OSDN Git Service

2007-05-04 Josh Conner <jconner@apple.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / dominance.c
1 /* Calculate (post)dominators in slightly super-linear time.
2    Copyright (C) 2000, 2003, 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Michael Matz (matz@ifh.de).
4
5    This file is part of GCC.
6
7    GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
8    under the terms of the GNU General Public License as published by
9    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10    any later version.
11
12    GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
13    ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
14    or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public
15    License for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
19    Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
20    02110-1301, USA.  */
21
22 /* This file implements the well known algorithm from Lengauer and Tarjan
23    to compute the dominators in a control flow graph.  A basic block D is said
24    to dominate another block X, when all paths from the entry node of the CFG
25    to X go also over D.  The dominance relation is a transitive reflexive
26    relation and its minimal transitive reduction is a tree, called the
27    dominator tree.  So for each block X besides the entry block exists a
28    block I(X), called the immediate dominator of X, which is the parent of X
29    in the dominator tree.
30
31    The algorithm computes this dominator tree implicitly by computing for
32    each block its immediate dominator.  We use tree balancing and path
33    compression, so it's the O(e*a(e,v)) variant, where a(e,v) is the very
34    slowly growing functional inverse of the Ackerman function.  */
35
36 #include "config.h"
37 #include "system.h"
38 #include "coretypes.h"
39 #include "tm.h"
40 #include "rtl.h"
41 #include "hard-reg-set.h"
42 #include "obstack.h"
43 #include "basic-block.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "et-forest.h"
46 #include "timevar.h"
47
48 /* Whether the dominators and the postdominators are available.  */
49 static enum dom_state dom_computed[2];
50
51 /* We name our nodes with integers, beginning with 1.  Zero is reserved for
52    'undefined' or 'end of list'.  The name of each node is given by the dfs
53    number of the corresponding basic block.  Please note, that we include the
54    artificial ENTRY_BLOCK (or EXIT_BLOCK in the post-dom case) in our lists to
55    support multiple entry points.  Its dfs number is of course 1.  */
56
57 /* Type of Basic Block aka. TBB */
58 typedef unsigned int TBB;
59
60 /* We work in a poor-mans object oriented fashion, and carry an instance of
61    this structure through all our 'methods'.  It holds various arrays
62    reflecting the (sub)structure of the flowgraph.  Most of them are of type
63    TBB and are also indexed by TBB.  */
64
65 struct dom_info
66 {
67   /* The parent of a node in the DFS tree.  */
68   TBB *dfs_parent;
69   /* For a node x key[x] is roughly the node nearest to the root from which
70      exists a way to x only over nodes behind x.  Such a node is also called
71      semidominator.  */
72   TBB *key;
73   /* The value in path_min[x] is the node y on the path from x to the root of
74      the tree x is in with the smallest key[y].  */
75   TBB *path_min;
76   /* bucket[x] points to the first node of the set of nodes having x as key.  */
77   TBB *bucket;
78   /* And next_bucket[x] points to the next node.  */
79   TBB *next_bucket;
80   /* After the algorithm is done, dom[x] contains the immediate dominator
81      of x.  */
82   TBB *dom;
83
84   /* The following few fields implement the structures needed for disjoint
85      sets.  */
86   /* set_chain[x] is the next node on the path from x to the representant
87      of the set containing x.  If set_chain[x]==0 then x is a root.  */
88   TBB *set_chain;
89   /* set_size[x] is the number of elements in the set named by x.  */
90   unsigned int *set_size;
91   /* set_child[x] is used for balancing the tree representing a set.  It can
92      be understood as the next sibling of x.  */
93   TBB *set_child;
94
95   /* If b is the number of a basic block (BB->index), dfs_order[b] is the
96      number of that node in DFS order counted from 1.  This is an index
97      into most of the other arrays in this structure.  */
98   TBB *dfs_order;
99   /* If x is the DFS-index of a node which corresponds with a basic block,
100      dfs_to_bb[x] is that basic block.  Note, that in our structure there are
101      more nodes that basic blocks, so only dfs_to_bb[dfs_order[bb->index]]==bb
102      is true for every basic block bb, but not the opposite.  */
103   basic_block *dfs_to_bb;
104
105   /* This is the next free DFS number when creating the DFS tree.  */
106   unsigned int dfsnum;
107   /* The number of nodes in the DFS tree (==dfsnum-1).  */
108   unsigned int nodes;
109
110   /* Blocks with bits set here have a fake edge to EXIT.  These are used
111      to turn a DFS forest into a proper tree.  */
112   bitmap fake_exit_edge;
113 };
114
115 static void init_dom_info (struct dom_info *, enum cdi_direction);
116 static void free_dom_info (struct dom_info *);
117 static void calc_dfs_tree_nonrec (struct dom_info *, basic_block, bool);
118 static void calc_dfs_tree (struct dom_info *, bool);
119 static void compress (struct dom_info *, TBB);
120 static TBB eval (struct dom_info *, TBB);
121 static void link_roots (struct dom_info *, TBB, TBB);
122 static void calc_idoms (struct dom_info *, bool);
123 void debug_dominance_info (enum cdi_direction);
124
125 /* Keeps track of the*/
126 static unsigned n_bbs_in_dom_tree[2];
127
128 /* Helper macro for allocating and initializing an array,
129    for aesthetic reasons.  */
130 #define init_ar(var, type, num, content)                        \
131   do                                                            \
132     {                                                           \
133       unsigned int i = 1;    /* Catch content == i.  */         \
134       if (! (content))                                          \
135         (var) = XCNEWVEC (type, num);                           \
136       else                                                      \
137         {                                                       \
138           (var) = XNEWVEC (type, (num));                        \
139           for (i = 0; i < num; i++)                             \
140             (var)[i] = (content);                               \
141         }                                                       \
142     }                                                           \
143   while (0)
144
145 /* Allocate all needed memory in a pessimistic fashion (so we round up).
