Programming Languages Research Group: Git - IRC.git/blob

   1 package Analysis.TaskStateAnalysis;
   2 import IR.*;
   3 import IR.Tree.*;
   4 import IR.Flat.*;
   5 import java.util.*;
   6 import java.io.File;
   7 import java.io.FileWriter;
   8 import java.io.FileOutputStream;
   9
  10 public class TaskAnalysis {
  11     State state;
  12     Hashtable flagstates;
  13     Hashtable flags;
  14     Hashtable extern_flags;
  15     Queue<FlagState> toprocess;
  16     TagAnalysis taganalysis;
  17     Hashtable cdtorootnodes;
  18     Hashtable tdToFEdges;
  19
  20     TypeUtil typeutil;
  21
  22     /**
  23      * Class Constructor
  24      *
  25      * @param state a flattened State object
  26      * @see State
  27      */
  28     public TaskAnalysis(State state, TagAnalysis taganalysis) {
  29         this.state=state;
  30         this.typeutil=new TypeUtil(state);
  31         this.taganalysis=taganalysis;
  32     }
  33
  34     /** Builds a table of flags for each class in the Bristlecone
  35      *  program.  It creates two hashtables: one which holds the
  36      *  ClassDescriptors and arrays of * FlagDescriptors as key-value
  37      *  pairs; the other holds the ClassDescriptor and the * number of
  38      *  external flags for that specific class.
  39      */
  40
  41     private void getFlagsfromClasses() {
  42         flags=new Hashtable();
  43         extern_flags = new Hashtable();
  44
  45         /** Iterate through the classes used in the program to build
  46          * the table of flags
  47          */
  48         for(Iterator it_classes=state.getClassSymbolTable().getDescriptorsIterator();it_classes.hasNext();) {
  49
  50             ClassDescriptor cd = (ClassDescriptor)it_classes.next();
  51             Vector vFlags=new Vector();
  52             FlagDescriptor flag[];
  53             int ctr=0;
  54
  55
  56             /* Adding the flags of the super class */
  57             ClassDescriptor tmp=cd;
  58             while(tmp!=null) {
  59                 for(Iterator it_cflags=tmp.getFlags();it_cflags.hasNext();) {
  60                     FlagDescriptor fd = (FlagDescriptor)it_cflags.next();
  61                     vFlags.add(fd);
  62                 }
  63                 tmp=tmp.getSuperDesc();
  64             }
  65
  66
  67             if (vFlags.size()!=0) {
  68                 flag=new FlagDescriptor[vFlags.size()];
  69
  70                 for(int i=0;i < vFlags.size() ; i++) {
  71                     if (((FlagDescriptor)vFlags.get(i)).getExternal()) {
  72                         flag[ctr]=(FlagDescriptor)vFlags.get(i);
  73                         vFlags.remove(flag[ctr]);
  74                         ctr++;
  75                     }
  76                 }
  77                 for(int i=0;i < vFlags.size() ; i++) {
  78                     flag[i+ctr]=(FlagDescriptor)vFlags.get(i);
  79                 }
  80                 extern_flags.put(cd,new Integer(ctr));
  81                 flags.put(cd,flag);
  82
  83             }
  84         }
  85     }
  86     /** Method which starts up the analysis
  87     */
  88
  89     public void taskAnalysis() throws java.io.IOException {
  90         flagstates=new Hashtable();
  91         Hashtable<FlagState,FlagState> sourcenodes;
  92         cdtorootnodes=new Hashtable();
  93         tdToFEdges=new Hashtable();
  94
  95         getFlagsfromClasses();
  96
  97         int externs;
  98         toprocess=new LinkedList<FlagState>();
  99
 100         for(Iterator it_classes=(Iterator)flags.keys();it_classes.hasNext();) {
 101             ClassDescriptor cd=(ClassDescriptor)it_classes.next();
 102             externs=((Integer)extern_flags.get(cd)).intValue();
 103             FlagDescriptor[] fd=(FlagDescriptor[])flags.get(cd);
 104             flagstates.put(cd,new Hashtable<FlagState,FlagState>());
 105             cdtorootnodes.put(cd,new Vector());
 106         }
 107
 108
 109         ClassDescriptor startupobject=typeutil.getClass(TypeUtil.StartupClass);
 110
 111         sourcenodes=(Hashtable<FlagState,FlagState>)flagstates.get(startupobject);
 112         FlagState fsstartup=new FlagState(startupobject);
 113
 114
 115         FlagDescriptor[] fd=(FlagDescriptor[])flags.get(startupobject);
 116
 117         fsstartup=fsstartup.setFlag(fd[0],true);
 118         fsstartup.setAsSourceNode();
 119         ((Vector)cdtorootnodes.get(startupobject)).add(fsstartup);
 120
 121         sourcenodes.put(fsstartup,fsstartup);
 122         toprocess.add(fsstartup);
 123
 124         /** Looping through the flagstates in the toprocess queue to
 125          * perform the state analysis */
 126         while (!toprocess.isEmpty()) {
 127             FlagState trigger=toprocess.poll();
 128             createPossibleRuntimeStates(trigger);
 129
 130             analyseTasks(trigger);
 131         }
 132
 133         /** Creating DOT files */
 134         Enumeration e=flagstates.keys();
 135
 136         while (e.hasMoreElements()) {
 137             ClassDescriptor cdtemp=(ClassDescriptor)e.nextElement();
 138             createDOTfile(cdtemp);
 139         }
 140     }
 141
 142
 143     /** Analyses the set of tasks based on the given flagstate, checking
 144      *  to see which tasks are triggered and what new flagstates are created
 145      *  from the base flagstate.
