Template DominatorTreeBase by node type. This is the next major step towards
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / Dominators.h
index b2533a16aeab5eab4192f23df79db17f868300c1..855180d6953b2abf2dff439793e022473bf76983 100644 (file)
@@ -1,55 +1,59 @@
 //===- llvm/Analysis/Dominators.h - Dominator Info Calculation --*- C++ -*-===//
-// 
+//
 //                     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 defines the following classes:
-//  1. ImmediateDominators: Calculates and holds a mapping between BasicBlocks
-//     and their immediate dominator.
-//  2. DominatorSet: Calculates the [reverse] dominator set for a function
-//  3. DominatorTree: Represent the ImmediateDominator as an explicit tree
-//     structure.
-//  4. DominanceFrontier: Calculate and hold the dominance frontier for a 
+//  1. DominatorTree: Represent dominators as an explicit tree structure.
+//  2. DominanceFrontier: Calculate and hold the dominance frontier for a
 //     function.
 //
 //  These data structures are listed in increasing order of complexity.  It
-//  takes longer to calculate the dominator frontier, for example, than the 
-//  ImmediateDominator mapping.
-// 
+//  takes longer to calculate the dominator frontier, for example, than the
+//  DominatorTree mapping.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #ifndef LLVM_ANALYSIS_DOMINATORS_H
 #define LLVM_ANALYSIS_DOMINATORS_H
 
 #include "llvm/Pass.h"
+#include "llvm/Instruction.h"
+#include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/Assembly/Writer.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include <algorithm>
 #include <set>
 
 namespace llvm {
 
-class Instruction;
-
 template <typename GraphType> struct GraphTraits;
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 /// DominatorBase - Base class that other, more interesting dominator analyses
 /// inherit from.
 ///
+template <class NodeT>
 class DominatorBase : public FunctionPass {
 protected:
-  std::vector<BasicBlock*> Roots;
+  std::vector<NodeT*> Roots;
   const bool IsPostDominators;
-
-  inline DominatorBase(bool isPostDom) : Roots(), IsPostDominators(isPostDom) {}
+  inline DominatorBase(intptr_t ID, bool isPostDom) : 
+    FunctionPass(ID), Roots(), IsPostDominators(isPostDom) {}
 public:
+
   /// getRoots -  Return the root blocks of the current CFG.  This may include
   /// multiple blocks if we are computing post dominators.  For forward
   /// dominators, this will always be a single block (the entry node).
   ///
-  inline const std::vector<BasicBlock*> &getRoots() const { return Roots; }
+  inline const std::vector<NodeT*> &getRoots() const { return Roots; }
 
   /// isPostDominator - Returns true if analysis based of postdoms
   ///
@@ -58,361 +62,500 @@ public:
 
