Use getPassManagerType() instead of dynamic_cast.
[oota-llvm.git] / lib / VMCore / PassManager.cpp
1 //===- PassManager.cpp - LLVM Pass Infrastructure Implementation ----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by Devang Patel and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the LLVM Pass Manager infrastructure. 
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14
15 #include "llvm/PassManager.h"
16 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
17 #include "llvm/Support/Timer.h"
18 #include "llvm/Module.h"
19 #include "llvm/ModuleProvider.h"
20 #include "llvm/Support/Streams.h"
21 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
22 #include <vector>
23 #include <map>
24
25 using namespace llvm;
26 class llvm::PMDataManager;
27
28 //===----------------------------------------------------------------------===//
29 // Overview:
30 // The Pass Manager Infrastructure manages passes. It's responsibilities are:
31 // 
32 //   o Manage optimization pass execution order
33 //   o Make required Analysis information available before pass P is run
34 //   o Release memory occupied by dead passes
35 //   o If Analysis information is dirtied by a pass then regenerate Analysis 
36 //     information before it is consumed by another pass.
37 //
38 // Pass Manager Infrastructure uses multiple pass managers.  They are
39 // PassManager, FunctionPassManager, MPPassManager, FPPassManager, BBPassManager.
40 // This class hierarcy uses multiple inheritance but pass managers do not derive
41 // from another pass manager.
42 //
43 // PassManager and FunctionPassManager are two top-level pass manager that
44 // represents the external interface of this entire pass manager infrastucture.
45 //
46 // Important classes :
47 //
48 // [o] class PMTopLevelManager;
49 //
50 // Two top level managers, PassManager and FunctionPassManager, derive from 
51 // PMTopLevelManager. PMTopLevelManager manages information used by top level 
52 // managers such as last user info.
53 //
54 // [o] class PMDataManager;
55 //
56 // PMDataManager manages information, e.g. list of available analysis info, 
57 // used by a pass manager to manage execution order of passes. It also provides
58 // a place to implement common pass manager APIs. All pass managers derive from
59 // PMDataManager.
60 //
61 // [o] class BBPassManager : public FunctionPass, public PMDataManager;
62 //
63 // BBPassManager manages BasicBlockPasses.
64 //
65 // [o] class FunctionPassManager;
66 //
67 // This is a external interface used by JIT to manage FunctionPasses. This
68 // interface relies on FunctionPassManagerImpl to do all the tasks.
69 //
70 // [o] class FunctionPassManagerImpl : public ModulePass, PMDataManager,
71 //                                     public PMTopLevelManager;
72 //
73 // FunctionPassManagerImpl is a top level manager. It manages FPPassManagers
74 //
75 // [o] class FPPassManager : public ModulePass, public PMDataManager;
76 //
77 // FPPassManager manages FunctionPasses and BBPassManagers
78 //
79 // [o] class MPPassManager : public Pass, public PMDataManager;
80 //
81 // MPPassManager manages ModulePasses and FPPassManagers
82 //
83 // [o] class PassManager;
84 //
85 // This is a external interface used by various tools to manages passes. It
86 // relies on PassManagerImpl to do all the tasks.
87 //
88 // [o] class PassManagerImpl : public Pass, public PMDataManager,
89 //                             public PMDTopLevelManager
90 //
91 // PassManagerImpl is a top level pass manager responsible for managing
92 // MPPassManagers.
93 //===----------------------------------------------------------------------===//
94
95 namespace llvm {
96
97 //===----------------------------------------------------------------------===//
98 // Pass debugging information.  Often it is useful to find out what pass is
99 // running when a crash occurs in a utility.  When this library is compiled with
100 // debugging on, a command line option (--debug-pass) is enabled that causes the
101 // pass name to be printed before it executes.
102 //
103
104 // Different debug levels that can be enabled...
105 enum PassDebugLevel {
106   None, Arguments, Structure, Executions, Details
107 };
108
109 static cl::opt<enum PassDebugLevel>
110 PassDebugging_New("debug-pass", cl::Hidden,
111                   cl::desc("Print PassManager debugging information"),
112                   cl::values(
113   clEnumVal(None      , "disable debug output"),
114   clEnumVal(Arguments , "print pass arguments to pass to 'opt'"),
115   clEnumVal(Structure , "print pass structure before run()"),
116   clEnumVal(Executions, "print pass name before it is executed"),
117   clEnumVal(Details   , "print pass details when it is executed"),
118                              clEnumValEnd));
119 } // End of llvm namespace
120
121 namespace {
122
123 //===----------------------------------------------------------------------===//
124 // PMTopLevelManager
125 //
126 /// PMTopLevelManager manages LastUser info and collects common APIs used by
127 /// top level pass managers.
128 class VISIBILITY_HIDDEN PMTopLevelManager {
129 public:
130
131   virtual unsigned getNumContainedManagers() {
132     return PassManagers.size();
133   }
134
135   /// Schedule pass P for execution. Make sure that passes required by
136   /// P are run before P is run. Update analysis info maintained by
137   /// the manager. Remove dead passes. This is a recursive function.
138   void schedulePass(Pass *P);
139
140   /// This is implemented by top level pass manager and used by 
141   /// schedulePass() to add analysis info passes that are not available.
142   virtual void addTopLevelPass(Pass  *P) = 0;
143
144   /// Set pass P as the last user of the given analysis passes.
145   void setLastUser(std::vector<Pass *> &AnalysisPasses, Pass *P);
146
147   /// Collect passes whose last user is P
148   void collectLastUses(std::vector<Pass *> &LastUses, Pass *P);
149
150   /// Find the pass that implements Analysis AID. Search immutable
151   /// passes and all pass managers. If desired pass is not found
152   /// then return NULL.
153   Pass *findAnalysisPass(AnalysisID AID);
154
155   virtual ~PMTopLevelManager() {
156     for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassManagers.begin(),
157            E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
158       delete *I;
159
160     for (std::vector<ImmutablePass *>::iterator
161            I = ImmutablePasses.begin(), E = ImmutablePasses.end(); I != E; ++I)
162       delete *I;
163
164     PassManagers.clear();
165   }
166
167   /// Add immutable pass and initialize it.
168   inline void addImmutablePass(ImmutablePass *P) {
169     P->initializePass();
170     ImmutablePasses.push_back(P);
171   }
172
173   inline std::vector<ImmutablePass *>& getImmutablePasses() {
174     return ImmutablePasses;
175   }
176
177   void addPassManager(Pass *Manager) {
178     PassManagers.push_back(Manager);
179   }
180
181   // Add Manager into the list of managers that are not directly
182   // maintained by this top level pass manager
183   inline void addIndirectPassManager(PMDataManager *Manager) {
184     IndirectPassManagers.push_back(Manager);
185   }
186
187   // Print passes managed by this top level manager.
188   void dumpPasses() const;
189   void dumpArguments() const;
190
191   void initializeAllAnalysisInfo();
192
193 protected:
194   
195   /// Collection of pass managers
196   std::vector<Pass *> PassManagers;
197
198 private:
199
200   /// Collection of pass managers that are not directly maintained
201   /// by this pass manager
202   std::vector<PMDataManager *> IndirectPassManagers;
203
204   // Map to keep track of last user of the analysis pass.
205   // LastUser->second is the last user of Lastuser->first.
206   std::map<Pass *, Pass *> LastUser;
207
208   /// Immutable passes are managed by top level manager.
209   std::vector<ImmutablePass *> ImmutablePasses;
210 };
211
212 } // End of anon namespace
213   
214 //===----------------------------------------------------------------------===//
215 // PMDataManager
216
217 namespace llvm {
218 /// PMDataManager provides the common place to manage the analysis data
219 /// used by pass managers.