 146      *  @param fs A FlagState object which is used to analyse the task
 147      *  @see FlagState
 148      */
 149
 150 private void analyseTasks(FlagState fs) {
 151     ClassDescriptor cd=fs.getClassDescriptor();
 152     Hashtable<FlagState,FlagState> sourcenodes=(Hashtable<FlagState,FlagState>)flagstates.get(cd);
 153
 154     for(Iterator it_tasks=state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();it_tasks.hasNext();) {
 155         TaskDescriptor td = (TaskDescriptor)it_tasks.next();
 156         String taskname=td.getSymbol();
 157
 158         if(!tdToFEdges.containsKey(td)) {
 159                 tdToFEdges.put(td, new Vector<FEdge>());
 160         }
 161
 162         /** counter to keep track of the number of parameters (of the
 163          *  task being analyzed) that are satisfied by the flagstate.
 164          */
 165         int trigger_ctr=0;
 166         TempDescriptor temp=null;
 167         FlatMethod fm = state.getMethodFlat(td);
 168         int parameterindex=0;
 169
 170         for(int i=0; i < td.numParameters(); i++) {
 171             FlagExpressionNode fen=td.getFlag(td.getParameter(i));
 172             TagExpressionList tel=td.getTag(td.getParameter(i));
 173
 174             /** Checking to see if the parameter is of the same
 175              *  type/class as the flagstate's and also if the
 176              *  flagstate fs triggers the given task*/
 177
 178             if (typeutil.isSuperorType(td.getParamType(i).getClassDesc(),cd)
 179                 && isTaskTrigger_flag(fen,fs)
 180                 && isTaskTrigger_tag(tel,fs)) {
 181                 temp=fm.getParameter(i);
 182                 parameterindex=i;
 183                 trigger_ctr++;
 184             }
 185         }
 186
 187         if (trigger_ctr==0) //Look at next task
 188             continue;
 189
 190         if (trigger_ctr>1)
 191             System.out.println("Illegal Operation: A single flagstate cannot satisfy more than one parameter of a task:"+fs + " in "+td);
 192
 193
 194         Set newstates=taganalysis.getFlagStates(td);
 195         for(Iterator fsit=newstates.iterator();fsit.hasNext();) {
 196             FlagState fsnew=(FlagState) fsit.next();
 197             System.out.println("SOURCE:"+fsnew);
 198
 199             if (! ((Hashtable<FlagState,FlagState>)flagstates.get(fsnew.getClassDescriptor())).containsKey(fsnew)) {
 200                 ((Hashtable<FlagState,FlagState>)flagstates.get(fsnew.getClassDescriptor())).put(fsnew, fsnew);
 201                 toprocess.add(fsnew);
 202             } else {
 203                 fsnew=((Hashtable<FlagState, FlagState>)flagstates.get(fsnew.getClassDescriptor())).get(fsnew);
 204             }
 205             fsnew.setAsSourceNode();
 206             fsnew.addAllocatingTask(td);
 207
 208             ((Vector)cdtorootnodes.get(fsnew.getClassDescriptor())).add(fsnew);
 209         }
 210
 211         Stack nodestack=new Stack();
 212         HashSet discovered=new HashSet();
 213         nodestack.push(fm);
 214         discovered.add(fm);
 215         //Iterating through the nodes
 216
 217         while(!nodestack.isEmpty()) {
 218             FlatNode fn1 = (FlatNode) nodestack.pop();
 219
 220             if (fn1.kind()==FKind.FlatReturnNode) {
 221                 /* Self edge */
 222                 FEdge newedge=new FEdge(fs, taskname, td, parameterindex);
 223                 ((Vector<FEdge>)tdToFEdges.get(td)).add(newedge);
 224                 fs.addEdge(newedge);
 225                 continue;
 226             } else if (fn1.kind()==FKind.FlatFlagActionNode) {
 227                 FlatFlagActionNode ffan=(FlatFlagActionNode)fn1;
 228                 if (ffan.getTaskType() == FlatFlagActionNode.PRE) {
 229                     if (ffan.getTempFlagPairs().hasNext()||ffan.getTempTagPairs().hasNext())
 230                         throw new Error("PRE FlagActions not supported");
 231
 232                 } else if (ffan.getTaskType() == FlatFlagActionNode.TASKEXIT) {
