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 "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  23 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  24 #include "llvm/Instructions.h"
  25 #include "llvm/Support/Streams.h"
  26 #include <algorithm>
  27 using namespace llvm;
  28
  29 namespace llvm {
  30 static std::ostream &operator<<(std::ostream &o,
  31                                 const std::set<BasicBlock*> &BBs) {
  32   for (std::set<BasicBlock*>::const_iterator I = BBs.begin(), E = BBs.end();
  33        I != E; ++I)
  34     if (*I)
  35       WriteAsOperand(o, *I, false);
  36     else
  37       o << " <<exit node>>";
  38   return o;
  39 }
  40 }
  41
  42 //===----------------------------------------------------------------------===//
  43 //  DominatorTree Implementation
  44 //===----------------------------------------------------------------------===//
  45 //
  46 // DominatorTree construction - This pass constructs immediate dominator
  47 // information for a flow-graph based on the algorithm described in this
  48 // document:
  49 //
  50 //   A Fast Algorithm for Finding Dominators in a Flowgraph
  51 //   T. Lengauer & R. Tarjan, ACM TOPLAS July 1979, pgs 121-141.
  52 //
  53 // This implements both the O(n*ack(n)) and the O(n*log(n)) versions of EVAL and
  54 // LINK, but it turns out that the theoretically slower O(n*log(n))
  55 // implementation is actually faster than the "efficient" algorithm (even for
  56 // large CFGs) because the constant overheads are substantially smaller.  The
  57 // lower-complexity version can be enabled with the following #define:
  58 //
  59 #define BALANCE_IDOM_TREE 0
  60 //
  61 //===----------------------------------------------------------------------===//
  62
  63 char DominatorTree::ID = 0;
  64 static RegisterPass<DominatorTree>
  65 E("domtree", "Dominator Tree Construction", true);
  66
  67 // NewBB is split and now it has one successor. Update dominator tree to
  68 // reflect this change.
  69 void DominatorTree::splitBlock(BasicBlock *NewBB) {
  70   assert(NewBB->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1
  71          && "NewBB should have a single successor!");
  72   BasicBlock *NewBBSucc = NewBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
  73
  74   std::vector<BasicBlock*> PredBlocks;
  75   for (pred_iterator PI = pred_begin(NewBB), PE = pred_end(NewBB);
  76        PI != PE; ++PI)
  77       PredBlocks.push_back(*PI);
  78
  79   assert(!PredBlocks.empty() && "No predblocks??");
  80
  81   // The newly inserted basic block will dominate existing basic blocks iff the
  82   // PredBlocks dominate all of the non-pred blocks.  If all predblocks dominate
  83   // the non-pred blocks, then they all must be the same block!
  84   //
  85   bool NewBBDominatesNewBBSucc = true;
  86   {
  87     BasicBlock *OnePred = PredBlocks[0];
  88     unsigned i = 1, e = PredBlocks.size();
  89     for (i = 1; !isReachableFromEntry(OnePred); ++i) {
  90       assert(i != e && "Didn't find reachable pred?");
  91       OnePred = PredBlocks[i];
  92     }
  93
  94     for (; i != e; ++i)
  95       if (PredBlocks[i] != OnePred && isReachableFromEntry(OnePred)) {
  96         NewBBDominatesNewBBSucc = false;
  97         break;
  98       }
  99
 100     if (NewBBDominatesNewBBSucc)
 101       for (pred_iterator PI = pred_begin(NewBBSucc), E = pred_end(NewBBSucc);
 102            PI != E; ++PI)
 103         if (*PI != NewBB && !dominates(NewBBSucc, *PI)) {
 104           NewBBDominatesNewBBSucc = false;
 105           break;
 106         }
 107   }
 108
 109   // The other scenario where the new block can dominate its successors are when
 110   // all predecessors of NewBBSucc that are not NewBB are dominated by NewBBSucc
 111   // already.
 112   if (!NewBBDominatesNewBBSucc) {
 113     NewBBDominatesNewBBSucc = true;
 114     for (pred_iterator PI = pred_begin(NewBBSucc), E = pred_end(NewBBSucc);
 115          PI != E; ++PI)
 116       if (*PI != NewBB && !dominates(NewBBSucc, *PI)) {
 117         NewBBDominatesNewBBSucc = false;
 118         break;
 119       }
 120   }
 121
 122   // Find NewBB's immediate dominator and create new dominator tree node for
 123   // NewBB.