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-/// ImmediateDominators - Calculate the immediate dominator for each node in a
-/// function.
-///
-class ImmediateDominatorsBase : public DominatorBase {
-protected:
-  std::map<BasicBlock*, BasicBlock*> IDoms;
+// DomTreeNode - Dominator Tree Node
+template<class NodeT> class DominatorTreeBase;
+class PostDominatorTree;
+class MachineBasicBlock;
+
+template <class NodeT>
+class DomTreeNodeBase {
+  NodeT *TheBB;
+  DomTreeNodeBase<NodeT> *IDom;
+  std::vector<DomTreeNodeBase<NodeT> *> Children;
+  int DFSNumIn, DFSNumOut;
+
+  template<class N> friend class DominatorTreeBase;
+  friend class PostDominatorTree;
 public:
-  ImmediateDominatorsBase(bool isPostDom) : DominatorBase(isPostDom) {}
-
-  virtual void releaseMemory() { IDoms.clear(); }
-
-  // Accessor interface:
-  typedef std::map<BasicBlock*, BasicBlock*> IDomMapType;
-  typedef IDomMapType::const_iterator const_iterator;
-  inline const_iterator begin() const { return IDoms.begin(); }
-  inline const_iterator end()   const { return IDoms.end(); }
-  inline const_iterator find(BasicBlock* B) const { return IDoms.find(B);}
-
-  /// operator[] - Return the idom for the specified basic block.  The start
-  /// node returns null, because it does not have an immediate dominator.
-  ///
-  inline BasicBlock *operator[](BasicBlock *BB) const {
-    return get(BB);
+  typedef typename std::vector<DomTreeNodeBase<NodeT> *>::iterator iterator;
+  typedef typename std::vector<DomTreeNodeBase<NodeT> *>::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(); }
+  
+  NodeT *getBlock() const { return TheBB; }
+  DomTreeNodeBase<NodeT> *getIDom() const { return IDom; }
+  const std::vector<DomTreeNodeBase<NodeT>*> &getChildren() const {
+    return Children;
   }
-
-  /// get() - Synonym for operator[].
-  ///
-  inline BasicBlock *get(BasicBlock *BB) const {
-    std::map<BasicBlock*, BasicBlock*>::const_iterator I = IDoms.find(BB);
-    return I != IDoms.end() ? I->second : 0;
+  
+  DomTreeNodeBase(NodeT *BB, DomTreeNodeBase<NodeT> *iDom)
+    : TheBB(BB), IDom(iDom), DFSNumIn(-1), DFSNumOut(-1) { }
+  
+  DomTreeNodeBase<NodeT> *addChild(DomTreeNodeBase<NodeT> *C) {
+    Children.push_back(C);
+    return C;
   }
-
-  //===--------------------------------------------------------------------===//
-  // API to update Immediate(Post)Dominators 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) {
-    assert(get(BB) == 0 && "BasicBlock already in idom info!");
-    IDoms[BB] = IDom;
+  
+  void setIDom(DomTreeNodeBase<NodeT> *NewIDom) {
+    assert(IDom && "No immediate dominator?");
+    if (IDom != NewIDom) {
+      std::vector<DomTreeNodeBase<BasicBlock>*>::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);
+
+      // Switch to new dominator
+      IDom = NewIDom;
+      IDom->Children.push_back(this);
+    }
   }
-
-  /// setImmediateDominator - Update the immediate dominator information to
-  /// change the current immediate dominator for the specified block to another
-  /// block.  This method requires that BB already have an IDom, otherwise just
-  /// use addNewBlock.
-  ///
-  void setImmediateDominator(BasicBlock *BB, BasicBlock *NewIDom) {
-    assert(IDoms.find(BB) != IDoms.end() && "BB doesn't have idom yet!");
-    IDoms[BB] = NewIDom;
+  
+  /// getDFSNumIn/getDFSNumOut - These are an internal implementation detail, do
+  /// not call them.
+  unsigned getDFSNumIn() const { return DFSNumIn; }
+  unsigned getDFSNumOut() const { return DFSNumOut; }
+private:
+  // Return true if this node is dominated by other. Use this only if DFS info
+  // is valid.
+  bool DominatedBy(const DomTreeNodeBase<NodeT> *other) const {
+    return this->DFSNumIn >= other->DFSNumIn &&
+      this->DFSNumOut <= other->DFSNumOut;
   }
-
-  /// print - Convert to human readable form
-  ///
-  virtual void print(std::ostream &OS) const;
 };
 
-//===-------------------------------------
-/// ImmediateDominators Class - Concrete subclass of ImmediateDominatorsBase
-/// that is used to compute a normal immediate dominator set.
-///
-struct ImmediateDominators : public ImmediateDominatorsBase {
-  ImmediateDominators() : ImmediateDominatorsBase(false) {}
-
-  BasicBlock *getRoot() const {
-    assert(Roots.size() == 1 && "Should always have entry node!");
-    return Roots[0];
-  }
+EXTERN_TEMPLATE_INSTANTIATION(class DomTreeNodeBase<BasicBlock>);
+
+template<class NodeT>
+static std::ostream &operator<<(std::ostream &o,
+                                const DomTreeNodeBase<NodeT> *Node) {
+  if (Node->getBlock())
+    WriteAsOperand(o, Node->getBlock(), false);
+  else
+    o << " <<exit node>>";
+  
+  o << " {" << Node->getDFSNumIn() << "," << Node->getDFSNumOut() << "}";
+  
+  return o << "\n";
+}
+
+template<class NodeT>
+static void PrintDomTree(const DomTreeNodeBase<NodeT> *N, std::ostream &o,
+                         unsigned Lev) {
+  o << std::string(2*Lev, ' ') << "[" << Lev << "] " << N;
+  for (typename DomTreeNodeBase<NodeT>::const_iterator I = N->begin(),
+       E = N->end(); I != E; ++I)
+    PrintDomTree<NodeT>(*I, o, Lev+1);
+}
+
+typedef DomTreeNodeBase<BasicBlock> DomTreeNode;
+typedef DomTreeNodeBase<MachineBasicBlock> MachineDomTreeNode;
 
