faae0e9e91e0fc69a5f3a7363b2596f6fa13dfec
[IRC.git] / Robust / src / Analysis / Disjoint / DisjointAnalysis.java
1 package Analysis.Disjoint;
2
3 import Analysis.CallGraph.*;
4 import Analysis.Liveness;
5 import Analysis.ArrayReferencees;
6 import Analysis.OoOJava.RBlockRelationAnalysis;
7 import Analysis.OoOJava.RBlockStatusAnalysis;
8 import IR.*;
9 import IR.Flat.*;
10 import IR.Tree.Modifiers;
11 import java.util.*;
12 import java.io.*;
13
14
15 public class DisjointAnalysis {
16         
17   ///////////////////////////////////////////
18   //
19   //  Public interface to discover possible
20   //  sharing in the program under analysis
21   //
22   ///////////////////////////////////////////
23
24   // if an object allocated at the target site may be
25   // reachable from both an object from root1 and an
26   // object allocated at root2, return TRUE
27   public boolean mayBothReachTarget( FlatMethod fm,
28                                      FlatNew fnRoot1,
29                                      FlatNew fnRoot2,
30                                      FlatNew fnTarget ) {
31     
32     AllocSite asr1 = getAllocationSiteFromFlatNew( fnRoot1 );
33     AllocSite asr2 = getAllocationSiteFromFlatNew( fnRoot2 );
34     assert asr1.isFlagged();
35     assert asr2.isFlagged();
36
37     AllocSite ast = getAllocationSiteFromFlatNew( fnTarget );
38     ReachGraph rg = getPartial( fm.getMethod() );
39
40     return rg.mayBothReachTarget( asr1, asr2, ast );
41   }
42
43   // similar to the method above, return TRUE if ever
44   // more than one object from the root allocation site
45   // may reach an object from the target site
46   public boolean mayManyReachTarget( FlatMethod fm,
47                                      FlatNew fnRoot,
48                                      FlatNew fnTarget ) {
49     
50     AllocSite asr = getAllocationSiteFromFlatNew( fnRoot );
51     assert asr.isFlagged();
52     
53     AllocSite ast = getAllocationSiteFromFlatNew( fnTarget );    
54     ReachGraph rg = getPartial( fm.getMethod() );
55     
56     return rg.mayManyReachTarget( asr, ast );
57   }
58
59
60
61   
62   public HashSet<AllocSite>
63     getFlaggedAllocationSitesReachableFromTask(TaskDescriptor td) {
64     checkAnalysisComplete();
65     return getFlaggedAllocationSitesReachableFromTaskPRIVATE(td);
66   }
67           
68   public AllocSite getAllocationSiteFromFlatNew(FlatNew fn) {
69     checkAnalysisComplete();
70     return getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE(fn);
71   }       
72           
73   public AllocSite getAllocationSiteFromHeapRegionNodeID(Integer id) {
74     checkAnalysisComplete();
75     return mapHrnIdToAllocSite.get(id);
76   }
77           
78   public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
79                                                  int paramIndex1,
80                                                  int paramIndex2) {
81     checkAnalysisComplete();
82     ReachGraph rg=mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
83     FlatMethod fm=state.getMethodFlat(taskOrMethod);
84     assert(rg != null);
85     return rg.mayReachSharedObjects(fm, paramIndex1, paramIndex2);
86   }
87           
88   public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
89                                                  int paramIndex, AllocSite alloc) {
90     checkAnalysisComplete();
91     ReachGraph rg = mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
92     FlatMethod fm=state.getMethodFlat(taskOrMethod);
93     assert (rg != null);
94     return rg.mayReachSharedObjects(fm, paramIndex, alloc);
95   }
96
97   public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
98                                                  AllocSite alloc, int paramIndex) {
99     checkAnalysisComplete();
100     ReachGraph rg  = mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
101     FlatMethod fm=state.getMethodFlat(taskOrMethod);
102     assert (rg != null);
103     return rg.mayReachSharedObjects(fm, paramIndex, alloc);
104   }
105
106   public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
107                                                  AllocSite alloc1, AllocSite alloc2) {
108     checkAnalysisComplete();
109     ReachGraph rg  = mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
110     assert (rg != null);
111     return rg.mayReachSharedObjects(alloc1, alloc2);
112   }
113         
114   public String prettyPrintNodeSet(Set<HeapRegionNode> s) {
115     checkAnalysisComplete();
116
117     String out = "{\n";
118
119     Iterator<HeapRegionNode> i = s.iterator();
120     while (i.hasNext()) {
121       HeapRegionNode n = i.next();
122
123       AllocSite as = n.getAllocSite();
124       if (as == null) {
125         out += "  " + n.toString() + ",\n";
126       } else {
127         out += "  " + n.toString() + ": " + as.toStringVerbose()
128           + ",\n";
129       }
130     }
131
132     out += "}\n";
133     return out;
134   }
135         
136   // use the methods given above to check every possible sharing class
137   // between task parameters and flagged allocation sites reachable
138   // from the task
139   public void writeAllSharing(String outputFile, 
140                               String timeReport,
141                               String justTime,
142                               boolean tabularOutput,
143                               int numLines
144                               )
145     throws java.io.IOException {
146     checkAnalysisComplete();
147
148     BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(outputFile));
149
150     if (!tabularOutput) {
151       bw.write("Conducting ownership analysis with allocation depth = "
152                + allocationDepth + "\n");
153       bw.write(timeReport + "\n");
154     }
155
156     int numSharing = 0;
157
158     // look through every task for potential sharing
159     Iterator taskItr = state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();
160     while (taskItr.hasNext()) {
161       TaskDescriptor td = (TaskDescriptor) taskItr.next();
162
163       if (!tabularOutput) {
164         bw.write("\n---------" + td + "--------\n");
165       }
166
167       HashSet<AllocSite> allocSites = getFlaggedAllocationSitesReachableFromTask(td);
168
169       Set<HeapRegionNode> common;
170
171       // for each task parameter, check for sharing classes with
172       // other task parameters and every allocation site
173       // reachable from this task
174       boolean foundSomeSharing = false;
175
176       FlatMethod fm = state.getMethodFlat(td);
177       for (int i = 0; i < fm.numParameters(); ++i) {
178
179         // skip parameters with types that cannot reference
180         // into the heap
181         if( !shouldAnalysisTrack( fm.getParameter( i ).getType() ) ) {
182           continue;
183         }
184                           
185         // for the ith parameter check for sharing classes to all
186         // higher numbered parameters
187         for (int j = i + 1; j < fm.numParameters(); ++j) {
188
189           // skip parameters with types that cannot reference
190           // into the heap
191           if( !shouldAnalysisTrack( fm.getParameter( j ).getType() ) ) {
192             continue;
193           }
194
195
196           common = hasPotentialSharing(td, i, j);
197           if (!common.isEmpty()) {
198             foundSomeSharing = true;
199             ++numSharing;
200             if (!tabularOutput) {
201               bw.write("Potential sharing between parameters " + i
202                        + " and " + j + ".\n");
203               bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
204             }
205           }
206         }
207
208         // for the ith parameter, check for sharing classes against
209         // the set of allocation sites reachable from this
210         // task context
211         Iterator allocItr = allocSites.iterator();
212         while (allocItr.hasNext()) {
213           AllocSite as = (AllocSite) allocItr.next();
214           common = hasPotentialSharing(td, i, as);
215           if (!common.isEmpty()) {
216             foundSomeSharing = true;
217             ++numSharing;
218             if (!tabularOutput) {
219               bw.write("Potential sharing between parameter " + i
220                        + " and " + as.getFlatNew() + ".\n");
221               bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
222             }
223           }
224         }
225       }
226
227       // for each allocation site check for sharing classes with
228       // other allocation sites in the context of execution
229       // of this task
230       HashSet<AllocSite> outerChecked = new HashSet<AllocSite>();
231       Iterator allocItr1 = allocSites.iterator();
232       while (allocItr1.hasNext()) {
233         AllocSite as1 = (AllocSite) allocItr1.next();
234
235         Iterator allocItr2 = allocSites.iterator();
236         while (allocItr2.hasNext()) {
237           AllocSite as2 = (AllocSite) allocItr2.next();
238
239           if (!outerChecked.contains(as2)) {
240             common = hasPotentialSharing(td, as1, as2);
241
242             if (!common.isEmpty()) {
243               foundSomeSharing = true;
244               ++numSharing;
245               if (!tabularOutput) {
246                 bw.write("Potential sharing between "
247                          + as1.getFlatNew() + " and "
248                          + as2.getFlatNew() + ".\n");
249                 bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
250               }
251             }
252           }
253         }
254
255         outerChecked.add(as1);
256       }
257
258       if (!foundSomeSharing) {
259         if (!tabularOutput) {
260           bw.write("No sharing between flagged objects in Task " + td
261                    + ".\n");
262         }
263       }
264     }
265
266                 
267     if (tabularOutput) {
268       bw.write(" & " + numSharing + " & " + justTime + " & " + numLines
269                + " & " + numMethodsAnalyzed() + " \\\\\n");
270     } else {
271       bw.write("\nNumber sharing classes: "+numSharing);
272     }
273
274     bw.close();
275   }
276
277
278         
279   // this version of writeAllSharing is for Java programs that have no tasks
280   // ***********************************
281   // WARNING: THIS DOES NOT DO THE RIGHT THING, REPORTS 0 ALWAYS!
282   // It should use mayBothReachTarget and mayManyReachTarget like
283   // OoOJava does to query analysis results
284   // ***********************************
285   public void writeAllSharingJava(String outputFile, 
286                                   String timeReport,
287                                   String justTime,
288                                   boolean tabularOutput,
289                                   int numLines
290                                   )
291     throws java.io.IOException {
292     checkAnalysisComplete();
293
294     assert !state.TASK;
295
296     int numSharing = 0;
297
298     BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(outputFile));
299     
300     bw.write("Conducting disjoint reachability analysis with allocation depth = "
301              + allocationDepth + "\n");
302     bw.write(timeReport + "\n\n");
303
304     boolean foundSomeSharing = false;
305
306     Descriptor d = typeUtil.getMain();
307     HashSet<AllocSite> allocSites = getFlaggedAllocationSites(d);
308
309     // for each allocation site check for sharing classes with
310     // other allocation sites in the context of execution
311     // of this task
312     HashSet<AllocSite> outerChecked = new HashSet<AllocSite>();
313     Iterator allocItr1 = allocSites.iterator();
314     while (allocItr1.hasNext()) {
315       AllocSite as1 = (AllocSite) allocItr1.next();
316
317       Iterator allocItr2 = allocSites.iterator();
318       while (allocItr2.hasNext()) {
319         AllocSite as2 = (AllocSite) allocItr2.next();
320
321         if (!outerChecked.contains(as2)) {
322           Set<HeapRegionNode> common = hasPotentialSharing(d,
323                                                            as1, as2);
324
325           if (!common.isEmpty()) {
326             foundSomeSharing = true;
327             bw.write("Potential sharing between "
328                      + as1.getDisjointAnalysisId() + " and "
329                      + as2.getDisjointAnalysisId() + ".\n");
330             bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
331             ++numSharing;
332           }
333         }
334       }
335
336       outerChecked.add(as1);
337     }
338
339     if (!foundSomeSharing) {
340       bw.write("No sharing classes between flagged objects found.\n");
341     } else {
342       bw.write("\nNumber sharing classes: "+numSharing);
343     }
344
345     bw.write("Number of methods analyzed: "+numMethodsAnalyzed()+"\n");
346
347     bw.close();
348   }
349           
350   ///////////////////////////////////////////
351   //
352   // end public interface
353   //
354   ///////////////////////////////////////////
355
356
357
358   protected void checkAnalysisComplete() {
359     if( !analysisComplete ) {
360       throw new Error("Warning: public interface method called while analysis is running.");
361     }
362   } 
363
364
365
366
367
368
369   // run in faster mode, only when bugs wrung out!
