a9e6178927baaa5dfe26f2b20fdec65f6cc91448
[IRC.git] / Robust / src / Analysis / Disjoint / DisjointAnalysis.java
1 package Analysis.Disjoint;
2
3 import Analysis.CallGraph.*;
4 import Analysis.Liveness;
5 import Analysis.ArrayReferencees;
6 import Analysis.OoOJava.RBlockRelationAnalysis;
7 import Analysis.OoOJava.RBlockStatusAnalysis;
8 import IR.*;
9 import IR.Flat.*;
10 import IR.Tree.Modifiers;
11 import java.util.*;
12 import java.io.*;
13
14
15 public class DisjointAnalysis {
16         
17           ///////////////////////////////////////////
18           //
19           //  Public interface to discover possible
20           //  aliases in the program under analysis
21           //
22           ///////////////////////////////////////////
23         
24           public HashSet<AllocSite>
25           getFlaggedAllocationSitesReachableFromTask(TaskDescriptor td) {
26             checkAnalysisComplete();
27             return getFlaggedAllocationSitesReachableFromTaskPRIVATE(td);
28           }
29           
30           public AllocSite getAllocationSiteFromFlatNew(FlatNew fn) {
31                     checkAnalysisComplete();
32                     return getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE(fn);
33            }      
34           
35           public AllocSite getAllocationSiteFromHeapRegionNodeID(Integer id) {
36                     checkAnalysisComplete();
37                     return mapHrnIdToAllocSite.get(id);
38           }
39           
40           public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
41               int paramIndex1,
42               int paramIndex2) {
43                   checkAnalysisComplete();
44                   ReachGraph rg=mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
45                   FlatMethod fm=state.getMethodFlat(taskOrMethod);
46                   assert(rg != null);
47                   return rg.mayReachSharedObjects(fm, paramIndex1, paramIndex2);
48           }
49           
50         public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
51                         int paramIndex, AllocSite alloc) {
52                 checkAnalysisComplete();
53                 ReachGraph rg = mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
54             FlatMethod fm=state.getMethodFlat(taskOrMethod);
55                 assert (rg != null);
56                 return rg.mayReachSharedObjects(fm, paramIndex, alloc);
57         }
58
59         public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
60                         AllocSite alloc, int paramIndex) {
61                 checkAnalysisComplete();
62                 ReachGraph rg  = mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
63                 FlatMethod fm=state.getMethodFlat(taskOrMethod);
64                 assert (rg != null);
65                 return rg.mayReachSharedObjects(fm, paramIndex, alloc);
66         }
67
68         public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
69                         AllocSite alloc1, AllocSite alloc2) {
70                 checkAnalysisComplete();
71                 ReachGraph rg  = mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
72                 assert (rg != null);
73                 return rg.mayReachSharedObjects(alloc1, alloc2);
74         }
75         
76         public String prettyPrintNodeSet(Set<HeapRegionNode> s) {
77                 checkAnalysisComplete();
78
79                 String out = "{\n";
80
81                 Iterator<HeapRegionNode> i = s.iterator();
82                 while (i.hasNext()) {
83                         HeapRegionNode n = i.next();
84
85                         AllocSite as = n.getAllocSite();
86                         if (as == null) {
87                                 out += "  " + n.toString() + ",\n";
88                         } else {
89                                 out += "  " + n.toString() + ": " + as.toStringVerbose()
90                                                 + ",\n";
91                         }
92                 }
93
94                 out += "}\n";
95                 return out;
96         }
97         
98   // use the methods given above to check every possible sharing class
99   // between task parameters and flagged allocation sites reachable
100   // from the task
101   public void writeAllSharing(String outputFile, 
102                               String timeReport,
103                               String justTime,
104                               boolean tabularOutput,
105                               int numLines
106                               )
107     throws java.io.IOException {
108     checkAnalysisComplete();
109
110     BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(outputFile));
111
112     if (!tabularOutput) {
113       bw.write("Conducting ownership analysis with allocation depth = "
114                + allocationDepth + "\n");
115       bw.write(timeReport + "\n");
116     }
117
118     int numSharing = 0;
119
120     // look through every task for potential sharing
121     Iterator taskItr = state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();
122     while (taskItr.hasNext()) {
123       TaskDescriptor td = (TaskDescriptor) taskItr.next();
124
125       if (!tabularOutput) {
126         bw.write("\n---------" + td + "--------\n");
127       }
128
129       HashSet<AllocSite> allocSites = getFlaggedAllocationSitesReachableFromTask(td);
130
131       Set<HeapRegionNode> common;
132
133       // for each task parameter, check for sharing classes with
134       // other task parameters and every allocation site
135       // reachable from this task
136       boolean foundSomeSharing = false;
137
138       FlatMethod fm = state.getMethodFlat(td);
139       for (int i = 0; i < fm.numParameters(); ++i) {
140
141         // skip parameters with types that cannot reference
142         // into the heap
143         if( !shouldAnalysisTrack( fm.getParameter( i ).getType() ) ) {
144           continue;
145         }
146                           
147         // for the ith parameter check for sharing classes to all
148         // higher numbered parameters
149         for (int j = i + 1; j < fm.numParameters(); ++j) {
150
151           // skip parameters with types that cannot reference
152           // into the heap
153           if( !shouldAnalysisTrack( fm.getParameter( j ).getType() ) ) {
154             continue;
155           }
156
157
158           common = hasPotentialSharing(td, i, j);
159           if (!common.isEmpty()) {
160             foundSomeSharing = true;
161             ++numSharing;
162             if (!tabularOutput) {
163               bw.write("Potential sharing between parameters " + i
164                        + " and " + j + ".\n");
165               bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
166             }
167           }
168         }
169
170         // for the ith parameter, check for sharing classes against
171         // the set of allocation sites reachable from this
172         // task context
173         Iterator allocItr = allocSites.iterator();
174         while (allocItr.hasNext()) {
175           AllocSite as = (AllocSite) allocItr.next();
176           common = hasPotentialSharing(td, i, as);
177           if (!common.isEmpty()) {
178             foundSomeSharing = true;
179             ++numSharing;
180             if (!tabularOutput) {
181               bw.write("Potential sharing between parameter " + i
182                        + " and " + as.getFlatNew() + ".\n");
183               bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
184             }
185           }
186         }
187       }
188
189       // for each allocation site check for sharing classes with
190       // other allocation sites in the context of execution
191       // of this task
192       HashSet<AllocSite> outerChecked = new HashSet<AllocSite>();
193       Iterator allocItr1 = allocSites.iterator();
194       while (allocItr1.hasNext()) {
195         AllocSite as1 = (AllocSite) allocItr1.next();
196
197         Iterator allocItr2 = allocSites.iterator();
198         while (allocItr2.hasNext()) {
199           AllocSite as2 = (AllocSite) allocItr2.next();
200
201           if (!outerChecked.contains(as2)) {
202             common = hasPotentialSharing(td, as1, as2);
203
204             if (!common.isEmpty()) {
205               foundSomeSharing = true;
206               ++numSharing;
207               if (!tabularOutput) {
208                 bw.write("Potential sharing between "
209                          + as1.getFlatNew() + " and "
210                          + as2.getFlatNew() + ".\n");
211                 bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
212               }
213             }
214           }
215         }
216
217         outerChecked.add(as1);
218       }
219
220       if (!foundSomeSharing) {
221         if (!tabularOutput) {
222           bw.write("No sharing between flagged objects in Task " + td
223                    + ".\n");
224         }
225       }
226     }
227
228                 
229     if (tabularOutput) {
230       bw.write(" & " + numSharing + " & " + justTime + " & " + numLines
231                + " & " + numMethodsAnalyzed() + " \\\\\n");
232     } else {
233       bw.write("\nNumber sharing classes: "+numSharing);
234     }
235
236     bw.close();
237   }
238         
239   // this version of writeAllSharing is for Java programs that have no tasks
240   public void writeAllSharingJava(String outputFile, 
241                                   String timeReport,
242                                   String justTime,
243                                   boolean tabularOutput,
244                                   int numLines
245                                   )
246     throws java.io.IOException {
247     checkAnalysisComplete();
248
249     assert !state.TASK;
250
251     int numSharing = 0;
252
253     BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(outputFile));
254     
255     bw.write("Conducting disjoint reachability analysis with allocation depth = "
256              + allocationDepth + "\n");
257     bw.write(timeReport + "\n\n");
258
259     boolean foundSomeSharing = false;
260
261     Descriptor d = typeUtil.getMain();
262     HashSet<AllocSite> allocSites = getFlaggedAllocationSites(d);
263
264     // for each allocation site check for sharing classes with
265     // other allocation sites in the context of execution
266     // of this task
267     HashSet<AllocSite> outerChecked = new HashSet<AllocSite>();
268     Iterator allocItr1 = allocSites.iterator();
269     while (allocItr1.hasNext()) {
270       AllocSite as1 = (AllocSite) allocItr1.next();
271
272       Iterator allocItr2 = allocSites.iterator();
273       while (allocItr2.hasNext()) {
274         AllocSite as2 = (AllocSite) allocItr2.next();
275
276         if (!outerChecked.contains(as2)) {
277           Set<HeapRegionNode> common = hasPotentialSharing(d,
278                                                            as1, as2);
279
280           if (!common.isEmpty()) {
281             foundSomeSharing = true;
282             bw.write("Potential sharing between "
283                      + as1.getDisjointAnalysisId() + " and "
284                      + as2.getDisjointAnalysisId() + ".\n");
285             bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
286             ++numSharing;
287           }
288         }
289       }
290
291       outerChecked.add(as1);
292     }
293
294     if (!foundSomeSharing) {
295       bw.write("No sharing classes between flagged objects found.\n");
296     } else {
297       bw.write("\nNumber sharing classes: "+numSharing);
298     }
299
300     bw.write("Number of methods analyzed: "+numMethodsAnalyzed()+"\n");
301
302     bw.close();
303   }
304           
305   ///////////////////////////////////////////
306   //
307   // end public interface
308   //
309   ///////////////////////////////////////////
310
311   protected void checkAnalysisComplete() {
312     if( !analysisComplete ) {
313       throw new Error("Warning: public interface method called while analysis is running.");
314     }
315   } 
316
317
318   // run in faster mode, only when bugs wrung out!