 124   BasicBlock *NewBBIDom = 0;
 125   unsigned i = 0;
 126   for (i = 0; i < PredBlocks.size(); ++i)
 127     if (isReachableFromEntry(PredBlocks[i])) {
 128       NewBBIDom = PredBlocks[i];
 129       break;
 130     }
 131   assert(i != PredBlocks.size() && "No reachable preds?");
 132   for (i = i + 1; i < PredBlocks.size(); ++i) {
 133     if (isReachableFromEntry(PredBlocks[i]))
 134       NewBBIDom = findNearestCommonDominator(NewBBIDom, PredBlocks[i]);
 135   }
 136   assert(NewBBIDom && "No immediate dominator found??");
 137
 138   // Create the new dominator tree node... and set the idom of NewBB.
 139   DomTreeNode *NewBBNode = addNewBlock(NewBB, NewBBIDom);
 140
 141   // If NewBB strictly dominates other blocks, then it is now the immediate
 142   // dominator of NewBBSucc.  Update the dominator tree as appropriate.
 143   if (NewBBDominatesNewBBSucc) {
 144     DomTreeNode *NewBBSuccNode = getNode(NewBBSucc);
 145     changeImmediateDominator(NewBBSuccNode, NewBBNode);
 146   }
 147 }
 148
 149 unsigned DominatorTree::DFSPass(BasicBlock *V, unsigned N) {
 150   // This is more understandable as a recursive algorithm, but we can't use the
 151   // recursive algorithm due to stack depth issues.  Keep it here for
 152   // documentation purposes.
 153 #if 0
 154   InfoRec &VInfo = Info[Roots[i]];
 155   VInfo.Semi = ++N;
 156   VInfo.Label = V;
 157
 158   Vertex.push_back(V);        // Vertex[n] = V;
 159   //Info[V].Ancestor = 0;     // Ancestor[n] = 0
 160   //Info[V].Child = 0;        // Child[v] = 0
 161   VInfo.Size = 1;             // Size[v] = 1
 162
 163   for (succ_iterator SI = succ_begin(V), E = succ_end(V); SI != E; ++SI) {
 164     InfoRec &SuccVInfo = Info[*SI];
 165     if (SuccVInfo.Semi == 0) {
 166       SuccVInfo.Parent = V;
 167       N = DFSPass(*SI, N);
 168     }
 169   }
 170 #else
 171   std::vector<std::pair<BasicBlock*, unsigned> > Worklist;
 172   Worklist.push_back(std::make_pair(V, 0U));
 173   while (!Worklist.empty()) {
 174     BasicBlock *BB = Worklist.back().first;
 175     unsigned NextSucc = Worklist.back().second;
 176
 177     // First time we visited this BB?
 178     if (NextSucc == 0) {
 179       InfoRec &BBInfo = Info[BB];
 180       BBInfo.Semi = ++N;
 181       BBInfo.Label = BB;
 182
 183       Vertex.push_back(BB);       // Vertex[n] = V;
 184       //BBInfo[V].Ancestor = 0;   // Ancestor[n] = 0
 185       //BBInfo[V].Child = 0;      // Child[v] = 0
 186       BBInfo.Size = 1;            // Size[v] = 1
 187     }
 188
 189     // If we are done with this block, remove it from the worklist.
 190     if (NextSucc == BB->getTerminator()->getNumSuccessors()) {
 191       Worklist.pop_back();
 192       continue;
 193     }
 194
 195     // Otherwise, increment the successor number for the next time we get to it.
 196     ++Worklist.back().second;
 197
 198     // Visit the successor next, if it isn't already visited.
