* Eliminate the Provided set. All Passes now finally just automatically
[oota-llvm.git] / lib / VMCore / Dominators.cpp
index 458978355a7dd7cc80a26d3696c9345e688c7514..3321e7ee4edd081b07a847b15eb38923017afefd 100644 (file)
@@ -1,71 +1,65 @@
 //===- DominatorSet.cpp - Dominator Set Calculation --------------*- C++ -*--=//
 //
-// This file provides a simple class to calculate the dominator set of a method.
+// This file provides a simple class to calculate the dominator set of a
+// function.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
-#include "llvm/Transforms/UnifyMethodExitNodes.h"
-#include "llvm/Method.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/UnifyFunctionExitNodes.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;
 
-
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//  Helper Template
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-
-// set_intersect - Identical to set_intersection, except that it works on 
-// set<>'s and is nicer to use.  Functionally, this iterates through S1, 
-// removing elements that are not contained in S2.
-//
-template <class Ty, class Ty2>
-void set_intersect(set<Ty> &S1, const set<Ty2> &S2) {
-  for (typename set<Ty>::iterator I = S1.begin(); I != S1.end();) {
-    const Ty &E = *I;
-    ++I;
-    if (!S2.count(E)) S1.erase(E);   // Erase element if not in S2
-  }
-}
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //  DominatorSet Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-AnalysisID cfg::DominatorSet::ID(AnalysisID::create<cfg::DominatorSet>());
-AnalysisID cfg::DominatorSet::PostDomID(AnalysisID::create<cfg::DominatorSet>());
+static RegisterAnalysis<DominatorSet>
+A("domset", "Dominator Set Construction");
+static RegisterAnalysis<PostDominatorSet>
+B("postdomset", "Post-Dominator Set Construction");
 
-bool cfg::DominatorSet::runOnMethod(Method *M) {
-  Doms.clear();   // Reset from the last time we were run...
+AnalysisID DominatorSet::ID = A;
+AnalysisID PostDominatorSet::ID = B;
 
-  if (isPostDominator())
-    calcPostDominatorSet(M);
-  else
-    calcForwardDominatorSet(M);
-  return false;
+// 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;
 }
 
-
-// calcForwardDominatorSet - This method calculates the forward dominator sets
-// for the specified method.
+// runOnFunction - This method calculates the forward dominator sets for the
+// specified function.
 //
-void cfg::DominatorSet::calcForwardDominatorSet(Method *M) {
-  Root = M->getEntryNode();
-  assert(Root->pred_begin() == Root->pred_end() &&
-        "Root node has predecessors in method!");
+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<Method*> It = df_begin(M), End = df_end(M);
+    df_iterator<Function*> It = df_begin(&F), End = df_end(&F);
     for ( ; It != End; ++It) {
-      const BasicBlock *BB = *It;
-      BasicBlock::pred_const_iterator PI = BB->pred_begin(),
-                                      PEnd = BB->pred_end();
+      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
@@ -90,23 +84,26 @@ void cfg::DominatorSet::calcForwardDominatorSet(Method *M) {
       WorkingSet.clear();              // Clear out the set for next iteration
     }
   } while (Changed);
+  return false;
 }
 
-// Postdominator set constructor.  This ctor converts the specified method to
-// only have a single exit node (return stmt), then calculates the post
-// dominance sets for the method.
+
+// Postdominator set construction.  This converts the specified function to only
+// have a single exit node (return stmt), then calculates the post dominance
+// sets for the function.
 //
-void cfg::DominatorSet::calcPostDominatorSet(Method *M) {
+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 method left.
+  // that there can be at most one return instruction in the function left.
   // Get it.
   //
-  Root = getAnalysis<UnifyMethodExitNodes>().getExitNode();
+  Root = getAnalysis<UnifyFunctionExitNodes>().getExitNode();
 
-  if (Root == 0) {  // No exit node for the method?  Postdomsets are all empty
-    for (Method::const_iterator MI = M->begin(), ME = M->end(); MI != ME; ++MI)
-      Doms[*MI] = DomSetType();
-    return;
+  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;
   }
 
   bool Changed;
@@ -117,9 +114,8 @@ void cfg::DominatorSet::calcPostDominatorSet(Method *M) {
     DomSetType WorkingSet;
     idf_iterator<BasicBlock*> It = idf_begin(Root), End = idf_end(Root);
     for ( ; It != End; ++It) {
-      const BasicBlock *BB = *It;
-      BasicBlock::succ_const_iterator PI = BB->succ_begin(),
-                                      PEnd = BB->succ_end();
+      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
@@ -144,39 +140,55 @@ void cfg::DominatorSet::calcPostDominatorSet(Method *M) {
       WorkingSet.clear();              // Clear out the set for next iteration
     }
   } while (Changed);
+  return false;
 }
 