-  virtual bool runOnFunction(Function &F);
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+/// DominatorTree - Calculate the immediate dominator tree for a function.
+///
 
-  virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-    AU.setPreservesAll();
-  }
+template<class NodeT>
+class DominatorTreeBase : public DominatorBase<NodeT> {
+protected:
+  typedef DenseMap<NodeT*, DomTreeNodeBase<NodeT>*> DomTreeNodeMapType;
+  DomTreeNodeMapType DomTreeNodes;
+  DomTreeNodeBase<NodeT> *RootNode;
 
-private:
+  bool DFSInfoValid;
+  unsigned int SlowQueries;
+  // Information record used during immediate dominators computation.
   struct InfoRec {
     unsigned Semi;
     unsigned Size;
-    BasicBlock *Label, *Parent, *Child, *Ancestor;
-    
-    std::vector<BasicBlock*> Bucket;
-    
-    InfoRec() : Semi(0), Size(0), Label(0), Parent(0), Child(0), Ancestor(0){}
-  };
+    NodeT *Label, *Parent, *Child, *Ancestor;
 
-  // Vertex - Map the DFS number to the BasicBlock*
-  std::vector<BasicBlock*> Vertex;
+    std::vector<NodeT*> Bucket;
 
-  // Info - Collection of information used during the computation of idoms.
-  std::map<BasicBlock*, InfoRec> Info;
+    InfoRec() : Semi(0), Size(0), Label(0), Parent(0), Child(0), Ancestor(0) {}
+  };
 
-  unsigned DFSPass(BasicBlock *V, InfoRec &VInfo, unsigned N);
-  void Compress(BasicBlock *V, InfoRec &VInfo);
-  BasicBlock *Eval(BasicBlock *v);
-  void Link(BasicBlock *V, BasicBlock *W, InfoRec &WInfo);
-};
+  DenseMap<NodeT*, NodeT*> IDoms;
 
+  // Vertex - Map the DFS number to the BasicBlock*
+  std::vector<NodeT*> Vertex;
 
+  // Info - Collection of information used during the computation of idoms.
+  DenseMap<NodeT*, InfoRec> Info;
+
+  void reset() {
+    for (typename DomTreeNodeMapType::iterator I = this->DomTreeNodes.begin(), 
+           E = DomTreeNodes.end(); I != E; ++I)
+      delete I->second;
+    DomTreeNodes.clear();
+    IDoms.clear();
+    this->Roots.clear();
+    Vertex.clear();
+    RootNode = 0;
+  }
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-/// DominatorSet - Maintain a set<BasicBlock*> for every basic block in a
-/// function, that represents the blocks that dominate the block.  If the block
-/// is unreachable in this function, the set will be empty.  This cannot happen
-/// for reachable code, because every block dominates at least itself.
-///
-struct DominatorSetBase : public DominatorBase {
-  typedef std::set<BasicBlock*> DomSetType;    // Dom set for a bb
-  // Map of dom sets
-  typedef std::map<BasicBlock*, DomSetType> DomSetMapType;
-protected:
-  DomSetMapType Doms;
 public:
-  DominatorSetBase(bool isPostDom) : DominatorBase(isPostDom) {}
-
-  virtual void releaseMemory() { Doms.clear(); }
-
-  // Accessor interface:
-  typedef DomSetMapType::const_iterator const_iterator;
-  typedef DomSetMapType::iterator iterator;
-  inline const_iterator begin() const { return Doms.begin(); }
-  inline       iterator begin()       { return Doms.begin(); }
-  inline const_iterator end()   const { return Doms.end(); }
-  inline       iterator end()         { return Doms.end(); }
-  inline const_iterator find(BasicBlock* B) const { return Doms.find(B); }
-  inline       iterator find(BasicBlock* B)       { return Doms.find(B); }
+  DominatorTreeBase(intptr_t ID, bool isPostDom) 
+    : DominatorBase<NodeT>(ID, isPostDom), DFSInfoValid(false), SlowQueries(0) {}
+  ~DominatorTreeBase() { reset(); }
 