319   public static boolean releaseMode;
320
321   // use command line option to set this, analysis
322   // should attempt to be deterministic
323   public static boolean determinismDesired;
324
325   // when we want to enforce determinism in the 
326   // analysis we need to sort descriptors rather
327   // than toss them in efficient sets, use this
328   public static DescriptorComparator dComp =
329     new DescriptorComparator();
330
331
332   // data from the compiler
333   public State            state;
334   public CallGraph        callGraph;
335   public Liveness         liveness;
336   public ArrayReferencees arrayReferencees;
337   public RBlockRelationAnalysis rblockRel;
338   public RBlockStatusAnalysis rblockStatus;
339   public TypeUtil         typeUtil;
340   public int              allocationDepth;
341
342   protected boolean doEffectsAnalysis = false;
343   protected EffectsAnalysis effectsAnalysis;
344   
345   // data structure for public interface
346   private Hashtable< Descriptor, HashSet<AllocSite> > 
347     mapDescriptorToAllocSiteSet;
348
349   
350   // for public interface methods to warn that they
351   // are grabbing results during analysis
352   private boolean analysisComplete;
353
354
355   // used to identify HeapRegionNode objects
356   // A unique ID equates an object in one
357   // ownership graph with an object in another
358   // graph that logically represents the same
359   // heap region
360   // start at 10 and increment to reserve some
361   // IDs for special purposes
362   static protected int uniqueIDcount = 10;
363
364
365   // An out-of-scope method created by the
366   // analysis that has no parameters, and
367   // appears to allocate the command line
368   // arguments, then invoke the source code's
369   // main method.  The purpose of this is to
370   // provide the analysis with an explicit
371   // top-level context with no parameters
372   protected MethodDescriptor mdAnalysisEntry;
373   protected FlatMethod       fmAnalysisEntry;
374
375   // main method defined by source program
376   protected MethodDescriptor mdSourceEntry;
377
378   // the set of task and/or method descriptors
379   // reachable in call graph
380   protected Set<Descriptor> 
381     descriptorsToAnalyze;
382
383   // current descriptors to visit in fixed-point
384   // interprocedural analysis, prioritized by
385   // dependency in the call graph
386   protected Stack<Descriptor>
387     descriptorsToVisitStack;
388   protected PriorityQueue<DescriptorQWrapper> 
389     descriptorsToVisitQ;
390   
391   // a duplication of the above structure, but
392   // for efficient testing of inclusion
393   protected HashSet<Descriptor> 
394     descriptorsToVisitSet;
395
396   // storage for priorities (doesn't make sense)
397   // to add it to the Descriptor class, just in
398   // this analysis
399   protected Hashtable<Descriptor, Integer> 
400     mapDescriptorToPriority;
401
402   // when analyzing a method and scheduling more:
403   // remember set of callee's enqueued for analysis
404   // so they can be put on top of the callers in
405   // the stack-visit mode
406   protected Set<Descriptor>
407     calleesToEnqueue;
408
409   // maps a descriptor to its current partial result
410   // from the intraprocedural fixed-point analysis--
411   // then the interprocedural analysis settles, this
412   // mapping will have the final results for each
413   // method descriptor
414   protected Hashtable<Descriptor, ReachGraph> 
415     mapDescriptorToCompleteReachGraph;
416
417   // maps a descriptor to its known dependents: namely
418   // methods or tasks that call the descriptor's method
419   // AND are part of this analysis (reachable from main)
420   protected Hashtable< Descriptor, Set<Descriptor> >
421     mapDescriptorToSetDependents;
422
423   // maps each flat new to one analysis abstraction
424   // allocate site object, these exist outside reach graphs
425   protected Hashtable<FlatNew, AllocSite>
426     mapFlatNewToAllocSite;
427
428   // maps intergraph heap region IDs to intergraph
429   // allocation sites that created them, a redundant
430   // structure for efficiency in some operations
431   protected Hashtable<Integer, AllocSite>
432     mapHrnIdToAllocSite;
433
434   // maps a method to its initial heap model (IHM) that
435   // is the set of reachability graphs from every caller
436   // site, all merged together.  The reason that we keep
437   // them separate is that any one call site's contribution
438   // to the IHM may changed along the path to the fixed point
439   protected Hashtable< Descriptor, Hashtable< FlatCall, ReachGraph > >
440     mapDescriptorToIHMcontributions;
441
442   // additionally, keep a mapping from descriptors to the
443   // merged in-coming initial context, because we want this
444   // initial context to be STRICTLY MONOTONIC
445   protected Hashtable<Descriptor, ReachGraph>
446     mapDescriptorToInitialContext;
447
448   // make the result for back edges analysis-wide STRICTLY
449   // MONOTONIC as well, but notice we use FlatNode as the
450   // key for this map: in case we want to consider other
451   // nodes as back edge's in future implementations
452   protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph>
453     mapBackEdgeToMonotone;
454
455
456   public static final String arrayElementFieldName = "___element_";
457   static protected Hashtable<TypeDescriptor, FieldDescriptor>
458     mapTypeToArrayField;
459
460   // for controlling DOT file output
461   protected boolean writeFinalDOTs;
462   protected boolean writeAllIncrementalDOTs;
463
464   // supporting DOT output--when we want to write every
465   // partial method result, keep a tally for generating
466   // unique filenames
467   protected Hashtable<Descriptor, Integer>
468     mapDescriptorToNumUpdates;
469   
470   //map task descriptor to initial task parameter 
471   protected Hashtable<Descriptor, ReachGraph>
472     mapDescriptorToReachGraph;
473
474   protected PointerMethod pm;
475
476   static protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph> fn2rg =
477     new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
478
479   private Hashtable<FlatCall, Descriptor> fc2enclosing;  
480
481
482   // allocate various structures that are not local
483   // to a single class method--should be done once
484   protected void allocateStructures() {
485     
486     if( determinismDesired ) {
487       // use an ordered set
488       descriptorsToAnalyze = new TreeSet<Descriptor>( dComp );      
489     } else {
490       // otherwise use a speedy hashset
491       descriptorsToAnalyze = new HashSet<Descriptor>();
492     }
493
494     mapDescriptorToCompleteReachGraph =
495       new Hashtable<Descriptor, ReachGraph>();
496
497     mapDescriptorToNumUpdates =
498       new Hashtable<Descriptor, Integer>();
499
500     mapDescriptorToSetDependents =
501       new Hashtable< Descriptor, Set<Descriptor> >();
502
503     mapFlatNewToAllocSite = 
504       new Hashtable<FlatNew, AllocSite>();
505
506     mapDescriptorToIHMcontributions =
507       new Hashtable< Descriptor, Hashtable< FlatCall, ReachGraph > >();
508
509     mapDescriptorToInitialContext =
510       new Hashtable<Descriptor, ReachGraph>();    
511
512     mapBackEdgeToMonotone =
513       new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
514     
515     mapHrnIdToAllocSite =
516       new Hashtable<Integer, AllocSite>();
517
518     mapTypeToArrayField = 
519       new Hashtable <TypeDescriptor, FieldDescriptor>();
520
521     if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
522         state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP 
523         ) {
524       descriptorsToVisitStack =
525         new Stack<Descriptor>();
526     }
527
528     if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
529       descriptorsToVisitQ =
530         new PriorityQueue<DescriptorQWrapper>();
531     }
532
533     descriptorsToVisitSet =
534       new HashSet<Descriptor>();
535
536     mapDescriptorToPriority =
537       new Hashtable<Descriptor, Integer>();
538     
539     calleesToEnqueue = 
540       new HashSet<Descriptor>();    
541
542     mapDescriptorToAllocSiteSet =
543         new Hashtable<Descriptor,    HashSet<AllocSite> >();
544     
545     mapDescriptorToReachGraph = 
546         new Hashtable<Descriptor, ReachGraph>();
547
548     pm = new PointerMethod();
549
550     fc2enclosing = new Hashtable<FlatCall, Descriptor>();
551   }
552
553
554
555   // this analysis generates a disjoint reachability
556   // graph for every reachable method in the program
557   public DisjointAnalysis( State            s,
558                            TypeUtil         tu,
559                            CallGraph        cg,
560                            Liveness         l,
561                            ArrayReferencees ar,
562                            RBlockRelationAnalysis rra,
563                            RBlockStatusAnalysis rsa
564                            ) {
565     init( s, tu, cg, l, ar, rra, rsa );
566   }
567   
568   protected void init( State            state,
569                        TypeUtil         typeUtil,
570                        CallGraph        callGraph,
571                        Liveness         liveness,
572                        ArrayReferencees arrayReferencees,
573                        RBlockRelationAnalysis rra,
574                        RBlockStatusAnalysis rsa
575                        ) {
576           
577     analysisComplete = false;
578     
579     this.state                   = state;
580     this.typeUtil                = typeUtil;
581     this.callGraph               = callGraph;
582     this.liveness                = liveness;
583     this.arrayReferencees        = arrayReferencees;
584     this.rblockRel               = rra;
585     this.rblockStatus         = rsa;
586
587     if( rblockRel != null ) {
588       doEffectsAnalysis = true;
589       effectsAnalysis   = new EffectsAnalysis();
590     }
591
592     this.allocationDepth         = state.DISJOINTALLOCDEPTH;
593     this.releaseMode             = state.DISJOINTRELEASEMODE;
594     this.determinismDesired      = state.DISJOINTDETERMINISM;
595
596     this.writeFinalDOTs          = state.DISJOINTWRITEDOTS && !state.DISJOINTWRITEALL;
597     this.writeAllIncrementalDOTs = state.DISJOINTWRITEDOTS &&  state.DISJOINTWRITEALL;
598
599     this.takeDebugSnapshots      = state.DISJOINTSNAPSYMBOL != null;
600     this.descSymbolDebug         = state.DISJOINTSNAPSYMBOL;
601     this.visitStartCapture       = state.DISJOINTSNAPVISITTOSTART;
602     this.numVisitsToCapture      = state.DISJOINTSNAPNUMVISITS;
603     this.stopAfterCapture        = state.DISJOINTSNAPSTOPAFTER;
604     this.snapVisitCounter        = 1; // count visits from 1 (user will write 1, means 1st visit)
605     this.snapNodeCounter         = 0; // count nodes from 0
606
607     assert
608       state.DISJOINTDVISITSTACK ||
609       state.DISJOINTDVISITPQUE  ||
610       state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP;
611     assert !(state.DISJOINTDVISITSTACK && state.DISJOINTDVISITPQUE);