370   public static boolean releaseMode;
371
372   // use command line option to set this, analysis
373   // should attempt to be deterministic
374   public static boolean determinismDesired;
375
376   // when we want to enforce determinism in the 
377   // analysis we need to sort descriptors rather
378   // than toss them in efficient sets, use this
379   public static DescriptorComparator dComp =
380     new DescriptorComparator();
381
382
383   // data from the compiler
384   public State            state;
385   public CallGraph        callGraph;
386   public Liveness         liveness;
387   public ArrayReferencees arrayReferencees;
388   public RBlockRelationAnalysis rblockRel;
389   public RBlockStatusAnalysis rblockStatus;
390   public TypeUtil         typeUtil;
391   public int              allocationDepth;
392
393   protected boolean doEffectsAnalysis = false;
394   protected EffectsAnalysis effectsAnalysis;
395   
396   // data structure for public interface
397   private Hashtable< Descriptor, HashSet<AllocSite> > 
398     mapDescriptorToAllocSiteSet;
399
400   
401   // for public interface methods to warn that they
402   // are grabbing results during analysis
403   private boolean analysisComplete;
404
405
406   // used to identify HeapRegionNode objects
407   // A unique ID equates an object in one
408   // ownership graph with an object in another
409   // graph that logically represents the same
410   // heap region
411   // start at 10 and increment to reserve some
412   // IDs for special purposes
413   static protected int uniqueIDcount = 10;
414
415
416   // An out-of-scope method created by the
417   // analysis that has no parameters, and
418   // appears to allocate the command line
419   // arguments, then invoke the source code's
420   // main method.  The purpose of this is to
421   // provide the analysis with an explicit
422   // top-level context with no parameters
423   protected MethodDescriptor mdAnalysisEntry;
424   protected FlatMethod       fmAnalysisEntry;
425
426   // main method defined by source program
427   protected MethodDescriptor mdSourceEntry;
428
429   // the set of task and/or method descriptors
430   // reachable in call graph
431   protected Set<Descriptor> 
432     descriptorsToAnalyze;
433
434   // current descriptors to visit in fixed-point
435   // interprocedural analysis, prioritized by
436   // dependency in the call graph
437   protected Stack<Descriptor>
438     descriptorsToVisitStack;
439   protected PriorityQueue<DescriptorQWrapper> 
440     descriptorsToVisitQ;
441   
442   // a duplication of the above structure, but
443   // for efficient testing of inclusion
444   protected HashSet<Descriptor> 
445     descriptorsToVisitSet;
446
447   // storage for priorities (doesn't make sense)
448   // to add it to the Descriptor class, just in
449   // this analysis
450   protected Hashtable<Descriptor, Integer> 
451     mapDescriptorToPriority;
452
453   // when analyzing a method and scheduling more:
454   // remember set of callee's enqueued for analysis
455   // so they can be put on top of the callers in
456   // the stack-visit mode
457   protected Set<Descriptor>
458     calleesToEnqueue;
459
460   // maps a descriptor to its current partial result
461   // from the intraprocedural fixed-point analysis--
462   // then the interprocedural analysis settles, this
463   // mapping will have the final results for each
464   // method descriptor
465   protected Hashtable<Descriptor, ReachGraph> 
466     mapDescriptorToCompleteReachGraph;
467
468   // maps a descriptor to its known dependents: namely
469   // methods or tasks that call the descriptor's method
470   // AND are part of this analysis (reachable from main)
471   protected Hashtable< Descriptor, Set<Descriptor> >
472     mapDescriptorToSetDependents;
473
474   // if the analysis client wants to flag allocation sites
475   // programmatically, it should provide a set of FlatNew
476   // statements--this may be null if unneeded
477   protected Set<FlatNew> sitesToFlag;
478
479   // maps each flat new to one analysis abstraction
480   // allocate site object, these exist outside reach graphs
481   protected Hashtable<FlatNew, AllocSite>
482     mapFlatNewToAllocSite;
483
484   // maps intergraph heap region IDs to intergraph
485   // allocation sites that created them, a redundant
486   // structure for efficiency in some operations
487   protected Hashtable<Integer, AllocSite>
488     mapHrnIdToAllocSite;
489
490   // maps a method to its initial heap model (IHM) that
491   // is the set of reachability graphs from every caller
492   // site, all merged together.  The reason that we keep
493   // them separate is that any one call site's contribution
494   // to the IHM may changed along the path to the fixed point
495   protected Hashtable< Descriptor, Hashtable< FlatCall, ReachGraph > >
496     mapDescriptorToIHMcontributions;
497
498   // additionally, keep a mapping from descriptors to the
499   // merged in-coming initial context, because we want this
500   // initial context to be STRICTLY MONOTONIC
501   protected Hashtable<Descriptor, ReachGraph>
502     mapDescriptorToInitialContext;
503
504   // make the result for back edges analysis-wide STRICTLY
505   // MONOTONIC as well, but notice we use FlatNode as the
506   // key for this map: in case we want to consider other
507   // nodes as back edge's in future implementations
508   protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph>
509     mapBackEdgeToMonotone;
510
511
512   public static final String arrayElementFieldName = "___element_";
513   static protected Hashtable<TypeDescriptor, FieldDescriptor>
514     mapTypeToArrayField;
515
516   // for controlling DOT file output
517   protected boolean writeFinalDOTs;
518   protected boolean writeAllIncrementalDOTs;
519
520   // supporting DOT output--when we want to write every
521   // partial method result, keep a tally for generating
522   // unique filenames
523   protected Hashtable<Descriptor, Integer>
524     mapDescriptorToNumUpdates;
525   
526   //map task descriptor to initial task parameter 
527   protected Hashtable<Descriptor, ReachGraph>
528     mapDescriptorToReachGraph;
529
530   protected PointerMethod pm;
531
532   static protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph> fn2rg =
533     new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
534
535   private Hashtable<FlatCall, Descriptor> fc2enclosing;  
536
537
538   // allocate various structures that are not local
539   // to a single class method--should be done once
540   protected void allocateStructures() {
541     
542     if( determinismDesired ) {
543       // use an ordered set
544       descriptorsToAnalyze = new TreeSet<Descriptor>( dComp );      
545     } else {
546       // otherwise use a speedy hashset
547       descriptorsToAnalyze = new HashSet<Descriptor>();
548     }
549
550     mapDescriptorToCompleteReachGraph =
551       new Hashtable<Descriptor, ReachGraph>();
552
553     mapDescriptorToNumUpdates =
554       new Hashtable<Descriptor, Integer>();
555
556     mapDescriptorToSetDependents =
557       new Hashtable< Descriptor, Set<Descriptor> >();
558
559     mapFlatNewToAllocSite = 
560       new Hashtable<FlatNew, AllocSite>();
561
562     mapDescriptorToIHMcontributions =
563       new Hashtable< Descriptor, Hashtable< FlatCall, ReachGraph > >();
564
565     mapDescriptorToInitialContext =
566       new Hashtable<Descriptor, ReachGraph>();    
567
568     mapBackEdgeToMonotone =
569       new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
570     
571     mapHrnIdToAllocSite =
572       new Hashtable<Integer, AllocSite>();
573
574     mapTypeToArrayField = 
575       new Hashtable <TypeDescriptor, FieldDescriptor>();
576
577     if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
578         state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP 
579         ) {
580       descriptorsToVisitStack =
581         new Stack<Descriptor>();
582     }
583
584     if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
585       descriptorsToVisitQ =
586         new PriorityQueue<DescriptorQWrapper>();
587     }
588
589     descriptorsToVisitSet =
590       new HashSet<Descriptor>();
591
592     mapDescriptorToPriority =
593       new Hashtable<Descriptor, Integer>();
594     
595     calleesToEnqueue = 
596       new HashSet<Descriptor>();    
597
598     mapDescriptorToAllocSiteSet =
599         new Hashtable<Descriptor,    HashSet<AllocSite> >();
600     
601     mapDescriptorToReachGraph = 
602         new Hashtable<Descriptor, ReachGraph>();
603
604     pm = new PointerMethod();
605
606     fc2enclosing = new Hashtable<FlatCall, Descriptor>();
607   }
608
609
610
611   // this analysis generates a disjoint reachability
612   // graph for every reachable method in the program
613   public DisjointAnalysis( State            s,
614                            TypeUtil         tu,
615                            CallGraph        cg,
616                            Liveness         l,
617                            ArrayReferencees ar,
618                            Set<FlatNew> sitesToFlag,
619                            RBlockRelationAnalysis rra,
620                            RBlockStatusAnalysis rsa
621                            ) {
622     init( s, tu, cg, l, ar, sitesToFlag, rra, rsa, false );
623   }
624
625   public DisjointAnalysis( State            s,
626                            TypeUtil         tu,
627                            CallGraph        cg,
628                            Liveness         l,
629                            ArrayReferencees ar,
630                            Set<FlatNew> sitesToFlag,
631                            RBlockRelationAnalysis rra,
632                            RBlockStatusAnalysis rsa,
633                            boolean suppressOutput
634                            ) {
635     init( s, tu, cg, l, ar, sitesToFlag, rra, rsa, suppressOutput );
636   }
637   
638   protected void init( State            state,
639                        TypeUtil         typeUtil,
640                        CallGraph        callGraph,
641                        Liveness         liveness,
642                        ArrayReferencees arrayReferencees,
643                        Set<FlatNew> sitesToFlag,
644                        RBlockRelationAnalysis rra,
645                        RBlockStatusAnalysis rsa,
646                        boolean suppressOutput
647                        ) {
648           
649     analysisComplete = false;
650     
651     this.state            = state;
652     this.typeUtil         = typeUtil;
653     this.callGraph        = callGraph;
654     this.liveness         = liveness;
655     this.arrayReferencees = arrayReferencees;
656     this.sitesToFlag      = sitesToFlag;
657     this.rblockRel        = rra;
658     this.rblockStatus     = rsa;
659
660     if( rblockRel != null ) {
661       doEffectsAnalysis = true;
662       effectsAnalysis   = new EffectsAnalysis();
663     }
664
665     this.allocationDepth         = state.DISJOINTALLOCDEPTH;
666     this.releaseMode             = state.DISJOINTRELEASEMODE;
667     this.determinismDesired      = state.DISJOINTDETERMINISM;
668
669     this.writeFinalDOTs          = state.DISJOINTWRITEDOTS && !state.DISJOINTWRITEALL && !suppressOutput;
670     this.writeAllIncrementalDOTs = state.DISJOINTWRITEDOTS &&  state.DISJOINTWRITEALL && !suppressOutput;
671
672     this.takeDebugSnapshots      = state.DISJOINTSNAPSYMBOL != null;
673     this.descSymbolDebug         = state.DISJOINTSNAPSYMBOL;
674     this.visitStartCapture       = state.DISJOINTSNAPVISITTOSTART;
675     this.numVisitsToCapture      = state.DISJOINTSNAPNUMVISITS;
676     this.stopAfterCapture        = state.DISJOINTSNAPSTOPAFTER;
677     this.snapVisitCounter        = 1; // count visits from 1 (user will write 1, means 1st visit)
