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[oota-llvm.git] / lib / Analysis / DataStructure / BottomUpClosure.cpp
1 //===- BottomUpClosure.cpp - Compute the bottom up interprocedure closure -===//
2 //
3 // This file implements the BUDataStructures class, which represents the
4 // Bottom-Up Interprocedural closure of the data structure graph over the
5 // program.  This is useful for applications like pool allocation, but **not**
6 // applications like pointer analysis.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9
10 #include "llvm/Analysis/DataStructure.h"
11 #include "llvm/Module.h"
12 #include "llvm/DerivedTypes.h"
13 #include "Support/StatisticReporter.h"
14 using std::map;
15
16 static RegisterAnalysis<BUDataStructures>
17 X("budatastructure", "Bottom-Up Data Structure Analysis Closure");
18 AnalysisID BUDataStructures::ID(AnalysisID::create<BUDataStructures>());
19
20 // releaseMemory - If the pass pipeline is done with this pass, we can release
21 // our memory... here...
22 //
23 void BUDataStructures::releaseMemory() {
24   for (map<Function*, DSGraph*>::iterator I = DSInfo.begin(),
25          E = DSInfo.end(); I != E; ++I)
26     delete I->second;
27
28   // Empty map so next time memory is released, data structures are not
29   // re-deleted.
30   DSInfo.clear();
31 }
32
33 // run - Calculate the bottom up data structure graphs for each function in the
34 // program.
35 //
36 bool BUDataStructures::run(Module &M) {
37   // Simply calculate the graphs for each function...
38   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
39     if (!I->isExternal())
40       calculateGraph(*I);
41   return false;
42 }
43
44
45 // ResolveArguments - Resolve the formal and actual arguments for a function
46 // call.
47 //
48 static void ResolveArguments(std::vector<DSNodeHandle> &Call, Function &F,
49                              map<Value*, DSNodeHandle> &ValueMap) {
50   // Resolve all of the function arguments...
51   Function::aiterator AI = F.abegin();
52   for (unsigned i = 2, e = Call.size(); i != e; ++i) {
53     // Advance the argument iterator to the first pointer argument...
54     while (!isa<PointerType>(AI->getType())) ++AI;
55     
56     // Add the link from the argument scalar to the provided value
57     DSNode *NN = ValueMap[AI];
58     NN->addEdgeTo(Call[i]);
59     ++AI;
60   }
61 }
62
63 // MergeGlobalNodes - Merge global value nodes in the inlined graph with the
64 // global value nodes in the current graph if there are duplicates.
65 //
66 static void MergeGlobalNodes(map<Value*, DSNodeHandle> &ValMap,
67                              map<Value*, DSNodeHandle> &OldValMap) {
68   // Loop over all of the nodes inlined, if any of them are global variable
69   // nodes, we must make sure they get properly added or merged with the ValMap.
70   //
71   for (map<Value*, DSNodeHandle>::iterator I = OldValMap.begin(),
72          E = OldValMap.end(); I != E; ++I)
73     if (isa<GlobalValue>(I->first)) {
74       DSNodeHandle &NH = ValMap[I->first];  // Look up global in ValMap.
75       if (NH == 0) {        // No entry for the global yet?
76         NH = I->second;     // Add the one just inlined...
77       } else {
78         NH->mergeWith(I->second); // Merge the two globals together.
79       }
80     }
81
82 }
83
84 DSGraph &BUDataStructures::calculateGraph(Function &F) {
85   // Make sure this graph has not already been calculated, or that we don't get
86   // into an infinite loop with mutually recursive functions.
87   //
88   DSGraph *&Graph = DSInfo[&F];
89   if (Graph) return *Graph;
90
91   // Copy the local version into DSInfo...
92   Graph = new DSGraph(getAnalysis<LocalDataStructures>().getDSGraph(F));
93
94   // Save a copy of the original call nodes for the top-down pass
95   Graph->saveOrigFunctionCalls();
96   
97   // Start resolving calls...