 199     BasicBlock *Succ = BB->getTerminator()->getSuccessor(NextSucc);
 200
 201     InfoRec &SuccVInfo = Info[Succ];
 202     if (SuccVInfo.Semi == 0) {
 203       SuccVInfo.Parent = BB;
 204       Worklist.push_back(std::make_pair(Succ, 0U));
 205     }
 206   }
 207 #endif
 208   return N;
 209 }
 210
 211 void DominatorTree::Compress(BasicBlock *VIn) {
 212
 213   std::vector<BasicBlock *> Work;
 214   SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> Visited;
 215   BasicBlock *VInAncestor = Info[VIn].Ancestor;
 216   InfoRec &VInVAInfo = Info[VInAncestor];
 217
 218   if (VInVAInfo.Ancestor != 0)
 219     Work.push_back(VIn);
 220
 221   while (!Work.empty()) {
 222     BasicBlock *V = Work.back();
 223     InfoRec &VInfo = Info[V];
 224     BasicBlock *VAncestor = VInfo.Ancestor;
 225     InfoRec &VAInfo = Info[VAncestor];
 226
 227     // Process Ancestor first
 228     if (Visited.insert(VAncestor) &&
 229         VAInfo.Ancestor != 0) {
 230       Work.push_back(VAncestor);
 231       continue;
 232     }
 233     Work.pop_back();
 234
 235     // Update VInfo based on Ancestor info
 236     if (VAInfo.Ancestor == 0)
 237       continue;
 238     BasicBlock *VAncestorLabel = VAInfo.Label;
 239     BasicBlock *VLabel = VInfo.Label;
 240     if (Info[VAncestorLabel].Semi < Info[VLabel].Semi)
 241       VInfo.Label = VAncestorLabel;
 242     VInfo.Ancestor = VAInfo.Ancestor;
 243   }
 244 }
 245
 246 BasicBlock *DominatorTree::Eval(BasicBlock *V) {
 247   InfoRec &VInfo = Info[V];
 248 #if !BALANCE_IDOM_TREE
 249   // Higher-complexity but faster implementation
 250   if (VInfo.Ancestor == 0)
 251     return V;
 252   Compress(V);
 253   return VInfo.Label;
 254 #else
 255   // Lower-complexity but slower implementation
 256   if (VInfo.Ancestor == 0)
 257     return VInfo.Label;
 258   Compress(V);
 259   BasicBlock *VLabel = VInfo.Label;
 260
 261   BasicBlock *VAncestorLabel = Info[VInfo.Ancestor].Label;
 262   if (Info[VAncestorLabel].Semi >= Info[VLabel].Semi)
 263     return VLabel;
 264   else
 265     return VAncestorLabel;
 266 #endif
 267 }
 268
 269 void DominatorTree::Link(BasicBlock *V, BasicBlock *W, InfoRec &WInfo){
 270 #if !BALANCE_IDOM_TREE
 271   // Higher-complexity but faster implementation
 272   WInfo.Ancestor = V;
 273 #else
 274   // Lower-complexity but slower implementation
 275   BasicBlock *WLabel = WInfo.Label;
 276   unsigned WLabelSemi = Info[WLabel].Semi;
 277   BasicBlock *S = W;
 278   InfoRec *SInfo = &Info[S];
 279
 280   BasicBlock *SChild = SInfo->Child;
 281   InfoRec *SChildInfo = &Info[SChild];
 282
 283   while (WLabelSemi < Info[SChildInfo->Label].Semi) {
 284     BasicBlock *SChildChild = SChildInfo->Child;
 285     if (SInfo->Size+Info[SChildChild].Size >= 2*SChildInfo->Size) {
 286       SChildInfo->Ancestor = S;
 287       SInfo->Child = SChild = SChildChild;
 288       SChildInfo = &Info[SChild];
 289     } else {
 290       SChildInfo->Size = SInfo->Size;
 291       S = SInfo->Ancestor = SChild;
 292       SInfo = SChildInfo;
 293       SChild = SChildChild;
 294       SChildInfo = &Info[SChild];
 295     }
 296   }
 297
 298   InfoRec &VInfo = Info[V];
 299   SInfo->Label = WLabel;
 300
 301   assert(V != W && "The optimization here will not work in this case!");
 302   unsigned WSize = WInfo.Size;
 303   unsigned VSize = (VInfo.Size += WSize);
 304
 305   if (VSize < 2*WSize)
 306     std::swap(S, VInfo.Child);
 307
 308   while (S) {
 309     SInfo = &Info[S];
 310     SInfo->Ancestor = V;
 311     S = SInfo->Child;
 312   }
 313 #endif
 314 }
 315
 316 void DominatorTree::calculate(Function &F) {
 317   BasicBlock* Root = Roots[0];
 318
 319   // Add a node for the root...
 320   DomTreeNodes[Root] = RootNode = new DomTreeNode(Root, 0);
 321
 322   Vertex.push_back(0);
 323
 324   // Step #1: Number blocks in depth-first order and initialize variables used
 325   // in later stages of the algorithm.
