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[IRC.git] / Robust / src / Analysis / SSJava / BuildLattice.java
index 5641104a446d6e2e35412cf58792c505f821fb31..adce54e507835d538961940090168271e27847a0 100644 (file)
@@ -3,21 +3,42 @@ package Analysis.SSJava;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.HashSet;
 import java.util.Iterator;
+import java.util.LinkedList;
 import java.util.Map;
 import java.util.Set;
+import java.util.Stack;
 
+import IR.ClassDescriptor;
 import IR.Descriptor;
 import IR.MethodDescriptor;
+import IR.NameDescriptor;
 import Util.Pair;
 
 public class BuildLattice {
 
   private LocationInference infer;
   private Map<HNode, TripleItem> mapSharedNodeToTripleItem;
+  private Map<HNode, Integer> mapHNodeToHighestIndex;
+
+  private Map<Descriptor, Map<TripleItem, String>> mapDescToIntermediateLocMap;
+
+  private Map<Descriptor, Map<InterLocItem, String>> mapDescToInterLocMap;
+
+  private Map<Pair<HNode, HNode>, Integer> mapItemToHighestIndex;
+
+  private Map<SSJavaLattice<String>, Set<String>> mapLatticeToLocalLocSet;
+
+  private Map<Descriptor, Map<LineIdentifier, LinkedList<LocPair>>> mapDescToLineListMap;
 
   public BuildLattice(LocationInference infer) {
     this.infer = infer;
     this.mapSharedNodeToTripleItem = new HashMap<HNode, TripleItem>();
+    this.mapHNodeToHighestIndex = new HashMap<HNode, Integer>();
+    this.mapItemToHighestIndex = new HashMap<Pair<HNode, HNode>, Integer>();
+    this.mapDescToIntermediateLocMap = new HashMap<Descriptor, Map<TripleItem, String>>();
+    this.mapLatticeToLocalLocSet = new HashMap<SSJavaLattice<String>, Set<String>>();
+    this.mapDescToInterLocMap = new HashMap<Descriptor, Map<InterLocItem, String>>();
+    this.mapDescToLineListMap = new HashMap<Descriptor, Map<LineIdentifier, LinkedList<LocPair>>>();
   }
 
   public SSJavaLattice<String> buildLattice(Descriptor desc) {
@@ -25,6 +46,11 @@ public class BuildLattice {
     HierarchyGraph inputGraph = infer.getSkeletonCombinationHierarchyGraph(desc);
     LocationSummary locSummary = infer.getLocationSummary(desc);
 
+    HierarchyGraph simpleGraph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
+    HierarchyGraph naiveGraph = simpleGraph.clone();
+
+    // I don't think we need to keep the below if statement anymore
+    // because hierarchy graph does not have any composite location
     Set<HNode> nodeSetWithCompositeLocation = new HashSet<HNode>();
     if (desc instanceof MethodDescriptor) {
       FlowGraph flowGraph = infer.getFlowGraph((MethodDescriptor) desc);
@@ -48,19 +74,71 @@ public class BuildLattice {
 
     }
 
+    // /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+    // lattice generation for the native approach
+
+    if (infer.state.SSJAVA_INFER_NAIVE_WRITEDOTS) {
+      BasisSet naiveBasisSet = naiveGraph.computeBasisSet(nodeSetWithCompositeLocation);
+
+      Family naiveFamily = generateFamily(naiveBasisSet);
+      Map<Set<Integer>, Set<Set<Integer>>> naive_mapImSucc =
+          coveringGraph(naiveBasisSet, naiveFamily);
+
+      SSJavaLattice<String> naive_lattice =
+          buildLattice(desc, naiveBasisSet, naiveGraph, null, naive_mapImSucc);
+      int numLocs = naive_lattice.getKeySet().size();
+      LocationInference.numLocationsNaive += numLocs;
+      infer.mapNumLocsMapNaive.put(desc, new Integer(numLocs));
+
+      int numPaths = naive_lattice.countPaths();
+      infer.mapNumPathsMapNaive.put(desc, new Integer(numPaths));
+
+      System.out.println(desc + " numPaths=" + numPaths + " numLocs="
+          + naive_lattice.getKeySet().size());
+
+      infer.addNaiveLattice(desc, naive_lattice);
+    }
+
+    // /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+    // lattice generation for the proposed approach
     BasisSet basisSet = inputGraph.computeBasisSet(nodeSetWithCompositeLocation);
-    debug_print(inputGraph);
+    // debug_print(inputGraph);
 
     Family family = generateFamily(basisSet);
     Map<Set<Integer>, Set<Set<Integer>>> mapImSucc = coveringGraph(basisSet, family);
 
-    SSJavaLattice<String> lattice = buildLattice(basisSet, inputGraph, locSummary, mapImSucc);
+    SSJavaLattice<String> lattice = buildLattice(desc, basisSet, inputGraph, locSummary, mapImSucc);
     return lattice;
 
   }
 
-  private SSJavaLattice<String> buildLattice(BasisSet basisSet, HierarchyGraph inputGraph,
-      LocationSummary locSummary, Map<Set<Integer>, Set<Set<Integer>>> mapImSucc) {
+  public void setIntermediateLocMap(Descriptor desc, Map<TripleItem, String> map) {
+    mapDescToIntermediateLocMap.put(desc, map);
+  }
+
+  public Map<TripleItem, String> getIntermediateLocMap(Descriptor desc) {
+    if (!mapDescToIntermediateLocMap.containsKey(desc)) {
+      mapDescToIntermediateLocMap.put(desc, new HashMap<TripleItem, String>());
+    }
+    return mapDescToIntermediateLocMap.get(desc);
+  }
+
+  private Descriptor getParent(Descriptor desc) {
+    if (desc instanceof MethodDescriptor) {
+      MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) desc;
+      ClassDescriptor cd = md.getClassDesc();
+      return infer.getParentMethodDesc(cd, md);
+    } else {
+      return ((ClassDescriptor) desc).getSuperDesc();
+    }
+  }
+
+  private SSJavaLattice<String> buildLattice(Descriptor desc, BasisSet basisSet,
+      HierarchyGraph inputGraph, LocationSummary locSummary,
+      Map<Set<Integer>, Set<Set<Integer>>> mapImSucc) {
+
+    System.out.println("\nBuild Lattice:" + inputGraph.getName());
 