220 class PMDataManager {
221 public:
222   PMDataManager(int Depth) : TPM(NULL), Depth(Depth) {
223     initializeAnalysisInfo();
224   }
225
226   virtual ~PMDataManager() {
227
228     for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassVector.begin(),
229            E = PassVector.end(); I != E; ++I)
230       delete *I;
231
232     PassVector.clear();
233   }
234
235   /// Return true IFF pass P's required analysis set does not required new
236   /// manager.
237   bool manageablePass(Pass *P);
238
239   /// Augment AvailableAnalysis by adding analysis made available by pass P.
240   void recordAvailableAnalysis(Pass *P);
241
242   /// Remove Analysis that is not preserved by the pass
243   void removeNotPreservedAnalysis(Pass *P);
244   
245   /// Remove dead passes
246   void removeDeadPasses(Pass *P, std::string &Msg);
247
248   /// Add pass P into the PassVector. Update 
249   /// AvailableAnalysis appropriately if ProcessAnalysis is true.
250   void addPassToManager(Pass *P, bool ProcessAnalysis = true);
251
252   /// Initialize available analysis information.
253   void initializeAnalysisInfo() { 
254     TransferLastUses.clear();
255     AvailableAnalysis.clear();
256   }
257
258   /// Populate RequiredPasses with the analysis pass that are required by
259   /// pass P.
260   void collectRequiredAnalysisPasses(std::vector<Pass *> &RequiredPasses,
261                                      Pass *P);
262
263   /// All Required analyses should be available to the pass as it runs!  Here
264   /// we fill in the AnalysisImpls member of the pass so that it can
265   /// successfully use the getAnalysis() method to retrieve the
266   /// implementations it needs.
267   void initializeAnalysisImpl(Pass *P);
268
269   /// Find the pass that implements Analysis AID. If desired pass is not found
270   /// then return NULL.
271   Pass *findAnalysisPass(AnalysisID AID, bool Direction);
272
273   // Access toplevel manager
274   PMTopLevelManager *getTopLevelManager() { return TPM; }
275   void setTopLevelManager(PMTopLevelManager *T) { TPM = T; }
276
277   unsigned getDepth() const { return Depth; }
278
279   // Print routines used by debug-pass
280   void dumpLastUses(Pass *P, unsigned Offset) const;
281   void dumpPassArguments() const;
282   void dumpPassInfo(Pass *P,  std::string &Msg1, std::string &Msg2) const;
283   void dumpAnalysisSetInfo(const char *Msg, Pass *P,
284                            const std::vector<AnalysisID> &Set) const;
285
286   std::vector<Pass *>& getTransferredLastUses() {
287     return TransferLastUses;
288   }
289
290   virtual unsigned getNumContainedPasses() { 
291     return PassVector.size();
292   }
293
294   virtual PassManagerType getPassManagerType() { 
295     assert ( 0 && "Invalid use of getPassManagerType");
296     return PMT_Unknown; 
297   }
298 protected:
299
300   // If a FunctionPass F is the last user of ModulePass info M
301   // then the F's manager, not F, records itself as a last user of M.
302   // Current pass manage is requesting parent manager to record parent
303   // manager as the last user of these TrransferLastUses passes.
304   std::vector<Pass *> TransferLastUses;
305
306   // Top level manager.
307   PMTopLevelManager *TPM;
308
309   // Collection of pass that are managed by this manager
310   std::vector<Pass *> PassVector;
311
312 private:
313   // Set of available Analysis. This information is used while scheduling 
314   // pass. If a pass requires an analysis which is not not available then 
315   // equired analysis pass is scheduled to run before the pass itself is 
316   // scheduled to run.
317   std::map<AnalysisID, Pass*> AvailableAnalysis;
318
319   unsigned Depth;
320 };
321
322 //===----------------------------------------------------------------------===//
323 // BBPassManager
324 //
325 /// BBPassManager manages BasicBlockPass. It batches all the
326 /// pass together and sequence them to process one basic block before
327 /// processing next basic block.
328 class VISIBILITY_HIDDEN BBPassManager : public PMDataManager, 
329                                         public FunctionPass {
330
331 public:
332   BBPassManager(int Depth) : PMDataManager(Depth) { }
333
334   /// Add a pass into a passmanager queue. 
335   bool addPass(Pass *p);
336   
337   /// Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
338   /// whether any of the passes modifies the function, and if so, return true.
339   bool runOnFunction(Function &F);
340
341   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
342   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
343     Info.setPreservesAll();
344   }
345
346   bool doInitialization(Module &M);
347   bool doInitialization(Function &F);
348   bool doFinalization(Module &M);
349   bool doFinalization(Function &F);
350
351   // Print passes managed by this manager
352   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
353     llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "BasicBlockPass Manager\n";
354     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
355       BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
356       BP->dumpPassStructure(Offset + 1);
357       dumpLastUses(BP, Offset+1);
358     }
359   }
360
361   BasicBlockPass *getContainedPass(unsigned N) {
362     assert ( N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
363     BasicBlockPass *BP = static_cast<BasicBlockPass *>(PassVector[N]);
364     return BP;
365   }
366
367   virtual PassManagerType getPassManagerType() { 
368     return PMT_BasicBlockPassManager; 
369   }
370 };
371
372 //===----------------------------------------------------------------------===//
373 // FPPassManager
374 //
375 /// FPPassManager manages BBPassManagers and FunctionPasses.
376 /// It batches all function passes and basic block pass managers together and 
377 /// sequence them to process one function at a time before processing next 
378 /// function.
379
380 class FPPassManager : public ModulePass, public PMDataManager {
381  
382 public:
383   FPPassManager(int Depth) : PMDataManager(Depth) { 
384     activeBBPassManager = NULL; 
385   }
386   
387   /// Add a pass into a passmanager queue. 
388   bool addPass(Pass *p);
389   
390   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
391   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
392   bool runOnFunction(Function &F);
393   bool runOnModule(Module &M);
394
395   /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
396   ///
397   bool doInitialization(Module &M);
398   
399   /// doFinalization - Run all of the initializers for the function passes.
400   ///
401   bool doFinalization(Module &M);
402
403   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
404   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
405     Info.setPreservesAll();
406   }
407
408   // Print passes managed by this manager
409   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
410     llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "FunctionPass Manager\n";
411     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
412       FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
413       FP->dumpPassStructure(Offset + 1);
414       dumpLastUses(FP, Offset+1);
415     }
416   }
417
418   FunctionPass *getContainedPass(unsigned N) {
419     assert ( N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
420     FunctionPass *FP = static_cast<FunctionPass *>(PassVector[N]);
421     return FP;
422   }
423
424   virtual PassManagerType getPassManagerType() { 
425     return PMT_FunctionPassManager; 
426   }
427 private:
428   // Active Pass Manager
429   BBPassManager *activeBBPassManager;
430 };
431
432 //===----------------------------------------------------------------------===//
433 // FunctionPassManagerImpl
434 //
435 /// FunctionPassManagerImpl manages FPPassManagers
436 class FunctionPassManagerImpl : public Pass,
437                                     public PMDataManager,
438                                     public PMTopLevelManager {
439
440 public:
441
442   FunctionPassManagerImpl(int Depth) : PMDataManager(Depth) {
443     activeManager = NULL;
444   }
445
446   /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
447   /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
448   /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
449   /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
450   void add(Pass *P) {
451     schedulePass(P);
452   }
453  
454   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
455   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
456   bool run(Function &F);
457
458   /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
459   ///
460   bool doInitialization(Module &M);
461   
462   /// doFinalization - Run all of the initializers for the function passes.