 326   unsigned N = DFSPass(Root, 0);
 327
 328   for (unsigned i = N; i >= 2; --i) {
 329     BasicBlock *W = Vertex[i];
 330     InfoRec &WInfo = Info[W];
 331
 332     // Step #2: Calculate the semidominators of all vertices
 333     for (pred_iterator PI = pred_begin(W), E = pred_end(W); PI != E; ++PI)
 334       if (Info.count(*PI)) {  // Only if this predecessor is reachable!
 335         unsigned SemiU = Info[Eval(*PI)].Semi;
 336         if (SemiU < WInfo.Semi)
 337           WInfo.Semi = SemiU;
 338       }
 339
 340     Info[Vertex[WInfo.Semi]].Bucket.push_back(W);
 341
 342     BasicBlock *WParent = WInfo.Parent;
 343     Link(WParent, W, WInfo);
 344
 345     // Step #3: Implicitly define the immediate dominator of vertices
 346     std::vector<BasicBlock*> &WParentBucket = Info[WParent].Bucket;
 347     while (!WParentBucket.empty()) {
 348       BasicBlock *V = WParentBucket.back();
 349       WParentBucket.pop_back();
 350       BasicBlock *U = Eval(V);
 351       IDoms[V] = Info[U].Semi < Info[V].Semi ? U : WParent;
 352     }
 353   }
 354
 355   // Step #4: Explicitly define the immediate dominator of each vertex
 356   for (unsigned i = 2; i <= N; ++i) {
 357     BasicBlock *W = Vertex[i];
 358     BasicBlock *&WIDom = IDoms[W];
 359     if (WIDom != Vertex[Info[W].Semi])
 360       WIDom = IDoms[WIDom];
 361   }
 362
 363   // Loop over all of the reachable blocks in the function...
 364   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
 365     if (BasicBlock *ImmDom = getIDom(I)) {  // Reachable block.
 366       DomTreeNode *BBNode = DomTreeNodes[I];
 367       if (BBNode) continue;  // Haven't calculated this node yet?
 368
 369       // Get or calculate the node for the immediate dominator
 370       DomTreeNode *IDomNode = getNodeForBlock(ImmDom);
 371
 372       // Add a new tree node for this BasicBlock, and link it as a child of
 373       // IDomNode
 374       DomTreeNode *C = new DomTreeNode(I, IDomNode);
 375       DomTreeNodes[I] = IDomNode->addChild(C);
 376     }
 377
 378   // Free temporary memory used to construct idom's
 379   Info.clear();
 380   IDoms.clear();
 381   std::vector<BasicBlock*>().swap(Vertex);
 382
 383   updateDFSNumbers();
 384 }
 385
 386 void DominatorTreeBase::updateDFSNumbers() {
 387   unsigned DFSNum = 0;
 388
 389   SmallVector<std::pair<DomTreeNode*, DomTreeNode::iterator>, 32> WorkStack;
 390
 391   for (unsigned i = 0, e = Roots.size(); i != e; ++i) {
 392     DomTreeNode *ThisRoot = getNode(Roots[i]);
 393     WorkStack.push_back(std::make_pair(ThisRoot, ThisRoot->begin()));
 394     ThisRoot->DFSNumIn = DFSNum++;
 395
 396     while (!WorkStack.empty()) {
 397       DomTreeNode *Node = WorkStack.back().first;
 398       DomTreeNode::iterator ChildIt = WorkStack.back().second;
 399
 400       // If we visited all of the children of this node, "recurse" back up the
 401       // stack setting the DFOutNum.
 402       if (ChildIt == Node->end()) {
 403         Node->DFSNumOut = DFSNum++;
 404         WorkStack.pop_back();
 405       } else {
 406         // Otherwise, recursively visit this child.
 407         DomTreeNode *Child = *ChildIt;
 408         ++WorkStack.back().second;
 409
 410         WorkStack.push_back(std::make_pair(Child, Child->begin()));
 411         Child->DFSNumIn = DFSNum++;
 412       }
 413     }
 414   }
 415
 416   SlowQueries = 0;
 417   DFSInfoValid = true;
 418 }
 419
 420 /// isReachableFromEntry - Return true if A is dominated by the entry
 421 /// block of the function containing it.