+  virtual void releaseMemory() { reset(); }
 
-  /// getDominators - Return the set of basic blocks that dominate the specified
-  /// block.
+  /// getNode - return the (Post)DominatorTree node for the specified basic
+  /// block.  This is the same as using operator[] on this class.
   ///
-  inline const DomSetType &getDominators(BasicBlock *BB) const {
-    const_iterator I = find(BB);
-    assert(I != end() && "BB not in function!");
-    return I->second;
+  inline DomTreeNodeBase<NodeT> *getNode(NodeT *BB) const {
+    typename DomTreeNodeMapType::const_iterator I = DomTreeNodes.find(BB);
+    return I != DomTreeNodes.end() ? I->second : 0;
   }
 
-  /// isReachable - Return true if the specified basicblock is reachable.  If
-  /// the block is reachable, we have dominator set information for it.
-  ///
-  bool isReachable(BasicBlock *BB) const {
-    return !getDominators(BB).empty();
+  inline DomTreeNodeBase<NodeT> *operator[](NodeT *BB) const {
+    return getNode(BB);
   }
 
-  /// dominates - Return true if A dominates B.
+  /// 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
+  /// there are multiple exit nodes from a particular function.  Consumers of
+  /// post-dominance information must be capable of dealing with this
+  /// possibility.
   ///
-  inline bool dominates(BasicBlock *A, BasicBlock *B) const {
-    return getDominators(B).count(A) != 0;
-  }
+  DomTreeNodeBase<NodeT> *getRootNode() { return RootNode; }
+  const DomTreeNodeBase<NodeT> *getRootNode() const { return RootNode; }
 
-  /// properlyDominates - Return true if A dominates B and A != B.
+  /// properlyDominates - Returns true iff this dominates N and this != N.
+  /// Note that this is not a constant time operation!
   ///
-  bool properlyDominates(BasicBlock *A, BasicBlock *B) const {
-    return dominates(A, B) && A != B;
+  bool properlyDominates(const DomTreeNodeBase<NodeT> *A,
+                         DomTreeNodeBase<NodeT> *B) const {
+    if (A == 0 || B == 0) return false;
+    return dominatedBySlowTreeWalk(A, B);
   }
 
-  /// print - Convert to human readable form
-  ///
-  virtual void print(std::ostream &OS) const;
-
-  /// 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) const;
-
-  //===--------------------------------------------------------------------===//
-  // API to update (Post)DominatorSet information based on modifications to
-  // the CFG...
-
-  /// addBasicBlock - Call to update the dominator set with information about a
-  /// new block that was inserted into the function.
-  ///
-  void addBasicBlock(BasicBlock *BB, const DomSetType &Dominators) {
-    assert(find(BB) == end() && "Block already in DominatorSet!");
-    Doms.insert(std::make_pair(BB, Dominators));
+  inline bool properlyDominates(NodeT *A, NodeT *B) {
+    return properlyDominates(getNode(A), getNode(B));
   }
 
-  /// addDominator - If a new block is inserted into the CFG, then method may be
-  /// called to notify the blocks it dominates that it is in their set.
-  ///
-  void addDominator(BasicBlock *BB, BasicBlock *NewDominator) {
-    iterator I = find(BB);
-    assert(I != end() && "BB is not in DominatorSet!");
-    I->second.insert(NewDominator);
+  bool dominatedBySlowTreeWalk(const DomTreeNodeBase<NodeT> *A, 
+                               const DomTreeNodeBase<NodeT> *B) const {
+    const DomTreeNodeBase<NodeT> *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;
   }
-};
 
