New function: dominate-p
[jscl.git] / experimental / compiler.lisp
index 388157f..49ed56e 100644 (file)
@@ -25,7 +25,7 @@
 ;;;; Random Common Lisp code useful to use here and there. 
 
 (defmacro with-gensyms ((&rest vars) &body body)
-  `(let ,(mapcar (lambda (var) `(,var (gensym ,(string var)))) vars)
+  `(let ,(mapcar (lambda (var) `(,var (gensym ,(concatenate 'string (string var) "-")))) vars)
      ,@body))
 
 (defun singlep (x)
   (assert (singlep x))
   (first x))
 
+(defun generic-printer (x stream)
+  (print-unreadable-object (x stream :type t :identity t)))
+
+;;; A generic counter mechanism. IDs are used generally for debugging
+;;; purposes. You can bind *counter-alist* to NIL to reset the
+;;; counters in a dynamic extent.
+(defvar *counter-alist* nil)
+(defun generate-id (class)
+  (let ((e (assoc class *counter-alist*)))
+    (if e
+        (incf (cdr e))
+        (prog1 1
+          (push (cons class 1) *counter-alist*)))))
+
 
 ;;;; Intermediate representation structures
 ;;;;
 
 ;;; A lambda expression. Why do we name it `functional'? Well,
 ;;; function is reserved by the ANSI, isn't it?
-(defstruct (functional (:include leaf))
+(defstruct (functional (:include leaf) (:print-object generic-printer))
   ;; The symbol which names this function in the source code or null
   ;; if we do not know or it is an anonymous function.
   name
   arguments
   return-lvar
-  entry-point)
+  component)
 
 ;;; An abstract place where the result of a computation is stored and
 ;;; it can be referenced from other nodes, so lvars are responsible
 ;;; for keeping the necessary information of the nested structure of
 ;;; the code in this plain representation.
 (defstruct lvar
-  (id (gensym "$")))
+  (id (generate-id 'lvar)))
 
 ;;; A base structure for every single computation. Most of the
 ;;; computations are valued.
-(defstruct node
+(defstruct (node (:print-object generic-printer))
   ;; The next and the prev slots are the next nodes and the previous
   ;; node in the basic block sequence respectively.
   next prev
   variable
   value)
 
-;;; Call the lvar FUNCTION with a list of lvars as ARGUMENTS.
-(defstruct (call (:include node))
-  function
+;;; A base node to function calls with a list of lvar as ARGUMENTS.
+(defstruct (combination (:include node) (:constructor))
   arguments)
 
+;;; A function call to the ordinary Lisp function in the lvar FUNCTION.
+(defstruct (call (:include combination))
+  function)
+
+;;; A function call to the primitive FUNCTION.
+(defstruct (primitive-call (:include combination))
+  function)
+
+
 ;;; A conditional branch. If the LVAR is not NIL, then we will jump to
 ;;; the basic block CONSEQUENT, jumping to ALTERNATIVE otherwise. By
 ;;; definition, a conditional must appear at the end of a basic block.
   alternative)
 
 
+
 ;;; Blocks are `basic block`. Basic blocks are organized as a control
 ;;; flow graph with some more information in omponents.
 (defstruct (basic-block
              (:conc-name "BLOCK-")
              (:constructor make-block)
-             (:predicate block-p))
-  (id (gensym "L"))
-  ;; List of successors and predecessors of this basic block.
+             (:predicate block-p)
+             (:print-object generic-printer))
+  (id (generate-id 'basic-block))
+  ;; List of successors and predecessors of this basic block. They are
+  ;; null only for deleted blocks and component's entry and exit.
   succ pred
   ;; The sentinel nodes of the sequence.
-  entry exit)
+  entry exit
+  ;; The component where the basic block belongs to.
+  component
+  ;; The order in the reverse post ordering of the blocks.
+  order
+  ;; A bit-vector representing the set of dominators. See the function
+  ;; `compute-dominators' to know how to use it properly.
+  dominators%
+  ;; Arbitrary data which could be necessary to keep during IR
+  ;; processing.
+  data)
 
