s/isReturnStruct()/hasStructRetAttr()/g
[oota-llvm.git] / lib / VMCore / Dominators.cpp
index c3bce78b5ad6d0156bfd1b33c2e3f6b89ac1d76c..ceb1df8c63883b56dae7813e0a151c7ac089fc4d 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 //===- Dominators.cpp - Dominator Calculation -----------------------------===//
-// 
+//
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
-// 
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file implements simple dominator construction algorithms for finding
 
 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
-#include "llvm/Assembly/Writer.h"
-#include "Support/DepthFirstIterator.h"
-#include "Support/SetOperations.h"
-
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//  DominatorSet Implementation
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-
-static RegisterAnalysis<DominatorSet>
-A("domset", "Dominator Set Construction", true);
-
-// dominates - Return true if A dominates B.  This performs the special checks
-// necessary if A and B are in the same basic block.
-//
-bool DominatorSetBase::dominates(Instruction *A, Instruction *B) const {
-  BasicBlock *BBA = A->getParent(), *BBB = B->getParent();
-  if (BBA != BBB) return dominates(BBA, BBB);
-  
-  // Loop through the basic block until we find A or B.
-  BasicBlock::iterator I = BBA->begin();
-  for (; &*I != A && &*I != B; ++I) /*empty*/;
-  
-  // A dominates B if it is found first in the basic block...
-  return &*I == A;
-}
-
-
-void DominatorSet::calculateDominatorsFromBlock(BasicBlock *RootBB) {
-  bool Changed;
-  Doms[RootBB].insert(RootBB);  // Root always dominates itself...
-  do {
-    Changed = false;
-
-    DomSetType WorkingSet;
-    df_iterator<BasicBlock*> It = df_begin(RootBB), End = df_end(RootBB);
-    for ( ; It != End; ++It) {
-      BasicBlock *BB = *It;
-      pred_iterator PI = pred_begin(BB), PEnd = pred_end(BB);
-      if (PI != PEnd) {                // Is there SOME predecessor?
-       // Loop until we get to a predecessor that has had its dom set filled
-       // in at least once.  We are guaranteed to have this because we are
-       // traversing the graph in DFO and have handled start nodes specially,
-       // except when there are unreachable blocks.
-       //
-       while (PI != PEnd && Doms[*PI].empty()) ++PI;
-        if (PI != PEnd) {     // Not unreachable code case?
-          WorkingSet = Doms[*PI];
-
-          // Intersect all of the predecessor sets
-          for (++PI; PI != PEnd; ++PI) {
-            DomSetType &PredSet = Doms[*PI];
-            if (PredSet.size())
-              set_intersect(WorkingSet, PredSet);
-          }
-        }
-      } else {
-        assert(Roots.size() == 1 && BB == Roots[0] &&
-               "We got into unreachable code somehow!");
-      }
-       
-      WorkingSet.insert(BB);           // A block always dominates itself
-      DomSetType &BBSet = Doms[BB];
-      if (BBSet != WorkingSet) {
-        //assert(WorkingSet.size() > BBSet.size() && "Must only grow sets!");
-       BBSet.swap(WorkingSet);        // Constant time operation!
-       Changed = true;                // The sets changed.
-      }
-      WorkingSet.clear();              // Clear out the set for next iteration
-    }
-  } while (Changed);
-}
-
-
-
-// runOnFunction - This method calculates the forward dominator sets for the
-// specified function.
-//
-bool DominatorSet::runOnFunction(Function &F) {
-  BasicBlock *Root = &F.getEntryBlock();
-  Roots.clear();
-  Roots.push_back(Root);
-  assert(pred_begin(Root) == pred_end(Root) &&
-        "Root node has predecessors in function!");
-  recalculate();
-  return false;
-}
-
-void DominatorSet::recalculate() {
-  assert(Roots.size() == 1 && "DominatorSet should have single root block!");
-  Doms.clear();   // Reset from the last time we were run...
-
-  // Calculate dominator sets for the reachable basic blocks...
-  calculateDominatorsFromBlock(Roots[0]);
-
-
-  // Loop through the function, ensuring that every basic block has at least an
-  // empty set of nodes.  This is important for the case when there is
-  // unreachable blocks.
-  Function *F = Roots[0]->getParent();
-  for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I) Doms[I];
-}
-
-
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
+#include "llvm/ADT/SetOperations.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/Analysis/DominatorInternals.h"
+#include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/Support/Streams.h"
+#include <algorithm>
+using namespace llvm;
+
+namespace llvm {
 static std::ostream &operator<<(std::ostream &o,
                                 const std::set<BasicBlock*> &BBs) {
   for (std::set<BasicBlock*>::const_iterator I = BBs.begin(), E = BBs.end();
@@ -129,226 +38,242 @@ static std::ostream &operator<<(std::ostream &o,
       o << " <<exit node>>";
   return o;
 }
-
-void DominatorSetBase::print(std::ostream &o) const {
-  for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
-    o << "  DomSet For BB: ";
-    if (I->first)
-      WriteAsOperand(o, I->first, false);
-    else
-      o << " <<exit node>>";
-    o << " is:\t" << I->second << "\n";
-  }
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//  ImmediateDominators Implementation
+//  DominatorTree Implementation
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
+// Provide public access to DominatorTree information.  Implementation details
+// can be found in DominatorCalculation.h.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-static RegisterAnalysis<ImmediateDominators>
-C("idom", "Immediate Dominators Construction", true);
-
-// calcIDoms - Calculate the immediate dominator mapping, given a set of
-// dominators for every basic block.
-void ImmediateDominatorsBase::calcIDoms(const DominatorSetBase &DS) {
-  // Loop over all of the nodes that have dominators... figuring out the IDOM
-  // for each node...
-  //
-  for (DominatorSet::const_iterator DI = DS.begin(), DEnd = DS.end(); 
-       DI != DEnd; ++DI) {
-    BasicBlock *BB = DI->first;
-    const DominatorSet::DomSetType &Dominators = DI->second;
-    unsigned DomSetSize = Dominators.size();
-    if (DomSetSize == 1) continue;  // Root node... IDom = null
+TEMPLATE_INSTANTIATION(class DomTreeNodeBase<BasicBlock>);
+TEMPLATE_INSTANTIATION(class DominatorTreeBase<BasicBlock>);
 
