c5d03684280c9e3a6aa926e132a6ea1a43114b46
[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.Accessible;
7 import Analysis.OoOJava.RBlockRelationAnalysis;
8 import Analysis.FlatIRGraph.*;
9 import IR.*;
10 import IR.Flat.*;
11 import IR.Tree.Modifiers;
12 import java.util.*;
13 import java.io.*;
14
15
16 public class DisjointAnalysis implements HeapAnalysis {
17
18   ///////////////////////////////////////////
19   //
20   //  Public interface to discover possible
21   //  sharing in the program under analysis
22   //
23   ///////////////////////////////////////////
24
25   // if an object allocated at the target site may be
26   // reachable from both an object from root1 and an
27   // object allocated at root2, return TRUE
28   public boolean mayBothReachTarget(FlatMethod fm,
29                                     FlatNew fnRoot1,
30                                     FlatNew fnRoot2,
31                                     FlatNew fnTarget) {
32
33     AllocSite asr1 = getAllocationSiteFromFlatNew(fnRoot1);
34     AllocSite asr2 = getAllocationSiteFromFlatNew(fnRoot2);
35     assert asr1.isFlagged();
36     assert asr2.isFlagged();
37
38     AllocSite ast = getAllocationSiteFromFlatNew(fnTarget);
39     ReachGraph rg = getPartial(fm.getMethod() );
40
41     return rg.mayBothReachTarget(asr1, asr2, ast);
42   }
43
44   // similar to the method above, return TRUE if ever
45   // more than one object from the root allocation site
46   // may reach an object from the target site
47   public boolean mayManyReachTarget(FlatMethod fm,
48                                     FlatNew fnRoot,
49                                     FlatNew fnTarget) {
50
51     AllocSite asr = getAllocationSiteFromFlatNew(fnRoot);
52     assert asr.isFlagged();
53
54     AllocSite ast = getAllocationSiteFromFlatNew(fnTarget);
55     ReachGraph rg = getPartial(fm.getMethod() );
56
57     return rg.mayManyReachTarget(asr, ast);
58   }
59
60
61
62
63   public HashSet<AllocSite>
64   getFlaggedAllocationSitesReachableFromTask(TaskDescriptor td) {
65     checkAnalysisComplete();
66     return getFlaggedAllocationSitesReachableFromTaskPRIVATE(td);
67   }
68
69   public AllocSite getAllocationSiteFromFlatNew(FlatNew fn) {
70     checkAnalysisComplete();
71     return getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE(fn);
72   }
73
74   public AllocSite getAllocationSiteFromHeapRegionNodeID(Integer id) {
75     checkAnalysisComplete();
76     return mapHrnIdToAllocSite.get(id);
77   }
78
79   public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
80                                                  int paramIndex1,
81                                                  int paramIndex2) {
82     checkAnalysisComplete();
83     ReachGraph rg=mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
84     FlatMethod fm=state.getMethodFlat(taskOrMethod);
85     assert(rg != null);
86     return rg.mayReachSharedObjects(fm, paramIndex1, paramIndex2);
87   }
88
89   public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
90                                                  int paramIndex, AllocSite alloc) {
91     checkAnalysisComplete();
92     ReachGraph rg = mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
93     FlatMethod fm=state.getMethodFlat(taskOrMethod);
94     assert(rg != null);
95     return rg.mayReachSharedObjects(fm, paramIndex, alloc);
96   }
97
98   public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
99                                                  AllocSite alloc, int paramIndex) {
100     checkAnalysisComplete();
101     ReachGraph rg  = mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
102     FlatMethod fm=state.getMethodFlat(taskOrMethod);
103     assert(rg != null);
104     return rg.mayReachSharedObjects(fm, paramIndex, alloc);
105   }
106
107   public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
108                                                  AllocSite alloc1, AllocSite alloc2) {
109     checkAnalysisComplete();
110     ReachGraph rg  = mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
111     assert(rg != null);
112     return rg.mayReachSharedObjects(alloc1, alloc2);
113   }
114
115   public String prettyPrintNodeSet(Set<HeapRegionNode> s) {
116     checkAnalysisComplete();
117
118     String out = "{\n";
119
120     Iterator<HeapRegionNode> i = s.iterator();
121     while (i.hasNext()) {
122       HeapRegionNode n = i.next();
123
124       AllocSite as = n.getAllocSite();
125       if (as == null) {
126         out += "  " + n.toString() + ",\n";
127       } else {
128         out += "  " + n.toString() + ": " + as.toStringVerbose()
129                + ",\n";
130       }
131     }
132
133     out += "}\n";
134     return out;
135   }
136
137   // use the methods given above to check every possible sharing class
138   // between task parameters and flagged allocation sites reachable
139   // from the task
140   public void writeAllSharing(String outputFile,
141                               String timeReport,
142                               String justTime,
143                               boolean tabularOutput,
144                               int numLines
145                               )
146   throws java.io.IOException {
147     checkAnalysisComplete();
148
149     BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(outputFile));
150
151     if (!tabularOutput) {
152       bw.write("Conducting ownership analysis with allocation depth = "
153                + allocationDepth + "\n");
154       bw.write(timeReport + "\n");
155     }
156
157     int numSharing = 0;
158
159     // look through every task for potential sharing
160     Iterator taskItr = state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();
161     while (taskItr.hasNext()) {
162       TaskDescriptor td = (TaskDescriptor) taskItr.next();
163
164       if (!tabularOutput) {
165         bw.write("\n---------" + td + "--------\n");
166       }
167
168       HashSet<AllocSite> allocSites = getFlaggedAllocationSitesReachableFromTask(td);
169
170       Set<HeapRegionNode> common;
171
172       // for each task parameter, check for sharing classes with
173       // other task parameters and every allocation site
174       // reachable from this task
175       boolean foundSomeSharing = false;
176
177       FlatMethod fm = state.getMethodFlat(td);
178       for (int i = 0; i < fm.numParameters(); ++i) {
179
180         // skip parameters with types that cannot reference
181         // into the heap
182         if( !shouldAnalysisTrack(fm.getParameter(i).getType() ) ) {
183           continue;
184         }
185
186         // for the ith parameter check for sharing classes to all
187         // higher numbered parameters
188         for (int j = i + 1; j < fm.numParameters(); ++j) {
189
190           // skip parameters with types that cannot reference
191           // into the heap
192           if( !shouldAnalysisTrack(fm.getParameter(j).getType() ) ) {
193             continue;
194           }
195
196
197           common = hasPotentialSharing(td, i, j);
198           if (!common.isEmpty()) {
199             foundSomeSharing = true;
200             ++numSharing;
201             if (!tabularOutput) {
202               bw.write("Potential sharing between parameters " + i
203                        + " and " + j + ".\n");
204               bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
205             }
206           }
207         }
208
209         // for the ith parameter, check for sharing classes against
210         // the set of allocation sites reachable from this
211         // task context
212         Iterator allocItr = allocSites.iterator();
213         while (allocItr.hasNext()) {
214           AllocSite as = (AllocSite) allocItr.next();
215           common = hasPotentialSharing(td, i, as);
216           if (!common.isEmpty()) {
217             foundSomeSharing = true;
218             ++numSharing;
219             if (!tabularOutput) {
220               bw.write("Potential sharing between parameter " + i
221                        + " and " + as.getFlatNew() + ".\n");
222               bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
223             }
224           }
225         }
226       }
227
228       // for each allocation site check for sharing classes with
229       // other allocation sites in the context of execution
230       // of this task
231       HashSet<AllocSite> outerChecked = new HashSet<AllocSite>();
232       Iterator allocItr1 = allocSites.iterator();
233       while (allocItr1.hasNext()) {
234         AllocSite as1 = (AllocSite) allocItr1.next();
235
236         Iterator allocItr2 = allocSites.iterator();
237         while (allocItr2.hasNext()) {
238           AllocSite as2 = (AllocSite) allocItr2.next();
239
240           if (!outerChecked.contains(as2)) {
241             common = hasPotentialSharing(td, as1, as2);
242
243             if (!common.isEmpty()) {
244               foundSomeSharing = true;
245               ++numSharing;
246               if (!tabularOutput) {
247                 bw.write("Potential sharing between "
248                          + as1.getFlatNew() + " and "
249                          + as2.getFlatNew() + ".\n");
250                 bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
251               }
252             }
253           }
254         }
255
256         outerChecked.add(as1);
257       }
258
259       if (!foundSomeSharing) {
260         if (!tabularOutput) {
261           bw.write("No sharing between flagged objects in Task " + td
262                    + ".\n");
263         }
264       }
265     }
266
267
268     if (tabularOutput) {
269       bw.write(" & " + numSharing + " & " + justTime + " & " + numLines
270                + " & " + numMethodsAnalyzed() + " \\\\\n");
271     } else {
272       bw.write("\nNumber sharing classes: "+numSharing);
273     }
274
275     bw.close();
276   }
277
278
279
280   // this version of writeAllSharing is for Java programs that have no tasks
281   // ***********************************
282   // WARNING: THIS DOES NOT DO THE RIGHT THING, REPORTS 0 ALWAYS!
283   // It should use mayBothReachTarget and mayManyReachTarget like
284   // OoOJava does to query analysis results
285   // ***********************************
286   public void writeAllSharingJava(String outputFile,
287                                   String timeReport,
288                                   String justTime,
289                                   boolean tabularOutput,
290                                   int numLines
291                                   )
292   throws java.io.IOException {
293     checkAnalysisComplete();
294
295     assert !state.TASK;
296
297     int numSharing = 0;
298
299     BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(outputFile));
300
301     bw.write("Conducting disjoint reachability analysis with allocation depth = "
302              + allocationDepth + "\n");
303     bw.write(timeReport + "\n\n");
304
305     boolean foundSomeSharing = false;
306
307     Descriptor d = typeUtil.getMain();
308     HashSet<AllocSite> allocSites = getFlaggedAllocationSites(d);
309
310     // for each allocation site check for sharing classes with
311     // other allocation sites in the context of execution
312     // of this task
313     HashSet<AllocSite> outerChecked = new HashSet<AllocSite>();
314     Iterator allocItr1 = allocSites.iterator();
315     while (allocItr1.hasNext()) {
316       AllocSite as1 = (AllocSite) allocItr1.next();
317
318       Iterator allocItr2 = allocSites.iterator();
319       while (allocItr2.hasNext()) {
320         AllocSite as2 = (AllocSite) allocItr2.next();
321
322         if (!outerChecked.contains(as2)) {
323           Set<HeapRegionNode> common = hasPotentialSharing(d,
324                                                            as1, as2);
325
326           if (!common.isEmpty()) {
327             foundSomeSharing = true;
328             bw.write("Potential sharing between "
329                      + as1.getDisjointAnalysisId() + " and "
330                      + as2.getDisjointAnalysisId() + ".\n");
331             bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
332             ++numSharing;
333           }
334         }
335       }
336
337       outerChecked.add(as1);
338     }
339
340     if (!foundSomeSharing) {
341       bw.write("No sharing classes between flagged objects found.\n");
342     } else {
343       bw.write("\nNumber sharing classes: "+numSharing);
344     }
345
346     bw.write("Number of methods analyzed: "+numMethodsAnalyzed()+"\n");
347
348     bw.close();
349   }
350
351
352
353   public Alloc getCmdLineArgsAlloc() {
354     return getAllocationSiteFromFlatNew( constructedCmdLineArgsNew );
355   }
356   public Alloc getCmdLineArgAlloc() {
357     return getAllocationSiteFromFlatNew( constructedCmdLineArgNew );
358   }
359   public Alloc getCmdLineArgBytesAlloc() {
360     return getAllocationSiteFromFlatNew( constructedCmdLineArgBytesNew );
361   }
362   public Alloc getNewStringLiteralAlloc() {
363     return newStringLiteralAlloc;
364   }
365   public Alloc getNewStringLiteralBytesAlloc() {
366     return newStringLiteralBytesAlloc;
367   }
368
369   ///////////////////////////////////////////
370   //
371   // end public interface
372   //
373   ///////////////////////////////////////////
374
375
376
377   protected void checkAnalysisComplete() {
378     if( !analysisComplete ) {
379       throw new Error("Warning: public interface method called while analysis is running.");
380     }
381   }
382
383
384
385
386
387
388   // run in faster mode, only when bugs wrung out!