 
-//===-------------------------------------
-/// DominatorSet Class - Concrete subclass of DominatorSetBase that is used to
-/// compute a normal dominator set.
-///
-struct DominatorSet : public DominatorSetBase {
-  DominatorSet() : DominatorSetBase(false) {}
-
-  virtual bool runOnFunction(Function &F);
-
-  BasicBlock *getRoot() const {
-    assert(Roots.size() == 1 && "Should always have entry node!");
-    return Roots[0];
+  /// isReachableFromEntry - Return true if A is dominated by the entry
+  /// block of the function containing it.
+  const bool isReachableFromEntry(NodeT* A) {
+    assert (!this->isPostDominator() 
+            && "This is not implemented for post dominators");
+    return dominates(&A->getParent()->getEntryBlock(), A);
   }
-
-  /// getAnalysisUsage - This simply provides a dominator set
+  
+  /// dominates - Returns true iff A dominates B.  Note that this is not a
+  /// constant time operation!
   ///
-  virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-    AU.addRequired<ImmediateDominators>();
-    AU.setPreservesAll();
-  }
-};
+  inline bool dominates(const DomTreeNodeBase<NodeT> *A,
+                        DomTreeNodeBase<NodeT> *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);
+  }
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-/// DominatorTree - Calculate the immediate dominator tree for a function.
-///
-struct DominatorTreeBase : public DominatorBase {
-  class Node;
-protected:
-  std::map<BasicBlock*, Node*> Nodes;
-  void reset();
-  typedef std::map<BasicBlock*, Node*> NodeMapType;
+  inline bool dominates(NodeT *A, NodeT *B) {
+    if (A == B) 
+      return true;
+    
+    return dominates(getNode(A), getNode(B));
+  }
 
-  Node *RootNode;
-public:
-  class Node {
-    friend class DominatorTree;
-    friend class 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; }
-
-    /// dominates - Returns true iff this dominates N.  Note that this is not a 
-    /// constant time operation!
-    ///
-    inline bool dominates(const Node *N) const {
-      const Node *IDom;
-      while ((IDom = N->getIDom()) != 0 && IDom != this)
-      N = IDom;   // Walk up the tree
-      return IDom != 0;
+  /// findNearestCommonDominator - Find nearest common dominator basic block
+  /// for basic block A and B. If there is no such block then return NULL.
+  NodeT *findNearestCommonDominator(NodeT *A, NodeT *B) {
+
+    assert (!this->isPostDominator() 
+            && "This is not implemented for post dominators");
+    assert (A->getParent() == B->getParent() 
+            && "Two blocks are not in same function");
+
+    // If either A or B is a entry block then it is nearest common dominator.
+    NodeT &Entry  = A->getParent()->getEntryBlock();
+    if (A == &Entry || B == &Entry)
+      return &Entry;
+
+    // If B dominates A then B is nearest common dominator.
+    if (dominates(B, A))
+      return B;
+
+    // If A dominates B then A is nearest common dominator.
+    if (dominates(A, B))
+      return A;
+
+    DomTreeNodeBase<NodeT> *NodeA = getNode(A);
+    DomTreeNodeBase<NodeT> *NodeB = getNode(B);
+
+    // Collect NodeA dominators set.
+    SmallPtrSet<DomTreeNodeBase<NodeT>*, 16> NodeADoms;
+    NodeADoms.insert(NodeA);
+    DomTreeNodeBase<NodeT> *IDomA = NodeA->getIDom();
+    while (IDomA) {
+      NodeADoms.insert(IDomA);
+      IDomA = IDomA->getIDom();
     }
 
-  private:
-    inline Node(BasicBlock *BB, Node *iDom) : TheBB(BB), IDom(iDom) {}
-    inline Node *addChild(Node *C) { Children.push_back(C); return C; }
+    // Walk NodeB immediate dominators chain and find common dominator node.
+    DomTreeNodeBase<NodeT> *IDomB = NodeB->getIDom();
+    while(IDomB) {
+      if (NodeADoms.count(IDomB) != 0)
+        return IDomB->getBlock();
 
-    void setIDom(Node *NewIDom);
-  };
-
-public:
-  DominatorTreeBase(bool isPostDom) : DominatorBase(isPostDom) {}
-  ~DominatorTreeBase() { reset(); }
-
-  virtual void releaseMemory() { reset(); }
+      IDomB = IDomB->getIDom();
+    }
 
-  /// 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;
+    return NULL;
   }
 
-  inline Node *operator[](BasicBlock *BB) const {
-    return getNode(BB);
+  // 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) {
+    NodeT *BBA = A->getParent(), *BBB = B->getParent();
+    if (BBA != BBB) return this->dominates(BBA, BBB);
+
+    // It is not possible to determine dominance between two PHI nodes 
+    // based on their ordering.
+    if (isa<PHINode>(A) && isa<PHINode>(B)) 
+      return false;
+
+    // Loop through the basic block until we find A or B.
+    typename NodeT::iterator I = BBA->begin();
+    for (; &*I != A && &*I != B; ++I) /*empty*/;
+
+    if(!this->IsPostDominators) {
+      // A dominates B if it is found first in the basic block.
+      return &*I == A;
+    } else {
+      // A post-dominates B if B is found first in the basic block.
+      return &*I == B;
+    }
   }
 
