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[oota-llvm.git] / lib / Analysis / PostDominators.cpp
index 9c960e3b0d43ea9bb7233d75559f815c56ad905a..4f9d1d160696f336866748311c1cdbf7642ad835 100644 (file)
@@ -1,92 +1,29 @@
-//===- DominatorSet.cpp - Dominator Set Calculation --------------*- C++ -*--=//
+//===- PostDominators.cpp - Post-Dominator Calculation --------------------===//
+// 
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file provides a simple class to calculate the dominator set of a
-// function.
+// 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 implements the post-dominator construction algorithms.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/UnifyFunctionExitNodes.h"
+#include "llvm/Analysis/PostDominators.h"
+#include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
-#include "llvm/Assembly/Writer.h"
-#include "Support/DepthFirstIterator.h"
-#include "Support/STLExtras.h"
-#include "Support/SetOperations.h"
-#include <algorithm>
-using std::set;
+#include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
+#include "llvm/ADT/SetOperations.h"
+using namespace llvm;
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//  DominatorSet Implementation
+//  PostDominatorSet Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-static RegisterAnalysis<DominatorSet>
-A("domset", "Dominator Set Construction");
 static RegisterAnalysis<PostDominatorSet>
-B("postdomset", "Post-Dominator Set Construction");
-
-AnalysisID DominatorSet::ID = A;
-AnalysisID PostDominatorSet::ID = B;
-
-// dominates - Return true if A dominates B.  This performs the special checks
-// neccesary if A and B are in the same basic block.
-//
-bool DominatorSetBase::dominates(Instruction *A, Instruction *B) const {
-  BasicBlock *BBA = A->getParent(), *BBB = B->getParent();
-  if (BBA != BBB) return dominates(BBA, BBB);
-  
-  // Loop through the basic block until we find A or B.
-  BasicBlock::iterator I = BBA->begin();
-  for (; &*I != A && &*I != B; ++I) /*empty*/;
-  
-  // A dominates B if it is found first in the basic block...
-  return &*I == A;
-}
-
-// runOnFunction - This method calculates the forward dominator sets for the
-// specified function.
-//
-bool DominatorSet::runOnFunction(Function &F) {
-  Doms.clear();   // Reset from the last time we were run...
-  Root = &F.getEntryNode();
-  assert(pred_begin(Root) == pred_end(Root) &&
-        "Root node has predecessors in function!");
-
-  bool Changed;
-  do {
-    Changed = false;
-
-    DomSetType WorkingSet;
-    df_iterator<Function*> It = df_begin(&F), End = df_end(&F);
-    for ( ; It != End; ++It) {
-      BasicBlock *BB = *It;
-      pred_iterator PI = pred_begin(BB), PEnd = pred_end(BB);
-      if (PI != PEnd) {                // Is there SOME predecessor?
-       // Loop until we get to a predecessor that has had it's dom set filled
-       // in at least once.  We are guaranteed to have this because we are
-       // traversing the graph in DFO and have handled start nodes specially.
-       //
-       while (Doms[*PI].size() == 0) ++PI;
-       WorkingSet = Doms[*PI];
-
-       for (++PI; PI != PEnd; ++PI) { // Intersect all of the predecessor sets
-         DomSetType &PredSet = Doms[*PI];
-         if (PredSet.size())
-           set_intersect(WorkingSet, PredSet);
-       }
-      }
-       
-      WorkingSet.insert(BB);           // A block always dominates itself
-      DomSetType &BBSet = Doms[BB];
-      if (BBSet != WorkingSet) {
-       BBSet.swap(WorkingSet);        // Constant time operation!
-       Changed = true;                // The sets changed.
-      }
-      WorkingSet.clear();              // Clear out the set for next iteration
-    }
-  } while (Changed);
-  return false;
-}
-
+B("postdomset", "Post-Dominator Set Construction", true);
 
 // Postdominator set construction.  This converts the specified function to only
 // have a single exit node (return stmt), then calculates the post dominance
@@ -94,96 +31,87 @@ bool DominatorSet::runOnFunction(Function &F) {
 //
 bool PostDominatorSet::runOnFunction(Function &F) {
   Doms.clear();   // Reset from the last time we were run...
-  // Since we require that the unify all exit nodes pass has been run, we know
-  // that there can be at most one return instruction in the function left.
-  // Get it.
-  //
-  Root = getAnalysis<UnifyFunctionExitNodes>().getExitNode();
 