612     assert !(state.DISJOINTDVISITSTACK && state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP);
613     assert !(state.DISJOINTDVISITPQUE  && state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP);
614             
615     // set some static configuration for ReachGraphs
616     ReachGraph.allocationDepth = allocationDepth;
617     ReachGraph.typeUtil        = typeUtil;
618
619     ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture
620       = state.DISJOINTDEBUGCALLVISITTOSTART;
621
622     ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture
623       = state.DISJOINTDEBUGCALLNUMVISITS;
624
625     ReachGraph.debugCallSiteStopAfter
626       = state.DISJOINTDEBUGCALLSTOPAFTER;
627
628     ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter 
629       = 0; // count visits from 1, is incremented before first visit
630     
631     
632
633     allocateStructures();
634
635     double timeStartAnalysis = (double) System.nanoTime();
636
637     // start interprocedural fixed-point computation
638     try {
639       analyzeMethods();
640     } catch( IOException e ) {
641       throw new Error( "IO Exception while writing disjointness analysis output." );
642     }
643
644     analysisComplete=true;
645
646     double timeEndAnalysis = (double) System.nanoTime();
647     double dt = (timeEndAnalysis - timeStartAnalysis)/(Math.pow( 10.0, 9.0 ) );
648     String treport = String.format( "The reachability analysis took %.3f sec.", dt );
649     String justtime = String.format( "%.2f", dt );
650     System.out.println( treport );
651
652     try {
653       if( writeFinalDOTs && !writeAllIncrementalDOTs ) {
654         writeFinalGraphs();      
655       }
656
657       if( state.DISJOINTWRITEIHMS ) {
658         writeFinalIHMs();
659       }
660
661       if( state.DISJOINTWRITEINITCONTEXTS ) {
662         writeInitialContexts();
663       }
664
665       if( state.DISJOINTALIASFILE != null ) {
666         if( state.TASK ) {
667           writeAllSharing(state.DISJOINTALIASFILE, treport, justtime, state.DISJOINTALIASTAB, state.lines);
668         } else {
669           writeAllSharingJava(state.DISJOINTALIASFILE, 
670                               treport, 
671                               justtime, 
672                               state.DISJOINTALIASTAB, 
673                               state.lines
674                               );
675         }
676       }
677     } catch( IOException e ) {
678       throw new Error( "IO Exception while writing disjointness analysis output." );
679     }
680
681     if( doEffectsAnalysis ) {
682       effectsAnalysis.writeEffects( "effects.txt" );
683     }
684   }
685
686
687   protected boolean moreDescriptorsToVisit() {
688     if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
689         state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
690         ) {
691       return !descriptorsToVisitStack.isEmpty();
692
693     } else if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
694       return !descriptorsToVisitQ.isEmpty();
695     }
696
697     throw new Error( "Neither descriptor visiting mode set" );
698   }
699
700
701   // fixed-point computation over the call graph--when a
702   // method's callees are updated, it must be reanalyzed
703   protected void analyzeMethods() throws java.io.IOException {  
704
705     // task or non-task (java) mode determines what the roots
706     // of the call chain are, and establishes the set of methods
707     // reachable from the roots that will be analyzed
708     
709     if( state.TASK ) {
710       System.out.println( "Bamboo mode..." );
711       
712       Iterator taskItr = state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();      
713       while( taskItr.hasNext() ) {
714         TaskDescriptor td = (TaskDescriptor) taskItr.next();
715         if( !descriptorsToAnalyze.contains( td ) ) {
716           // add all methods transitively reachable from the
717           // tasks as well
718           descriptorsToAnalyze.add( td );
719           descriptorsToAnalyze.addAll( callGraph.getAllMethods( td ) );
720         }         
721       }
722       
723     } else {
724       System.out.println( "Java mode..." );
725
726       // add all methods transitively reachable from the
727       // source's main to set for analysis
728       mdSourceEntry = typeUtil.getMain();
729       descriptorsToAnalyze.add( mdSourceEntry );
730       descriptorsToAnalyze.addAll( callGraph.getAllMethods( mdSourceEntry ) );
731       
732       // fabricate an empty calling context that will call
733       // the source's main, but call graph doesn't know
734       // about it, so explicitly add it
735       makeAnalysisEntryMethod( mdSourceEntry );
736       descriptorsToAnalyze.add( mdAnalysisEntry );
737     }
738
739
740     // now, depending on the interprocedural mode for visiting 
741     // methods, set up the needed data structures
742
743     if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
744     
745       // topologically sort according to the call graph so 
746       // leaf calls are last, helps build contexts up first
747       LinkedList<Descriptor> sortedDescriptors = 
748         topologicalSort( descriptorsToAnalyze );
749
750       // add sorted descriptors to priority queue, and duplicate
751       // the queue as a set for efficiently testing whether some
752       // method is marked for analysis
753       int p = 0;
754       Iterator<Descriptor> dItr;
755
756       // for the priority queue, give items at the head
757       // of the sorted list a low number (highest priority)
758       while( !sortedDescriptors.isEmpty() ) {
759         Descriptor d = sortedDescriptors.removeFirst();
760         mapDescriptorToPriority.put( d, new Integer( p ) );
761         descriptorsToVisitQ.add( new DescriptorQWrapper( p, d ) );
762         descriptorsToVisitSet.add( d );
763         ++p;
764       }
765
766     } else if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
767                state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP 
768                ) {
769       // if we're doing the stack scheme, just throw the root
770       // method or tasks on the stack
771       if( state.TASK ) {
772         Iterator taskItr = state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();      
773         while( taskItr.hasNext() ) {
774           TaskDescriptor td = (TaskDescriptor) taskItr.next();
775           descriptorsToVisitStack.add( td );
776           descriptorsToVisitSet.add( td );
777         }
778         
779       } else {
780         descriptorsToVisitStack.add( mdAnalysisEntry );
781         descriptorsToVisitSet.add( mdAnalysisEntry );
782       }
783
784     } else {
785       throw new Error( "Unknown method scheduling mode" );
786     }
787
788
789     // analyze scheduled methods until there are no more to visit
790     while( moreDescriptorsToVisit() ) {
791       Descriptor d = null;
792
793       if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
794           state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
795           ) {
796         d = descriptorsToVisitStack.pop();
797
798       } else if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
799         d = descriptorsToVisitQ.poll().getDescriptor();
800       }
801
802       assert descriptorsToVisitSet.contains( d );
803       descriptorsToVisitSet.remove( d );
804
805       // because the task or method descriptor just extracted
806       // was in the "to visit" set it either hasn't been analyzed
807       // yet, or some method that it depends on has been
808       // updated.  Recompute a complete reachability graph for
809       // this task/method and compare it to any previous result.
810       // If there is a change detected, add any methods/tasks
811       // that depend on this one to the "to visit" set.
812
813       System.out.println( "Analyzing " + d );
814
815       if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
816         assert calleesToEnqueue.isEmpty();
817       }
818
819       ReachGraph rg     = analyzeMethod( d );
820       ReachGraph rgPrev = getPartial( d );
821       
822       if( !rg.equals( rgPrev ) ) {
823         setPartial( d, rg );
824         
825         if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
826           System.out.println( "  complete graph changed, scheduling callers for analysis:" );
827         }
828
829         // results for d changed, so enqueue dependents
830         // of d for further analysis
831         Iterator<Descriptor> depsItr = getDependents( d ).iterator();
832         while( depsItr.hasNext() ) {
833           Descriptor dNext = depsItr.next();
834           enqueue( dNext );
835
836           if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
837             System.out.println( "    "+dNext );
838           }
839         }
840       }
841
842       // whether or not the method under analysis changed,
843       // we may have some callees that are scheduled for 
844       // more analysis, and they should go on the top of
845       // the stack now (in other method-visiting modes they
846       // are already enqueued at this point
847       if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
848         Iterator<Descriptor> depsItr = calleesToEnqueue.iterator();
849         while( depsItr.hasNext() ) {
850           Descriptor dNext = depsItr.next();
851           enqueue( dNext );
852         }
853         calleesToEnqueue.clear();
854       }     
855
856     }   
857   }
858
859   protected ReachGraph analyzeMethod( Descriptor d ) 
860     throws java.io.IOException {
861
862     // get the flat code for this descriptor
863     FlatMethod fm;
864     if( d == mdAnalysisEntry ) {
865       fm = fmAnalysisEntry;
866     } else {
867       fm = state.getMethodFlat( d );
868     }
869     pm.analyzeMethod( fm );
870
871     // intraprocedural work set
872     Set<FlatNode> flatNodesToVisit = new HashSet<FlatNode>();
873     flatNodesToVisit.add( fm );
874
875     // if determinism is desired by client, shadow the
876     // set with a queue to make visit order deterministic
877     Queue<FlatNode> flatNodesToVisitQ = null;
878     if( determinismDesired ) {
879       flatNodesToVisitQ = new LinkedList<FlatNode>();
880       flatNodesToVisitQ.add( fm );
881     }
882     
883     // mapping of current partial results
884     Hashtable<FlatNode, ReachGraph> mapFlatNodeToReachGraph =
885       new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
886
887     // the set of return nodes partial results that will be combined as
888     // the final, conservative approximation of the entire method
889     HashSet<FlatReturnNode> setReturns = new HashSet<FlatReturnNode>();
890
891     while( !flatNodesToVisit.isEmpty() ) {
892
893       FlatNode fn;      
894       if( determinismDesired ) {
895         assert !flatNodesToVisitQ.isEmpty();
896         fn = flatNodesToVisitQ.remove();
897       } else {
898         fn = flatNodesToVisit.iterator().next();
899       }
900       flatNodesToVisit.remove( fn );
901
902       // effect transfer function defined by this node,
903       // then compare it to the old graph at this node
904       // to see if anything was updated.