146    This initializes the contents of DI, which already must be allocated.  */
147
148 static void
149 init_dom_info (struct dom_info *di, enum cdi_direction dir)
150 {
151   unsigned int num = n_basic_blocks;
152   init_ar (di->dfs_parent, TBB, num, 0);
153   init_ar (di->path_min, TBB, num, i);
154   init_ar (di->key, TBB, num, i);
155   init_ar (di->dom, TBB, num, 0);
156
157   init_ar (di->bucket, TBB, num, 0);
158   init_ar (di->next_bucket, TBB, num, 0);
159
160   init_ar (di->set_chain, TBB, num, 0);
161   init_ar (di->set_size, unsigned int, num, 1);
162   init_ar (di->set_child, TBB, num, 0);
163
164   init_ar (di->dfs_order, TBB, (unsigned int) last_basic_block + 1, 0);
165   init_ar (di->dfs_to_bb, basic_block, num, 0);
166
167   di->dfsnum = 1;
168   di->nodes = 0;
169
170   switch (dir)
171     {
172       case CDI_DOMINATORS:
173         di->fake_exit_edge = NULL;
174         break;
175       case CDI_POST_DOMINATORS:
176         di->fake_exit_edge = BITMAP_ALLOC (NULL);
177         break;
178       default:
179         gcc_unreachable ();
180         break;
181     }
182 }
183
184 #undef init_ar
185
186 /* Map dominance calculation type to array index used for various
187    dominance information arrays.  This version is simple -- it will need
188    to be modified, obviously, if additional values are added to
189    cdi_direction.  */
190
191 static unsigned int
192 dom_convert_dir_to_idx (enum cdi_direction dir)
193 {
194   gcc_assert (dir == CDI_DOMINATORS || dir == CDI_POST_DOMINATORS);
195   return dir - 1;
196 }
197
198 /* Free all allocated memory in DI, but not DI itself.  */
199
200 static void
201 free_dom_info (struct dom_info *di)
202 {
203   free (di->dfs_parent);
204   free (di->path_min);
205   free (di->key);
206   free (di->dom);
207   free (di->bucket);
208   free (di->next_bucket);
209   free (di->set_chain);
210   free (di->set_size);
211   free (di->set_child);
212   free (di->dfs_order);
213   free (di->dfs_to_bb);
214   BITMAP_FREE (di->fake_exit_edge);
215 }
216
217 /* The nonrecursive variant of creating a DFS tree.  DI is our working
218    structure, BB the starting basic block for this tree and REVERSE
219    is true, if predecessors should be visited instead of successors of a
220    node.  After this is done all nodes reachable from BB were visited, have
221    assigned their dfs number and are linked together to form a tree.  */
222
223 static void
224 calc_dfs_tree_nonrec (struct dom_info *di, basic_block bb, bool reverse)
225 {
226   /* We call this _only_ if bb is not already visited.  */
227   edge e;
228   TBB child_i, my_i = 0;
229   edge_iterator *stack;
230   edge_iterator ei, einext;
231   int sp;
232   /* Start block (ENTRY_BLOCK_PTR for forward problem, EXIT_BLOCK for backward
233      problem).  */
234   basic_block en_block;
235   /* Ending block.  */
236   basic_block ex_block;
237
238   stack = XNEWVEC (edge_iterator, n_basic_blocks + 1);
239   sp = 0;
240
241   /* Initialize our border blocks, and the first edge.  */
242   if (reverse)
243     {
244       ei = ei_start (bb->preds);
245       en_block = EXIT_BLOCK_PTR;
246       ex_block = ENTRY_BLOCK_PTR;
247     }
248   else
249     {
250       ei = ei_start (bb->succs);
251       en_block = ENTRY_BLOCK_PTR;
252       ex_block = EXIT_BLOCK_PTR;
253     }
254
255   /* When the stack is empty we break out of this loop.  */
256   while (1)
257     {
258       basic_block bn;
259
260       /* This loop traverses edges e in depth first manner, and fills the
261          stack.  */
262       while (!ei_end_p (ei))
263         {
264           e = ei_edge (ei);
265
266           /* Deduce from E the current and the next block (BB and BN), and the
267              next edge.  */
268           if (reverse)
269             {
270               bn = e->src;
271
272               /* If the next node BN is either already visited or a border
273                  block the current edge is useless, and simply overwritten
274                  with the next edge out of the current node.  */
275               if (bn == ex_block || di->dfs_order[bn->index])
276                 {
277                   ei_next (&ei);
278                   continue;
279                 }
280               bb = e->dest;
281               einext = ei_start (bn->preds);
282             }
283           else
284             {
285               bn = e->dest;
286               if (bn == ex_block || di->dfs_order[bn->index])
287                 {
288                   ei_next (&ei);
289                   continue;
290                 }
291               bb = e->src;
292               einext = ei_start (bn->succs);
