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[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / Dominators.h
index b03c020704dbcb378596329e06b88b550ce12985..57cad9987138e104c37b650ddc39478c250dd3b3 100644 (file)
@@ -9,9 +9,7 @@
 //
 // This file defines the following classes:
 //  1. DominatorTree: Represent dominators as an explicit tree structure.
-//  2. ETForest: Efficient data structure for dominance comparisons and 
-//     nearest-common-ancestor queries.
-//  3. DominanceFrontier: Calculate and hold the dominance frontier for a
+//  2. DominanceFrontier: Calculate and hold the dominance frontier for a
 //     function.
 //
 //  These data structures are listed in increasing order of complexity.  It
@@ -23,7 +21,6 @@
 #ifndef LLVM_ANALYSIS_DOMINATORS_H
 #define LLVM_ANALYSIS_DOMINATORS_H
 
-#include "llvm/Analysis/ET-Forest.h"
 #include "llvm/Pass.h"
 #include <set>
 
@@ -56,19 +53,63 @@ public:
   bool isPostDominator() const { return IsPostDominators; }
 };
 
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// DomTreeNode - Dominator Tree Node
+class DominatorTreeBase;
+class PostDominatorTree;
+class DomTreeNode {
+  BasicBlock *TheBB;
+  DomTreeNode *IDom;
+  std::vector<DomTreeNode*> Children;
+  int DFSNumIn, DFSNumOut;
+
+  friend class DominatorTreeBase;
+  friend class PostDominatorTree;
+public:
+  typedef std::vector<DomTreeNode*>::iterator iterator;
+  typedef std::vector<DomTreeNode*>::const_iterator const_iterator;
+  
+  iterator begin()             { return Children.begin(); }
+  iterator end()               { return Children.end(); }
+  const_iterator begin() const { return Children.begin(); }
+  const_iterator end()   const { return Children.end(); }
+  
+  inline BasicBlock *getBlock() const { return TheBB; }
+  inline DomTreeNode *getIDom() const { return IDom; }
+  inline const std::vector<DomTreeNode*> &getChildren() const { return Children; }
+  
+  inline DomTreeNode(BasicBlock *BB, DomTreeNode *iDom)
+    : TheBB(BB), IDom(iDom), DFSNumIn(-1), DFSNumOut(-1) { }
+  inline DomTreeNode *addChild(DomTreeNode *C) { Children.push_back(C); return C; }
+  void setIDom(DomTreeNode *NewIDom);
+
+private:
+  // Return true if this node is dominated by other. Use this only if DFS info is valid.
+  bool DominatedBy(const DomTreeNode *other) const {
+    return this->DFSNumIn >= other->DFSNumIn &&
+      this->DFSNumOut <= other->DFSNumOut;
+  }
+
+  /// assignDFSNumber - Assign In and Out numbers while walking dominator tree
+  /// in dfs order.
+  void assignDFSNumber(int num);
+};
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 /// DominatorTree - Calculate the immediate dominator tree for a function.
 ///
 class DominatorTreeBase : public DominatorBase {
-public:
-  class Node;
+
 protected:
-  std::map<BasicBlock*, Node*> Nodes;
   void reset();
-  typedef std::map<BasicBlock*, Node*> NodeMapType;
-
-  Node *RootNode;
+  typedef std::map<BasicBlock*, DomTreeNode*> DomTreeNodeMapType;
+  DomTreeNodeMapType DomTreeNodes;
+  DomTreeNode *RootNode;
 
+  bool DFSInfoValid;
+  unsigned int SlowQueries;
+  // Information record used during immediate dominators computation.
   struct InfoRec {
     unsigned Semi;
     unsigned Size;
@@ -87,56 +128,11 @@ protected:
   // Info - Collection of information used during the computation of idoms.
   std::map<BasicBlock*, InfoRec> Info;
 