463   ///
464   bool doFinalization(Module &M);
465
466   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
467   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
468     Info.setPreservesAll();
469   }
470
471   inline void addTopLevelPass(Pass *P) {
472
473     if (ImmutablePass *IP = dynamic_cast<ImmutablePass *> (P)) {
474       
475       // P is a immutable pass and it will be managed by this
476       // top level manager. Set up analysis resolver to connect them.
477       AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
478       P->setResolver(AR);
479       initializeAnalysisImpl(P);
480       addImmutablePass(IP);
481       recordAvailableAnalysis(IP);
482     }
483     else 
484       addPass(P);
485   }
486
487   FPPassManager *getContainedManager(unsigned N) {
488     assert ( N < PassManagers.size() && "Pass number out of range!");
489     FPPassManager *FP = static_cast<FPPassManager *>(PassManagers[N]);
490     return FP;
491   }
492
493   /// Add a pass into a passmanager queue.
494   bool addPass(Pass *p);
495
496 private:
497
498   // Active Pass Manager
499   FPPassManager *activeManager;
500 };
501
502 //===----------------------------------------------------------------------===//
503 // MPPassManager
504 //
505 /// MPPassManager manages ModulePasses and function pass managers.
506 /// It batches all Module passes  passes and function pass managers together and
507 /// sequence them to process one module.
508 class MPPassManager : public Pass, public PMDataManager {
509  
510 public:
511   MPPassManager(int Depth) : PMDataManager(Depth) { 
512     activeFunctionPassManager = NULL; 
513   }
514   
515   /// Add a pass into a passmanager queue. 
516   bool addPass(Pass *p);
517   
518   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
519   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
520   bool runOnModule(Module &M);
521
522   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
523   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
524     Info.setPreservesAll();
525   }
526
527   // Print passes managed by this manager
528   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
529     llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "ModulePass Manager\n";
530     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
531       ModulePass *MP = getContainedPass(Index);
532       MP->dumpPassStructure(Offset + 1);
533       dumpLastUses(MP, Offset+1);
534     }
535   }
536
537   ModulePass *getContainedPass(unsigned N) {
538     assert ( N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
539     ModulePass *MP = static_cast<ModulePass *>(PassVector[N]);
540     return MP;
541   }
542
543   virtual PassManagerType getPassManagerType() { return PMT_ModulePassManager; }
544 private:
545   // Active Pass Manager
546   FPPassManager *activeFunctionPassManager;
547 };
548
549 //===----------------------------------------------------------------------===//
550 // PassManagerImpl
551 //
552 /// PassManagerImpl manages MPPassManagers
553 class PassManagerImpl : public Pass,
554                             public PMDataManager,
555                             public PMTopLevelManager {
556
557 public:
558
559   PassManagerImpl(int Depth) : PMDataManager(Depth) {
560     activeManager = NULL;
561   }
562
563   /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
564   /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
565   /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
566   /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
567   void add(Pass *P) {
568     schedulePass(P);
569   }
570  
571   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
572   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
573   bool run(Module &M);
574
575   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
576   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
577     Info.setPreservesAll();
578   }
579
580   inline void addTopLevelPass(Pass *P) {
581
582     if (ImmutablePass *IP = dynamic_cast<ImmutablePass *> (P)) {
583       
584       // P is a immutable pass and it will be managed by this
585       // top level manager. Set up analysis resolver to connect them.
586       AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
587       P->setResolver(AR);
588       initializeAnalysisImpl(P);
589       addImmutablePass(IP);
590       recordAvailableAnalysis(IP);
591     }
592     else 
593       addPass(P);
594   }
595
596   MPPassManager *getContainedManager(unsigned N) {
597     assert ( N < PassManagers.size() && "Pass number out of range!");
598     MPPassManager *MP = static_cast<MPPassManager *>(PassManagers[N]);
599     return MP;
600   }
601
602 private:
603
604   /// Add a pass into a passmanager queue.
605   bool addPass(Pass *p);
606
607   // Active Pass Manager
608   MPPassManager *activeManager;
609 };
610
611 } // End of llvm namespace
612
613 namespace {
614
615 //===----------------------------------------------------------------------===//
616 // TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
617 // amount of time each pass takes to execute.  This only happens when
618 // -time-passes is enabled on the command line.
619 //
620
621 class VISIBILITY_HIDDEN TimingInfo {
622   std::map<Pass*, Timer> TimingData;
623   TimerGroup TG;
624
625 public:
626   // Use 'create' member to get this.
627   TimingInfo() : TG("... Pass execution timing report ...") {}
628   
629   // TimingDtor - Print out information about timing information
630   ~TimingInfo() {
631     // Delete all of the timers...
632     TimingData.clear();
633     // TimerGroup is deleted next, printing the report.
634   }
635
636   // createTheTimeInfo - This method either initializes the TheTimeInfo pointer
637   // to a non null value (if the -time-passes option is enabled) or it leaves it
638   // null.  It may be called multiple times.
639   static void createTheTimeInfo();
640
641   void passStarted(Pass *P) {
642
643     if (dynamic_cast<PMDataManager *>(P)) 
644       return;
645
646     std::map<Pass*, Timer>::iterator I = TimingData.find(P);
647     if (I == TimingData.end())
648       I=TimingData.insert(std::make_pair(P, Timer(P->getPassName(), TG))).first;
649     I->second.startTimer();
650   }
651   void passEnded(Pass *P) {
652
653     if (dynamic_cast<PMDataManager *>(P)) 
654       return;
655
656     std::map<Pass*, Timer>::iterator I = TimingData.find(P);
657     assert (I != TimingData.end() && "passStarted/passEnded not nested right!");
658     I->second.stopTimer();
659   }
660 };
661
662 static TimingInfo *TheTimeInfo;
663
664 } // End of anon namespace
665
666 //===----------------------------------------------------------------------===//
667 // PMTopLevelManager implementation
668
669 /// Set pass P as the last user of the given analysis passes.
670 void PMTopLevelManager::setLastUser(std::vector<Pass *> &AnalysisPasses, 
671                                     Pass *P) {
672
673   for (std::vector<Pass *>::iterator I = AnalysisPasses.begin(),
674          E = AnalysisPasses.end(); I != E; ++I) {
675     Pass *AP = *I;
676     LastUser[AP] = P;
677     // If AP is the last user of other passes then make P last user of
678     // such passes.
679     for (std::map<Pass *, Pass *>::iterator LUI = LastUser.begin(),
680            LUE = LastUser.end(); LUI != LUE; ++LUI) {
681       if (LUI->second == AP)
682         LastUser[LUI->first] = P;
683     }
684   }
685 }
686
687 /// Collect passes whose last user is P
688 void PMTopLevelManager::collectLastUses(std::vector<Pass *> &LastUses,
689                                             Pass *P) {
690    for (std::map<Pass *, Pass *>::iterator LUI = LastUser.begin(),
691           LUE = LastUser.end(); LUI != LUE; ++LUI)
692       if (LUI->second == P)
693         LastUses.push_back(LUI->first);
694 }
695
696 /// Schedule pass P for execution. Make sure that passes required by
697 /// P are run before P is run. Update analysis info maintained by
698 /// the manager. Remove dead passes. This is a recursive function.