293             }
294
295           gcc_assert (bn != en_block);
296
297           /* Fill the DFS tree info calculatable _before_ recursing.  */
298           if (bb != en_block)
299             my_i = di->dfs_order[bb->index];
300           else
301             my_i = di->dfs_order[last_basic_block];
302           child_i = di->dfs_order[bn->index] = di->dfsnum++;
303           di->dfs_to_bb[child_i] = bn;
304           di->dfs_parent[child_i] = my_i;
305
306           /* Save the current point in the CFG on the stack, and recurse.  */
307           stack[sp++] = ei;
308           ei = einext;
309         }
310
311       if (!sp)
312         break;
313       ei = stack[--sp];
314
315       /* OK.  The edge-list was exhausted, meaning normally we would
316          end the recursion.  After returning from the recursive call,
317          there were (may be) other statements which were run after a
318          child node was completely considered by DFS.  Here is the
319          point to do it in the non-recursive variant.
320          E.g. The block just completed is in e->dest for forward DFS,
321          the block not yet completed (the parent of the one above)
322          in e->src.  This could be used e.g. for computing the number of
323          descendants or the tree depth.  */
324       ei_next (&ei);
325     }
326   free (stack);
327 }
328
329 /* The main entry for calculating the DFS tree or forest.  DI is our working
330    structure and REVERSE is true, if we are interested in the reverse flow
331    graph.  In that case the result is not necessarily a tree but a forest,
332    because there may be nodes from which the EXIT_BLOCK is unreachable.  */
333
334 static void
335 calc_dfs_tree (struct dom_info *di, bool reverse)
336 {
337   /* The first block is the ENTRY_BLOCK (or EXIT_BLOCK if REVERSE).  */
338   basic_block begin = reverse ? EXIT_BLOCK_PTR : ENTRY_BLOCK_PTR;
339   di->dfs_order[last_basic_block] = di->dfsnum;
340   di->dfs_to_bb[di->dfsnum] = begin;
341   di->dfsnum++;
342
343   calc_dfs_tree_nonrec (di, begin, reverse);
344
345   if (reverse)
346     {
347       /* In the post-dom case we may have nodes without a path to EXIT_BLOCK.
348          They are reverse-unreachable.  In the dom-case we disallow such
349          nodes, but in post-dom we have to deal with them.
350
351          There are two situations in which this occurs.  First, noreturn
352          functions.  Second, infinite loops.  In the first case we need to
353          pretend that there is an edge to the exit block.  In the second
354          case, we wind up with a forest.  We need to process all noreturn
355          blocks before we know if we've got any infinite loops.  */
356
357       basic_block b;
358       bool saw_unconnected = false;
359
360       FOR_EACH_BB_REVERSE (b)
361         {
362           if (EDGE_COUNT (b->succs) > 0)
363             {
364               if (di->dfs_order[b->index] == 0)
365                 saw_unconnected = true;
366               continue;
367             }
368           bitmap_set_bit (di->fake_exit_edge, b->index);
369           di->dfs_order[b->index] = di->dfsnum;
370           di->dfs_to_bb[di->dfsnum] = b;
371           di->dfs_parent[di->dfsnum] = di->dfs_order[last_basic_block];
372           di->dfsnum++;
373           calc_dfs_tree_nonrec (di, b, reverse);
374         }
375
376       if (saw_unconnected)
377         {
378           FOR_EACH_BB_REVERSE (b)
379             {
380               if (di->dfs_order[b->index])
381                 continue;
382               bitmap_set_bit (di->fake_exit_edge, b->index);
383               di->dfs_order[b->index] = di->dfsnum;
384               di->dfs_to_bb[di->dfsnum] = b;
385               di->dfs_parent[di->dfsnum] = di->dfs_order[last_basic_block];
386               di->dfsnum++;
387               calc_dfs_tree_nonrec (di, b, reverse);
388             }
389         }
390     }
391
392   di->nodes = di->dfsnum - 1;
393
394   /* This aborts e.g. when there is _no_ path from ENTRY to EXIT at all.  */
395   gcc_assert (di->nodes == (unsigned int) n_basic_blocks - 1);
396 }
397
398 /* Compress the path from V to the root of its set and update path_min at the
399    same time.  After compress(di, V) set_chain[V] is the root of the set V is
400    in and path_min[V] is the node with the smallest key[] value on the path
401    from V to that root.  */
402
403 static void
404 compress (struct dom_info *di, TBB v)
405 {
406   /* Btw. It's not worth to unrecurse compress() as the depth is usually not
407      greater than 5 even for huge graphs (I've not seen call depth > 4).