389   public static boolean releaseMode;
390
391   // use command line option to set this, analysis
392   // should attempt to be deterministic
393   public static boolean determinismDesired;
394
395   // when we want to enforce determinism in the
396   // analysis we need to sort descriptors rather
397   // than toss them in efficient sets, use this
398   public static DescriptorComparator dComp =
399     new DescriptorComparator();
400
401
402   // data from the compiler
403   public State state;
404   public CallGraph callGraph;
405   public Liveness liveness;
406   public ArrayReferencees arrayReferencees;
407   public RBlockRelationAnalysis rblockRel;
408   public TypeUtil typeUtil;
409   public int allocationDepth;
410
411   protected boolean doEffectsAnalysis = false;
412   protected EffectsAnalysis effectsAnalysis;
413   protected BuildStateMachines buildStateMachines;
414
415   protected boolean doDefiniteReachAnalysis = false;
416   protected DefiniteReachAnalysis definiteReachAnalysis;
417
418
419   // data structure for public interface
420   private Hashtable< Descriptor, HashSet<AllocSite> >
421   mapDescriptorToAllocSiteSet;
422
423
424   // for public interface methods to warn that they
425   // are grabbing results during analysis
426   private boolean analysisComplete;
427
428
429   // used to identify HeapRegionNode objects
430   // A unique ID equates an object in one
431   // ownership graph with an object in another
432   // graph that logically represents the same
433   // heap region
434   // start at 10 and increment to reserve some
435   // IDs for special purposes
436   static protected int uniqueIDcount = 10;
437
438
439   // An out-of-scope method created by the
440   // analysis that has no parameters, and
441   // appears to allocate the command line
442   // arguments, then invoke the source code's
443   // main method.  The purpose of this is to
444   // provide the analysis with an explicit
445   // top-level context with no parameters
446   protected MethodDescriptor mdAnalysisEntry;
447   protected FlatMethod fmAnalysisEntry;
448
449   // main method defined by source program
450   protected MethodDescriptor mdSourceEntry;
451
452   // the set of task and/or method descriptors
453   // reachable in call graph
454   protected Set<Descriptor>
455   descriptorsToAnalyze;
456
457   // current descriptors to visit in fixed-point
458   // interprocedural analysis, prioritized by
459   // dependency in the call graph
460   protected Stack<Descriptor>
461   descriptorsToVisitStack;
462   protected PriorityQueue<DescriptorQWrapper>
463   descriptorsToVisitQ;
464
465   // a duplication of the above structure, but
466   // for efficient testing of inclusion
467   protected HashSet<Descriptor>
468   descriptorsToVisitSet;
469
470   // storage for priorities (doesn't make sense)
471   // to add it to the Descriptor class, just in
472   // this analysis
473   protected Hashtable<Descriptor, Integer>
474   mapDescriptorToPriority;
475
476   // when analyzing a method and scheduling more:
477   // remember set of callee's enqueued for analysis
478   // so they can be put on top of the callers in
479   // the stack-visit mode
480   protected Set<Descriptor>
481   calleesToEnqueue;
482
483   // maps a descriptor to its current partial result
484   // from the intraprocedural fixed-point analysis--
485   // then the interprocedural analysis settles, this
486   // mapping will have the final results for each
487   // method descriptor
488   protected Hashtable<Descriptor, ReachGraph>
489   mapDescriptorToCompleteReachGraph;
490
491   // maps a descriptor to its known dependents: namely
492   // methods or tasks that call the descriptor's method
493   // AND are part of this analysis (reachable from main)
494   protected Hashtable< Descriptor, Set<Descriptor> >
495   mapDescriptorToSetDependents;
496
497   // if the analysis client wants to flag allocation sites
498   // programmatically, it should provide a set of FlatNew
499   // statements--this may be null if unneeded
500   protected Set<FlatNew> sitesToFlag;
501
502   // maps each flat new to one analysis abstraction
503   // allocate site object, these exist outside reach graphs
504   protected Hashtable<FlatNew, AllocSite>
505   mapFlatNewToAllocSite;
506
507   // maps intergraph heap region IDs to intergraph
508   // allocation sites that created them, a redundant
509   // structure for efficiency in some operations
510   protected Hashtable<Integer, AllocSite>
511   mapHrnIdToAllocSite;
512
513   // maps a method to its initial heap model (IHM) that
514   // is the set of reachability graphs from every caller
515   // site, all merged together.  The reason that we keep
516   // them separate is that any one call site's contribution
517   // to the IHM may changed along the path to the fixed point
518   protected Hashtable< Descriptor, Hashtable< FlatCall, ReachGraph > >
519   mapDescriptorToIHMcontributions;
520
521   // additionally, keep a mapping from descriptors to the
522   // merged in-coming initial context, because we want this
523   // initial context to be STRICTLY MONOTONIC
524   protected Hashtable<Descriptor, ReachGraph>
525   mapDescriptorToInitialContext;
526
527   // mapping of current partial results for a given node.  Note that
528   // to reanalyze a method we discard all partial results because a
529   // null reach graph indicates the node needs to be visited on the
530   // way to the fixed point.
531   // The reason for a persistent mapping is so after the analysis we
532   // can ask for the graph of any node at the fixed point, but this
533   // option is only enabled with a compiler flag.
534   protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph> mapFlatNodeToReachGraphPersist;
535   protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph> mapFlatNodeToReachGraph;
536
537
538   // make the result for back edges analysis-wide STRICTLY
539   // MONOTONIC as well, but notice we use FlatNode as the
540   // key for this map: in case we want to consider other
541   // nodes as back edge's in future implementations
542   protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph>
543   mapBackEdgeToMonotone;
544
545
546   public static final String arrayElementFieldName = "___element_";
547   static protected Hashtable<TypeDescriptor, FieldDescriptor>
548   mapTypeToArrayField;
549
550
551   protected boolean suppressOutput;
552
553   // for controlling DOT file output
554   protected boolean writeFinalDOTs;
555   protected boolean writeAllIncrementalDOTs;
556
557   // supporting DOT output--when we want to write every
558   // partial method result, keep a tally for generating
559   // unique filenames
560   protected Hashtable<Descriptor, Integer>
561   mapDescriptorToNumUpdates;
562
563   //map task descriptor to initial task parameter
564   protected Hashtable<Descriptor, ReachGraph>
565   mapDescriptorToReachGraph;
566
567   protected PointerMethod pm;
568
569   //Keeps track of all the reach graphs at every program point
570   //DO NOT USE UNLESS YOU REALLY NEED IT
571   static protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph> fn2rgAtEnter =
572     new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
573
574   static protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph> fn2rgAtExit =
575     new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
576
577
578   private Hashtable<FlatCall, Descriptor> fc2enclosing;
579
580   Accessible accessible;
581
582   
583   // we construct an entry method of flat nodes complete
584   // with a new allocation site to model the command line
585   // args creation just for the analysis, so remember that
586   // allocation site.  Later in code gen we might want to
587   // know if something is pointing-to to the cmd line args
588   // and we can verify by checking the allocation site field.
589   protected FlatNew constructedCmdLineArgsNew;
590   protected FlatNew constructedCmdLineArgNew;
591   protected FlatNew constructedCmdLineArgBytesNew;
592
593   // similar to above, the runtime allocates new strings
594   // for literal nodes, so make up an alloc to model that
595   protected AllocSite      newStringLiteralAlloc;
596   protected AllocSite      newStringLiteralBytesAlloc;
597
598   // both of the above need the descriptor of the field
599   // for the String's value field to reference by the
600   // byte array from the string object
601   protected TypeDescriptor  stringType;
602   protected TypeDescriptor  stringBytesType;
603   protected FieldDescriptor stringBytesField;
604
605
606   protected void initImplicitStringsModel() {
607     
608     ClassDescriptor cdString = typeUtil.getClass( typeUtil.StringClass );
609     assert cdString != null;
610
611
612     stringType = 
613       new TypeDescriptor( cdString );
614
615     stringBytesType =
616       new TypeDescriptor(TypeDescriptor.CHAR).makeArray( state );
617
618
619     stringBytesField = null;
620     Iterator sFieldsItr = cdString.getFields();
621     while( sFieldsItr.hasNext() ) {
622       FieldDescriptor fd = (FieldDescriptor) sFieldsItr.next();
623       if( fd.getSymbol().equals( typeUtil.StringClassValueField ) ) {
624         stringBytesField = fd;
625         break;
626       }
627     }
628     assert stringBytesField != null;
629
630
631     TempDescriptor throwAway1 =
632       new TempDescriptor("stringLiteralTemp_dummy1",
633                          stringType
634                          );
635     FlatNew fnStringLiteral =
636       new FlatNew(stringType,
637                   throwAway1,
638                   false  // is global
639                   );
640     newStringLiteralAlloc
641       = getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE( fnStringLiteral );    
642
643
644     TempDescriptor throwAway2 =
645       new TempDescriptor("stringLiteralTemp_dummy2",
646                          stringBytesType
647                          );
648     FlatNew fnStringLiteralBytes =
649       new FlatNew(stringBytesType,
650                   throwAway2,
651                   false  // is global
652                   );
653     newStringLiteralBytesAlloc
654       = getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE( fnStringLiteralBytes );    
655   }
656
657
658
659
660   // allocate various structures that are not local
661   // to a single class method--should be done once
662   protected void allocateStructures() {
663
664     if( determinismDesired ) {
665       // use an ordered set
666       descriptorsToAnalyze = new TreeSet<Descriptor>(dComp);
667     } else {
668       // otherwise use a speedy hashset
669       descriptorsToAnalyze = new HashSet<Descriptor>();
670     }
671
672     mapDescriptorToCompleteReachGraph =
673       new Hashtable<Descriptor, ReachGraph>();
674
675     mapDescriptorToNumUpdates =
676       new Hashtable<Descriptor, Integer>();
677
678     mapDescriptorToSetDependents =
679       new Hashtable< Descriptor, Set<Descriptor> >();
680
681     mapFlatNewToAllocSite =
682       new Hashtable<FlatNew, AllocSite>();
683
684     mapDescriptorToIHMcontributions =
685       new Hashtable< Descriptor, Hashtable< FlatCall, ReachGraph > >();
686
687     mapDescriptorToInitialContext =
688       new Hashtable<Descriptor, ReachGraph>();
689
690     mapFlatNodeToReachGraphPersist =
691       new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
692
693     mapBackEdgeToMonotone =
694       new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
695
696     mapHrnIdToAllocSite =
697       new Hashtable<Integer, AllocSite>();
698
699     mapTypeToArrayField =
700       new Hashtable <TypeDescriptor, FieldDescriptor>();
701
702     if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
703         state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
704         ) {
705       descriptorsToVisitStack =
706         new Stack<Descriptor>();
707     }
708
709     if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
710       descriptorsToVisitQ =
711         new PriorityQueue<DescriptorQWrapper>();
712     }
713
714     descriptorsToVisitSet =
715       new HashSet<Descriptor>();
716
717     mapDescriptorToPriority =
718       new Hashtable<Descriptor, Integer>();
719
720     calleesToEnqueue =
721       new HashSet<Descriptor>();
722
723     mapDescriptorToAllocSiteSet =
724       new Hashtable<Descriptor,    HashSet<AllocSite> >();
725
726     mapDescriptorToReachGraph =
727       new Hashtable<Descriptor, ReachGraph>();
728
729     pm = new PointerMethod();
730
731     fc2enclosing = new Hashtable<FlatCall, Descriptor>();
732   }
733
734
735
736   // this analysis generates a disjoint reachability
737   // graph for every reachable method in the program
738   public DisjointAnalysis(State s,
739                           TypeUtil tu,
740                           CallGraph cg,
741                           Liveness l,
742                           ArrayReferencees ar,
743                           Set<FlatNew> sitesToFlag,
744                           RBlockRelationAnalysis rra
745                           ) {
746     init(s, tu, cg, l, ar, sitesToFlag, rra, null, false);
747   }
748
749   public DisjointAnalysis(State s,
750                           TypeUtil tu,
751                           CallGraph cg,
752                           Liveness l,
753                           ArrayReferencees ar,
754                           Set<FlatNew> sitesToFlag,
755                           RBlockRelationAnalysis rra,
756                           boolean suppressOutput
757                           ) {
758     init(s, tu, cg, l, ar, sitesToFlag, rra, null, suppressOutput);
759   }
760
761   public DisjointAnalysis(State s,
762                           TypeUtil tu,
763                           CallGraph cg,
764                           Liveness l,
765                           ArrayReferencees ar,
766                           Set<FlatNew> sitesToFlag,
767                           RBlockRelationAnalysis rra,
768                           BuildStateMachines bsm,
769                           boolean suppressOutput
770                           ) {
771     init(s, tu, cg, l, ar, sitesToFlag, rra, bsm, suppressOutput);
772   }
773
774   protected void init(State state,
775                       TypeUtil typeUtil,
776                       CallGraph callGraph,
777                       Liveness liveness,
778                       ArrayReferencees arrayReferencees,
779                       Set<FlatNew> sitesToFlag,
780                       RBlockRelationAnalysis rra,
781                       BuildStateMachines bsm,
782                       boolean suppressOutput
783                       ) {
784
785     analysisComplete = false;
786
787     this.state              = state;
788     this.typeUtil           = typeUtil;