699 void PMTopLevelManager::schedulePass(Pass *P) {
700
701   // TODO : Allocate function manager for this pass, other wise required set
702   // may be inserted into previous function manager
703
704   AnalysisUsage AnUsage;
705   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
706   const std::vector<AnalysisID> &RequiredSet = AnUsage.getRequiredSet();
707   for (std::vector<AnalysisID>::const_iterator I = RequiredSet.begin(),
708          E = RequiredSet.end(); I != E; ++I) {
709
710     Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I);
711     if (!AnalysisPass) {
712       // Schedule this analysis run first.
713       AnalysisPass = (*I)->createPass();
714       schedulePass(AnalysisPass);
715     }
716   }
717
718   // Now all required passes are available.
719   addTopLevelPass(P);
720 }
721
722 /// Find the pass that implements Analysis AID. Search immutable
723 /// passes and all pass managers. If desired pass is not found
724 /// then return NULL.
725 Pass *PMTopLevelManager::findAnalysisPass(AnalysisID AID) {
726
727   Pass *P = NULL;
728   // Check pass managers
729   for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassManagers.begin(),
730          E = PassManagers.end(); P == NULL && I != E; ++I) {
731     PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I);
732     assert(PMD && "This is not a PassManager");
733     P = PMD->findAnalysisPass(AID, false);
734   }
735
736   // Check other pass managers
737   for (std::vector<PMDataManager *>::iterator I = IndirectPassManagers.begin(),
738          E = IndirectPassManagers.end(); P == NULL && I != E; ++I)
739     P = (*I)->findAnalysisPass(AID, false);
740
741   for (std::vector<ImmutablePass *>::iterator I = ImmutablePasses.begin(),
742          E = ImmutablePasses.end(); P == NULL && I != E; ++I) {
743     const PassInfo *PI = (*I)->getPassInfo();
744     if (PI == AID)
745       P = *I;
746
747     // If Pass not found then check the interfaces implemented by Immutable Pass
748     if (!P) {
749       const std::vector<const PassInfo*> &ImmPI = PI->getInterfacesImplemented();
750       if (std::find(ImmPI.begin(), ImmPI.end(), AID) != ImmPI.end())
751         P = *I;
752     }
753   }
754
755   return P;
756 }
757
758 // Print passes managed by this top level manager.
759 void PMTopLevelManager::dumpPasses() const {
760
761   if (PassDebugging_New < Structure)
762     return;
763
764   // Print out the immutable passes
765   for (unsigned i = 0, e = ImmutablePasses.size(); i != e; ++i) {
766     ImmutablePasses[i]->dumpPassStructure(0);
767   }
768   
769   for (std::vector<Pass *>::const_iterator I = PassManagers.begin(),
770          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
771     (*I)->dumpPassStructure(1);
772 }
773
774 void PMTopLevelManager::dumpArguments() const {
775
776   if (PassDebugging_New < Arguments)
777     return;
778
779   cerr << "Pass Arguments: ";
780   for (std::vector<Pass *>::const_iterator I = PassManagers.begin(),
781          E = PassManagers.end(); I != E; ++I) {
782     PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I);
783     assert(PMD && "This is not a PassManager");
784     PMD->dumpPassArguments();
785   }
786   cerr << "\n";
787 }
788
789 void PMTopLevelManager::initializeAllAnalysisInfo() {
790   
791   for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassManagers.begin(),
792          E = PassManagers.end(); I != E; ++I) {
793     PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I);
794     assert(PMD && "This is not a PassManager");
795     PMD->initializeAnalysisInfo();
796   }
797   
798   // Initailize other pass managers
799   for (std::vector<PMDataManager *>::iterator I = IndirectPassManagers.begin(),
800          E = IndirectPassManagers.end(); I != E; ++I)
801     (*I)->initializeAnalysisInfo();
802 }
803
804 //===----------------------------------------------------------------------===//
805 // PMDataManager implementation
806
807 /// Return true IFF pass P's required analysis set does not required new
808 /// manager.
809 bool PMDataManager::manageablePass(Pass *P) {
810
811   // TODO 
812   // If this pass is not preserving information that is required by a
813   // pass maintained by higher level pass manager then do not insert
814   // this pass into current manager. Use new manager. For example,
815   // For example, If FunctionPass F is not preserving ModulePass Info M1
816   // that is used by another ModulePass M2 then do not insert F in
817   // current function pass manager.
818   return true;
819 }
820
821 /// Augement AvailableAnalysis by adding analysis made available by pass P.
822 void PMDataManager::recordAvailableAnalysis(Pass *P) {
823                                                 
824   if (const PassInfo *PI = P->getPassInfo()) {
825     AvailableAnalysis[PI] = P;
826
827     //This pass is the current implementation of all of the interfaces it
828     //implements as well.
829     const std::vector<const PassInfo*> &II = PI->getInterfacesImplemented();
830     for (unsigned i = 0, e = II.size(); i != e; ++i)
831       AvailableAnalysis[II[i]] = P;
832   }
833 }
834
835 /// Remove Analyss not preserved by Pass P
836 void PMDataManager::removeNotPreservedAnalysis(Pass *P) {
837   AnalysisUsage AnUsage;
838   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
839
840   if (AnUsage.getPreservesAll())
841     return;
842
843   const std::vector<AnalysisID> &PreservedSet = AnUsage.getPreservedSet();
844   for (std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator I = AvailableAnalysis.begin(),
845          E = AvailableAnalysis.end(); I != E; ) {
846     std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator Info = I++;
847     if (std::find(PreservedSet.begin(), PreservedSet.end(), Info->first) == 
848         PreservedSet.end()) {
849       // Remove this analysis
850       if (!dynamic_cast<ImmutablePass*>(Info->second))
851         AvailableAnalysis.erase(Info);
852     }
853   }
854 }
855
856 /// Remove analysis passes that are not used any longer
857 void PMDataManager::removeDeadPasses(Pass *P, std::string &Msg) {
858
859   std::vector<Pass *> DeadPasses;
860   TPM->collectLastUses(DeadPasses, P);
861
862   for (std::vector<Pass *>::iterator I = DeadPasses.begin(),
863          E = DeadPasses.end(); I != E; ++I) {
864
865     std::string Msg1 = "  Freeing Pass '";
866     dumpPassInfo(*I, Msg1, Msg);
867
868     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(P);
869     (*I)->releaseMemory();
870     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(P);
871
872     std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator Pos = 
873       AvailableAnalysis.find((*I)->getPassInfo());
874     
875     // It is possible that pass is already removed from the AvailableAnalysis
876     if (Pos != AvailableAnalysis.end())
877       AvailableAnalysis.erase(Pos);
878   }
879 }
880
881 /// Add pass P into the PassVector. Update 
882 /// AvailableAnalysis appropriately if ProcessAnalysis is true.
883 void PMDataManager::addPassToManager(Pass *P, 
884                                      bool ProcessAnalysis) {
885
886   // This manager is going to manage pass P. Set up analysis resolver
887   // to connect them.
888   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
889   P->setResolver(AR);
890
891   if (ProcessAnalysis) {
892
893     // At the moment, this pass is the last user of all required passes.