-public:
-  class Node {
-    friend class DominatorTree;
-    friend struct PostDominatorTree;
-    friend class DominatorTreeBase;
-    BasicBlock *TheBB;
-    Node *IDom;
-    std::vector<Node*> Children;
-  public:
-    typedef std::vector<Node*>::iterator iterator;
-    typedef std::vector<Node*>::const_iterator const_iterator;
-
-    iterator begin()             { return Children.begin(); }
-    iterator end()               { return Children.end(); }
-    const_iterator begin() const { return Children.begin(); }
-    const_iterator end()   const { return Children.end(); }
-
-    inline BasicBlock *getBlock() const { return TheBB; }
-    inline Node *getIDom() const { return IDom; }
-    inline const std::vector<Node*> &getChildren() const { return Children; }
-
-    /// properlyDominates - Returns true iff this dominates N and this != N.
-    /// Note that this is not a constant time operation!
-    ///
-    bool properlyDominates(const Node *N) const {
-      const Node *IDom;
-      if (this == 0 || N == 0) return false;
-      while ((IDom = N->getIDom()) != 0 && IDom != this)
-        N = IDom;   // Walk up the tree
-      return IDom != 0;
-    }
-
-    /// dominates - Returns true iff this dominates N.  Note that this is not a
-    /// constant time operation!
-    ///
-    inline bool dominates(const Node *N) const {
-      if (N == this) return true;  // A node trivially dominates itself.
-      return properlyDominates(N);
-    }
-    
-  private:
-    inline Node(BasicBlock *BB, Node *iDom) : TheBB(BB), IDom(iDom) {}
-    inline Node *addChild(Node *C) { Children.push_back(C); return C; }
-
-    void setIDom(Node *NewIDom);
-  };
+  void updateDFSNumbers();
 
-public:
+  public:
   DominatorTreeBase(intptr_t ID, bool isPostDom) 
-    : DominatorBase(ID, isPostDom) {}
+    : DominatorBase(ID, isPostDom), DFSInfoValid(false), SlowQueries(0) {}
   ~DominatorTreeBase() { reset(); }
 
   virtual void releaseMemory() { reset(); }
@@ -144,15 +140,25 @@ public:
   /// getNode - return the (Post)DominatorTree node for the specified basic
   /// block.  This is the same as using operator[] on this class.
   ///
-  inline Node *getNode(BasicBlock *BB) const {
-    NodeMapType::const_iterator i = Nodes.find(BB);
-    return (i != Nodes.end()) ? i->second : 0;
+  inline DomTreeNode *getNode(BasicBlock *BB) const {
+    DomTreeNodeMapType::const_iterator i = DomTreeNodes.find(BB);
+    return (i != DomTreeNodes.end()) ? i->second : 0;
   }
 
-  inline Node *operator[](BasicBlock *BB) const {
+  inline DomTreeNode *operator[](BasicBlock *BB) const {
     return getNode(BB);
   }
 