-  /// 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
-  /// there are multiple exit nodes from a particular function.  Consumers of
-  /// post-dominance information must be capable of dealing with this
-  /// possibility.
-  ///
-  Node *getRootNode() { return RootNode; }
-  const Node *getRootNode() const { return RootNode; }
-
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // 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.
+  DomTreeNodeBase<NodeT> *addNewBlock(NodeT *BB, NodeT *DomBB) {
     assert(getNode(BB) == 0 && "Block already in dominator tree!");
+    DomTreeNodeBase<NodeT> *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 *Node, Node *NewIDom) {
-    assert(Node && NewIDom && "Cannot change null node pointers!");
-    Node->setIDom(NewIDom);
+  void changeImmediateDominator(DomTreeNodeBase<NodeT> *N,
+                                DomTreeNodeBase<NodeT> *NewIDom) {
+    assert(N && NewIDom && "Cannot change null node pointers!");
+    DFSInfoValid = false;
+    N->setIDom(NewIDom);
+  }
+
+  void changeImmediateDominator(NodeT *BB, NodeT *NewBB) {
+    changeImmediateDominator(getNode(BB), getNode(NewBB));
+  }
+
+  /// eraseNode - Removes a node from  the dominator tree. Block must not
+  /// domiante any other blocks. Removes node from its immediate dominator's
+  /// children list. Deletes dominator node associated with basic block BB.
+  void eraseNode(NodeT *BB) {
+    DomTreeNodeBase<NodeT> *Node = getNode(BB);
+    assert (Node && "Removing node that isn't in dominator tree.");
+    assert (Node->getChildren().empty() && "Node is not a leaf node.");
+
+      // Remove node from immediate dominator's children list.
+    DomTreeNodeBase<NodeT> *IDom = Node->getIDom();
+    if (IDom) {
+      typename std::vector<DomTreeNodeBase<NodeT>*>::iterator I =
+        std::find(IDom->Children.begin(), IDom->Children.end(), Node);
+      assert(I != IDom->Children.end() &&
+             "Not in immediate dominator children set!");
+      // I am no longer your child...
+      IDom->Children.erase(I);
+    }
+
+    DomTreeNodes.erase(BB);
+    delete Node;
+  }
+
+  /// removeNode - Removes a node from the dominator tree.  Block must not
+  /// dominate any other blocks.  Invalidates any node pointing to removed
+  /// block.
+  void removeNode(NodeT *BB) {
+    assert(getNode(BB) && "Removing node that isn't in dominator tree.");
+    DomTreeNodes.erase(BB);
   }
 