894     std::vector<Pass *> LastUses;
895     std::vector<Pass *> RequiredPasses;
896     unsigned PDepth = this->getDepth();
897
898     collectRequiredAnalysisPasses(RequiredPasses, P);
899     for (std::vector<Pass *>::iterator I = RequiredPasses.begin(),
900            E = RequiredPasses.end(); I != E; ++I) {
901       Pass *PRequired = *I;
902       unsigned RDepth = 0;
903
904       PMDataManager &DM = PRequired->getResolver()->getPMDataManager();
905       RDepth = DM.getDepth();
906
907       if (PDepth == RDepth)
908         LastUses.push_back(PRequired);
909       else if (PDepth >  RDepth) {
910         // Let the parent claim responsibility of last use
911         TransferLastUses.push_back(PRequired);
912       } else {
913         // Note : This feature is not yet implemented
914         assert (0 && 
915                 "Unable to handle Pass that requires lower level Analysis pass");
916       }
917     }
918
919     LastUses.push_back(P);
920     TPM->setLastUser(LastUses, P);
921
922     // Take a note of analysis required and made available by this pass.
923     // Remove the analysis not preserved by this pass
924     removeNotPreservedAnalysis(P);
925     recordAvailableAnalysis(P);
926   }
927
928   // Add pass
929   PassVector.push_back(P);
930 }
931
932 /// Populate RequiredPasses with the analysis pass that are required by
933 /// pass P.
934 void PMDataManager::collectRequiredAnalysisPasses(std::vector<Pass *> &RP,
935                                                   Pass *P) {
936   AnalysisUsage AnUsage;
937   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
938   const std::vector<AnalysisID> &RequiredSet = AnUsage.getRequiredSet();
939   for (std::vector<AnalysisID>::const_iterator 
940          I = RequiredSet.begin(), E = RequiredSet.end();
941        I != E; ++I) {
942     Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I, true);
943     assert (AnalysisPass && "Analysis pass is not available");
944     RP.push_back(AnalysisPass);
945   }
946
947   const std::vector<AnalysisID> &IDs = AnUsage.getRequiredTransitiveSet();
948   for (std::vector<AnalysisID>::const_iterator I = IDs.begin(),
949          E = IDs.end(); I != E; ++I) {
950     Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I, true);
951     assert (AnalysisPass && "Analysis pass is not available");
952     RP.push_back(AnalysisPass);
953   }
954 }
955
956 // All Required analyses should be available to the pass as it runs!  Here
957 // we fill in the AnalysisImpls member of the pass so that it can
958 // successfully use the getAnalysis() method to retrieve the
959 // implementations it needs.
960 //
961 void PMDataManager::initializeAnalysisImpl(Pass *P) {
962   AnalysisUsage AnUsage;
963   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
964  
965   for (std::vector<const PassInfo *>::const_iterator
966          I = AnUsage.getRequiredSet().begin(),
967          E = AnUsage.getRequiredSet().end(); I != E; ++I) {
968     Pass *Impl = findAnalysisPass(*I, true);
969     if (Impl == 0)
970       assert(0 && "Analysis used but not available!");
971     AnalysisResolver *AR = P->getResolver();
972     AR->addAnalysisImplsPair(*I, Impl);
973   }
974 }
975
976 /// Find the pass that implements Analysis AID. If desired pass is not found
977 /// then return NULL.
978 Pass *PMDataManager::findAnalysisPass(AnalysisID AID, bool SearchParent) {
979
980   // Check if AvailableAnalysis map has one entry.
981   std::map<AnalysisID, Pass*>::const_iterator I =  AvailableAnalysis.find(AID);
982
983   if (I != AvailableAnalysis.end())
984     return I->second;
985
986   // Search Parents through TopLevelManager
987   if (SearchParent)
988     return TPM->findAnalysisPass(AID);
989   
990   return NULL;
991 }
992
993 // Print list of passes that are last used by P.
994 void PMDataManager::dumpLastUses(Pass *P, unsigned Offset) const{
995
996   std::vector<Pass *> LUses;
997   
998   assert (TPM && "Top Level Manager is missing");
999   TPM->collectLastUses(LUses, P);
1000   
1001   for (std::vector<Pass *>::iterator I = LUses.begin(),
1002          E = LUses.end(); I != E; ++I) {
1003     llvm::cerr << "--" << std::string(Offset*2, ' ');
1004     (*I)->dumpPassStructure(0);
1005   }
1006 }
1007
1008 void PMDataManager::dumpPassArguments() const {
1009   for(std::vector<Pass *>::const_iterator I = PassVector.begin(),
1010         E = PassVector.end(); I != E; ++I) {
1011     if (PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I))
1012       PMD->dumpPassArguments();
1013     else
1014       if (const PassInfo *PI = (*I)->getPassInfo())
1015         if (!PI->isAnalysisGroup())
1016           cerr << " -" << PI->getPassArgument();
1017   }
1018 }
1019
1020 void PMDataManager:: dumpPassInfo(Pass *P,  std::string &Msg1, 
1021                                   std::string &Msg2) const {
1022   if (PassDebugging_New < Executions)
1023     return;
1024   cerr << (void*)this << std::string(getDepth()*2+1, ' ');
1025   cerr << Msg1;
1026   cerr << P->getPassName();
1027   cerr << Msg2;
1028 }
1029
1030 void PMDataManager::dumpAnalysisSetInfo(const char *Msg, Pass *P,
1031                                         const std::vector<AnalysisID> &Set) 
1032   const {
1033   if (PassDebugging_New >= Details && !Set.empty()) {
1034     cerr << (void*)P << std::string(getDepth()*2+3, ' ') << Msg << " Analyses:";
1035       for (unsigned i = 0; i != Set.size(); ++i) {
1036         if (i) cerr << ",";
1037         cerr << " " << Set[i]->getPassName();
1038       }
1039       cerr << "\n";
1040   }
1041 }
1042
1043 //===----------------------------------------------------------------------===//
1044 // NOTE: Is this the right place to define this method ?
1045 // getAnalysisToUpdate - Return an analysis result or null if it doesn't exist
1046 Pass *AnalysisResolver::getAnalysisToUpdate(AnalysisID ID, bool dir) const {
1047   return PM.findAnalysisPass(ID, dir);
1048 }
1049
1050 //===----------------------------------------------------------------------===//
1051 // BBPassManager implementation
1052
1053 /// Add pass P into PassVector and return true. If this pass is not
1054 /// manageable by this manager then return false.
1055 bool
1056 BBPassManager::addPass(Pass *P) {
1057
1058   BasicBlockPass *BP = dynamic_cast<BasicBlockPass*>(P);
1059   if (!BP)
1060     return false;
1061
1062   // If this pass does not preserve analysis that is used by other passes
1063   // managed by this manager than it is not a suitable pass for this manager.
1064   if (!manageablePass(P))
1065     return false;
1066
1067   addPassToManager(BP);
1068
1069   return true;
1070 }
1071
1072 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking 
1073 /// runOnBasicBlock method.  Keep track of whether any of the passes modifies 
1074 /// the function, and if so, return true.