 422 const bool DominatorTreeBase::isReachableFromEntry(BasicBlock* A) {
 423   assert (!isPostDominator()
 424           && "This is not implemented for post dominators");
 425   return dominates(&A->getParent()->getEntryBlock(), A);
 426 }
 427
 428 // dominates - Return true if A dominates B. THis performs the
 429 // special checks necessary if A and B are in the same basic block.
 430 bool DominatorTreeBase::dominates(Instruction *A, Instruction *B) {
 431   BasicBlock *BBA = A->getParent(), *BBB = B->getParent();
 432   if (BBA != BBB) return dominates(BBA, BBB);
 433
 434   // It is not possible to determine dominance between two PHI nodes
 435   // based on their ordering.
 436   if (isa<PHINode>(A) && isa<PHINode>(B))
 437     return false;
 438
 439   // Loop through the basic block until we find A or B.
 440   BasicBlock::iterator I = BBA->begin();
 441   for (; &*I != A && &*I != B; ++I) /*empty*/;
 442
 443   if(!IsPostDominators) {
 444     // A dominates B if it is found first in the basic block.
 445     return &*I == A;
 446   } else {
 447     // A post-dominates B if B is found first in the basic block.
 448     return &*I == B;
 449   }
 450 }
 451
 452 // DominatorTreeBase::reset - Free all of the tree node memory.
 453 //
 454 void DominatorTreeBase::reset() {
 455   for (DomTreeNodeMapType::iterator I = DomTreeNodes.begin(),
 456          E = DomTreeNodes.end(); I != E; ++I)
 457     delete I->second;
 458   DomTreeNodes.clear();
 459   IDoms.clear();
 460   Roots.clear();
 461   Vertex.clear();
 462   RootNode = 0;
 463 }
 464
 465 /// findNearestCommonDominator - Find nearest common dominator basic block
 466 /// for basic block A and B. If there is no such block then return NULL.
 467 BasicBlock *DominatorTreeBase::findNearestCommonDominator(BasicBlock *A,
 468                                                           BasicBlock *B) {
 469
 470   assert (!isPostDominator()
 471           && "This is not implemented for post dominators");
 472   assert (A->getParent() == B->getParent()
 473           && "Two blocks are not in same function");
 474
 475   // If either A or B is a entry block then it is nearest common dominator.
 476   BasicBlock &Entry  = A->getParent()->getEntryBlock();
 477   if (A == &Entry || B == &Entry)
 478     return &Entry;
 479
 480   // If B dominates A then B is nearest common dominator.
 481   if (dominates(B, A))
 482     return B;
 483
 484   // If A dominates B then A is nearest common dominator.
 485   if (dominates(A, B))
 486     return A;
 487
 488   DomTreeNode *NodeA = getNode(A);
 489   DomTreeNode *NodeB = getNode(B);
 490
 491   // Collect NodeA dominators set.
 492   SmallPtrSet<DomTreeNode*, 16> NodeADoms;
 493   NodeADoms.insert(NodeA);
 494   DomTreeNode *IDomA = NodeA->getIDom();
 495   while (IDomA) {
 496     NodeADoms.insert(IDomA);
 497     IDomA = IDomA->getIDom();
 498   }
 499
 500   // Walk NodeB immediate dominators chain and find common dominator node.
 501   DomTreeNode *IDomB = NodeB->getIDom();
 502   while(IDomB) {
 503     if (NodeADoms.count(IDomB) != 0)
 504       return IDomB->getBlock();
 505
 506     IDomB = IDomB->getIDom();
 507   }
 508
 509   return NULL;
 510 }
 511
 512 void DomTreeNode::setIDom(DomTreeNode *NewIDom) {
 513   assert(IDom && "No immediate dominator?");
 514   if (IDom != NewIDom) {
 515     std::vector<DomTreeNode*>::iterator I =
 516       std::find(IDom->Children.begin(), IDom->Children.end(), this);
 517     assert(I != IDom->Children.end() &&
 518            "Not in immediate dominator children set!");
 519     // I am no longer your child...
 520     IDom->Children.erase(I);
 521
 522     // Switch to new dominator
 523     IDom = NewIDom;
 524     IDom->Children.push_back(this);
 525   }
 526 }
 527
 528 DomTreeNode *DominatorTree::getNodeForBlock(BasicBlock *BB) {
 529   if (DomTreeNode *BBNode = DomTreeNodes[BB])
 530     return BBNode;
 531
 532   // Haven't calculated this node yet?  Get or calculate the node for the
 533   // immediate dominator.