408      Also performance wise compress() ranges _far_ behind eval().  */
409   TBB parent = di->set_chain[v];
410   if (di->set_chain[parent])
411     {
412       compress (di, parent);
413       if (di->key[di->path_min[parent]] < di->key[di->path_min[v]])
414         di->path_min[v] = di->path_min[parent];
415       di->set_chain[v] = di->set_chain[parent];
416     }
417 }
418
419 /* Compress the path from V to the set root of V if needed (when the root has
420    changed since the last call).  Returns the node with the smallest key[]
421    value on the path from V to the root.  */
422
423 static inline TBB
424 eval (struct dom_info *di, TBB v)
425 {
426   /* The representant of the set V is in, also called root (as the set
427      representation is a tree).  */
428   TBB rep = di->set_chain[v];
429
430   /* V itself is the root.  */
431   if (!rep)
432     return di->path_min[v];
433
434   /* Compress only if necessary.  */
435   if (di->set_chain[rep])
436     {
437       compress (di, v);
438       rep = di->set_chain[v];
439     }
440
441   if (di->key[di->path_min[rep]] >= di->key[di->path_min[v]])
442     return di->path_min[v];
443   else
444     return di->path_min[rep];
445 }
446
447 /* This essentially merges the two sets of V and W, giving a single set with
448    the new root V.  The internal representation of these disjoint sets is a
449    balanced tree.  Currently link(V,W) is only used with V being the parent
450    of W.  */
451
452 static void
453 link_roots (struct dom_info *di, TBB v, TBB w)
454 {
455   TBB s = w;
456
457   /* Rebalance the tree.  */
458   while (di->key[di->path_min[w]] < di->key[di->path_min[di->set_child[s]]])
459     {
460       if (di->set_size[s] + di->set_size[di->set_child[di->set_child[s]]]
461           >= 2 * di->set_size[di->set_child[s]])
462         {
463           di->set_chain[di->set_child[s]] = s;
464           di->set_child[s] = di->set_child[di->set_child[s]];
465         }
466       else
467         {
468           di->set_size[di->set_child[s]] = di->set_size[s];
469           s = di->set_chain[s] = di->set_child[s];
470         }
471     }
472
473   di->path_min[s] = di->path_min[w];
474   di->set_size[v] += di->set_size[w];
475   if (di->set_size[v] < 2 * di->set_size[w])
476     {
477       TBB tmp = s;
478       s = di->set_child[v];
479       di->set_child[v] = tmp;
480     }
481
482   /* Merge all subtrees.  */
483   while (s)
484     {
485       di->set_chain[s] = v;
486       s = di->set_child[s];
487     }
488 }
489
490 /* This calculates the immediate dominators (or post-dominators if REVERSE is
491    true).  DI is our working structure and should hold the DFS forest.
492    On return the immediate dominator to node V is in di->dom[V].  */
493
494 static void
495 calc_idoms (struct dom_info *di, bool reverse)
496 {
497   TBB v, w, k, par;
498   basic_block en_block;
499   edge_iterator ei, einext;
500
501   if (reverse)
502     en_block = EXIT_BLOCK_PTR;
503   else
504     en_block = ENTRY_BLOCK_PTR;
505
506   /* Go backwards in DFS order, to first look at the leafs.  */
507   v = di->nodes;
508   while (v > 1)
509     {
510       basic_block bb = di->dfs_to_bb[v];
511       edge e;
512
513       par = di->dfs_parent[v];
514       k = v;
515
516       ei = (reverse) ? ei_start (bb->succs) : ei_start (bb->preds);
517
518       if (reverse)
519         {
520           /* If this block has a fake edge to exit, process that first.  */
521           if (bitmap_bit_p (di->fake_exit_edge, bb->index))
522             {
523               einext = ei;
524               einext.index = 0;
525               goto do_fake_exit_edge;
526             }
527         }
528
529       /* Search all direct predecessors for the smallest node with a path
530          to them.  That way we have the smallest node with also a path to
531          us only over nodes behind us.  In effect we search for our
532          semidominator.  */
533       while (!ei_end_p (ei))
534         {
535           TBB k1;
536           basic_block b;
537
538           e = ei_edge (ei);
539           b = (reverse) ? e->dest : e->src;
540           einext = ei;
541           ei_next (&einext);
542
543           if (b == en_block)
544             {
545             do_fake_exit_edge:
546               k1 = di->dfs_order[last_basic_block];
547             }
548           else
549             k1 = di->dfs_order[b->index];
550
551           /* Call eval() only if really needed.  If k1 is above V in DFS tree,