1075 bool
1076 BBPassManager::runOnFunction(Function &F) {
1077
1078   if (F.isExternal())
1079     return false;
1080
1081   bool Changed = doInitialization(F);
1082
1083   std::string Msg1 = "Executing Pass '";
1084   std::string Msg3 = "' Made Modification '";
1085
1086   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
1087     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1088       BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1089       AnalysisUsage AnUsage;
1090       BP->getAnalysisUsage(AnUsage);
1091
1092       std::string Msg2 = "' on BasicBlock '" + (*I).getName() + "'...\n";
1093       dumpPassInfo(BP, Msg1, Msg2);
1094       dumpAnalysisSetInfo("Required", BP, AnUsage.getRequiredSet());
1095
1096       initializeAnalysisImpl(BP);
1097
1098       if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(BP);
1099       Changed |= BP->runOnBasicBlock(*I);
1100       if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(BP);
1101
1102       if (Changed)
1103         dumpPassInfo(BP, Msg3, Msg2);
1104       dumpAnalysisSetInfo("Preserved", BP, AnUsage.getPreservedSet());
1105
1106       removeNotPreservedAnalysis(BP);
1107       recordAvailableAnalysis(BP);
1108       removeDeadPasses(BP, Msg2);
1109     }
1110   return Changed |= doFinalization(F);
1111 }
1112
1113 // Implement doInitialization and doFinalization
1114 inline bool BBPassManager::doInitialization(Module &M) {
1115   bool Changed = false;
1116
1117   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1118     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1119     Changed |= BP->doInitialization(M);
1120   }
1121
1122   return Changed;
1123 }
1124
1125 inline bool BBPassManager::doFinalization(Module &M) {
1126   bool Changed = false;
1127
1128   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1129     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1130     Changed |= BP->doFinalization(M);
1131   }
1132
1133   return Changed;
1134 }
1135
1136 inline bool BBPassManager::doInitialization(Function &F) {
1137   bool Changed = false;
1138
1139   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1140     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1141     Changed |= BP->doInitialization(F);
1142   }
1143
1144   return Changed;
1145 }
1146
1147 inline bool BBPassManager::doFinalization(Function &F) {
1148   bool Changed = false;
1149
1150   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1151     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1152     Changed |= BP->doFinalization(F);
1153   }
1154
1155   return Changed;
1156 }
1157
1158
1159 //===----------------------------------------------------------------------===//
1160 // FunctionPassManager implementation
1161
1162 /// Create new Function pass manager
1163 FunctionPassManager::FunctionPassManager(ModuleProvider *P) {
1164   FPM = new FunctionPassManagerImpl(0);
1165   // FPM is the top level manager.
1166   FPM->setTopLevelManager(FPM);
1167
1168   PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(FPM);
1169   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*PMD);
1170   FPM->setResolver(AR);
1171   
1172   MP = P;
1173 }
1174
1175 FunctionPassManager::~FunctionPassManager() {
1176   delete FPM;
1177 }
1178
1179 /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes
1180 /// ownership of the Pass to the PassManager.  When the
1181 /// PassManager_X is destroyed, the pass will be destroyed as well, so
1182 /// there is no need to delete the pass. (TODO delete passes.)
1183 /// This implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
1184 void FunctionPassManager::add(Pass *P) { 
1185   FPM->add(P);
1186 }
1187
1188 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep
1189 /// track of whether any of the passes modifies the function, and if
1190 /// so, return true.
1191 ///
1192 bool FunctionPassManager::run(Function &F) {
1193   std::string errstr;
1194   if (MP->materializeFunction(&F, &errstr)) {
1195     cerr << "Error reading bytecode file: " << errstr << "\n";
1196     abort();
1197   }
1198   return FPM->run(F);
1199 }
1200
1201
1202 /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
1203 ///
1204 bool FunctionPassManager::doInitialization() {
1205   return FPM->doInitialization(*MP->getModule());
1206 }
1207
1208 /// doFinalization - Run all of the initializers for the function passes.
1209 ///
1210 bool FunctionPassManager::doFinalization() {
1211   return FPM->doFinalization(*MP->getModule());
1212 }
1213
1214 //===----------------------------------------------------------------------===//
1215 // FunctionPassManagerImpl implementation
1216 //
1217 /// Add P into active pass manager or use new module pass manager to
1218 /// manage it.
1219 bool FunctionPassManagerImpl::addPass(Pass *P) {
1220
1221   if (!activeManager || !activeManager->addPass(P)) {
1222     activeManager = new FPPassManager(getDepth() + 1);
1223     // Inherit top level manager
1224     activeManager->setTopLevelManager(this->getTopLevelManager());
1225
1226     // This top level manager is going to manage activeManager. 
1227     // Set up analysis resolver to connect them.
1228     AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
1229     activeManager->setResolver(AR);
1230
1231     addPassManager(activeManager);
1232     return activeManager->addPass(P);
1233   }
1234   return true;
1235 }
1236
1237 inline bool FunctionPassManagerImpl::doInitialization(Module &M) {
1238   bool Changed = false;
1239
1240   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {  
1241     FPPassManager *FP = getContainedManager(Index);
1242     Changed |= FP->doInitialization(M);
1243   }
1244
1245   return Changed;
1246 }
1247
1248 inline bool FunctionPassManagerImpl::doFinalization(Module &M) {
1249   bool Changed = false;
1250
1251   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {  
1252     FPPassManager *FP = getContainedManager(Index);
1253     Changed |= FP->doFinalization(M);
1254   }
1255
1256   return Changed;
1257 }
1258
1259 // Execute all the passes managed by this top level manager.
1260 // Return true if any function is modified by a pass.
1261 bool FunctionPassManagerImpl::run(Function &F) {
1262
1263   bool Changed = false;
1264
1265   TimingInfo::createTheTimeInfo();
1266
1267   dumpArguments();
1268   dumpPasses();
1269
1270   initializeAllAnalysisInfo();
1271   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {  
1272     FPPassManager *FP = getContainedManager(Index);
1273     Changed |= FP->runOnFunction(F);
1274   }
1275   return Changed;
1276 }
1277
1278 //===----------------------------------------------------------------------===//
1279 // FPPassManager implementation
1280
1281 /// Add pass P into the pass manager queue. If P is a BasicBlockPass then
1282 /// either use it into active basic block pass manager or create new basic
1283 /// block pass manager to handle pass P.
1284 bool
1285 FPPassManager::addPass(Pass *P) {
1286
1287   // If P is a BasicBlockPass then use BBPassManager.
1288   if (BasicBlockPass *BP = dynamic_cast<BasicBlockPass*>(P)) {
1289
1290     if (!activeBBPassManager || !activeBBPassManager->addPass(BP)) {
1291
1292       // If active manager exists then clear its analysis info.
1293       if (activeBBPassManager)
1294         activeBBPassManager->initializeAnalysisInfo();
1295
1296       // Create and add new manager
1297       activeBBPassManager = new BBPassManager(getDepth() + 1);
1298       // Inherit top level manager
1299       activeBBPassManager->setTopLevelManager(this->getTopLevelManager());
1300
1301       // Add new manager into current manager's list.
1302       addPassToManager(activeBBPassManager, false);
1303
1304       // Add new manager into top level manager's indirect passes list
1305       PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(activeBBPassManager);
1306       assert (PMD && "Manager is not Pass Manager");
1307       TPM->addIndirectPassManager(PMD);
1308
1309       // Add pass into new manager. This time it must succeed.
1310       if (!activeBBPassManager->addPass(BP))
1311         assert(0 && "Unable to add Pass");
1312
1313       // If activeBBPassManager transfered any Last Uses then handle them here.
1314       std::vector<Pass *> &TLU = activeBBPassManager->getTransferredLastUses();
1315       if (!TLU.empty())
1316         TPM->setLastUser(TLU, this);
1317
1318     }
1319
1320     return true;
1321   }
1322
1323   FunctionPass *FP = dynamic_cast<FunctionPass *>(P);
1324   if (!FP)
1325     return false;
1326
1327   // If this pass does not preserve analysis that is used by other passes
1328   // managed by this manager than it is not a suitable pass for this manager.
1329   if (!manageablePass(P))
1330     return false;
1331
1332   addPassToManager (FP);
1333
1334   // If active manager exists then clear its analysis info.
1335   if (activeBBPassManager) {
1336     activeBBPassManager->initializeAnalysisInfo();
1337     activeBBPassManager = NULL;
1338   }
1339
1340   return true;
1341 }
1342
1343 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking 
1344 /// runOnFunction method.  Keep track of whether any of the passes modifies 
1345 /// the function, and if so, return true.