905
906       ReachGraph rg = new ReachGraph();
907       TaskDescriptor taskDesc;
908       if(fn instanceof FlatMethod && (taskDesc=((FlatMethod)fn).getTask())!=null){
909           if(mapDescriptorToReachGraph.containsKey(taskDesc)){
910                   // retrieve existing reach graph if it is not first time
911                   rg=mapDescriptorToReachGraph.get(taskDesc);
912           }else{
913                   // create initial reach graph for a task
914                   rg=createInitialTaskReachGraph((FlatMethod)fn);
915                   rg.globalSweep();
916                   mapDescriptorToReachGraph.put(taskDesc, rg);
917           }
918       }
919
920       // start by merging all node's parents' graphs
921       for( int i = 0; i < pm.numPrev(fn); ++i ) {
922         FlatNode pn = pm.getPrev(fn,i);
923         if( mapFlatNodeToReachGraph.containsKey( pn ) ) {
924           ReachGraph rgParent = mapFlatNodeToReachGraph.get( pn );
925           rg.merge( rgParent );
926         }
927       }
928       
929
930       if( takeDebugSnapshots && 
931           d.getSymbol().equals( descSymbolDebug ) 
932           ) {
933         debugSnapshot( rg, fn, true );
934       }
935
936
937       // modify rg with appropriate transfer function
938       rg = analyzeFlatNode( d, fm, fn, setReturns, rg );
939
940
941       if( takeDebugSnapshots && 
942           d.getSymbol().equals( descSymbolDebug ) 
943           ) {
944         debugSnapshot( rg, fn, false );
945         ++snapNodeCounter;
946       }
947           
948
949       // if the results of the new graph are different from
950       // the current graph at this node, replace the graph
951       // with the update and enqueue the children
952       ReachGraph rgPrev = mapFlatNodeToReachGraph.get( fn );
953       if( !rg.equals( rgPrev ) ) {
954         mapFlatNodeToReachGraph.put( fn, rg );
955
956         for( int i = 0; i < pm.numNext( fn ); i++ ) {
957           FlatNode nn = pm.getNext( fn, i );
958
959           flatNodesToVisit.add( nn );
960           if( determinismDesired ) {
961             flatNodesToVisitQ.add( nn );
962           }
963         }
964       }
965     }
966
967
968     // end by merging all return nodes into a complete
969     // reach graph that represents all possible heap
970     // states after the flat method returns
971     ReachGraph completeGraph = new ReachGraph();
972
973     assert !setReturns.isEmpty();
974     Iterator retItr = setReturns.iterator();
975     while( retItr.hasNext() ) {
976       FlatReturnNode frn = (FlatReturnNode) retItr.next();
977
978       assert mapFlatNodeToReachGraph.containsKey( frn );
979       ReachGraph rgRet = mapFlatNodeToReachGraph.get( frn );
980
981       completeGraph.merge( rgRet );
982     }
983
984
985     if( takeDebugSnapshots && 
986         d.getSymbol().equals( descSymbolDebug ) 
987         ) {
988       // increment that we've visited the debug snap
989       // method, and reset the node counter
990       System.out.println( "    @@@ debug snap at visit "+snapVisitCounter );
991       ++snapVisitCounter;
992       snapNodeCounter = 0;
993
994       if( snapVisitCounter == visitStartCapture + numVisitsToCapture && 
995           stopAfterCapture 
996           ) {
997         System.out.println( "!!! Stopping analysis after debug snap captures. !!!" );
998         System.exit( 0 );
999       }
1000     }
1001
1002
1003     return completeGraph;
1004   }
1005
1006   
1007   protected ReachGraph
1008     analyzeFlatNode( Descriptor              d,
1009                      FlatMethod              fmContaining,
1010                      FlatNode                fn,
1011                      HashSet<FlatReturnNode> setRetNodes,
1012                      ReachGraph              rg
1013                      ) throws java.io.IOException {
1014
1015     
1016     // any variables that are no longer live should be
1017     // nullified in the graph to reduce edges
1018     //rg.nullifyDeadVars( liveness.getLiveInTemps( fmContaining, fn ) );
1019
1020     /*
1021       if( doEffectsAnalysis &&  && fmContaining != fmAnalysisEntry
1022         rra.isEndOfRegion(fn)){
1023       rg.clearAccessibleVarSet();
1024       also need to clear stall mapping
1025     }
1026     */
1027           
1028     TempDescriptor  lhs;
1029     TempDescriptor  rhs;
1030     FieldDescriptor fld;
1031
1032     // use node type to decide what transfer function
1033     // to apply to the reachability graph
1034     switch( fn.kind() ) {
1035
1036     case FKind.FlatMethod: {
1037       // construct this method's initial heap model (IHM)
1038       // since we're working on the FlatMethod, we know
1039       // the incoming ReachGraph 'rg' is empty
1040
1041       Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers = 
1042         getIHMcontributions( d );
1043
1044       Set entrySet = heapsFromCallers.entrySet();
1045       Iterator itr = entrySet.iterator();
1046       while( itr.hasNext() ) {
1047         Map.Entry  me        = (Map.Entry)  itr.next();
1048         FlatCall   fc        = (FlatCall)   me.getKey();
1049         ReachGraph rgContrib = (ReachGraph) me.getValue();
1050
1051         assert fc.getMethod().equals( d );
1052
1053         rg.merge( rgContrib );
1054       }
1055
1056       // additionally, we are enforcing STRICT MONOTONICITY for the
1057       // method's initial context, so grow the context by whatever
1058       // the previously computed context was, and put the most
1059       // up-to-date context back in the map
1060       ReachGraph rgPrevContext = mapDescriptorToInitialContext.get( d );
1061       rg.merge( rgPrevContext );      
1062       mapDescriptorToInitialContext.put( d, rg );
1063
1064     } break;
1065       
1066     case FKind.FlatOpNode:
1067       FlatOpNode fon = (FlatOpNode) fn;
1068       if( fon.getOp().getOp() == Operation.ASSIGN ) {
1069         lhs = fon.getDest();
1070         rhs = fon.getLeft();
1071         rg.assignTempXEqualToTempY( lhs, rhs );
1072         
1073         if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1074           if(rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)){
1075             // x gets status of y
1076             if(rg.getAccessibleVar().contains(rhs)){
1077               rg.addAccessibleVar(lhs);
1078             }
1079           }    
1080         }
1081         
1082       }
1083       break;
1084
1085     case FKind.FlatCastNode:
1086       FlatCastNode fcn = (FlatCastNode) fn;
1087       lhs = fcn.getDst();
1088       rhs = fcn.getSrc();
1089
1090       TypeDescriptor td = fcn.getType();
1091       assert td != null;
1092       
1093       rg.assignTempXEqualToCastedTempY( lhs, rhs, td );
1094       break;
1095
1096     case FKind.FlatFieldNode:
1097       FlatFieldNode ffn = (FlatFieldNode) fn;
1098       lhs = ffn.getDst();
1099       rhs = ffn.getSrc();
1100       fld = ffn.getField();
1101
1102       if( shouldAnalysisTrack( fld.getType() ) ) {
1103         
1104         // before graph transform, possible inject
1105         // a stall-site taint
1106         if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1107
1108           if(rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)){
1109             // x=y.f, stall y if not accessible
1110             // contributes read effects on stall site of y
1111             if(!rg.isAccessible(rhs)) {
1112               rg.taintStallSite(fn, rhs);
1113             }
1114
1115             // after this, x and y are accessbile. 
1116             rg.addAccessibleVar(lhs);
1117             rg.addAccessibleVar(rhs);            
1118           }
1119         }
1120
1121         // transfer func
1122         rg.assignTempXEqualToTempYFieldF( lhs, rhs, fld );
1123
1124         // after transfer, use updated graph to
1125         // do effects analysis
1126         if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1127           effectsAnalysis.analyzeFlatFieldNode( rg, rhs, fld );          
1128         }
1129       }          
1130       break;
1131
1132     case FKind.FlatSetFieldNode:
1133       FlatSetFieldNode fsfn = (FlatSetFieldNode) fn;
1134       lhs = fsfn.getDst();
1135       fld = fsfn.getField();
1136       rhs = fsfn.getSrc();
1137
1138       if( shouldAnalysisTrack( fld.getType() ) ) {
1139
1140         // before transfer func, possibly inject
1141         // stall-site taints
1142         if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1143
1144           if(rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)){
1145             // x.y=f , stall x and y if they are not accessible
1146             // also contribute write effects on stall site of x
1147             if(!rg.isAccessible(lhs)) {
1148               rg.taintStallSite(fn, lhs);
1149             }
1150
1151             if(!rg.isAccessible(rhs)) {
1152               rg.taintStallSite(fn, rhs);
1153             }
1154
1155             // accessible status update
1156             rg.addAccessibleVar(lhs);
1157             rg.addAccessibleVar(rhs);            
1158           }
1159         }
1160
1161         // transfer func
1162         boolean strongUpdate = rg.assignTempXFieldFEqualToTempY( lhs, fld, rhs );
1163
1164         // use transformed graph to do effects analysis
1165         if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1166           effectsAnalysis.analyzeFlatSetFieldNode( rg, lhs, fld, strongUpdate );          
1167         }
1168       }           
1169       break;
1170
1171     case FKind.FlatElementNode:
1172       FlatElementNode fen = (FlatElementNode) fn;
1173       lhs = fen.getDst();
1174       rhs = fen.getSrc();
1175       if( shouldAnalysisTrack( lhs.getType() ) ) {
1176
1177         assert rhs.getType() != null;
1178         assert rhs.getType().isArray();
1179         
1180         TypeDescriptor  tdElement = rhs.getType().dereference();
1181         FieldDescriptor fdElement = getArrayField( tdElement );
1182   
1183         // before transfer func, possibly inject
1184         // stall-site taint
1185         if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1186           
1187           if(rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)){
1188             // x=y.f, stall y if not accessible
1189             // contributes read effects on stall site of y
1190             // after this, x and y are accessbile. 