552              then we know, that eval(k1) == k1 and key[k1] == k1.  */
553           if (k1 > v)
554             k1 = di->key[eval (di, k1)];
555           if (k1 < k)
556             k = k1;
557
558           ei = einext;
559         }
560
561       di->key[v] = k;
562       link_roots (di, par, v);
563       di->next_bucket[v] = di->bucket[k];
564       di->bucket[k] = v;
565
566       /* Transform semidominators into dominators.  */
567       for (w = di->bucket[par]; w; w = di->next_bucket[w])
568         {
569           k = eval (di, w);
570           if (di->key[k] < di->key[w])
571             di->dom[w] = k;
572           else
573             di->dom[w] = par;
574         }
575       /* We don't need to cleanup next_bucket[].  */
576       di->bucket[par] = 0;
577       v--;
578     }
579
580   /* Explicitly define the dominators.  */
581   di->dom[1] = 0;
582   for (v = 2; v <= di->nodes; v++)
583     if (di->dom[v] != di->key[v])
584       di->dom[v] = di->dom[di->dom[v]];
585 }
586
587 /* Assign dfs numbers starting from NUM to NODE and its sons.  */
588
589 static void
590 assign_dfs_numbers (struct et_node *node, int *num)
591 {
592   struct et_node *son;
593
594   node->dfs_num_in = (*num)++;
595
596   if (node->son)
597     {
598       assign_dfs_numbers (node->son, num);
599       for (son = node->son->right; son != node->son; son = son->right)
600         assign_dfs_numbers (son, num);
601     }
602
603   node->dfs_num_out = (*num)++;
604 }
605
606 /* Compute the data necessary for fast resolving of dominator queries in a
607    static dominator tree.  */
608
609 static void
610 compute_dom_fast_query (enum cdi_direction dir)
611 {
612   int num = 0;
613   basic_block bb;
614   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
615
616   gcc_assert (dom_info_available_p (dir));
617
618   if (dom_computed[dir_index] == DOM_OK)
619     return;
620
621   FOR_ALL_BB (bb)
622     {
623       if (!bb->dom[dir_index]->father)
624         assign_dfs_numbers (bb->dom[dir_index], &num);
625     }
626
627   dom_computed[dir_index] = DOM_OK;
628 }
629
630 /* The main entry point into this module.  DIR is set depending on whether
631    we want to compute dominators or postdominators.  */
632
633 void
634 calculate_dominance_info (enum cdi_direction dir)
635 {
636   struct dom_info di;
637   basic_block b;
638   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
639   bool reverse = (dir == CDI_POST_DOMINATORS) ? true : false;
640
641   if (dom_computed[dir_index] == DOM_OK)
642     return;
643
644   timevar_push (TV_DOMINANCE);
645   if (!dom_info_available_p (dir))
646     {
647       gcc_assert (!n_bbs_in_dom_tree[dir_index]);
648
649       FOR_ALL_BB (b)
650         {
651           b->dom[dir_index] = et_new_tree (b);
652         }
653       n_bbs_in_dom_tree[dir_index] = n_basic_blocks;
654
655       init_dom_info (&di, dir);
656       calc_dfs_tree (&di, reverse);
657       calc_idoms (&di, reverse);
658
659       FOR_EACH_BB (b)
660         {
661           TBB d = di.dom[di.dfs_order[b->index]];
662
663           if (di.dfs_to_bb[d])
664             et_set_father (b->dom[dir_index], di.dfs_to_bb[d]->dom[dir_index]);
665         }
666
667       free_dom_info (&di);
668       dom_computed[dir_index] = DOM_NO_FAST_QUERY;
669     }
670
671   compute_dom_fast_query (dir);
672
673   timevar_pop (TV_DOMINANCE);
674 }
675
676 /* Free dominance information for direction DIR.  */
677 void
678 free_dominance_info (enum cdi_direction dir)
679 {
680   basic_block bb;
681   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
682
683   if (!dom_info_available_p (dir))
684     return;
685
686   FOR_ALL_BB (bb)
687     {
688       et_free_tree_force (bb->dom[dir_index]);
689       bb->dom[dir_index] = NULL;
690     }
691   et_free_pools ();
692
693   n_bbs_in_dom_tree[dir_index] = 0;
694
695   dom_computed[dir_index] = DOM_NONE;
696 }
697
698 /* Return the immediate dominator of basic block BB.  */
699 basic_block
700 get_immediate_dominator (enum cdi_direction dir, basic_block bb)
701 {
702   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
703   struct et_node *node = bb->dom[dir_index];
704
705   gcc_assert (dom_computed[dir_index]);
706
707   if (!node->father)
708     return NULL;
709
710   return node->father->data;
711 }
712
713 /* Set the immediate dominator of the block possibly removing
714    existing edge.  NULL can be used to remove any edge.  */
715 inline void
716 set_immediate_dominator (enum cdi_direction dir, basic_block bb,