 ;;; Sentinel nodes in the control flow graph of basic blocks.
 (defstruct (component-entry (:include basic-block)))
 (defstruct (component-exit (:include basic-block)))
 
-;;; Return a fresh empty basic block.
-(defun make-empty-block ()
-  (let ((entry (make-block-entry))
-        (exit (make-block-exit)))
-    (setf (node-next entry) exit
-          (node-prev exit) entry)
-    (make-block :entry entry :exit exit)))
-
 ;;; Return T if B is an empty basic block and NIL otherwise.
 (defun empty-block-p (b)
   (block-exit-p (node-next (block-entry b))))
 
+(defun boundary-block-p (block)
+  (or (component-entry-p block)
+      (component-exit-p block)))
+
 ;;; Iterate across the nodes in a basic block forward.
 (defmacro do-nodes
     ((node block &optional result &key include-sentinel-p) &body body)
   (values))
 
 
+;;; Components are connected pieces of the control flow graph of
+;;; basic blocks with some additional information. Components have
+;;; well-defined entry and exit nodes. It is the toplevel
+;;; organizational entity in the compiler. The IR translation result
+;;; is accumulated into components incrementally.
+(defstruct (component (:print-object generic-printer))
+  (id (generate-id 'component))
+  name
+  entry
+  exit
+  functions
+  ;; TODO: Replace with a flags slot for indicate what
+  ;; analysis/transformations have been carried out.
+  reverse-post-order-p
+  blocks)
+
+;;; The current component.
+(defvar *component*)
+
+;;; Create a new fresh empty basic block in the current component.
+(defun make-empty-block ()
+  (let ((entry (make-block-entry))
+        (exit (make-block-exit)))
+    (link-nodes entry exit)
+    (let ((block (make-block :entry entry :exit exit :component *component*)))
+      (push block (component-blocks *component*))
+      block)))
+
+;;; Create a new component with an empty basic block, ready to start
+;;; conversion to IR. It returns the component and the basic block as
+;;; multiple values.
+(defun make-empty-component (&optional name)
+  (let ((*component* (make-component :name name)))
+    (let ((entry (make-component-entry :component *component*))
+          (exit (make-component-exit :component *component*))
+          (block (make-empty-block)))
+      (setf (block-succ entry) (list block)
+            (block-pred exit)  (list block)
+            (block-succ block) (list exit)
+            (block-pred block) (list entry)
+            (component-entry *component*) entry
+            (component-exit  *component*) exit)
+      (values *component* block))))
+
+;;; A few consistency checks in the IR useful for catching bugs.
+(defun check-ir-consistency (&optional (component *component*))
+  (with-simple-restart (continue "Continue execution")
+    (dolist (block (component-blocks component))
+      (dolist (succ (block-succ block))
+        (unless (find block (block-pred succ))
+          (error "The block `~S' does not belong to the predecessors list of the its successor `~S'"
+                 block succ))
+        (unless (or (boundary-block-p succ) (find succ (component-blocks component)))
+          (error "Block `~S' is reachable from its predecessor `~S' but it is not in the component `~S'"
+                 succ block component)))
+      (dolist (pred (block-pred block))
+        (unless (find block (block-succ pred))
+          (error "The block `~S' does not belong to the successors' list of its predecessor `~S'"
+                 block pred))
+        (unless (or (boundary-block-p pred) (find pred (component-blocks component)))
+          (error "Block `~S' is reachable from its sucessor `~S' but it is not in the component `~S'"
+                 pred block component))))))
+
+;;; Prepare a new component with a current empty block ready to start
+;;; IR conversion bound in the current cursor. BODY is evaluated and
+;;; the value of the last form is returned.
+(defmacro with-component-compilation ((&optional name) &body body)
+  (with-gensyms (block)
+    `(multiple-value-bind (*component* ,block)
+         (make-empty-component ,name)
+       (let ((*cursor* (cursor :block ,block)))
+         ,@body))))
+
+;;; Call function for each reachable block in component in
+;;; post-order. The consequences are unspecified if a block is
+;;; FUNCTION modifies a block which has not been processed yet.
+(defun map-postorder-blocks (function component)
+  (let ((seen nil))
+    (labels ((compute-from (block)
+               (unless (or (component-exit-p block) (find block seen))
+                 (push block seen)
+                 (dolist (successor (block-succ block))
+                   (unless (component-exit-p block)
+                     (compute-from successor)))
+                 (funcall function block))))
+      (compute-from (unlist (block-succ (component-entry component))))
+      nil)))
+
+;;; Change all the predecessors of BLOCK to precede NEW-BLOCK
+;;; instead. As consequence, BLOCK becomes unreachable.
+(defun replace-block (block new-block)
+  (let ((predecessors (block-pred block)))
+    (setf (block-pred block) nil)
+    (dolist (pred predecessors)
+      (pushnew pred (block-pred new-block))
+      (setf (block-succ pred) (substitute new-block block (block-succ pred)))
+      (unless (component-entry-p pred)
+        (let ((last-node (node-prev (block-exit pred))))
+          (when (conditional-p last-node)
+            (macrolet ((replacef (place)
+                         `(setf ,place (if (eq block ,place) new-block ,place))))
+              (replacef (conditional-consequent last-node))
+              (replacef (conditional-alternative last-node)))))))))
+
+(defun delete-block (block)
+  (when (boundary-block-p block)
+    (error "Cannot delete entry or exit basic blocks."))
+  (unless (singlep (block-succ block))
+    (error "Cannot delete a basic block with multiple successors."))
+  (let ((successor (unlist (block-succ block))))
+    (replace-block block successor)
+    ;; At this point, block is unreachable, however we could have
+    ;; backreferences to it from its successors. Let's get rid of
+    ;; them.
+    (setf (block-pred successor) (remove block (block-pred successor)))
+    (setf (block-succ block) nil)))
+
 