-  if (Root == 0) {  // No exit node for the function?  Postdomsets are all empty
-    for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI)
-      Doms[FI] = DomSetType();
-    return false;
+  // Scan the function looking for the root nodes of the post-dominance
+  // relationships.  These blocks end with return and unwind instructions.
+  // While we are iterating over the function, we also initialize all of the
+  // domsets to empty.
+  Roots.clear();
+  for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
+    Doms[I];  // Initialize to empty
+
+    if (succ_begin(I) == succ_end(I))
+      Roots.push_back(I);
   }
 
+  // If there are no exit nodes for the function, postdomsets are all empty.
+  // This can happen if the function just contains an infinite loop, for
+  // example.
+  if (Roots.empty()) return false;
+
+  // If we have more than one root, we insert an artificial "null" exit, which
+  // has "virtual edges" to each of the real exit nodes.
+  if (Roots.size() > 1)
+    Doms[0].insert(0);
+
   bool Changed;
   do {
     Changed = false;
 
-    set<const BasicBlock*> Visited;
+    std::set<BasicBlock*> Visited;
     DomSetType WorkingSet;
-    idf_iterator<BasicBlock*> It = idf_begin(Root), End = idf_end(Root);
-    for ( ; It != End; ++It) {
-      BasicBlock *BB = *It;
-      succ_iterator PI = succ_begin(BB), PEnd = succ_end(BB);
-      if (PI != PEnd) {                // Is there SOME predecessor?
-       // Loop until we get to a successor that has had it's dom set filled
-       // in at least once.  We are guaranteed to have this because we are
-       // traversing the graph in DFO and have handled start nodes specially.
-       //
-       while (Doms[*PI].size() == 0) ++PI;
-       WorkingSet = Doms[*PI];
-
-       for (++PI; PI != PEnd; ++PI) { // Intersect all of the successor sets
-         DomSetType &PredSet = Doms[*PI];
-         if (PredSet.size())
-           set_intersect(WorkingSet, PredSet);
-       }
-      }
+
+    for (unsigned i = 0, e = Roots.size(); i != e; ++i)
+      for (idf_ext_iterator<BasicBlock*> It = idf_ext_begin(Roots[i], Visited),
+             E = idf_ext_end(Roots[i], Visited); It != E; ++It) {
+        BasicBlock *BB = *It;
+        succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB);
+        if (SI != SE) {                // Is there SOME successor?
+          // Loop until we get to a successor that has had it's dom set filled
+          // in at least once.  We are guaranteed to have this because we are
+          // traversing the graph in DFO and have handled start nodes specially.
+          //
+          while (Doms[*SI].size() == 0) ++SI;
+          WorkingSet = Doms[*SI];
+          
+          for (++SI; SI != SE; ++SI) { // Intersect all of the successor sets
+            DomSetType &SuccSet = Doms[*SI];
+            if (SuccSet.size())
+              set_intersect(WorkingSet, SuccSet);
+          }
+        } else {
+          // If this node has no successors, it must be one of the root nodes.
+          // We will already take care of the notion that the node
+          // post-dominates itself.  The only thing we have to add is that if
+          // there are multiple root nodes, we want to insert a special "null"
+          // exit node which dominates the roots as well.
+          if (Roots.size() > 1)
+            WorkingSet.insert(0);
+        }
        
-      WorkingSet.insert(BB);           // A block always dominates itself
-      DomSetType &BBSet = Doms[BB];
-      if (BBSet != WorkingSet) {
-       BBSet.swap(WorkingSet);        // Constant time operation!
-       Changed = true;                // The sets changed.
+        WorkingSet.insert(BB);           // A block always dominates itself
+        DomSetType &BBSet = Doms[BB];
+        if (BBSet != WorkingSet) {
+          BBSet.swap(WorkingSet);        // Constant time operation!
+          Changed = true;                // The sets changed.
+        }
+        WorkingSet.clear();              // Clear out the set for next iteration
       }
-      WorkingSet.clear();              // Clear out the set for next iteration
-    }
   } while (Changed);
   return false;
 }
 
