Robust/src/Analysis/SSJava/BuildLattice.java

   1 package Analysis.SSJava;
   2
   3 import java.util.HashMap;
   4 import java.util.HashSet;
   5 import java.util.Iterator;
   6 import java.util.Map;
   7 import java.util.Set;
   8
   9 import IR.Descriptor;
  10 import Util.Pair;
  11
  12 public class BuildLattice {
  13
  14   public static int seed = 0;
  15   private LocationInference infer;
  16
  17   public BuildLattice(LocationInference infer) {
  18     this.infer = infer;
  19   }
  20
  21   public SSJavaLattice<String> buildLattice(HierarchyGraph inputGraph) {
  22
  23     BasisSet basisSet = inputGraph.computeBasisSet();
  24     debug_print(inputGraph);
  25
  26     Family family = generateFamily(basisSet);
  27     Map<Set<Integer>, Set<Set<Integer>>> mapImSucc = coveringGraph(basisSet, family);
  28
  29     SSJavaLattice<String> lattice = buildLattice(basisSet, inputGraph, mapImSucc);
  30     return lattice;
  31
  32   }
  33
  34   private SSJavaLattice<String> buildLattice(BasisSet basisSet, HierarchyGraph inputGraph,
  35       Map<Set<Integer>, Set<Set<Integer>>> mapImSucc) {
  36
  37     SSJavaLattice<String> lattice =
  38         new SSJavaLattice<String>(SSJavaAnalysis.TOP, SSJavaAnalysis.BOTTOM);
  39
  40     Map<Set<Integer>, String> mapFToLocName = new HashMap<Set<Integer>, String>();
  41
  42     Set<Set<Integer>> keySet = mapImSucc.keySet();
  43     for (Iterator iterator = keySet.iterator(); iterator.hasNext();) {
  44       Set<Integer> higher = (Set<Integer>) iterator.next();
  45
  46       String higherName = generateElementName(basisSet, inputGraph, mapFToLocName, higher);
  47
  48       Set<Set<Integer>> lowerSet = mapImSucc.get(higher);
  49       for (Iterator iterator2 = lowerSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
  50         Set<Integer> lower = (Set<Integer>) iterator2.next();
  51
  52         String lowerName = generateElementName(basisSet, inputGraph, mapFToLocName, lower);
  53
  54         if (higher.size() == 0) {
  55           // empty case
  56           lattice.put(lowerName);
  57         } else {
  58           lattice.addRelationHigherToLower(higherName, lowerName);
  59         }
  60
  61       }
  62
  63     }
  64
  65     return lattice;
  66   }
  67
  68   public HNode getCombinationNodeInSCGraph(Descriptor desc, HNode simpleGraphNode) {
  69
  70     Set<HNode> combineSkeletonNodeSet =
  71         infer.getSimpleHierarchyGraph(desc).getCombineSetByCombinationNode(simpleGraphNode);
  72     HNode combinationNodeInSCGraph =
  73         infer.getSkeletonCombinationHierarchyGraph(desc).getCombinationNode(combineSkeletonNodeSet);
  74     return combinationNodeInSCGraph;
  75   }
  76
  77   public SSJavaLattice<String> insertIntermediateNodesToStraightLine(Descriptor desc,
  78       SSJavaLattice<String> skeletonLattice) {
  79
  80     // perform DFS that starts from each skeleton/combination node and ends by another
  81     // skeleton/combination node
  82
  83     HierarchyGraph simpleGraph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
  84     HierarchyGraph scGraph = infer.getSkeletonCombinationHierarchyGraph(desc);
  85
  86     SSJavaLattice<String> lattice = skeletonLattice.clone();
  87
  88     Map<TripleItem, String> mapIntermediateLocation = new HashMap<TripleItem, String>();
  89
  90     Set<HNode> visited = new HashSet<HNode>();
  91
  92     Set<HNode> nodeSet = simpleGraph.getNodeSet();
  93
  94     // expand a combination node
  95     Map<TripleItem, String> mapIntermediateLoc = new HashMap<TripleItem, String>();
  96     for (Iterator iterator = nodeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
  97       HNode node = (HNode) iterator.next();
  98       if (node.isSkeleton() && (!visited.contains(node))) {
  99         visited.add(node);
 100
 101         Set<HNode> outSet = simpleGraph.getOutgoingNodeSet(node);
 102         for (Iterator iterator2 = outSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
 103           HNode outNode = (HNode) iterator2.next();
 104
 105           if (!outNode.isSkeleton()) {
 106             if (outNode.isCombinationNode()) {
 107               // here we need to expand the corresponding combination location in the lattice