678     this.snapNodeCounter         = 0; // count nodes from 0
679
680     assert
681       state.DISJOINTDVISITSTACK ||
682       state.DISJOINTDVISITPQUE  ||
683       state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP;
684     assert !(state.DISJOINTDVISITSTACK && state.DISJOINTDVISITPQUE);
685     assert !(state.DISJOINTDVISITSTACK && state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP);
686     assert !(state.DISJOINTDVISITPQUE  && state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP);
687             
688     // set some static configuration for ReachGraphs
689     ReachGraph.allocationDepth = allocationDepth;
690     ReachGraph.typeUtil        = typeUtil;
691
692     ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture
693       = state.DISJOINTDEBUGCALLVISITTOSTART;
694
695     ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture
696       = state.DISJOINTDEBUGCALLNUMVISITS;
697
698     ReachGraph.debugCallSiteStopAfter
699       = state.DISJOINTDEBUGCALLSTOPAFTER;
700
701     ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter 
702       = 0; // count visits from 1, is incremented before first visit
703     
704     
705
706     allocateStructures();
707
708     double timeStartAnalysis = (double) System.nanoTime();
709
710     // start interprocedural fixed-point computation
711     try {
712       analyzeMethods();
713     } catch( IOException e ) {
714       throw new Error( "IO Exception while writing disjointness analysis output." );
715     }
716
717     analysisComplete=true;
718
719
720     double timeEndAnalysis = (double) System.nanoTime();
721     double dt = (timeEndAnalysis - timeStartAnalysis)/(Math.pow( 10.0, 9.0 ) );
722
723     String treport;
724     if( sitesToFlag != null ) {
725       treport = String.format( "Disjoint reachability analysis flagged %d sites and took %.3f sec.", sitesToFlag.size(), dt );
726       if(sitesToFlag.size()>0){
727         treport+="\nFlagged sites:"+"\n"+sitesToFlag.toString();
728       }
729     } else {
730       treport = String.format( "Disjoint reachability analysis took %.3f sec.", dt );
731     }
732     String justtime = String.format( "%.2f", dt );
733     System.out.println( treport );
734
735
736     try {
737       if( writeFinalDOTs && !writeAllIncrementalDOTs ) {
738         writeFinalGraphs();      
739       }
740
741       if( state.DISJOINTWRITEIHMS && !suppressOutput ) {
742         writeFinalIHMs();
743       }
744
745       if( state.DISJOINTWRITEINITCONTEXTS && !suppressOutput ) {
746         writeInitialContexts();
747       }
748
749       if( state.DISJOINTALIASFILE != null && !suppressOutput ) {
750         if( state.TASK ) {
751           writeAllSharing(state.DISJOINTALIASFILE, treport, justtime, state.DISJOINTALIASTAB, state.lines);
752         } else {
753           writeAllSharingJava(state.DISJOINTALIASFILE, 
754                               treport, 
755                               justtime, 
756                               state.DISJOINTALIASTAB, 
757                               state.lines
758                               );
759         }
760       }
761     } catch( IOException e ) {
762       throw new Error( "IO Exception while writing disjointness analysis output." );
763     }
764
765   }
766
767
768   protected boolean moreDescriptorsToVisit() {
769     if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
770         state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
771         ) {
772       return !descriptorsToVisitStack.isEmpty();
773
774     } else if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
775       return !descriptorsToVisitQ.isEmpty();
776     }
777
778     throw new Error( "Neither descriptor visiting mode set" );
779   }
780
781
782   // fixed-point computation over the call graph--when a
783   // method's callees are updated, it must be reanalyzed
784   protected void analyzeMethods() throws java.io.IOException {  
785
786     // task or non-task (java) mode determines what the roots
787     // of the call chain are, and establishes the set of methods
788     // reachable from the roots that will be analyzed
789     
790     if( state.TASK ) {
791       System.out.println( "Bamboo mode..." );
792       
793       Iterator taskItr = state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();      
794       while( taskItr.hasNext() ) {
795         TaskDescriptor td = (TaskDescriptor) taskItr.next();
796         if( !descriptorsToAnalyze.contains( td ) ) {
797           // add all methods transitively reachable from the
798           // tasks as well
799           descriptorsToAnalyze.add( td );
800           descriptorsToAnalyze.addAll( callGraph.getAllMethods( td ) );
801         }         
802       }
803       
804     } else {
805       System.out.println( "Java mode..." );
806
807       // add all methods transitively reachable from the
808       // source's main to set for analysis
809       mdSourceEntry = typeUtil.getMain();
810       descriptorsToAnalyze.add( mdSourceEntry );
811       descriptorsToAnalyze.addAll( callGraph.getAllMethods( mdSourceEntry ) );
812       
813       // fabricate an empty calling context that will call
814       // the source's main, but call graph doesn't know
815       // about it, so explicitly add it
816       makeAnalysisEntryMethod( mdSourceEntry );
817       descriptorsToAnalyze.add( mdAnalysisEntry );
818     }
819
820
821     // now, depending on the interprocedural mode for visiting 
822     // methods, set up the needed data structures
823
824     if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
825     
826       // topologically sort according to the call graph so 
827       // leaf calls are last, helps build contexts up first
828       LinkedList<Descriptor> sortedDescriptors = 
829         topologicalSort( descriptorsToAnalyze );
830
831       // add sorted descriptors to priority queue, and duplicate
832       // the queue as a set for efficiently testing whether some
833       // method is marked for analysis
834       int p = 0;
835       Iterator<Descriptor> dItr;
836
837       // for the priority queue, give items at the head
838       // of the sorted list a low number (highest priority)
839       while( !sortedDescriptors.isEmpty() ) {
840         Descriptor d = sortedDescriptors.removeFirst();
841         mapDescriptorToPriority.put( d, new Integer( p ) );
842         descriptorsToVisitQ.add( new DescriptorQWrapper( p, d ) );
843         descriptorsToVisitSet.add( d );
844         ++p;
845       }
846
847     } else if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
848                state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP 
849                ) {
850       // if we're doing the stack scheme, just throw the root
851       // method or tasks on the stack
852       if( state.TASK ) {
853         Iterator taskItr = state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();      
854         while( taskItr.hasNext() ) {
855           TaskDescriptor td = (TaskDescriptor) taskItr.next();
856           descriptorsToVisitStack.add( td );
857           descriptorsToVisitSet.add( td );
858         }
859         
860       } else {
861         descriptorsToVisitStack.add( mdAnalysisEntry );
862         descriptorsToVisitSet.add( mdAnalysisEntry );
863       }
864
865     } else {
866       throw new Error( "Unknown method scheduling mode" );
867     }
868
869
870     // analyze scheduled methods until there are no more to visit
871     while( moreDescriptorsToVisit() ) {
872       Descriptor d = null;
873
874       if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
875           state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
876           ) {
877         d = descriptorsToVisitStack.pop();
878
879       } else if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
880         d = descriptorsToVisitQ.poll().getDescriptor();
881       }
882
883       assert descriptorsToVisitSet.contains( d );
884       descriptorsToVisitSet.remove( d );
885
886       // because the task or method descriptor just extracted
887       // was in the "to visit" set it either hasn't been analyzed
888       // yet, or some method that it depends on has been
889       // updated.  Recompute a complete reachability graph for
890       // this task/method and compare it to any previous result.
891       // If there is a change detected, add any methods/tasks
892       // that depend on this one to the "to visit" set.
893
894       System.out.println( "Analyzing " + d );
895
896       if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
897         assert calleesToEnqueue.isEmpty();
898       }
899
900       ReachGraph rg     = analyzeMethod( d );
901       ReachGraph rgPrev = getPartial( d );
902       
903       if( !rg.equals( rgPrev ) ) {
904         setPartial( d, rg );
905         
906         if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
907           System.out.println( "  complete graph changed, scheduling callers for analysis:" );
908         }
909
910         // results for d changed, so enqueue dependents
911         // of d for further analysis
912         Iterator<Descriptor> depsItr = getDependents( d ).iterator();
913         while( depsItr.hasNext() ) {
914           Descriptor dNext = depsItr.next();
915           enqueue( dNext );
916
917           if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
918             System.out.println( "    "+dNext );
919           }
920         }
921       }
922
923       // whether or not the method under analysis changed,
924       // we may have some callees that are scheduled for 
925       // more analysis, and they should go on the top of
926       // the stack now (in other method-visiting modes they
927       // are already enqueued at this point
928       if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
929         Iterator<Descriptor> depsItr = calleesToEnqueue.iterator();
930         while( depsItr.hasNext() ) {
931           Descriptor dNext = depsItr.next();
932           enqueue( dNext );
933         }
934         calleesToEnqueue.clear();
935       }     
936
937     }   
938   }
939
940   protected ReachGraph analyzeMethod( Descriptor d ) 
941     throws java.io.IOException {
942
943     // get the flat code for this descriptor
944     FlatMethod fm;
945     if( d == mdAnalysisEntry ) {
946       fm = fmAnalysisEntry;
947     } else {
948       fm = state.getMethodFlat( d );
949     }
950     pm.analyzeMethod( fm );
951
952     // intraprocedural work set
953     Set<FlatNode> flatNodesToVisit = new HashSet<FlatNode>();
954     flatNodesToVisit.add( fm );
955
956     // if determinism is desired by client, shadow the
957     // set with a queue to make visit order deterministic
958     Queue<FlatNode> flatNodesToVisitQ = null;
959     if( determinismDesired ) {
960       flatNodesToVisitQ = new LinkedList<FlatNode>();
961       flatNodesToVisitQ.add( fm );
962     }
963     
964     // mapping of current partial results
965     Hashtable<FlatNode, ReachGraph> mapFlatNodeToReachGraph =
966       new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
967
968     // the set of return nodes partial results that will be combined as
969     // the final, conservative approximation of the entire method
970     HashSet<FlatReturnNode> setReturns = new HashSet<FlatReturnNode>();
971
972     while( !flatNodesToVisit.isEmpty() ) {
973
974       FlatNode fn;      
975       if( determinismDesired ) {
976         assert !flatNodesToVisitQ.isEmpty();
977         fn = flatNodesToVisitQ.remove();
978       } else {
979         fn = flatNodesToVisit.iterator().next();
980       }
981       flatNodesToVisit.remove( fn );
982
983       // effect transfer function defined by this node,
984       // then compare it to the old graph at this node
985       // to see if anything was updated.