-    // Loop over all dominators of this node.  This corresponds to looping over
-    // nodes in the dominator chain, looking for a node whose dominator set is
-    // equal to the current nodes, except that the current node does not exist
-    // in it.  This means that it is one level higher in the dom chain than the
-    // current node, and it is our idom!
-    //
-    DominatorSet::DomSetType::const_iterator I = Dominators.begin();
-    DominatorSet::DomSetType::const_iterator End = Dominators.end();
-    for (; I != End; ++I) {   // Iterate over dominators...
-      // All of our dominators should form a chain, where the number of elements
-      // in the dominator set indicates what level the node is at in the chain.
-      // We want the node immediately above us, so it will have an identical 
-      // dominator set, except that BB will not dominate it... therefore it's
-      // dominator set size will be one less than BB's...
-      //
-      if (DS.getDominators(*I).size() == DomSetSize - 1) {
-       IDoms[BB] = *I;
-       break;
-      }
-    }
-  }
-}
+char DominatorTree::ID = 0;
+static RegisterPass<DominatorTree>
+E("domtree", "Dominator Tree Construction", true);
 
-void ImmediateDominatorsBase::print(std::ostream &o) const {
-  for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
-    o << "  Immediate Dominator For Basic Block:";
-    if (I->first)
-      WriteAsOperand(o, I->first, false);
-    else
-      o << " <<exit node>>";
-    o << " is:";
-    if (I->second)
-      WriteAsOperand(o, I->second, false);
-    else
-      o << " <<exit node>>";
-    o << "\n";
-  }
-  o << "\n";
+bool DominatorTree::runOnFunction(Function &F) {
+  DT->recalculate(F);
+  
+  return false;
 }
 
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//  DominatorTree Implementation
+//  DominanceFrontier Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-static RegisterAnalysis<DominatorTree>
-E("domtree", "Dominator Tree Construction", true);
-
-// DominatorTreeBase::reset - Free all of the tree node memory.
-//
-void DominatorTreeBase::reset() { 
-  for (NodeMapType::iterator I = Nodes.begin(), E = Nodes.end(); I != E; ++I)
-    delete I->second;
-  Nodes.clear();
-  RootNode = 0;
-}
-
-void DominatorTreeBase::Node::setIDom(Node *NewIDom) {
-  assert(IDom && "No immediate dominator?");
-  if (IDom != NewIDom) {
-    std::vector<Node*>::iterator I =
-      std::find(IDom->Children.begin(), IDom->Children.end(), this);
-    assert(I != IDom->Children.end() &&
-           "Not in immediate dominator children set!");
-    // I am no longer your child...
-    IDom->Children.erase(I);
+char DominanceFrontier::ID = 0;
+static RegisterPass<DominanceFrontier>
+G("domfrontier", "Dominance Frontier Construction", true);
 