   /// print - Convert to human readable form
   ///
-  virtual void print(std::ostream &OS) const;
+  virtual void print(std::ostream &o, const Module* ) const {
+    o << "=============================--------------------------------\n";
+    o << "Inorder Dominator Tree: ";
+    if (this->DFSInfoValid)
+      o << "DFSNumbers invalid: " << SlowQueries << " slow queries.";
+    o << "\n";
+
+    PrintDomTree<NodeT>(getRootNode(), o, 1);
+  }
+  
+  void print(std::ostream *OS, const Module* M = 0) const {
+    if (OS) print(*OS, M);
+  }
+  
+  virtual void dump() {
+    print(llvm::cerr);
+  }
+  
+protected:
+  template<class GraphT> friend void Compress(DominatorTreeBase<typename GraphT::NodeType>& DT,
+                                              typename GraphT::NodeType* VIn);
+  template<class GraphT> friend typename GraphT::NodeType* Eval(
+                                                  DominatorTreeBase<typename GraphT::NodeType>& DT,
+                                                  typename GraphT::NodeType* V);
+  template<class GraphT> friend void Link(DominatorTreeBase<typename GraphT::NodeType>& DT,
+                                          typename GraphT::NodeType* V,
+                                          typename GraphT::NodeType* W,
+                                 typename DominatorTreeBase<typename GraphT::NodeType>::InfoRec &WInfo);
+  
+  template<class GraphT> friend unsigned DFSPass(
+                                                 DominatorTreeBase<typename GraphT::NodeType>& DT,
+                                                 typename GraphT::NodeType* V,
+                                                 unsigned N);
+  
+  template<class N, class GraphT> friend void Calculate(DominatorTreeBase<typename GraphT::NodeType>& DT,
+                                                   Function& F);
+  
+  /// updateDFSNumbers - Assign In and Out numbers to the nodes while walking
+  /// dominator tree in dfs order.
+  void updateDFSNumbers() {
+    unsigned DFSNum = 0;
+
+    SmallVector<std::pair<DomTreeNodeBase<NodeT>*,
+                typename DomTreeNodeBase<NodeT>::iterator>, 32> WorkStack;
+
+    for (unsigned i = 0, e = this->Roots.size(); i != e; ++i) {
+      DomTreeNodeBase<NodeT> *ThisRoot = getNode(this->Roots[i]);
+      WorkStack.push_back(std::make_pair(ThisRoot, ThisRoot->begin()));
+      ThisRoot->DFSNumIn = DFSNum++;
+
+      while (!WorkStack.empty()) {
+        DomTreeNodeBase<NodeT> *Node = WorkStack.back().first;
+        typename DomTreeNodeBase<NodeT>::iterator ChildIt =
+                                                        WorkStack.back().second;
+
+        // If we visited all of the children of this node, "recurse" back up the
+        // stack setting the DFOutNum.
+        if (ChildIt == Node->end()) {
+          Node->DFSNumOut = DFSNum++;
+          WorkStack.pop_back();
+        } else {
+          // Otherwise, recursively visit this child.
+          DomTreeNodeBase<NodeT> *Child = *ChildIt;
+          ++WorkStack.back().second;
+          
+          WorkStack.push_back(std::make_pair(Child, Child->begin()));
+          Child->DFSNumIn = DFSNum++;
+        }
+      }
+    }
+    
+    SlowQueries = 0;
+    DFSInfoValid = true;
+  }
+  
+  DomTreeNodeBase<NodeT> *getNodeForBlock(NodeT *BB) {
+    if (DomTreeNodeBase<NodeT> *BBNode = this->DomTreeNodes[BB])
+      return BBNode;
+
+    // Haven't calculated this node yet?  Get or calculate the node for the
+    // immediate dominator.
+    NodeT *IDom = getIDom(BB);
+    DomTreeNodeBase<NodeT> *IDomNode = getNodeForBlock(IDom);
+
+    // Add a new tree node for this BasicBlock, and link it as a child of
+    // IDomNode
+    DomTreeNodeBase<NodeT> *C = new DomTreeNodeBase<NodeT>(BB, IDomNode);
+    return this->DomTreeNodes[BB] = IDomNode->addChild(C);
+  }
+  
+  inline NodeT *getIDom(NodeT *BB) const {
+    typename DenseMap<NodeT*, NodeT*>::const_iterator I = IDoms.find(BB);
+    return I != IDoms.end() ? I->second : 0;
+  }
 };
 
+EXTERN_TEMPLATE_INSTANTIATION(class DominatorTreeBase<BasicBlock>);
 
 //===-------------------------------------
 /// DominatorTree Class - Concrete subclass of DominatorTreeBase that is used to
 /// compute a normal dominator tree.
 ///
-struct DominatorTree : public DominatorTreeBase {
-  DominatorTree() : DominatorTreeBase(false) {}
-
+class DominatorTree : public DominatorTreeBase<BasicBlock> {
+public:
+  static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
+  DominatorTree() : DominatorTreeBase<BasicBlock>(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...
-    ImmediateDominators &ID = getAnalysis<ImmediateDominators>();
-    Roots = ID.getRoots();
-    calculate(ID);
-    return false;
-  }
-
+  
+  virtual bool runOnFunction(Function &F);
+  
   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
     AU.setPreservesAll();
-    AU.addRequired<ImmediateDominators>();
   }
-private:
-  void calculate(const ImmediateDominators &ID);
-  Node *getNodeForBlock(BasicBlock *BB);
+
+  /// splitBlock
+  /// BB is split and now it has one successor. Update dominator tree to
+  /// reflect this change.
+  void splitBlock(BasicBlock *BB);
 };
 