+  /// getIDomBlock - return basic block BB's immediate dominator basic block.
+  ///
+  BasicBlock *getIDomBlock(BasicBlock *BB) {
+    DomTreeNode *N = getNode(BB);
+    assert (N && "Missing dominator tree node");
+    DomTreeNode *I = N->getIDom();
+    assert (N && "Missing immediate dominator");
+    return I->getBlock();
+  }
+
   /// getRootNode - This returns the entry node for the CFG of the function.  If
   /// this tree represents the post-dominance relations for a function, however,
   /// this root may be a node with the block == NULL.  This is the case when
@@ -160,37 +166,109 @@ public:
   /// post-dominance information must be capable of dealing with this
   /// possibility.
   ///
-  Node *getRootNode() { return RootNode; }
-  const Node *getRootNode() const { return RootNode; }
+  DomTreeNode *getRootNode() { return RootNode; }
+  const DomTreeNode *getRootNode() const { return RootNode; }
+
+  /// properlyDominates - Returns true iff this dominates N and this != N.
+  /// Note that this is not a constant time operation!
+  ///
+  bool properlyDominates(const DomTreeNode *A, DomTreeNode *B) const {
+    if (A == 0 || B == 0) return false;
+    return dominatedBySlowTreeWalk(A, B);
+  }
+
+  inline bool properlyDominates(BasicBlock *A, BasicBlock *B) {
+    return properlyDominates(getNode(A), getNode(B));
+  }
+
+  bool dominatedBySlowTreeWalk(const DomTreeNode *A, 
+                               const DomTreeNode *B) const {
+    const DomTreeNode *IDom;
+    if (A == 0 || B == 0) return false;
+    while ((IDom = B->getIDom()) != 0 && IDom != A && IDom != B)
+      B = IDom;   // Walk up the tree
+    return IDom != 0;
+  }
+
+
+  /// isReachableFromEntry - Return true if A is dominated by the entry
+  /// block of the function containing it.
+  const bool isReachableFromEntry(BasicBlock* A);
+  
+  /// dominates - Returns true iff A dominates B.  Note that this is not a
+  /// constant time operation!
+  ///
+  inline bool dominates(const DomTreeNode *A, DomTreeNode *B) {
+    if (B == A) 
+      return true;  // A node trivially dominates itself.
+
+    if (A == 0 || B == 0)
+      return false;
+
+    if (DFSInfoValid)
+      return B->DominatedBy(A);
+
+    // If we end up with too many slow queries, just update the
+    // DFS numbers on the theory that we are going to keep querying.
+    SlowQueries++;
+    if (SlowQueries > 32) {
+      updateDFSNumbers();
+      return B->DominatedBy(A);
+    }
+
+    return dominatedBySlowTreeWalk(A, B);
+  }
+
+  inline bool dominates(BasicBlock *A, BasicBlock *B) {
+    if (A == B) 
+      return true;
+    
+    return dominates(getNode(A), getNode(B));
+  }
+
+  /// findNearestCommonDominator - Find nearest common dominator basic block
+  /// for basic block A and B. If there is no such block then return NULL.
+  BasicBlock *findNearestCommonDominator(BasicBlock *A, BasicBlock *B);
+
+  // dominates - Return true if A dominates B. This performs the
+  // special checks necessary if A and B are in the same basic block.
+  bool dominates(Instruction *A, Instruction *B);
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // API to update (Post)DominatorTree information based on modifications to
   // the CFG...
 
-  /// createNewNode - Add a new node to the dominator tree information.  This
-  /// creates a new node as a child of IDomNode, linking it into the children
-  /// list of the immediate dominator.
-  ///
-  Node *createNewNode(BasicBlock *BB, Node *IDomNode) {
+  /// addNewBlock - Add a new node to the dominator tree information.  This
+  /// creates a new node as a child of DomBB dominator node,linking it into 
+  /// the children list of the immediate dominator.
+  DomTreeNode *addNewBlock(BasicBlock *BB, BasicBlock *DomBB) {
     assert(getNode(BB) == 0 && "Block already in dominator tree!");
+    DomTreeNode *IDomNode = getNode(DomBB);
     assert(IDomNode && "Not immediate dominator specified for block!");
-    return Nodes[BB] = IDomNode->addChild(new Node(BB, IDomNode));
+    DFSInfoValid = false;
+    return DomTreeNodes[BB] = 
+      IDomNode->addChild(new DomTreeNode(BB, IDomNode));
   }
 
   /// changeImmediateDominator - This method is used to update the dominator
   /// tree information when a node's immediate dominator changes.
   ///
-  void changeImmediateDominator(Node *N, Node *NewIDom) {
+  void changeImmediateDominator(DomTreeNode *N, DomTreeNode *NewIDom) {
     assert(N && NewIDom && "Cannot change null node pointers!");
+    DFSInfoValid = false;
     N->setIDom(NewIDom);
   }
 
+  void changeImmediateDominator(BasicBlock *BB, BasicBlock *NewBB) {
+    changeImmediateDominator(getNode(BB), getNode(NewBB));
+  }
+
   /// removeNode - Removes a node from the dominator tree.  Block must not
   /// dominate any other blocks.  Invalidates any node pointing to removed
   /// block.
   void removeNode(BasicBlock *BB) {
     assert(getNode(BB) && "Removing node that isn't in dominator tree.");
-    Nodes.erase(BB);
+    DomTreeNodes.erase(BB);
   }
 