-// getAnalysisUsageInfo - This obviously provides a dominator set, but it also
-// uses the UnifyMethodExitNodes pass if building post-dominators
+// getAnalysisUsage - This obviously provides a post-dominator set, but it also
+// requires the UnifyFunctionExitNodes pass.
 //
-void cfg::DominatorSet::getAnalysisUsageInfo(Pass::AnalysisSet &Requires,
-                                             Pass::AnalysisSet &Destroyed,
-                                             Pass::AnalysisSet &Provided) {
-  if (isPostDominator()) {
-    Provided.push_back(PostDomID);
-    Requires.push_back(UnifyMethodExitNodes::ID);
-  } else {
-    Provided.push_back(ID);
-  }
+void PostDominatorSet::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesAll();
+  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
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-AnalysisID cfg::ImmediateDominators::ID(AnalysisID::create<cfg::ImmediateDominators>());
-AnalysisID cfg::ImmediateDominators::PostDomID(AnalysisID::create<cfg::ImmediateDominators>());
+static RegisterAnalysis<ImmediateDominators>
+C("idom", "Immediate Dominators Construction");
+static RegisterAnalysis<ImmediatePostDominators>
+D("postidom", "Immediate Post-Dominators Construction");
+
+AnalysisID ImmediateDominators::ID = C;
+AnalysisID ImmediatePostDominators::ID = D;
 
 // calcIDoms - Calculate the immediate dominator mapping, given a set of
 // dominators for every basic block.
-void cfg::ImmediateDominators::calcIDoms(const DominatorSet &DS) {
+void ImmediateDominatorsBase::calcIDoms(const DominatorSetBase &DS) {
   // Loop over all of the nodes that have dominators... figuring out the IDOM
   // for each node...
   //
   for (DominatorSet::const_iterator DI = DS.begin(), DEnd = DS.end(); 
        DI != DEnd; ++DI) {
-    const BasicBlock *BB = DI->first;
+    BasicBlock *BB = DI->first;
     const DominatorSet::DomSetType &Dominators = DI->second;
     unsigned DomSetSize = Dominators.size();
     if (DomSetSize == 1) continue;  // Root node... IDom = null
@@ -204,99 +216,89 @@ void cfg::ImmediateDominators::calcIDoms(const DominatorSet &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
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-AnalysisID cfg::DominatorTree::ID(AnalysisID::create<cfg::DominatorTree>());
-AnalysisID cfg::DominatorTree::PostDomID(AnalysisID::create<cfg::DominatorTree>());
+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;
 
-// DominatorTree::reset - Free all of the tree node memory.
+// DominatorTreeBase::reset - Free all of the tree node memory.
 //
-void cfg::DominatorTree::reset() { 
+void DominatorTreeBase::reset() { 
   for (NodeMapType::iterator I = Nodes.begin(), E = Nodes.end(); I != E; ++I)
     delete I->second;
   Nodes.clear();
 }
 
 
-#if 0
-// Given immediate dominators, we can also calculate the dominator tree
-cfg::DominatorTree::DominatorTree(const ImmediateDominators &IDoms) 
-  : DominatorBase(IDoms.getRoot()) {
-  const Method *M = Root->getParent();
-
+void DominatorTree::calculate(const DominatorSet &DS) {
   Nodes[Root] = new Node(Root, 0);   // Add a node for the root...
 
   // Iterate over all nodes in depth first order...
-  for (df_iterator<const Method*> I = df_begin(M), E = df_end(M); I != E; ++I) {
-    const BasicBlock *BB = *I, *IDom = IDoms[*I];
-
-    if (IDom != 0) {   // Ignore the root node and other nasty nodes
-      // We know that the immediate dominator should already have a node, 
-      // because we are traversing the CFG 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...
       //
-      assert(Nodes[IDom] && "No node for IDOM?");
-      Node *IDomNode = Nodes[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));
+      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;
+      }
     }
   }
 }
-#endif
 
-void cfg::DominatorTree::calculate(const DominatorSet &DS) {
+
+void PostDominatorTree::calculate(const PostDominatorSet &DS) {
   Nodes[Root] = new Node(Root, 0);   // Add a node for the root...
 