 //===-------------------------------------
 /// 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) {
     return N;
   }
@@ -425,22 +568,26 @@ template <> struct GraphTraits<DominatorTree::Node*> {
 };
 
 template <> struct GraphTraits<DominatorTree*>
-  : public GraphTraits<DominatorTree::Node*> {
+  : public GraphTraits<DomTreeNode *> {
   static NodeType *getEntryNode(DominatorTree *DT) {
     return DT->getRootNode();
   }
 };
 
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-/// DominanceFrontier - Calculate the dominance frontiers for a function.
+/// DominanceFrontierBase - Common base class for computing forward and inverse
+/// dominance frontiers for a function.
 ///
-struct DominanceFrontierBase : public DominatorBase {
+class DominanceFrontierBase : public DominatorBase<BasicBlock> {
+public:
   typedef std::set<BasicBlock*>             DomSetType;    // Dom set for a bb
   typedef std::map<BasicBlock*, DomSetType> DomSetMapType; // Dom set map
 protected:
   DomSetMapType Frontiers;
 public:
-  DominanceFrontierBase(bool isPostDom) : DominatorBase(isPostDom) {}
+  DominanceFrontierBase(intptr_t ID, bool isPostDom) 
+    : DominatorBase<BasicBlock>(ID, isPostDom) {}
 
   virtual void releaseMemory() { Frontiers.clear(); }
 
@@ -459,6 +606,14 @@ public:
     Frontiers.insert(std::make_pair(BB, frontier));
   }
 
+  /// removeBlock - Remove basic block BB's frontier.
+  void removeBlock(BasicBlock *BB) {
+    assert(find(BB) != end() && "Block is not in DominanceFrontier!");
+    for (iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
+      I->second.erase(BB);
+    Frontiers.erase(BB);
+  }
+
   void addToFrontier(iterator I, BasicBlock *Node) {
     assert(I != end() && "BB is not in DominanceFrontier!");
     I->second.insert(Node);
@@ -472,16 +627,23 @@ public:
 
   /// print - Convert to human readable form
   ///
-  virtual void print(std::ostream &OS) const;
+  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();
 };
 
 
 //===-------------------------------------
-/// DominatorTree Class - Concrete subclass of DominatorTreeBase that is used to
-/// compute a normal dominator tree.
+/// DominanceFrontier Class - Concrete subclass of DominanceFrontierBase that is
+/// used to compute a forward dominator frontiers.
 ///
-struct DominanceFrontier : public DominanceFrontierBase {
-  DominanceFrontier() : DominanceFrontierBase(false) {}
+class DominanceFrontier : public DominanceFrontierBase {
+public:
+  static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
+  DominanceFrontier() : 
+    DominanceFrontierBase(intptr_t(&ID), false) {}
 
   BasicBlock *getRoot() const {
     assert(Roots.size() == 1 && "Should always have entry node!");
@@ -501,11 +663,37 @@ struct DominanceFrontier : public DominanceFrontierBase {
     AU.setPreservesAll();
     AU.addRequired<DominatorTree>();
   }
+
+  /// splitBlock - BB is split and now it has one successor. Update dominance
+  /// frontier to reflect this change.
+  void splitBlock(BasicBlock *BB);
+
+  /// BasicBlock BB's new dominator is NewBB. Update BB's dominance frontier
+  /// to reflect this change.
+  void changeImmediateDominator(BasicBlock *BB, BasicBlock *NewBB,
+                                DominatorTree *DT) {
+    // NewBB is now  dominating BB. Which means BB's dominance
+    // frontier is now part of NewBB's dominance frontier. However, BB
+    // itself is not member of NewBB's dominance frontier.
+    DominanceFrontier::iterator NewDFI = find(NewBB);
+    DominanceFrontier::iterator DFI = find(BB);
+    DominanceFrontier::DomSetType BBSet = DFI->second;
+    for (DominanceFrontier::DomSetType::iterator BBSetI = BBSet.begin(),
+           BBSetE = BBSet.end(); BBSetI != BBSetE; ++BBSetI) {
+      BasicBlock *DFMember = *BBSetI;
+      // Insert only if NewBB dominates DFMember.
+      if (!DT->dominates(NewBB, DFMember))
+        NewDFI->second.insert(DFMember);
+    }
+    NewDFI->second.erase(BB);
+  }
+
 private:
   const DomSetType &calculate(const DominatorTree &DT,
-                              const DominatorTree::Node *Node);
+                              const DomTreeNode *Node);
 };
 
+
 } // End llvm namespace
 
 #endif