1346 bool FPPassManager::runOnFunction(Function &F) {
1347
1348   bool Changed = false;
1349
1350   if (F.isExternal())
1351     return false;
1352
1353   std::string Msg1 = "Executing Pass '";
1354   std::string Msg3 = "' Made Modification '";
1355
1356   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1357     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1358
1359     AnalysisUsage AnUsage;
1360     FP->getAnalysisUsage(AnUsage);
1361
1362     std::string Msg2 = "' on Function '" + F.getName() + "'...\n";
1363     dumpPassInfo(FP, Msg1, Msg2);
1364     dumpAnalysisSetInfo("Required", FP, AnUsage.getRequiredSet());
1365
1366     initializeAnalysisImpl(FP);
1367
1368     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(FP);
1369     Changed |= FP->runOnFunction(F);
1370     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(FP);
1371
1372     if (Changed)
1373       dumpPassInfo(FP, Msg3, Msg2);
1374     dumpAnalysisSetInfo("Preserved", FP, AnUsage.getPreservedSet());
1375
1376     removeNotPreservedAnalysis(FP);
1377     recordAvailableAnalysis(FP);
1378     removeDeadPasses(FP, Msg2);
1379   }
1380   return Changed;
1381 }
1382
1383 bool FPPassManager::runOnModule(Module &M) {
1384
1385   bool Changed = doInitialization(M);
1386
1387   for(Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
1388     this->runOnFunction(*I);
1389
1390   return Changed |= doFinalization(M);
1391 }
1392
1393 inline bool FPPassManager::doInitialization(Module &M) {
1394   bool Changed = false;
1395
1396   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {  
1397     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1398     Changed |= FP->doInitialization(M);
1399   }
1400
1401   return Changed;
1402 }
1403
1404 inline bool FPPassManager::doFinalization(Module &M) {
1405   bool Changed = false;
1406
1407   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {  
1408     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1409     Changed |= FP->doFinalization(M);
1410   }
1411
1412   return Changed;
1413 }
1414
1415 //===----------------------------------------------------------------------===//
1416 // MPPassManager implementation
1417
1418 /// Add P into pass vector if it is manageble. If P is a FunctionPass
1419 /// then use FPPassManager to manage it. Return false if P
1420 /// is not manageable by this manager.
1421 bool
1422 MPPassManager::addPass(Pass *P) {
1423
1424   // If P is FunctionPass then use function pass maanager.
1425   if (FunctionPass *FP = dynamic_cast<FunctionPass*>(P)) {
1426
1427     if (!activeFunctionPassManager || !activeFunctionPassManager->addPass(P)) {
1428
1429       // If active manager exists then clear its analysis info.
1430       if (activeFunctionPassManager) 
1431         activeFunctionPassManager->initializeAnalysisInfo();
1432
1433       // Create and add new manager
1434       activeFunctionPassManager = 
1435         new FPPassManager(getDepth() + 1);
1436       
1437       // Add new manager into current manager's list
1438       addPassToManager(activeFunctionPassManager, false);
1439
1440       // Inherit top level manager
1441       activeFunctionPassManager->setTopLevelManager(this->getTopLevelManager());
1442
1443       // Add new manager into top level manager's indirect passes list
1444       PMDataManager *PMD =
1445         dynamic_cast<PMDataManager *>(activeFunctionPassManager);
1446       assert(PMD && "Manager is not Pass Manager");
1447       TPM->addIndirectPassManager(PMD);
1448       
1449       // Add pass into new manager. This time it must succeed.
1450       if (!activeFunctionPassManager->addPass(FP))
1451         assert(0 && "Unable to add pass");
1452
1453       // If activeFunctionPassManager transfered any Last Uses then 
1454       // handle them here.
1455       std::vector<Pass *> &TLU = 
1456         activeFunctionPassManager->getTransferredLastUses();
1457       if (!TLU.empty())
1458         TPM->setLastUser(TLU, this);
1459     }
1460
1461     return true;
1462   }
1463
1464   ModulePass *MP = dynamic_cast<ModulePass *>(P);
1465   if (!MP)
1466     return false;
1467
1468   // If this pass does not preserve analysis that is used by other passes
1469   // managed by this manager than it is not a suitable pass for this manager.
1470   if (!manageablePass(P))
1471     return false;
1472
1473   addPassToManager(MP);
1474   // If active manager exists then clear its analysis info.
1475   if (activeFunctionPassManager) {
1476     activeFunctionPassManager->initializeAnalysisInfo();
1477     activeFunctionPassManager = NULL;
1478   }
1479
1480   return true;
1481 }
1482
1483
1484 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking 
1485 /// runOnModule method.  Keep track of whether any of the passes modifies 
1486 /// the module, and if so, return true.
1487 bool
1488 MPPassManager::runOnModule(Module &M) {
1489   bool Changed = false;
1490
1491   std::string Msg1 = "Executing Pass '";
1492   std::string Msg3 = "' Made Modification '";
1493
1494   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1495     ModulePass *MP = getContainedPass(Index);
1496
1497     AnalysisUsage AnUsage;
1498     MP->getAnalysisUsage(AnUsage);
1499
1500     std::string Msg2 = "' on Module '" + M.getModuleIdentifier() + "'...\n";
1501     dumpPassInfo(MP, Msg1, Msg2);
1502     dumpAnalysisSetInfo("Required", MP, AnUsage.getRequiredSet());
1503
1504     initializeAnalysisImpl(MP);
1505
1506     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(MP);
1507     Changed |= MP->runOnModule(M);
1508     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(MP);
1509
1510     if (Changed)
1511       dumpPassInfo(MP, Msg3, Msg2);
1512     dumpAnalysisSetInfo("Preserved", MP, AnUsage.getPreservedSet());
1513       
1514     removeNotPreservedAnalysis(MP);
1515     recordAvailableAnalysis(MP);
1516     removeDeadPasses(MP, Msg2);
1517   }
1518   return Changed;
1519 }
1520
1521 //===----------------------------------------------------------------------===//
1522 // PassManagerImpl implementation
1523 //
1524 /// Add P into active pass manager or use new module pass manager to
1525 /// manage it.
1526 bool PassManagerImpl::addPass(Pass *P) {
1527
1528   if (!activeManager || !activeManager->addPass(P)) {
1529
1530     activeManager = new MPPassManager(getDepth() + 1);
1531     
1532     // Inherit top level manager
1533     activeManager->setTopLevelManager(this->getTopLevelManager());
1534
1535     // This top level manager is going to manage activeManager. 
1536     // Set up analysis resolver to connect them.
1537     AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
1538     activeManager->setResolver(AR);
1539
1540     addPassManager(activeManager);
1541     return activeManager->addPass(P);
1542   }
1543   return true;
1544 }
1545
1546 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
1547 /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
1548 bool PassManagerImpl::run(Module &M) {
1549
1550   bool Changed = false;
1551
1552   TimingInfo::createTheTimeInfo();
1553
1554   dumpArguments();
1555   dumpPasses();
1556
1557   initializeAllAnalysisInfo();
1558   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {  
1559     MPPassManager *MP = getContainedManager(Index);
1560     Changed |= MP->runOnModule(M);
1561   }
1562   return Changed;
1563 }
1564
1565 //===----------------------------------------------------------------------===//
1566 // PassManager implementation
1567
1568 /// Create new pass manager
1569 PassManager::PassManager() {
1570   PM = new PassManagerImpl(0);
1571   // PM is the top level manager
1572   PM->setTopLevelManager(PM);
1573 }
1574
1575 PassManager::~PassManager() {
1576   delete PM;
1577 }
1578
1579 /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
1580 /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
1581 /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
1582 /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
1583 void 
1584 PassManager::add(Pass *P) {
1585   PM->add(P);
1586 }
1587
1588 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
1589 /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
1590 bool
1591 PassManager::run(Module &M) {
1592   return PM->run(M);
1593 }
1594
1595 //===----------------------------------------------------------------------===//
1596 // TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
1597 // amount of time each pass takes to execute.  This only happens with
1598 // -time-passes is enabled on the command line.
