left = Right = NULL;
 651   Father = NULL;
 652 }
 653
 654 void ETNode::setFather(ETNode *NewFather) {
 655   ETOccurrence *rightmost;
 656   ETOccurrence *leftpart;
 657   ETOccurrence *NewFatherOcc;
 658   ETOccurrence *temp;
 659
 660   // First update the path in the splay tree
 661   NewFatherOcc = new ETOccurrence(NewFather);
 662
 663   rightmost = NewFather->RightmostOcc;
 664   rightmost->Splay();
 665
 666   leftpart = rightmost->Left;
 667
 668   temp = RightmostOcc;
 669   temp->Splay();
 670
 671   NewFatherOcc->setLeft(leftpart);
 672   NewFatherOcc->setRight(temp);
 673
 674   temp->Depth++;
 675   temp->Min++;
 676   NewFatherOcc->recomputeMin();
 677
 678   rightmost->setLeft(NewFatherOcc);
 679
 680   if (NewFatherOcc->Min + rightmost->Depth < rightmost->Min) {
 681     rightmost->Min = NewFatherOcc->Min + rightmost->Depth;
 682     rightmost->MinOccurrence = NewFatherOcc->MinOccurrence;
 683   }
 684
 685   delete ParentOcc;
 686   ParentOcc = NewFatherOcc;
 687
 688   // Update *our* tree
 689   ETNode *left;
 690   ETNode *right;
 691
 692   Father = NewFather;
 693   right = Father->Son;
 694
 695   if (right)
 696     left = right->Left;
 697   else
 698     left = right = this;
 699
 700   left->Right = this;
 701   right->Left = this;
 702   Left = left;
 703   Right = right;
 704
 705   Father->Son = this;
 706 }
 707
 708 bool ETNode::Below(ETNode *other) {
 709   ETOccurrence *up = other->RightmostOcc;
 710   ETOccurrence *down = RightmostOcc;
 711
 712   if (this == other)
 713     return true;
 714
 715   up->Splay();
 716
 717   ETOccurrence *left, *right;
 718   left = up->Left;
 719   right = up->Right;
 720
 721   if (!left)
 722     return false;
 723
 724   left->Parent = NULL;
 725
 726   if (right)
 727     right->Parent = NULL;
 728
 729   down->Splay();
 730
 731   if (left == down || left->Parent != NULL) {
 732     if (right)
 733       right->Parent = up;
 734     up->setLeft(down);
 735   } else {
 736     left->Parent = up;
 737
 738     // If the two occurrences are in different trees, put things
 739     // back the way they were.
 740     if (right && right->Parent != NULL)
 741       up->setRight(down);
 742     else
 743       up->setRight(right);
 744     return false;
 745   }
 746
 747   if (down->Depth <= 0)
 748     return false;
 749
 750   return !down->Right || down->Right->Min + down->Depth >= 0;
 751 }
 752
 753 ETNode *ETNode::NCA(ETNode *other) {
 754   ETOccurrence *occ1 = RightmostOcc;
 755   ETOccurrence *occ2 = other->RightmostOcc;
 756
 757   ETOccurrence *left, *right, *ret;
 758   ETOccurrence *occmin;
 759   int mindepth;
 760
 761   if (this == other)
 762     return this;
 763
 764   occ1->Splay();
 765   left = occ1->Left;
 766   right = occ1->Right;
 767
 768   if (left)
 769     left->Parent = NULL;
 770
 771   if (right)
 772     right->Parent = NULL;
 773   occ2->Splay();
 774
 775   if (left == occ2 || (left && left->Parent != NULL)) {
 776     ret = occ2->Right;
 777
 778     occ1->setLeft(occ2);
 779     if (right)
 780       right->Parent = occ1;
 781   } else {
 782     ret = occ2->Left;
 783
 784     occ1->setRight(occ2);
 785     if (left)
 786       left->Parent = occ1;
 787   }
 788
 789   if (occ2->Depth > 0) {
 790     occmin = occ1;
 791     mindepth = occ1->Depth;
 792   } else {
 793     occmin = occ2;
 794     mindepth = occ2->Depth + occ1->Depth;
 795   }
 796
 797   if (ret && ret->Min + occ1->Depth + occ2->Depth < mindepth)
 798     return ret->MinOccurrence->OccFor;
 799   else
 800     return occmin->OccFor;
 801 }
 802
 803 //===----------------------------------------------------------------------===//
 804 // ETForest implementation
 805 //===----------------------------------------------------------------------===//
 806
 807 static RegisterAnalysis<ETForest>
 808 D("etforest", "ET Forest Construction", true);
 809
 810 void ETForestBase::reset() {
 811   for (ETMapType::iterator I = Nodes.begin(), E = Nodes.end(); I != E; ++I)
 812     delete I->second;
 813   Nodes.clear();
 814 }
 815
 816 void ETForestBase::updateDFSNumbers()
 817 {
 818   int dfsnum = 0;
 819   // Iterate over all nodes in depth first order.