 ;;;; Cursors
 ;;;;
 (defun cursor (&key (block (current-block))
                  (before nil before-p)
                  (after nil after-p))
-  (when (or (component-entry-p block) (component-exit-p block))
+  (when (boundary-block-p block)
     (error "Invalid cursor on special entry/exit basic block."))
   ;; Handle special values :ENTRY and :EXIT.
   (flet ((node-designator (x)
 
 ;;; Insert NODE at cursor.
 (defun insert-node (node &optional (cursor *cursor*))
-  ;; After if? wrong!
   (link-nodes (node-prev (cursor-next cursor)) node)
   (link-nodes node (cursor-next cursor))
   t)
          (newblock (make-block :entry newentry
                                :exit exit
                                :pred (list block)
-                               :succ (block-succ block))))
+                               :succ (block-succ block)
+                               :component *component*)))
     (insert-node newexit)
     (insert-node newentry)
     (setf (node-next newexit)  nil)
     (dolist (succ (block-succ newblock))
       (setf (block-pred succ) (substitute newblock block (block-pred succ))))
     (set-cursor :block block :before newexit)
+    (push newblock (component-blocks *component*))
     newblock))
 
 ;;; Split the block at CURSOR if it is in the middle of it. The cursor
     (split-block cursor)))
 
 
-;;;; Components
-;;;;
-;;;; Components are connected pieces of the control flow graph of
-;;;; basic blocks with some additional information. Components have
-;;;; well-defined entry and exit nodes. It is the toplevel
-;;;; organizational entity in the compiler. The IR translation result
-;;;; is accumulated into components incrementally.
-(defstruct (component #-jscl (:print-object print-component))
-  entry
-  exit)
-
-;;; Create a new component with an empty basic block, ready to start
-;;; conversion to IR. It returns the component and the basic block as
-;;; multiple values.
-(defun make-empty-component ()
-  (let ((entry (make-component-entry))
-        (block (make-empty-block))
-        (exit (make-component-exit)))
-    (setf (block-succ entry)  (list block)
-          (block-pred exit)   (list block)
-          (block-succ block) (list exit)
-          (block-pred block) (list entry))
-    (values (make-component :entry entry :exit exit) block)))
-
-;;; Return the list of blocks in COMPONENT, conveniently sorted.
-(defun component-blocks (component)
-  (let ((seen nil)
-        (output nil))
-    (labels ((compute-rdfo-from (block)
-               (unless (or (component-exit-p block) (find block seen))
-                 (push block seen)
-                 (dolist (successor (block-succ block))
-                   (unless (component-exit-p block)
-                     (compute-rdfo-from successor)))
-                 (push block output))))
-      (compute-rdfo-from (unlist (block-succ (component-entry component))))
-      output)))
-
-;;; Iterate across different blocks in COMPONENT.
-(defmacro do-blocks ((block component &optional result) &body body)
-  `(dolist (,block (component-blocks ,component) ,result)
-     ,@body))
-
-(defmacro do-blocks-backward ((block component &optional result) &body body)
-  `(dolist (,block (reverse (component-blocks ,component)) ,result)
-     ,@body))
-
-
-;;; A few consistency checks in the IR useful for catching bugs.