789     this.callGraph          = callGraph;
790     this.liveness           = liveness;
791     this.arrayReferencees   = arrayReferencees;
792     this.sitesToFlag        = sitesToFlag;
793     this.rblockRel          = rra;
794     this.suppressOutput     = suppressOutput;
795     this.buildStateMachines = bsm;
796
797     if( rblockRel != null ) {
798       doEffectsAnalysis = true;
799       effectsAnalysis   = new EffectsAnalysis();
800
801       EffectsAnalysis.state              = state;
802       EffectsAnalysis.buildStateMachines = buildStateMachines;
803
804       //note: instead of reachgraph's isAccessible, using the result of accessible analysis
805       //since accessible gives us more accurate results
806       accessible=new Accessible(state, callGraph, rra, liveness);
807       accessible.doAnalysis();
808     }
809
810     this.allocationDepth         = state.DISJOINTALLOCDEPTH;
811     this.releaseMode             = state.DISJOINTRELEASEMODE;
812     this.determinismDesired      = state.DISJOINTDETERMINISM;
813
814     this.writeFinalDOTs          = state.DISJOINTWRITEDOTS && !state.DISJOINTWRITEALL;
815     this.writeAllIncrementalDOTs = state.DISJOINTWRITEDOTS &&  state.DISJOINTWRITEALL;
816
817     this.takeDebugSnapshots      = state.DISJOINTSNAPSYMBOL != null;
818     this.descSymbolDebug         = state.DISJOINTSNAPSYMBOL;
819     this.visitStartCapture       = state.DISJOINTSNAPVISITTOSTART;
820     this.numVisitsToCapture      = state.DISJOINTSNAPNUMVISITS;
821     this.stopAfterCapture        = state.DISJOINTSNAPSTOPAFTER;
822     this.snapVisitCounter        = 1; // count visits from 1 (user will write 1, means 1st visit)
823     this.snapNodeCounter         = 0; // count nodes from 0
824
825     assert
826     state.DISJOINTDVISITSTACK ||
827     state.DISJOINTDVISITPQUE  ||
828     state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP;
829     assert !(state.DISJOINTDVISITSTACK && state.DISJOINTDVISITPQUE);
830     assert !(state.DISJOINTDVISITSTACK && state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP);
831     assert !(state.DISJOINTDVISITPQUE  && state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP);
832
833     // set some static configuration for ReachGraphs
834     ReachGraph.allocationDepth = allocationDepth;
835     ReachGraph.typeUtil        = typeUtil;
836     ReachGraph.state           = state;
837
838     ReachGraph.initOutOfScopeTemps();
839
840     ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture
841       = state.DISJOINTDEBUGCALLVISITTOSTART;
842
843     ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture
844       = state.DISJOINTDEBUGCALLNUMVISITS;
845
846     ReachGraph.debugCallSiteStopAfter
847       = state.DISJOINTDEBUGCALLSTOPAFTER;
848
849     ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter
850       = 0; // count visits from 1, is incremented before first visit    
851
852     if( state.DO_DEFINITE_REACH_ANALYSIS ) {
853       doDefiniteReachAnalysis = true;
854       definiteReachAnalysis = new DefiniteReachAnalysis();
855     }
856
857
858     if( suppressOutput ) {
859       System.out.println("* Running disjoint reachability analysis with output suppressed! *");
860     }
861
862
863     allocateStructures();
864
865     initImplicitStringsModel();
866
867
868
869     double timeStartAnalysis = (double) System.nanoTime();
870
871     // start interprocedural fixed-point computation
872     try {
873       analyzeMethods();
874     } catch( IOException e ) {
875       throw new Error("IO Exception while writing disjointness analysis output.");
876     }
877
878     analysisComplete=true;
879
880     double timeEndAnalysis = (double) System.nanoTime();
881     double dt = (timeEndAnalysis - timeStartAnalysis)/(Math.pow(10.0, 9.0) );
882
883     String treport;
884     if( sitesToFlag != null ) {
885       treport = String.format("Disjoint reachability analysis flagged %d sites and took %.3f sec.", sitesToFlag.size(), dt);
886       if(sitesToFlag.size()>0) {
887         treport+="\nFlagged sites:"+"\n"+sitesToFlag.toString();
888       }
889     } else {
890       treport = String.format("Disjoint reachability analysis took %.3f sec.", dt);
891     }
892     String justtime = String.format("%.2f", dt);
893     System.out.println(treport);
894
895
896     try {
897       if( writeFinalDOTs && !writeAllIncrementalDOTs ) {
898         writeFinalGraphs();
899       }
900
901       if( state.DISJOINTWRITEIHMS ) {
902         writeFinalIHMs();
903       }
904
905       if( state.DISJOINTWRITEINITCONTEXTS ) {
906         writeInitialContexts();
907       }
908
909       if( state.DISJOINT_WRITE_ALL_NODE_FINAL_GRAPHS ) {
910         writeFinalGraphsForEveryNode();
911       }
912
913       if( state.DISJOINTALIASFILE != null && !suppressOutput ) {
914         if( state.TASK ) {
915           writeAllSharing(state.DISJOINTALIASFILE, treport, justtime, state.DISJOINTALIASTAB, state.lines);
916         } else {
917           writeAllSharingJava(state.DISJOINTALIASFILE,
918                               treport,
919                               justtime,
920                               state.DISJOINTALIASTAB,
921                               state.lines
922                               );
923         }
924       }
925
926       if( state.RCR ) {
927         buildStateMachines.writeStateMachines();
928       }
929
930     } catch( IOException e ) {
931       throw new Error("IO Exception while writing disjointness analysis output.");
932     }
933   }
934
935
936   protected boolean moreDescriptorsToVisit() {
937     if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
938         state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
939         ) {
940       return !descriptorsToVisitStack.isEmpty();
941
942     } else if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
943       return !descriptorsToVisitQ.isEmpty();
944     }
945
946     throw new Error("Neither descriptor visiting mode set");
947   }
948
949
950   // fixed-point computation over the call graph--when a
951   // method's callees are updated, it must be reanalyzed
952   protected void analyzeMethods() throws java.io.IOException {
953
954     // task or non-task (java) mode determines what the roots
955     // of the call chain are, and establishes the set of methods
956     // reachable from the roots that will be analyzed
957
958     if( state.TASK ) {
959       if( !suppressOutput ) {
960         System.out.println("Bamboo mode...");
961       }
962
963       Iterator taskItr = state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();
964       while( taskItr.hasNext() ) {
965         TaskDescriptor td = (TaskDescriptor) taskItr.next();
966         if( !descriptorsToAnalyze.contains(td) ) {
967           // add all methods transitively reachable from the
968           // tasks as well
969           descriptorsToAnalyze.add(td);
970           descriptorsToAnalyze.addAll(callGraph.getAllMethods(td) );
971         }
972       }
973
974     } else {
975       if( !suppressOutput ) {
976         System.out.println("Java mode...");
977       }
978
979       // add all methods transitively reachable from the
980       // source's main to set for analysis
981       mdSourceEntry = typeUtil.getMain();
982       descriptorsToAnalyze.add(mdSourceEntry);
983       descriptorsToAnalyze.addAll(callGraph.getAllMethods(mdSourceEntry) );
984
985       // fabricate an empty calling context that will call
986       // the source's main, but call graph doesn't know
987       // about it, so explicitly add it
988       makeAnalysisEntryMethod(mdSourceEntry);
989       descriptorsToAnalyze.add(mdAnalysisEntry);
990     }
991
992
993
994     // now, depending on the interprocedural mode for visiting
995     // methods, set up the needed data structures
996
997     if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
998
999       // topologically sort according to the call graph so
1000       // leaf calls are last, helps build contexts up first
1001       LinkedList<Descriptor> sortedDescriptors =
1002         topologicalSort(descriptorsToAnalyze);
1003
1004       // add sorted descriptors to priority queue, and duplicate
1005       // the queue as a set for efficiently testing whether some
1006       // method is marked for analysis
1007       int p = 0;
1008       Iterator<Descriptor> dItr;
1009
1010       // for the priority queue, give items at the head
1011       // of the sorted list a low number (highest priority)
1012       while( !sortedDescriptors.isEmpty() ) {
1013         Descriptor d = sortedDescriptors.removeFirst();
1014         mapDescriptorToPriority.put(d, new Integer(p) );
1015         descriptorsToVisitQ.add(new DescriptorQWrapper(p, d) );
1016         descriptorsToVisitSet.add(d);
1017         ++p;
1018       }
1019
1020     } else if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
1021                state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
1022                ) {
1023       // if we're doing the stack scheme, just throw the root
1024       // method or tasks on the stack
1025       if( state.TASK ) {
1026         Iterator taskItr = state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();
1027         while( taskItr.hasNext() ) {
1028           TaskDescriptor td = (TaskDescriptor) taskItr.next();
1029           descriptorsToVisitStack.add(td);
1030           descriptorsToVisitSet.add(td);
1031         }
1032
1033       } else {
1034         descriptorsToVisitStack.add(mdAnalysisEntry);
1035         descriptorsToVisitSet.add(mdAnalysisEntry);
1036       }
1037
1038     } else {
1039       throw new Error("Unknown method scheduling mode");
1040     }
1041
1042
1043     // analyze scheduled methods until there are no more to visit
1044     while( moreDescriptorsToVisit() ) {
1045       Descriptor d = null;
1046
1047       if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
1048           state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
1049           ) {
1050         d = descriptorsToVisitStack.pop();
1051
1052       } else if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
1053         d = descriptorsToVisitQ.poll().getDescriptor();
1054       }
1055
1056       assert descriptorsToVisitSet.contains(d);
1057       descriptorsToVisitSet.remove(d);
1058
1059       // because the task or method descriptor just extracted
1060       // was in the "to visit" set it either hasn't been analyzed
1061       // yet, or some method that it depends on has been
1062       // updated.  Recompute a complete reachability graph for
1063       // this task/method and compare it to any previous result.
1064       // If there is a change detected, add any methods/tasks
1065       // that depend on this one to the "to visit" set.
1066
1067       if( !suppressOutput ) {
1068         System.out.println("Analyzing " + d);
1069       }
1070
1071       if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
1072         assert calleesToEnqueue.isEmpty();
1073       }
1074
1075       ReachGraph rg     = analyzeMethod(d);
1076       ReachGraph rgPrev = getPartial(d);
1077
1078       if( !rg.equals(rgPrev) ) {
1079         setPartial(d, rg);
1080
1081         if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
1082           System.out.println("  complete graph changed, scheduling callers for analysis:");
1083         }
1084
1085         // results for d changed, so enqueue dependents
1086         // of d for further analysis
1087         Iterator<Descriptor> depsItr = getDependents(d).iterator();
1088         while( depsItr.hasNext() ) {
1089           Descriptor dNext = depsItr.next();
1090           enqueue(dNext);
1091
1092           if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
1093             System.out.println("    "+dNext);
1094           }
1095         }
1096       }
1097
1098       // whether or not the method under analysis changed,
1099       // we may have some callees that are scheduled for
1100       // more analysis, and they should go on the top of
1101       // the stack now (in other method-visiting modes they
1102       // are already enqueued at this point
1103       if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
1104         Iterator<Descriptor> depsItr = calleesToEnqueue.iterator();
1105         while( depsItr.hasNext() ) {
1106           Descriptor dNext = depsItr.next();
1107           enqueue(dNext);
1108         }
1109         calleesToEnqueue.clear();
1110       }
1111
1112     }
1113   }
1114
1115   protected ReachGraph analyzeMethod(Descriptor d)
1116   throws java.io.IOException {
1117
1118     // get the flat code for this descriptor
1119     FlatMethod fm;
1120     if( d == mdAnalysisEntry ) {
1121       fm = fmAnalysisEntry;
1122     } else {
1123       fm = state.getMethodFlat(d);
1124     }
1125     pm.analyzeMethod(fm);
1126
1127     // intraprocedural work set
1128     Set<FlatNode> flatNodesToVisit = new HashSet<FlatNode>();
1129     flatNodesToVisit.add(fm);
1130
1131     // if determinism is desired by client, shadow the
1132     // set with a queue to make visit order deterministic
1133     Queue<FlatNode> flatNodesToVisitQ = null;
1134     if( determinismDesired ) {
1135       flatNodesToVisitQ = new LinkedList<FlatNode>();
1136       flatNodesToVisitQ.add(fm);
1137     }
1138
1139     // start a new mapping of partial results
1140     mapFlatNodeToReachGraph =
1141       new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
1142
1143     // the set of return nodes partial results that will be combined as
1144     // the final, conservative approximation of the entire method
1145     HashSet<FlatReturnNode> setReturns = new HashSet<FlatReturnNode>();
1146
1147
1148
1149     boolean snapThisMethod = false;
1150     if( takeDebugSnapshots && d instanceof MethodDescriptor ) {
1151       MethodDescriptor mdThisMethod = (MethodDescriptor)d;
1152       ClassDescriptor  cdThisMethod = mdThisMethod.getClassDesc();
1153       if( cdThisMethod != null ) {
1154         snapThisMethod = 
1155           descSymbolDebug.equals( cdThisMethod.getSymbol()+
1156                                   "."+
1157                                   mdThisMethod.getSymbol()
1158                                   );
1159       }
1160     }
1161
1162
1163
1164     while( !flatNodesToVisit.isEmpty() ) {
1165
1166       FlatNode fn;
1167       if( determinismDesired ) {
1168         assert !flatNodesToVisitQ.isEmpty();
1169         fn = flatNodesToVisitQ.remove();
1170       } else {
1171         fn = flatNodesToVisit.iterator().next();
1172       }
1173       flatNodesToVisit.remove(fn);
1174
1175       // effect transfer function defined by this node,
1176       // then compare it to the old graph at this node
1177       // to see if anything was updated.