717                          basic_block dominated_by)
718 {
719   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
720   struct et_node *node = bb->dom[dir_index];
721  
722   gcc_assert (dom_computed[dir_index]);
723
724   if (node->father)
725     {
726       if (node->father->data == dominated_by)
727         return;
728       et_split (node);
729     }
730
731   if (dominated_by)
732     et_set_father (node, dominated_by->dom[dir_index]);
733
734   if (dom_computed[dir_index] == DOM_OK)
735     dom_computed[dir_index] = DOM_NO_FAST_QUERY;
736 }
737
738 /* Store all basic blocks immediately dominated by BB into BBS and return
739    their number.  */
740 int
741 get_dominated_by (enum cdi_direction dir, basic_block bb, basic_block **bbs)
742 {
743   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
744   int n;
745   struct et_node *node = bb->dom[dir_index], *son = node->son, *ason;
746  
747   gcc_assert (dom_computed[dir_index]);
748
749   if (!son)
750     {
751       *bbs = NULL;
752       return 0;
753     }
754
755   for (ason = son->right, n = 1; ason != son; ason = ason->right)
756     n++;
757
758   *bbs = XNEWVEC (basic_block, n);
759   (*bbs)[0] = son->data;
760   for (ason = son->right, n = 1; ason != son; ason = ason->right)
761     (*bbs)[n++] = ason->data;
762
763   return n;
764 }
765
766 /* Find all basic blocks that are immediately dominated (in direction DIR)
767    by some block between N_REGION ones stored in REGION, except for blocks
768    in the REGION itself.  The found blocks are stored to DOMS and their number
769    is returned.  */
770
771 unsigned
772 get_dominated_by_region (enum cdi_direction dir, basic_block *region,
773                          unsigned n_region, basic_block *doms)
774 {
775   unsigned n_doms = 0, i;
776   basic_block dom;
777
778   for (i = 0; i < n_region; i++)
779     region[i]->flags |= BB_DUPLICATED;
780   for (i = 0; i < n_region; i++)
781     for (dom = first_dom_son (dir, region[i]);
782          dom;
783          dom = next_dom_son (dir, dom))
784       if (!(dom->flags & BB_DUPLICATED))
785         doms[n_doms++] = dom;
786   for (i = 0; i < n_region; i++)
787     region[i]->flags &= ~BB_DUPLICATED;
788
789   return n_doms;
790 }
791
792 /* Redirect all edges pointing to BB to TO.  */
793 void
794 redirect_immediate_dominators (enum cdi_direction dir, basic_block bb,
795                                basic_block to)
796 {
797   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
798   struct et_node *bb_node, *to_node, *son;
799  
800   bb_node = bb->dom[dir_index];
801   to_node = to->dom[dir_index];
802
803   gcc_assert (dom_computed[dir_index]);
804
805   if (!bb_node->son)
806     return;
807
808   while (bb_node->son)
809     {
810       son = bb_node->son;
811
812       et_split (son);
813       et_set_father (son, to_node);
814     }
815
816   if (dom_computed[dir_index] == DOM_OK)
817     dom_computed[dir_index] = DOM_NO_FAST_QUERY;
818 }
819
820 /* Find first basic block in the tree dominating both BB1 and BB2.  */
821 basic_block
822 nearest_common_dominator (enum cdi_direction dir, basic_block bb1, basic_block bb2)
823 {
824   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
825
826   gcc_assert (dom_computed[dir_index]);
827
828   if (!bb1)
829     return bb2;
830   if (!bb2)
831     return bb1;
832
833   return et_nca (bb1->dom[dir_index], bb2->dom[dir_index])->data;
834 }
835
836
837 /* Find the nearest common dominator for the basic blocks in BLOCKS,
838    using dominance direction DIR.  */
839
840 basic_block
841 nearest_common_dominator_for_set (enum cdi_direction dir, bitmap blocks)
842 {
843   unsigned i, first;
844   bitmap_iterator bi;
845   basic_block dom;
846   
847   first = bitmap_first_set_bit (blocks);
848   dom = BASIC_BLOCK (first);
849   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks, 0, i, bi)
850     if (dom != BASIC_BLOCK (i))
851       dom = nearest_common_dominator (dir, dom, BASIC_BLOCK (i));
852
853   return dom;
854 }
855
856 /*  Given a dominator tree, we can determine whether one thing
857     dominates another in constant time by using two DFS numbers:
858
859     1. The number for when we visit a node on the way down the tree
860     2. The number for when we visit a node on the way back up the tree
861
862     You can view these as bounds for the range of dfs numbers the
863     nodes in the subtree of the dominator tree rooted at that node
864     will contain.
