Add PMStack, a Pass Manager stack.
[oota-llvm.git] / lib / VMCore / PassManager.cpp
1 //===- PassManager.cpp - LLVM Pass Infrastructure Implementation ----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by Devang Patel 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 LLVM Pass Manager infrastructure. 
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14
15 #include "llvm/PassManager.h"
16 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
17 #include "llvm/Support/Timer.h"
18 #include "llvm/Module.h"
19 #include "llvm/ModuleProvider.h"
20 #include "llvm/Support/Streams.h"
21 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
22 #include <vector>
23 #include <map>
24
25 using namespace llvm;
26 class llvm::PMDataManager;
27
28 //===----------------------------------------------------------------------===//
29 // Overview:
30 // The Pass Manager Infrastructure manages passes. It's responsibilities are:
31 // 
32 //   o Manage optimization pass execution order
33 //   o Make required Analysis information available before pass P is run
34 //   o Release memory occupied by dead passes
35 //   o If Analysis information is dirtied by a pass then regenerate Analysis 
36 //     information before it is consumed by another pass.
37 //
38 // Pass Manager Infrastructure uses multiple pass managers.  They are
39 // PassManager, FunctionPassManager, MPPassManager, FPPassManager, BBPassManager.
40 // This class hierarcy uses multiple inheritance but pass managers do not derive
41 // from another pass manager.
42 //
43 // PassManager and FunctionPassManager are two top-level pass manager that
44 // represents the external interface of this entire pass manager infrastucture.
45 //
46 // Important classes :
47 //
48 // [o] class PMTopLevelManager;
49 //
50 // Two top level managers, PassManager and FunctionPassManager, derive from 
51 // PMTopLevelManager. PMTopLevelManager manages information used by top level 
52 // managers such as last user info.
53 //
54 // [o] class PMDataManager;
55 //
56 // PMDataManager manages information, e.g. list of available analysis info, 
57 // used by a pass manager to manage execution order of passes. It also provides
58 // a place to implement common pass manager APIs. All pass managers derive from
59 // PMDataManager.
60 //
61 // [o] class BBPassManager : public FunctionPass, public PMDataManager;
62 //
63 // BBPassManager manages BasicBlockPasses.
64 //
65 // [o] class FunctionPassManager;
66 //
67 // This is a external interface used by JIT to manage FunctionPasses. This
68 // interface relies on FunctionPassManagerImpl to do all the tasks.
69 //
70 // [o] class FunctionPassManagerImpl : public ModulePass, PMDataManager,
71 //                                     public PMTopLevelManager;
72 //
73 // FunctionPassManagerImpl is a top level manager. It manages FPPassManagers
74 //
75 // [o] class FPPassManager : public ModulePass, public PMDataManager;
76 //
77 // FPPassManager manages FunctionPasses and BBPassManagers
78 //
79 // [o] class MPPassManager : public Pass, public PMDataManager;
80 //
81 // MPPassManager manages ModulePasses and FPPassManagers
82 //
83 // [o] class PassManager;
84 //
85 // This is a external interface used by various tools to manages passes. It
86 // relies on PassManagerImpl to do all the tasks.
87 //
88 // [o] class PassManagerImpl : public Pass, public PMDataManager,
89 //                             public PMDTopLevelManager
90 //
91 // PassManagerImpl is a top level pass manager responsible for managing
92 // MPPassManagers.
93 //===----------------------------------------------------------------------===//
94
95 namespace llvm {
96
97 //===----------------------------------------------------------------------===//
98 // Pass debugging information.  Often it is useful to find out what pass is
99 // running when a crash occurs in a utility.  When this library is compiled with
100 // debugging on, a command line option (--debug-pass) is enabled that causes the
101 // pass name to be printed before it executes.
102 //
103
104 // Different debug levels that can be enabled...