-(defun check-ir-consistency (component)
-  (with-simple-restart (continue "Continue execution")
-    (do-blocks (block component)
-      (dolist (succ (block-succ block))
-        (unless (find block (block-pred succ))
-          (error "The block `~S' does not belong to the predecessors list of the its successor `~S'"
-                 (block-id block)
-                 (block-id succ))))
-      (dolist (pred (block-pred block))
-        (unless (find block (block-succ pred))
-          (error "The block `~S' does not belong to the successors' list of its predecessor `~S'"
-                 (block-id block)
-                 (block-id pred)))))))
-
-
 ;;;; Lexical environment
 ;;;;
 ;;;; It keeps an association between names and the IR entities. It is
 (defstruct binding
   name namespace type value)
 
-(defvar *lexenv*)
+(defvar *lexenv* nil)
 
 (defun find-binding (name namespace)
   (find-if (lambda (b)
 ;;;; that is the `ir-convert' function, which dispatches to IR
 ;;;; translators. This function ss intended to do the initial
 ;;;; conversion as well as insert new IR code during optimizations.
-;;;;
-;;;; The function `ir-complete' will coalesce basic blocks in a
-;;;; component to generate proper maximal basic blocks.
-
-;;; The current component. We accumulate the results of the IR
-;;; conversion in this component.
-(defvar *component*)
 
 ;;; A alist of IR translator functions.
 (defvar *ir-translator* nil)
 ;;; unique successor, and so it should be when the translator returns.
 (defmacro define-ir-translator (name lambda-list &body body)
   (check-type name symbol)
-  (let ((fname (intern (format nil "IR-CONVERT-~a" (string name))))
-        (result (gensym))
-        (form (gensym)))
-    `(progn
-       (defun ,fname (,form ,result)
-         (flet ((result-lvar () ,result))
-           (declare (ignorable (function result-lvar)))
-           (destructuring-bind ,lambda-list ,form
-             ,@body)))
-       (push (cons ',name #',fname) *ir-translator*))))
+  (let ((fname (intern (format nil "IR-CONVERT-~a" (string name)))))
+    (with-gensyms (result form)
+      `(progn
+         (defun ,fname (,form ,result)
+           (flet ((result-lvar () ,result))
+             (declare (ignorable (function result-lvar)))
+             (destructuring-bind ,lambda-list ,form
+               ,@body)))
+         (push (cons ',name #',fname) *ir-translator*)))))
 
 ;;; Return the unique successor of the current block. If it is not
 ;;; unique signal an error.
   (ir-convert-constant form (result-lvar)))
 
 (define-ir-translator setq (variable value)
-  (let ((var (make-var :name variable))
-        (value-lvar (make-lvar)))
-    (ir-convert value value-lvar)
-    (let ((assign (make-assignment :variable var :value value-lvar :lvar (result-lvar))))
-      (insert-node assign))))
+  (let ((b (find-binding variable 'variable)))
+    (cond
+      (b
+       (let ((var (make-var :name variable))
+             (value-lvar (make-lvar)))
+         (ir-convert value value-lvar)
+         (let ((assign (make-assignment :variable var :value value-lvar :lvar (result-lvar))))
+           (insert-node assign))))
+      (t
+       (ir-convert `(set ',variable ,value) (result-lvar))))))
 
 (define-ir-translator progn (&body body)
   (mapc #'ir-convert (butlast body))
     (set-cursor :block join-block)))
 