1178
1179       ReachGraph rg = new ReachGraph();
1180       TaskDescriptor taskDesc;
1181       if(fn instanceof FlatMethod && (taskDesc=((FlatMethod)fn).getTask())!=null) {
1182         if(mapDescriptorToReachGraph.containsKey(taskDesc)) {
1183           // retrieve existing reach graph if it is not first time
1184           rg=mapDescriptorToReachGraph.get(taskDesc);
1185         } else {
1186           // create initial reach graph for a task
1187           rg=createInitialTaskReachGraph((FlatMethod)fn);
1188           rg.globalSweep();
1189           mapDescriptorToReachGraph.put(taskDesc, rg);
1190         }
1191       }
1192
1193       // start by merging all node's parents' graphs
1194       for( int i = 0; i < pm.numPrev(fn); ++i ) {
1195         FlatNode pn = pm.getPrev(fn,i);
1196         if( mapFlatNodeToReachGraph.containsKey(pn) ) {
1197           ReachGraph rgParent = mapFlatNodeToReachGraph.get(pn);
1198           rg.merge(rgParent);
1199         }
1200       }
1201
1202
1203       if( snapThisMethod ) {
1204         debugSnapshot(rg, fn, true);
1205       }
1206
1207
1208       // modify rg with appropriate transfer function
1209       rg = analyzeFlatNode(d, fm, fn, setReturns, rg);
1210
1211
1212       if( snapThisMethod ) {
1213         debugSnapshot(rg, fn, false);
1214         ++snapNodeCounter;
1215       }
1216
1217
1218       // if the results of the new graph are different from
1219       // the current graph at this node, replace the graph
1220       // with the update and enqueue the children
1221       ReachGraph rgPrev = mapFlatNodeToReachGraph.get(fn);
1222       if( !rg.equals(rgPrev) ) {
1223         mapFlatNodeToReachGraph.put(fn, rg);
1224
1225         // we don't necessarily want to keep the reach graph for every
1226         // node in the program unless a client or the user wants it
1227         if( state.DISJOINT_WRITE_ALL_NODE_FINAL_GRAPHS ) {
1228           mapFlatNodeToReachGraphPersist.put(fn, rg);
1229         }
1230
1231         for( int i = 0; i < pm.numNext(fn); i++ ) {
1232           FlatNode nn = pm.getNext(fn, i);
1233
1234           flatNodesToVisit.add(nn);
1235           if( determinismDesired ) {
1236             flatNodesToVisitQ.add(nn);
1237           }
1238         }
1239       }
1240     }
1241
1242
1243     // end by merging all return nodes into a complete
1244     // reach graph that represents all possible heap
1245     // states after the flat method returns
1246     ReachGraph completeGraph = new ReachGraph();
1247
1248     if( setReturns.isEmpty() ) {
1249       System.out.println( "d = "+d );
1250       
1251     }
1252     assert !setReturns.isEmpty();
1253     Iterator retItr = setReturns.iterator();
1254     while( retItr.hasNext() ) {
1255       FlatReturnNode frn = (FlatReturnNode) retItr.next();
1256
1257       assert mapFlatNodeToReachGraph.containsKey(frn);
1258       ReachGraph rgRet = mapFlatNodeToReachGraph.get(frn);
1259
1260       completeGraph.merge(rgRet);
1261     }
1262
1263
1264     if( snapThisMethod ) {
1265       // increment that we've visited the debug snap
1266       // method, and reset the node counter
1267       System.out.println("    @@@ debug snap at visit "+snapVisitCounter);
1268       ++snapVisitCounter;
1269       snapNodeCounter = 0;
1270
1271       if( snapVisitCounter == visitStartCapture + numVisitsToCapture &&
1272           stopAfterCapture
1273           ) {
1274         System.out.println("!!! Stopping analysis after debug snap captures. !!!");
1275         System.exit(-1);
1276       }
1277     }
1278
1279
1280     return completeGraph;
1281   }
1282
1283
1284   protected ReachGraph
1285   analyzeFlatNode(Descriptor d,
1286                   FlatMethod fmContaining,
1287                   FlatNode fn,
1288                   HashSet<FlatReturnNode> setRetNodes,
1289                   ReachGraph rg
1290                   ) throws java.io.IOException {
1291
1292
1293     // any variables that are no longer live should be
1294     // nullified in the graph to reduce edges
1295     //rg.nullifyDeadVars( liveness.getLiveInTemps( fmContaining, fn ) );
1296
1297     TempDescriptor lhs;
1298     TempDescriptor rhs;
1299     FieldDescriptor fld;
1300     TypeDescriptor tdElement;
1301     FieldDescriptor fdElement;
1302     FlatSESEEnterNode sese;
1303     FlatSESEExitNode fsexn;
1304
1305     Set<EdgeKey> edgeKeysForLoad;
1306     Set<EdgeKey> edgeKeysRemoved;
1307     Set<EdgeKey> edgeKeysAdded;
1308
1309     //Stores the flatnode's reach graph at enter
1310     ReachGraph rgOnEnter = new ReachGraph();
1311     rgOnEnter.merge(rg);
1312     fn2rgAtEnter.put(fn, rgOnEnter);
1313
1314
1315     
1316     boolean didDefReachTransfer = false;    
1317
1318
1319
1320     // use node type to decide what transfer function
1321     // to apply to the reachability graph
1322     switch( fn.kind() ) {
1323
1324     case FKind.FlatGenReachNode: {
1325       FlatGenReachNode fgrn = (FlatGenReachNode) fn;
1326
1327       System.out.println("  Generating reach graph for program point: "+fgrn.getGraphName() );
1328
1329
1330       rg.writeGraph("genReach"+fgrn.getGraphName(),
1331                     true,     // write labels (variables)
1332                     true,    // selectively hide intermediate temp vars
1333                     true,     // prune unreachable heap regions
1334                     false,    // hide reachability altogether
1335                     true,    // hide subset reachability states
1336                     true,     // hide predicates
1337                     true); //false);    // hide edge taints
1338     } break;
1339
1340
1341     case FKind.FlatGenDefReachNode: {
1342       FlatGenDefReachNode fgdrn = (FlatGenDefReachNode) fn;
1343       if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1344         definiteReachAnalysis.writeState( fn, fgdrn.getOutputName() );
1345       }
1346     } break;
1347
1348
1349     case FKind.FlatMethod: {
1350       // construct this method's initial heap model (IHM)
1351       // since we're working on the FlatMethod, we know
1352       // the incoming ReachGraph 'rg' is empty
1353
1354       Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers =
1355         getIHMcontributions(d);
1356
1357       Set entrySet = heapsFromCallers.entrySet();
1358       Iterator itr = entrySet.iterator();
1359       while( itr.hasNext() ) {
1360         Map.Entry me        = (Map.Entry)itr.next();
1361         FlatCall fc        = (FlatCall)   me.getKey();
1362         ReachGraph rgContrib = (ReachGraph) me.getValue();
1363
1364         // note that "fc.getMethod()" like (Object.toString)
1365         // might not be equal to "d" like (String.toString)
1366         // because the mapping gets set up when we resolve
1367         // virtual dispatch
1368         rg.merge(rgContrib);
1369       }
1370
1371       // additionally, we are enforcing STRICT MONOTONICITY for the
1372       // method's initial context, so grow the context by whatever
1373       // the previously computed context was, and put the most
1374       // up-to-date context back in the map
1375       ReachGraph rgPrevContext = mapDescriptorToInitialContext.get(d);
1376       rg.merge(rgPrevContext);
1377       mapDescriptorToInitialContext.put(d, rg);
1378
1379       if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1380         FlatMethod fm = (FlatMethod) fn;
1381         Set<TempDescriptor> params = new HashSet<TempDescriptor>();
1382         for( int i = 0; i < fm.numParameters(); ++i ) {
1383           params.add( fm.getParameter( i ) );
1384         }
1385         definiteReachAnalysis.methodEntry( fn, params );
1386         didDefReachTransfer = true;
1387       }
1388     } break;
1389
1390     case FKind.FlatOpNode:
1391       FlatOpNode fon = (FlatOpNode) fn;
1392       if( fon.getOp().getOp() == Operation.ASSIGN ) {
1393         lhs = fon.getDest();
1394         rhs = fon.getLeft();
1395
1396         // before transfer, do effects analysis support
1397         if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1398           if(rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1399             // x gets status of y
1400             if(!accessible.isAccessible(fn, rhs)) {
1401               rg.makeInaccessible(lhs);
1402             }
1403           }
1404         }
1405
1406         // transfer func
1407         rg.assignTempXEqualToTempY(lhs, rhs);
1408
1409         if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1410           definiteReachAnalysis.copy( fn, lhs, rhs );
1411           didDefReachTransfer = true;
1412         }
1413       }
1414       break;
1415
1416     case FKind.FlatCastNode:
1417       FlatCastNode fcn = (FlatCastNode) fn;
1418       lhs = fcn.getDst();
1419       rhs = fcn.getSrc();
1420
1421       TypeDescriptor td = fcn.getType();
1422       assert td != null;
1423
1424       // before transfer, do effects analysis support
1425       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1426         if(rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1427           // x gets status of y
1428           if(!accessible.isAccessible(fn,rhs)) {
1429             rg.makeInaccessible(lhs);
1430           }
1431         }
1432       }
1433
1434       // transfer func
1435       rg.assignTempXEqualToCastedTempY(lhs, rhs, td);
1436
1437       if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1438         definiteReachAnalysis.copy( fn, lhs, rhs );
1439         didDefReachTransfer = true;
1440       }
1441       break;
1442
1443     case FKind.FlatFieldNode:
1444       FlatFieldNode ffn = (FlatFieldNode) fn;
1445
1446       lhs = ffn.getDst();
1447       rhs = ffn.getSrc();
1448       fld = ffn.getField();
1449
1450       // before graph transform, possible inject
1451       // a stall-site taint
1452       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1453
1454         if(rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1455           // x=y.f, stall y if not accessible
1456           // contributes read effects on stall site of y
1457           if(!accessible.isAccessible(fn,rhs)) {
1458             rg.taintStallSite(fn, rhs);
1459           }
1460
1461           // after this, x and y are accessbile.
1462           rg.makeAccessible(lhs);
1463           rg.makeAccessible(rhs);
1464         }
1465       }
1466
1467       edgeKeysForLoad = null;
1468       if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1469         edgeKeysForLoad = new HashSet<EdgeKey>();
1470       }
1471
1472       if( shouldAnalysisTrack(fld.getType() ) ) {
1473         // transfer func
1474         rg.assignTempXEqualToTempYFieldF( lhs, rhs, fld, fn, edgeKeysForLoad );
1475
1476         if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1477           definiteReachAnalysis.load( fn, lhs, rhs, fld, edgeKeysForLoad );
1478           didDefReachTransfer = true;
1479         }
1480       }
1481
1482       // after transfer, use updated graph to
1483       // do effects analysis
1484       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1485         effectsAnalysis.analyzeFlatFieldNode(rg, rhs, fld, fn);
1486       }
1487       break;
1488
1489     case FKind.FlatSetFieldNode:
1490       FlatSetFieldNode fsfn = (FlatSetFieldNode) fn;
1491
1492       lhs = fsfn.getDst();
1493       fld = fsfn.getField();
1494       rhs = fsfn.getSrc();
1495
1496       boolean strongUpdate = false;
1497
1498       edgeKeysRemoved = null;
1499       edgeKeysAdded   = null;
1500       if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1501         edgeKeysRemoved = new HashSet<EdgeKey>();
1502         edgeKeysAdded   = new HashSet<EdgeKey>();
1503       }
1504
1505       // before transfer func, possibly inject
1506       // stall-site taints
1507       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1508
1509         if(rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1510           // x.y=f , stall x and y if they are not accessible
1511           // also contribute write effects on stall site of x
1512           if(!accessible.isAccessible(fn,lhs)) {
1513             rg.taintStallSite(fn, lhs);
1514           }
1515
1516           if(!accessible.isAccessible(fn,rhs)) {
1517             rg.taintStallSite(fn, rhs);
1518           }
1519
1520           // accessible status update
1521           rg.makeAccessible(lhs);
1522           rg.makeAccessible(rhs);
1523         }
1524       }
1525
1526       if( shouldAnalysisTrack(fld.getType() ) ) {
1527         // transfer func
1528         strongUpdate = rg.assignTempXFieldFEqualToTempY( lhs, 
1529                                                          fld, 
1530                                                          rhs, 
1531                                                          fn, 
1532                                                          edgeKeysRemoved,
1533                                                          edgeKeysAdded );
1534         if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1535           definiteReachAnalysis.store( fn, 
1536                                        lhs,
1537                                        fld,
1538                                        rhs,
1539                                        edgeKeysRemoved,
1540                                        edgeKeysAdded );
1541           didDefReachTransfer = true;
1542         }
1543       }
1544
1545       // use transformed graph to do effects analysis
1546       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1547         effectsAnalysis.analyzeFlatSetFieldNode(rg, lhs, fld, fn, strongUpdate);
1548       }
1549       break;
1550
1551     case FKind.FlatElementNode:
1552       FlatElementNode fen = (FlatElementNode) fn;
1553
1554       lhs = fen.getDst();
1555       rhs = fen.getSrc();
1556
1557       assert rhs.getType() != null;
1558       assert rhs.getType().isArray();
1559
1560       tdElement = rhs.getType().dereference();
1561       fdElement = getArrayField(tdElement);
1562
1563       // before transfer func, possibly inject
1564       // stall-site taint
1565       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1566         if(rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1567           // x=y.f, stall y if not accessible
1568           // contributes read effects on stall site of y
1569           // after this, x and y are accessbile.
1570           if(!accessible.isAccessible(fn,rhs)) {
1571             rg.taintStallSite(fn, rhs);
1572           }
1573
1574           rg.makeAccessible(lhs);
1575           rg.makeAccessible(rhs);
1576         }
1577       }
1578
1579       edgeKeysForLoad = null;
1580       if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1581         edgeKeysForLoad = new HashSet<EdgeKey>();
1582       }
1583
1584       if( shouldAnalysisTrack(lhs.getType() ) ) {
1585         // transfer func
1586         rg.assignTempXEqualToTempYFieldF( lhs, rhs, fdElement, fn, edgeKeysForLoad );
1587
1588         if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1589           definiteReachAnalysis.load( fn, lhs, rhs, fdElement, edgeKeysForLoad );
1590           didDefReachTransfer = true;
1591         }
1592       }
1593
1594       // use transformed graph to do effects analysis
1595       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1596         effectsAnalysis.analyzeFlatFieldNode(rg, rhs, fdElement, fn);
1597       }
1598       break;
1599
1600     case FKind.FlatSetElementNode:
1601       FlatSetElementNode fsen = (FlatSetElementNode) fn;
1602
1603       lhs = fsen.getDst();
1604       rhs = fsen.getSrc();
1605       
1606       assert lhs.getType() != null;
1607       assert lhs.getType().isArray();
1608
1609       tdElement = lhs.getType().dereference();
1610       fdElement = getArrayField(tdElement);
1611
1612       edgeKeysRemoved = null;
1613       edgeKeysAdded   = null;
1614       if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1615         edgeKeysRemoved = new HashSet<EdgeKey>();
1616         edgeKeysAdded   = new HashSet<EdgeKey>();
1617       }
1618
1619       // before transfer func, possibly inject
1620       // stall-site taints
1621       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1622
1623         if(rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1624           // x.y=f , stall x and y if they are not accessible
1625           // also contribute write effects on stall site of x
1626           if(!accessible.isAccessible(fn,lhs)) {
1627             rg.taintStallSite(fn, lhs);
1628           }
1629
1630           if(!accessible.isAccessible(fn,rhs)) {
1631             rg.taintStallSite(fn, rhs);
1632           }
1633
1634           // accessible status update
1635           rg.makeAccessible(lhs);
1636           rg.makeAccessible(rhs);
1637         }
1638       }
1639
1640       if( shouldAnalysisTrack(rhs.getType() ) ) {
1641         // transfer func, BUT
1642         // skip this node if it cannot create new reachability paths
1643         if( !arrayReferencees.doesNotCreateNewReaching(fsen) ) {
1644           rg.assignTempXFieldFEqualToTempY( lhs, 
1645                                             fdElement, 
1646                                             rhs, 
1647                                             fn, 
1648                                             edgeKeysRemoved,
1649                                             edgeKeysAdded );
1650         }
1651
1652         if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1653           definiteReachAnalysis.store( fn,
1654                                        lhs,
1655                                        fdElement, 
1656                                        rhs, 
1657                                        edgeKeysRemoved,
1658                                        edgeKeysAdded );
1659           didDefReachTransfer = true;
1660         }
1661       }
1662
1663       // use transformed graph to do effects analysis
1664       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1665         effectsAnalysis.analyzeFlatSetFieldNode(rg, lhs, fdElement, fn,
1666                                                 false);
1667       }
1668       break;
1669
1670     case FKind.FlatNew:
1671       FlatNew fnn = (FlatNew) fn;
1672       lhs = fnn.getDst();
1673       if( shouldAnalysisTrack(lhs.getType() ) ) {
1674         AllocSite as = getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE(fnn);
1675
1676         // before transform, support effects analysis
1677         if (doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry) {
1678           if (rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1679             // after creating new object, lhs is accessible
1680             rg.makeAccessible(lhs);
1681           }
1682         }
1683
1684         // transfer func
1685         rg.assignTempEqualToNewAlloc(lhs, as);
1686
1687         if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1688           definiteReachAnalysis.newObject( fn, lhs );
1689           didDefReachTransfer = true;
1690         }
1691       }
1692       break;
1693
1694       
1695     case FKind.FlatLiteralNode:
1696       // BIG NOTE: this transfer function is only here for
1697       // points-to information for String literals.  That's it.