-    // Switch to new dominator
-    IDom = NewIDom;
-    IDom->Children.push_back(this);
+// NewBB is split and now it has one successor. Update dominace frontier to
+// reflect this change.
+void DominanceFrontier::splitBlock(BasicBlock *NewBB) {
+  assert(NewBB->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1
+         && "NewBB should have a single successor!");
+  BasicBlock *NewBBSucc = NewBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
+
+  std::vector<BasicBlock*> PredBlocks;
+  for (pred_iterator PI = pred_begin(NewBB), PE = pred_end(NewBB);
+       PI != PE; ++PI)
+      PredBlocks.push_back(*PI);  
+
+  if (PredBlocks.empty())
+    // If NewBB does not have any predecessors then it is a entry block.
+    // In this case, NewBB and its successor NewBBSucc dominates all
+    // other blocks.
+    return;
+
+  // NewBBSucc inherits original NewBB frontier.
+  DominanceFrontier::iterator NewBBI = find(NewBB);
+  if (NewBBI != end()) {
+    DominanceFrontier::DomSetType NewBBSet = NewBBI->second;
+    DominanceFrontier::DomSetType NewBBSuccSet;
+    NewBBSuccSet.insert(NewBBSet.begin(), NewBBSet.end());
+    addBasicBlock(NewBBSucc, NewBBSuccSet);
   }
-}
-
 
+  // If NewBB dominates NewBBSucc, then DF(NewBB) is now going to be the
+  // DF(PredBlocks[0]) without the stuff that the new block does not dominate
+  // a predecessor of.
+  DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
+  if (DT.dominates(NewBB, NewBBSucc)) {
+    DominanceFrontier::iterator DFI = find(PredBlocks[0]);
+    if (DFI != end()) {
+      DominanceFrontier::DomSetType Set = DFI->second;
+      // Filter out stuff in Set that we do not dominate a predecessor of.
+      for (DominanceFrontier::DomSetType::iterator SetI = Set.begin(),
+             E = Set.end(); SetI != E;) {
+        bool DominatesPred = false;
+        for (pred_iterator PI = pred_begin(*SetI), E = pred_end(*SetI);
+             PI != E; ++PI)
+          if (DT.dominates(NewBB, *PI))
+            DominatesPred = true;
+        if (!DominatesPred)
+          Set.erase(SetI++);
+        else
+          ++SetI;
+      }
 