 820   for (unsigned i = 0, e = Roots.size(); i != e; ++i)
 821     for (df_iterator<BasicBlock*> I = df_begin(Roots[i]),
 822            E = df_end(Roots[i]); I != E; ++I) {
 823       BasicBlock *BB = *I;
 824       if (!getNode(BB)->hasFather())
 825         getNode(BB)->assignDFSNumber(dfsnum);
 826   }
 827   SlowQueries = 0;
 828   DFSInfoValid = true;
 829 }
 830
 831 ETNode *ETForest::getNodeForBlock(BasicBlock *BB) {
 832   ETNode *&BBNode = Nodes[BB];
 833   if (BBNode) return BBNode;
 834
 835   // Haven't calculated this node yet?  Get or calculate the node for the
 836   // immediate dominator.
 837   BasicBlock *IDom = getAnalysis<ImmediateDominators>()[BB];
 838
 839   // If we are unreachable, we may not have an immediate dominator.
 840   if (!IDom)
 841     return BBNode = new ETNode(BB);
 842   else {
 843     ETNode *IDomNode = getNodeForBlock(IDom);
 844
 845     // Add a new tree node for this BasicBlock, and link it as a child of
 846     // IDomNode
 847     BBNode = new ETNode(BB);
 848     BBNode->setFather(IDomNode);
 849     return BBNode;
 850   }
 851 }
 852
 853 void ETForest::calculate(const ImmediateDominators &ID) {
 854   assert(Roots.size() == 1 && "ETForest should have 1 root block!");
 855   BasicBlock *Root = Roots[0];
 856   Nodes[Root] = new ETNode(Root); // Add a node for the root
 857
 858   Function *F = Root->getParent();
 859   // Loop over all of the reachable blocks in the function...
 860   for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I)
 861     if (BasicBlock *ImmDom = ID.get(I)) {  // Reachable block.
 862       ETNode *&BBNode = Nodes[I];
 863       if (!BBNode) {  // Haven't calculated this node yet?
 864         // Get or calculate the node for the immediate dominator
 865         ETNode *IDomNode =  getNodeForBlock(ImmDom);
 866
 867         // Add a new ETNode for this BasicBlock, and set it's parent
 868         // to it's immediate dominator.
 869         BBNode = new ETNode(I);
 870         BBNode->setFather(IDomNode);
 871       }
 872     }
 873
 874   // Make sure we've got nodes around for every block
 875   for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I) {
 876     ETNode *&BBNode = Nodes[I];
 877     if (!BBNode)
 878       BBNode = new ETNode(I);
 879   }
 880
 881   updateDFSNumbers ();
 882 }
 883
 884 //===----------------------------------------------------------------------===//
 885 // ETForestBase Implementation
 886 //===----------------------------------------------------------------------===//
 887
 888 void ETForestBase::addNewBlock(BasicBlock *BB, BasicBlock *IDom) {
 889   ETNode *&BBNode = Nodes[BB];
 890   assert(!BBNode && "BasicBlock already in ET-Forest");
 891
 892   BBNode = new ETNode(BB);
 893   BBNode->setFather(getNode(IDom));
 894   DFSInfoValid = false;
 895 }
 896
 897 void ETForestBase::setImmediateDominator(BasicBlock *BB, BasicBlock *newIDom) {
 898   assert(getNode(BB) && "BasicBlock not in ET-Forest");
 899   assert(getNode(newIDom) && "IDom not in ET-Forest");
 900
 901   ETNode *Node = getNode(BB);
 902   if (Node->hasFather()) {
 903     if (Node->getFather()->getData<BasicBlock>() == newIDom)
 904       return;
 905     Node->Split();
 906   }
 907   Node->setFather(getNode(newIDom));
 908   DFSInfoValid= false;
 909 }
 910
 911 void ETForestBase::print(std::ostream &o, const Module *) const {
 912   o << "=============================--------------------------------\n";
 913   o << "ET Forest:\n";
 914   o << "DFS Info ";
 915   if (DFSInfoValid)
 916     o << "is";
 917   else
 918     o << "is not";
 919   o << " up to date\n";
 920
 921   Function *F = getRoots()[0]->getParent();
 922   for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I) {
 923     o << "  DFS Numbers For Basic Block:";
 924     WriteAsOperand(o, I, false);
 925     o << " are:";
 926     if (ETNode *EN = getNode(I)) {
 927       o << "In: " << EN->getDFSNumIn();
 928       o << " Out: " << EN->getDFSNumOut() << "\n";
 929     } else {
 930       o << "No associated ETNode";
 931     }
 932     o << "\n";
 933   }
 934   o << "\n";
 935 }