1698       // Effects and disjoint reachability and all of that don't
1699       // care about references to literals.
1700       FlatLiteralNode fln = (FlatLiteralNode) fn;
1701
1702       if( fln.getType().equals( stringType ) ) {
1703         rg.assignTempEqualToStringLiteral( fln.getDst(),
1704                                            newStringLiteralAlloc,
1705                                            newStringLiteralBytesAlloc,
1706                                            stringBytesField );
1707       }      
1708       break;
1709
1710
1711     case FKind.FlatSESEEnterNode:
1712       sese = (FlatSESEEnterNode) fn;
1713
1714       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1715
1716         // always remove ALL stall site taints at enter
1717         rg.removeAllStallSiteTaints();
1718
1719         // inject taints for in-set vars
1720         rg.taintInSetVars(sese);
1721
1722       }
1723       break;
1724
1725     case FKind.FlatSESEExitNode:
1726       fsexn = (FlatSESEExitNode) fn;
1727       sese  = fsexn.getFlatEnter();
1728
1729       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1730
1731         // @ sese exit make all live variables
1732         // inaccessible to later parent statements
1733         rg.makeInaccessible(liveness.getLiveInTemps(fmContaining, fn) );
1734
1735         // always remove ALL stall site taints at exit
1736         rg.removeAllStallSiteTaints();
1737
1738         // remove in-set var taints for the exiting rblock
1739         rg.removeInContextTaints(sese);
1740       }
1741       break;
1742
1743
1744     case FKind.FlatCall: {
1745       Descriptor mdCaller;
1746       if( fmContaining.getMethod() != null ) {
1747         mdCaller = fmContaining.getMethod();
1748       } else {
1749         mdCaller = fmContaining.getTask();
1750       }
1751       FlatCall fc       = (FlatCall) fn;
1752       MethodDescriptor mdCallee = fc.getMethod();
1753       FlatMethod fmCallee = state.getMethodFlat(mdCallee);
1754
1755
1756       if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1757         definiteReachAnalysis.methodCall( fn, fc.getReturnTemp() );
1758         didDefReachTransfer = true;
1759       }
1760
1761       
1762       // the transformation for a call site should update the
1763       // current heap abstraction with any effects from the callee,
1764       // or if the method is virtual, the effects from any possible
1765       // callees, so find the set of callees...
1766       Set<MethodDescriptor> setPossibleCallees;
1767       if( determinismDesired ) {
1768         // use an ordered set
1769         setPossibleCallees = new TreeSet<MethodDescriptor>(dComp);
1770       } else {
1771         // otherwise use a speedy hashset
1772         setPossibleCallees = new HashSet<MethodDescriptor>();
1773       }
1774
1775       if( mdCallee.isStatic() ) {
1776         setPossibleCallees.add(mdCallee);
1777       } else {
1778         TypeDescriptor typeDesc = fc.getThis().getType();
1779         setPossibleCallees.addAll(callGraph.getMethods(mdCallee,
1780                                                        typeDesc)
1781                                   );
1782       }
1783
1784
1785       DebugCallSiteData dcsd = new DebugCallSiteData();
1786       
1787       ReachGraph rgMergeOfPossibleCallers = new ReachGraph();
1788
1789
1790       Iterator<MethodDescriptor> mdItr = setPossibleCallees.iterator();
1791       while( mdItr.hasNext() ) {
1792         MethodDescriptor mdPossible = mdItr.next();
1793         FlatMethod fmPossible = state.getMethodFlat(mdPossible);
1794
1795         addDependent(mdPossible,  // callee
1796                      d);          // caller
1797
1798
1799         // decide for each possible resolution of the method whether we
1800         // want to debug this call site
1801         decideDebugCallSite( dcsd, mdCaller, mdPossible );
1802
1803
1804
1805         // calculate the heap this call site can reach--note this is
1806         // not used for the current call site transform, we are
1807         // grabbing this heap model for future analysis of the callees,
1808         // so if different results emerge we will return to this site
1809         ReachGraph heapForThisCall_old =
1810           getIHMcontribution(mdPossible, fc);
1811       
1812         // the computation of the callee-reachable heap
1813         // is useful for making the callee starting point
1814         // and for applying the call site transfer function
1815         Set<Integer> callerNodeIDsCopiedToCallee =
1816           new HashSet<Integer>();
1817
1818
1819         ReachGraph heapForThisCall_cur =
1820           rg.makeCalleeView(fc,
1821                             fmPossible,
1822                             callerNodeIDsCopiedToCallee,
1823                             dcsd.writeDebugDOTs
1824                             );
1825
1826
1827         // enforce that a call site contribution can only
1828         // monotonically increase
1829         heapForThisCall_cur.merge(heapForThisCall_old);
1830
1831         if( !heapForThisCall_cur.equals(heapForThisCall_old) ) {
1832           // if heap at call site changed, update the contribution,
1833           // and reschedule the callee for analysis
1834           addIHMcontribution(mdPossible, fc, heapForThisCall_cur);
1835
1836           // map a FlatCall to its enclosing method/task descriptor
1837           // so we can write that info out later
1838           fc2enclosing.put(fc, mdCaller);
1839
1840           if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
1841             System.out.println("  context changed at callsite: "+fc+", scheduling callee: "+mdPossible);
1842           }
1843
1844           if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
1845             calleesToEnqueue.add(mdPossible);
1846           } else {
1847             enqueue(mdPossible);
1848           }
1849         }
1850
1851
1852         
1853
1854         // don't alter the working graph (rg) until we compute a
1855         // result for every possible callee, merge them all together,
1856         // then set rg to that
1857         ReachGraph rgPossibleCaller = new ReachGraph();
1858         rgPossibleCaller.merge(rg);
1859
1860         ReachGraph rgPossibleCallee = getPartial(mdPossible);
1861
1862         if( rgPossibleCallee == null ) {
1863           // if this method has never been analyzed just schedule it
1864           // for analysis and skip over this call site for now
1865           if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
1866             calleesToEnqueue.add(mdPossible);
1867           } else {
1868             enqueue(mdPossible);
1869           }
1870
1871           if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
1872             System.out.println("  callee hasn't been analyzed, scheduling: "+mdPossible);
1873           }
1874
1875
1876         } else {
1877           
1878           // calculate the method call transform
1879           rgPossibleCaller.resolveMethodCall(fc,
1880                                              fmPossible,
1881                                              rgPossibleCallee,
1882                                              callerNodeIDsCopiedToCallee,
1883                                              dcsd.writeDebugDOTs
1884                                              );
1885
1886
1887           if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1888             if( !accessible.isAccessible(fn, ReachGraph.tdReturn) ) {
1889               rgPossibleCaller.makeInaccessible(fc.getReturnTemp() );
1890             }
1891           }
1892
1893         }
1894
1895         rgMergeOfPossibleCallers.merge(rgPossibleCaller);
1896       }
1897       
1898
1899
1900       statusDebugCallSite( dcsd );
1901
1902
1903
1904       // now that we've taken care of building heap models for
1905       // callee analysis, finish this transformation
1906       rg = rgMergeOfPossibleCallers;
1907
1908
1909       // jjenista: what is this?  It breaks compilation
1910       // of programs with no tasks/SESEs/rblocks...
1911       //XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
1912       //need to consider more
1913       if( state.OOOJAVA ) {
1914         FlatNode nextFN=fmCallee.getNext(0);
1915         if( nextFN instanceof FlatSESEEnterNode ) {
1916           FlatSESEEnterNode calleeSESE=(FlatSESEEnterNode)nextFN;
1917           if(!calleeSESE.getIsLeafSESE()) {
1918             rg.makeInaccessible(liveness.getLiveInTemps(fmContaining, fn) );
1919           }
1920         }
1921       }
1922
1923     } break;
1924
1925
1926     case FKind.FlatReturnNode:
1927       FlatReturnNode frn = (FlatReturnNode) fn;
1928       rhs = frn.getReturnTemp();
1929
1930       // before transfer, do effects analysis support
1931       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1932         if(!accessible.isAccessible(fn,rhs)) {
1933           rg.makeInaccessible(ReachGraph.tdReturn);
1934         }
1935       }
1936
1937       if( rhs != null && shouldAnalysisTrack(rhs.getType() ) ) {
1938         rg.assignReturnEqualToTemp(rhs);
1939       }
1940
1941       setRetNodes.add(frn);
1942       break;
1943
1944     } // end switch
1945
1946
1947
1948     if( doDefiniteReachAnalysis && !didDefReachTransfer ) {
1949       definiteReachAnalysis.otherStatement( fn );
1950     }
1951
1952
1953
1954     // dead variables were removed before the above transfer function
1955     // was applied, so eliminate heap regions and edges that are no
1956     // longer part of the abstractly-live heap graph, and sweep up
1957     // and reachability effects that are altered by the reduction
1958     //rg.abstractGarbageCollect();
1959     //rg.globalSweep();
1960
1961
1962     // back edges are strictly monotonic
1963     if( pm.isBackEdge(fn) ) {
1964       ReachGraph rgPrevResult = mapBackEdgeToMonotone.get(fn);
1965       rg.merge(rgPrevResult);
1966       mapBackEdgeToMonotone.put(fn, rg);
1967     }
1968
1969
1970     ReachGraph rgOnExit = new ReachGraph();
1971     rgOnExit.merge(rg);
1972     fn2rgAtExit.put(fn, rgOnExit);
1973
1974
1975
1976     // at this point rg should be the correct update
1977     // by an above transfer function, or untouched if
1978     // the flat node type doesn't affect the heap
1979     return rg;
1980   }
1981
1982
1983
1984   // this method should generate integers strictly greater than zero!
1985   // special "shadow" regions are made from a heap region by negating
1986   // the ID
1987   static public Integer generateUniqueHeapRegionNodeID() {
1988     ++uniqueIDcount;
1989     return new Integer(uniqueIDcount);
1990   }
1991
1992
1993
1994   static public FieldDescriptor getArrayField(TypeDescriptor tdElement) {
1995     FieldDescriptor fdElement = mapTypeToArrayField.get(tdElement);
1996     if( fdElement == null ) {
1997       fdElement = new FieldDescriptor(new Modifiers(Modifiers.PUBLIC),
1998                                       tdElement,
1999                                       arrayElementFieldName,
2000                                       null,
2001                                       false);
2002       mapTypeToArrayField.put(tdElement, fdElement);
2003     }
2004     return fdElement;
2005   }
2006
2007
2008
2009   private void writeFinalGraphs() {
2010     Set entrySet = mapDescriptorToCompleteReachGraph.entrySet();
2011     Iterator itr = entrySet.iterator();
2012     while( itr.hasNext() ) {
2013       Map.Entry me = (Map.Entry)itr.next();
2014       Descriptor d = (Descriptor) me.getKey();
2015       ReachGraph rg = (ReachGraph) me.getValue();
2016
2017       String graphName;
2018       if( d instanceof TaskDescriptor ) {
2019         graphName = "COMPLETEtask"+d;
2020       } else {
2021         graphName = "COMPLETE"+d;
2022       }
2023
2024       rg.writeGraph(graphName,
2025                     true,     // write labels (variables)
2026                     true,     // selectively hide intermediate temp vars
2027                     true,     // prune unreachable heap regions
2028                     true,     // hide reachability altogether
2029                     true,     // hide subset reachability states
2030                     true,     // hide predicates
2031                     false);   // hide edge taints
2032     }
2033   }
2034
2035   private void writeFinalIHMs() {
2036     Iterator d2IHMsItr = mapDescriptorToIHMcontributions.entrySet().iterator();
2037     while( d2IHMsItr.hasNext() ) {
2038       Map.Entry me1 = (Map.Entry)d2IHMsItr.next();
2039       Descriptor d = (Descriptor)                      me1.getKey();
2040       Hashtable<FlatCall, ReachGraph> IHMs = (Hashtable<FlatCall, ReachGraph>)me1.getValue();
2041
2042       Iterator fc2rgItr = IHMs.entrySet().iterator();
2043       while( fc2rgItr.hasNext() ) {
2044         Map.Entry me2 = (Map.Entry)fc2rgItr.next();
2045         FlatCall fc  = (FlatCall)   me2.getKey();
2046         ReachGraph rg  = (ReachGraph) me2.getValue();
2047
2048         rg.writeGraph("IHMPARTFOR"+d+"FROM"+fc2enclosing.get(fc)+fc,
2049                       true,    // write labels (variables)
2050                       true,    // selectively hide intermediate temp vars
2051                       true,    // hide reachability altogether
2052                       true,    // prune unreachable heap regions
2053                       true,    // hide subset reachability states
2054                       false,   // hide predicates
2055                       true);   // hide edge taints
2056       }
2057     }
2058   }
2059
2060   private void writeInitialContexts() {
2061     Set entrySet = mapDescriptorToInitialContext.entrySet();
2062     Iterator itr = entrySet.iterator();
2063     while( itr.hasNext() ) {
2064       Map.Entry me = (Map.Entry)itr.next();
2065       Descriptor d = (Descriptor) me.getKey();
2066       ReachGraph rg = (ReachGraph) me.getValue();
2067
2068       rg.writeGraph("INITIAL"+d,
2069                     true,    // write labels (variables)
2070                     true,    // selectively hide intermediate temp vars
2071                     true,    // prune unreachable heap regions
2072                     false,   // hide all reachability
2073                     true,    // hide subset reachability states
2074                     true,    // hide predicates
2075                     false);  // hide edge taints
2076     }
2077   }
2078
2079   private void writeFinalGraphsForEveryNode() {
2080     Set entrySet = mapFlatNodeToReachGraphPersist.entrySet();
2081     Iterator itr = entrySet.iterator();
2082     while( itr.hasNext() ) {
2083       Map.Entry  me = (Map.Entry)  itr.next();
2084       FlatNode   fn = (FlatNode)   me.getKey();
2085       ReachGraph rg = (ReachGraph) me.getValue();
2086
2087       rg.writeGraph("NODEFINAL"+fn,
2088                     true,    // write labels (variables)
2089                     false,   // selectively hide intermediate temp vars
2090                     true,    // prune unreachable heap regions
2091                     true,    // hide all reachability
2092                     true,    // hide subset reachability states
2093                     true,    // hide predicates
2094                     true);   // hide edge taints
2095     }
2096   }
2097
2098
2099   protected ReachGraph getPartial(Descriptor d) {
2100     return mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(d);
2101   }
2102
2103   protected void setPartial(Descriptor d, ReachGraph rg) {
2104     mapDescriptorToCompleteReachGraph.put(d, rg);
2105
2106     // when the flag for writing out every partial
2107     // result is set, we should spit out the graph,
2108     // but in order to give it a unique name we need
2109     // to track how many partial results for this
2110     // descriptor we've already written out
2111     if( writeAllIncrementalDOTs ) {
2112       if( !mapDescriptorToNumUpdates.containsKey(d) ) {
2113         mapDescriptorToNumUpdates.put(d, new Integer(0) );
2114       }
2115       Integer n = mapDescriptorToNumUpdates.get(d);
2116
2117       String graphName;
2118       if( d instanceof TaskDescriptor ) {
2119         graphName = d+"COMPLETEtask"+String.format("%05d", n);
2120       } else {
2121         graphName = d+"COMPLETE"+String.format("%05d", n);
2122       }
2123
2124       rg.writeGraph(graphName,
2125                     true,    // write labels (variables)
2126                     true,    // selectively hide intermediate temp vars
2127                     true,    // prune unreachable heap regions
2128                     false,   // hide all reachability
2129                     true,    // hide subset reachability states
2130                     false,   // hide predicates
2131                     false);  // hide edge taints
2132
2133       mapDescriptorToNumUpdates.put(d, n + 1);
2134     }
2135   }
2136
2137
2138
2139   // return just the allocation site associated with one FlatNew node
2140   protected AllocSite getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE(FlatNew fnew) {
2141
2142     boolean flagProgrammatically = false;
2143     if( sitesToFlag != null && sitesToFlag.contains(fnew) ) {
2144       flagProgrammatically = true;
2145     }
2146
2147     if( !mapFlatNewToAllocSite.containsKey(fnew) ) {
2148       AllocSite as = AllocSite.factory(allocationDepth,
2149                                        fnew,
2150                                        fnew.getDisjointId(),
2151                                        flagProgrammatically
2152                                        );
2153
2154       // the newest nodes are single objects
2155       for( int i = 0; i < allocationDepth; ++i ) {
2156         Integer id = generateUniqueHeapRegionNodeID();
2157         as.setIthOldest(i, id);
2158         mapHrnIdToAllocSite.put(id, as);
2159       }
2160
2161       // the oldest node is a summary node
2162       as.setSummary(generateUniqueHeapRegionNodeID() );
2163
2164       mapFlatNewToAllocSite.put(fnew, as);
2165     }
2166
2167     return mapFlatNewToAllocSite.get(fnew);
2168   }
2169
2170
2171   public static boolean shouldAnalysisTrack(TypeDescriptor type) {
2172     // don't track primitive types, but an array
2173     // of primitives is heap memory
2174     if( type.isImmutable() ) {
2175       return type.isArray();
2176     }
2177
2178     // everything else is an object
2179     return true;
2180   }
2181
2182   protected int numMethodsAnalyzed() {
2183     return descriptorsToAnalyze.size();
2184   }
2185
2186
2187
2188
2189   // Take in source entry which is the program's compiled entry and
2190   // create a new analysis entry, a method that takes no parameters
2191   // and appears to allocate the command line arguments and call the
2192   // source entry with them.  The purpose of this analysis entry is
2193   // to provide a top-level method context with no parameters left.