     SSJavaLattice<String> lattice =
         new SSJavaLattice<String>(SSJavaAnalysis.TOP, SSJavaAnalysis.BOTTOM);
@@ -74,16 +152,27 @@ public class BuildLattice {
       String higherName = generateElementName(basisSet, inputGraph, mapFToLocName, higher);
 
       HNode higherNode = inputGraph.getHNode(higherName);
+
+      if (higherNode == null) {
+        NameDescriptor d = new NameDescriptor(higherName);
+        higherNode = inputGraph.getHNode(d);
+        higherNode.setSkeleton(true);
+      }
+
       if (higherNode != null && higherNode.isSharedNode()) {
         lattice.addSharedLoc(higherName);
       }
       Set<Descriptor> descSet = inputGraph.getDescSetOfNode(higherNode);
       // System.out.println("higherName=" + higherName + "  higherNode=" + higherNode + "  descSet="
       // + descSet);
-      for (Iterator iterator2 = descSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
-        Descriptor d = (Descriptor) iterator2.next();
-        locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(d.getSymbol(), higherName);
+
+      if (locSummary != null) {
+        for (Iterator iterator2 = descSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
+          Descriptor d = (Descriptor) iterator2.next();
+          locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(d.getSymbol(), higherName);
+        }
       }
+
       // locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(higherName, higherName);
 
       Set<Set<Integer>> lowerSet = mapImSucc.get(higher);
@@ -92,6 +181,17 @@ public class BuildLattice {
 
         String lowerName = generateElementName(basisSet, inputGraph, mapFToLocName, lower);
         HNode lowerNode = inputGraph.getHNode(lowerName);
+
+        if (lowerNode == null && !lowerName.equals(SSJavaAnalysis.BOTTOM)) {
+          NameDescriptor d = new NameDescriptor(lowerName);
+          lowerNode = inputGraph.getHNode(d);
+          lowerNode.setSkeleton(true);
+        }
+
+        if (lowerNode != null && !inputGraph.isDirectlyConnectedTo(higherNode, lowerNode)) {
+          inputGraph.addEdge(higherNode, lowerNode);
+        }
+
         if (lowerNode != null && lowerNode.isSharedNode()) {
           lattice.addSharedLoc(lowerName);
         }
@@ -99,9 +199,11 @@ public class BuildLattice {
         Set<Descriptor> lowerDescSet = inputGraph.getDescSetOfNode(lowerNode);
         // System.out.println("lowerName=" + lowerName + "  lowerNode=" + lowerNode + "  descSet="
         // + lowerDescSet);
-        for (Iterator iterator3 = lowerDescSet.iterator(); iterator3.hasNext();) {
-          Descriptor d = (Descriptor) iterator3.next();
-          locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(d.getSymbol(), lowerName);
+        if (locSummary != null) {
+          for (Iterator iterator3 = lowerDescSet.iterator(); iterator3.hasNext();) {
+            Descriptor d = (Descriptor) iterator3.next();
+            locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(d.getSymbol(), lowerName);
+          }
         }
         // locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(lowerName, lowerName);
 
@@ -116,6 +218,7 @@ public class BuildLattice {
 
     }
 
+    inputGraph.removeRedundantEdges();
     return lattice;
   }
 
@@ -143,156 +246,310 @@ public class BuildLattice {
   public SSJavaLattice<String> insertIntermediateNodesToStraightLine(Descriptor desc,
       SSJavaLattice<String> skeletonLattice) {
 
-    // perform DFS that starts from each skeleton/combination node and ends by another
-    // skeleton/combination node
+    SSJavaLattice<String> lattice = skeletonLattice.clone();
+    LocationSummary locSummary = infer.getLocationSummary(desc);
+
+    Descriptor parentDesc = getParent(desc);
+    if (parentDesc != null) {
+      SSJavaLattice<String> parentLattice = infer.getLattice(parentDesc);
+
+      Map<String, Set<String>> parentMap = parentLattice.getTable();
+      Set<String> parentKeySet = parentMap.keySet();
+      for (Iterator iterator = parentKeySet.iterator(); iterator.hasNext();) {
+        String parentKey = (String) iterator.next();
+        Set<String> parentValueSet = parentMap.get(parentKey);
+        for (Iterator iterator2 = parentValueSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
+          String value = (String) iterator2.next();
+          lattice.put(parentKey, value);
+        }
+      }
 
-    mapSharedNodeToTripleItem.clear();
+      Set<String> parentSharedLocSet = parentLattice.getSharedLocSet();
+      for (Iterator iterator = parentSharedLocSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
+        String parentSharedLoc = (String) iterator.next();
+        lattice.addSharedLoc(parentSharedLoc);
+      }
+    }
 
-    HierarchyGraph simpleGraph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
+    HierarchyGraph hierarchyGraph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
     HierarchyGraph scGraph = infer.getSkeletonCombinationHierarchyGraph(desc);
-    LocationSummary locSummary = infer.getLocationSummary(desc);
 