   /// print - Convert to human readable form
@@ -221,9 +299,14 @@ public:
   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
     AU.setPreservesAll();
   }
+
+  /// splitBlock
+  /// BB is split and now it has one successor. Update dominator tree to
+  /// reflect this change.
+  void splitBlock(BasicBlock *BB);
 private:
   void calculate(Function& F);
-  Node *getNodeForBlock(BasicBlock *BB);
+  DomTreeNode *getNodeForBlock(BasicBlock *BB);
   unsigned DFSPass(BasicBlock *V, InfoRec &VInfo, unsigned N);
   void Compress(BasicBlock *V);
   BasicBlock *Eval(BasicBlock *v);
@@ -238,8 +321,8 @@ private:
 /// DominatorTree GraphTraits specialization so the DominatorTree can be
 /// iterable by generic graph iterators.
 ///
-template <> struct GraphTraits<DominatorTree::Node*> {
-  typedef DominatorTree::Node NodeType;
+template <> struct GraphTraits<DomTreeNode*> {
+  typedef DomTreeNode NodeType;
   typedef NodeType::iterator  ChildIteratorType;
   
   static NodeType *getEntryNode(NodeType *N) {
@@ -254,173 +337,13 @@ template <> struct GraphTraits<DominatorTree::Node*> {
 };
 
 template <> struct GraphTraits<DominatorTree*>
-  : public GraphTraits<DominatorTree::Node*> {
+  : public GraphTraits<DomTreeNode*> {
   static NodeType *getEntryNode(DominatorTree *DT) {
     return DT->getRootNode();
   }
 };
 