986
987       ReachGraph rg = new ReachGraph();
988       TaskDescriptor taskDesc;
989       if(fn instanceof FlatMethod && (taskDesc=((FlatMethod)fn).getTask())!=null){
990           if(mapDescriptorToReachGraph.containsKey(taskDesc)){
991                   // retrieve existing reach graph if it is not first time
992                   rg=mapDescriptorToReachGraph.get(taskDesc);
993           }else{
994                   // create initial reach graph for a task
995                   rg=createInitialTaskReachGraph((FlatMethod)fn);
996                   rg.globalSweep();
997                   mapDescriptorToReachGraph.put(taskDesc, rg);
998           }
999       }
1000
1001       // start by merging all node's parents' graphs
1002       for( int i = 0; i < pm.numPrev(fn); ++i ) {
1003         FlatNode pn = pm.getPrev(fn,i);
1004         if( mapFlatNodeToReachGraph.containsKey( pn ) ) {
1005           ReachGraph rgParent = mapFlatNodeToReachGraph.get( pn );
1006           rg.merge( rgParent );
1007         }
1008       }
1009       
1010
1011       if( takeDebugSnapshots && 
1012           d.getSymbol().equals( descSymbolDebug ) 
1013           ) {
1014         debugSnapshot( rg, fn, true );
1015       }
1016
1017
1018       // modify rg with appropriate transfer function
1019       rg = analyzeFlatNode( d, fm, fn, setReturns, rg );
1020
1021
1022       if( takeDebugSnapshots && 
1023           d.getSymbol().equals( descSymbolDebug ) 
1024           ) {
1025         debugSnapshot( rg, fn, false );
1026         ++snapNodeCounter;
1027       }
1028           
1029
1030       // if the results of the new graph are different from
1031       // the current graph at this node, replace the graph
1032       // with the update and enqueue the children
1033       ReachGraph rgPrev = mapFlatNodeToReachGraph.get( fn );
1034       if( !rg.equals( rgPrev ) ) {
1035         mapFlatNodeToReachGraph.put( fn, rg );
1036
1037         for( int i = 0; i < pm.numNext( fn ); i++ ) {
1038           FlatNode nn = pm.getNext( fn, i );
1039
1040           flatNodesToVisit.add( nn );
1041           if( determinismDesired ) {
1042             flatNodesToVisitQ.add( nn );
1043           }
1044         }
1045       }
1046     }
1047
1048
1049     // end by merging all return nodes into a complete
1050     // reach graph that represents all possible heap
1051     // states after the flat method returns
1052     ReachGraph completeGraph = new ReachGraph();
1053
1054     assert !setReturns.isEmpty();
1055     Iterator retItr = setReturns.iterator();
1056     while( retItr.hasNext() ) {
1057       FlatReturnNode frn = (FlatReturnNode) retItr.next();
1058
1059       assert mapFlatNodeToReachGraph.containsKey( frn );
1060       ReachGraph rgRet = mapFlatNodeToReachGraph.get( frn );
1061
1062       completeGraph.merge( rgRet );
1063     }
1064
1065
1066     if( takeDebugSnapshots && 
1067         d.getSymbol().equals( descSymbolDebug ) 
1068         ) {
1069       // increment that we've visited the debug snap
1070       // method, and reset the node counter
1071       System.out.println( "    @@@ debug snap at visit "+snapVisitCounter );
1072       ++snapVisitCounter;
1073       snapNodeCounter = 0;
1074
1075       if( snapVisitCounter == visitStartCapture + numVisitsToCapture && 
1076           stopAfterCapture 
1077           ) {
1078         System.out.println( "!!! Stopping analysis after debug snap captures. !!!" );
1079         System.exit( 0 );
1080       }
1081     }
1082
1083
1084     return completeGraph;
1085   }
1086
1087   
1088   protected ReachGraph
1089     analyzeFlatNode( Descriptor              d,
1090                      FlatMethod              fmContaining,
1091                      FlatNode                fn,
1092                      HashSet<FlatReturnNode> setRetNodes,
1093                      ReachGraph              rg
1094                      ) throws java.io.IOException {
1095
1096     
1097     // any variables that are no longer live should be
1098     // nullified in the graph to reduce edges
1099     //rg.nullifyDeadVars( liveness.getLiveInTemps( fmContaining, fn ) );
1100
1101     TempDescriptor    lhs;
1102     TempDescriptor    rhs;
1103     FieldDescriptor   fld;
1104     TypeDescriptor    tdElement;
1105     FieldDescriptor   fdElement;
1106     FlatSESEEnterNode sese;
1107     FlatSESEExitNode  fsexn;
1108
1109     // use node type to decide what transfer function
1110     // to apply to the reachability graph
1111     switch( fn.kind() ) {
1112
1113     case FKind.FlatGenReachNode: {
1114       System.out.println( "Generating a reach graph!" );
1115       rg.writeGraph( "genReach"+d,
1116                      true,    // write labels (variables)                
1117                      true,    // selectively hide intermediate temp vars 
1118                      true,    // prune unreachable heap regions          
1119                      false,   // hide reachability altogether
1120                      true,    // hide subset reachability states         
1121                      true,    // hide predicates
1122                      true );  // hide edge taints      
1123     } break;
1124
1125
1126     case FKind.FlatMethod: {
1127       // construct this method's initial heap model (IHM)
1128       // since we're working on the FlatMethod, we know
1129       // the incoming ReachGraph 'rg' is empty
1130
1131       Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers = 
1132         getIHMcontributions( d );
1133
1134       Set entrySet = heapsFromCallers.entrySet();
1135       Iterator itr = entrySet.iterator();
1136       while( itr.hasNext() ) {
1137         Map.Entry  me        = (Map.Entry)  itr.next();
1138         FlatCall   fc        = (FlatCall)   me.getKey();
1139         ReachGraph rgContrib = (ReachGraph) me.getValue();
1140
1141         assert fc.getMethod().equals( d );
1142
1143         rg.merge( rgContrib );
1144       }
1145
1146       // additionally, we are enforcing STRICT MONOTONICITY for the
1147       // method's initial context, so grow the context by whatever
1148       // the previously computed context was, and put the most
1149       // up-to-date context back in the map
1150       ReachGraph rgPrevContext = mapDescriptorToInitialContext.get( d );
1151       rg.merge( rgPrevContext );      
1152       mapDescriptorToInitialContext.put( d, rg );
1153
1154     } break;
1155       
1156     case FKind.FlatOpNode:
1157       FlatOpNode fon = (FlatOpNode) fn;
1158       if( fon.getOp().getOp() == Operation.ASSIGN ) {
1159         lhs = fon.getDest();
1160         rhs = fon.getLeft();
1161
1162         // before transfer, do effects analysis support
1163         if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1164           if(rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)){
1165             // x gets status of y
1166             if(!rg.isAccessible(rhs)){
1167               rg.makeInaccessible(lhs);
1168             }
1169           }    
1170         }
1171
1172         // transfer func
1173         rg.assignTempXEqualToTempY( lhs, rhs ); 
1174       }
1175       break;
1176
1177     case FKind.FlatCastNode:
1178       FlatCastNode fcn = (FlatCastNode) fn;
1179       lhs = fcn.getDst();
1180       rhs = fcn.getSrc();
1181
1182       TypeDescriptor td = fcn.getType();
1183       assert td != null;
1184
1185       // before transfer, do effects analysis support
1186       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1187         if(rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)){
1188           // x gets status of y
1189           if(!rg.isAccessible(rhs)){
1190             rg.makeInaccessible(lhs);
1191           }
1192         }    
1193       }
1194       
1195       // transfer func
1196       rg.assignTempXEqualToCastedTempY( lhs, rhs, td );
1197       break;
1198
1199     case FKind.FlatFieldNode:
1200       FlatFieldNode ffn = (FlatFieldNode) fn;
1201
1202       lhs = ffn.getDst();
1203       rhs = ffn.getSrc();
1204       fld = ffn.getField();
1205
1206       // before graph transform, possible inject
1207       // a stall-site taint
1208       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1209
1210         if(rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)){
1211           // x=y.f, stall y if not accessible
1212           // contributes read effects on stall site of y
1213           if(!rg.isAccessible(rhs)) {
1214             rg.taintStallSite(fn, rhs);
1215           }
1216
1217           // after this, x and y are accessbile. 
1218           rg.makeAccessible(lhs);
1219           rg.makeAccessible(rhs);            
1220         }
1221       }
1222
1223       if( shouldAnalysisTrack( fld.getType() ) ) {       
1224         // transfer func
1225         rg.assignTempXEqualToTempYFieldF( lhs, rhs, fld );
1226       }          
1227
1228       // after transfer, use updated graph to
1229       // do effects analysis
1230       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1231         effectsAnalysis.analyzeFlatFieldNode( rg, rhs, fld );          
1232       }
1233       break;
1234
1235     case FKind.FlatSetFieldNode:
1236       FlatSetFieldNode fsfn = (FlatSetFieldNode) fn;
1237
1238       lhs = fsfn.getDst();
1239       fld = fsfn.getField();
1240       rhs = fsfn.getSrc();
1241
1242       boolean strongUpdate = false;
1243
1244       // before transfer func, possibly inject
1245       // stall-site taints
1246       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1247
1248         if(rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)){
1249           // x.y=f , stall x and y if they are not accessible
1250           // also contribute write effects on stall site of x
1251           if(!rg.isAccessible(lhs)) {
1252             rg.taintStallSite(fn, lhs);
1253           }
1254
1255           if(!rg.isAccessible(rhs)) {
1256             rg.taintStallSite(fn, rhs);
1257           }
1258
1259           // accessible status update
1260           rg.makeAccessible(lhs);
1261           rg.makeAccessible(rhs);            
1262         }
1263       }
1264
1265       if( shouldAnalysisTrack( fld.getType() ) ) {
1266         // transfer func
1267         strongUpdate = rg.assignTempXFieldFEqualToTempY( lhs, fld, rhs );
1268       }           
1269
1270       // use transformed graph to do effects analysis
1271       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1272         effectsAnalysis.analyzeFlatSetFieldNode( rg, lhs, fld, strongUpdate );          
1273       }
1274       break;
1275
1276     case FKind.FlatElementNode:
1277       FlatElementNode fen = (FlatElementNode) fn;
1278
1279       lhs = fen.getDst();
1280       rhs = fen.getSrc();
1281
1282       assert rhs.getType() != null;
1283       assert rhs.getType().isArray();
1284
1285       tdElement = rhs.getType().dereference();
1286       fdElement = getArrayField( tdElement );
1287
1288       // before transfer func, possibly inject
1289       // stall-site taint
1290       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1291           
1292         if(rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)){
1293           // x=y.f, stall y if not accessible
1294           // contributes read effects on stall site of y
1295           // after this, x and y are accessbile. 
1296           if(!rg.isAccessible(rhs)) {
1297             rg.taintStallSite(fn, rhs);
1298           }
1299
1300           rg.makeAccessible(lhs);
1301           rg.makeAccessible(rhs);            
1302         }
1303       }
1304
1305       if( shouldAnalysisTrack( lhs.getType() ) ) {
1306         // transfer func
1307         rg.assignTempXEqualToTempYFieldF( lhs, rhs, fdElement );
1308       }
1309
1310       // use transformed graph to do effects analysis
1311       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1312         effectsAnalysis.analyzeFlatFieldNode( rg, rhs, fdElement );                    
1313       }        
1314       break;
1315
1316     case FKind.FlatSetElementNode:
1317       FlatSetElementNode fsen = (FlatSetElementNode) fn;
1318
1319       lhs = fsen.getDst();
1320       rhs = fsen.getSrc();
1321
1322       assert lhs.getType() != null;
1323       assert lhs.getType().isArray();   
1324
1325       tdElement = lhs.getType().dereference();
1326       fdElement = getArrayField( tdElement );
1327
1328       // before transfer func, possibly inject
1329       // stall-site taints
1330       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1331           
1332         if(rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)){
1333           // x.y=f , stall x and y if they are not accessible
1334           // also contribute write effects on stall site of x
1335           if(!rg.isAccessible(lhs)) {
1336             rg.taintStallSite(fn, lhs);
1337           }
1338
1339           if(!rg.isAccessible(rhs)) {
1340             rg.taintStallSite(fn, rhs);
1341           }
1342             
1343           // accessible status update
1344           rg.makeAccessible(lhs);
1345           rg.makeAccessible(rhs);            
1346         }
1347       }
1348
1349       if( shouldAnalysisTrack( rhs.getType() ) ) {
1350         // transfer func, BUT
1351         // skip this node if it cannot create new reachability paths
1352         if( !arrayReferencees.doesNotCreateNewReaching( fsen ) ) {
1353           rg.assignTempXFieldFEqualToTempY( lhs, fdElement, rhs );
1354         }
1355       }
1356
1357       // use transformed graph to do effects analysis
1358       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1359         effectsAnalysis.analyzeFlatSetFieldNode( rg, lhs, fdElement,
1360                                                  false );          
1361       }
1362       break;
1363       
1364     case FKind.FlatNew:
1365       FlatNew fnn = (FlatNew) fn;
1366       lhs = fnn.getDst();
1367       if( shouldAnalysisTrack( lhs.getType() ) ) {
1368         AllocSite as = getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE( fnn );   
1369
1370         // before transform, support effects analysis
1371         if (doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry) {
1372           if (rblockStatus.isInCriticalRegion(fmContaining, fn)) {
1373             // after creating new object, lhs is accessible
1374             rg.makeAccessible(lhs);
1375           }
1376         } 
1377
1378         // transfer func
1379         rg.assignTempEqualToNewAlloc( lhs, as );        
1380       }
1381       break;
1382
1383     case FKind.FlatSESEEnterNode:
1384       sese = (FlatSESEEnterNode) fn;
1385
1386       if( sese.getIsCallerSESEplaceholder() ) {
1387         // ignore these dummy rblocks!