98   std::vector<std::vector<DSNodeHandle> > &FCs = Graph->getFunctionCalls();
99
100   DEBUG(std::cerr << "Inlining: " << F.getName() << "\n");
101
102   bool Inlined;
103   do {
104     Inlined = false;
105     for (unsigned i = 0; i != FCs.size(); ++i) {
106       // Copy the call, because inlining graphs may invalidate the FCs vector.
107       std::vector<DSNodeHandle> Call = FCs[i];
108
109       // If the function list is not incomplete...
110       if ((Call[1]->NodeType & DSNode::Incomplete) == 0) {
111         // Start inlining all of the functions we can... some may not be
112         // inlinable if they are external...
113         //
114         std::vector<GlobalValue*> Globals(Call[1]->getGlobals());
115
116         // Loop over the functions, inlining whatever we can...
117         for (unsigned g = 0; g != Globals.size(); ++g) {
118           // Must be a function type, so this cast MUST succeed.
119           Function &FI = cast<Function>(*Globals[g]);
120           if (&FI == &F) {
121             // Self recursion... simply link up the formal arguments with the
122             // actual arguments...
123            
124             DEBUG(std::cerr << "Self Inlining: " << F.getName() << "\n");
125
126             if (Call[0]) // Handle the return value if present...
127               Graph->RetNode->mergeWith(Call[0]);
128
129             // Resolve the arguments in the call to the actual values...
130             ResolveArguments(Call, F, Graph->getValueMap());
131
132             // Erase the entry in the globals vector
133             Globals.erase(Globals.begin()+g--);
134           } else if (!FI.isExternal()) {
135             DEBUG(std::cerr << "In " << F.getName() << " inlining: "
136                   << FI.getName() << "\n");
137             
138             // Get the data structure graph for the called function, closing it
139             // if possible (which is only impossible in the case of mutual
140             // recursion...
141             //
142             DSGraph &GI = calculateGraph(FI);  // Graph to inline
143
144             DEBUG(std::cerr << "Got graph for " << FI.getName() << " in: "
145                   << F.getName() << "\n");
146
147             // Remember the callers for each callee for use in the top-down
148             // pass so we don't have to compute this again
149             GI.addCaller(F);
150
151             // Clone the callee's graph into the current graph, keeping
152             // track of where scalars in the old graph _used_ to point
153             // and of the new nodes matching nodes of the old graph ...
154             std::map<Value*, DSNodeHandle> OldValMap;
155             std::map<const DSNode*, DSNode*> OldNodeMap; // unused
156
157             // The clone call may invalidate any of the vectors in the data
158             // structure graph.
159             DSNode *RetVal = Graph->cloneInto(GI, OldValMap, OldNodeMap);
160
161             ResolveArguments(Call, FI, OldValMap);
162
163             if (Call[0])  // Handle the return value if present
164               RetVal->mergeWith(Call[0]);
165             
166             // Merge global value nodes in the inlined graph with the global
167             // value nodes in the current graph if there are duplicates.
168             //
169             MergeGlobalNodes(Graph->getValueMap(), OldValMap);
170
171             // Erase the entry in the globals vector
172             Globals.erase(Globals.begin()+g--);
173           } else if (FI.getName() == "printf" || FI.getName() == "sscanf" ||
174                      FI.getName() == "fprintf" || FI.getName() == "open" ||
175                      FI.getName() == "sprintf") {
176
177             // Erase the entry in the globals vector
178             Globals.erase(Globals.begin()+g--);
179           }
180         }
181
182         if (Globals.empty()) {         // Inlined all of the function calls?
183           // Erase the call if it is resolvable...
184           FCs.erase(FCs.begin()+i--);  // Don't skip a the next call...
185           Inlined = true;
186         } else if (Globals.size() != Call[1]->getGlobals().size()) {
187           // Was able to inline SOME, but not all of the functions.  Construct a
188           // new global node here.
189           //
190           assert(0 && "Unimpl!");
191           Inlined = true;
192         }
193       }
194     }
195
196     // Recompute the Incomplete markers.  If there are any function calls left
197     // now that are complete, we must loop!
198     if (Inlined) {
199       Graph->maskIncompleteMarkers();
200       Graph->markIncompleteNodes();
201       Graph->removeDeadNodes();
202     }
203   } while (Inlined && !FCs.empty());
204
205   return *Graph;
206 }