include/llvm/Analysis/DSNode.h

   1 //===- DSSupport.h - Support for datastructure graphs -----------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 // Support for graph nodes, call sites, and types.
   4 //
   5 //===----------------------------------------------------------------------===//
   6
   7 #ifndef LLVM_ANALYSIS_DSNODE_H
   8 #define LLVM_ANALYSIS_DSNODE_H
   9
  10 #include "llvm/Analysis/DSSupport.h"
  11
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13 /// DSNode - Data structure node class
  14 ///
  15 /// This class represents an untyped memory object of Size bytes.  It keeps
  16 /// track of any pointers that have been stored into the object as well as the
  17 /// different types represented in this object.
  18 ///
  19 class DSNode {
  20   /// Links - Contains one entry for every _distinct_ pointer field in the
  21   /// memory block.  These are demand allocated and indexed by the MergeMap
  22   /// vector.
  23   ///
  24   std::vector<DSNodeHandle> Links;
  25
  26   /// MergeMap - Maps from every byte in the object to a signed byte number.
  27   /// This map is neccesary due to the merging that is possible as part of the
  28   /// unification algorithm.  To merge two distinct bytes of the object together
  29   /// into a single logical byte, the indexes for the two bytes are set to the
  30   /// same value.  This fully general merging is capable of representing all
  31   /// manners of array merging if neccesary.
  32   ///
  33   /// This map is also used to map outgoing pointers to various byte offsets in
  34   /// this data structure node.  If this value is >= 0, then it indicates that
  35   /// the numbered entry in the Links vector contains the outgoing edge for this
  36   /// byte offset.  In this way, the Links vector can be demand allocated and
  37   /// byte elements of the node may be merged without needing a Link allocated
  38   /// for it.
  39   ///
  40   /// Initially, each each element of the MergeMap is assigned a unique negative
  41   /// number, which are then merged as the unification occurs.
  42   ///
  43   std::vector<signed char> MergeMap;
  44
  45   /// Referrers - Keep track of all of the node handles that point to this
  46   /// DSNode.  These pointers may need to be updated to point to a different
  47   /// node if this node gets merged with it.
  48   ///
  49   std::vector<DSNodeHandle*> Referrers;
  50
  51   /// TypeEntries - As part of the merging process of this algorithm, nodes of
  52   /// different types can be represented by this single DSNode.  This vector is
  53   /// kept sorted.
  54   ///
  55   std::vector<DSTypeRec> TypeEntries;
  56
  57   /// Globals - The list of global values that are merged into this node.
  58   ///
  59   std::vector<GlobalValue*> Globals;
  60
  61   void operator=(const DSNode &); // DO NOT IMPLEMENT
  62 public:
  63   enum NodeTy {
  64     ShadowNode = 0,        // Nothing is known about this node...
  65     AllocaNode = 1 << 0,   // This node was allocated with alloca
  66     NewNode    = 1 << 1,   // This node was allocated with malloc
  67     GlobalNode = 1 << 2,   // This node was allocated by a global var decl
  68     Incomplete = 1 << 3,   // This node may not be complete
  69     Modified   = 1 << 4,   // This node is modified in this context
  70     Read       = 1 << 5,   // This node is read in this context
  71   };
  72
  73   /// NodeType - A union of the above bits.  "Shadow" nodes do not add any flags
  74   /// to the nodes in the data structure graph, so it is possible to have nodes
  75   /// with a value of 0 for their NodeType.  Scalar and Alloca markers go away
  76   /// when function graphs are inlined.
  77   ///
  78   unsigned char NodeType;
  79
  80   DSNode(enum NodeTy NT, const Type *T);
  81   DSNode(const DSNode &);
  82
  83   ~DSNode() {
  84 #ifndef NDEBUG
  85     dropAllReferences();  // Only needed to satisfy assertion checks...
  86     assert(Referrers.empty() && "Referrers to dead node exist!");
  87 #endif
  88   }
  89
  90   // Iterator for graph interface...
  91   typedef DSNodeIterator iterator;
  92   typedef DSNodeIterator const_iterator;
  93   inline iterator begin() const;   // Defined in DSGraphTraits.h
  94   inline iterator end() const;
  95
  96   //===--------------------------------------------------
  97   // Accessors
  98
  99   /// getSize - Return the maximum number of bytes occupied by this object...