1388         break;
1389       }
1390
1391       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1392         
1393         // always remove ALL stall site taints at enter
1394         rg.removeAllStallSiteTaints();
1395
1396         // inject taints for in-set vars      
1397         rg.taintInSetVars( sese );
1398
1399       }
1400       break;
1401
1402     case FKind.FlatSESEExitNode:
1403       fsexn = (FlatSESEExitNode) fn;
1404       sese  = fsexn.getFlatEnter();
1405
1406       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1407
1408         // @ sese exit make all live variables
1409         // inaccessible to later parent statements
1410         rg.makeInaccessible( liveness.getLiveInTemps( fmContaining, fn ) );
1411         
1412         // always remove ALL stall site taints at exit
1413         rg.removeAllStallSiteTaints();
1414         
1415         // remove in-set var taints for the exiting rblock
1416         rg.removeInContextTaints( sese );
1417       }
1418       break;
1419
1420
1421     case FKind.FlatCall: {
1422       Descriptor mdCaller;
1423       if( fmContaining.getMethod() != null ){
1424         mdCaller = fmContaining.getMethod();
1425       } else {
1426         mdCaller = fmContaining.getTask();
1427       }      
1428       FlatCall         fc       = (FlatCall) fn;
1429       MethodDescriptor mdCallee = fc.getMethod();
1430       FlatMethod       fmCallee = state.getMethodFlat( mdCallee );
1431
1432
1433       if( mdCallee.getSymbol().equals( "genReach" ) ) {
1434         rg.writeGraph( "genReach"+d,
1435                        true,    // write labels (variables)                
1436                        true,    // selectively hide intermediate temp vars 
1437                        true,    // prune unreachable heap regions          
1438                        false,   // hide reachability altogether
1439                        true,    // hide subset reachability states         
1440                        true,    // hide predicates
1441                        true );  // hide edge taints      
1442         break;
1443       }
1444
1445
1446   
1447       boolean debugCallSite =
1448         mdCaller.getSymbol().equals( state.DISJOINTDEBUGCALLER ) &&
1449         mdCallee.getSymbol().equals( state.DISJOINTDEBUGCALLEE );
1450
1451       boolean writeDebugDOTs = false;
1452       boolean stopAfter      = false;
1453       if( debugCallSite ) {
1454         ++ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter;
1455         System.out.println( "    $$$ Debug call site visit "+
1456                             ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter+
1457                             " $$$"
1458                             );
1459         if( 
1460            (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter >= 
1461             ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture)  &&
1462            
1463            (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter < 
1464             ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture + 
1465             ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture)
1466             ) {
1467           writeDebugDOTs = true;
1468           System.out.println( "      $$$ Capturing this call site visit $$$" );
1469           if( ReachGraph.debugCallSiteStopAfter &&
1470               (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter == 
1471                ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture + 
1472                ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture - 1)
1473               ) {
1474             stopAfter = true;
1475           }
1476         }
1477       }
1478
1479
1480       // calculate the heap this call site can reach--note this is
1481       // not used for the current call site transform, we are
1482       // grabbing this heap model for future analysis of the callees,
1483       // so if different results emerge we will return to this site
1484       ReachGraph heapForThisCall_old = 
1485         getIHMcontribution( mdCallee, fc );
1486
1487       // the computation of the callee-reachable heap
1488       // is useful for making the callee starting point
1489       // and for applying the call site transfer function
1490       Set<Integer> callerNodeIDsCopiedToCallee = 
1491         new HashSet<Integer>();
1492
1493       ReachGraph heapForThisCall_cur = 
1494         rg.makeCalleeView( fc, 
1495                            fmCallee,
1496                            callerNodeIDsCopiedToCallee,
1497                            writeDebugDOTs
1498                            );
1499
1500       if( !heapForThisCall_cur.equals( heapForThisCall_old ) ) {        
1501         // if heap at call site changed, update the contribution,
1502         // and reschedule the callee for analysis
1503         addIHMcontribution( mdCallee, fc, heapForThisCall_cur );        
1504
1505         // map a FlatCall to its enclosing method/task descriptor 
1506         // so we can write that info out later
1507         fc2enclosing.put( fc, mdCaller );
1508
1509         if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
1510           System.out.println( "  context changed, scheduling callee: "+mdCallee );
1511         }
1512
1513         if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
1514           calleesToEnqueue.add( mdCallee );
1515         } else {
1516           enqueue( mdCallee );
1517         }
1518
1519       }
1520
1521       // the transformation for a call site should update the
1522       // current heap abstraction with any effects from the callee,
1523       // or if the method is virtual, the effects from any possible
1524       // callees, so find the set of callees...
1525       Set<MethodDescriptor> setPossibleCallees;
1526       if( determinismDesired ) {
1527         // use an ordered set
1528         setPossibleCallees = new TreeSet<MethodDescriptor>( dComp );        
1529       } else {
1530         // otherwise use a speedy hashset
1531         setPossibleCallees = new HashSet<MethodDescriptor>();
1532       }
1533
1534       if( mdCallee.isStatic() ) {        
1535         setPossibleCallees.add( mdCallee );
1536       } else {
1537         TypeDescriptor typeDesc = fc.getThis().getType();
1538         setPossibleCallees.addAll( callGraph.getMethods( mdCallee, 
1539                                                          typeDesc )
1540                                    );
1541       }
1542
1543       ReachGraph rgMergeOfPossibleCallers = new ReachGraph();
1544
1545       Iterator<MethodDescriptor> mdItr = setPossibleCallees.iterator();
1546       while( mdItr.hasNext() ) {
1547         MethodDescriptor mdPossible = mdItr.next();
1548         FlatMethod       fmPossible = state.getMethodFlat( mdPossible );
1549
1550         addDependent( mdPossible, // callee
1551                       d );        // caller
1552
1553         // don't alter the working graph (rg) until we compute a 
1554         // result for every possible callee, merge them all together,
1555         // then set rg to that
1556         ReachGraph rgPossibleCaller = new ReachGraph();
1557         rgPossibleCaller.merge( rg );           
1558                 
1559         ReachGraph rgPossibleCallee = getPartial( mdPossible );
1560
1561         if( rgPossibleCallee == null ) {
1562           // if this method has never been analyzed just schedule it 
1563           // for analysis and skip over this call site for now
1564           if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
1565             calleesToEnqueue.add( mdPossible );
1566           } else {
1567             enqueue( mdPossible );
1568           }
1569           
1570           if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
1571             System.out.println( "  callee hasn't been analyzed, scheduling: "+mdPossible );
1572           }
1573
1574
1575         } else {
1576           // calculate the method call transform         
1577           rgPossibleCaller.resolveMethodCall( fc, 
1578                                               fmPossible, 
1579                                               rgPossibleCallee,
1580                                               callerNodeIDsCopiedToCallee,
1581                                               writeDebugDOTs
1582                                               );
1583
1584           if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1585             if( !rgPossibleCallee.isAccessible( ReachGraph.tdReturn ) ) {
1586               rgPossibleCaller.makeInaccessible( fc.getReturnTemp() );
1587             }
1588           }
1589
1590         }
1591         
1592         rgMergeOfPossibleCallers.merge( rgPossibleCaller );        
1593       }
1594
1595
1596       if( stopAfter ) {
1597         System.out.println( "$$$ Exiting after requested captures of call site. $$$" );
1598         System.exit( 0 );
1599       }
1600
1601
1602       // now that we've taken care of building heap models for
1603       // callee analysis, finish this transformation
1604       rg = rgMergeOfPossibleCallers;
1605     } break;
1606       
1607
1608     case FKind.FlatReturnNode:
1609       FlatReturnNode frn = (FlatReturnNode) fn;
1610       rhs = frn.getReturnTemp();
1611
1612       // before transfer, do effects analysis support
1613       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1614         if(!rg.isAccessible(rhs)){
1615           rg.makeInaccessible(ReachGraph.tdReturn);
1616         }
1617       }
1618
1619       if( rhs != null && shouldAnalysisTrack( rhs.getType() ) ) {
1620         rg.assignReturnEqualToTemp( rhs );
1621       }
1622
1623       setRetNodes.add( frn );
1624       break;
1625
1626     } // end switch
1627
1628     
1629     // dead variables were removed before the above transfer function
1630     // was applied, so eliminate heap regions and edges that are no
1631     // longer part of the abstractly-live heap graph, and sweep up
1632     // and reachability effects that are altered by the reduction
1633     //rg.abstractGarbageCollect();
1634     //rg.globalSweep();
1635
1636
1637     // back edges are strictly monotonic
1638     if( pm.isBackEdge( fn ) ) {
1639       ReachGraph rgPrevResult = mapBackEdgeToMonotone.get( fn );
1640       rg.merge( rgPrevResult );
1641       mapBackEdgeToMonotone.put( fn, rg );
1642     }
1643     
1644     // at this point rg should be the correct update
1645     // by an above transfer function, or untouched if
1646     // the flat node type doesn't affect the heap
1647     return rg;
1648   }
1649
1650
1651   
1652   // this method should generate integers strictly greater than zero!