-    SSJavaLattice<String> lattice = skeletonLattice.clone();
+    Set<HNode> hierarchyGraphNodeSet = hierarchyGraph.getNodeSet();
+    for (Iterator iterator = hierarchyGraphNodeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
+      HNode hNode = (HNode) iterator.next();
+      if (!hNode.isSkeleton()) {
+        // here we need to insert an intermediate node for the hNode
+        System.out.println("\n#local node=" + hNode);
+
+        // 1) find the lowest node m in the lattice that is above hnode in the lattice
+        // 2) count the number of non-shared nodes d between the hnode and the node m
+        // int numNonSharedNodes;
+        int dist = 0;
+
+        HNode SCNode;
+        Set<HNode> combineSkeletonNodeSet = null;
+        Stack<String> trace = new Stack<String>();
+        if (hNode.isDirectCombinationNode()) {
+          // this node itself is the lowest node m. it is the first node of the chain
+          Set<HNode> combineSet = hierarchyGraph.getCombineSetByCombinationNode(hNode);
+
+          System.out.println("     # direct combine node::combineSkeletonNodeSet=" + combineSet);
+
+          SCNode = scGraph.getCombinationNode(combineSet);
+          // numNonSharedNodes = -1;
+          dist = 0;
+          if (hNode.isSharedNode()) {
+            trace.add("S");
+          } else {
+            trace.add("N");
+          }
+        } else {
 
-    Set<HNode> visited = new HashSet<HNode>();
+          Set<HNode> aboveSet = new HashSet<HNode>();
+          if (hNode.isCombinationNode()) {
+            // the current node is a combination node
+            combineSkeletonNodeSet = hierarchyGraph.getCombineSetByCombinationNode(hNode);
+            System.out.println("     combineSkeletonNodeSet=" + combineSkeletonNodeSet
+                + " combinationNode=" + scGraph.getCombinationNode(combineSkeletonNodeSet));
 
-    Set<HNode> nodeSet = simpleGraph.getNodeSet();
+            scGraph.getCombinationNode(combineSkeletonNodeSet);
 
-    Map<TripleItem, String> mapIntermediateLoc = new HashMap<TripleItem, String>();
+            System.out.println("        firstnodeOfSimpleGraph="
+                + hierarchyGraph.getFirstNodeOfCombinationNodeChainSet(combineSkeletonNodeSet));
+            aboveSet.addAll(hierarchyGraph
+                .getFirstNodeOfCombinationNodeChainSet(combineSkeletonNodeSet));
 
-    // System.out.println("*insert=" + desc);
-    // System.out.println("***nodeSet=" + nodeSet);
-    for (Iterator iterator = nodeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
-      HNode node = (HNode) iterator.next();
-      // System.out.println("node=" + node);
+            SCNode = scGraph.getCombinationNode(combineSkeletonNodeSet);
 
-      if (node.isSkeleton() && (!visited.contains(node))) {
-        visited.add(node);
+          } else {
+            // the current node is not a combination node
+            // there is only one parent node which should be skeleton node.
 
-        Set<HNode> outSet = simpleGraph.getOutgoingNodeSet(node);
-        for (Iterator iterator2 = outSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
-          HNode outNode = (HNode) iterator2.next();
+            // System.out.println("   hierarchyGraph.getSkeleteNodeSetReachTo(" + hNode + ")="
+            // + hierarchyGraph.getSkeleteNodeSetReachTo(hNode));
 
-          if (!outNode.isSkeleton()) {
-            if (outNode.isCombinationNode()) {
-              expandCombinationNode(desc, lattice, visited, mapIntermediateLoc, locSummary, outNode);
-            } else {
-              // we have a node that is neither combination or skeleton node
-              // System.out.println("%%%skeleton node=" + node + "  outNode=" + outNode);
-              HNode startNode = scGraph.getCurrentHNode(node);
-
-              // if (node.getDescriptor() != null) {
-              // // node is a skeleton node and it might be merged into another node in the SC
-              // graph.
-              // startNode = scGraph.getHNode(node.getDescriptor());
-              // } else {
-              // // this node has already been merged before the SC graph.
-              // startNode = node;
-              // }
-
-              Set<HNode> endNodeSetFromSimpleGraph =
-                  simpleGraph.getDirectlyReachableSkeletonCombinationNodeFrom(outNode, null);
-
-              // System.out.println("endNodeSetFromSimpleGraph=" + endNodeSetFromSimpleGraph
-              // + "   from=" + outNode);
-              Set<HNode> endCombNodeSet = new HashSet<HNode>();
-              for (Iterator iterator3 = endNodeSetFromSimpleGraph.iterator(); iterator3.hasNext();) {
-                HNode endNode = (HNode) iterator3.next();
-                endCombNodeSet.add(getCombinationNodeInSCGraph(desc, endNode));
-              }
-              // System.out.println("endCombNodeSet=" + endCombNodeSet);
-              visited.add(outNode);
-              if (endCombNodeSet.size() > 0) {
-                // follows the straight line up to another skeleton/combination node
-                endCombNodeSet = removeTransitivelyReachToNode(desc, startNode, endCombNodeSet);
-              } else if (endCombNodeSet.size() == 0) {
-                // the outNode is (directly/transitively) connected to the bottom node
-                // therefore, we just add a dummy bottom HNode to the endCombNodeSet.
-                endCombNodeSet.add(LocationInference.BOTTOMHNODE);
-              }
-
-              recurDFSNormalNode(desc, lattice, startNode, endCombNodeSet, visited,
-                  mapIntermediateLoc, 1, locSummary, outNode);
+            Set<HNode> reachToSet = hierarchyGraph.getSkeleteNodeSetReachTo(hNode);
+            for (Iterator iterator2 = reachToSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
+              HNode reachToNode = (HNode) iterator2.next();
+              aboveSet.add(scGraph.getCurrentHNode(reachToNode));
             }
 
+            SCNode = aboveSet.iterator().next();
           }
 
-        }
-      } else if (!node.isSkeleton() && !node.isCombinationNode() && !node.isMergeNode()
-          && !visited.contains(node)) {
+          // update above set w.r.t the hierarchy graph with SC nodes
+          // because the skeleton nodes in the original hierarchy graph may be merged to a new node
+          Set<HNode> endSet = new HashSet<HNode>();
+          for (Iterator iterator2 = aboveSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
+            HNode aboveNode = (HNode) iterator2.next();
+            endSet.add(hierarchyGraph.getCurrentHNode(aboveNode));
+          }
 