-  if (!isPostDominator()) {
-    // Iterate over all nodes in depth first order...
-    for (df_iterator<BasicBlock*> I = df_begin(Root), E = df_end(Root);
-         I != E; ++I) {
-      const 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
-      // method.
-      //
-      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;
-       }
-      }
-    }
-  } else if (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) {
-      const BasicBlock *BB = *I;
+      BasicBlock *BB = *I;
       const DominatorSet::DomSetType &Dominators = DS.getDominators(BB);
       unsigned DomSetSize = Dominators.size();
       if (DomSetSize == 1) continue;  // Root node... IDom = null
@@ -308,7 +310,7 @@ void cfg::DominatorTree::calculate(const DominatorSet &DS) {
       // 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 method.
+      // the function.
       //
       DominatorSet::DomSetType::const_iterator I = Dominators.begin();
       DominatorSet::DomSetType::const_iterator End = Dominators.end();
@@ -337,24 +339,48 @@ void cfg::DominatorTree::calculate(const DominatorSet &DS) {
   }
 }
 
+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
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-AnalysisID cfg::DominanceFrontier::ID(AnalysisID::create<cfg::DominanceFrontier>());
-AnalysisID cfg::DominanceFrontier::PostDomID(AnalysisID::create<cfg::DominanceFrontier>());
+static RegisterAnalysis<DominanceFrontier>
+G("domfrontier", "Dominance Frontier Construction");
+static RegisterAnalysis<PostDominanceFrontier>
+H("postdomfrontier", "Post-Dominance Frontier Construction");
 
-const cfg::DominanceFrontier::DomSetType &
-cfg::DominanceFrontier::calcDomFrontier(const DominatorTree &DT, 
-                                       const DominatorTree::Node *Node) {
+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]
-  const BasicBlock *BB = Node->getNode();
+  BasicBlock *BB = Node->getNode();
   DomSetType &S = Frontiers[BB];       // The new set to fill in...
 
-  for (BasicBlock::succ_const_iterator SI = BB->succ_begin(),
-                                       SE = BB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
+  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);
@@ -367,7 +393,7 @@ cfg::DominanceFrontier::calcDomFrontier(const DominatorTree &DT,
   for (DominatorTree::Node::const_iterator NI = Node->begin(), NE = Node->end();
        NI != NE; ++NI) {
     DominatorTree::Node *IDominee = *NI;
-    const DomSetType &ChildDF = calcDomFrontier(DT, IDominee);
+    const DomSetType &ChildDF = calculate(DT, IDominee);
 
     DomSetType::const_iterator CDFI = ChildDF.begin(), CDFE = ChildDF.end();
     for (; CDFI != CDFE; ++CDFI) {
@@ -379,16 +405,16 @@ cfg::DominanceFrontier::calcDomFrontier(const DominatorTree &DT,
   return S;
 }
 
-const cfg::DominanceFrontier::DomSetType &
-cfg::DominanceFrontier::calcPostDomFrontier(const DominatorTree &DT, 
-                                           const DominatorTree::Node *Node) {
+const DominanceFrontier::DomSetType &
+PostDominanceFrontier::calculate(const PostDominatorTree &DT, 
+                                 const DominatorTree::Node *Node) {
   // Loop over CFG successors to calculate DFlocal[Node]
-  const BasicBlock *BB = Node->getNode();
+  BasicBlock *BB = Node->getNode();
   DomSetType &S = Frontiers[BB];       // The new set to fill in...
   if (!Root) return S;
 
-  for (BasicBlock::pred_const_iterator SI = BB->pred_begin(),
-                                       SE = BB->pred_end(); SI != SE; ++SI) {
+  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);
@@ -398,10 +424,10 @@ cfg::DominanceFrontier::calcPostDomFrontier(const DominatorTree &DT,
   // 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) {
+  for (PostDominatorTree::Node::const_iterator
+         NI = Node->begin(), NE = Node->end(); NI != NE; ++NI) {
     DominatorTree::Node *IDominee = *NI;
-    const DomSetType &ChildDF = calcPostDomFrontier(DT, IDominee);
+    const DomSetType &ChildDF = calculate(DT, IDominee);
 
     DomSetType::const_iterator CDFI = ChildDF.begin(), CDFE = ChildDF.end();
     for (; CDFI != CDFE; ++CDFI) {
@@ -412,3 +438,12 @@ cfg::DominanceFrontier::calcPostDomFrontier(const DominatorTree &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";
+  }
+}