 108               HNode combinationNodeInSCGraph = getCombinationNodeInSCGraph(desc, outNode);
 109
 110               Set<HNode> combineSkeletonNodeSet =
 111                   simpleGraph.getCombineSetByCombinationNode(outNode);
 112               Set<HNode> combinationNodeSet =
 113                   simpleGraph.getCombinationNodeSetByCombineNodeSet(combineSkeletonNodeSet);
 114               Set<HNode> endNodeSetFromSimpleGraph =
 115                   simpleGraph.getDirectlyReachableSkeletonCombinationNodeFrom(outNode,
 116                       combinationNodeSet);
 117               Set<HNode> endCombNodeSet = new HashSet<HNode>();
 118               for (Iterator iterator3 = endNodeSetFromSimpleGraph.iterator(); iterator3.hasNext();) {
 119                 HNode endNode = (HNode) iterator3.next();
 120                 endCombNodeSet.add(getCombinationNodeInSCGraph(desc, endNode));
 121               }
 122               visited.add(outNode);
 123               // follows the straight line up to another skeleton/combination node
 124               if (endCombNodeSet.size() > 0) {
 125                 recurDFS(desc, lattice, combinationNodeInSCGraph, endCombNodeSet, visited,
 126                     mapIntermediateLoc, 1, outNode);
 127               }
 128
 129             } else {
 130               // we have a node that is neither combination or skeleton node
 131               HNode startNode = node;
 132               Set<HNode> endNodeSetFromSimpleGraph =
 133                   simpleGraph.getDirectlyReachableSkeletonCombinationNodeFrom(outNode, null);
 134
 135               Set<HNode> endCombNodeSet = new HashSet<HNode>();
 136               for (Iterator iterator3 = endNodeSetFromSimpleGraph.iterator(); iterator3.hasNext();) {
 137                 HNode endNode = (HNode) iterator3.next();
 138                 endCombNodeSet.add(getCombinationNodeInSCGraph(desc, endNode));
 139               }
 140
 141               visited.add(outNode);
 142               if (endCombNodeSet.size() > 0) {
 143                 // follows the straight line up to another skeleton/combination node
 144                 recurDFSNormalNode(desc, lattice, startNode, endCombNodeSet, visited,
 145                     mapIntermediateLoc, 1, outNode);
 146
 147               }
 148
 149             }
 150
 151           }
 152
 153         }
 154       }
 155     }
 156
 157     return lattice;
 158
 159   }
 160
 161   private void recurDFSNormalNode(Descriptor desc, SSJavaLattice<String> lattice, HNode startNode,
 162       Set<HNode> endNodeSet, Set<HNode> visited, Map<TripleItem, String> mapIntermediateLoc,
 163       int idx, HNode curNode) {
 164
 165     TripleItem item = new TripleItem(startNode, endNodeSet, idx);
 166
 167     if (!mapIntermediateLoc.containsKey(item)) {
 168       // need to create a new intermediate location in the lattice
 169       String newLocName = "ILOC" + (seed++);
 170       String above;
 171       if (idx == 1) {
 172         above = startNode.getName();
 173       } else {
 174         int prevIdx = idx - 1;
 175         TripleItem prevItem = new TripleItem(startNode, endNodeSet, prevIdx);
 176         above = mapIntermediateLoc.get(prevItem);
 177       }
 178
 179       Set<String> belowSet = new HashSet<String>();
 180       for (Iterator iterator = endNodeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
 181         HNode endNode = (HNode) iterator.next();
 182         belowSet.add(endNode.getName());
 183       }
 184
 185       lattice.insertNewLocationBetween(above, belowSet, newLocName);
 186
 187       mapIntermediateLoc.put(item, newLocName);
 188     }
 189
 190     String locName = mapIntermediateLoc.get(item);
 191
 192     HierarchyGraph graph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
 193     Set<HNode> outSet = graph.getOutgoingNodeSet(curNode);
 194     for (Iterator iterator2 = outSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
 195       HNode outNode = (HNode) iterator2.next();
 196       if (!outNode.isSkeleton() && !outNode.isCombinationNode() && !visited.contains(outNode)) {
 197         visited.add(outNode);
 198         recurDFSNormalNode(desc, lattice, startNode, endNodeSet, visited, mapIntermediateLoc,
 199             idx + 1, outNode);
 200       }
 201     }