-void DominatorTree::calculate(const DominatorSet &DS) {
-  assert(Roots.size() == 1 && "DominatorTree should have 1 root block!");
-  BasicBlock *Root = Roots[0];
-  Nodes[Root] = RootNode = new Node(Root, 0); // Add a node for the root...
-
-  // Iterate over all nodes in depth first order...
-  for (df_iterator<BasicBlock*> I = df_begin(Root), E = df_end(Root);
-       I != E; ++I) {
-    BasicBlock *BB = *I;
-    const DominatorSet::DomSetType &Dominators = DS.getDominators(BB);
-    unsigned DomSetSize = Dominators.size();
-    if (DomSetSize == 1) continue;  // Root node... IDom = null
-      
-    // Loop over all dominators of this node. This corresponds to looping over
-    // nodes in the dominator chain, looking for a node whose dominator set is
-    // equal to the current nodes, except that the current node does not exist
-    // in it. This means that it is one level higher in the dom chain than the
-    // current node, and it is our idom!  We know that we have already added
-    // a DominatorTree node for our idom, because the idom must be a
-    // predecessor in the depth first order that we are iterating through the
-    // function.
-    //
-    DominatorSet::DomSetType::const_iterator I = Dominators.begin();
-    DominatorSet::DomSetType::const_iterator End = Dominators.end();
-    for (; I != End; ++I) {   // Iterate over dominators...
-      // All of our dominators should form a chain, where the number of
-      // elements in the dominator set indicates what level the node is at in
-      // the chain.  We want the node immediately above us, so it will have
-      // an identical dominator set, except that BB will not dominate it...
-      // therefore it's dominator set size will be one less than BB's...
-      //
-      if (DS.getDominators(*I).size() == DomSetSize - 1) {
-        // We know that the immediate dominator should already have a node, 
-        // because we are traversing the CFG in depth first order!
-        //
-        Node *IDomNode = Nodes[*I];
-        assert(IDomNode && "No node for IDOM?");
-        
-        // Add a new tree node for this BasicBlock, and link it as a child of
-        // IDomNode
-        Nodes[BB] = IDomNode->addChild(new Node(BB, IDomNode));
+      if (NewBBI != end()) {
+        for (DominanceFrontier::DomSetType::iterator SetI = Set.begin(),
+               E = Set.end(); SetI != E; ++SetI) {
+          BasicBlock *SB = *SetI;
+          addToFrontier(NewBBI, SB);
+        }
+      } else 
+        addBasicBlock(NewBB, Set);
+    }
+    
+  } else {
+    // DF(NewBB) is {NewBBSucc} because NewBB does not strictly dominate
+    // NewBBSucc, but it does dominate itself (and there is an edge (NewBB ->
+    // NewBBSucc)).  NewBBSucc is the single successor of NewBB.
+    DominanceFrontier::DomSetType NewDFSet;
+    NewDFSet.insert(NewBBSucc);
+    addBasicBlock(NewBB, NewDFSet);
+  }
+  
+  // Now we must loop over all of the dominance frontiers in the function,
+  // replacing occurrences of NewBBSucc with NewBB in some cases.  All
+  // blocks that dominate a block in PredBlocks and contained NewBBSucc in
+  // their dominance frontier must be updated to contain NewBB instead.
+  //
+  for (Function::iterator FI = NewBB->getParent()->begin(),
+         FE = NewBB->getParent()->end(); FI != FE; ++FI) {
+    DominanceFrontier::iterator DFI = find(FI);
+    if (DFI == end()) continue;  // unreachable block.
+    
+    // Only consider nodes that have NewBBSucc in their dominator frontier.
+    if (!DFI->second.count(NewBBSucc)) continue;
+
+    // Verify whether this block dominates a block in predblocks.  If not, do
+    // not update it.
+    bool BlockDominatesAny = false;
+    for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator BI = PredBlocks.begin(), 
+           BE = PredBlocks.end(); BI != BE; ++BI) {
+      if (DT.dominates(FI, *BI)) {
+        BlockDominatesAny = true;
         break;
       }
     }
+    
+    if (!BlockDominatesAny)
+      continue;
+    
+    // If NewBBSucc should not stay in our dominator frontier, remove it.
+    // We remove it unless there is a predecessor of NewBBSucc that we
+    // dominate, but we don't strictly dominate NewBBSucc.
+    bool ShouldRemove = true;
+    if ((BasicBlock*)FI == NewBBSucc || !DT.dominates(FI, NewBBSucc)) {
+      // Okay, we know that PredDom does not strictly dominate NewBBSucc.
+      // Check to see if it dominates any predecessors of NewBBSucc.
+      for (pred_iterator PI = pred_begin(NewBBSucc),
+           E = pred_end(NewBBSucc); PI != E; ++PI)
+        if (DT.dominates(FI, *PI)) {
+          ShouldRemove = false;
+          break;
+        }
+    }
+    
+    if (ShouldRemove)
+      removeFromFrontier(DFI, NewBBSucc);
+    addToFrontier(DFI, NewBB);
   }
 }
 
-
-static std::ostream &operator<<(std::ostream &o,
-                                const DominatorTreeBase::Node *Node) {
-  if (Node->getBlock())
-    WriteAsOperand(o, Node->getBlock(), false);
-  else
-    o << " <<exit node>>";
-  return o << "\n";
-}
-
-static void PrintDomTree(const DominatorTreeBase::Node *N, std::ostream &o,
-                         unsigned Lev) {
-  o << std::string(2*Lev, ' ') << "[" << Lev << "] " << N;
-  for (DominatorTreeBase::Node::const_iterator I = N->begin(), E = N->end(); 
-       I != E; ++I)
-    PrintDomTree(*I, o, Lev+1);
-}
-
-void DominatorTreeBase::print(std::ostream &o) const {
-  o << "=============================--------------------------------\n"
-    << "Inorder Dominator Tree:\n";
-  PrintDomTree(getRootNode(), o, 1);
+namespace {
+  class DFCalculateWorkObject {
+  public:
+    DFCalculateWorkObject(BasicBlock *B, BasicBlock *P, 
+                          const DomTreeNode *N,
+                          const DomTreeNode *PN)
+    : currentBB(B), parentBB(P), Node(N), parentNode(PN) {}
+    BasicBlock *currentBB;
+    BasicBlock *parentBB;
+    const DomTreeNode *Node;
+    const DomTreeNode *parentNode;
+  };
 }
 