 (define-ir-translator block (name &body body)
-  (push-binding name 'block (cons (next-block) (result-lvar)))
-  (ir-convert `(progn ,@body) (result-lvar)))
+  (let ((new (split-block)))
+    (push-binding name 'block (cons (next-block) (result-lvar)))
+    (ir-convert `(progn ,@body) (result-lvar))
+    (set-cursor :block new)))
 
 (define-ir-translator return-from (name &optional value)
   (let ((binding
       ;; block in a alist in TAG-BLOCKS.
       (let ((*cursor* *cursor*))
         (dolist (tag tags)
-          (set-cursor :block (split-block))
+          (setq *cursor* (cursor :block (split-block)))
           (push-binding tag 'tag (current-block))
           (if (assoc tag tag-blocks)
               (error "Duplicated tag `~S' in tagbody." tag)
       (set-cursor :block dummy))))
 
 
+(defun ir-convert-functoid (result name arguments &rest body)
+  (let ((component)
+        (return-lvar (make-lvar)))
+    (with-component-compilation (name)
+      (ir-convert `(progn ,@body) return-lvar)
+      (ir-normalize)
+      (setq component *component*))
+    (let ((functional
+           (make-functional
+            :name name
+            :arguments arguments
+            :component component
+            :return-lvar return-lvar)))
+      (push functional (component-functions *component*))
+      (insert-node (make-ref :leaf functional :lvar result)))))
+
+(define-ir-translator function (name)
+  (if (atom name)
+      (ir-convert `(symbol-function ,name) (result-lvar))
+      (ecase (car name)
+        ((lambda named-lambda)
+         (let ((desc (cdr name)))
+           (when (eq 'lambda (car name))
+             (push nil desc))
+           (apply #'ir-convert-functoid (result-lvar) desc)))
+        (setf))))
+
 (defun ir-convert-var (form result)
-  (let* ((leaf (make-var :name form)))
-    (insert-node (make-ref :leaf leaf :lvar result))))
+  (let ((binds (find-binding form 'variable)))
+    (if binds
+        (insert-node (make-ref :leaf (binding-value binds) :lvar result))
+        (ir-convert `(symbol-value ',form) result))))
 
 (defun ir-convert-call (form result)
   (destructuring-bind (function &rest args) form
     (let ((func-lvar (make-lvar))
           (args-lvars nil))
-      (when (symbolp function)
-        (ir-convert `(%symbol-function ,function) func-lvar))
+      ;; Argument list
       (dolist (arg args)
         (let ((arg-lvar (make-lvar)))
           (push arg-lvar args-lvars)
           (ir-convert arg arg-lvar)))
       (setq args-lvars (reverse args-lvars))
-      (let ((call (make-call :function func-lvar :arguments args-lvars :lvar result)))
-        (insert-node call)))))
-
-;;; Convert the Lisp expression FORM into IR before the NEXT node, it
-;;; may create new basic blocks into the current component. RESULT is
-;;; the lvar representing the result of the computation or null if the
-;;; value should be discarded. The IR is inserted at *CURSOR*.
+      ;; Funcall
+      (if (find-primitive function)
+          (insert-node (make-primitive-call
+                        :function (find-primitive function)
+                        :arguments args-lvars
+                        :lvar result))
+          (progn
+            (ir-convert `(symbol-function ,function) func-lvar)
+            (insert-node (make-call :function func-lvar
+                                    :arguments args-lvars
+                                    :lvar result)))))))
+
+;;; Convert the Lisp expression FORM, it may create new basic
+;;; blocks. RESULT is the lvar representing the result of the
+;;; computation or null if the value should be discarded. The IR is
+;;; inserted at *CURSOR*.
 (defun ir-convert (form &optional result (*cursor* *cursor*))
   ;; Rebinding the lexical environment here we make sure that the
   ;; lexical information introduced by FORM is just available for
     (values)))
 