 202
 203   }
 204
 205   private void recurDFS(Descriptor desc, SSJavaLattice<String> lattice,
 206       HNode combinationNodeInSCGraph, Set<HNode> endNodeSet, Set<HNode> visited,
 207       Map<TripleItem, String> mapIntermediateLoc, int idx, HNode curNode) {
 208
 209     TripleItem item = new TripleItem(combinationNodeInSCGraph, endNodeSet, idx);
 210
 211     if (!mapIntermediateLoc.containsKey(item)) {
 212       // need to create a new intermediate location in the lattice
 213       String newLocName = "ILOC" + (seed++);
 214       String above;
 215       if (idx == 1) {
 216         above = combinationNodeInSCGraph.getName();
 217       } else {
 218         int prevIdx = idx - 1;
 219         TripleItem prevItem = new TripleItem(combinationNodeInSCGraph, endNodeSet, prevIdx);
 220         above = mapIntermediateLoc.get(prevItem);
 221       }
 222
 223       Set<String> belowSet = new HashSet<String>();
 224       for (Iterator iterator = endNodeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
 225         HNode endNode = (HNode) iterator.next();
 226         belowSet.add(endNode.getName());
 227       }
 228       lattice.insertNewLocationBetween(above, belowSet, newLocName);
 229
 230       mapIntermediateLoc.put(item, newLocName);
 231
 232       String locName = mapIntermediateLoc.get(item);
 233
 234     }
 235
 236     HierarchyGraph graph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
 237     Set<HNode> outSet = graph.getOutgoingNodeSet(curNode);
 238     for (Iterator iterator2 = outSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
 239       HNode outNode = (HNode) iterator2.next();
 240       if (!outNode.isSkeleton() && !visited.contains(outNode)) {
 241         if (combinationNodeInSCGraph.equals(getCombinationNodeInSCGraph(desc, outNode))) {
 242           visited.add(outNode);
 243           recurDFS(desc, lattice, combinationNodeInSCGraph, endNodeSet, visited,
 244               mapIntermediateLoc, idx + 1, outNode);
 245         }
 246       }
 247     }
 248
 249   }
 250
 251   private String generateElementName(BasisSet basisSet, HierarchyGraph inputGraph,
 252       Map<Set<Integer>, String> mapF2LocName, Set<Integer> F) {
 253
 254     if (mapF2LocName.containsKey(F)) {
 255       return mapF2LocName.get(F);
 256     }
 257
 258     HNode node = basisSet.getHNode(F);
 259     if (node != null) {
 260       mapF2LocName.put(F, node.getName());
 261       return node.getName();
 262     } else {
 263       if (inputGraph.BASISTOPELEMENT.equals(F)) {
 264         return SSJavaAnalysis.BOTTOM;
 265       } else {
 266         String str = "LOC" + (seed++);
 267         mapF2LocName.put(F, str);
 268         return str;
 269       }
 270     }
 271   }
 272
 273   private void resetCount(Map<Set<Integer>, Integer> mapFtoCount, Family family) {
 274     for (Iterator<Set<Integer>> iter = family.FIterator(); iter.hasNext();) {
 275       Set<Integer> F = iter.next();
 276       mapFtoCount.put(F, 0);
 277     }
 278   }
 279
 280   private Map<Set<Integer>, Set<Set<Integer>>> coveringGraph(BasisSet basisSet, Family family) {
 281
 282     Map<Set<Integer>, Integer> mapFtoCount = new HashMap<Set<Integer>, Integer>();
 283     Map<Set<Integer>, Set<Set<Integer>>> mapImSucc = new HashMap<Set<Integer>, Set<Set<Integer>>>();
 284
 285     // initialize COUNT(F) to 0 for all elements of the family
 286     resetCount(mapFtoCount, family);
 287
 288     for (Iterator<Set<Integer>> iter = family.FIterator(); iter.hasNext();) {
 289       Set<Integer> F = iter.next();
 290       Set<HNode> gammaF = family.getGamma(F);
 291
 292       Set<HNode> curHNodeSet = basisSet.getHNodeSet();
 293       curHNodeSet.removeAll(gammaF);
 294       Set<Set<Integer>> Bset = basisSet.getBasisSetByHNodeSet(curHNodeSet);
 295
 296       for (Iterator iterator = Bset.iterator(); iterator.hasNext();) {
 297         Set<Integer> B = (Set<Integer>) iterator.next();
 298
 299         Set<Integer> Fprime = new HashSet<Integer>();
 300         Fprime.addAll(F);
 301         Fprime.addAll(B);
 302
 303         // COUNT(F')++;
 304         mapFtoCount.put(Fprime, mapFtoCount.get(Fprime) + 1);
 305
 306         // if |gamma(F')|==COUNT(F') + |gamma(F)|
 307         int numGammaFprime = family.getGamma(Fprime).size();