1191             if(!rg.isAccessible(rhs)) {
1192               rg.taintStallSite(fn, rhs);
1193             }
1194
1195             rg.addAccessibleVar(lhs);
1196             rg.addAccessibleVar(rhs);            
1197           }
1198         }
1199
1200         // transfer func
1201         rg.assignTempXEqualToTempYFieldF( lhs, rhs, fdElement );
1202         
1203         // use transformed graph to do effects analysis
1204         if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1205           effectsAnalysis.analyzeFlatFieldNode( rg, rhs, fdElement );                    
1206         }
1207       }
1208       break;
1209
1210     case FKind.FlatSetElementNode:
1211       FlatSetElementNode fsen = (FlatSetElementNode) fn;
1212
1213       if( arrayReferencees.doesNotCreateNewReaching( fsen ) ) {
1214         // skip this node if it cannot create new reachability paths
1215         break;
1216       }
1217
1218       lhs = fsen.getDst();
1219       rhs = fsen.getSrc();
1220       if( shouldAnalysisTrack( rhs.getType() ) ) {
1221
1222         assert lhs.getType() != null;
1223         assert lhs.getType().isArray();
1224         
1225         TypeDescriptor  tdElement = lhs.getType().dereference();
1226         FieldDescriptor fdElement = getArrayField( tdElement );
1227
1228         // before transfer func, possibly inject
1229         // stall-site taints
1230         if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1231           
1232           if(rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)){
1233             // x.y=f , stall x and y if they are not accessible
1234             // also contribute write effects on stall site of x
1235             if(!rg.isAccessible(lhs)) {
1236               rg.taintStallSite(fn, lhs);
1237             }
1238
1239             if(!rg.isAccessible(rhs)) {
1240               rg.taintStallSite(fn, rhs);
1241             }
1242             
1243             // accessible status update
1244             rg.addAccessibleVar(lhs);
1245             rg.addAccessibleVar(rhs);            
1246           }
1247         }
1248
1249         // transfer func
1250         rg.assignTempXFieldFEqualToTempY( lhs, fdElement, rhs );
1251
1252         // use transformed graph to do effects analysis
1253         if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1254           effectsAnalysis.analyzeFlatSetFieldNode( rg, lhs, fdElement,
1255                                                    false );          
1256         }
1257       }
1258       break;
1259       
1260     case FKind.FlatNew:
1261       FlatNew fnn = (FlatNew) fn;
1262       lhs = fnn.getDst();
1263       if( shouldAnalysisTrack( lhs.getType() ) ) {
1264         AllocSite as = getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE( fnn );   
1265         rg.assignTempEqualToNewAlloc( lhs, as );
1266         
1267         if (doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry) {
1268           if (rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)) {
1269             // after creating new object, lhs is accessible
1270             rg.addAccessibleVar(lhs);
1271           }
1272         } 
1273         
1274       }
1275       break;
1276
1277     case FKind.FlatSESEEnterNode:
1278       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1279         FlatSESEEnterNode sese = (FlatSESEEnterNode) fn;
1280         rg.taintInSetVars( sese );                         
1281       }
1282       break;
1283
1284     case FKind.FlatSESEExitNode:
1285       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1286         FlatSESEExitNode fsexn = (FlatSESEExitNode) fn;
1287         rg.removeInContextTaints( fsexn.getFlatEnter() );
1288         // sese exit clears all mappings of accessible vars and stall sites
1289         // need to wipe out stall site taints
1290         rg.clearAccessibleVarSet();        
1291       }
1292       break;
1293
1294
1295     case FKind.FlatCall: {
1296       Descriptor mdCaller;
1297       if( fmContaining.getMethod() != null ){
1298         mdCaller = fmContaining.getMethod();
1299       } else {
1300         mdCaller = fmContaining.getTask();
1301       }      
1302       FlatCall         fc       = (FlatCall) fn;
1303       MethodDescriptor mdCallee = fc.getMethod();
1304       FlatMethod       fmCallee = state.getMethodFlat( mdCallee );
1305
1306
1307       boolean debugCallSite =
1308         mdCaller.getSymbol().equals( state.DISJOINTDEBUGCALLER ) &&
1309         mdCallee.getSymbol().equals( state.DISJOINTDEBUGCALLEE );
1310
1311       boolean writeDebugDOTs = false;
1312       boolean stopAfter      = false;
1313       if( debugCallSite ) {
1314         ++ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter;
1315         System.out.println( "    $$$ Debug call site visit "+
1316                             ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter+
1317                             " $$$"
1318                             );
1319         if( 
1320            (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter >= 
1321             ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture)  &&
1322            
1323            (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter < 
1324             ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture + 
1325             ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture)
1326             ) {
1327           writeDebugDOTs = true;
1328           System.out.println( "      $$$ Capturing this call site visit $$$" );
1329           if( ReachGraph.debugCallSiteStopAfter &&
1330               (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter == 
1331                ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture + 
1332                ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture - 1)
1333               ) {
1334             stopAfter = true;
1335           }
1336         }
1337       }
1338
1339
1340       // calculate the heap this call site can reach--note this is
1341       // not used for the current call site transform, we are
1342       // grabbing this heap model for future analysis of the callees,
1343       // so if different results emerge we will return to this site
1344       ReachGraph heapForThisCall_old = 
1345         getIHMcontribution( mdCallee, fc );
1346
1347       // the computation of the callee-reachable heap
1348       // is useful for making the callee starting point
1349       // and for applying the call site transfer function
1350       Set<Integer> callerNodeIDsCopiedToCallee = 
1351         new HashSet<Integer>();
1352
1353       ReachGraph heapForThisCall_cur = 
1354         rg.makeCalleeView( fc, 
1355                            fmCallee,
1356                            callerNodeIDsCopiedToCallee,
1357                            writeDebugDOTs
1358                            );
1359
1360       if( !heapForThisCall_cur.equals( heapForThisCall_old ) ) {        
1361         // if heap at call site changed, update the contribution,
1362         // and reschedule the callee for analysis
1363         addIHMcontribution( mdCallee, fc, heapForThisCall_cur );        
1364
1365         // map a FlatCall to its enclosing method/task descriptor 
1366         // so we can write that info out later
1367         fc2enclosing.put( fc, mdCaller );
1368
1369         if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
1370           System.out.println( "  context changed, scheduling callee: "+mdCallee );
1371         }
1372
1373         if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
1374           calleesToEnqueue.add( mdCallee );
1375         } else {
1376           enqueue( mdCallee );
1377         }
1378
1379       }
1380
1381       // the transformation for a call site should update the
1382       // current heap abstraction with any effects from the callee,
1383       // or if the method is virtual, the effects from any possible
1384       // callees, so find the set of callees...
1385       Set<MethodDescriptor> setPossibleCallees;
1386       if( determinismDesired ) {
1387         // use an ordered set
1388         setPossibleCallees = new TreeSet<MethodDescriptor>( dComp );        
1389       } else {
1390         // otherwise use a speedy hashset
1391         setPossibleCallees = new HashSet<MethodDescriptor>();
1392       }
1393
1394       if( mdCallee.isStatic() ) {        
1395         setPossibleCallees.add( mdCallee );
1396       } else {
1397         TypeDescriptor typeDesc = fc.getThis().getType();
1398         setPossibleCallees.addAll( callGraph.getMethods( mdCallee, 
1399                                                          typeDesc )
1400                                    );
1401       }
1402
1403       ReachGraph rgMergeOfEffects = new ReachGraph();
1404
1405       Iterator<MethodDescriptor> mdItr = setPossibleCallees.iterator();
1406       while( mdItr.hasNext() ) {
1407         MethodDescriptor mdPossible = mdItr.next();
1408         FlatMethod       fmPossible = state.getMethodFlat( mdPossible );
1409
1410         addDependent( mdPossible, // callee
1411                       d );        // caller
1412
1413         // don't alter the working graph (rg) until we compute a 
1414         // result for every possible callee, merge them all together,
1415         // then set rg to that
1416         ReachGraph rgCopy = new ReachGraph();
1417         rgCopy.merge( rg );             
1418                 
1419         ReachGraph rgEffect = getPartial( mdPossible );
1420
1421         if( rgEffect == null ) {
1422           // if this method has never been analyzed just schedule it 
1423           // for analysis and skip over this call site for now
1424           if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
1425             calleesToEnqueue.add( mdPossible );
1426           } else {
1427             enqueue( mdPossible );
1428           }
1429           
1430           if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
1431             System.out.println( "  callee hasn't been analyzed, scheduling: "+mdPossible );
1432           }
1433
1434
1435         } else {
1436           // calculate the method call transform         
1437           rgCopy.resolveMethodCall( fc, 
1438                                     fmPossible, 
1439                                     rgEffect,
1440                                     callerNodeIDsCopiedToCallee,
1441                                     writeDebugDOTs
1442                                     );
1443         }
1444         
1445         rgMergeOfEffects.merge( rgCopy );        
1446       }
1447
1448
1449       if( stopAfter ) {
1450         System.out.println( "$$$ Exiting after requested captures of call site. $$$" );
1451         System.exit( 0 );
1452       }
1453
1454
1455       // now that we've taken care of building heap models for
1456       // callee analysis, finish this transformation
1457       rg = rgMergeOfEffects;
1458     } break;
1459       
1460
1461     case FKind.FlatReturnNode:
1462       FlatReturnNode frn = (FlatReturnNode) fn;
1463       rhs = frn.getReturnTemp();
1464       if( rhs != null && shouldAnalysisTrack( rhs.getType() ) ) {
1465         rg.assignReturnEqualToTemp( rhs );
1466       }
1467       setRetNodes.add( frn );
1468       break;
1469
1470     } // end switch
1471
1472     
1473     // dead variables were removed before the above transfer function
1474     // was applied, so eliminate heap regions and edges that are no
1475     // longer part of the abstractly-live heap graph, and sweep up
1476     // and reachability effects that are altered by the reduction
1477     //rg.abstractGarbageCollect();
1478     //rg.globalSweep();
1479
1480
1481     // back edges are strictly monotonic
1482     if( pm.isBackEdge( fn ) ) {
1483       ReachGraph rgPrevResult = mapBackEdgeToMonotone.get( fn );
1484       rg.merge( rgPrevResult );
1485       mapBackEdgeToMonotone.put( fn, rg );
1486     }
1487     
1488     // at this point rg should be the correct update
1489     // by an above transfer function, or untouched if
1490     // the flat node type doesn't affect the heap
1491     return rg;
1492   }
1493
1494
1495   
1496   // this method should generate integers strictly greater than zero!