-        System.out.println("n=" + node);
+          trace = hierarchyGraph.computeDistance(hNode, endSet, combineSkeletonNodeSet);
 
-        // an intermediate node 'node' may be located between "TOP" location and a skeleton node
-        if (simpleGraph.getIncomingNodeSet(node).size() == 0) {
+          System.out.println("   COUNT-RESULT::start=" + hNode + " end=" + endSet + " trace="
+              + trace);
+        }
 
-          // this node will be directly connected to the TOP location
-          // start adding the following nodes from this node
+        // 3) convert the node m into a chain of nodes with the last node in the chain having m's
+        // outgoing edges.
+        Set<HNode> outgoingSCNodeSet = scGraph.getOutgoingNodeSet(SCNode);
+        System.out.println("   outgoing scnode set from " + SCNode + "=" + outgoingSCNodeSet);
+
+        // convert hnodes to location names
+        String startLocName = locSummary.getLocationName(SCNode.getName());
+        Set<String> outgoingLocNameSet = new HashSet<String>();
+        for (Iterator iterator2 = outgoingSCNodeSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
+          HNode outSCNode = (HNode) iterator2.next();
+          String locName = locSummary.getLocationName(outSCNode.getName());
+          if (!locName.equals(outSCNode.getName())) {
+            System.out.println("                         outSCNode=" + outSCNode + " -> locName="
+                + locName);
+          }
+          outgoingLocNameSet.add(locName);
+        }
 
-          Set<HNode> endNodeSetFromSimpleGraph =
-              simpleGraph.getDirectlyReachableSkeletonCombinationNodeFrom(node, null);
+        if (outgoingLocNameSet.isEmpty()) {
+          outgoingLocNameSet.add(lattice.getBottomItem());
+        }
 
-          Set<HNode> endCombNodeSet = new HashSet<HNode>();
-          for (Iterator iterator3 = endNodeSetFromSimpleGraph.iterator(); iterator3.hasNext();) {
-            HNode endNode = (HNode) iterator3.next();
-            endCombNodeSet.add(getCombinationNodeInSCGraph(desc, endNode));
+        if (hNode.isCombinationNode()) {
+          System.out.println("make sure that the first node corresponds to the COMB node="
+              + startLocName);
+          LineIdentifier lineId = new LineIdentifier(startLocName, outgoingLocNameSet);
+          LinkedList<LocPair> list = getLineList(desc, lineId);
+          // make sure that the first node corresponds to the COMB node
+          if (list.size() <= 0) {
+            list.add(new LocPair());
           }
+          LocPair firstPair = list.get(0);
+          firstPair.nonShared = startLocName;
+        }
 
-          System.out.println("endCombNodeSet=" + endCombNodeSet);
-          HNode startNode = LocationInference.TOPHNODE;
-          visited.add(startNode);
-          if (endCombNodeSet.size() > 0) {
-            // follows the straight line up to another skeleton/combination node
-            // endCombNodeSet = removeTransitivelyReachToNode(desc, node, endCombNodeSet);
-            recurDFSNormalNode(desc, lattice, startNode, endCombNodeSet, visited,
-                mapIntermediateLoc, 1, locSummary, node);
+        // 4) If hnode is not a shared location, check if there already exists a local variable
+        // node that has distance d below m along this chain. If such a node
+        // does not exist, insert it.
+        String locName =
+            getNewLocation(desc, startLocName, outgoingLocNameSet, trace, hNode.isSharedNode());
+
+        System.out.println("       ###hNode=" + hNode + "---->locName=" + locName);
+        locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(hNode.getName(), locName);
+
+      }
+    }
+
+    insertLocalLocations(desc, lattice);
+
+    return lattice;
+  }
+
+  private void insertLocalLocations(Descriptor desc, SSJavaLattice<String> lattice) {
+
+    Map<LineIdentifier, LinkedList<LocPair>> map = getLineListMap(desc);
+    System.out.println("####MAP=" + map);
+
+    Set<LineIdentifier> lineIdSet = map.keySet();
+    for (Iterator iterator = lineIdSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
+      LineIdentifier lineId = (LineIdentifier) iterator.next();
+
+      LinkedList<LocPair> list = map.get(lineId);
+
+      String higherLocName = lineId.startLoc;
+      Set<String> endLocNameSet = lineId.lowerLocSet;
+
+      for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
+        LocPair pair = list.get(i);
+
+        if (pair.nonShared != null) {
+
+          if (!lattice.getKeySet().contains(pair.nonShared)) {
+            lattice.insertNewLocationBetween(higherLocName, endLocNameSet, pair.nonShared);
           }
+          higherLocName = pair.nonShared;
+        }
 
+        if (pair.shared != null) {
+          if (!lattice.getKeySet().contains(pair.shared)) {
+            lattice.insertNewLocationBetween(higherLocName, endLocNameSet, pair.shared);
+            lattice.addSharedLoc(pair.shared);
+          }
+          higherLocName = pair.shared;
         }
 
       }
+
     }
 
-    // add shared locations
-    Set<HNode> sharedNodeSet = mapSharedNodeToTripleItem.keySet();
-    for (Iterator iterator = sharedNodeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
-      HNode sharedNode = (HNode) iterator.next();
-      TripleItem item = mapSharedNodeToTripleItem.get(sharedNode);
-      String nonSharedLocName = mapIntermediateLoc.get(item);
-      // System.out.println("sharedNode=" + sharedNode + "    locName=" + nonSharedLocName);
+  }
+
+  private void addLocalLocation(SSJavaLattice<String> lattice, String localLoc) {
+    if (!mapLatticeToLocalLocSet.containsKey(lattice)) {
+      mapLatticeToLocalLocSet.put(lattice, new HashSet<String>());
+    }
+    mapLatticeToLocalLocSet.get(lattice).add(localLoc);
+  }
 