 
-;;; Prepare a new component with a current empty block ready to start
-;;; IR conversion bound in the current cursor. BODY is evaluated and
-;;; the value of the last form is returned.
-(defmacro with-component-compilation (&body body)
-  (let ((block (gensym)))
-    `(multiple-value-bind (*component* ,block)
-         (make-empty-component)
-       (let ((*cursor* (cursor :block ,block))
-             (*lexenv* nil))
-         ,@body))))
-
-;;; Change all the predecessors of BLOCK to precede NEW-BLOCK instead.
-(defun replace-block (block new-block)
-  (let ((predecessors (block-pred block)))
-    (setf (block-pred new-block) (union (block-pred new-block) predecessors))
-    (dolist (pred predecessors)
-      (setf (block-succ pred) (substitute new-block block (block-succ pred)))
-      (unless (component-entry-p pred)
-        (let ((last-node (node-prev (block-exit pred))))
-          (when (conditional-p last-node)
-            (macrolet ((replacef (place)
-                         `(setf ,place (if (eq block ,place) new-block ,place))))
-              (replacef (conditional-consequent last-node))
-              (replacef (conditional-alternative last-node)))))))))
-
-(defun delete-empty-block (block)
-  (when (or (component-entry-p block) (component-exit-p block))
-    (error "Cannot delete entry or exit basic blocks."))
-  (unless (empty-block-p block)
-    (error "Block `~S' is not empty!" (block-id block)))
-  (replace-block block (unlist (block-succ block))))
+;;;; IR Normalization
+;;;;
+;;;; IR as generated by `ir-convert' or after some transformations is
+;;;; not appropiated. Here, we remove unreachable and empty blocks and
+;;;; coallesce blocks when it is possible.
 
 ;;; Try to coalesce BLOCK with the successor if it is unique and block
 ;;; is its unique predecessor.
       (when (and (not (component-exit-p succ)) (singlep (block-pred succ)))
         (link-nodes (node-prev (block-exit block))
                     (node-next (block-entry succ)))
+        (setf (block-exit block) (block-exit succ))
         (setf (block-succ block) (block-succ succ))
         (dolist (next (block-succ succ))
           (setf (block-pred next) (substitute block succ (block-pred next))))
+        (setf (block-succ succ) nil
+              (block-pred succ) nil)
         t))))
 
-(defun ir-complete (&optional (component *component*))
-  (do-blocks-backward (block component)
-    (maybe-coalesce-block block)
-    (when (empty-block-p block)
-      (delete-empty-block block))))
+;;; Normalize a component. This function must be called after a batch
+;;; of modifications to the flowgraph of the component to make sure it
+;;; is a valid input for the possible optimizations and the backend.
+(defun ir-normalize (&optional (component *component*))
+  ;; Initialize blocks as unreachables and remove empty basic blocks.
+  (dolist (block (component-blocks component))
+    (setf (block-data block) 'unreachable))
+  ;; Coalesce and mark blocks as reachable.
+  (map-postorder-blocks
+   (lambda (block)
+     (maybe-coalesce-block block)
+     (setf (block-data block) 'reachable))
+   component)
+  (let ((block-list nil))
+    (dolist (block (component-blocks component))
+      (cond
+        ;; If the block is unreachable, but it is predeces a reachable
+        ;; one, then break the link between them. So we discard it
+        ;; from the flowgraph.
+        ((eq (block-data block) 'unreachable)
+         (setf (block-succ block) nil)
+         (dolist (succ (block-succ block))
+           (when (eq (block-data succ) 'reachable)
+             (remove block (block-pred succ)))))
+        ;; Delete empty blocks
+        ((empty-block-p block)
+         (delete-block block))
+        ;; The rest of blocks remain in the component.
+        (t
+         (push block block-list))))
+    (setf (component-blocks component) block-list))
+  (check-ir-consistency))
+
+
+;;;; IR Analysis
+;;;;
+;;;; Once IR conversion has been finished. We do some analysis of the
+;;;; component to produce information which is useful for both
+;;;; optimizations and code generation. Indeed, we provide some
+;;;; abstractions to use this information.
+
+(defun compute-reverse-post-order (component)
+  (let ((output nil)
+        (count 0))
+    (flet ((add-block-to-list (block)
+             (push block output)
+             (setf (block-order block) (incf count))))
+      (map-postorder-blocks #'add-block-to-list component))
+    (setf (component-reverse-post-order-p component) t)
+    (setf (component-blocks component) output)))
+
+;;; Iterate across blocks in COMPONENT in reverse post order.
+(defmacro do-blocks-forward ((block component &optional result) &body body)
+  (with-gensyms (g!component)
+    `(let ((,g!component ,component))
+       (dolist (,block (if (component-reverse-post-order-p ,g!component)
+                           (component-blocks ,g!component)
+                           (error "reverse post order was not computed yet."))
+                 ,result)
+         ,@body))))
+
+;;; Iterate across blocks in COMPONENT in post order.
+(defmacro do-blocks-backward ((block component &optional result) &body body)
+  (with-gensyms (g!component)
+    `(let ((,g!component ,component))
+       (dolist (,block (if (component-reverse-post-order-p ,g!component)
+                           (reverse (component-blocks ,g!component))
+                           (error "reverse post order was not computed yet."))
+                 ,result)
+         ,@body))))
 