 
-//===-------------------------------------
-/// ET-Forest Class - Class used to construct forwards and backwards 
-/// ET-Forests
-///
-class ETForestBase : public DominatorBase {
-public:
-  ETForestBase(intptr_t ID, bool isPostDom) 
-    : DominatorBase(ID, isPostDom), Nodes(), 
-      DFSInfoValid(false), SlowQueries(0) {}
-  
-  virtual void releaseMemory() { reset(); }
-
-  typedef std::map<BasicBlock*, ETNode*> ETMapType;
-
-  void updateDFSNumbers();
-    
-  /// dominates - Return true if A dominates B.
-  ///
-  inline bool dominates(BasicBlock *A, BasicBlock *B) {
-    if (A == B)
-      return true;
-    
-    ETNode *NodeA = getNode(A);
-    ETNode *NodeB = getNode(B);
-    
-    if (DFSInfoValid)
-      return NodeB->DominatedBy(NodeA);
-    else {
-      // If we end up with too many slow queries, just update the
-      // DFS numbers on the theory that we are going to keep querying.
-      SlowQueries++;
-      if (SlowQueries > 32) {
-        updateDFSNumbers();
-        return NodeB->DominatedBy(NodeA);
-      }
-      return NodeB->DominatedBySlow(NodeA);
-    }
-  }
-
-  // dominates - Return true if A dominates B. This performs the
-  // special checks necessary if A and B are in the same basic block.
-  bool dominates(Instruction *A, Instruction *B);
-
-  /// properlyDominates - Return true if A dominates B and A != B.
-  ///
-  bool properlyDominates(BasicBlock *A, BasicBlock *B) {
-    return dominates(A, B) && A != B;
-  }
-
-  /// isReachableFromEntry - Return true if A is dominated by the entry
-  /// block of the function containing it.
-  const bool isReachableFromEntry(BasicBlock* A);
-  
-  /// Return the nearest common dominator of A and B.
-  BasicBlock *nearestCommonDominator(BasicBlock *A, BasicBlock *B) const  {
-    ETNode *NodeA = getNode(A);
-    ETNode *NodeB = getNode(B);
-    
-    ETNode *Common = NodeA->NCA(NodeB);
-    if (!Common)
-      return NULL;
-    return Common->getData<BasicBlock>();
-  }
-  
-  /// Return the immediate dominator of A.
-  BasicBlock *getIDom(BasicBlock *A) const {
-    ETNode *NodeA = getNode(A);
-    if (!NodeA) return 0;
-    const ETNode *idom = NodeA->getFather();
-    return idom ? idom->getData<BasicBlock>() : 0;
-  }
-  
-  void getChildren(BasicBlock *A, std::vector<BasicBlock*>& children) const {
-    ETNode *NodeA = getNode(A);
-    if (!NodeA) return;
-    const ETNode* son = NodeA->getSon();
-    
-    if (!son) return;
-    children.push_back(son->getData<BasicBlock>());
-        
-    const ETNode* brother = son->getBrother();
-    while (brother != son) {
-      children.push_back(brother->getData<BasicBlock>());
-      brother = brother->getBrother();
-    }
-  }
-
-  virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-    AU.setPreservesAll();
-    AU.addRequired<DominatorTree>();
-  }
-  //===--------------------------------------------------------------------===//
-  // API to update Forest information based on modifications
-  // to the CFG...
-
-  /// addNewBlock - Add a new block to the CFG, with the specified immediate
-  /// dominator.
-  ///
-  void addNewBlock(BasicBlock *BB, BasicBlock *IDom);
-
-  /// setImmediateDominator - Update the immediate dominator information to
-  /// change the current immediate dominator for the specified block
-  /// to another block.  This method requires that BB for NewIDom
-  /// already have an ETNode, otherwise just use addNewBlock.
-  ///
-  void setImmediateDominator(BasicBlock *BB, BasicBlock *NewIDom);
-  /// print - Convert to human readable form
-  ///
-  virtual void print(std::ostream &OS, const Module* = 0) const;
-  void print(std::ostream *OS, const Module* M = 0) const {
-    if (OS) print(*OS, M);
-  }
-  virtual void dump();
-protected:
-  /// getNode - return the (Post)DominatorTree node for the specified basic
-  /// block.  This is the same as using operator[] on this class.
-  ///
-  inline ETNode *getNode(BasicBlock *BB) const {
-    ETMapType::const_iterator i = Nodes.find(BB);
-    return (i != Nodes.end()) ? i->second : 0;
-  }
-
-  inline ETNode *operator[](BasicBlock *BB) const {
-    return getNode(BB);
-  }
-
-  void reset();
-  ETMapType Nodes;
-  bool DFSInfoValid;
-  unsigned int SlowQueries;
-
-};
-
-//==-------------------------------------
-/// ETForest Class - Concrete subclass of ETForestBase that is used to
-/// compute a forwards ET-Forest.
-
-class ETForest : public ETForestBase {
-public:
-  static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
-
-  ETForest() : ETForestBase((intptr_t)&ID, false) {}
-
-  BasicBlock *getRoot() const {
-    assert(Roots.size() == 1 && "Should always have entry node!");
-    return Roots[0];
-  }
-
-  virtual bool runOnFunction(Function &F) {
-    reset();     // Reset from the last time we were run...
-    DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
-    Roots = DT.getRoots();
-    calculate(DT);
-    return false;
-  }
-
-  void calculate(const DominatorTree &DT);
-  ETNode *getNodeForBlock(BasicBlock *BB);
-};
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 /// DominanceFrontierBase - Common base class for computing forward and inverse
 /// dominance frontiers for a function.
@@ -501,9 +424,15 @@ public:
     AU.setPreservesAll();
     AU.addRequired<DominatorTree>();
   }
+
+  /// splitBlock
+  /// BB is split and now it has one successor. Update dominace frontier to
+  /// reflect this change.
+  void splitBlock(BasicBlock *BB);
+
 private:
   const DomSetType &calculate(const DominatorTree &DT,
-                              const DominatorTree::Node *Node);
+                              const DomTreeNode *Node);
 };