-// getAnalysisUsage - This obviously provides a post-dominator set, but it also
-// requires the UnifyFunctionExitNodes pass.
-//
-void PostDominatorSet::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-  AU.setPreservesAll();
-  AU.addProvided(ID);
-  AU.addRequired(UnifyFunctionExitNodes::ID);
-}
-
-static ostream &operator<<(ostream &o, const set<BasicBlock*> &BBs) {
-  for (set<BasicBlock*>::const_iterator I = BBs.begin(), E = BBs.end();
-       I != E; ++I) {
-    o << "  ";
-    WriteAsOperand(o, *I, false);
-    o << "\n";
-   }
-  return o;
-}
-
-void DominatorSetBase::print(std::ostream &o) const {
-  for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
-    o << "=============================--------------------------------\n"
-      << "\nDominator Set For Basic Block\n" << I->first
-      << "-------------------------------\n" << I->second << "\n";
-}
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//  ImmediateDominators Implementation
+//  ImmediatePostDominators Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-static RegisterAnalysis<ImmediateDominators>
-C("idom", "Immediate Dominators Construction");
 static RegisterAnalysis<ImmediatePostDominators>
-D("postidom", "Immediate Post-Dominators Construction");
+D("postidom", "Immediate Post-Dominators Construction", true);
 
-AnalysisID ImmediateDominators::ID = C;
-AnalysisID ImmediatePostDominators::ID = D;
 
 // calcIDoms - Calculate the immediate dominator mapping, given a set of
 // dominators for every basic block.
-void ImmediateDominatorsBase::calcIDoms(const DominatorSetBase &DS) {
+void ImmediatePostDominators::calcIDoms(const DominatorSetBase &DS) {
   // Loop over all of the nodes that have dominators... figuring out the IDOM
   // for each node...
   //
@@ -217,93 +145,33 @@ void ImmediateDominatorsBase::calcIDoms(const DominatorSetBase &DS) {
   }
 }
 
-void ImmediateDominatorsBase::print(ostream &o) const {
-  for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
-    o << "=============================--------------------------------\n"
-      << "\nImmediate Dominator For Basic Block\n" << *I->first
-      << "is: \n" << *I->second << "\n";
-}
-
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//  DominatorTree Implementation
+//  PostDominatorTree Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-static RegisterAnalysis<DominatorTree>
-E("domtree", "Dominator Tree Construction");
 static RegisterAnalysis<PostDominatorTree>
-F("postdomtree", "Post-Dominator Tree Construction");
-
-AnalysisID DominatorTree::ID = E;
-AnalysisID PostDominatorTree::ID = F;
-
-// DominatorTreeBase::reset - Free all of the tree node memory.
-//
-void DominatorTreeBase::reset() { 
-  for (NodeMapType::iterator I = Nodes.begin(), E = Nodes.end(); I != E; ++I)
-    delete I->second;
-  Nodes.clear();
-}
+F("postdomtree", "Post-Dominator Tree Construction", true);
 
+void PostDominatorTree::calculate(const PostDominatorSet &DS) {
+  if (Roots.empty()) return;
+  BasicBlock *Root = Roots.size() == 1 ? Roots[0] : 0;
 
-void DominatorTree::calculate(const DominatorSet &DS) {
-  Nodes[Root] = new Node(Root, 0);   // Add a node for the root...
+  Nodes[Root] = RootNode = new Node(Root, 0);   // Add a node for the root...
 
