include/llvm/Analysis/Dominators.h

   1 //===- llvm/Analysis/DominatorSet.h - Dominator Set Calculation --*- C++ -*--=//
   2 //
   3 // This file defines the following classes:
   4 //  1. DominatorSet: Calculates the [reverse] dominator set for a method
   5 //  2. ImmediateDominators: Calculates and holds a mapping between BasicBlocks
   6 //     and their immediate dominator.
   7 //  3. DominatorTree: Represent the ImmediateDominator as an explicit tree
   8 //     structure.
   9 //  4. DominanceFrontier: Calculate and hold the dominance frontier for a
  10 //     method.
  11 //
  12 //  These data structures are listed in increasing order of complexity.  It
  13 //  takes longer to calculate the dominator frontier, for example, than the
  14 //  ImmediateDominator mapping.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #ifndef LLVM_DOMINATORS_H
  19 #define LLVM_DOMINATORS_H
  20
  21 #include <set>
  22 #include <map>
  23 #include <vector>
  24 class Method;
  25 class BasicBlock;
  26
  27 namespace cfg {
  28
  29 //===----------------------------------------------------------------------===//
  30 //
  31 // DominatorBase - Base class that other, more interesting dominator analyses
  32 // inherit from.
  33 //
  34 class DominatorBase {
  35 protected:
  36   const BasicBlock *Root;
  37   inline DominatorBase(const BasicBlock *root = 0) : Root(root) {}
  38 public:
  39   inline const BasicBlock *getRoot() const { return Root; }
  40   bool isPostDominator() const;  // Returns true if analysis based of postdoms
  41 };
  42
  43 //===----------------------------------------------------------------------===//
  44 //
  45 // DominatorSet - Maintain a set<const BasicBlock*> for every basic block in a
  46 // method, that represents the blocks that dominate the block.
  47 //
  48 class DominatorSet : public DominatorBase {
  49 public:
  50   typedef set<const BasicBlock*>              DomSetType;    // Dom set for a bb
  51   typedef map<const BasicBlock *, DomSetType> DomSetMapType; // Map of dom sets
  52 private:
  53   DomSetMapType Doms;
  54
  55   void calcForwardDominatorSet(const Method *M);
  56 public:
  57   // DominatorSet ctor - Build either the dominator set or the post-dominator
  58   // set for a method... Building the postdominator set may require the analysis
  59   // routine to modify the method so that there is only a single return in the
  60   // method.
  61   //
  62   DominatorSet(const Method *M);
  63   DominatorSet(      Method *M, bool PostDomSet);
  64
  65   // Accessor interface:
  66   typedef DomSetMapType::const_iterator const_iterator;
  67   inline const_iterator begin() const { return Doms.begin(); }
  68   inline const_iterator end()   const { return Doms.end(); }
  69   inline const_iterator find(const BasicBlock* B) const { return Doms.find(B); }
  70
  71   // getDominators - Return the set of basic blocks that dominate the specified
  72   // block.
  73   //
  74   inline const DomSetType &getDominators(const BasicBlock *BB) const {
  75     const_iterator I = find(BB);
  76     assert(I != end() && "BB not in method!");
  77     return I->second;
  78   }
  79
  80   // dominates - Return true if A dominates B.
  81   //
  82   inline bool dominates(const BasicBlock *A, const BasicBlock *B) const {
  83     return getDominators(B).count(A) != 0;
  84   }
  85 };
  86
  87
  88 //===----------------------------------------------------------------------===//
  89 //
  90 // ImmediateDominators - Calculate the immediate dominator for each node in a
  91 // method.
  92 //
  93 class ImmediateDominators : public DominatorBase {
  94   map<const BasicBlock*, const BasicBlock*> IDoms;
  95   void calcIDoms(const DominatorSet &DS);
  96 public:
  97
  98   // ImmediateDominators ctor - Calculate the idom mapping, for a method, or
  99   // from a dominator set calculated for something else...
 100   //
 101   inline ImmediateDominators(const DominatorSet &DS)
 102     : DominatorBase(DS.getRoot()) {
 103     calcIDoms(DS);                         // Can be used to make rev-idoms
 104   }
 105
 106   // Accessor interface:
 107   typedef map<const BasicBlock*, const BasicBlock*> IDomMapType;
 108   typedef IDomMapType::const_iterator const_iterator;
 109   inline const_iterator begin() const { return IDoms.begin(); }
 110   inline const_iterator end()   const { return IDoms.end(); }
 111   inline const_iterator find(const BasicBlock* B) const { return IDoms.find(B);}
 112
 113   // operator[] - Return the idom for the specified basic block.  The start
 114   // node returns null, because it does not have an immediate dominator.