865     
866     The dominator tree is always a simple acyclic tree, so there are
867     only three possible relations two nodes in the dominator tree have
868     to each other:
869     
870     1. Node A is above Node B (and thus, Node A dominates node B)
871
872      A
873      |
874      C
875     / \
876    B   D
877
878
879    In the above case, DFS_Number_In of A will be <= DFS_Number_In of
880    B, and DFS_Number_Out of A will be >= DFS_Number_Out of B.  This is
881    because we must hit A in the dominator tree *before* B on the walk
882    down, and we will hit A *after* B on the walk back up
883    
884    2. Node A is below node B (and thus, node B dominates node A)
885    
886    
887      B
888      |
889      A
890     / \
891    C   D
892
893    In the above case, DFS_Number_In of A will be >= DFS_Number_In of
894    B, and DFS_Number_Out of A will be <= DFS_Number_Out of B.
895    
896    This is because we must hit A in the dominator tree *after* B on
897    the walk down, and we will hit A *before* B on the walk back up
898    
899    3. Node A and B are siblings (and thus, neither dominates the other)
900
901      C
902      |
903      D
904     / \
905    A   B
906
907    In the above case, DFS_Number_In of A will *always* be <=
908    DFS_Number_In of B, and DFS_Number_Out of A will *always* be <=
909    DFS_Number_Out of B.  This is because we will always finish the dfs
910    walk of one of the subtrees before the other, and thus, the dfs
911    numbers for one subtree can't intersect with the range of dfs
912    numbers for the other subtree.  If you swap A and B's position in
913    the dominator tree, the comparison changes direction, but the point
914    is that both comparisons will always go the same way if there is no
915    dominance relationship.
916
917    Thus, it is sufficient to write
918
919    A_Dominates_B (node A, node B)
920    {
921      return DFS_Number_In(A) <= DFS_Number_In(B) 
922             && DFS_Number_Out (A) >= DFS_Number_Out(B);
923    }
924
925    A_Dominated_by_B (node A, node B)
926    {
927      return DFS_Number_In(A) >= DFS_Number_In(A)
928             && DFS_Number_Out (A) <= DFS_Number_Out(B);
929    }  */
930
931 /* Return TRUE in case BB1 is dominated by BB2.  */
932 bool
933 dominated_by_p (enum cdi_direction dir, basic_block bb1, basic_block bb2)
934
935   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
936   struct et_node *n1 = bb1->dom[dir_index], *n2 = bb2->dom[dir_index];
937  
938   gcc_assert (dom_computed[dir_index]);
939
940   if (dom_computed[dir_index] == DOM_OK)
941     return (n1->dfs_num_in >= n2->dfs_num_in
942             && n1->dfs_num_out <= n2->dfs_num_out);
943
944   return et_below (n1, n2);
945 }
946
947 /* Returns the entry dfs number for basic block BB, in the direction DIR.  */
948
949 unsigned
950 bb_dom_dfs_in (enum cdi_direction dir, basic_block bb)
951 {
952   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
953   struct et_node *n = bb->dom[dir_index];
954
955   gcc_assert (dom_computed[dir_index] == DOM_OK);
956   return n->dfs_num_in;
957 }
958
959 /* Returns the exit dfs number for basic block BB, in the direction DIR.  */
960
961 unsigned
962 bb_dom_dfs_out (enum cdi_direction dir, basic_block bb)
963 {
964   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
965   struct et_node *n = bb->dom[dir_index];
966
967   gcc_assert (dom_computed[dir_index] == DOM_OK);
968   return n->dfs_num_out;
969 }
970
971 /* Verify invariants of dominator structure.  */
972 void
973 verify_dominators (enum cdi_direction dir)
974 {
975   int err = 0;
976   basic_block bb;
977
978   gcc_assert (dom_info_available_p (dir));
979
980   FOR_EACH_BB (bb)
981     {
982       basic_block dom_bb;
983       basic_block imm_bb;
984
985       dom_bb = recount_dominator (dir, bb);
986       imm_bb = get_immediate_dominator (dir, bb);
987       if (dom_bb != imm_bb)
988         {
989           if ((dom_bb == NULL) || (imm_bb == NULL))
990             error ("dominator of %d status unknown", bb->index);
991           else
992             error ("dominator of %d should be %d, not %d",
993                    bb->index, dom_bb->index, imm_bb->index);
994           err = 1;
995         }
996     }
997
998   if (dir == CDI_DOMINATORS)
999     {
1000       FOR_EACH_BB (bb)
1001         {
1002           if (!dominated_by_p (dir, bb, ENTRY_BLOCK_PTR))
1003             {
1004               error ("ENTRY does not dominate bb %d", bb->index);
1005               err = 1;
1006             }
1007         }
1008     }
1009
1010   gcc_assert (!err);
1011 }
1012
1013 /* Determine immediate dominator (or postdominator, according to DIR) of BB,
1014    assuming that dominators of other blocks are correct.  We also use it to
1015    recompute the dominators in a restricted area, by iterating it until it
1016    reaches a fixed point.  */
1017
1018 basic_block