 534   BasicBlock *IDom = getIDom(BB);
 535   DomTreeNode *IDomNode = getNodeForBlock(IDom);
 536
 537   // Add a new tree node for this BasicBlock, and link it as a child of
 538   // IDomNode
 539   DomTreeNode *C = new DomTreeNode(BB, IDomNode);
 540   return DomTreeNodes[BB] = IDomNode->addChild(C);
 541 }
 542
 543 static std::ostream &operator<<(std::ostream &o, const DomTreeNode *Node) {
 544   if (Node->getBlock())
 545     WriteAsOperand(o, Node->getBlock(), false);
 546   else
 547     o << " <<exit node>>";
 548
 549   o << " {" << Node->getDFSNumIn() << "," << Node->getDFSNumOut() << "}";
 550
 551   return o << "\n";
 552 }
 553
 554 static void PrintDomTree(const DomTreeNode *N, std::ostream &o,
 555                          unsigned Lev) {
 556   o << std::string(2*Lev, ' ') << "[" << Lev << "] " << N;
 557   for (DomTreeNode::const_iterator I = N->begin(), E = N->end();
 558        I != E; ++I)
 559     PrintDomTree(*I, o, Lev+1);
 560 }
 561
 562 /// eraseNode - Removes a node from  the domiantor tree. Block must not
 563 /// domiante any other blocks. Removes node from its immediate dominator's
 564 /// children list. Deletes dominator node associated with basic block BB.
 565 void DominatorTreeBase::eraseNode(BasicBlock *BB) {
 566   DomTreeNode *Node = getNode(BB);
 567   assert (Node && "Removing node that isn't in dominator tree.");
 568   assert (Node->getChildren().empty() && "Node is not a leaf node.");
 569
 570     // Remove node from immediate dominator's children list.
 571   DomTreeNode *IDom = Node->getIDom();
 572   if (IDom) {
 573     std::vector<DomTreeNode*>::iterator I =
 574       std::find(IDom->Children.begin(), IDom->Children.end(), Node);
 575     assert(I != IDom->Children.end() &&
 576            "Not in immediate dominator children set!");
 577     // I am no longer your child...
 578     IDom->Children.erase(I);
 579   }
 580
 581   DomTreeNodes.erase(BB);
 582   delete Node;
 583 }
 584
 585 void DominatorTreeBase::print(std::ostream &o, const Module* ) const {
 586   o << "=============================--------------------------------\n";
 587   o << "Inorder Dominator Tree: ";
 588   if (DFSInfoValid)
 589     o << "DFSNumbers invalid: " << SlowQueries << " slow queries.";
 590   o << "\n";
 591
 592   PrintDomTree(getRootNode(), o, 1);
 593 }
 594
 595 void DominatorTreeBase::dump() {
 596   print(llvm::cerr);
 597 }
 598
 599 bool DominatorTree::runOnFunction(Function &F) {
 600   reset();     // Reset from the last time we were run...
 601   Roots.push_back(&F.getEntryBlock());
 602   calculate(F);
 603   return false;
 604 }
 605
 606 //===----------------------------------------------------------------------===//
 607 //  DominanceFrontier Implementation
 608 //===----------------------------------------------------------------------===//
 609
 610 char DominanceFrontier::ID = 0;
 611 static RegisterPass<DominanceFrontier>
 612 G("domfrontier", "Dominance Frontier Construction", true);
 613
 614 // NewBB is split and now it has one successor. Update dominace frontier to
 615 // reflect this change.
 616 void DominanceFrontier::splitBlock(BasicBlock *NewBB) {
 617   assert(NewBB->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1
 618          && "NewBB should have a single successor!");
 619   BasicBlock *NewBBSucc = NewBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
 620
 621   std::vector<BasicBlock*> PredBlocks;
 622   for (pred_iterator PI = pred_begin(NewBB), PE = pred_end(NewBB);
 623        PI != PE; ++PI)
 624       PredBlocks.push_back(*PI);
 625
 626   if (PredBlocks.empty())
 627     // If NewBB does not have any predecessors then it is a entry block.