1599 //
1600 bool llvm::TimePassesIsEnabled = false;
1601 static cl::opt<bool,true>
1602 EnableTiming("time-passes", cl::location(TimePassesIsEnabled),
1603             cl::desc("Time each pass, printing elapsed time for each on exit"));
1604
1605 // createTheTimeInfo - This method either initializes the TheTimeInfo pointer to
1606 // a non null value (if the -time-passes option is enabled) or it leaves it
1607 // null.  It may be called multiple times.
1608 void TimingInfo::createTheTimeInfo() {
1609   if (!TimePassesIsEnabled || TheTimeInfo) return;
1610
1611   // Constructed the first time this is called, iff -time-passes is enabled.
1612   // This guarantees that the object will be constructed before static globals,
1613   // thus it will be destroyed before them.
1614   static ManagedStatic<TimingInfo> TTI;
1615   TheTimeInfo = &*TTI;
1616 }
1617
1618 //===----------------------------------------------------------------------===//
1619 // PMStack implementation
1620 //
1621 // Pop Pass Manager from the stack and clear its analysis info.
1622 void PMStack::pop() {
1623
1624   PMDataManager *Top = this->top();
1625   Top->initializeAnalysisInfo();
1626
1627   S.pop_back();
1628 }
1629
1630 // Push PM on the stack and set its top level manager.
1631 void PMStack::push(Pass *P) {
1632
1633   PMDataManager *Top = NULL;
1634   PMDataManager *PM = dynamic_cast<PMDataManager *>(P);
1635   assert (PM && "Unable to push. Pass Manager expected");
1636
1637   if (this->empty()) {
1638     Top = PM;
1639   } 
1640   else {
1641     Top = this->top();
1642     PMTopLevelManager *TPM = Top->getTopLevelManager();
1643
1644     assert (TPM && "Unable to find top level manager");
1645     TPM->addIndirectPassManager(PM);
1646     PM->setTopLevelManager(TPM);
1647   }
1648
1649   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*Top);
1650   P->setResolver(AR);
1651
1652   S.push_back(PM);
1653 }
1654
1655 // Dump content of the pass manager stack.
1656 void PMStack::dump() {
1657   for(std::deque<PMDataManager *>::iterator I = S.begin(),
1658         E = S.end(); I != E; ++I) {
1659     Pass *P = dynamic_cast<Pass *>(*I);
1660     printf ("%s ", P->getPassName());
1661   }
1662   if (!S.empty())
1663     printf ("\n");
1664 }
1665
1666 // Walk Pass Manager stack and set LastUse markers if any
1667 // manager is transfering this priviledge to its parent manager
1668 void PMStack::handleLastUserOverflow() {
1669
1670   for(PMStack::iterator I = this->begin(), E = this->end(); I != E;) {
1671
1672     PMDataManager *Child = *I++;
1673     if (I != E) {
1674       PMDataManager *Parent = *I++;
1675       PMTopLevelManager *TPM = Parent->getTopLevelManager();
1676       std::vector<Pass *> &TLU = Child->getTransferredLastUses();
1677       if (!TLU.empty()) {
1678         Pass *P = dynamic_cast<Pass *>(Parent);
1679         TPM->setLastUser(TLU, P);
1680       }
1681     }
1682   }
1683 }
1684
1685 /// Find appropriate Module Pass Manager in the PM Stack and
1686 /// add self into that manager. 
1687 void ModulePass::assignPassManager(PMStack &PMS) {
1688
1689   // Find Module Pass Manager
1690   while(!PMS.empty()) {
1691     if (PMS.top()->getPassManagerType() > PMT_ModulePassManager)
1692       PMS.pop();    // Pop children pass managers
1693     else
1694       break;
1695   }
1696   MPPassManager *MPP = dynamic_cast<MPPassManager *>(PMS.top());
1697
1698   assert(MPP && "Unable to find Module Pass Manager");
1699   MPP->addPassToManager(this);
1700 }
1701
1702 /// Find appropriate Function Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1703 /// in the PM Stack and add self into that manager. 
1704 void FunctionPass::assignPassManager(PMStack &PMS) {
1705
1706   // Find Module Pass Manager (TODO : Or Call Graph Pass Manager)
1707   while(!PMS.empty()) {
1708     if (PMS.top()->getPassManagerType() > PMT_FunctionPassManager)
1709       PMS.pop();
1710     else
1711       break; 
1712   }
1713   FPPassManager *FPP = dynamic_cast<FPPassManager *>(PMS.top());
1714
1715   // Create new Function Pass Manager
1716   if (!FPP) {
1717     assert(!PMS.empty() && "Unable to create Function Pass Manager");
1718     PMDataManager *PMD = PMS.top();
1719
1720     // [1] Create new Function Pass Manager
1721     FPP = new FPPassManager(PMD->getDepth() + 1);
1722
1723     // [2] Set up new manager's top level manager
1724     PMTopLevelManager *TPM = PMD->getTopLevelManager();
1725     TPM->addIndirectPassManager(FPP);
1726
1727     // [3] Assign manager to manage this new manager. This may create
1728     // and push new managers into PMS
1729     Pass *P = dynamic_cast<Pass *>(FPP);
1730     P->assignPassManager(PMS);
1731
1732     // [4] Push new manager into PMS
1733     PMS.push(FPP);
1734   }
1735
1736   // Assign FPP as the manager of this pass.
1737   FPP->addPassToManager(this);
1738 }
1739
1740 /// Find appropriate Basic Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1741 /// in the PM Stack and add self into that manager. 
1742 void BasicBlockPass::assignPassManager(PMStack &PMS) {
1743
1744   BBPassManager *BBP = NULL;
1745
1746   // Basic Pass Manager is a leaf pass manager. It does not handle
1747   // any other pass manager.
1748   if (!PMS.empty()) {
1749     BBP = dynamic_cast<BBPassManager *>(PMS.top());
1750   }
1751
1752   // If leaf manager is not Basic Block Pass manager then create new
1753   // basic Block Pass manager.
1754
1755   if (!BBP) {
1756     assert(!PMS.empty() && "Unable to create BasicBlock Pass Manager");
1757     PMDataManager *PMD = PMS.top();
1758
1759     // [1] Create new Basic Block Manager
1760     BBP = new BBPassManager(PMD->getDepth() + 1);
1761
1762     // [2] Set up new manager's top level manager
1763     // Basic Block Pass Manager does not live by itself
1764     PMTopLevelManager *TPM = PMD->getTopLevelManager();
1765     TPM->addIndirectPassManager(BBP);
1766
1767     // [3] Assign manager to manage this new manager. This may create
1768     // and push new managers into PMS
1769     Pass *P = dynamic_cast<Pass *>(BBP);
1770     P->assignPassManager(PMS);
1771
1772     // [4] Push new manager into PMS
1773     PMS.push(BBP);
1774   }
1775
1776   // Assign BBP as the manager of this pass.
1777   BBP->addPassToManager(this);
1778 }
1779
1780