1497   // special "shadow" regions are made from a heap region by negating
1498   // the ID
1499   static public Integer generateUniqueHeapRegionNodeID() {
1500     ++uniqueIDcount;
1501     return new Integer( uniqueIDcount );
1502   }
1503
1504
1505   
1506   static public FieldDescriptor getArrayField( TypeDescriptor tdElement ) {
1507     FieldDescriptor fdElement = mapTypeToArrayField.get( tdElement );
1508     if( fdElement == null ) {
1509       fdElement = new FieldDescriptor( new Modifiers( Modifiers.PUBLIC ),
1510                                        tdElement,
1511                                        arrayElementFieldName,
1512                                        null,
1513                                        false );
1514       mapTypeToArrayField.put( tdElement, fdElement );
1515     }
1516     return fdElement;
1517   }
1518
1519   
1520   
1521   private void writeFinalGraphs() {
1522     Set entrySet = mapDescriptorToCompleteReachGraph.entrySet();
1523     Iterator itr = entrySet.iterator();
1524     while( itr.hasNext() ) {
1525       Map.Entry  me = (Map.Entry)  itr.next();
1526       Descriptor  d = (Descriptor) me.getKey();
1527       ReachGraph rg = (ReachGraph) me.getValue();
1528
1529       rg.writeGraph( "COMPLETE"+d,
1530                      true,    // write labels (variables)                
1531                      true,    // selectively hide intermediate temp vars 
1532                      true,    // prune unreachable heap regions          
1533                      false,   // hide reachability altogether
1534                      true,    // hide subset reachability states         
1535                      true,    // hide predicates
1536                      false ); // hide edge taints                        
1537     }
1538   }
1539
1540   private void writeFinalIHMs() {
1541     Iterator d2IHMsItr = mapDescriptorToIHMcontributions.entrySet().iterator();
1542     while( d2IHMsItr.hasNext() ) {
1543       Map.Entry                        me1 = (Map.Entry)                       d2IHMsItr.next();
1544       Descriptor                         d = (Descriptor)                      me1.getKey();
1545       Hashtable<FlatCall, ReachGraph> IHMs = (Hashtable<FlatCall, ReachGraph>) me1.getValue();
1546
1547       Iterator fc2rgItr = IHMs.entrySet().iterator();
1548       while( fc2rgItr.hasNext() ) {
1549         Map.Entry  me2 = (Map.Entry)  fc2rgItr.next();
1550         FlatCall   fc  = (FlatCall)   me2.getKey();
1551         ReachGraph rg  = (ReachGraph) me2.getValue();
1552                 
1553         rg.writeGraph( "IHMPARTFOR"+d+"FROM"+fc2enclosing.get( fc )+fc,
1554                        true,   // write labels (variables)
1555                        true,   // selectively hide intermediate temp vars
1556                        true,   // hide reachability altogether
1557                        true,   // prune unreachable heap regions
1558                        true,   // hide subset reachability states
1559                        false,  // hide predicates
1560                        true ); // hide edge taints
1561       }
1562     }
1563   }
1564
1565   private void writeInitialContexts() {
1566     Set entrySet = mapDescriptorToInitialContext.entrySet();
1567     Iterator itr = entrySet.iterator();
1568     while( itr.hasNext() ) {
1569       Map.Entry  me = (Map.Entry)  itr.next();
1570       Descriptor  d = (Descriptor) me.getKey();
1571       ReachGraph rg = (ReachGraph) me.getValue();
1572
1573       rg.writeGraph( "INITIAL"+d,
1574                      true,   // write labels (variables)                
1575                      true,   // selectively hide intermediate temp vars 
1576                      true,   // prune unreachable heap regions          
1577                      false,  // hide all reachability
1578                      true,   // hide subset reachability states         
1579                      true,   // hide predicates
1580                      false );// hide edge taints                        
1581     }
1582   }
1583    
1584
1585   protected ReachGraph getPartial( Descriptor d ) {
1586     return mapDescriptorToCompleteReachGraph.get( d );
1587   }
1588
1589   protected void setPartial( Descriptor d, ReachGraph rg ) {
1590     mapDescriptorToCompleteReachGraph.put( d, rg );
1591
1592     // when the flag for writing out every partial
1593     // result is set, we should spit out the graph,
1594     // but in order to give it a unique name we need
1595     // to track how many partial results for this
1596     // descriptor we've already written out
1597     if( writeAllIncrementalDOTs ) {
1598       if( !mapDescriptorToNumUpdates.containsKey( d ) ) {
1599         mapDescriptorToNumUpdates.put( d, new Integer( 0 ) );
1600       }
1601       Integer n = mapDescriptorToNumUpdates.get( d );
1602       
1603       rg.writeGraph( d+"COMPLETE"+String.format( "%05d", n ),
1604                      true,   // write labels (variables)
1605                      true,   // selectively hide intermediate temp vars
1606                      true,   // prune unreachable heap regions
1607                      false,  // hide all reachability
1608                      true,   // hide subset reachability states
1609                      false,  // hide predicates
1610                      false); // hide edge taints
1611       
1612       mapDescriptorToNumUpdates.put( d, n + 1 );
1613     }
1614   }
1615
1616
1617
1618   // return just the allocation site associated with one FlatNew node
1619   protected AllocSite getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE( FlatNew fnew ) {
1620
1621     if( !mapFlatNewToAllocSite.containsKey( fnew ) ) {
1622       AllocSite as = AllocSite.factory( allocationDepth, 
1623                                         fnew, 
1624                                         fnew.getDisjointId(),
1625                                         false
1626                                         );
1627
1628       // the newest nodes are single objects
1629       for( int i = 0; i < allocationDepth; ++i ) {
1630         Integer id = generateUniqueHeapRegionNodeID();
1631         as.setIthOldest( i, id );
1632         mapHrnIdToAllocSite.put( id, as );
1633       }
1634
1635       // the oldest node is a summary node
1636       as.setSummary( generateUniqueHeapRegionNodeID() );
1637
1638       mapFlatNewToAllocSite.put( fnew, as );
1639     }
1640
1641     return mapFlatNewToAllocSite.get( fnew );
1642   }
1643
1644
1645   public static boolean shouldAnalysisTrack( TypeDescriptor type ) {
1646     // don't track primitive types, but an array
1647     // of primitives is heap memory
1648     if( type.isImmutable() ) {
1649       return type.isArray();
1650     }
1651
1652     // everything else is an object
1653     return true;
1654   }
1655
1656   protected int numMethodsAnalyzed() {    
1657     return descriptorsToAnalyze.size();
1658   }
1659   
1660
1661   
1662   
1663   
1664   // Take in source entry which is the program's compiled entry and
1665   // create a new analysis entry, a method that takes no parameters
1666   // and appears to allocate the command line arguments and call the
1667   // source entry with them.  The purpose of this analysis entry is
1668   // to provide a top-level method context with no parameters left.
1669   protected void makeAnalysisEntryMethod( MethodDescriptor mdSourceEntry ) {
1670
1671     Modifiers mods = new Modifiers();
1672     mods.addModifier( Modifiers.PUBLIC );
1673     mods.addModifier( Modifiers.STATIC );
1674
1675     TypeDescriptor returnType = 
1676       new TypeDescriptor( TypeDescriptor.VOID );
1677
1678     this.mdAnalysisEntry = 
1679       new MethodDescriptor( mods,
1680                             returnType,
1681                             "analysisEntryMethod"
1682                             );
1683
1684     TempDescriptor cmdLineArgs = 
1685       new TempDescriptor( "args",
1686                           mdSourceEntry.getParamType( 0 )
1687                           );
1688
1689     FlatNew fn = 
1690       new FlatNew( mdSourceEntry.getParamType( 0 ),
1691                    cmdLineArgs,
1692                    false // is global 
1693                    );
1694     
1695     TempDescriptor[] sourceEntryArgs = new TempDescriptor[1];
1696     sourceEntryArgs[0] = cmdLineArgs;
1697     
1698     FlatCall fc = 
1699       new FlatCall( mdSourceEntry,
1700                     null, // dst temp
1701                     null, // this temp
1702                     sourceEntryArgs
1703                     );
1704
1705     FlatReturnNode frn = new FlatReturnNode( null );
1706
1707     FlatExit fe = new FlatExit();
1708
1709     this.fmAnalysisEntry = 
1710       new FlatMethod( mdAnalysisEntry, 
1711                       fe
1712                       );
1713
1714     this.fmAnalysisEntry.addNext( fn );
1715     fn.addNext( fc );
1716     fc.addNext( frn );
1717     frn.addNext( fe );
1718   }
1719
1720
1721   protected LinkedList<Descriptor> topologicalSort( Set<Descriptor> toSort ) {
1722
1723     Set<Descriptor> discovered;
1724
1725     if( determinismDesired ) {
1726       // use an ordered set
1727       discovered = new TreeSet<Descriptor>( dComp );      
1728     } else {
1729       // otherwise use a speedy hashset
1730       discovered = new HashSet<Descriptor>();
1731     }
1732
1733     LinkedList<Descriptor> sorted = new LinkedList<Descriptor>();
1734   
1735     Iterator<Descriptor> itr = toSort.iterator();
1736     while( itr.hasNext() ) {
1737       Descriptor d = itr.next();
1738           
1739       if( !discovered.contains( d ) ) {
1740         dfsVisit( d, toSort, sorted, discovered );
1741       }
1742     }
1743     
1744     return sorted;
1745   }
1746   
1747   // While we're doing DFS on call graph, remember
1748   // dependencies for efficient queuing of methods
1749   // during interprocedural analysis:
1750   //
1751   // a dependent of a method decriptor d for this analysis is:
1752   //  1) a method or task that invokes d
1753   //  2) in the descriptorsToAnalyze set
1754   protected void dfsVisit( Descriptor             d,
1755                            Set       <Descriptor> toSort,                        
1756                            LinkedList<Descriptor> sorted,
1757                            Set       <Descriptor> discovered ) {
1758     discovered.add( d );
1759     
1760     // only methods have callers, tasks never do
1761     if( d instanceof MethodDescriptor ) {
1762
1763       MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) d;
1764
1765       // the call graph is not aware that we have a fabricated
1766       // analysis entry that calls the program source's entry
1767       if( md == mdSourceEntry ) {
1768         if( !discovered.contains( mdAnalysisEntry ) ) {
1769           addDependent( mdSourceEntry,  // callee
1770                         mdAnalysisEntry // caller
1771                         );
1772           dfsVisit( mdAnalysisEntry, toSort, sorted, discovered );
1773         }
1774       }
1775
1776       // otherwise call graph guides DFS
1777       Iterator itr = callGraph.getCallerSet( md ).iterator();
1778       while( itr.hasNext() ) {
1779         Descriptor dCaller = (Descriptor) itr.next();
1780         
1781         // only consider callers in the original set to analyze
1782         if( !toSort.contains( dCaller ) ) {
1783           continue;
1784         }
1785           
1786         if( !discovered.contains( dCaller ) ) {
1787           addDependent( md,     // callee
1788                         dCaller // caller
1789                         );
1790
1791           dfsVisit( dCaller, toSort, sorted, discovered );
1792         }
1793       }
1794     }
1795     
1796     // for leaf-nodes last now!
1797     sorted.addLast( d );
1798   }
1799
1800
1801   protected void enqueue( Descriptor d ) {
1802
1803     if( !descriptorsToVisitSet.contains( d ) ) {
1804
1805       if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
1806           state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
1807           ) {
1808         descriptorsToVisitStack.add( d );
1809
1810       } else if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
1811         Integer priority = mapDescriptorToPriority.get( d );
1812         descriptorsToVisitQ.add( new DescriptorQWrapper( priority, 
1813                                                          d ) 
1814                                  );
1815       }
1816
1817       descriptorsToVisitSet.add( d );
1818     }
1819   }
1820
1821
1822   // a dependent of a method decriptor d for this analysis is:
1823   //  1) a method or task that invokes d
1824   //  2) in the descriptorsToAnalyze set
1825   protected void addDependent( Descriptor callee, Descriptor caller ) {
1826     Set<Descriptor> deps = mapDescriptorToSetDependents.get( callee );
1827     if( deps == null ) {
1828       deps = new HashSet<Descriptor>();
1829     }
1830     deps.add( caller );
1831     mapDescriptorToSetDependents.put( callee, deps );
1832   }
1833   
1834   protected Set<Descriptor> getDependents( Descriptor callee ) {
1835     Set<Descriptor> deps = mapDescriptorToSetDependents.get( callee );
1836     if( deps == null ) {
1837       deps = new HashSet<Descriptor>();
1838       mapDescriptorToSetDependents.put( callee, deps );
1839     }
1840     return deps;
1841   }
1842
1843   
1844   public Hashtable<FlatCall, ReachGraph> getIHMcontributions( Descriptor d ) {
1845
1846     Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers = 
1847       mapDescriptorToIHMcontributions.get( d );
1848     
1849     if( heapsFromCallers == null ) {
1850       heapsFromCallers = new Hashtable<FlatCall, ReachGraph>();
1851       mapDescriptorToIHMcontributions.put( d, heapsFromCallers );
1852     }
1853     
1854     return heapsFromCallers;
1855   }
1856
1857   public ReachGraph getIHMcontribution( Descriptor d, 
1858                                         FlatCall   fc
1859                                         ) {
1860     Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers = 
1861       getIHMcontributions( d );
1862
1863     if( !heapsFromCallers.containsKey( fc ) ) {
1864       return null;
1865     }
1866
1867     return heapsFromCallers.get( fc );
1868   }
1869
1870
1871   public void addIHMcontribution( Descriptor d,
1872                                   FlatCall   fc,
1873                                   ReachGraph rg
1874                                   ) {
1875     Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers = 
1876       getIHMcontributions( d );
1877
1878     heapsFromCallers.put( fc, rg );
1879   }
1880
1881
1882   private AllocSite createParameterAllocSite( ReachGraph     rg, 
1883                                               TempDescriptor tempDesc,
1884                                               boolean        flagRegions
1885                                               ) {
1886     
1887     FlatNew flatNew;
1888     if( flagRegions ) {
1889       flatNew = new FlatNew( tempDesc.getType(), // type
1890                              tempDesc,           // param temp
1891                              false,              // global alloc?
