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C++
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#pragma once
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#include "Pass.h" // 包含 Pass 框架
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#include "IR.h" // 包含 IR 定义
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#include <map>
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#include <set>
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#include <vector>
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#include <algorithm>
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#include <functional>
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namespace sysy {
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// 支配树分析结果类
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class DominatorTree : public AnalysisResultBase {
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public:
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DominatorTree(Function* F);
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// 获取指定基本块的所有支配者
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const std::set<BasicBlock*>* getDominators(BasicBlock* BB) const;
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// 获取指定基本块的即时支配者 (Immediate Dominator)
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BasicBlock* getImmediateDominator(BasicBlock* BB) const;
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// 获取指定基本块的支配边界 (Dominance Frontier)
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const std::set<BasicBlock*>* getDominanceFrontier(BasicBlock* BB) const;
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// 获取指定基本块在支配树中的子节点
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const std::set<BasicBlock*>* getDominatorTreeChildren(BasicBlock* BB) const;
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// 额外的 Getter：获取所有支配者、即时支配者和支配边界的完整映射（可选，主要用于调试或特定场景）
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const std::map<BasicBlock*, std::set<BasicBlock*>>& getDominatorsMap() const { return Dominators; }
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const std::map<BasicBlock*, BasicBlock*>& getIDomsMap() const { return IDoms; }
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const std::map<BasicBlock*, std::set<BasicBlock*>>& getDominanceFrontiersMap() const { return DominanceFrontiers; }
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// 计算所有基本块的支配者集合
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void computeDominators(Function* F);
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// 计算所有基本块的即时支配者（内部使用 Lengauer-Tarjan 算法）
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void computeIDoms(Function* F);
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// 计算所有基本块的支配边界
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void computeDominanceFrontiers(Function* F);
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// 计算支配树的结构（即每个节点的直接子节点）
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void computeDominatorTreeChildren(Function* F);
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private:
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// 与该支配树关联的函数
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Function* AssociatedFunction;
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std::map<BasicBlock*, std::set<BasicBlock*>> Dominators; // 每个基本块的支配者集合
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std::map<BasicBlock*, BasicBlock*> IDoms; // 每个基本块的即时支配者
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std::map<BasicBlock*, std::set<BasicBlock*>> DominanceFrontiers; // 每个基本块的支配边界
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std::map<BasicBlock*, std::set<BasicBlock*>> DominatorTreeChildren; // 支配树中每个基本块的子节点
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// ==========================================================
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// Lengauer-Tarjan 算法内部所需的数据结构和辅助函数
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// 这些成员是私有的，以封装 LT 算法的复杂性并避免命名空间污染
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// DFS 遍历相关：
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std::map<BasicBlock*, int> dfnum_map; // 存储每个基本块的 DFS 编号
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std::vector<BasicBlock*> vertex_vec; // 通过 DFS 编号反向查找对应的基本块指针
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std::map<BasicBlock*, BasicBlock*> parent_map; // 存储 DFS 树中每个基本块的父节点
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int df_counter; // DFS 计数器，也代表 DFS 遍历的总节点数 (N)
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// 半支配者 (Semi-dominator) 相关：
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std::map<BasicBlock*, BasicBlock*> sdom_map; // 存储每个基本块的半支配者
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std::map<BasicBlock*, BasicBlock*> idom_map; // 存储每个基本块的即时支配者 (IDom)
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std::map<BasicBlock*, std::vector<BasicBlock*>> bucket_map; // 桶结构，用于存储具有相同半支配者的节点，以延迟 IDom 计算
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// 并查集 (Union-Find) 相关（用于 evalAndCompress 函数）：
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std::map<BasicBlock*, BasicBlock*> ancestor_map; // 并查集中的父节点（用于路径压缩）
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std::map<BasicBlock*, BasicBlock*> label_map; // 并查集中，每个集合的代表节点（或其路径上 sdom 最小的节点）
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// ==========================================================
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// 辅助计算函数 (私有)
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// ==========================================================
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// 计算基本块的逆后序遍历 (Reverse Post Order, RPO) 顺序
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// RPO 用于优化支配者计算和 LT 算法的效率
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std::vector<BasicBlock*> computeReversePostOrder(Function* F);
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// Lengauer-Tarjan 算法特定的辅助 DFS 函数
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// 用于初始化 dfnum_map, vertex_vec, parent_map
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void dfs_lt_helper(BasicBlock* u);
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// 结合了并查集的 Find 操作和 LT 算法的 Eval 操作
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// 用于在路径压缩时更新 label，找到路径上 sdom 最小的节点
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BasicBlock* evalAndCompress_lt_helper(BasicBlock* i);
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// 并查集的 Link 操作
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// 将 v_child 挂载到 u_parent 的并查集树下
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void link_lt_helper(BasicBlock* u_parent, BasicBlock* v_child);
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};
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// 支配树分析遍
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class DominatorTreeAnalysisPass : public AnalysisPass {
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public:
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// 唯一的 Pass ID
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static void *ID;
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DominatorTreeAnalysisPass() : AnalysisPass("DominatorTreeAnalysis", Pass::Granularity::Function) {}
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// 实现 getPassID
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void* getPassID() const override { return &ID; }
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bool runOnFunction(Function* F, AnalysisManager &AM) override;
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std::unique_ptr<AnalysisResultBase> getResult() override;
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private:
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std::unique_ptr<DominatorTree> CurrentDominatorTree;
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};
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} // namespace sysy
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