-      String newLocName;
-      if (locSummary.getHNodeNameSetByLatticeLoationName(nonSharedLocName) != null
-          && !lattice.isSharedLoc(nonSharedLocName)) {
-        // need to generate a new shared location in the lattice, which is one level lower than the
-        // 'locName' location
-        newLocName = "ILOC" + (LocationInference.locSeed++);
+  private boolean isLocalLocation(SSJavaLattice<String> lattice, String localLoc) {
+    if (mapLatticeToLocalLocSet.containsKey(lattice)) {
+      return mapLatticeToLocalLocSet.get(lattice).contains(localLoc);
+    }
+    return false;
+  }
 
-        // Set<String> aboveElementSet = getAboveElementSet(lattice, locName);
-        Set<String> belowElementSet = new HashSet<String>();
-        belowElementSet.addAll(lattice.get(nonSharedLocName));
+  public Map<InterLocItem, String> getInterLocMap(Descriptor desc) {
+    if (!mapDescToInterLocMap.containsKey(desc)) {
+      mapDescToInterLocMap.put(desc, new HashMap<InterLocItem, String>());
+    }
+    return mapDescToInterLocMap.get(desc);
+  }
 
-        // System.out.println("nonSharedLocName=" + nonSharedLocName + "   belowElementSet="
-        // + belowElementSet + "  newLocName=" + newLocName);
+  public Map<LineIdentifier, LinkedList<LocPair>> getLineListMap(Descriptor desc) {
+    if (!mapDescToLineListMap.containsKey(desc)) {
+      mapDescToLineListMap.put(desc, new HashMap<LineIdentifier, LinkedList<LocPair>>());
+    }
+    return mapDescToLineListMap.get(desc);
+  }
 
-        lattice.insertNewLocationBetween(nonSharedLocName, belowElementSet, newLocName);
+  public LinkedList<LocPair> getLineList(Descriptor desc, LineIdentifier lineId) {
+    Map<LineIdentifier, LinkedList<LocPair>> map = getLineListMap(desc);
+    if (!map.containsKey(lineId)) {
+      map.put(lineId, new LinkedList<LocPair>());
+    }
+    return map.get(lineId);
+  }
+
+  private String generateNewLocName() {
+    String newLocName = "ILOC" + (LocationInference.locSeed++);
+    System.out.println("newLocName=" + newLocName);
+    return newLocName;
+  }
+
+  public String getNewLocation(Descriptor desc, String start, Set<String> endSet,
+      Stack<String> trace, boolean isShared) {
+
+    System.out.println("   #GetNewLocation start=" + start + " endSet=" + endSet + " trace="
+        + trace);
+
+    LineIdentifier lineId = new LineIdentifier(start, endSet);
+    LinkedList<LocPair> list = getLineList(desc, lineId);
+
+    int locPairIdx = trace.size() - 1;
+
+    LocPair pair;
+    if (list.size() > locPairIdx) {
+      // there already exsits a list of nodes up to the current one
+      pair = list.get(locPairIdx);
+      // check if we need to add a new shared or non-shred node to the pair
+      if (isShared) {
+        if (pair.shared == null) {
+          pair.shared = generateNewLocName();
+        }
+        return pair.shared;
       } else {
-        newLocName = nonSharedLocName;
+        if (pair.nonShared == null) {
+          pair.nonShared = generateNewLocName();
+        }
+        return pair.nonShared;
       }
 
-      lattice.addSharedLoc(newLocName);
-      HierarchyGraph graph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
-      Set<Descriptor> descSet = graph.getDescSetOfNode(sharedNode);
-      for (Iterator iterator2 = descSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
-        Descriptor d = (Descriptor) iterator2.next();
-        locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(d.getSymbol(), newLocName);
-      }
-      locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(sharedNode.getName(), newLocName);
+    } else {
+      // we need to set up a chain of intermediate nodes to the current one.
+      return recur_getNewLocation(0, list, trace);
+    }
 
+  }
+
+  private String recur_getNewLocation(int idx, LinkedList<LocPair> list, Stack<String> trace) {
+
+    String curType = trace.pop();
+    boolean isCurShared = false;
+    if (curType.equals("S")) {
+      isCurShared = true;
     }
 
-    return lattice;
+    if (list.size() <= idx) {
+      // need to insert a new pair for the idx
+      list.add(new LocPair());
+    }
+
+    // here, the list already has a pair for the idx
+    LocPair pair = list.get(idx);
+    if (isCurShared && pair.shared == null) {
+      pair.shared = generateNewLocName();
+    } else if (!isCurShared && pair.nonShared == null) {
+      pair.nonShared = generateNewLocName();
+    }
+
+    if (trace.isEmpty()) {
+      if (isCurShared) {
+        return pair.shared;
+      } else {
+        return pair.nonShared;
+      }
+    }
 
+    idx++;
+    return recur_getNewLocation(idx, list, trace);
   }
 
   private Set<String> getAboveElementSet(SSJavaLattice<String> lattice, String loc) {
@@ -311,16 +568,46 @@ public class BuildLattice {
     return aboveSet;
   }
 