1892                              "param"+tempDesc    // disjoint site ID string
1893                              );
1894     } else {
1895       flatNew = new FlatNew( tempDesc.getType(), // type
1896                              tempDesc,           // param temp
1897                              false,              // global alloc?
1898                              null                // disjoint site ID string
1899                              );
1900     }
1901
1902     // create allocation site
1903     AllocSite as = AllocSite.factory( allocationDepth, 
1904                                       flatNew, 
1905                                       flatNew.getDisjointId(),
1906                                       false
1907                                       );
1908     for (int i = 0; i < allocationDepth; ++i) {
1909         Integer id = generateUniqueHeapRegionNodeID();
1910         as.setIthOldest(i, id);
1911         mapHrnIdToAllocSite.put(id, as);
1912     }
1913     // the oldest node is a summary node
1914     as.setSummary( generateUniqueHeapRegionNodeID() );
1915     
1916     rg.age(as);
1917     
1918     return as;
1919     
1920   }
1921
1922 private Set<FieldDescriptor> getFieldSetTobeAnalyzed(TypeDescriptor typeDesc){
1923         
1924         Set<FieldDescriptor> fieldSet=new HashSet<FieldDescriptor>();
1925     if(!typeDesc.isImmutable()){
1926             ClassDescriptor classDesc = typeDesc.getClassDesc();                    
1927             for (Iterator it = classDesc.getFields(); it.hasNext();) {
1928                     FieldDescriptor field = (FieldDescriptor) it.next();
1929                     TypeDescriptor fieldType = field.getType();
1930                     if (shouldAnalysisTrack( fieldType )) {
1931                         fieldSet.add(field);                    
1932                     }
1933             }
1934     }
1935     return fieldSet;
1936         
1937 }
1938
1939   private HeapRegionNode createMultiDeimensionalArrayHRN(ReachGraph rg, AllocSite alloc, HeapRegionNode srcHRN, FieldDescriptor fd, Hashtable<HeapRegionNode, HeapRegionNode> map, Hashtable<TypeDescriptor, HeapRegionNode> mapToExistingNode, ReachSet alpha ){
1940
1941         int dimCount=fd.getType().getArrayCount();
1942         HeapRegionNode prevNode=null;
1943         HeapRegionNode arrayEntryNode=null;
1944         for(int i=dimCount;i>0;i--){
1945                 TypeDescriptor typeDesc=fd.getType().dereference();//hack to get instance of type desc
1946                 typeDesc.setArrayCount(i);
1947                 TempDescriptor tempDesc=new TempDescriptor(typeDesc.getSymbol(),typeDesc);
1948                 HeapRegionNode hrnSummary ;
1949                 if(!mapToExistingNode.containsKey(typeDesc)){
1950                         AllocSite as;
1951                         if(i==dimCount){
1952                                 as = alloc;
1953                         }else{
1954                           as = createParameterAllocSite(rg, tempDesc, false);
1955                         }
1956                         // make a new reference to allocated node
1957                     hrnSummary = 
1958                                 rg.createNewHeapRegionNode(as.getSummary(), // id or null to generate a new one
1959                                                            false, // single object?
1960                                                            true, // summary?
1961                                                            false, // out-of-context?
1962                                                            as.getType(), // type
1963                                                            as, // allocation site
1964                                                            alpha, // inherent reach
1965                                                            alpha, // current reach
1966                                                            ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
1967                                                            tempDesc.toString() // description
1968                                                            );
1969                     rg.id2hrn.put(as.getSummary(),hrnSummary);
1970                     
1971                     mapToExistingNode.put(typeDesc, hrnSummary);
1972                 }else{
1973                         hrnSummary=mapToExistingNode.get(typeDesc);
1974                 }
1975             
1976             if(prevNode==null){
1977                     // make a new reference between new summary node and source
1978               RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(srcHRN, // source
1979                                                         hrnSummary, // dest
1980                                                         typeDesc, // type
1981                                                         fd.getSymbol(), // field name
1982                                                         alpha, // beta
1983                                                   ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
1984                                                   null
1985                                                         );
1986                     
1987                     rg.addRefEdge(srcHRN, hrnSummary, edgeToSummary);
1988                     prevNode=hrnSummary;
1989                     arrayEntryNode=hrnSummary;
1990             }else{
1991                     // make a new reference between summary nodes of array
1992                     RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(prevNode, // source
1993                                                         hrnSummary, // dest
1994                                                         typeDesc, // type
1995                                                         arrayElementFieldName, // field name
1996                                                         alpha, // beta
1997                                                         ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
1998                                                         null
1999                                                         );
2000                     
2001                     rg.addRefEdge(prevNode, hrnSummary, edgeToSummary);
2002                     prevNode=hrnSummary;
2003             }
2004             
2005         }
2006         
2007         // create a new obj node if obj has at least one non-primitive field
2008         TypeDescriptor type=fd.getType();
2009     if(getFieldSetTobeAnalyzed(type).size()>0){
2010         TypeDescriptor typeDesc=type.dereference();
2011         typeDesc.setArrayCount(0);
2012         if(!mapToExistingNode.containsKey(typeDesc)){
2013                 TempDescriptor tempDesc=new TempDescriptor(type.getSymbol(),typeDesc);
2014                 AllocSite as = createParameterAllocSite(rg, tempDesc, false);
2015                 // make a new reference to allocated node
2016                     HeapRegionNode hrnSummary = 
2017                                 rg.createNewHeapRegionNode(as.getSummary(), // id or null to generate a new one
2018                                                            false, // single object?
2019                                                            true, // summary?
2020                                                            false, // out-of-context?
2021                                                            typeDesc, // type
2022                                                            as, // allocation site
2023                                                            alpha, // inherent reach
2024                                                            alpha, // current reach
2025                                                            ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2026                                                            tempDesc.toString() // description
2027                                                            );
2028                     rg.id2hrn.put(as.getSummary(),hrnSummary);
2029                     mapToExistingNode.put(typeDesc, hrnSummary);
2030                     RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(prevNode, // source
2031                                         hrnSummary, // dest
2032                                         typeDesc, // type
2033                                         arrayElementFieldName, // field name
2034                                         alpha, // beta
2035                                                         ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2036                                                         null
2037                                         );
2038                     rg.addRefEdge(prevNode, hrnSummary, edgeToSummary);
2039                     prevNode=hrnSummary;
2040         }else{
2041           HeapRegionNode hrnSummary=mapToExistingNode.get(typeDesc);
2042                 if(prevNode.getReferenceTo(hrnSummary, typeDesc, arrayElementFieldName)==null){
2043                         RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(prevNode, // source
2044                                         hrnSummary, // dest
2045                                         typeDesc, // type
2046                                         arrayElementFieldName, // field name
2047                                         alpha, // beta
2048                                                             ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2049                                                             null
2050                                         );
2051                     rg.addRefEdge(prevNode, hrnSummary, edgeToSummary);
2052                 }
2053                  prevNode=hrnSummary;
2054         }
2055     }
2056         
2057         map.put(arrayEntryNode, prevNode);
2058         return arrayEntryNode;
2059 }
2060
2061 private ReachGraph createInitialTaskReachGraph(FlatMethod fm) {
2062     ReachGraph rg = new ReachGraph();
2063     TaskDescriptor taskDesc = fm.getTask();
2064     
2065     for (int idx = 0; idx < taskDesc.numParameters(); idx++) {
2066         Descriptor paramDesc = taskDesc.getParameter(idx);
2067         TypeDescriptor paramTypeDesc = taskDesc.getParamType(idx);
2068         
2069         // setup data structure
2070         Set<HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>> workSet = 
2071             new HashSet<HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>>();
2072         Hashtable<TypeDescriptor, HeapRegionNode> mapTypeToExistingSummaryNode = 
2073             new Hashtable<TypeDescriptor, HeapRegionNode>();
2074         Hashtable<HeapRegionNode, HeapRegionNode> mapToFirstDimensionArrayNode = 
2075             new Hashtable<HeapRegionNode, HeapRegionNode>();
2076         Set<String> doneSet = new HashSet<String>();
2077         
2078         TempDescriptor tempDesc = fm.getParameter(idx);
2079         
2080         AllocSite as = createParameterAllocSite(rg, tempDesc, true);
2081         VariableNode lnX = rg.getVariableNodeFromTemp(tempDesc);
2082         Integer idNewest = as.getIthOldest(0);
2083         HeapRegionNode hrnNewest = rg.id2hrn.get(idNewest);
2084
2085         // make a new reference to allocated node
2086         RefEdge edgeNew = new RefEdge(lnX, // source
2087                                       hrnNewest, // dest
2088                                       taskDesc.getParamType(idx), // type
2089                                       null, // field name
2090                                       hrnNewest.getAlpha(), // beta
2091                                       ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2092                                       null
2093                                       );
2094         rg.addRefEdge(lnX, hrnNewest, edgeNew);
2095
2096         // set-up a work set for class field
2097         ClassDescriptor classDesc = paramTypeDesc.getClassDesc();
2098         for (Iterator it = classDesc.getFields(); it.hasNext();) {
2099             FieldDescriptor fd = (FieldDescriptor) it.next();
2100             TypeDescriptor fieldType = fd.getType();
2101             if (shouldAnalysisTrack( fieldType )) {
2102                 HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor> newMap = new HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>();
2103                 newMap.put(hrnNewest, fd);
2104                 workSet.add(newMap);
2105             }
2106         }
2107         
2108         int uniqueIdentifier = 0;
2109         while (!workSet.isEmpty()) {
2110             HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor> map = workSet
2111                 .iterator().next();
2112             workSet.remove(map);
2113             
2114             Set<HeapRegionNode> key = map.keySet();
2115             HeapRegionNode srcHRN = key.iterator().next();
2116             FieldDescriptor fd = map.get(srcHRN);
2117             TypeDescriptor type = fd.getType();
2118             String doneSetIdentifier = srcHRN.getIDString() + "_" + fd;
2119             
2120             if (!doneSet.contains(doneSetIdentifier)) {
2121                 doneSet.add(doneSetIdentifier);
2122                 if (!mapTypeToExistingSummaryNode.containsKey(type)) {
2123                     // create new summary Node
2124                     TempDescriptor td = new TempDescriptor("temp"
2125                                                            + uniqueIdentifier, type);
2126                     
2127                     AllocSite allocSite;
2128                     if(type.equals(paramTypeDesc)){
2129                     //corresponding allocsite has already been created for a parameter variable.