2194   protected void makeAnalysisEntryMethod(MethodDescriptor mdSourceEntry) {
2195
2196     Modifiers mods = new Modifiers();
2197     mods.addModifier(Modifiers.PUBLIC);
2198     mods.addModifier(Modifiers.STATIC);
2199
2200     TypeDescriptor returnType = new TypeDescriptor(TypeDescriptor.VOID);
2201     
2202     this.mdAnalysisEntry =
2203       new MethodDescriptor(mods,
2204                            returnType,
2205                            "analysisEntryMethod"
2206                            );
2207
2208     TypeDescriptor argsType = mdSourceEntry.getParamType(0);
2209     TempDescriptor cmdLineArgs =
2210       new TempDescriptor("analysisEntryTemp_args",
2211                          argsType
2212                          );
2213     FlatNew fnArgs =
2214       new FlatNew(argsType,
2215                   cmdLineArgs,
2216                   false  // is global
2217                   );
2218     this.constructedCmdLineArgsNew = fnArgs;
2219
2220     TypeDescriptor argType = argsType.dereference();
2221     TempDescriptor anArg =
2222       new TempDescriptor("analysisEntryTemp_arg",
2223                          argType
2224                          );
2225     FlatNew fnArg =
2226       new FlatNew(argType,
2227                   anArg,
2228                   false  // is global
2229                   );
2230     this.constructedCmdLineArgNew = fnArg;
2231
2232     TypeDescriptor typeIndex = new TypeDescriptor(TypeDescriptor.INT);
2233     TempDescriptor index =
2234       new TempDescriptor("analysisEntryTemp_index",
2235                          typeIndex
2236                          );
2237     FlatLiteralNode fli =
2238       new FlatLiteralNode(typeIndex,
2239                           new Integer( 0 ),
2240                           index
2241                           );
2242     
2243     FlatSetElementNode fse =
2244       new FlatSetElementNode(cmdLineArgs,
2245                              index,
2246                              anArg
2247                              );
2248
2249     TypeDescriptor typeSize = new TypeDescriptor(TypeDescriptor.INT);
2250     TempDescriptor sizeBytes =
2251       new TempDescriptor("analysisEntryTemp_size",
2252                          typeSize
2253                          );
2254     FlatLiteralNode fls =
2255       new FlatLiteralNode(typeSize,
2256                           new Integer( 1 ),
2257                           sizeBytes
2258                           );
2259
2260     TempDescriptor strBytes =
2261       new TempDescriptor("analysisEntryTemp_strBytes",
2262                          stringBytesType
2263                          );
2264     FlatNew fnBytes =
2265       new FlatNew(stringBytesType,
2266                   strBytes,
2267                   //sizeBytes,
2268                   false  // is global
2269                   );
2270     this.constructedCmdLineArgBytesNew = fnBytes;
2271
2272     FlatSetFieldNode fsf =
2273       new FlatSetFieldNode(anArg,
2274                            stringBytesField,
2275                            strBytes
2276                            );
2277
2278     // throw this in so you can always see what the initial heap context
2279     // looks like if you want to, its cheap
2280     FlatGenReachNode fgen = new FlatGenReachNode( "argContext" );
2281
2282     TempDescriptor[] sourceEntryArgs = new TempDescriptor[1];
2283     sourceEntryArgs[0] = cmdLineArgs;
2284     FlatCall fc =
2285       new FlatCall(mdSourceEntry,
2286                    null,  // dst temp
2287                    null,  // this temp
2288                    sourceEntryArgs
2289                    );
2290
2291     FlatReturnNode frn = new FlatReturnNode(null);
2292
2293     FlatExit fe = new FlatExit();
2294
2295     this.fmAnalysisEntry =
2296       new FlatMethod(mdAnalysisEntry,
2297                      fe
2298                      );
2299
2300     List<FlatNode> nodes = new LinkedList<FlatNode>();
2301     nodes.add( fnArgs );
2302     nodes.add( fnArg );
2303     nodes.add( fli );
2304     nodes.add( fse );
2305     nodes.add( fls );
2306     nodes.add( fnBytes );
2307     nodes.add( fsf );
2308     nodes.add( fgen );
2309     nodes.add( fc );
2310     nodes.add( frn );
2311     nodes.add( fe );
2312
2313     FlatNode current = this.fmAnalysisEntry;
2314     for( FlatNode next: nodes ) {
2315       current.addNext( next );
2316       current = next;
2317     }
2318
2319     
2320     // jjenista - this is useful for looking at the FlatIRGraph of the
2321     // analysis entry method constructed above if you have to modify it.
2322     // The usual method of writing FlatIRGraphs out doesn't work because
2323     // this flat method is private to the model of this analysis only.
2324     //try {
2325     //  FlatIRGraph flatMethodWriter = 
2326     //    new FlatIRGraph( state, false, false, false );
2327     //  flatMethodWriter.writeFlatIRGraph( fmAnalysisEntry, "analysisEntry" );
2328     //} catch( IOException e ) {}
2329   }
2330
2331
2332   protected LinkedList<Descriptor> topologicalSort(Set<Descriptor> toSort) {
2333
2334     Set<Descriptor> discovered;
2335
2336     if( determinismDesired ) {
2337       // use an ordered set
2338       discovered = new TreeSet<Descriptor>(dComp);
2339     } else {
2340       // otherwise use a speedy hashset
2341       discovered = new HashSet<Descriptor>();
2342     }
2343
2344     LinkedList<Descriptor> sorted = new LinkedList<Descriptor>();
2345
2346     Iterator<Descriptor> itr = toSort.iterator();
2347     while( itr.hasNext() ) {
2348       Descriptor d = itr.next();
2349
2350       if( !discovered.contains(d) ) {
2351         dfsVisit(d, toSort, sorted, discovered);
2352       }
2353     }
2354
2355     return sorted;
2356   }
2357
2358   // While we're doing DFS on call graph, remember
2359   // dependencies for efficient queuing of methods
2360   // during interprocedural analysis:
2361   //
2362   // a dependent of a method decriptor d for this analysis is:
2363   //  1) a method or task that invokes d
2364   //  2) in the descriptorsToAnalyze set
2365   protected void dfsVisit(Descriptor d,
2366                           Set       <Descriptor> toSort,
2367                           LinkedList<Descriptor> sorted,
2368                           Set       <Descriptor> discovered) {
2369     discovered.add(d);
2370
2371     // only methods have callers, tasks never do
2372     if( d instanceof MethodDescriptor ) {
2373
2374       MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) d;
2375
2376       // the call graph is not aware that we have a fabricated
2377       // analysis entry that calls the program source's entry
2378       if( md == mdSourceEntry ) {
2379         if( !discovered.contains(mdAnalysisEntry) ) {
2380           addDependent(mdSourceEntry,   // callee
2381                        mdAnalysisEntry  // caller
2382                        );
2383           dfsVisit(mdAnalysisEntry, toSort, sorted, discovered);
2384         }
2385       }
2386
2387       // otherwise call graph guides DFS
2388       Iterator itr = callGraph.getCallerSet(md).iterator();
2389       while( itr.hasNext() ) {
2390         Descriptor dCaller = (Descriptor) itr.next();
2391
2392         // only consider callers in the original set to analyze
2393         if( !toSort.contains(dCaller) ) {
2394           continue;
2395         }
2396
2397         if( !discovered.contains(dCaller) ) {
2398           addDependent(md,      // callee
2399                        dCaller  // caller
2400                        );
2401
2402           dfsVisit(dCaller, toSort, sorted, discovered);
2403         }
2404       }
2405     }
2406
2407     // for leaf-nodes last now!
2408     sorted.addLast(d);
2409   }
2410
2411
2412   protected void enqueue(Descriptor d) {
2413
2414     if( !descriptorsToVisitSet.contains(d) ) {
2415
2416       if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
2417           state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
2418           ) {
2419         descriptorsToVisitStack.add(d);
2420
2421       } else if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
2422         Integer priority = mapDescriptorToPriority.get(d);
2423         descriptorsToVisitQ.add(new DescriptorQWrapper(priority,
2424                                                        d)
2425                                 );
2426       }
2427
2428       descriptorsToVisitSet.add(d);
2429     }
2430   }
2431
2432
2433   // a dependent of a method decriptor d for this analysis is:
2434   //  1) a method or task that invokes d
2435   //  2) in the descriptorsToAnalyze set
2436   protected void addDependent(Descriptor callee, Descriptor caller) {
2437     Set<Descriptor> deps = mapDescriptorToSetDependents.get(callee);
2438     if( deps == null ) {
2439       deps = new HashSet<Descriptor>();
2440     }
2441     deps.add(caller);
2442     mapDescriptorToSetDependents.put(callee, deps);
2443   }
2444
2445   protected Set<Descriptor> getDependents(Descriptor callee) {
2446     Set<Descriptor> deps = mapDescriptorToSetDependents.get(callee);
2447     if( deps == null ) {
2448       deps = new HashSet<Descriptor>();
2449       mapDescriptorToSetDependents.put(callee, deps);
2450     }
2451     return deps;
2452   }
2453
2454
2455   public Hashtable<FlatCall, ReachGraph> getIHMcontributions(Descriptor d) {
2456
2457     Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers =
2458       mapDescriptorToIHMcontributions.get(d);
2459
2460     if( heapsFromCallers == null ) {
2461       heapsFromCallers = new Hashtable<FlatCall, ReachGraph>();
2462       mapDescriptorToIHMcontributions.put(d, heapsFromCallers);
2463     }
2464
2465     return heapsFromCallers;
2466   }
2467
2468   public ReachGraph getIHMcontribution(Descriptor d,
2469                                        FlatCall fc
2470                                        ) {
2471     Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers =
2472       getIHMcontributions(d);
2473
2474     if( !heapsFromCallers.containsKey(fc) ) {
2475       return null;
2476     }
2477
2478     return heapsFromCallers.get(fc);
2479   }
2480
2481
2482   public void addIHMcontribution(Descriptor d,
2483                                  FlatCall fc,
2484                                  ReachGraph rg
2485                                  ) {
2486     Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers =
2487       getIHMcontributions(d);
2488
2489     // ensure inputs to initial contexts increase monotonically
2490     ReachGraph merged = new ReachGraph();
2491     merged.merge( rg );
2492     merged.merge( heapsFromCallers.get( fc ) );
2493
2494     heapsFromCallers.put( fc, merged );
2495     
2496   }
2497
2498
2499   private AllocSite createParameterAllocSite(ReachGraph rg,
2500                                              TempDescriptor tempDesc,
2501                                              boolean flagRegions
2502                                              ) {
2503
2504     FlatNew flatNew;
2505     if( flagRegions ) {
2506       flatNew = new FlatNew(tempDesc.getType(),  // type
2507                             tempDesc,            // param temp
2508                             false,               // global alloc?