+  private boolean needToExpandCombinationNode(Descriptor desc, HNode cnode) {
+
+    System.out.println("needToExpandCombinationNode?=" + cnode);
+
+    HierarchyGraph simpleGraph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
+    // HNode combinationNodeInSCGraph = getCombinationNodeInSCGraph(desc, cnode);
+    Set<HNode> combineSkeletonNodeSet = simpleGraph.getCombineSetByCombinationNode(cnode);
+    Set<HNode> combinationNodeSetInSimpleGraph =
+        simpleGraph.getCombinationNodeSetByCombineNodeSet(combineSkeletonNodeSet);
+    System.out.println("---combinationNodeSetInSimpleGraph=" + combinationNodeSetInSimpleGraph);
+    Set<HNode> inNodeSetToCNode = simpleGraph.getIncomingNodeSet(cnode);
+    System.out.println("------inNodeSetToCNode=" + inNodeSetToCNode);
+    for (Iterator iterator = combinationNodeSetInSimpleGraph.iterator(); iterator.hasNext();) {
+      HNode nodeBelongToTheSameCombinationNode = (HNode) iterator.next();
+      if (inNodeSetToCNode.contains(nodeBelongToTheSameCombinationNode)) {
+        // the combination node 'cnode' is not the highest location among the same combination node
+        return false;
+      }
+    }
+
+    return true;
+  }
+
   private void expandCombinationNode(Descriptor desc, SSJavaLattice<String> lattice,
       Set<HNode> visited, Map<TripleItem, String> mapIntermediateLoc, LocationSummary locSummary,
       HNode cnode) {
 
-    // System.out.println("expandCombinationNode=" + cnode);
     // expand the combination node 'outNode'
     // here we need to expand the corresponding combination location in the lattice
     HNode combinationNodeInSCGraph = getCombinationNodeInSCGraph(desc, cnode);
 
+    System.out.println("expandCombinationNode=" + cnode + "  cnode in scgraph="
+        + combinationNodeInSCGraph);
+
+    if (combinationNodeInSCGraph == null) {
+      return;
+    }
+
     HierarchyGraph simpleGraph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
+    HierarchyGraph scGraph = infer.getSkeletonCombinationHierarchyGraph(desc);
 
     Set<HNode> combineSkeletonNodeSet = simpleGraph.getCombineSetByCombinationNode(cnode);
 
@@ -331,14 +618,17 @@ public class BuildLattice {
 
     // System.out.println("combinationNodeSet=" + combinationNodeSet);
 
-    Set<HNode> endNodeSetFromSimpleGraph =
-        simpleGraph.getDirectlyReachableSkeletonCombinationNodeFrom(cnode, combinationNodeSet);
+    // TODO
+    // Set<HNode> endNodeSetFromSimpleGraph =
+    // simpleGraph.getDirectlyReachableSkeletonCombinationNodeFrom(cnode, combinationNodeSet);
     // System.out.println("-endNodeSetFromSimpleGraph=" + endNodeSetFromSimpleGraph);
-    Set<HNode> endCombNodeSet = new HashSet<HNode>();
-    for (Iterator iterator3 = endNodeSetFromSimpleGraph.iterator(); iterator3.hasNext();) {
-      HNode endNode = (HNode) iterator3.next();
-      endCombNodeSet.add(getCombinationNodeInSCGraph(desc, endNode));
-    }
+    // Set<HNode> endCombNodeSet = new HashSet<HNode>();
+    // for (Iterator iterator3 = endNodeSetFromSimpleGraph.iterator(); iterator3.hasNext();) {
+    // HNode endNode = (HNode) iterator3.next();
+    // endCombNodeSet.add(getCombinationNodeInSCGraph(desc, endNode));
+    // }
+
+    Set<HNode> endCombNodeSet = scGraph.getOutgoingNodeSet(combinationNodeInSCGraph);
     visited.add(cnode);
 
     // follows the straight line up to another skeleton/combination node
@@ -471,7 +761,6 @@ public class BuildLattice {
       int idx, LocationSummary locSummary, HNode curNode) {
 
     TripleItem item = new TripleItem(startNode, endNodeSet, idx);
-    // System.out.println("item=" + item);
     if (!mapIntermediateLoc.containsKey(item)) {
       // need to create a new intermediate location in the lattice
       String newLocName = "ILOC" + (LocationInference.locSeed++);
@@ -501,13 +790,14 @@ public class BuildLattice {
     }
 
     String locName = mapIntermediateLoc.get(item);
-    HierarchyGraph graph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
+    HierarchyGraph simpleHierarchyGraph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
 
     if (curNode.isSharedNode()) {
       // if the current node is shared location, add a shared location to the lattice later
+      System.out.println("###SHARED ITEM=" + item);
       mapSharedNodeToTripleItem.put(curNode, item);
     } else {
-      Set<Descriptor> descSet = graph.getDescSetOfNode(curNode);
+      Set<Descriptor> descSet = simpleHierarchyGraph.getDescSetOfNode(curNode);
       for (Iterator iterator = descSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
         Descriptor d = (Descriptor) iterator.next();
         locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(d.getSymbol(), locName);
@@ -515,20 +805,42 @@ public class BuildLattice {
       locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(curNode.getName(), locName);
     }
 
-    // System.out.println("-TripleItem=" + item);
-    // System.out.println("-curNode=" + curNode.getName() + " S=" + curNode.isSharedNode()
-    // + " locName=" + locName);
+    System.out.println("-TripleItem normal=" + item);
+    System.out.println("-curNode=" + curNode.getName() + " S=" + curNode.isSharedNode()
+        + " locName=" + locName + "  isC=" + curNode.isCombinationNode());
 