   // Iterate over all nodes in depth first order...
-  for (df_iterator<BasicBlock*> I = df_begin(Root), E = df_end(Root);
-       I != E; ++I) {
-    BasicBlock *BB = *I;
-    const DominatorSet::DomSetType &Dominators = DS.getDominators(BB);
-    unsigned DomSetSize = Dominators.size();
-    if (DomSetSize == 1) continue;  // Root node... IDom = null
-      
-    // Loop over all dominators of this node. This corresponds to looping over
-    // nodes in the dominator chain, looking for a node whose dominator set is
-    // equal to the current nodes, except that the current node does not exist
-    // in it. This means that it is one level higher in the dom chain than the
-    // current node, and it is our idom!  We know that we have already added
-    // a DominatorTree node for our idom, because the idom must be a
-    // predecessor in the depth first order that we are iterating through the
-    // function.
-    //
-    DominatorSet::DomSetType::const_iterator I = Dominators.begin();
-    DominatorSet::DomSetType::const_iterator End = Dominators.end();
-    for (; I != End; ++I) {   // Iterate over dominators...
-      // All of our dominators should form a chain, where the number of
-      // elements in the dominator set indicates what level the node is at in
-      // the chain.  We want the node immediately above us, so it will have
-      // an identical dominator set, except that BB will not dominate it...
-      // therefore it's dominator set size will be one less than BB's...
-      //
-      if (DS.getDominators(*I).size() == DomSetSize - 1) {
-        // We know that the immediate dominator should already have a node, 
-        // because we are traversing the CFG in depth first order!
-        //
-        Node *IDomNode = Nodes[*I];
-        assert(IDomNode && "No node for IDOM?");
-        
-        // Add a new tree node for this BasicBlock, and link it as a child of
-        // IDomNode
-        Nodes[BB] = IDomNode->addChild(new Node(BB, IDomNode));
-        break;
-      }
-    }
-  }
-}
-
-
-void PostDominatorTree::calculate(const PostDominatorSet &DS) {
-  Nodes[Root] = new Node(Root, 0);   // Add a node for the root...
-
-  if (Root) {
-    // Iterate over all nodes in depth first order...
-    for (idf_iterator<BasicBlock*> I = idf_begin(Root), E = idf_end(Root);
-         I != E; ++I) {
+  for (unsigned i = 0, e = Roots.size(); i != e; ++i)
+    for (idf_iterator<BasicBlock*> I = idf_begin(Roots[i]),
+           E = idf_end(Roots[i]); I != E; ++I) {
       BasicBlock *BB = *I;
       const DominatorSet::DomSetType &Dominators = DS.getDominators(BB);
       unsigned DomSetSize = Dominators.size();
       if (DomSetSize == 1) continue;  // Root node... IDom = null
-      
+
+      // If we have already computed the immediate dominator for this node,
+      // don't revisit.  This can happen due to nodes reachable from multiple
+      // roots, but which the idf_iterator doesn't know about.
+      if (Nodes.find(BB) != Nodes.end()) continue;
+
       // Loop over all dominators of this node.  This corresponds to looping
       // over nodes in the dominator chain, looking for a node whose dominator
       // set is equal to the current nodes, except that the current node does
@@ -313,113 +181,52 @@ void PostDominatorTree::calculate(const PostDominatorSet &DS) {
       // be a predecessor in the depth first order that we are iterating through
       // the function.
       //
-      DominatorSet::DomSetType::const_iterator I = Dominators.begin();
-      DominatorSet::DomSetType::const_iterator End = Dominators.end();
-      for (; I != End; ++I) {   // Iterate over dominators...
-       // All of our dominators should form a chain, where the number
-       // of elements in the dominator set indicates what level the
-       // node is at in the chain.  We want the node immediately
-       // above us, so it will have an identical dominator set,
-       // except that BB will not dominate it... therefore it's
-       // dominator set size will be one less than BB's...
-       //
-       if (DS.getDominators(*I).size() == DomSetSize - 1) {
-         // We know that the immediate dominator should already have a node, 
-         // because we are traversing the CFG in depth first order!
-         //
-         Node *IDomNode = Nodes[*I];
-         assert(IDomNode && "No node for IDOM?");
+      for (DominatorSet::DomSetType::const_iterator I = Dominators.begin(),
+           E = Dominators.end(); I != E; ++I) {  // Iterate over dominators.
+        // All of our dominators should form a chain, where the number
+        // of elements in the dominator set indicates what level the
+        // node is at in the chain.  We want the node immediately
+        // above us, so it will have an identical dominator set,
+        // except that BB will not dominate it... therefore it's
+        // dominator set size will be one less than BB's...
+        //
+        if (DS.getDominators(*I).size() == DomSetSize - 1) {
+          // We know that the immediate dominator should already have a node, 
+          // because we are traversing the CFG in depth first order!
+          //
+          Node *IDomNode = Nodes[*I];
+          assert(IDomNode && "No node for IDOM?");
          
-         // Add a new tree node for this BasicBlock, and link it as a child of
-         // IDomNode
-         Nodes[BB] = IDomNode->addChild(new Node(BB, IDomNode));
-         break;
-       }
+          // Add a new tree node for this BasicBlock, and link it as a child of
+          // IDomNode
+          Nodes[BB] = IDomNode->addChild(new Node(BB, IDomNode));
+          break;
+        }
       }
     }
-  }
 }
 