 233                     Vector<FlagState> fsv_taskexit=evalTaskExitNode(ffan,cd,fs,temp);
 234                     for(Enumeration en=fsv_taskexit.elements();en.hasMoreElements();){
 235                         FlagState fs_taskexit=(FlagState)en.nextElement();
 236                         if (!sourcenodes.containsKey(fs_taskexit)) {
 237                             toprocess.add(fs_taskexit);
 238                         }
 239                         //seen this node already
 240                         fs_taskexit=canonicalizeFlagState(sourcenodes,fs_taskexit);
 241                         FEdge newedge=new FEdge(fs_taskexit,taskname, td, parameterindex);
 242                         ((Vector<FEdge>)tdToFEdges.get(td)).add(newedge);
 243                         fs.addEdge(newedge);
 244                     }
 245                     continue;
 246                 }
 247             }
 248             /* Queue other nodes past this one */
 249             for(int i=0;i<fn1.numNext();i++) {
 250                 FlatNode fnext=fn1.getNext(i);
 251                 if (!discovered.contains(fnext)) {
 252                     discovered.add(fnext);
 253                     nodestack.push(fnext);
 254                 }
 255             }
 256         }
 257     }
 258 }
 259
 260
 261 /** Determines whether the given flagstate satisfies a
 262  *  single parameter in the given task.
 263  *  @param fen FlagExpressionNode
 264  *  @see FlagExpressionNode
 265  *  @param fs  FlagState
 266  *  @see FlagState
 267  *  @return <CODE>true</CODE> if fs satisfies the boolean expression
 268     denoted by fen else <CODE>false</CODE>.
 269  */
 270
 271
 272 private boolean isTaskTrigger_flag(FlagExpressionNode fen,FlagState fs) {
 273     if (fen==null)
 274         return true;
 275     else if (fen instanceof FlagNode)
 276         return fs.get(((FlagNode)fen).getFlag());
 277     else
 278         switch (((FlagOpNode)fen).getOp().getOp()) {
 279         case Operation.LOGIC_AND:
 280             return ((isTaskTrigger_flag(((FlagOpNode)fen).getLeft(),fs)) && (isTaskTrigger_flag(((FlagOpNode)fen).getRight(),fs)));
 281         case Operation.LOGIC_OR:
 282             return ((isTaskTrigger_flag(((FlagOpNode)fen).getLeft(),fs)) || (isTaskTrigger_flag(((FlagOpNode)fen).getRight(),fs)));
 283         case Operation.LOGIC_NOT:
 284             return !(isTaskTrigger_flag(((FlagOpNode)fen).getLeft(),fs));
 285         default:
 286             return false;
 287         }
 288 }
 289
 290 private boolean isTaskTrigger_tag(TagExpressionList tel, FlagState fs){
 291
 292         if (tel!=null){
 293         for (int i=0;i<tel.numTags() ; i++){
 294                 switch (fs.getTagCount(tel.getType(i))){
 295                         case FlagState.ONETAG:
 296                         case FlagState.MULTITAGS:
 297                                 break;
 298                         case FlagState.NOTAGS:
 299                                 return false;
 300                 }
 301         }
 302         }
 303         return true;
 304 }
 305
 306
 307     private Vector<FlagState> evalTaskExitNode(FlatFlagActionNode ffan,ClassDescriptor cd,FlagState fs, TempDescriptor temp){
 308         FlagState fstemp=fs;
 309         Vector<FlagState> processed=new Vector<FlagState>();
 310
 311         //Process the flag changes
 312
 313         for(Iterator it_tfp=ffan.getTempFlagPairs();it_tfp.hasNext();) {
 314             TempFlagPair tfp=(TempFlagPair)it_tfp.next();
 315             if (temp==tfp.getTemp())
 316                 fstemp=fstemp.setFlag(tfp.getFlag(),ffan.getFlagChange(tfp));
 317         }
 318
 319         //Process the tag changes
 320
 321         processed.add(fstemp);
 322
 323         //Process clears first
 324         for(Iterator it_ttp=ffan.getTempTagPairs();it_ttp.hasNext();) {
 325             TempTagPair ttp=(TempTagPair)it_ttp.next();
 326
 327             if (temp==ttp.getTemp()) {
 328                 Vector<FlagState> oldprocess=processed;
 329                 processed=new Vector<FlagState>();
 330