-    Set<HNode> outSet = graph.getOutgoingNodeSet(curNode);
+    Set<HNode> outSet = simpleHierarchyGraph.getOutgoingNodeSet(curNode);
     for (Iterator iterator2 = outSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
       HNode outNode = (HNode) iterator2.next();
+
+      Set<HNode> incomingHNodeSetToOutNode = simpleHierarchyGraph.getIncomingNodeSet(outNode);
+      System.out.println("outNode=" + outNode);
+      System.out.println("---incomingHNodeSetToOutNode=" + incomingHNodeSetToOutNode);
+
       if (!outNode.isSkeleton() && !outNode.isCombinationNode() && !visited.contains(outNode)) {
-        visited.add(outNode);
-        recurDFSNormalNode(desc, lattice, startNode, endNodeSet, visited, mapIntermediateLoc,
-            idx + 1, locSummary, outNode);
+        Pair<HNode, HNode> pair = new Pair(startNode, outNode);
+        if (visited.containsAll(simpleHierarchyGraph.getIncomingNodeSet(outNode))) {
+          visited.add(outNode);
+          int newidx = getCurrentHighestIndex(pair, idx + 1);
+          // int newidx = getCurrentHighestIndex(outNode, idx + 1);
+          recurDFSNormalNode(desc, lattice, startNode, endNodeSet, visited, mapIntermediateLoc,
+              newidx, locSummary, outNode);
+          // recurDFSNormalNode(desc, lattice, startNode, endNodeSet, visited, mapIntermediateLoc,
+          // idx + 1, locSummary, outNode);
+        } else {
+          updateHighestIndex(pair, idx + 1);
+          // updateHighestIndex(outNode, idx + 1);
+          System.out.println("NOT RECUR");
+        }
       } else if (!outNode.isSkeleton() && outNode.isCombinationNode() && !visited.contains(outNode)) {
-        expandCombinationNode(desc, lattice, visited, mapIntermediateLoc, locSummary, outNode);
+        if (needToExpandCombinationNode(desc, outNode)) {
+          System.out.println("NEED TO");
+          expandCombinationNode(desc, lattice, visited, mapIntermediateLoc, locSummary, outNode);
+        } else {
+          System.out.println("NOT NEED TO");
+        }
       }
+
     }
 
   }
@@ -571,13 +883,14 @@ public class BuildLattice {
     // return;
     // }
 
-    HierarchyGraph graph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
+    HierarchyGraph simpleHierarchyGraph = infer.getSimpleHierarchyGraph(desc);
     String locName = mapIntermediateLoc.get(item);
     if (curNode.isSharedNode()) {
       // if the current node is shared location, add a shared location to the lattice later
+      System.out.println("###SHARED ITEM=" + item);
       mapSharedNodeToTripleItem.put(curNode, item);
     } else {
-      Set<Descriptor> descSet = graph.getDescSetOfNode(curNode);
+      Set<Descriptor> descSet = simpleHierarchyGraph.getDescSetOfNode(curNode);
       for (Iterator iterator = descSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
         Descriptor d = (Descriptor) iterator.next();
         locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(d.getSymbol(), locName);
@@ -585,32 +898,112 @@ public class BuildLattice {
       locSummary.addMapHNodeNameToLocationName(curNode.getName(), locName);
     }
 
-    // System.out.println("-TripleItem=" + item);
-    // System.out.println("-curNode=" + curNode.getName() + " S=" + curNode.isSharedNode()
-    // + " locName=" + locName);
+    System.out.println("-TripleItem=" + item);
+    System.out.println("-curNode=" + curNode.getName() + " S=" + curNode.isSharedNode()
+        + " locName=" + locName);
 
-    Set<HNode> outSet = graph.getOutgoingNodeSet(curNode);
+    Set<HNode> outSet = simpleHierarchyGraph.getOutgoingNodeSet(curNode);
     for (Iterator iterator2 = outSet.iterator(); iterator2.hasNext();) {
       HNode outNode = (HNode) iterator2.next();
-      // System.out.println("recurDFS outNode=" + outNode);
-      // System.out.println("---cur combinationNodeInSCGraph=" + combinationNodeInSCGraph);
-      // System.out.println("---outNode combinationNodeInSCGraph="
-      // + getCombinationNodeInSCGraph(desc, outNode));
+      System.out.println("---recurDFS outNode=" + outNode);
+      System.out.println("---cur combinationNodeInSCGraph=" + combinationNodeInSCGraph);
+      System.out.println("---outNode combinationNodeInSCGraph="
+          + getCombinationNodeInSCGraph(desc, outNode));
+
       if (!outNode.isSkeleton() && !visited.contains(outNode)) {
         if (outNode.isCombinationNode()) {
+
+          Set<HNode> combineSkeletonNodeSet =
+              simpleHierarchyGraph.getCombineSetByCombinationNode(outNode);
+          Set<HNode> incomingHNodeSetToOutNode = simpleHierarchyGraph.getIncomingNodeSet(outNode);
+          // extract nodes belong to the same combine node
+          Set<HNode> incomingCombinedHNodeSet = new HashSet<HNode>();
+          for (Iterator iterator = incomingHNodeSetToOutNode.iterator(); iterator.hasNext();) {
+            HNode inNode = (HNode) iterator.next();
+            if (combineSkeletonNodeSet.contains(inNode)) {
+              incomingCombinedHNodeSet.add(inNode);
+            }
+          }
+          System.out.println("-----incomingCombinedHNodeSet=" + incomingCombinedHNodeSet);
+
           // check whether the next combination node is different from the current node
           if (combinationNodeInSCGraph.equals(getCombinationNodeInSCGraph(desc, outNode))) {
-            visited.add(outNode);
-            recurDFS(desc, lattice, combinationNodeInSCGraph, endNodeSet, visited,
-                mapIntermediateLoc, idx + 1, locSummary, outNode);
+            Pair<HNode, HNode> pair = new Pair(combinationNodeInSCGraph, outNode);
+            if (visited.containsAll(incomingCombinedHNodeSet)) {
+              visited.add(outNode);
+              System.out.println("-------curIdx=" + (idx + 1));
+
+              int newIdx = getCurrentHighestIndex(pair, idx + 1);
+              // int newIdx = getCurrentHighestIndex(outNode, idx + 1);
+              System.out.println("-------newIdx=" + newIdx);
+              recurDFS(desc, lattice, combinationNodeInSCGraph, endNodeSet, visited,
+                  mapIntermediateLoc, newIdx, locSummary, outNode);
+              // recurDFS(desc, lattice, combinationNodeInSCGraph, endNodeSet, visited,
+              // mapIntermediateLoc, idx + 1, locSummary, outNode);
+            } else {
+              updateHighestIndex(pair, idx + 1);
+              // updateHighestIndex(outNode, idx + 1);
+              System.out.println("-----NOT RECUR!");
+            }
           } else {
-            expandCombinationNode(desc, lattice, visited, mapIntermediateLoc, locSummary, outNode);
+            if (needToExpandCombinationNode(desc, outNode)) {
+              System.out.println("NEED TO");
+              expandCombinationNode(desc, lattice, visited, mapIntermediateLoc, locSummary, outNode);
+            } else {
+              System.out.println("NOT NEED TO");
+            }
+
           }
         }
-
       }
+      // }
+
+    }
+
+  }
+
+  private int getCurrentHighestIndex(Pair<HNode, HNode> pair, int curIdx) {
+    int recordedIdx = getCurrentHighestIndex(pair);
+    if (recordedIdx > curIdx) {
+      return recordedIdx;
+    } else {
+      return curIdx;
+    }
+  }
+
+  private int getCurrentHighestIndex(HNode node, int curIdx) {
+    int recordedIdx = getCurrentHighestIndex(node);
+    if (recordedIdx > curIdx) {
+      return recordedIdx;
+    } else {
+      return curIdx;
+    }
+  }
+
+  private int getCurrentHighestIndex(Pair<HNode, HNode> pair) {
+    if (!mapItemToHighestIndex.containsKey(pair)) {
+      mapItemToHighestIndex.put(pair, new Integer(-1));
+    }
+    return mapItemToHighestIndex.get(pair).intValue();
+  }
+
+  private void updateHighestIndex(Pair<HNode, HNode> pair, int idx) {
+    if (idx > getCurrentHighestIndex(pair)) {
+      mapItemToHighestIndex.put(pair, new Integer(idx));
+    }
+  }
+
+  private int getCurrentHighestIndex(HNode node) {
+    if (!mapHNodeToHighestIndex.containsKey(node)) {
+      mapHNodeToHighestIndex.put(node, new Integer(-1));
     }
+    return mapHNodeToHighestIndex.get(node).intValue();
+  }
 
