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[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / Dominators.h
index 34d027d03b07396a47e9cc646317dc9208dee3be..76998fb36fd8ad8e86fcc949a19b7cf89d39970d 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
@@ -23,9 +21,9 @@
 #ifndef LLVM_ANALYSIS_DOMINATORS_H
 #define LLVM_ANALYSIS_DOMINATORS_H
 
-#include "llvm/Analysis/ET-Forest.h"
 #include "llvm/Pass.h"
 #include <set>
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 
 namespace llvm {
 
@@ -59,13 +57,16 @@ public:
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // 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;
@@ -75,34 +76,36 @@ public:
   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; }
+  BasicBlock *getBlock() const { return TheBB; }
+  DomTreeNode *getIDom() const { return IDom; }
+  const std::vector<DomTreeNode*> &getChildren() const { return Children; }
   
-  inline DomTreeNode(BasicBlock *BB, DomTreeNode *iDom)
+  DomTreeNode(BasicBlock *BB, DomTreeNode *iDom)
     : TheBB(BB), IDom(iDom), DFSNumIn(-1), DFSNumOut(-1) { }
-  inline DomTreeNode *addChild(DomTreeNode *C) { Children.push_back(C); return C; }
+  DomTreeNode *addChild(DomTreeNode *C) { Children.push_back(C); return C; }
   void setIDom(DomTreeNode *NewIDom);
 
-  // Return true if this node is dominated by other. Use this only if DFS info is valid.
+  
+  /// 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 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 {
-
 protected:
   void reset();
-  typedef std::map<BasicBlock*, DomTreeNode*> DomTreeNodeMapType;
+  typedef DenseMap<BasicBlock*, DomTreeNode*> DomTreeNodeMapType;
   DomTreeNodeMapType DomTreeNodes;
   DomTreeNode *RootNode;
 
@@ -116,18 +119,18 @@ protected:
 
     std::vector<BasicBlock*> Bucket;
 
-    InfoRec() : Semi(0), Size(0), Label(0), Parent(0), Child(0), Ancestor(0){}
+    InfoRec() : Semi(0), Size(0), Label(0), Parent(0), Child(0), Ancestor(0) {}
   };
 
-  std::map<BasicBlock*, BasicBlock*> IDoms;
+  DenseMap<BasicBlock*, BasicBlock*> IDoms;
 
   // Vertex - Map the DFS number to the BasicBlock*
   std::vector<BasicBlock*> Vertex;
 
   // Info - Collection of information used during the computation of idoms.
-  std::map<BasicBlock*, InfoRec> Info;
+  DenseMap<BasicBlock*, InfoRec> Info;
 
-  public:
+public:
   DominatorTreeBase(intptr_t ID, bool isPostDom) 
     : DominatorBase(ID, isPostDom), DFSInfoValid(false), SlowQueries(0) {}
   ~DominatorTreeBase() { reset(); }
@@ -138,24 +141,14 @@ protected:
   /// block.  This is the same as using operator[] on this class.
   ///
   inline DomTreeNode *getNode(BasicBlock *BB) const {
-    DomTreeNodeMapType::const_iterator i = DomTreeNodes.find(BB);
-    return (i != DomTreeNodes.end()) ? i->second : 0;
+    DomTreeNodeMapType::const_iterator I = DomTreeNodes.find(BB);
+    return I != DomTreeNodes.end() ? I->second : 0;
   }
 
   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
@@ -182,18 +175,17 @@ protected:
                                const DomTreeNode *B) const {
     const DomTreeNode *IDom;
     if (A == 0 || B == 0) return false;
-    while ((IDom = B->getIDom()) != 0 && IDom != A)
+    while ((IDom = B->getIDom()) != 0 && IDom != A && IDom != B)
       B = IDom;   // Walk up the tree
     return IDom != 0;
   }
 
-  void updateDFSNumbers();  
 
   /// 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 this dominates N.  Note that this is not 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) {
@@ -261,6 +253,11 @@ protected:
     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(BasicBlock *BB);
+
   /// removeNode - Removes a node from the dominator tree.  Block must not
   /// dominate any other blocks.  Invalidates any node pointing to removed
   /// block.
@@ -276,6 +273,11 @@ protected:
     if (OS) print(*OS, M);
   }
   virtual void dump();
+  
+protected:
+  /// updateDFSNumbers - Assign In and Out numbers to the nodes while walking
+  /// dominator tree in dfs order.
+  void updateDFSNumbers();
 };
 
 //===-------------------------------------
@@ -285,7 +287,7 @@ protected:
 class DominatorTree : public DominatorTreeBase {
 public:
   static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
-  DominatorTree() : DominatorTreeBase((intptr_t)&ID, false) {}
+  DominatorTree() : DominatorTreeBase(intptr_t(&ID), false) {}
   
   BasicBlock *getRoot() const {
     assert(Roots.size() == 1 && "Should always have entry node!");
@@ -297,17 +299,22 @@ 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);
   DomTreeNode *getNodeForBlock(BasicBlock *BB);
-  unsigned DFSPass(BasicBlock *V, InfoRec &VInfo, unsigned N);
+  unsigned DFSPass(BasicBlock *V, unsigned N);
   void Compress(BasicBlock *V);
   BasicBlock *Eval(BasicBlock *v);
   void Link(BasicBlock *V, BasicBlock *W, InfoRec &WInfo);
   inline BasicBlock *getIDom(BasicBlock *BB) const {
-      std::map<BasicBlock*, BasicBlock*>::const_iterator I = IDoms.find(BB);
-      return I != IDoms.end() ? I->second : 0;
-    }
+    DenseMap<BasicBlock*, BasicBlock*>::const_iterator I = IDoms.find(BB);
+    return I != IDoms.end() ? I->second : 0;
+  }
 };
 
 //===-------------------------------------
@@ -337,170 +344,6 @@ template <> struct GraphTraits<DominatorTree*>
 };
 
 
-//===-------------------------------------
-/// 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;
-
-  // FIXME : There is no need to make this interface public. 
-  // Fix predicate simplifier.
-  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 getETNodeChildren(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);
-  // FIXME : There is no need to make getNodeForBlock public. Fix
-  // predicate simplifier.
-  ETNode *getNodeForBlock(BasicBlock *BB);
-};
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 /// DominanceFrontierBase - Common base class for computing forward and inverse
 /// dominance frontiers for a function.
@@ -532,6 +375,14 @@ 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);
@@ -561,7 +412,7 @@ class DominanceFrontier : public DominanceFrontierBase {
 public:
   static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
   DominanceFrontier() : 
-    DominanceFrontierBase((intptr_t)& ID, false) {}
+    DominanceFrontierBase(intptr_t(&ID), false) {}
 
   BasicBlock *getRoot() const {
     assert(Roots.size() == 1 && "Should always have entry node!");
@@ -582,6 +433,30 @@ public:
     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 DomTreeNode *Node);