+const DominanceFrontier::DomSetType &
+DominanceFrontier::calculate(const DominatorTree &DT,
+                             const DomTreeNode *Node) {
+  BasicBlock *BB = Node->getBlock();
+  DomSetType *Result = NULL;
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//  DominanceFrontier Implementation
-//===----------------------------------------------------------------------===//
+  std::vector<DFCalculateWorkObject> workList;
+  SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> visited;
 
-static RegisterAnalysis<DominanceFrontier>
-G("domfrontier", "Dominance Frontier Construction", true);
+  workList.push_back(DFCalculateWorkObject(BB, NULL, Node, NULL));
+  do {
+    DFCalculateWorkObject *currentW = &workList.back();
+    assert (currentW && "Missing work object.");
+
+    BasicBlock *currentBB = currentW->currentBB;
+    BasicBlock *parentBB = currentW->parentBB;
+    const DomTreeNode *currentNode = currentW->Node;
+    const DomTreeNode *parentNode = currentW->parentNode;
+    assert (currentBB && "Invalid work object. Missing current Basic Block");
+    assert (currentNode && "Invalid work object. Missing current Node");
+    DomSetType &S = Frontiers[currentBB];
+
+    // Visit each block only once.
+    if (visited.count(currentBB) == 0) {
+      visited.insert(currentBB);
+
+      // Loop over CFG successors to calculate DFlocal[currentNode]
+      for (succ_iterator SI = succ_begin(currentBB), SE = succ_end(currentBB);
+           SI != SE; ++SI) {
+        // Does Node immediately dominate this successor?
+        if (DT[*SI]->getIDom() != currentNode)
+          S.insert(*SI);
+      }
+    }
 
-const DominanceFrontier::DomSetType &
-DominanceFrontier::calculate(const DominatorTree &DT, 
-                             const DominatorTree::Node *Node) {
-  // Loop over CFG successors to calculate DFlocal[Node]
-  BasicBlock *BB = Node->getBlock();
-  DomSetType &S = Frontiers[BB];       // The new set to fill in...
+    // At this point, S is DFlocal.  Now we union in DFup's of our children...
+    // Loop through and visit the nodes that Node immediately dominates (Node's
+    // children in the IDomTree)
+    bool visitChild = false;
+    for (DomTreeNode::const_iterator NI = currentNode->begin(), 
+           NE = currentNode->end(); NI != NE; ++NI) {
+      DomTreeNode *IDominee = *NI;
+      BasicBlock *childBB = IDominee->getBlock();
+      if (visited.count(childBB) == 0) {
+        workList.push_back(DFCalculateWorkObject(childBB, currentBB,
+                                                 IDominee, currentNode));
+        visitChild = true;
+      }
+    }
 
-  for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB);
-       SI != SE; ++SI) {
-    // Does Node immediately dominate this successor?
-    if (DT[*SI]->getIDom() != Node)
-      S.insert(*SI);
-  }
+    // If all children are visited or there is any child then pop this block
+    // from the workList.
+    if (!visitChild) {
 
-  // At this point, S is DFlocal.  Now we union in DFup's of our children...
-  // Loop through and visit the nodes that Node immediately dominates (Node's
-  // children in the IDomTree)
-  //
-  for (DominatorTree::Node::const_iterator NI = Node->begin(), NE = Node->end();
-       NI != NE; ++NI) {
-    DominatorTree::Node *IDominee = *NI;
-    const DomSetType &ChildDF = calculate(DT, IDominee);
+      if (!parentBB) {
+        Result = &S;
+        break;
+      }
 
-    DomSetType::const_iterator CDFI = ChildDF.begin(), CDFE = ChildDF.end();
-    for (; CDFI != CDFE; ++CDFI) {
-      if (!Node->dominates(DT[*CDFI]))
-       S.insert(*CDFI);
+      DomSetType::const_iterator CDFI = S.begin(), CDFE = S.end();
+      DomSetType &parentSet = Frontiers[parentBB];
+      for (; CDFI != CDFE; ++CDFI) {
+        if (!DT.properlyDominates(parentNode, DT[*CDFI]))
+          parentSet.insert(*CDFI);
+      }
+      workList.pop_back();
     }
-  }
 
-  return S;
+  } while (!workList.empty());
+
+  return *Result;
 }
 
-void DominanceFrontierBase::print(std::ostream &o) const {
+void DominanceFrontierBase::print(std::ostream &o, const Module* ) const {
   for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
     o << "  DomFrontier for BB";
     if (I->first)
@@ -358,3 +283,7 @@ void DominanceFrontierBase::print(std::ostream &o) const {
     o << " is:\t" << I->second << "\n";
   }
 }
+
+void DominanceFrontierBase::dump() {
+  print (llvm::cerr);
+}