2130                         allocSite=as;
2131                     }else{
2132                       allocSite = createParameterAllocSite(rg, td, false);
2133                     }
2134                     String strDesc = allocSite.toStringForDOT()
2135                         + "\\nsummary";
2136                     TypeDescriptor allocType=allocSite.getType();
2137                     
2138                     HeapRegionNode      hrnSummary;
2139                     if(allocType.isArray() && allocType.getArrayCount()>0){
2140                       hrnSummary=createMultiDeimensionalArrayHRN(rg,allocSite,srcHRN,fd,mapToFirstDimensionArrayNode,mapTypeToExistingSummaryNode,hrnNewest.getAlpha());
2141                     }else{                  
2142                         hrnSummary = 
2143                                         rg.createNewHeapRegionNode(allocSite.getSummary(), // id or null to generate a new one
2144                                                                    false, // single object?
2145                                                                    true, // summary?
2146                                                                    false, // out-of-context?
2147                                                                    allocSite.getType(), // type
2148                                                                    allocSite, // allocation site
2149                                                                    hrnNewest.getAlpha(), // inherent reach
2150                                                                    hrnNewest.getAlpha(), // current reach
2151                                                                    ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2152                                                                    strDesc // description
2153                                                                    );
2154                                     rg.id2hrn.put(allocSite.getSummary(),hrnSummary);
2155                     
2156                     // make a new reference to summary node
2157                     RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(srcHRN, // source
2158                                                         hrnSummary, // dest
2159                                                         type, // type
2160                                                         fd.getSymbol(), // field name
2161                                                         hrnNewest.getAlpha(), // beta
2162                                                         ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2163                                                         null
2164                                                         );
2165                     
2166                     rg.addRefEdge(srcHRN, hrnSummary, edgeToSummary);
2167                     }               
2168                     uniqueIdentifier++;
2169                     
2170                     mapTypeToExistingSummaryNode.put(type, hrnSummary);
2171                     
2172                     // set-up a work set for  fields of the class
2173                     Set<FieldDescriptor> fieldTobeAnalyzed=getFieldSetTobeAnalyzed(type);
2174                     for (Iterator iterator = fieldTobeAnalyzed.iterator(); iterator
2175                                         .hasNext();) {
2176                                 FieldDescriptor fieldDescriptor = (FieldDescriptor) iterator
2177                                                 .next();
2178                                 HeapRegionNode newDstHRN;
2179                                 if(mapToFirstDimensionArrayNode.containsKey(hrnSummary)){
2180                                         //related heap region node is already exsited.
2181                                         newDstHRN=mapToFirstDimensionArrayNode.get(hrnSummary);
2182                                 }else{
2183                                         newDstHRN=hrnSummary;
2184                                 }
2185                                  doneSetIdentifier = newDstHRN.getIDString() + "_" + fieldDescriptor;                                                            
2186                                  if(!doneSet.contains(doneSetIdentifier)){
2187                                  // add new work item
2188                                          HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor> newMap = 
2189                                             new HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>();
2190                                          newMap.put(newDstHRN, fieldDescriptor);
2191                                          workSet.add(newMap);
2192                                   }                             
2193                         }
2194                     
2195                 }else{
2196                     // if there exists corresponding summary node
2197                     HeapRegionNode hrnDst=mapTypeToExistingSummaryNode.get(type);
2198                     
2199                     RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(srcHRN, // source
2200                                                         hrnDst, // dest
2201                                                         fd.getType(), // type
2202                                                         fd.getSymbol(), // field name
2203                                                         srcHRN.getAlpha(), // beta
2204                                                         ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates  
2205                                                         null
2206                                                         );
2207                     rg.addRefEdge(srcHRN, hrnDst, edgeToSummary);
2208                     
2209                 }               
2210             }       
2211         }           
2212     }   
2213 //    debugSnapshot(rg, fm, true);
2214     return rg;
2215 }
2216
2217 // return all allocation sites in the method (there is one allocation
2218 // site per FlatNew node in a method)
2219 private HashSet<AllocSite> getAllocationSiteSet(Descriptor d) {
2220   if( !mapDescriptorToAllocSiteSet.containsKey(d) ) {
2221     buildAllocationSiteSet(d);
2222   }
2223
2224   return mapDescriptorToAllocSiteSet.get(d);
2225
2226 }
2227
2228 private void buildAllocationSiteSet(Descriptor d) {
2229     HashSet<AllocSite> s = new HashSet<AllocSite>();
2230
2231     FlatMethod fm;
2232     if( d instanceof MethodDescriptor ) {
2233       fm = state.getMethodFlat( (MethodDescriptor) d);
2234     } else {
2235       assert d instanceof TaskDescriptor;
2236       fm = state.getMethodFlat( (TaskDescriptor) d);
2237     }
2238     pm.analyzeMethod(fm);
2239
2240     // visit every node in this FlatMethod's IR graph
2241     // and make a set of the allocation sites from the
2242     // FlatNew node's visited
2243     HashSet<FlatNode> visited = new HashSet<FlatNode>();
2244     HashSet<FlatNode> toVisit = new HashSet<FlatNode>();
2245     toVisit.add(fm);
2246
2247     while( !toVisit.isEmpty() ) {
2248       FlatNode n = toVisit.iterator().next();
2249
2250       if( n instanceof FlatNew ) {
2251         s.add(getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE( (FlatNew) n) );
2252       }
2253
2254       toVisit.remove(n);
2255       visited.add(n);
2256
2257       for( int i = 0; i < pm.numNext(n); ++i ) {
2258         FlatNode child = pm.getNext(n, i);
2259         if( !visited.contains(child) ) {
2260           toVisit.add(child);
2261         }
2262       }
2263     }
2264
2265     mapDescriptorToAllocSiteSet.put(d, s);
2266   }
2267
2268         private HashSet<AllocSite> getFlaggedAllocationSites(Descriptor dIn) {
2269
2270                 HashSet<AllocSite> out = new HashSet<AllocSite>();
2271                 HashSet<Descriptor> toVisit = new HashSet<Descriptor>();
2272                 HashSet<Descriptor> visited = new HashSet<Descriptor>();
2273
2274                 toVisit.add(dIn);
2275
2276                 while (!toVisit.isEmpty()) {
2277                         Descriptor d = toVisit.iterator().next();
2278                         toVisit.remove(d);
2279                         visited.add(d);
2280
2281                         HashSet<AllocSite> asSet = getAllocationSiteSet(d);
2282                         Iterator asItr = asSet.iterator();
2283                         while (asItr.hasNext()) {
2284                                 AllocSite as = (AllocSite) asItr.next();
2285                                 if (as.getDisjointAnalysisId() != null) {
2286                                         out.add(as);
2287                                 }
2288                         }
2289
2290                         // enqueue callees of this method to be searched for
2291                         // allocation sites also
2292                         Set callees = callGraph.getCalleeSet(d);
2293                         if (callees != null) {
2294                                 Iterator methItr = callees.iterator();
2295                                 while (methItr.hasNext()) {
2296                                         MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) methItr.next();
2297
2298                                         if (!visited.contains(md)) {
2299                                                 toVisit.add(md);
2300                                         }
2301                                 }
2302                         }
2303                 }
2304
2305                 return out;
2306         }
2307  
2308     
2309 private HashSet<AllocSite>
2310 getFlaggedAllocationSitesReachableFromTaskPRIVATE(TaskDescriptor td) {
2311
2312   HashSet<AllocSite> asSetTotal = new HashSet<AllocSite>();
2313   HashSet<Descriptor>     toVisit    = new HashSet<Descriptor>();
2314   HashSet<Descriptor>     visited    = new HashSet<Descriptor>();
2315
2316   toVisit.add(td);
2317
2318   // traverse this task and all methods reachable from this task
2319   while( !toVisit.isEmpty() ) {
2320     Descriptor d = toVisit.iterator().next();
2321     toVisit.remove(d);
2322     visited.add(d);
2323
2324     HashSet<AllocSite> asSet = getAllocationSiteSet(d);
2325     Iterator asItr = asSet.iterator();
2326     while( asItr.hasNext() ) {
2327         AllocSite as = (AllocSite) asItr.next();
2328         TypeDescriptor typed = as.getType();
2329         if( typed != null ) {
2330           ClassDescriptor cd = typed.getClassDesc();
2331           if( cd != null && cd.hasFlags() ) {
2332             asSetTotal.add(as);
2333           }
2334         }
2335     }
2336
2337     // enqueue callees of this method to be searched for
2338     // allocation sites also
2339     Set callees = callGraph.getCalleeSet(d);
2340     if( callees != null ) {
2341         Iterator methItr = callees.iterator();
2342         while( methItr.hasNext() ) {
2343           MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) methItr.next();
2344
2345           if( !visited.contains(md) ) {
2346             toVisit.add(md);
2347           }
2348         }
2349     }
2350   }
2351
2352   return asSetTotal;
2353 }
2354
2355   public Set<Descriptor> getDescriptorsToAnalyze() {
2356     return descriptorsToAnalyze;
2357   }
2358
2359   public EffectsAnalysis getEffectsAnalysis(){
2360     return effectsAnalysis;
2361   }
2362   
2363   
2364   // get successive captures of the analysis state, use compiler
2365   // flags to control
2366   boolean takeDebugSnapshots = false;
2367   String  descSymbolDebug    = null;
2368   boolean stopAfterCapture   = false;
2369   int     snapVisitCounter   = 0;
2370   int     snapNodeCounter    = 0;
2371   int     visitStartCapture  = 0;
2372   int     numVisitsToCapture = 0;
2373
2374
2375   void debugSnapshot( ReachGraph rg, FlatNode fn, boolean in ) {
2376     if( snapVisitCounter > visitStartCapture + numVisitsToCapture ) {
2377       return;
2378     }
2379
2380     if( in ) {
2381
2382     }
2383
2384     if( snapVisitCounter >= visitStartCapture ) {
2385       System.out.println( "    @@@ snapping visit="+snapVisitCounter+
2386                           ", node="+snapNodeCounter+
2387                           " @@@" );
2388       String graphName;
2389       if( in ) {
2390         graphName = String.format( "snap%03d_%04din",
2391                                    snapVisitCounter,
2392                                    snapNodeCounter );
2393       } else {
2394         graphName = String.format( "snap%03d_%04dout",
2395                                    snapVisitCounter,
2396                                    snapNodeCounter );
2397       }
2398       if( fn != null ) {
2399         graphName = graphName + fn;
2400       }
2401       rg.writeGraph( graphName,
2402                      true,   // write labels (variables)
2403                      true,   // selectively hide intermediate temp vars
2404                      true,   // prune unreachable heap regions
2405                      false,  // hide reachability
2406                      true,   // hide subset reachability states
2407                      true,   // hide predicates
2408                      false );// hide edge taints
2409     }
2410   }
2411
2412 }