 308         int countFprime = mapFtoCount.get(Fprime);
 309         int numGammaF = family.getGamma(F).size();
 310         if (numGammaFprime == (countFprime + numGammaF)) {
 311           // ImSucc(F)=IMSucc(F) union F'
 312           addImSucc(mapImSucc, F, Fprime);
 313         }
 314
 315       }
 316       resetCount(mapFtoCount, family);
 317     }
 318
 319     System.out.println("mapImSucc=" + mapImSucc);
 320
 321     return mapImSucc;
 322   }
 323
 324   private Set<Set<Integer>> getImSucc(Map<Set<Integer>, Set<Set<Integer>>> mapImSucc, Set<Integer> F) {
 325     if (!mapImSucc.containsKey(F)) {
 326       mapImSucc.put(F, new HashSet<Set<Integer>>());
 327     }
 328     return mapImSucc.get(F);
 329   }
 330
 331   private void addImSucc(Map<Set<Integer>, Set<Set<Integer>>> mapImSucc, Set<Integer> F,
 332       Set<Integer> Fprime) {
 333
 334     if (!mapImSucc.containsKey(F)) {
 335       mapImSucc.put(F, new HashSet<Set<Integer>>());
 336     }
 337
 338     mapImSucc.get(F).add(Fprime);
 339
 340   }
 341
 342   private Family generateFamily(BasisSet basisSet) {
 343
 344     Family family = new Family();
 345
 346     for (Iterator<Set<Integer>> iterator = basisSet.basisIterator(); iterator.hasNext();) {
 347       Set<Integer> B = iterator.next();
 348
 349       Set<Pair<Set<Integer>, Set<HNode>>> tobeadded = new HashSet<Pair<Set<Integer>, Set<HNode>>>();
 350
 351       for (Iterator<Set<Integer>> iterator2 = family.FIterator(); iterator2.hasNext();) {
 352         Set<Integer> F = iterator2.next();
 353
 354         Set<Integer> Fprime = new HashSet<Integer>();
 355         Fprime.addAll(F);
 356         Fprime.addAll(B);
 357
 358         Set<HNode> gammaFPrimeSet = new HashSet<HNode>();
 359         gammaFPrimeSet.addAll(family.getGamma(F));
 360         gammaFPrimeSet.add(basisSet.getHNode(B));
 361
 362         if (!family.containsF(Fprime)) {
 363           Pair<Set<Integer>, Set<HNode>> pair =
 364               new Pair<Set<Integer>, Set<HNode>>(Fprime, gammaFPrimeSet);
 365           tobeadded.add(pair);
 366         } else {
 367           family.updateGammaF(Fprime, gammaFPrimeSet);
 368         }
 369       }
 370
 371       for (Iterator<Pair<Set<Integer>, Set<HNode>>> iterator2 = tobeadded.iterator(); iterator2
 372           .hasNext();) {
 373         Pair<Set<Integer>, Set<HNode>> pair = iterator2.next();
 374         family.addFElement(pair.getFirst());
 375         family.updateGammaF(pair.getFirst(), pair.getSecond());
 376       }
 377
 378     }
 379     return family;
 380   }
 381
 382   private void debug_print(HierarchyGraph inputGraph) {
 383     System.out.println("\nBuild Lattice:" + inputGraph.getName());
 384     System.out.println("Node2Index:\n" + inputGraph.getMapHNodeToUniqueIndex());
 385     System.out.println("Node2Basis:\n" + inputGraph.getMapHNodeToBasis());
 386   }
 387
 388 }
 389
 390 class Identifier {
 391   public HNode node;
 392   public int idx;
 393
 394   public Identifier(HNode n, int i) {
 395     node = n;
 396     idx = i;
 397   }
 398
 399   public int hashCode() {
 400     return node.hashCode() + idx;
 401   }
 402
 403   public boolean equals(Object obj) {
 404
 405     if (obj instanceof Identifier) {
 406       Identifier in = (Identifier) obj;
 407       if (node.equals(in.node) && idx == in.idx) {
 408         return true;
 409       }
 410     }
 411
 412     return false;
 413   }
 414
 415 }
 416
 417 class TripleItem {
 418   public HNode higherNode;
 419   public Set<HNode> lowerNodeSet;
 420   public int idx;
 421
 422   public TripleItem(HNode h, Set<HNode> l, int i) {
 423     higherNode = h;
 424     lowerNodeSet = l;
 425     idx = i;
 426   }
 427
 428   public int hashCode() {
 429     return higherNode.hashCode() + lowerNodeSet.hashCode() + idx;
 430   }
 431
 432   public boolean equals(Object obj) {
 433
 434     if (obj instanceof TripleItem) {
 435       TripleItem in = (TripleItem) obj;
 436       if (higherNode.equals(in.higherNode) && lowerNodeSet.equals(in.lowerNodeSet) && idx == in.idx) {
 437         return true;
 438       }
 439     }
 440
 441     return false;
 442   }
 443
 444   public String toString() {
 445     return higherNode + "-" + idx + "->" + lowerNodeSet;
 446   }
 447 }