+  private void updateHighestIndex(HNode node, int idx) {
+    if (idx > getCurrentHighestIndex(node)) {
+      mapHNodeToHighestIndex.put(node, new Integer(idx));
+    }
   }
 
   private String generateElementName(BasisSet basisSet, HierarchyGraph inputGraph,
@@ -746,8 +1139,8 @@ public class BuildLattice {
 
   private void debug_print(HierarchyGraph inputGraph) {
     System.out.println("\nBuild Lattice:" + inputGraph.getName());
-    // System.out.println("Node2Index:\n" + inputGraph.getMapHNodeToUniqueIndex());
-    // System.out.println("Node2Basis:\n" + inputGraph.getMapHNodeToBasis());
+    System.out.println("Node2Index:\n" + inputGraph.getMapHNodeToUniqueIndex());
+    System.out.println("Node2Basis:\n" + inputGraph.getMapHNodeToBasis());
   }
 
 }
@@ -779,6 +1172,123 @@ class Identifier {
 
 }
 
+class LocPair {
+  public String nonShared;
+  public String shared;
+
+  public int hashCode() {
+    int h = 0;
+    if (nonShared != null) {
+      h = nonShared.hashCode();
+    }
+    if (shared != null) {
+      h = shared.hashCode();
+    }
+    return h;
+  }
+
+  public boolean equals(Object obj) {
+
+    if (obj instanceof LocPair) {
+      LocPair in = (LocPair) obj;
+
+      if ((nonShared == null && in.nonShared == null)
+          || (nonShared != null && nonShared.equals(in.nonShared))) {
+
+        if ((shared == null && in.shared == null) || (shared != null && shared.equals(in.shared))) {
+          return true;
+        }
+
+      }
+
+    }
+
+    return false;
+  }
+
+  public String toString() {
+    String rtr = "<" + nonShared + "," + shared + ">";
+    return rtr;
+  }
+}
+
+class LineIdentifier {
+  public String startLoc;
+  public Set<String> lowerLocSet;
+
+  public LineIdentifier(String s, Set<String> lSet) {
+    startLoc = s;
+    lowerLocSet = lSet;
+  }
+
+  public int hashCode() {
+    int h = 0;
+    h = startLoc.hashCode();
+    return h + lowerLocSet.hashCode();
+  }
+
+  public boolean equals(Object obj) {
+
+    if (obj instanceof LineIdentifier) {
+      LineIdentifier in = (LineIdentifier) obj;
+      if (startLoc.equals(in.startLoc) && lowerLocSet.equals(in.lowerLocSet)) {
+        return true;
+      }
+    }
+
+    return false;
+  }
+
+  public String toString() {
+    String rtr = startLoc + "->" + lowerLocSet;
+    return rtr;
+  }
+
+}
+
+class InterLocItem {
+  public String startLoc;
+  public Set<String> lowerLocSet;
+  public int idx;
+
+  public InterLocItem(String h, Set<String> l, int i) {
+    startLoc = h;
+    lowerLocSet = l;
+    idx = i;
+  }
+
+  public int hashCode() {
+
+    int h = 0;
+    if (startLoc != null) {
+      h = startLoc.hashCode();
+    }
+
+    return h + lowerLocSet.hashCode() + idx;
+  }
+
+  public boolean equals(Object obj) {
+
+    if (obj instanceof InterLocItem) {
+      InterLocItem in = (InterLocItem) obj;
+      if ((startLoc == null || (startLoc != null && startLoc.equals(in.startLoc)))
+          && lowerLocSet.equals(in.lowerLocSet) && idx == in.idx) {
+        return true;
+      }
+    }
+
+    return false;
+  }
+
+  public String toString() {
+    String rtr = startLoc + "-" + idx + "->" + lowerLocSet;
+    if (idx % 2 != 0) {
+      rtr += " S";
+    }
+    return rtr;
+  }
+}
+
 class TripleItem {
   public HNode higherNode;
   public Set<HNode> lowerNodeSet;
@@ -834,4 +1344,5 @@ class TripleItem {
     }
     return rtr;
   }
+
 }