 331                 for (Enumeration en=oldprocess.elements();en.hasMoreElements();){
 332                     FlagState fsworking=(FlagState)en.nextElement();
 333                     if (!ffan.getTagChange(ttp)){
 334                         processed.addAll(Arrays.asList(fsworking.clearTag(ttp.getTag())));
 335                     } else processed.add(fsworking);
 336                 }
 337             }
 338         }
 339         //Process sets next
 340         for(Iterator it_ttp=ffan.getTempTagPairs();it_ttp.hasNext();) {
 341             TempTagPair ttp=(TempTagPair)it_ttp.next();
 342
 343             if (temp==ttp.getTemp()) {
 344                 Vector<FlagState> oldprocess=processed;
 345                 processed=new Vector<FlagState>();
 346
 347                 for (Enumeration en=oldprocess.elements();en.hasMoreElements();){
 348                     FlagState fsworking=(FlagState)en.nextElement();
 349                     if (ffan.getTagChange(ttp)){
 350                         processed.addAll(Arrays.asList(fsworking.setTag(ttp.getTag())));
 351                     } else processed.add(fsworking);
 352                 }
 353             }
 354         }
 355         return processed;
 356     }
 357
 358
 359     private FlagState canonicalizeFlagState(Hashtable sourcenodes, FlagState fs){
 360         if (sourcenodes.containsKey(fs))
 361             return (FlagState)sourcenodes.get(fs);
 362         else{
 363             sourcenodes.put(fs,fs);
 364             return fs;
 365         }
 366     }
 367
 368    /** Creates a DOT file using the flagstates for a given class
 369     *  @param cd ClassDescriptor of the class
 370     *  @throws java.io.IOException
 371     *  @see ClassDescriptor
 372     */
 373
 374     public void createDOTfile(ClassDescriptor cd) throws java.io.IOException {
 375         File dotfile_flagstates= new File("graph"+cd.getSymbol()+".dot");
 376         FileOutputStream dotstream=new FileOutputStream(dotfile_flagstates,false);
 377         FlagState.DOTVisitor.visit(dotstream,((Hashtable)flagstates.get(cd)).values());
 378     }
 379
 380     /** Returns the flag states for the class descriptor. */
 381     public Set<FlagState> getFlagStates(ClassDescriptor cd) {
 382         if (flagstates.containsKey(cd))
 383             return ((Hashtable<FlagState, FlagState>)flagstates.get(cd)).keySet();
 384         else
 385             return new HashSet<FlagState>();
 386     }
 387
 388
 389     private void createPossibleRuntimeStates(FlagState fs) {
 390         ClassDescriptor cd = fs.getClassDescriptor();
 391         Hashtable<FlagState,FlagState> sourcenodes=(Hashtable<FlagState,FlagState>)flagstates.get(cd);
 392         FlagDescriptor[] fd=(FlagDescriptor[])flags.get(cd);
 393         int externs=((Integer)extern_flags.get(cd)).intValue();
 394
 395         if(externs==0)
 396             return;
 397
 398         int noOfIterations=(1<<externs) - 1;
 399         boolean BoolValTable[]=new boolean[externs];
 400
 401
 402         for(int i=0; i < externs ; i++) {
 403             BoolValTable[i]=fs.get(fd[i]);
 404         }
 405
 406         for(int k=0; k<noOfIterations; k++) {
 407             for(int j=0; j < externs ;j++) {
 408                 if ((k% (1<<j)) == 0)
 409                     BoolValTable[j]=(!BoolValTable[j]);
 410             }
 411
 412             FlagState fstemp=fs;
 413
 414             for(int i=0; i < externs;i++) {
 415                 fstemp=fstemp.setFlag(fd[i],BoolValTable[i]);
 416             }
 417             if (!sourcenodes.containsKey(fstemp))
 418                 toprocess.add(fstemp);
 419
 420             fstemp=canonicalizeFlagState(sourcenodes,fstemp);
 421             fs.addEdge(new FEdge(fstemp,"Runtime", null, -1));
 422         }
 423     }
 424
 425     public Vector getRootNodes(ClassDescriptor cd){
 426         return (Vector)cdtorootnodes.get(cd);
 427     }
 428
 429     public Vector getFEdgesFromTD(TaskDescriptor td) {
 430         return (Vector)tdToFEdges.get(td);
 431     }
 432 }
 433