1653   // special "shadow" regions are made from a heap region by negating
1654   // the ID
1655   static public Integer generateUniqueHeapRegionNodeID() {
1656     ++uniqueIDcount;
1657     return new Integer( uniqueIDcount );
1658   }
1659
1660
1661   
1662   static public FieldDescriptor getArrayField( TypeDescriptor tdElement ) {
1663     FieldDescriptor fdElement = mapTypeToArrayField.get( tdElement );
1664     if( fdElement == null ) {
1665       fdElement = new FieldDescriptor( new Modifiers( Modifiers.PUBLIC ),
1666                                        tdElement,
1667                                        arrayElementFieldName,
1668                                        null,
1669                                        false );
1670       mapTypeToArrayField.put( tdElement, fdElement );
1671     }
1672     return fdElement;
1673   }
1674
1675   
1676   
1677   private void writeFinalGraphs() {
1678     Set entrySet = mapDescriptorToCompleteReachGraph.entrySet();
1679     Iterator itr = entrySet.iterator();
1680     while( itr.hasNext() ) {
1681       Map.Entry  me = (Map.Entry)  itr.next();
1682       Descriptor  d = (Descriptor) me.getKey();
1683       ReachGraph rg = (ReachGraph) me.getValue();
1684
1685       String graphName;
1686       if( d instanceof TaskDescriptor ) {
1687         graphName = "COMPLETEtask"+d;
1688       } else {
1689         graphName = "COMPLETE"+d;
1690       }
1691
1692       rg.writeGraph( graphName,
1693                      true,    // write labels (variables)                
1694                      true,    // selectively hide intermediate temp vars 
1695                      true,    // prune unreachable heap regions          
1696                      false,   // hide reachability altogether
1697                      true,    // hide subset reachability states         
1698                      true,    // hide predicates
1699                      false ); // hide edge taints                        
1700     }
1701   }
1702
1703   private void writeFinalIHMs() {
1704     Iterator d2IHMsItr = mapDescriptorToIHMcontributions.entrySet().iterator();
1705     while( d2IHMsItr.hasNext() ) {
1706       Map.Entry                        me1 = (Map.Entry)                       d2IHMsItr.next();
1707       Descriptor                         d = (Descriptor)                      me1.getKey();
1708       Hashtable<FlatCall, ReachGraph> IHMs = (Hashtable<FlatCall, ReachGraph>) me1.getValue();
1709
1710       Iterator fc2rgItr = IHMs.entrySet().iterator();
1711       while( fc2rgItr.hasNext() ) {
1712         Map.Entry  me2 = (Map.Entry)  fc2rgItr.next();
1713         FlatCall   fc  = (FlatCall)   me2.getKey();
1714         ReachGraph rg  = (ReachGraph) me2.getValue();
1715                 
1716         rg.writeGraph( "IHMPARTFOR"+d+"FROM"+fc2enclosing.get( fc )+fc,
1717                        true,   // write labels (variables)
1718                        true,   // selectively hide intermediate temp vars
1719                        true,   // hide reachability altogether
1720                        true,   // prune unreachable heap regions
1721                        true,   // hide subset reachability states
1722                        false,  // hide predicates
1723                        true ); // hide edge taints
1724       }
1725     }
1726   }
1727
1728   private void writeInitialContexts() {
1729     Set entrySet = mapDescriptorToInitialContext.entrySet();
1730     Iterator itr = entrySet.iterator();
1731     while( itr.hasNext() ) {
1732       Map.Entry  me = (Map.Entry)  itr.next();
1733       Descriptor  d = (Descriptor) me.getKey();
1734       ReachGraph rg = (ReachGraph) me.getValue();
1735
1736       rg.writeGraph( "INITIAL"+d,
1737                      true,   // write labels (variables)                
1738                      true,   // selectively hide intermediate temp vars 
1739                      true,   // prune unreachable heap regions          
1740                      false,  // hide all reachability
1741                      true,   // hide subset reachability states         
1742                      true,   // hide predicates
1743                      false );// hide edge taints                        
1744     }
1745   }
1746    
1747
1748   protected ReachGraph getPartial( Descriptor d ) {
1749     return mapDescriptorToCompleteReachGraph.get( d );
1750   }
1751
1752   protected void setPartial( Descriptor d, ReachGraph rg ) {
1753     mapDescriptorToCompleteReachGraph.put( d, rg );
1754
1755     // when the flag for writing out every partial
1756     // result is set, we should spit out the graph,
1757     // but in order to give it a unique name we need
1758     // to track how many partial results for this
1759     // descriptor we've already written out
1760     if( writeAllIncrementalDOTs ) {
1761       if( !mapDescriptorToNumUpdates.containsKey( d ) ) {
1762         mapDescriptorToNumUpdates.put( d, new Integer( 0 ) );
1763       }
1764       Integer n = mapDescriptorToNumUpdates.get( d );
1765       
1766       String graphName;
1767       if( d instanceof TaskDescriptor ) {
1768         graphName = d+"COMPLETEtask"+String.format( "%05d", n );
1769       } else {
1770         graphName = d+"COMPLETE"+String.format( "%05d", n );
1771       }
1772
1773       rg.writeGraph( graphName,
1774                      true,   // write labels (variables)
1775                      true,   // selectively hide intermediate temp vars
1776                      true,   // prune unreachable heap regions
1777                      false,  // hide all reachability
1778                      true,   // hide subset reachability states
1779                      false,  // hide predicates
1780                      false); // hide edge taints
1781       
1782       mapDescriptorToNumUpdates.put( d, n + 1 );
1783     }
1784   }
1785
1786
1787
1788   // return just the allocation site associated with one FlatNew node
1789   protected AllocSite getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE( FlatNew fnew ) {
1790
1791     boolean flagProgrammatically = false;
1792     if( sitesToFlag != null && sitesToFlag.contains( fnew ) ) {
1793       flagProgrammatically = true;
1794     }
1795
1796     if( !mapFlatNewToAllocSite.containsKey( fnew ) ) {
1797       AllocSite as = AllocSite.factory( allocationDepth, 
1798                                         fnew, 
1799                                         fnew.getDisjointId(),
1800                                         flagProgrammatically
1801                                         );
1802
1803       // the newest nodes are single objects
1804       for( int i = 0; i < allocationDepth; ++i ) {
1805         Integer id = generateUniqueHeapRegionNodeID();
1806         as.setIthOldest( i, id );
1807         mapHrnIdToAllocSite.put( id, as );
1808       }
1809
1810       // the oldest node is a summary node
1811       as.setSummary( generateUniqueHeapRegionNodeID() );
1812
1813       mapFlatNewToAllocSite.put( fnew, as );
1814     }
1815
1816     return mapFlatNewToAllocSite.get( fnew );
1817   }
1818
1819
1820   public static boolean shouldAnalysisTrack( TypeDescriptor type ) {
1821     // don't track primitive types, but an array
1822     // of primitives is heap memory
1823     if( type.isImmutable() ) {
1824       return type.isArray();
1825     }
1826
1827     // everything else is an object
1828     return true;
1829   }
1830
1831   protected int numMethodsAnalyzed() {    
1832     return descriptorsToAnalyze.size();
1833   }
1834   
1835
1836   
1837   
1838   
1839   // Take in source entry which is the program's compiled entry and
1840   // create a new analysis entry, a method that takes no parameters
1841   // and appears to allocate the command line arguments and call the
1842   // source entry with them.  The purpose of this analysis entry is
1843   // to provide a top-level method context with no parameters left.
1844   protected void makeAnalysisEntryMethod( MethodDescriptor mdSourceEntry ) {
1845
1846     Modifiers mods = new Modifiers();
1847     mods.addModifier( Modifiers.PUBLIC );
1848     mods.addModifier( Modifiers.STATIC );
1849
1850     TypeDescriptor returnType = 
1851       new TypeDescriptor( TypeDescriptor.VOID );
1852
1853     this.mdAnalysisEntry = 
1854       new MethodDescriptor( mods,
1855                             returnType,
1856                             "analysisEntryMethod"
1857                             );
1858
1859     TempDescriptor cmdLineArgs = 
1860       new TempDescriptor( "args",
1861                           mdSourceEntry.getParamType( 0 )
1862                           );
1863
1864     FlatNew fn = 
1865       new FlatNew( mdSourceEntry.getParamType( 0 ),
1866                    cmdLineArgs,
1867                    false // is global 
1868                    );
1869     
1870     TempDescriptor[] sourceEntryArgs = new TempDescriptor[1];
1871     sourceEntryArgs[0] = cmdLineArgs;
1872     
1873     FlatCall fc = 
1874       new FlatCall( mdSourceEntry,
1875                     null, // dst temp
1876                     null, // this temp
1877                     sourceEntryArgs
1878                     );
1879
1880     FlatReturnNode frn = new FlatReturnNode( null );
1881
1882     FlatExit fe = new FlatExit();
1883
1884     this.fmAnalysisEntry = 
1885       new FlatMethod( mdAnalysisEntry, 
1886                       fe
1887                       );
1888
1889     this.fmAnalysisEntry.addNext( fn );
1890     fn.addNext( fc );
1891     fc.addNext( frn );
1892     frn.addNext( fe );
1893   }
1894
1895
1896   protected LinkedList<Descriptor> topologicalSort( Set<Descriptor> toSort ) {
1897
1898     Set<Descriptor> discovered;
1899
1900     if( determinismDesired ) {
1901       // use an ordered set
1902       discovered = new TreeSet<Descriptor>( dComp );      
1903     } else {
1904       // otherwise use a speedy hashset
1905       discovered = new HashSet<Descriptor>();
1906     }
1907
1908     LinkedList<Descriptor> sorted = new LinkedList<Descriptor>();
1909   
1910     Iterator<Descriptor> itr = toSort.iterator();
1911     while( itr.hasNext() ) {
1912       Descriptor d = itr.next();
1913           
1914       if( !discovered.contains( d ) ) {
1915         dfsVisit( d, toSort, sorted, discovered );
1916       }
1917     }
1918     
1919     return sorted;
1920   }
1921   
1922   // While we're doing DFS on call graph, remember
1923   // dependencies for efficient queuing of methods
1924   // during interprocedural analysis:
1925   //
1926   // a dependent of a method decriptor d for this analysis is:
1927   //  1) a method or task that invokes d
1928   //  2) in the descriptorsToAnalyze set
1929   protected void dfsVisit( Descriptor             d,
1930                            Set       <Descriptor> toSort,                        
1931                            LinkedList<Descriptor> sorted,
1932                            Set       <Descriptor> discovered ) {
1933     discovered.add( d );
1934     
1935     // only methods have callers, tasks never do
1936     if( d instanceof MethodDescriptor ) {
1937
1938       MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) d;
1939
1940       // the call graph is not aware that we have a fabricated
1941       // analysis entry that calls the program source's entry
1942       if( md == mdSourceEntry ) {
1943         if( !discovered.contains( mdAnalysisEntry ) ) {
1944           addDependent( mdSourceEntry,  // callee
1945                         mdAnalysisEntry // caller
1946                         );
1947           dfsVisit( mdAnalysisEntry, toSort, sorted, discovered );
1948         }
1949       }
1950
1951       // otherwise call graph guides DFS
1952       Iterator itr = callGraph.getCallerSet( md ).iterator();
1953       while( itr.hasNext() ) {
1954         Descriptor dCaller = (Descriptor) itr.next();
1955         
1956         // only consider callers in the original set to analyze
1957         if( !toSort.contains( dCaller ) ) {
1958           continue;
1959         }
1960           
1961         if( !discovered.contains( dCaller ) ) {
1962           addDependent( md,     // callee
1963                         dCaller // caller
1964                         );
1965
1966           dfsVisit( dCaller, toSort, sorted, discovered );
1967         }
1968       }
1969     }
1970     
1971     // for leaf-nodes last now!