2509                             "param"+tempDesc     // disjoint site ID string
2510                             );
2511     } else {
2512       flatNew = new FlatNew(tempDesc.getType(),  // type
2513                             tempDesc,            // param temp
2514                             false,               // global alloc?
2515                             null                 // disjoint site ID string
2516                             );
2517     }
2518
2519     // create allocation site
2520     AllocSite as = AllocSite.factory(allocationDepth,
2521                                      flatNew,
2522                                      flatNew.getDisjointId(),
2523                                      false
2524                                      );
2525     for (int i = 0; i < allocationDepth; ++i) {
2526       Integer id = generateUniqueHeapRegionNodeID();
2527       as.setIthOldest(i, id);
2528       mapHrnIdToAllocSite.put(id, as);
2529     }
2530     // the oldest node is a summary node
2531     as.setSummary(generateUniqueHeapRegionNodeID() );
2532
2533     rg.age(as);
2534
2535     return as;
2536
2537   }
2538
2539   private Set<FieldDescriptor> getFieldSetTobeAnalyzed(TypeDescriptor typeDesc) {
2540
2541     Set<FieldDescriptor> fieldSet=new HashSet<FieldDescriptor>();
2542     if(!typeDesc.isImmutable()) {
2543       ClassDescriptor classDesc = typeDesc.getClassDesc();
2544       for (Iterator it = classDesc.getFields(); it.hasNext(); ) {
2545         FieldDescriptor field = (FieldDescriptor) it.next();
2546         TypeDescriptor fieldType = field.getType();
2547         if (shouldAnalysisTrack(fieldType)) {
2548           fieldSet.add(field);
2549         }
2550       }
2551     }
2552     return fieldSet;
2553
2554   }
2555
2556   private HeapRegionNode createMultiDeimensionalArrayHRN(ReachGraph rg, AllocSite alloc, HeapRegionNode srcHRN, FieldDescriptor fd, Hashtable<HeapRegionNode, HeapRegionNode> map, Hashtable<TypeDescriptor, HeapRegionNode> mapToExistingNode, ReachSet alpha) {
2557
2558     int dimCount=fd.getType().getArrayCount();
2559     HeapRegionNode prevNode=null;
2560     HeapRegionNode arrayEntryNode=null;
2561     for(int i=dimCount; i>0; i--) {
2562       TypeDescriptor typeDesc=fd.getType().dereference();          //hack to get instance of type desc
2563       typeDesc.setArrayCount(i);
2564       TempDescriptor tempDesc=new TempDescriptor(typeDesc.getSymbol(),typeDesc);
2565       HeapRegionNode hrnSummary;
2566       if(!mapToExistingNode.containsKey(typeDesc)) {
2567         AllocSite as;
2568         if(i==dimCount) {
2569           as = alloc;
2570         } else {
2571           as = createParameterAllocSite(rg, tempDesc, false);
2572         }
2573         // make a new reference to allocated node
2574         hrnSummary =
2575           rg.createNewHeapRegionNode(as.getSummary(),                       // id or null to generate a new one
2576                                      false,                       // single object?
2577                                      true,                       // summary?
2578                                      false,                       // out-of-context?
2579                                      as.getType(),                       // type
2580                                      as,                       // allocation site
2581                                      alpha,                       // inherent reach
2582                                      alpha,                       // current reach
2583                                      ExistPredSet.factory(rg.predTrue),                       // predicates
2584                                      tempDesc.toString()                       // description
2585                                      );
2586         rg.id2hrn.put(as.getSummary(),hrnSummary);
2587
2588         mapToExistingNode.put(typeDesc, hrnSummary);
2589       } else {
2590         hrnSummary=mapToExistingNode.get(typeDesc);
2591       }
2592
2593       if(prevNode==null) {
2594         // make a new reference between new summary node and source
2595         RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(srcHRN,       // source
2596                                             hrnSummary,             // dest
2597                                             typeDesc,             // type
2598                                             fd.getSymbol(),             // field name
2599                                             alpha,             // beta
2600                                             ExistPredSet.factory(rg.predTrue),       // predicates
2601                                             null
2602                                             );
2603
2604         rg.addRefEdge(srcHRN, hrnSummary, edgeToSummary);
2605         prevNode=hrnSummary;
2606         arrayEntryNode=hrnSummary;
2607       } else {
2608         // make a new reference between summary nodes of array
2609         RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(prevNode,             // source
2610                                             hrnSummary,             // dest
2611                                             typeDesc,             // type
2612                                             arrayElementFieldName,             // field name
2613                                             alpha,             // beta
2614                                             ExistPredSet.factory(rg.predTrue),             // predicates
2615                                             null
2616                                             );
2617
2618         rg.addRefEdge(prevNode, hrnSummary, edgeToSummary);
2619         prevNode=hrnSummary;
2620       }
2621
2622     }
2623
2624     // create a new obj node if obj has at least one non-primitive field
2625     TypeDescriptor type=fd.getType();
2626     if(getFieldSetTobeAnalyzed(type).size()>0) {
2627       TypeDescriptor typeDesc=type.dereference();
2628       typeDesc.setArrayCount(0);
2629       if(!mapToExistingNode.containsKey(typeDesc)) {
2630         TempDescriptor tempDesc=new TempDescriptor(type.getSymbol(),typeDesc);
2631         AllocSite as = createParameterAllocSite(rg, tempDesc, false);
2632         // make a new reference to allocated node
2633         HeapRegionNode hrnSummary =
2634           rg.createNewHeapRegionNode(as.getSummary(),                       // id or null to generate a new one
2635                                      false,                       // single object?
2636                                      true,                       // summary?
2637                                      false,                       // out-of-context?
2638                                      typeDesc,                       // type
2639                                      as,                       // allocation site
2640                                      alpha,                       // inherent reach
2641                                      alpha,                       // current reach
2642                                      ExistPredSet.factory(rg.predTrue),                       // predicates
2643                                      tempDesc.toString()                       // description
2644                                      );
2645         rg.id2hrn.put(as.getSummary(),hrnSummary);
2646         mapToExistingNode.put(typeDesc, hrnSummary);
2647         RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(prevNode,             // source
2648                                             hrnSummary, // dest
2649                                             typeDesc, // type
2650                                             arrayElementFieldName, // field name
2651                                             alpha, // beta
2652                                             ExistPredSet.factory(rg.predTrue),             // predicates
2653                                             null
2654                                             );
2655         rg.addRefEdge(prevNode, hrnSummary, edgeToSummary);
2656         prevNode=hrnSummary;
2657       } else {
2658         HeapRegionNode hrnSummary=mapToExistingNode.get(typeDesc);
2659         if(prevNode.getReferenceTo(hrnSummary, typeDesc, arrayElementFieldName)==null) {
2660           RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(prevNode,               // source
2661                                               hrnSummary, // dest
2662                                               typeDesc, // type
2663                                               arrayElementFieldName, // field name
2664                                               alpha, // beta
2665                                               ExistPredSet.factory(rg.predTrue),               // predicates
2666                                               null
2667                                               );
2668           rg.addRefEdge(prevNode, hrnSummary, edgeToSummary);
2669         }
2670         prevNode=hrnSummary;
2671       }
2672     }
2673
2674     map.put(arrayEntryNode, prevNode);
2675     return arrayEntryNode;
2676   }
2677
2678   private ReachGraph createInitialTaskReachGraph(FlatMethod fm) {
2679     ReachGraph rg = new ReachGraph();
2680     TaskDescriptor taskDesc = fm.getTask();
2681
2682     for (int idx = 0; idx < taskDesc.numParameters(); idx++) {
2683       Descriptor paramDesc = taskDesc.getParameter(idx);
2684       TypeDescriptor paramTypeDesc = taskDesc.getParamType(idx);
2685
2686       // setup data structure
2687       Set<HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>> workSet =
2688         new HashSet<HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>>();
2689       Hashtable<TypeDescriptor, HeapRegionNode> mapTypeToExistingSummaryNode =
2690         new Hashtable<TypeDescriptor, HeapRegionNode>();
2691       Hashtable<HeapRegionNode, HeapRegionNode> mapToFirstDimensionArrayNode =
2692         new Hashtable<HeapRegionNode, HeapRegionNode>();
2693       Set<String> doneSet = new HashSet<String>();
2694
2695       TempDescriptor tempDesc = fm.getParameter(idx);
2696
2697       AllocSite as = createParameterAllocSite(rg, tempDesc, true);
2698       VariableNode lnX = rg.getVariableNodeFromTemp(tempDesc);
2699       Integer idNewest = as.getIthOldest(0);
2700       HeapRegionNode hrnNewest = rg.id2hrn.get(idNewest);
2701
2702       // make a new reference to allocated node
2703       RefEdge edgeNew = new RefEdge(lnX,   // source
2704                                     hrnNewest,   // dest
2705                                     taskDesc.getParamType(idx),   // type
2706                                     null,   // field name
2707                                     hrnNewest.getAlpha(),   // beta
2708                                     ExistPredSet.factory(rg.predTrue),   // predicates
2709                                     null
2710                                     );
2711       rg.addRefEdge(lnX, hrnNewest, edgeNew);
2712
2713       // set-up a work set for class field
2714       ClassDescriptor classDesc = paramTypeDesc.getClassDesc();
2715       for (Iterator it = classDesc.getFields(); it.hasNext(); ) {
2716         FieldDescriptor fd = (FieldDescriptor) it.next();
2717         TypeDescriptor fieldType = fd.getType();
2718         if (shouldAnalysisTrack(fieldType)) {
2719           HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor> newMap = new HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>();
2720           newMap.put(hrnNewest, fd);
2721           workSet.add(newMap);
2722         }
2723       }
2724
2725       int uniqueIdentifier = 0;
2726       while (!workSet.isEmpty()) {
2727         HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor> map = workSet
2728                                                        .iterator().next();
2729         workSet.remove(map);
2730
2731         Set<HeapRegionNode> key = map.keySet();
2732         HeapRegionNode srcHRN = key.iterator().next();
2733         FieldDescriptor fd = map.get(srcHRN);
2734         TypeDescriptor type = fd.getType();
2735         String doneSetIdentifier = srcHRN.getIDString() + "_" + fd;
2736
2737         if (!doneSet.contains(doneSetIdentifier)) {
2738           doneSet.add(doneSetIdentifier);
2739           if (!mapTypeToExistingSummaryNode.containsKey(type)) {
2740             // create new summary Node
2741             TempDescriptor td = new TempDescriptor("temp"
2742                                                    + uniqueIdentifier, type);
2743
2744             AllocSite allocSite;
2745             if(type.equals(paramTypeDesc)) {
2746               //corresponding allocsite has already been created for a parameter variable.
2747               allocSite=as;
2748             } else {
2749               allocSite = createParameterAllocSite(rg, td, false);
2750             }
2751             String strDesc = allocSite.toStringForDOT()
2752                              + "\\nsummary";
2753             TypeDescriptor allocType=allocSite.getType();
2754
2755             HeapRegionNode hrnSummary;
2756             if(allocType.isArray() && allocType.getArrayCount()>0) {
2757               hrnSummary=createMultiDeimensionalArrayHRN(rg,allocSite,srcHRN,fd,mapToFirstDimensionArrayNode,mapTypeToExistingSummaryNode,hrnNewest.getAlpha());
2758             } else {
2759               hrnSummary =
2760                 rg.createNewHeapRegionNode(allocSite.getSummary(),                         // id or null to generate a new one
2761                                            false,                         // single object?
2762                                            true,                         // summary?
2763                                            false,                         // out-of-context?
2764                                            allocSite.getType(),                         // type
2765                                            allocSite,                         // allocation site
2766                                            hrnNewest.getAlpha(),                         // inherent reach
2767                                            hrnNewest.getAlpha(),                         // current reach
2768                                            ExistPredSet.factory(rg.predTrue),                         // predicates
2769                                            strDesc                         // description
2770                                            );
2771               rg.id2hrn.put(allocSite.getSummary(),hrnSummary);
2772
2773               // make a new reference to summary node
2774               RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(srcHRN,       // source
2775                                                   hrnSummary,       // dest
2776                                                   type,       // type
2777                                                   fd.getSymbol(),       // field name
2778                                                   hrnNewest.getAlpha(),       // beta
2779                                                   ExistPredSet.factory(rg.predTrue),       // predicates
2780                                                   null
2781                                                   );
2782
2783               rg.addRefEdge(srcHRN, hrnSummary, edgeToSummary);
2784             }
2785             uniqueIdentifier++;
2786
2787             mapTypeToExistingSummaryNode.put(type, hrnSummary);
2788
2789             // set-up a work set for  fields of the class
2790             Set<FieldDescriptor> fieldTobeAnalyzed=getFieldSetTobeAnalyzed(type);
2791             for (Iterator iterator = fieldTobeAnalyzed.iterator(); iterator
2792                  .hasNext(); ) {
2793               FieldDescriptor fieldDescriptor = (FieldDescriptor) iterator
2794                                                 .next();
2795               HeapRegionNode newDstHRN;
2796               if(mapToFirstDimensionArrayNode.containsKey(hrnSummary)) {
2797                 //related heap region node is already exsited.