1019 recount_dominator (enum cdi_direction dir, basic_block bb)
1020 {
1021   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
1022   basic_block dom_bb = NULL;
1023   edge e;
1024   edge_iterator ei;
1025
1026   gcc_assert (dom_computed[dir_index]);
1027
1028   if (dir == CDI_DOMINATORS)
1029     {
1030       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1031         {
1032           /* Ignore the predecessors that either are not reachable from
1033              the entry block, or whose dominator was not determined yet.  */
1034           if (!dominated_by_p (dir, e->src, ENTRY_BLOCK_PTR))
1035             continue;
1036
1037           if (!dominated_by_p (dir, e->src, bb))
1038             dom_bb = nearest_common_dominator (dir, dom_bb, e->src);
1039         }
1040     }
1041   else
1042     {
1043       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1044         {
1045           if (!dominated_by_p (dir, e->dest, bb))
1046             dom_bb = nearest_common_dominator (dir, dom_bb, e->dest);
1047         }
1048     }
1049
1050   return dom_bb;
1051 }
1052
1053 /* Iteratively recount dominators of BBS. The change is supposed to be local
1054    and not to grow further.  */
1055 void
1056 iterate_fix_dominators (enum cdi_direction dir, basic_block *bbs, int n)
1057 {
1058   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
1059   int i, changed = 1;
1060   basic_block old_dom, new_dom;
1061
1062   gcc_assert (dom_computed[dir_index]);
1063
1064   for (i = 0; i < n; i++)
1065     set_immediate_dominator (dir, bbs[i], NULL);
1066
1067   while (changed)
1068     {
1069       changed = 0;
1070       for (i = 0; i < n; i++)
1071         {
1072           old_dom = get_immediate_dominator (dir, bbs[i]);
1073           new_dom = recount_dominator (dir, bbs[i]);
1074           if (old_dom != new_dom)
1075             {
1076               changed = 1;
1077               set_immediate_dominator (dir, bbs[i], new_dom);
1078             }
1079         }
1080     }
1081
1082   for (i = 0; i < n; i++)
1083     gcc_assert (get_immediate_dominator (dir, bbs[i]));
1084 }
1085
1086 void
1087 add_to_dominance_info (enum cdi_direction dir, basic_block bb)
1088 {
1089   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
1090
1091   gcc_assert (dom_computed[dir_index]);
1092   gcc_assert (!bb->dom[dir_index]);
1093
1094   n_bbs_in_dom_tree[dir_index]++;
1095   
1096   bb->dom[dir_index] = et_new_tree (bb);
1097
1098   if (dom_computed[dir_index] == DOM_OK)
1099     dom_computed[dir_index] = DOM_NO_FAST_QUERY;
1100 }
1101
1102 void
1103 delete_from_dominance_info (enum cdi_direction dir, basic_block bb)
1104 {
1105   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
1106
1107   gcc_assert (dom_computed[dir_index]);
1108
1109   et_free_tree (bb->dom[dir_index]);
1110   bb->dom[dir_index] = NULL;
1111   n_bbs_in_dom_tree[dir_index]--;
1112
1113   if (dom_computed[dir_index] == DOM_OK)
1114     dom_computed[dir_index] = DOM_NO_FAST_QUERY;
1115 }
1116
1117 /* Returns the first son of BB in the dominator or postdominator tree
1118    as determined by DIR.  */
1119
1120 basic_block
1121 first_dom_son (enum cdi_direction dir, basic_block bb)
1122 {
1123   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
1124   struct et_node *son = bb->dom[dir_index]->son;
1125
1126   return son ? son->data : NULL;
1127 }
1128
1129 /* Returns the next dominance son after BB in the dominator or postdominator
1130    tree as determined by DIR, or NULL if it was the last one.  */
1131
1132 basic_block
1133 next_dom_son (enum cdi_direction dir, basic_block bb)
1134 {
1135   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
1136   struct et_node *next = bb->dom[dir_index]->right;
1137
1138   return next->father->son == next ? NULL : next->data;
1139 }
1140
1141 /* Return dominance availability for dominance info DIR.  */
1142
1143 enum dom_state
1144 dom_info_state (enum cdi_direction dir)
1145 {
1146   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
1147
1148   return dom_computed[dir_index];
1149 }
1150
1151 /* Set the dominance availability for dominance info DIR to NEW_STATE.  */
1152
1153 void
1154 set_dom_info_availability (enum cdi_direction dir, enum dom_state new_state)
1155 {
1156   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
1157
1158   dom_computed[dir_index] = new_state;
1159 }
1160
1161 /* Returns true if dominance information for direction DIR is available.  */
1162
1163 bool
1164 dom_info_available_p (enum cdi_direction dir)
1165 {
1166   unsigned int dir_index = dom_convert_dir_to_idx (dir);
1167
1168   return dom_computed[dir_index] != DOM_NONE;
1169 }
1170
1171 void
1172 debug_dominance_info (enum cdi_direction dir)
1173 {
1174   basic_block bb, bb2;
1175   FOR_EACH_BB (bb)
1176     if ((bb2 = get_immediate_dominator (dir, bb)))
1177       fprintf (stderr, "%i %i\n", bb->index, bb2->index);
1178 }