 100   ///
 101   unsigned getSize() const { return MergeMap.size(); }
 102
 103   // getTypeEntries - Return the possible types and their offsets in this object
 104   const std::vector<DSTypeRec> &getTypeEntries() const { return TypeEntries; }
 105
 106   /// getReferrers - Return a list of the pointers to this node...
 107   ///
 108   const std::vector<DSNodeHandle*> &getReferrers() const { return Referrers; }
 109
 110   /// isModified - Return true if this node may be modified in this context
 111   ///
 112   bool isModified() const { return (NodeType & Modified) != 0; }
 113
 114   /// isRead - Return true if this node may be read in this context
 115   ///
 116   bool isRead() const { return (NodeType & Read) != 0; }
 117
 118
 119   /// hasLink - Return true if this memory object has a link at the specified
 120   /// location.
 121   ///
 122   bool hasLink(unsigned i) const {
 123     assert(i < getSize() && "Field Link index is out of range!");
 124     return MergeMap[i] >= 0;
 125   }
 126
 127   DSNodeHandle *getLink(unsigned i) {
 128     if (hasLink(i))
 129       return &Links[MergeMap[i]];
 130     return 0;
 131   }
 132   const DSNodeHandle *getLink(unsigned i) const {
 133     if (hasLink(i))
 134       return &Links[MergeMap[i]];
 135     return 0;
 136   }
 137
 138   /// getMergeMapLabel - Return the merge map entry specified, to allow printing
 139   /// out of DSNodes nicely for DOT graphs.
 140   ///
 141   int getMergeMapLabel(unsigned i) const {
 142     assert(i < MergeMap.size() && "MergeMap index out of range!");
 143     return MergeMap[i];
 144   }
 145
 146   /// getTypeRec - This method returns the specified type record if it exists.
 147   /// If it does not yet exist, the method checks to see whether or not the
 148   /// request would result in an untrackable state.  If adding it would cause
 149   /// untrackable state, we foldNodeCompletely the node and return the void
 150   /// record, otherwise we add an new TypeEntry and return it.
 151   ///
 152   DSTypeRec &getTypeRec(const Type *Ty, unsigned Offset);
 153
 154   /// foldNodeCompletely - If we determine that this node has some funny
 155   /// behavior happening to it that we cannot represent, we fold it down to a
 156   /// single, completely pessimistic, node.  This node is represented as a
 157   /// single byte with a single TypeEntry of "void".
 158   ///
 159   void foldNodeCompletely();
 160
 161   /// isNodeCompletelyFolded - Return true if this node has been completely
 162   /// folded down to something that can never be expanded, effectively losing
 163   /// all of the field sensitivity that may be present in the node.
 164   ///
 165   bool isNodeCompletelyFolded() const;
 166
 167   /// setLink - Set the link at the specified offset to the specified
 168   /// NodeHandle, replacing what was there.  It is uncommon to use this method,
 169   /// instead one of the higher level methods should be used, below.
 170   ///
 171   void setLink(unsigned i, const DSNodeHandle &NH);
 172
 173   /// addEdgeTo - Add an edge from the current node to the specified node.  This
 174   /// can cause merging of nodes in the graph.
 175   ///
 176   void addEdgeTo(unsigned Offset, const DSNodeHandle &NH);
 177
 178   /// mergeWith - Merge this node and the specified node, moving all links to
 179   /// and from the argument node into the current node, deleting the node
 180   /// argument.  Offset indicates what offset the specified node is to be merged
 181   /// into the current node.
 182   ///
 183   /// The specified node may be a null pointer (in which case, nothing happens).
 184   ///
 185   void mergeWith(const DSNodeHandle &NH, unsigned Offset);
 186
 187   /// mergeIndexes - If we discover that two indexes are equivalent and must be
 188   /// merged, this function is used to do the dirty work.
 189   ///
 190   void mergeIndexes(unsigned idx1, unsigned idx2) {
 191     assert(idx1 < getSize() && idx2 < getSize() && "Indexes out of range!");
 192     signed char MV1 = MergeMap[idx1];
 193     signed char MV2 = MergeMap[idx2];
 194     if (MV1 != MV2)
 195       mergeMappedValues(MV1, MV2);
 196   }
 197
 198
 199   /// addGlobal - Add an entry for a global value to the Globals list.  This
 200   /// also marks the node with the 'G' flag if it does not already have it.