 115   //
 116   inline const BasicBlock *operator[](const BasicBlock *BB) const {
 117     map<const BasicBlock*, const BasicBlock*>::const_iterator I =
 118       IDoms.find(BB);
 119     return I != IDoms.end() ? I->second : 0;
 120   }
 121 };
 122
 123
 124 //===----------------------------------------------------------------------===//
 125 //
 126 // DominatorTree - Calculate the immediate dominator tree for a method.
 127 //
 128 class DominatorTree : public DominatorBase {
 129   class Node2;
 130 public:
 131   typedef Node2 Node;
 132 private:
 133   map<const BasicBlock*, Node*> Nodes;
 134   void calculate(const DominatorSet &DS);
 135   typedef map<const BasicBlock*, Node*> NodeMapType;
 136 public:
 137   class Node2 : public vector<Node*> {
 138     friend class DominatorTree;
 139     const BasicBlock *TheNode;
 140     Node2 * const IDom;
 141   public:
 142     inline const BasicBlock *getNode() const { return TheNode; }
 143     inline Node2 *getIDom() const { return IDom; }
 144     inline const vector<Node*> &getChildren() const { return *this; }
 145
 146     // dominates - Returns true iff this dominates N.  Note that this is not a
 147     // constant time operation!
 148     inline bool dominates(const Node2 *N) const {
 149       const Node2 *IDom;
 150       while ((IDom = N->getIDom()) != 0 && IDom != this)
 151         N = IDom;   // Walk up the tree
 152       return IDom != 0;
 153     }
 154
 155   private:
 156     inline Node2(const BasicBlock *node, Node *iDom)
 157       : TheNode(node), IDom(iDom) {}
 158     inline Node2 *addChild(Node *C) { push_back(C); return C; }
 159   };
 160
 161 public:
 162   // DominatorTree ctors - Compute a dominator tree, given various amounts of
 163   // previous knowledge...
 164   inline DominatorTree(const DominatorSet &DS) : DominatorBase(DS.getRoot()) {
 165     calculate(DS);
 166   }
 167
 168   DominatorTree(const ImmediateDominators &IDoms);
 169   ~DominatorTree();
 170
 171   inline const Node *operator[](const BasicBlock *BB) const {
 172     NodeMapType::const_iterator i = Nodes.find(BB);
 173     return (i != Nodes.end()) ? i->second : 0;
 174   }
 175 };
 176
 177
 178 //===----------------------------------------------------------------------===//
 179 //
 180 // DominanceFrontier - Calculate the dominance frontiers for a method.
 181 //
 182 class DominanceFrontier : public DominatorBase {
 183 public:
 184   typedef set<const BasicBlock*>              DomSetType;    // Dom set for a bb
 185   typedef map<const BasicBlock *, DomSetType> DomSetMapType; // Map of dom sets
 186 private:
 187   DomSetMapType Frontiers;
 188   const DomSetType &calcDomFrontier(const DominatorTree &DT,
 189                                     const DominatorTree::Node *Node);
 190   const DomSetType &calcPostDomFrontier(const DominatorTree &DT,
 191                                         const DominatorTree::Node *Node);
 192 public:
 193   DominanceFrontier(const DominatorSet &DS) : DominatorBase(DS.getRoot()) {
 194     const DominatorTree DT(DS);
 195     if (isPostDominator())
 196       calcPostDomFrontier(DT, DT[Root]);
 197     else
 198       calcDomFrontier(DT, DT[Root]);
 199   }
 200   DominanceFrontier(const ImmediateDominators &ID)
 201     : DominatorBase(ID.getRoot()) {
 202     const DominatorTree DT(ID);
 203     if (isPostDominator())
 204       calcPostDomFrontier(DT, DT[Root]);
 205     else
 206       calcDomFrontier(DT, DT[Root]);
 207   }
 208   DominanceFrontier(const DominatorTree &DT) : DominatorBase(DT.getRoot()) {
 209     if (isPostDominator())
 210       calcPostDomFrontier(DT, DT[Root]);
 211     else
 212       calcDomFrontier(DT, DT[Root]);
 213   }
 214
 215   // Accessor interface:
 216   typedef DomSetMapType::const_iterator const_iterator;
 217   inline const_iterator begin() const { return Frontiers.begin(); }
 218   inline const_iterator end()   const { return Frontiers.end(); }
 219   inline const_iterator find(const BasicBlock* B) const { return Frontiers.find(B);}
 220 };
 221
 222 } // End namespace cfg
 223
 224 #endif