 628     // In this case, NewBB and its successor NewBBSucc dominates all
 629     // other blocks.
 630     return;
 631
 632   // NewBBSucc inherits original NewBB frontier.
 633   DominanceFrontier::iterator NewBBI = find(NewBB);
 634   if (NewBBI != end()) {
 635     DominanceFrontier::DomSetType NewBBSet = NewBBI->second;
 636     DominanceFrontier::DomSetType NewBBSuccSet;
 637     NewBBSuccSet.insert(NewBBSet.begin(), NewBBSet.end());
 638     addBasicBlock(NewBBSucc, NewBBSuccSet);
 639   }
 640
 641   // If NewBB dominates NewBBSucc, then DF(NewBB) is now going to be the
 642   // DF(PredBlocks[0]) without the stuff that the new block does not dominate
 643   // a predecessor of.
 644   DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
 645   if (DT.dominates(NewBB, NewBBSucc)) {
 646     DominanceFrontier::iterator DFI = find(PredBlocks[0]);
 647     if (DFI != end()) {
 648       DominanceFrontier::DomSetType Set = DFI->second;
 649       // Filter out stuff in Set that we do not dominate a predecessor of.
 650       for (DominanceFrontier::DomSetType::iterator SetI = Set.begin(),
 651              E = Set.end(); SetI != E;) {
 652         bool DominatesPred = false;
 653         for (pred_iterator PI = pred_begin(*SetI), E = pred_end(*SetI);
 654              PI != E; ++PI)
 655           if (DT.dominates(NewBB, *PI))
 656             DominatesPred = true;
 657         if (!DominatesPred)
 658           Set.erase(SetI++);
 659         else
 660           ++SetI;
 661       }
 662
 663       if (NewBBI != end()) {
 664         DominanceFrontier::DomSetType NewBBSet = NewBBI->second;
 665         NewBBSet.insert(Set.begin(), Set.end());
 666       } else
 667         addBasicBlock(NewBB, Set);
 668     }
 669
 670   } else {
 671     // DF(NewBB) is {NewBBSucc} because NewBB does not strictly dominate
 672     // NewBBSucc, but it does dominate itself (and there is an edge (NewBB ->
 673     // NewBBSucc)).  NewBBSucc is the single successor of NewBB.
 674     DominanceFrontier::DomSetType NewDFSet;
 675     NewDFSet.insert(NewBBSucc);
 676     addBasicBlock(NewBB, NewDFSet);
 677   }
 678
 679   // Now we must loop over all of the dominance frontiers in the function,
 680   // replacing occurrences of NewBBSucc with NewBB in some cases.  All
 681   // blocks that dominate a block in PredBlocks and contained NewBBSucc in
 682   // their dominance frontier must be updated to contain NewBB instead.
 683   //
 684   for (Function::iterator FI = NewBB->getParent()->begin(),
 685          FE = NewBB->getParent()->end(); FI != FE; ++FI) {
 686     DominanceFrontier::iterator DFI = find(FI);
 687     if (DFI == end()) continue;  // unreachable block.
 688
 689     // Only consider nodes that have NewBBSucc in their dominator frontier.
 690     if (!DFI->second.count(NewBBSucc)) continue;
 691
 692     // Verify whether this block dominates a block in predblocks.  If not, do
 693     // not update it.
 694     bool BlockDominatesAny = false;
 695     for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator BI = PredBlocks.begin(),
 696            BE = PredBlocks.end(); BI != BE; ++BI) {
 697       if (DT.dominates(FI, *BI)) {
 698         BlockDominatesAny = true;
 699         break;
 700       }
 701     }
 702
 703     if (!BlockDominatesAny)
 704       continue;
 705
 706     // If NewBBSucc should not stay in our dominator frontier, remove it.
 707     // We remove it unless there is a predecessor of NewBBSucc that we
 708     // dominate, but we don't strictly dominate NewBBSucc.
 709     bool ShouldRemove = true;
 710     if ((BasicBlock*)FI == NewBBSucc || !DT.dominates(FI, NewBBSucc)) {
 711       // Okay, we know that PredDom does not strictly dominate NewBBSucc.
 712       // Check to see if it dominates any predecessors of NewBBSucc.