-static ostream &operator<<(ostream &o, const DominatorTreeBase::Node *Node) {
-  return o << Node->getNode()
-           << "\n------------------------------------------\n";
-}
-
-static void PrintDomTree(const DominatorTreeBase::Node *N, ostream &o,
-                         unsigned Lev) {
-  o << "Level #" << Lev << ":  " << N;
-  for (DominatorTreeBase::Node::const_iterator I = N->begin(), E = N->end(); 
-       I != E; ++I) {
-    PrintDomTree(*I, o, Lev+1);
-  }
-}
-
-void DominatorTreeBase::print(std::ostream &o) const {
-  o << "=============================--------------------------------\n"
-    << "Inorder Dominator Tree:\n";
-  PrintDomTree(Nodes.find(getRoot())->second, o, 1);
-}
-
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//  DominanceFrontier Implementation
+//  PostDominanceFrontier Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-static RegisterAnalysis<DominanceFrontier>
-G("domfrontier", "Dominance Frontier Construction");
 static RegisterAnalysis<PostDominanceFrontier>
-H("postdomfrontier", "Post-Dominance Frontier Construction");
-
-AnalysisID DominanceFrontier::ID = G;
-AnalysisID PostDominanceFrontier::ID = H;
-
-const DominanceFrontier::DomSetType &
-DominanceFrontier::calculate(const DominatorTree &DT, 
-                             const DominatorTree::Node *Node) {
-  // Loop over CFG successors to calculate DFlocal[Node]
-  BasicBlock *BB = Node->getNode();
-  DomSetType &S = Frontiers[BB];       // The new set to fill in...
-
-  for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB);
-       SI != SE; ++SI) {
-    // Does Node immediately dominate this successor?
-    if (DT[*SI]->getIDom() != Node)
-      S.insert(*SI);
-  }
-
-  // At this point, S is DFlocal.  Now we union in DFup's of our children...
-  // Loop through and visit the nodes that Node immediately dominates (Node's
-  // children in the IDomTree)
-  //
-  for (DominatorTree::Node::const_iterator NI = Node->begin(), NE = Node->end();
-       NI != NE; ++NI) {
-    DominatorTree::Node *IDominee = *NI;
-    const DomSetType &ChildDF = calculate(DT, IDominee);
-
-    DomSetType::const_iterator CDFI = ChildDF.begin(), CDFE = ChildDF.end();
-    for (; CDFI != CDFE; ++CDFI) {
-      if (!Node->dominates(DT[*CDFI]))
-       S.insert(*CDFI);
-    }
-  }
-
-  return S;
-}
+H("postdomfrontier", "Post-Dominance Frontier Construction", true);
 
 const DominanceFrontier::DomSetType &
 PostDominanceFrontier::calculate(const PostDominatorTree &DT, 
                                  const DominatorTree::Node *Node) {
   // Loop over CFG successors to calculate DFlocal[Node]
-  BasicBlock *BB = Node->getNode();
+  BasicBlock *BB = Node->getBlock();
   DomSetType &S = Frontiers[BB];       // The new set to fill in...
-  if (!Root) return S;
+  if (getRoots().empty()) return S;
 
-  for (pred_iterator SI = pred_begin(BB), SE = pred_end(BB);
-       SI != SE; ++SI) {
-    // Does Node immediately dominate this predeccessor?
-    if (DT[*SI]->getIDom() != Node)
-      S.insert(*SI);
-  }
+  if (BB)
+    for (pred_iterator SI = pred_begin(BB), SE = pred_end(BB);
+         SI != SE; ++SI)
+      // Does Node immediately dominate this predecessor?
+      if (DT[*SI]->getIDom() != Node)
+        S.insert(*SI);
 
   // At this point, S is DFlocal.  Now we union in DFup's of our children...
   // Loop through and visit the nodes that Node immediately dominates (Node's
@@ -440,11 +247,7 @@ PostDominanceFrontier::calculate(const PostDominatorTree &DT,
   return S;
 }
 
-void DominanceFrontierBase::print(std::ostream &o) const {
-  for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
-    o << "=============================--------------------------------\n"
-      << "\nDominance Frontier For Basic Block\n";
-    WriteAsOperand(o, I->first, false);
-    o << " is: \n" << I->second << "\n";
-  }
+// stub - a dummy function to make linking work ok.
+void PostDominanceFrontier::stub() {
 }
+