include/llvm/DataTypes.h includes this #define so we don't need it anymore
[oota-llvm.git] / lib / VMCore / Dominators.cpp
index 9b35d16b9047fc01938a36b23bd36992cc001fed..cd0825c128ab41789d26b5089f385236eb960adf 100644 (file)
@@ -1,17 +1,17 @@
-//===- DominatorSet.cpp - Dominator Set Calculation --------------*- C++ -*--=//
+//===- Dominators.cpp - Dominator Calculation -----------------------------===//
 //
-// This file provides a simple class to calculate the dominator set of a
-// function.
+// This file implements simple dominator construction algorithms for finding
+// forward dominators.  Postdominators are available in libanalysis, but are not
+// included in libvmcore, because it's not needed.  Forward dominators are
+// needed to support the Verifier pass.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/Dominators.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;
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -19,12 +19,7 @@ using std::set;
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 static RegisterAnalysis<DominatorSet>
-A("domset", "Dominator Set Construction");
-static RegisterAnalysis<PostDominatorSet>
-B("postdomset", "Post-Dominator Set Construction");
-
-AnalysisID DominatorSet::ID(AnalysisID::create<DominatorSet>(), true);
-AnalysisID PostDominatorSet::ID(AnalysisID::create<PostDominatorSet>(), true);
+A("domset", "Dominator Set Construction", true);
 
 // dominates - Return true if A dominates B.  This performs the special checks
 // neccesary if A and B are in the same basic block.
@@ -41,21 +36,15 @@ bool DominatorSetBase::dominates(Instruction *A, Instruction *B) const {
   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!");
 
+void DominatorSet::calculateDominatorsFromBlock(BasicBlock *RootBB) {
   bool Changed;
+  Doms[RootBB].insert(RootBB);  // Root always dominates itself...
   do {
     Changed = false;
 
     DomSetType WorkingSet;
-    df_iterator<Function*> It = df_begin(&F), End = df_end(&F);
+    df_iterator<BasicBlock*> It = df_begin(RootBB), End = df_end(RootBB);
     for ( ; It != End; ++It) {
       BasicBlock *BB = *It;
       pred_iterator PI = pred_begin(BB), PEnd = pred_end(BB);
@@ -64,7 +53,7 @@ bool DominatorSet::runOnFunction(Function &F) {
        // 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;
+       while (Doms[*PI].empty()) ++PI;
        WorkingSet = Doms[*PI];
 
        for (++PI; PI != PEnd; ++PI) { // Intersect all of the predecessor sets
@@ -83,86 +72,60 @@ bool DominatorSet::runOnFunction(Function &F) {
       WorkingSet.clear();              // Clear out the set for next iteration
     }
   } while (Changed);
-  return false;
 }
 
 
-// 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.
+
+// runOnFunction - This method calculates the forward dominator sets for the
+// specified function.
 //
-bool PostDominatorSet::runOnFunction(Function &F) {
+bool DominatorSet::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;
-  }
-
-  bool Changed;
-  do {
-    Changed = false;
+  Root = &F.getEntryNode();
+  assert(pred_begin(Root) == pred_end(Root) &&
+        "Root node has predecessors in function!");
 
-    set<const 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];
+  // Calculate dominator sets for the reachable basic blocks...
+  calculateDominatorsFromBlock(Root);
 
-       for (++PI; PI != PEnd; ++PI) { // Intersect all of the successor 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
+  // Every basic block in the function should at least dominate themselves, and
+  // thus every basic block should have an entry in Doms.  The one case where we
+  // miss this is when a basic block is unreachable.  To get these we now do an
+  // extra pass over the function, calculating dominator information for
+  // unreachable blocks.
+  //
+  for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
+    if (Doms[I].empty()) {
+      calculateDominatorsFromBlock(I);
     }
-  } 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 std::ostream &operator<<(std::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
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 static RegisterAnalysis<ImmediateDominators>
-C("idom", "Immediate Dominators Construction");
-static RegisterAnalysis<ImmediatePostDominators>
-D("postidom", "Immediate Post-Dominators Construction");
-
-AnalysisID ImmediateDominators::ID(AnalysisID::create<ImmediateDominators>(), true);
-AnalysisID ImmediatePostDominators::ID(AnalysisID::create<ImmediatePostDominators>(), true);
+C("idom", "Immediate Dominators Construction", true);
 
 // calcIDoms - Calculate the immediate dominator mapping, given a set of
 // dominators for every basic block.
@@ -200,18 +163,20 @@ void ImmediateDominatorsBase::calcIDoms(const DominatorSetBase &DS) {
   }
 }
 
+void ImmediateDominatorsBase::print(std::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
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 static RegisterAnalysis<DominatorTree>
-E("domtree", "Dominator Tree Construction");
-static RegisterAnalysis<PostDominatorTree>
-F("postdomtree", "Post-Dominator Tree Construction");
-
-AnalysisID DominatorTree::ID(AnalysisID::create<DominatorTree>(), true);
-AnalysisID PostDominatorTree::ID(AnalysisID::create<PostDominatorTree>(), true);
+E("domtree", "Dominator Tree Construction", true);
 
 // DominatorTreeBase::reset - Free all of the tree node memory.
 //
@@ -268,54 +233,26 @@ void DominatorTree::calculate(const DominatorSet &DS) {
 }
 
 
-void PostDominatorTree::calculate(const PostDominatorSet &DS) {
-  Nodes[Root] = new Node(Root, 0);   // Add a node for the root...
+static std::ostream &operator<<(std::ostream &o,
+                                const DominatorTreeBase::Node *Node) {
+  return o << Node->getNode()
+           << "\n------------------------------------------\n";
+}
 
-  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) {
-      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;
-       }
-      }
-    }
+static void PrintDomTree(const DominatorTreeBase::Node *N, std::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);
+}
 
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -323,12 +260,7 @@ void PostDominatorTree::calculate(const PostDominatorSet &DS) {
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 static RegisterAnalysis<DominanceFrontier>
-G("domfrontier", "Dominance Frontier Construction");
-static RegisterAnalysis<PostDominanceFrontier>
-H("postdomfrontier", "Post-Dominance Frontier Construction");
-
-AnalysisID DominanceFrontier::ID(AnalysisID::create<DominanceFrontier>(), true);
-AnalysisID PostDominanceFrontier::ID(AnalysisID::create<PostDominanceFrontier>(), true);
+G("domfrontier", "Dominance Frontier Construction", true);
 
 const DominanceFrontier::DomSetType &
 DominanceFrontier::calculate(const DominatorTree &DT, 
@@ -363,36 +295,11 @@ DominanceFrontier::calculate(const DominatorTree &DT,
   return S;
 }
 
-const DominanceFrontier::DomSetType &
-PostDominanceFrontier::calculate(const PostDominatorTree &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...
-  if (!Root) 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);
-  }
-
-  // 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 (PostDominatorTree::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);
-    }
+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";
   }
-
-  return S;
 }