 713       for (pred_iterator PI = pred_begin(NewBBSucc),
 714            E = pred_end(NewBBSucc); PI != E; ++PI)
 715         if (DT.dominates(FI, *PI)) {
 716           ShouldRemove = false;
 717           break;
 718         }
 719     }
 720
 721     if (ShouldRemove)
 722       removeFromFrontier(DFI, NewBBSucc);
 723     addToFrontier(DFI, NewBB);
 724   }
 725 }
 726
 727 namespace {
 728   class DFCalculateWorkObject {
 729   public:
 730     DFCalculateWorkObject(BasicBlock *B, BasicBlock *P,
 731                           const DomTreeNode *N,
 732                           const DomTreeNode *PN)
 733     : currentBB(B), parentBB(P), Node(N), parentNode(PN) {}
 734     BasicBlock *currentBB;
 735     BasicBlock *parentBB;
 736     const DomTreeNode *Node;
 737     const DomTreeNode *parentNode;
 738   };
 739 }
 740
 741 const DominanceFrontier::DomSetType &
 742 DominanceFrontier::calculate(const DominatorTree &DT,
 743                              const DomTreeNode *Node) {
 744   BasicBlock *BB = Node->getBlock();
 745   DomSetType *Result = NULL;
 746
 747   std::vector<DFCalculateWorkObject> workList;
 748   SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> visited;
 749
 750   workList.push_back(DFCalculateWorkObject(BB, NULL, Node, NULL));
 751   do {
 752     DFCalculateWorkObject *currentW = &workList.back();
 753     assert (currentW && "Missing work object.");
 754
 755     BasicBlock *currentBB = currentW->currentBB;
 756     BasicBlock *parentBB = currentW->parentBB;
 757     const DomTreeNode *currentNode = currentW->Node;
 758     const DomTreeNode *parentNode = currentW->parentNode;
 759     assert (currentBB && "Invalid work object. Missing current Basic Block");
 760     assert (currentNode && "Invalid work object. Missing current Node");
 761     DomSetType &S = Frontiers[currentBB];
 762
 763     // Visit each block only once.
 764     if (visited.count(currentBB) == 0) {
 765       visited.insert(currentBB);
 766
 767       // Loop over CFG successors to calculate DFlocal[currentNode]
 768       for (succ_iterator SI = succ_begin(currentBB), SE = succ_end(currentBB);
 769            SI != SE; ++SI) {
 770         // Does Node immediately dominate this successor?
 771         if (DT[*SI]->getIDom() != currentNode)
 772           S.insert(*SI);
 773       }
 774     }
 775
 776     // At this point, S is DFlocal.  Now we union in DFup's of our children...
 777     // Loop through and visit the nodes that Node immediately dominates (Node's
 778     // children in the IDomTree)
 779     bool visitChild = false;
 780     for (DomTreeNode::const_iterator NI = currentNode->begin(),
 781            NE = currentNode->end(); NI != NE; ++NI) {
 782       DomTreeNode *IDominee = *NI;
 783       BasicBlock *childBB = IDominee->getBlock();
 784       if (visited.count(childBB) == 0) {
 785         workList.push_back(DFCalculateWorkObject(childBB, currentBB,
 786                                                  IDominee, currentNode));
 787         visitChild = true;
 788       }
 789     }
 790
 791     // If all children are visited or there is any child then pop this block
 792     // from the workList.
 793     if (!visitChild) {
 794
 795       if (!parentBB) {
 796         Result = &S;
 797         break;
 798       }
 799
 800       DomSetType::const_iterator CDFI = S.begin(), CDFE = S.end();
 801       DomSetType &parentSet = Frontiers[parentBB];
 802       for (; CDFI != CDFE; ++CDFI) {
 803         if (!DT.properlyDominates(parentNode, DT[*CDFI]))
 804           parentSet.insert(*CDFI);
 805       }
 806       workList.pop_back();
 807     }
 808
 809   } while (!workList.empty());
 810
 811   return *Result;
 812 }
 813
 814 void DominanceFrontierBase::print(std::ostream &o, const Module* ) const {
 815   for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
 816     o << "  DomFrontier for BB";
 817     if (I->first)
 818       WriteAsOperand(o, I->first, false);
 819     else
 820       o << " <<exit node>>";
 821     o << " is:\t" << I->second << "\n";
 822   }
 823 }
 824
 825 void DominanceFrontierBase::dump() {
 826   print (llvm::cerr);
 827 }