+(defun compute-dominators (component)
+  ;; Initialize the dominators of the entry to the component to be
+  ;; empty and the power set of the set of blocks for proper basic
+  ;; blocks in the component.
+  (let ((n (length (component-blocks component))))
+    ;; The component entry special block has not predecessors in the
+    ;; set of (proper) basic blocks.
+    (setf (block-dominators% (component-entry component))
+          (make-array n :element-type 'bit :initial-element 0))
+    (dolist (block (component-blocks component))
+      (setf (block-dominators% block) (make-array n :element-type 'bit :initial-element 1))))
+  ;; Iterate across the blocks in the component removing non domintors
+  ;; until it reaches a fixed point.
+  (do ((i 0 0)
+       (iteration 0 (1+ iteration))
+       (changes t))
+      ((not changes))
+    (setf changes nil)
+    (do-blocks-forward (block component)
+      (let* ((predecessors (block-pred block)))
+        (bit-and (block-dominators% block) (block-dominators% (first predecessors)) t)
+        (dolist (pred (rest predecessors))
+          (bit-and (block-dominators% block) (block-dominators% pred) t))
+        (setf (aref (block-dominators% block) i) 1)
+        (setf changes (or changes (not (equal (block-dominators% block) (block-dominators% block)))))
+        (incf i)))))
+
+;;; Return T if BLOCK1 dominates BLOCK2, else return NIL.
+(defun dominate-p (block1 block2)
+  (let ((order (block-order block1)))
+    (= 1 (aref (block-dominators% block2) order))))
+
+
+;;;; IR Debugging
+;;;;
+;;;; This section provides a function `/print' which write a textual
+;;;; representation of a component to the standard output. Also, a
+;;;; `/ir' macro is provided, which takes a form, convert it to IR and
+;;;; then print the component as above.  They are useful commands if
+;;;; you are hacking the front-end of the compiler.
+;;;; 
+
+(defun format-block-name (block)
+  (cond
+    ((eq block (unlist (block-succ (component-entry (block-component block)))))
+     (format nil "ENTRY-~a" (component-id (block-component block))))
+    ((component-exit-p block)
+     (format nil "EXIT-~a" (component-id (block-component block))))
+    (t
+     (format nil "BLOCK ~a" (block-id block)))))
 
-;;; IR Debugging
 
 (defun print-node (node)
   (when (node-lvar node)
-    (format t "~a = " (lvar-id (node-lvar node))))
+    (format t "$~a = " (lvar-id (node-lvar node))))
   (cond
     ((ref-p node)
      (let ((leaf (ref-leaf node)))
          ((constant-p leaf)
           (format t "'~s" (constant-value leaf)))
          ((functional-p leaf)
-          (format t "#<function ~a at ~a>"
-                  (functional-name leaf)
-                  (functional-entry-point leaf))))))
+          (format t "#<function ~a>" (functional-name leaf))))))
     ((assignment-p node)
-     (format t "set ~a ~a"
+     (format t "set ~a $~a"
              (var-name (assignment-variable node))
              (lvar-id (assignment-value node))))
+    ((primitive-call-p node)
+     (format t "primitive ~a" (primitive-name (primitive-call-function node)))
+     (dolist (arg (primitive-call-arguments node))
+       (format t " $~a" (lvar-id arg))))
     ((call-p node)
-     (format t "call ~a" (lvar-id (call-function node)))
+     (format t "call $~a" (lvar-id (call-function node)))
      (dolist (arg (call-arguments node))
-       (format t " ~a" (lvar-id arg))))
+       (format t " $~a" (lvar-id arg))))
     ((conditional-p node)
-     (format t "if ~a ~a ~a"
+     (format t "if $~a then ~a else ~a~%"
              (lvar-id (conditional-test node))
-             (block-id (conditional-consequent node))
-             (block-id (conditional-alternative node))))
+             (format-block-name (conditional-consequent node))
+             (format-block-name (conditional-alternative node))))
     (t
      (error "`print-node' does not support printing ~S as a node." node)))
   (terpri))
 