1972     sorted.addLast( d );
1973   }
1974
1975
1976   protected void enqueue( Descriptor d ) {
1977
1978     if( !descriptorsToVisitSet.contains( d ) ) {
1979
1980       if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
1981           state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
1982           ) {
1983         descriptorsToVisitStack.add( d );
1984
1985       } else if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
1986         Integer priority = mapDescriptorToPriority.get( d );
1987         descriptorsToVisitQ.add( new DescriptorQWrapper( priority, 
1988                                                          d ) 
1989                                  );
1990       }
1991
1992       descriptorsToVisitSet.add( d );
1993     }
1994   }
1995
1996
1997   // a dependent of a method decriptor d for this analysis is:
1998   //  1) a method or task that invokes d
1999   //  2) in the descriptorsToAnalyze set
2000   protected void addDependent( Descriptor callee, Descriptor caller ) {
2001     Set<Descriptor> deps = mapDescriptorToSetDependents.get( callee );
2002     if( deps == null ) {
2003       deps = new HashSet<Descriptor>();
2004     }
2005     deps.add( caller );
2006     mapDescriptorToSetDependents.put( callee, deps );
2007   }
2008   
2009   protected Set<Descriptor> getDependents( Descriptor callee ) {
2010     Set<Descriptor> deps = mapDescriptorToSetDependents.get( callee );
2011     if( deps == null ) {
2012       deps = new HashSet<Descriptor>();
2013       mapDescriptorToSetDependents.put( callee, deps );
2014     }
2015     return deps;
2016   }
2017
2018   
2019   public Hashtable<FlatCall, ReachGraph> getIHMcontributions( Descriptor d ) {
2020
2021     Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers = 
2022       mapDescriptorToIHMcontributions.get( d );
2023     
2024     if( heapsFromCallers == null ) {
2025       heapsFromCallers = new Hashtable<FlatCall, ReachGraph>();
2026       mapDescriptorToIHMcontributions.put( d, heapsFromCallers );
2027     }
2028     
2029     return heapsFromCallers;
2030   }
2031
2032   public ReachGraph getIHMcontribution( Descriptor d, 
2033                                         FlatCall   fc
2034                                         ) {
2035     Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers = 
2036       getIHMcontributions( d );
2037
2038     if( !heapsFromCallers.containsKey( fc ) ) {
2039       return null;
2040     }
2041
2042     return heapsFromCallers.get( fc );
2043   }
2044
2045
2046   public void addIHMcontribution( Descriptor d,
2047                                   FlatCall   fc,
2048                                   ReachGraph rg
2049                                   ) {
2050     Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers = 
2051       getIHMcontributions( d );
2052
2053     heapsFromCallers.put( fc, rg );
2054   }
2055
2056
2057   private AllocSite createParameterAllocSite( ReachGraph     rg, 
2058                                               TempDescriptor tempDesc,
2059                                               boolean        flagRegions
2060                                               ) {
2061     
2062     FlatNew flatNew;
2063     if( flagRegions ) {
2064       flatNew = new FlatNew( tempDesc.getType(), // type
2065                              tempDesc,           // param temp
2066                              false,              // global alloc?
2067                              "param"+tempDesc    // disjoint site ID string
2068                              );
2069     } else {
2070       flatNew = new FlatNew( tempDesc.getType(), // type
2071                              tempDesc,           // param temp
2072                              false,              // global alloc?
2073                              null                // disjoint site ID string
2074                              );
2075     }
2076
2077     // create allocation site
2078     AllocSite as = AllocSite.factory( allocationDepth, 
2079                                       flatNew, 
2080                                       flatNew.getDisjointId(),
2081                                       false
2082                                       );
2083     for (int i = 0; i < allocationDepth; ++i) {
2084         Integer id = generateUniqueHeapRegionNodeID();
2085         as.setIthOldest(i, id);
2086         mapHrnIdToAllocSite.put(id, as);
2087     }
2088     // the oldest node is a summary node
2089     as.setSummary( generateUniqueHeapRegionNodeID() );
2090     
2091     rg.age(as);
2092     
2093     return as;
2094     
2095   }
2096
2097 private Set<FieldDescriptor> getFieldSetTobeAnalyzed(TypeDescriptor typeDesc){
2098         
2099         Set<FieldDescriptor> fieldSet=new HashSet<FieldDescriptor>();
2100     if(!typeDesc.isImmutable()){
2101             ClassDescriptor classDesc = typeDesc.getClassDesc();                    
2102             for (Iterator it = classDesc.getFields(); it.hasNext();) {
2103                     FieldDescriptor field = (FieldDescriptor) it.next();
2104                     TypeDescriptor fieldType = field.getType();
2105                     if (shouldAnalysisTrack( fieldType )) {
2106                         fieldSet.add(field);                    
2107                     }
2108             }
2109     }
2110     return fieldSet;
2111         
2112 }
2113
2114   private HeapRegionNode createMultiDeimensionalArrayHRN(ReachGraph rg, AllocSite alloc, HeapRegionNode srcHRN, FieldDescriptor fd, Hashtable<HeapRegionNode, HeapRegionNode> map, Hashtable<TypeDescriptor, HeapRegionNode> mapToExistingNode, ReachSet alpha ){
2115
2116         int dimCount=fd.getType().getArrayCount();
2117         HeapRegionNode prevNode=null;
2118         HeapRegionNode arrayEntryNode=null;
2119         for(int i=dimCount;i>0;i--){
2120                 TypeDescriptor typeDesc=fd.getType().dereference();//hack to get instance of type desc
2121                 typeDesc.setArrayCount(i);
2122                 TempDescriptor tempDesc=new TempDescriptor(typeDesc.getSymbol(),typeDesc);
2123                 HeapRegionNode hrnSummary ;
2124                 if(!mapToExistingNode.containsKey(typeDesc)){
2125                         AllocSite as;
2126                         if(i==dimCount){
2127                                 as = alloc;
2128                         }else{
2129                           as = createParameterAllocSite(rg, tempDesc, false);
2130                         }
2131                         // make a new reference to allocated node
2132                     hrnSummary = 
2133                                 rg.createNewHeapRegionNode(as.getSummary(), // id or null to generate a new one
2134                                                            false, // single object?
2135                                                            true, // summary?
2136                                                            false, // out-of-context?
2137                                                            as.getType(), // type
2138                                                            as, // allocation site
2139                                                            alpha, // inherent reach
2140                                                            alpha, // current reach
2141                                                            ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2142                                                            tempDesc.toString() // description
2143                                                            );
2144                     rg.id2hrn.put(as.getSummary(),hrnSummary);
2145                     
2146                     mapToExistingNode.put(typeDesc, hrnSummary);
2147                 }else{
2148                         hrnSummary=mapToExistingNode.get(typeDesc);
2149                 }
2150             
2151             if(prevNode==null){
2152                     // make a new reference between new summary node and source
2153               RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(srcHRN, // source
2154                                                         hrnSummary, // dest
2155                                                         typeDesc, // type
2156                                                         fd.getSymbol(), // field name
2157                                                         alpha, // beta
2158                                                   ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2159                                                   null
2160                                                         );
2161                     
2162                     rg.addRefEdge(srcHRN, hrnSummary, edgeToSummary);
2163                     prevNode=hrnSummary;
2164                     arrayEntryNode=hrnSummary;
2165             }else{
2166                     // make a new reference between summary nodes of array
2167                     RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(prevNode, // source
2168                                                         hrnSummary, // dest
2169                                                         typeDesc, // type
2170                                                         arrayElementFieldName, // field name
2171                                                         alpha, // beta
2172                                                         ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2173                                                         null
2174                                                         );
2175                     
2176                     rg.addRefEdge(prevNode, hrnSummary, edgeToSummary);
2177                     prevNode=hrnSummary;
2178             }
2179             
2180         }
2181         
2182         // create a new obj node if obj has at least one non-primitive field
2183         TypeDescriptor type=fd.getType();
2184     if(getFieldSetTobeAnalyzed(type).size()>0){
2185         TypeDescriptor typeDesc=type.dereference();
2186         typeDesc.setArrayCount(0);
2187         if(!mapToExistingNode.containsKey(typeDesc)){
2188                 TempDescriptor tempDesc=new TempDescriptor(type.getSymbol(),typeDesc);
2189                 AllocSite as = createParameterAllocSite(rg, tempDesc, false);
2190                 // make a new reference to allocated node
2191                     HeapRegionNode hrnSummary = 
2192                                 rg.createNewHeapRegionNode(as.getSummary(), // id or null to generate a new one
2193                                                            false, // single object?
2194                                                            true, // summary?
2195                                                            false, // out-of-context?
2196                                                            typeDesc, // type
2197                                                            as, // allocation site
2198                                                            alpha, // inherent reach
2199                                                            alpha, // current reach
2200                                                            ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2201                                                            tempDesc.toString() // description
2202                                                            );
2203                     rg.id2hrn.put(as.getSummary(),hrnSummary);
2204                     mapToExistingNode.put(typeDesc, hrnSummary);
2205                     RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(prevNode, // source
2206                                         hrnSummary, // dest
2207                                         typeDesc, // type
2208                                         arrayElementFieldName, // field name
2209                                         alpha, // beta
2210                                                         ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2211                                                         null
2212                                         );
2213                     rg.addRefEdge(prevNode, hrnSummary, edgeToSummary);
2214                     prevNode=hrnSummary;
2215         }else{
2216           HeapRegionNode hrnSummary=mapToExistingNode.get(typeDesc);
2217                 if(prevNode.getReferenceTo(hrnSummary, typeDesc, arrayElementFieldName)==null){
2218                         RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(prevNode, // source
2219                                         hrnSummary, // dest
2220                                         typeDesc, // type
2221                                         arrayElementFieldName, // field name
2222                                         alpha, // beta
2223                                                             ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2224                                                             null
2225                                         );
2226                     rg.addRefEdge(prevNode, hrnSummary, edgeToSummary);
2227                 }
2228                  prevNode=hrnSummary;
2229         }
2230     }
2231         
2232         map.put(arrayEntryNode, prevNode);
2233         return arrayEntryNode;
2234 }
2235
2236 private ReachGraph createInitialTaskReachGraph(FlatMethod fm) {
2237     ReachGraph rg = new ReachGraph();
2238     TaskDescriptor taskDesc = fm.getTask();
2239     
2240     for (int idx = 0; idx < taskDesc.numParameters(); idx++) {
2241         Descriptor paramDesc = taskDesc.getParameter(idx);
2242         TypeDescriptor paramTypeDesc = taskDesc.getParamType(idx);
2243         
2244         // setup data structure
2245         Set<HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>> workSet = 
2246             new HashSet<HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>>();
2247         Hashtable<TypeDescriptor, HeapRegionNode> mapTypeToExistingSummaryNode = 
2248             new Hashtable<TypeDescriptor, HeapRegionNode>();
2249         Hashtable<HeapRegionNode, HeapRegionNode> mapToFirstDimensionArrayNode = 
2250             new Hashtable<HeapRegionNode, HeapRegionNode>();
2251         Set<String> doneSet = new HashSet<String>();
2252         
2253         TempDescriptor tempDesc = fm.getParameter(idx);
2254         
2255         AllocSite as = createParameterAllocSite(rg, tempDesc, true);
2256         VariableNode lnX = rg.getVariableNodeFromTemp(tempDesc);
2257         Integer idNewest = as.getIthOldest(0);
2258         HeapRegionNode hrnNewest = rg.id2hrn.get(idNewest);
2259
2260         // make a new reference to allocated node
2261         RefEdge edgeNew = new RefEdge(lnX, // source
2262                                       hrnNewest, // dest
2263                                       taskDesc.getParamType(idx), // type
2264                                       null, // field name
2265                                       hrnNewest.getAlpha(), // beta
2266                                       ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2267                                       null
2268                                       );
2269         rg.addRefEdge(lnX, hrnNewest, edgeNew);
2270
2271         // set-up a work set for class field
2272         ClassDescriptor classDesc = paramTypeDesc.getClassDesc();
2273         for (Iterator it = classDesc.getFields(); it.hasNext();) {
2274             FieldDescriptor fd = (FieldDescriptor) it.next();
2275             TypeDescriptor fieldType = fd.getType();
2276             if (shouldAnalysisTrack( fieldType )) {
2277                 HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor> newMap = new HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>();
2278                 newMap.put(hrnNewest, fd);
2279                 workSet.add(newMap);
2280             }
2281         }
2282         
2283         int uniqueIdentifier = 0;
2284         while (!workSet.isEmpty()) {
2285             HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor> map = workSet
2286                 .iterator().next();
2287             workSet.remove(map);
2288             
2289             Set<HeapRegionNode> key = map.keySet();
2290             HeapRegionNode srcHRN = key.iterator().next();
2291             FieldDescriptor fd = map.get(srcHRN);
2292             TypeDescriptor type = fd.getType();
2293             String doneSetIdentifier = srcHRN.getIDString() + "_" + fd;
2294             
2295             if (!doneSet.contains(doneSetIdentifier)) {
2296                 doneSet.add(doneSetIdentifier);
2297                 if (!mapTypeToExistingSummaryNode.containsKey(type)) {
2298                     // create new summary Node
2299                     TempDescriptor td = new TempDescriptor("temp"
2300                                                            + uniqueIdentifier, type);
2301                     
2302                     AllocSite allocSite;
2303                     if(type.equals(paramTypeDesc)){
2304                     //corresponding allocsite has already been created for a parameter variable.