 201   ///
 202   void addGlobal(GlobalValue *GV);
 203   const std::vector<GlobalValue*> &getGlobals() const { return Globals; }
 204   std::vector<GlobalValue*> &getGlobals() { return Globals; }
 205
 206   void print(std::ostream &O, const DSGraph *G) const;
 207   void dump() const;
 208
 209   void dropAllReferences() {
 210     Links.clear();
 211   }
 212
 213   /// remapLinks - Change all of the Links in the current node according to the
 214   /// specified mapping.
 215   void remapLinks(std::map<const DSNode*, DSNode*> &OldNodeMap);
 216
 217 private:
 218   friend class DSNodeHandle;
 219   // addReferrer - Keep the referrer set up to date...
 220   void addReferrer(DSNodeHandle *H) { Referrers.push_back(H); }
 221   void removeReferrer(DSNodeHandle *H);
 222
 223   /// rewriteMergeMap - Loop over the mergemap, replacing any references to the
 224   /// index From to be references to the index To.
 225   ///
 226   void rewriteMergeMap(signed char From, signed char To) {
 227     assert(From != To && "Cannot change something into itself!");
 228     for (unsigned i = 0, e = MergeMap.size(); i != e; ++i)
 229       if (MergeMap[i] == From)
 230         MergeMap[i] = To;
 231   }
 232
 233   /// mergeMappedValues - This is the higher level form of rewriteMergeMap.  It
 234   /// is fully capable of merging links together if neccesary as well as simply
 235   /// rewriting the map entries.
 236   ///
 237   void mergeMappedValues(signed char V1, signed char V2);
 238
 239   /// growNode - Attempt to grow the node to the specified size.  This may do
 240   /// one of three things:
 241   ///   1. Grow the node, return false
 242   ///   2. Refuse to grow the node, but maintain a trackable situation, return
 243   ///      false.
 244   ///   3. Be unable to track if node was that size, so collapse the node and
 245   ///      return true.
 246   ///
 247   bool growNode(unsigned RequestedSize);
 248 };
 249
 250
 251 //===----------------------------------------------------------------------===//
 252 // Define inline DSNodeHandle functions that depend on the definition of DSNode
 253 //
 254
 255 inline void DSNodeHandle::setNode(DSNode *n) {
 256   if (N) N->removeReferrer(this);
 257   N = n;
 258   if (N) N->addReferrer(this);
 259 }
 260
 261 inline bool DSNodeHandle::hasLink(unsigned Num) const {
 262   assert(N && "DSNodeHandle does not point to a node yet!");
 263   return N->hasLink(Num+Offset);
 264 }
 265
 266
 267 /// getLink - Treat this current node pointer as a pointer to a structure of
 268 /// some sort.  This method will return the pointer a mem[this+Num]
 269 ///
 270 inline const DSNodeHandle *DSNodeHandle::getLink(unsigned Num) const {
 271   assert(N && "DSNodeHandle does not point to a node yet!");
 272   return N->getLink(Num+Offset);
 273 }
 274 inline DSNodeHandle *DSNodeHandle::getLink(unsigned Num) {
 275   assert(N && "DSNodeHandle does not point to a node yet!");
 276   return N->getLink(Num+Offset);
 277 }
 278
 279 inline void DSNodeHandle::setLink(unsigned Num, const DSNodeHandle &NH) {
 280   assert(N && "DSNodeHandle does not point to a node yet!");
 281   N->setLink(Num+Offset, NH);
 282 }
 283
 284 ///  addEdgeTo - Add an edge from the current node to the specified node.  This
 285 /// can cause merging of nodes in the graph.
 286 ///
 287 inline void DSNodeHandle::addEdgeTo(unsigned LinkNo, const DSNodeHandle &Node) {
 288   assert(N && "DSNodeHandle does not point to a node yet!");
 289   N->addEdgeTo(LinkNo+Offset, Node);
 290 }
 291
 292 /// mergeWith - Merge the logical node pointed to by 'this' with the node
 293 /// pointed to by 'N'.
 294 ///
 295 inline void DSNodeHandle::mergeWith(const DSNodeHandle &Node) {
 296   if (N != 0)
 297     N->mergeWith(Node, Offset);
 298   else {   // No node to merge with, so just point to Node
 299     *this = Node;
 300   }
 301 }
 302
 303 #endif