 (defun print-block (block)
-  (flet ((block-name (block)
-           (cond
-             ((and (singlep (block-pred block))
-                   (component-entry-p (unlist (block-pred block))))
-              "ENTRY")
-             ((component-exit-p block)
-              "EXIT")
-             (t (string (block-id block))))))
-    (format t "BLOCK ~a:~%" (block-name block))
-    (do-nodes (node block)
-      (print-node node))
-    (when (singlep (block-succ block))
-      (format t "GO ~a~%" (block-name (first (block-succ block)))))
-    (terpri)))
-
-(defun print-component (component &optional (stream *standard-output*))
+  (write-line (format-block-name block))
+  (do-nodes (node block)
+    (print-node node))
+  (when (singlep (block-succ block))
+    (format t "GO ~a~%~%" (format-block-name (unlist (block-succ block))))))
+
+(defun /print (component &optional (stream *standard-output*))
+  (format t ";;; COMPONENT ~a (~a) ~%~%" (component-name component) (component-id component))
   (let ((*standard-output* stream))
-    (do-blocks (block component)
-      (print-block block))))
+    (do-blocks-forward (block component)
+      (print-block block)))
+  (format t ";;; END COMPONENT ~a ~%~%" (component-name component))
+  (let ((*standard-output* stream))
+    (dolist (func (component-functions component))
+      (/print (functional-component func)))))
 
 ;;; Translate FORM into IR and print a textual repreresentation of the
 ;;; component.
-(defun describe-ir (form &optional (complete t))
-  (with-component-compilation
-    (ir-convert form (make-lvar :id "$out"))
-    (when complete (ir-complete))
-    (check-ir-consistency *component*)
-    (print-component *component*)))
+(defun convert-toplevel-and-print (form)
+  (let ((*counter-alist* nil))
+    (with-component-compilation ('toplevel)
+      (ir-convert form (make-lvar :id "out"))
+      (ir-normalize)
+      (compute-reverse-post-order *component*)
+      (/print *component*)
+      *component*)))
+
+(defmacro /ir (form)
+  `(convert-toplevel-and-print ',form))
+
+
+
+;;;; Primitives
+;;;;
+;;;; Primitive functions are a set of functions provided by the
+;;;; compiler. They cannot usually be written in terms of other
+;;;; functions. When the compiler tries to compile a function call, it
+;;;; looks for a primitive function firstly, and if it is found and
+;;;; the declarations allow it, a primitive call is inserted in the
+;;;; IR. The back-end of the compiler knows how to compile primitive
+;;;; calls.
+;;;; 
+
+(defvar *primitive-function-table* nil)
+
+(defstruct primitive
+  name)
+
+(defmacro define-primitive (name args &body body)
+  (declare (ignore args body))
+  `(push (make-primitive :name ',name)
+         *primitive-function-table*))
+
+(defun find-primitive (name)
+  (find name *primitive-function-table* :key #'primitive-name))
+
+(define-primitive symbol-function (symbol))
+(define-primitive symbol-value (symbol))
+(define-primitive set (symbol value))
+(define-primitive fset (symbol value))
 
+(define-primitive + (&rest numbers))
+(define-primitive - (number &rest other-numbers))
 
+(define-primitive consp (x))
+(define-primitive cons (x y))
+(define-primitive car (x))
+(define-primitive cdr (x))
 
 
 ;;; compiler.lisp ends here