2798                 newDstHRN=mapToFirstDimensionArrayNode.get(hrnSummary);
2799               } else {
2800                 newDstHRN=hrnSummary;
2801               }
2802               doneSetIdentifier = newDstHRN.getIDString() + "_" + fieldDescriptor;
2803               if(!doneSet.contains(doneSetIdentifier)) {
2804                 // add new work item
2805                 HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor> newMap =
2806                   new HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>();
2807                 newMap.put(newDstHRN, fieldDescriptor);
2808                 workSet.add(newMap);
2809               }
2810             }
2811
2812           } else {
2813             // if there exists corresponding summary node
2814             HeapRegionNode hrnDst=mapTypeToExistingSummaryNode.get(type);
2815
2816             RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(srcHRN,         // source
2817                                                 hrnDst,         // dest
2818                                                 fd.getType(),         // type
2819                                                 fd.getSymbol(),         // field name
2820                                                 srcHRN.getAlpha(),         // beta
2821                                                 ExistPredSet.factory(rg.predTrue),         // predicates
2822                                                 null
2823                                                 );
2824             rg.addRefEdge(srcHRN, hrnDst, edgeToSummary);
2825
2826           }
2827         }
2828       }
2829     }
2830
2831     return rg;
2832   }
2833
2834 // return all allocation sites in the method (there is one allocation
2835 // site per FlatNew node in a method)
2836   private HashSet<AllocSite> getAllocationSiteSet(Descriptor d) {
2837     if( !mapDescriptorToAllocSiteSet.containsKey(d) ) {
2838       buildAllocationSiteSet(d);
2839     }
2840
2841     return mapDescriptorToAllocSiteSet.get(d);
2842
2843   }
2844
2845   private void buildAllocationSiteSet(Descriptor d) {
2846     HashSet<AllocSite> s = new HashSet<AllocSite>();
2847
2848     FlatMethod fm;
2849     if( d instanceof MethodDescriptor ) {
2850       fm = state.getMethodFlat( (MethodDescriptor) d);
2851     } else {
2852       assert d instanceof TaskDescriptor;
2853       fm = state.getMethodFlat( (TaskDescriptor) d);
2854     }
2855     pm.analyzeMethod(fm);
2856
2857     // visit every node in this FlatMethod's IR graph
2858     // and make a set of the allocation sites from the
2859     // FlatNew node's visited
2860     HashSet<FlatNode> visited = new HashSet<FlatNode>();
2861     HashSet<FlatNode> toVisit = new HashSet<FlatNode>();
2862     toVisit.add(fm);
2863
2864     while( !toVisit.isEmpty() ) {
2865       FlatNode n = toVisit.iterator().next();
2866
2867       if( n instanceof FlatNew ) {
2868         s.add(getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE( (FlatNew) n) );
2869       }
2870
2871       toVisit.remove(n);
2872       visited.add(n);
2873
2874       for( int i = 0; i < pm.numNext(n); ++i ) {
2875         FlatNode child = pm.getNext(n, i);
2876         if( !visited.contains(child) ) {
2877           toVisit.add(child);
2878         }
2879       }
2880     }
2881
2882     mapDescriptorToAllocSiteSet.put(d, s);
2883   }
2884
2885   private HashSet<AllocSite> getFlaggedAllocationSites(Descriptor dIn) {
2886
2887     HashSet<AllocSite> out = new HashSet<AllocSite>();
2888     HashSet<Descriptor> toVisit = new HashSet<Descriptor>();
2889     HashSet<Descriptor> visited = new HashSet<Descriptor>();
2890
2891     toVisit.add(dIn);
2892
2893     while (!toVisit.isEmpty()) {
2894       Descriptor d = toVisit.iterator().next();
2895       toVisit.remove(d);
2896       visited.add(d);
2897
2898       HashSet<AllocSite> asSet = getAllocationSiteSet(d);
2899       Iterator asItr = asSet.iterator();
2900       while (asItr.hasNext()) {
2901         AllocSite as = (AllocSite) asItr.next();
2902         if (as.getDisjointAnalysisId() != null) {
2903           out.add(as);
2904         }
2905       }
2906
2907       // enqueue callees of this method to be searched for
2908       // allocation sites also
2909       Set callees = callGraph.getCalleeSet(d);
2910       if (callees != null) {
2911         Iterator methItr = callees.iterator();
2912         while (methItr.hasNext()) {
2913           MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) methItr.next();
2914
2915           if (!visited.contains(md)) {
2916             toVisit.add(md);
2917           }
2918         }
2919       }
2920     }
2921
2922     return out;
2923   }
2924
2925
2926   private HashSet<AllocSite>
2927   getFlaggedAllocationSitesReachableFromTaskPRIVATE(TaskDescriptor td) {
2928
2929     HashSet<AllocSite> asSetTotal = new HashSet<AllocSite>();
2930     HashSet<Descriptor>     toVisit    = new HashSet<Descriptor>();
2931     HashSet<Descriptor>     visited    = new HashSet<Descriptor>();
2932
2933     toVisit.add(td);
2934
2935     // traverse this task and all methods reachable from this task
2936     while( !toVisit.isEmpty() ) {
2937       Descriptor d = toVisit.iterator().next();
2938       toVisit.remove(d);
2939       visited.add(d);
2940
2941       HashSet<AllocSite> asSet = getAllocationSiteSet(d);
2942       Iterator asItr = asSet.iterator();
2943       while( asItr.hasNext() ) {
2944         AllocSite as = (AllocSite) asItr.next();
2945         TypeDescriptor typed = as.getType();
2946         if( typed != null ) {
2947           ClassDescriptor cd = typed.getClassDesc();
2948           if( cd != null && cd.hasFlags() ) {
2949             asSetTotal.add(as);
2950           }
2951         }
2952       }
2953
2954       // enqueue callees of this method to be searched for
2955       // allocation sites also
2956       Set callees = callGraph.getCalleeSet(d);
2957       if( callees != null ) {
2958         Iterator methItr = callees.iterator();
2959         while( methItr.hasNext() ) {
2960           MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) methItr.next();
2961
2962           if( !visited.contains(md) ) {
2963             toVisit.add(md);
2964           }
2965         }
2966       }
2967     }
2968
2969     return asSetTotal;
2970   }
2971
2972   public Set<Descriptor> getDescriptorsToAnalyze() {
2973     return descriptorsToAnalyze;
2974   }
2975
2976   public EffectsAnalysis getEffectsAnalysis() {
2977     return effectsAnalysis;
2978   }
2979
2980   public ReachGraph getReachGraph(Descriptor d) {
2981     return mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(d);
2982   }
2983
2984   public ReachGraph getEnterReachGraph(FlatNode fn) {
2985     return fn2rgAtEnter.get(fn);
2986   }
2987
2988
2989
2990   protected class DebugCallSiteData {
2991     public boolean debugCallSite;
2992     public boolean didOneDebug;
2993     public boolean writeDebugDOTs;
2994     public boolean stopAfter;
2995
2996     public DebugCallSiteData() {
2997       debugCallSite  = false;
2998       didOneDebug    = false;
2999       writeDebugDOTs = false;
3000       stopAfter      = false;
3001     }
3002   }
3003
3004   protected void decideDebugCallSite( DebugCallSiteData dcsd,
3005                                       Descriptor        taskOrMethodCaller,
3006                                       MethodDescriptor  mdCallee ) {
3007     
3008     // all this jimma jamma to debug call sites is WELL WORTH the
3009     // effort, so so so many bugs or buggy info appears through call
3010     // sites
3011
3012     if( state.DISJOINTDEBUGCALLEE == null ||
3013         state.DISJOINTDEBUGCALLER == null ) {
3014       return;
3015     }
3016
3017
3018     boolean debugCalleeMatches = false;
3019     boolean debugCallerMatches = false;
3020         
3021     ClassDescriptor cdCallee = mdCallee.getClassDesc();
3022     if( cdCallee != null ) {
3023       debugCalleeMatches = 
3024         state.DISJOINTDEBUGCALLEE.equals( cdCallee.getSymbol()+
3025                                           "."+
3026                                           mdCallee.getSymbol()
3027                                           );
3028     }
3029
3030
3031     if( taskOrMethodCaller instanceof MethodDescriptor ) {
3032       ClassDescriptor cdCaller = ((MethodDescriptor)taskOrMethodCaller).getClassDesc();
3033       if( cdCaller != null ) {
3034         debugCallerMatches = 
3035           state.DISJOINTDEBUGCALLER.equals( cdCaller.getSymbol()+
3036                                             "."+
3037                                             taskOrMethodCaller.getSymbol()
3038                                             );
3039       }        
3040     } else {
3041       // for bristlecone style tasks
3042       debugCallerMatches =
3043         state.DISJOINTDEBUGCALLER.equals( taskOrMethodCaller.getSymbol() );
3044     }
3045
3046
3047     dcsd.debugCallSite = debugCalleeMatches && debugCallerMatches;
3048
3049
3050     dcsd.writeDebugDOTs = 
3051       
3052       dcsd.debugCallSite &&
3053
3054       (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter >=
3055        ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture)  &&
3056          
3057       (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter <
3058        ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture +
3059        ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture);
3060          
3061
3062
3063     if( dcsd.debugCallSite ) {
3064       dcsd.didOneDebug = true;
3065     }
3066   }
3067
3068   protected void statusDebugCallSite( DebugCallSiteData dcsd ) {
3069
3070     dcsd.writeDebugDOTs = false;
3071     dcsd.stopAfter      = false;
3072
3073     if( dcsd.didOneDebug ) {
3074       System.out.println("    $$$ Debug call site visit "+
3075                          ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter+
3076                          " $$$"
3077                          );
3078       if(
3079          (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter >=
3080           ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture)  &&
3081          
3082          (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter <
3083           ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture +
3084           ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture)
3085          ) {
3086         dcsd.writeDebugDOTs = true;
3087         System.out.println("      $$$ Capturing this call site visit $$$");
3088         if( ReachGraph.debugCallSiteStopAfter &&
3089             (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter ==
3090              ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture +
3091              ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture - 1)
3092             ) {
3093           dcsd.stopAfter = true;
3094         }
3095       }
3096
3097       ++ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter;
3098     }
3099
3100     if( dcsd.stopAfter ) {
3101       System.out.println("$$$ Exiting after requested captures of call site. $$$");
3102       System.exit(-1);
3103     }
3104   }
3105   
3106
3107
3108
3109
3110   // get successive captures of the analysis state, use compiler
3111   // flags to control
3112   boolean takeDebugSnapshots = false;
3113   String descSymbolDebug    = null;
3114   boolean stopAfterCapture   = false;
3115   int snapVisitCounter   = 0;
3116   int snapNodeCounter    = 0;
3117   int visitStartCapture  = 0;
3118   int numVisitsToCapture = 0;
3119
3120
3121   void debugSnapshot(ReachGraph rg, FlatNode fn, boolean in) {
3122     if( snapVisitCounter > visitStartCapture + numVisitsToCapture ) {
3123       return;
3124     }
3125
3126     if( in ) {
3127
3128     }
3129
3130     if( snapVisitCounter >= visitStartCapture ) {
3131       System.out.println("    @@@ snapping visit="+snapVisitCounter+
3132                          ", node="+snapNodeCounter+
3133                          " @@@");
3134       String graphName;
3135       if( in ) {
3136         graphName = String.format("snap%03d_%04din",
3137                                   snapVisitCounter,
3138                                   snapNodeCounter);
3139       } else {
3140         graphName = String.format("snap%03d_%04dout",
3141                                   snapVisitCounter,
3142                                   snapNodeCounter);
3143       }
3144       if( fn != null ) {
3145         graphName = graphName + fn;
3146       }
3147       rg.writeGraph(graphName,
3148                     true,    // write labels (variables)
3149                     true,    // selectively hide intermediate temp vars
3150                     true,    // prune unreachable heap regions
3151                     false,   // hide reachability
3152                     true,   // hide subset reachability states
3153                     true,    // hide predicates
3154                     true);   // hide edge taints
3155     }
3156   }
3157
3158
3159
3160
3161   public Set<Alloc> canPointToAt( TempDescriptor x,
3162                                   FlatNode programPoint ) {
3163
3164     ReachGraph rgAtEnter = fn2rgAtEnter.get( programPoint );
3165     if( rgAtEnter == null ) {
3166       return null; 
3167     }
3168
3169     return rgAtEnter.canPointTo( x );
3170   }
3171   
3172
3173   public Hashtable< Alloc, Set<Alloc> > canPointToAt( TempDescriptor x,
3174                                                       FieldDescriptor f,
3175                                                       FlatNode programPoint ) {
3176
3177     ReachGraph rgAtEnter = fn2rgAtEnter.get( programPoint );
3178     if( rgAtEnter == null ) {
3179       return null; 
3180     }
3181     
3182     return rgAtEnter.canPointTo( x, f.getSymbol(), f.getType() );
3183   }
3184
3185
3186   public Hashtable< Alloc, Set<Alloc> > canPointToAtElement( TempDescriptor x,
3187                                                              FlatNode programPoint ) {
3188
3189     ReachGraph rgAtEnter = fn2rgAtEnter.get( programPoint );
3190     if( rgAtEnter == null ) {
3191       return null; 
3192     }
3193
3194     assert x.getType() != null;
3195     assert x.getType().isArray();
3196
3197     return rgAtEnter.canPointTo( x, arrayElementFieldName, x.getType().dereference() );
3198   }
3199
3200
3201   public Set<Alloc> canPointToAfter( TempDescriptor x,
3202                                      FlatNode programPoint ) {
3203
3204     ReachGraph rgAtExit = fn2rgAtExit.get( programPoint );
3205
3206     if( rgAtExit == null ) {
3207       return null; 
3208     }
3209
3210     return rgAtExit.canPointTo( x );
3211   }
3212
3213
3214   public Hashtable< Alloc, Set<Alloc> > canPointToAfter( TempDescriptor x,
3215                                                          FieldDescriptor f,
3216                                                          FlatNode programPoint ) {
3217
3218     ReachGraph rgAtExit = fn2rgAtExit.get( programPoint );
3219     if( rgAtExit == null ) {
3220       return null; 
3221     }
3222     
3223     return rgAtExit.canPointTo( x, f.getSymbol(), f.getType() );
3224   }
3225
3226
3227   public Hashtable< Alloc, Set<Alloc> > canPointToAfterElement( TempDescriptor x,
3228                                                                 FlatNode programPoint ) {
3229
3230     ReachGraph rgAtExit = fn2rgAtExit.get( programPoint );
3231     if( rgAtExit == null ) {
3232       return null; 
3233     }
3234
3235     assert x.getType() != null;
3236     assert x.getType().isArray();
3237
3238     return rgAtExit.canPointTo( x, arrayElementFieldName, x.getType().dereference() );
3239   }
3240 }