lib/Analysis/IPA/CallGraph.cpp

   1 //===- CallGraph.cpp - Build a Module's call graph ------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 //  This file implements the CallGraph class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
  15 #include "llvm/Constants.h"     // Remove when ConstantPointerRefs are gone
  16 #include "llvm/Module.h"
  17 #include "llvm/iOther.h"
  18 #include "llvm/iTerminators.h"
  19 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  20 #include "Support/STLExtras.h"
  21 using namespace llvm;
  22
  23 static RegisterAnalysis<CallGraph> X("callgraph", "Call Graph Construction");
  24
  25 // getNodeFor - Return the node for the specified function or create one if it
  26 // does not already exist.
  27 //
  28 CallGraphNode *CallGraph::getNodeFor(Function *F) {
  29   CallGraphNode *&CGN = FunctionMap[F];
  30   if (CGN) return CGN;
  31
  32   assert((!F || F->getParent() == Mod) && "Function not in current module!");
  33   return CGN = new CallGraphNode(F);
  34 }
  35
  36 static bool isOnlyADirectCall(Function *F, CallSite CS) {
  37   if (!CS.getInstruction()) return false;
  38   for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end(); I != E; ++I)
  39     if (*I == F) return false;
  40   return true;
  41 }
  42
  43 // addToCallGraph - Add a function to the call graph, and link the node to all
  44 // of the functions that it calls.
  45 //
  46 void CallGraph::addToCallGraph(Function *F) {
  47   CallGraphNode *Node = getNodeFor(F);
  48
  49   // If this function has external linkage, anything could call it...
  50   if (!F->hasInternalLinkage()) {
  51     ExternalCallingNode->addCalledFunction(Node);
  52
  53     // Found the entry point?
  54     if (F->getName() == "main") {
  55       if (Root)    // Found multiple external mains?  Don't pick one.
  56         Root = ExternalCallingNode;
  57       else
  58         Root = Node;          // Found a main, keep track of it!
  59     }
  60   }
  61
  62   // If this function is not defined in this translation unit, it could call
  63   // anything.
  64   if (F->isExternal() && !F->getIntrinsicID())
  65     Node->addCalledFunction(CallsExternalNode);
  66
  67   // Loop over all of the users of the function... looking for callers...
  68   //
  69   bool isUsedExternally = false;
  70   for (Value::use_iterator I = F->use_begin(), E = F->use_end(); I != E; ++I) {
  71     if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(*I)) {
  72       if (isOnlyADirectCall(F, CallSite::get(Inst)))
  73         getNodeFor(Inst->getParent()->getParent())->addCalledFunction(Node);
  74       else
  75         isUsedExternally = true;
  76     } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(*I)) {
  77       for (Value::use_iterator I = GV->use_begin(), E = GV->use_end();
  78            I != E; ++I)
  79         if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(*I)) {
  80           if (isOnlyADirectCall(F, CallSite::get(Inst)))
  81             getNodeFor(Inst->getParent()->getParent())->addCalledFunction(Node);
  82           else
  83             isUsedExternally = true;
  84         } else {
  85           isUsedExternally = true;
  86         }
  87     } else {                        // Can't classify the user!
  88       isUsedExternally = true;
  89     }
  90   }
  91   if (isUsedExternally)
  92     ExternalCallingNode->addCalledFunction(Node);
  93
  94   // Look for an indirect function call...
  95   for (Function::iterator BB = F->begin(), BBE = F->end(); BB != BBE; ++BB)
  96     for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), IE = BB->end(); II != IE; ++II){
  97       CallSite CS = CallSite::get(II);
  98       if (CS.getInstruction() && !CS.getCalledFunction())
  99         Node->addCalledFunction(CallsExternalNode);
 100     }
 101 }
 102
 103 bool CallGraph::run(Module &M) {
 104   destroy();
 105
 106   Mod = &M;
 107   ExternalCallingNode = getNodeFor(0);
 108   CallsExternalNode = new CallGraphNode(0);
 109   Root = 0;
 110
 111   // Add every function to the call graph...
 112   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
 113     addToCallGraph(I);
 114
 115   // If we didn't find a main function, use the external call graph node
 116   if (Root == 0) Root = ExternalCallingNode;
 117
 118   return false;
 119 }
 120
 121 void CallGraph::destroy() {
 122   for (FunctionMapTy::iterator I = FunctionMap.begin(), E = FunctionMap.end();
 123        I != E; ++I)
 124     delete I->second;
 125   FunctionMap.clear();
 126   delete CallsExternalNode;
 127   CallsExternalNode = 0;
 128 }
 129
 130 static void WriteToOutput(const CallGraphNode *CGN, std::ostream &o) {
 131   if (CGN->getFunction())
 132     o << "Call graph node for function: '"
 133       << CGN->getFunction()->getName() <<"'\n";
 134   else
 135     o << "Call graph node <<null function: 0x" << CGN << ">>:\n";
 136
 137   for (unsigned i = 0; i < CGN->size(); ++i)
 138     if ((*CGN)[i]->getFunction())
 139       o << "  Calls function '" << (*CGN)[i]->getFunction()->getName() << "'\n";
 140     else
 141       o << "  Calls external node\n";
 142   o << "\n";
 143 }
 144
 145 void CallGraph::print(std::ostream &o, const Module *M) const {
 146   o << "CallGraph Root is: ";
 147   if (getRoot()->getFunction())
 148     o << getRoot()->getFunction()->getName() << "\n";
 149   else
 150     o << "<<null function: 0x" << getRoot() << ">>\n";
 151
 152   for (CallGraph::const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
 153     WriteToOutput(I->second, o);
 154 }
 155
 156
 157 //===----------------------------------------------------------------------===//
 158 // Implementations of public modification methods
 159 //
 160
 161 // Functions to keep a call graph up to date with a function that has been
 162 // modified
 163 //
 164 void CallGraph::addFunctionToModule(Function *F) {
 165   assert(0 && "not implemented");
 166   abort();
 167 }
 168
 169 // removeFunctionFromModule - Unlink the function from this module, returning
 170 // it.  Because this removes the function from the module, the call graph node
 171 // is destroyed.  This is only valid if the function does not call any other
 172 // functions (ie, there are no edges in it's CGN).  The easiest way to do this
 173 // is to dropAllReferences before calling this.
 174 //
 175 Function *CallGraph::removeFunctionFromModule(CallGraphNode *CGN) {
 176   assert(CGN->CalledFunctions.empty() && "Cannot remove function from call "
 177          "graph if it references other functions!");
 178   Function *F = CGN->getFunction(); // Get the function for the call graph node
 179   delete CGN;                       // Delete the call graph node for this func
 180   FunctionMap.erase(F);             // Remove the call graph node from the map
 181
 182   Mod->getFunctionList().remove(F);
 183   return F;
 184 }
 185
 186 void CallGraph::stub() {}
 187
 188 void CallGraphNode::removeCallEdgeTo(CallGraphNode *Callee) {
 189   for (unsigned i = CalledFunctions.size(); ; --i) {
 190     assert(i && "Cannot find callee to remove!");
 191     if (CalledFunctions[i-1] == Callee) {
 192       CalledFunctions.erase(CalledFunctions.begin()+i-1);
 193       return;
 194     }
 195   }
 196 }