2305                         allocSite=as;
2306                     }else{
2307                       allocSite = createParameterAllocSite(rg, td, false);
2308                     }
2309                     String strDesc = allocSite.toStringForDOT()
2310                         + "\\nsummary";
2311                     TypeDescriptor allocType=allocSite.getType();
2312                     
2313                     HeapRegionNode      hrnSummary;
2314                     if(allocType.isArray() && allocType.getArrayCount()>0){
2315                       hrnSummary=createMultiDeimensionalArrayHRN(rg,allocSite,srcHRN,fd,mapToFirstDimensionArrayNode,mapTypeToExistingSummaryNode,hrnNewest.getAlpha());
2316                     }else{                  
2317                         hrnSummary = 
2318                                         rg.createNewHeapRegionNode(allocSite.getSummary(), // id or null to generate a new one
2319                                                                    false, // single object?
2320                                                                    true, // summary?
2321                                                                    false, // out-of-context?
2322                                                                    allocSite.getType(), // type
2323                                                                    allocSite, // allocation site
2324                                                                    hrnNewest.getAlpha(), // inherent reach
2325                                                                    hrnNewest.getAlpha(), // current reach
2326                                                                    ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2327                                                                    strDesc // description
2328                                                                    );
2329                                     rg.id2hrn.put(allocSite.getSummary(),hrnSummary);
2330                     
2331                     // make a new reference to summary node
2332                     RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(srcHRN, // source
2333                                                         hrnSummary, // dest
2334                                                         type, // type
2335                                                         fd.getSymbol(), // field name
2336                                                         hrnNewest.getAlpha(), // beta
2337                                                         ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates
2338                                                         null
2339                                                         );
2340                     
2341                     rg.addRefEdge(srcHRN, hrnSummary, edgeToSummary);
2342                     }               
2343                     uniqueIdentifier++;
2344                     
2345                     mapTypeToExistingSummaryNode.put(type, hrnSummary);
2346                     
2347                     // set-up a work set for  fields of the class
2348                     Set<FieldDescriptor> fieldTobeAnalyzed=getFieldSetTobeAnalyzed(type);
2349                     for (Iterator iterator = fieldTobeAnalyzed.iterator(); iterator
2350                                         .hasNext();) {
2351                                 FieldDescriptor fieldDescriptor = (FieldDescriptor) iterator
2352                                                 .next();
2353                                 HeapRegionNode newDstHRN;
2354                                 if(mapToFirstDimensionArrayNode.containsKey(hrnSummary)){
2355                                         //related heap region node is already exsited.
2356                                         newDstHRN=mapToFirstDimensionArrayNode.get(hrnSummary);
2357                                 }else{
2358                                         newDstHRN=hrnSummary;
2359                                 }
2360                                  doneSetIdentifier = newDstHRN.getIDString() + "_" + fieldDescriptor;                                                            
2361                                  if(!doneSet.contains(doneSetIdentifier)){
2362                                  // add new work item
2363                                          HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor> newMap = 
2364                                             new HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>();
2365                                          newMap.put(newDstHRN, fieldDescriptor);
2366                                          workSet.add(newMap);
2367                                   }                             
2368                         }
2369                     
2370                 }else{
2371                     // if there exists corresponding summary node
2372                     HeapRegionNode hrnDst=mapTypeToExistingSummaryNode.get(type);
2373                     
2374                     RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(srcHRN, // source
2375                                                         hrnDst, // dest
2376                                                         fd.getType(), // type
2377                                                         fd.getSymbol(), // field name
2378                                                         srcHRN.getAlpha(), // beta
2379                                                         ExistPredSet.factory(rg.predTrue), // predicates  
2380                                                         null
2381                                                         );
2382                     rg.addRefEdge(srcHRN, hrnDst, edgeToSummary);
2383                     
2384                 }               
2385             }       
2386         }           
2387     }   
2388 //    debugSnapshot(rg, fm, true);
2389     return rg;
2390 }
2391
2392 // return all allocation sites in the method (there is one allocation
2393 // site per FlatNew node in a method)
2394 private HashSet<AllocSite> getAllocationSiteSet(Descriptor d) {
2395   if( !mapDescriptorToAllocSiteSet.containsKey(d) ) {
2396     buildAllocationSiteSet(d);
2397   }
2398
2399   return mapDescriptorToAllocSiteSet.get(d);
2400
2401 }
2402
2403 private void buildAllocationSiteSet(Descriptor d) {
2404     HashSet<AllocSite> s = new HashSet<AllocSite>();
2405
2406     FlatMethod fm;
2407     if( d instanceof MethodDescriptor ) {
2408       fm = state.getMethodFlat( (MethodDescriptor) d);
2409     } else {
2410       assert d instanceof TaskDescriptor;
2411       fm = state.getMethodFlat( (TaskDescriptor) d);
2412     }
2413     pm.analyzeMethod(fm);
2414
2415     // visit every node in this FlatMethod's IR graph
2416     // and make a set of the allocation sites from the
2417     // FlatNew node's visited
2418     HashSet<FlatNode> visited = new HashSet<FlatNode>();
2419     HashSet<FlatNode> toVisit = new HashSet<FlatNode>();
2420     toVisit.add(fm);
2421
2422     while( !toVisit.isEmpty() ) {
2423       FlatNode n = toVisit.iterator().next();
2424
2425       if( n instanceof FlatNew ) {
2426         s.add(getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE( (FlatNew) n) );
2427       }
2428
2429       toVisit.remove(n);
2430       visited.add(n);
2431
2432       for( int i = 0; i < pm.numNext(n); ++i ) {
2433         FlatNode child = pm.getNext(n, i);
2434         if( !visited.contains(child) ) {
2435           toVisit.add(child);
2436         }
2437       }
2438     }
2439
2440     mapDescriptorToAllocSiteSet.put(d, s);
2441   }
2442
2443         private HashSet<AllocSite> getFlaggedAllocationSites(Descriptor dIn) {
2444
2445                 HashSet<AllocSite> out = new HashSet<AllocSite>();
2446                 HashSet<Descriptor> toVisit = new HashSet<Descriptor>();
2447                 HashSet<Descriptor> visited = new HashSet<Descriptor>();
2448
2449                 toVisit.add(dIn);
2450
2451                 while (!toVisit.isEmpty()) {
2452                         Descriptor d = toVisit.iterator().next();
2453                         toVisit.remove(d);
2454                         visited.add(d);
2455
2456                         HashSet<AllocSite> asSet = getAllocationSiteSet(d);
2457                         Iterator asItr = asSet.iterator();
2458                         while (asItr.hasNext()) {
2459                                 AllocSite as = (AllocSite) asItr.next();
2460                                 if (as.getDisjointAnalysisId() != null) {
2461                                         out.add(as);
2462                                 }
2463                         }
2464
2465                         // enqueue callees of this method to be searched for
2466                         // allocation sites also
2467                         Set callees = callGraph.getCalleeSet(d);
2468                         if (callees != null) {
2469                                 Iterator methItr = callees.iterator();
2470                                 while (methItr.hasNext()) {
2471                                         MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) methItr.next();
2472
2473                                         if (!visited.contains(md)) {
2474                                                 toVisit.add(md);
2475                                         }
2476                                 }
2477                         }
2478                 }
2479
2480                 return out;
2481         }
2482  
2483     
2484 private HashSet<AllocSite>
2485 getFlaggedAllocationSitesReachableFromTaskPRIVATE(TaskDescriptor td) {
2486
2487   HashSet<AllocSite> asSetTotal = new HashSet<AllocSite>();
2488   HashSet<Descriptor>     toVisit    = new HashSet<Descriptor>();
2489   HashSet<Descriptor>     visited    = new HashSet<Descriptor>();
2490
2491   toVisit.add(td);
2492
2493   // traverse this task and all methods reachable from this task
2494   while( !toVisit.isEmpty() ) {
2495     Descriptor d = toVisit.iterator().next();
2496     toVisit.remove(d);
2497     visited.add(d);
2498
2499     HashSet<AllocSite> asSet = getAllocationSiteSet(d);
2500     Iterator asItr = asSet.iterator();
2501     while( asItr.hasNext() ) {
2502         AllocSite as = (AllocSite) asItr.next();
2503         TypeDescriptor typed = as.getType();
2504         if( typed != null ) {
2505           ClassDescriptor cd = typed.getClassDesc();
2506           if( cd != null && cd.hasFlags() ) {
2507             asSetTotal.add(as);
2508           }
2509         }
2510     }
2511
2512     // enqueue callees of this method to be searched for
2513     // allocation sites also
2514     Set callees = callGraph.getCalleeSet(d);
2515     if( callees != null ) {
2516         Iterator methItr = callees.iterator();
2517         while( methItr.hasNext() ) {
2518           MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) methItr.next();
2519
2520           if( !visited.contains(md) ) {
2521             toVisit.add(md);
2522           }
2523         }
2524     }
2525   }
2526
2527   return asSetTotal;
2528 }
2529
2530   public Set<Descriptor> getDescriptorsToAnalyze() {
2531     return descriptorsToAnalyze;
2532   }
2533
2534   public EffectsAnalysis getEffectsAnalysis(){
2535     return effectsAnalysis;
2536   }
2537   
2538   public ReachGraph getReachGraph(Descriptor d){
2539     return mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(d);
2540   }
2541   
2542   
2543   // get successive captures of the analysis state, use compiler
2544   // flags to control
2545   boolean takeDebugSnapshots = false;
2546   String  descSymbolDebug    = null;
2547   boolean stopAfterCapture   = false;
2548   int     snapVisitCounter   = 0;
2549   int     snapNodeCounter    = 0;
2550   int     visitStartCapture  = 0;
2551   int     numVisitsToCapture = 0;
2552
2553
2554   void debugSnapshot( ReachGraph rg, FlatNode fn, boolean in ) {
2555     if( snapVisitCounter > visitStartCapture + numVisitsToCapture ) {
2556       return;
2557     }
2558
2559     if( in ) {
2560
2561     }
2562
2563     if( snapVisitCounter >= visitStartCapture ) {
2564       System.out.println( "    @@@ snapping visit="+snapVisitCounter+
2565                           ", node="+snapNodeCounter+
2566                           " @@@" );
2567       String graphName;
2568       if( in ) {
2569         graphName = String.format( "snap%03d_%04din",
2570                                    snapVisitCounter,
2571                                    snapNodeCounter );
2572       } else {
2573         graphName = String.format( "snap%03d_%04dout",
2574                                    snapVisitCounter,
2575                                    snapNodeCounter );
2576       }
2577       if( fn != null ) {
2578         graphName = graphName + fn;
2579       }
2580       rg.writeGraph( graphName,
2581                      true,   // write labels (variables)
2582                      true,   // selectively hide intermediate temp vars
2583                      true,   // prune unreachable heap regions
2584                      false,  // hide reachability
2585                      false,  // hide subset reachability states
2586                      true,   // hide predicates
2587                      false );// hide edge taints
2588     }
2589   }
2590
2591 }