105 enum PassDebugLevel {
106   None, Arguments, Structure, Executions, Details
107 };
108
109 static cl::opt<enum PassDebugLevel>
110 PassDebugging_New("debug-pass", cl::Hidden,
111                   cl::desc("Print PassManager debugging information"),
112                   cl::values(
113   clEnumVal(None      , "disable debug output"),
114   clEnumVal(Arguments , "print pass arguments to pass to 'opt'"),
115   clEnumVal(Structure , "print pass structure before run()"),
116   clEnumVal(Executions, "print pass name before it is executed"),
117   clEnumVal(Details   , "print pass details when it is executed"),
118                              clEnumValEnd));
119 } // End of llvm namespace
120
121 namespace {
122
123 //===----------------------------------------------------------------------===//
124 // PMTopLevelManager
125 //
126 /// PMTopLevelManager manages LastUser info and collects common APIs used by
127 /// top level pass managers.
128 class VISIBILITY_HIDDEN PMTopLevelManager {
129 public:
130
131   virtual unsigned getNumContainedManagers() {
132     return PassManagers.size();
133   }
134
135   /// Schedule pass P for execution. Make sure that passes required by
136   /// P are run before P is run. Update analysis info maintained by
137   /// the manager. Remove dead passes. This is a recursive function.
138   void schedulePass(Pass *P);
139
140   /// This is implemented by top level pass manager and used by 
141   /// schedulePass() to add analysis info passes that are not available.
142   virtual void addTopLevelPass(Pass  *P) = 0;
143
144   /// Set pass P as the last user of the given analysis passes.
145   void setLastUser(std::vector<Pass *> &AnalysisPasses, Pass *P);
146
147   /// Collect passes whose last user is P
148   void collectLastUses(std::vector<Pass *> &LastUses, Pass *P);
149
150   /// Find the pass that implements Analysis AID. Search immutable
151   /// passes and all pass managers. If desired pass is not found
152   /// then return NULL.
153   Pass *findAnalysisPass(AnalysisID AID);
154
155   virtual ~PMTopLevelManager() {
156     for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassManagers.begin(),
157            E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
158       delete *I;
159
160     for (std::vector<ImmutablePass *>::iterator
161            I = ImmutablePasses.begin(), E = ImmutablePasses.end(); I != E; ++I)
162       delete *I;
163
164     PassManagers.clear();
165   }
166
167   /// Add immutable pass and initialize it.
168   inline void addImmutablePass(ImmutablePass *P) {
169     P->initializePass();
170     ImmutablePasses.push_back(P);
171   }
172
173   inline std::vector<ImmutablePass *>& getImmutablePasses() {
174     return ImmutablePasses;
175   }
176
177   void addPassManager(Pass *Manager) {
178     PassManagers.push_back(Manager);
179   }
180
181   // Add Manager into the list of managers that are not directly
182   // maintained by this top level pass manager
183   inline void addIndirectPassManager(PMDataManager *Manager) {
184     IndirectPassManagers.push_back(Manager);
185   }
186
187   // Print passes managed by this top level manager.
188   void dumpPasses() const;
189   void dumpArguments() const;
190
191   void initializeAllAnalysisInfo();
192
193 protected:
194   
195   /// Collection of pass managers
196   std::vector<Pass *> PassManagers;
197
198 private:
199
200   /// Collection of pass managers that are not directly maintained
201   /// by this pass manager
202   std::vector<PMDataManager *> IndirectPassManagers;
203
204   // Map to keep track of last user of the analysis pass.
205   // LastUser->second is the last user of Lastuser->first.
206   std::map<Pass *, Pass *> LastUser;
207
208   /// Immutable passes are managed by top level manager.
209   std::vector<ImmutablePass *> ImmutablePasses;
210 };
211
212 } // End of anon namespace
213   
214 //===----------------------------------------------------------------------===//
215 // PMDataManager
216
217 namespace llvm {
218 /// PMDataManager provides the common place to manage the analysis data
219 /// used by pass managers.
220 class PMDataManager {
221 public:
222   PMDataManager(int Depth) : TPM(NULL), Depth(Depth) {
223     initializeAnalysisInfo();
224   }
225
226   virtual ~PMDataManager() {
227
228     for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassVector.begin(),
229            E = PassVector.end(); I != E; ++I)
230       delete *I;
231
232     PassVector.clear();
233   }
234
235   /// Return true IFF pass P's required analysis set does not required new
236   /// manager.
237   bool manageablePass(Pass *P);
238
239   /// Augment AvailableAnalysis by adding analysis made available by pass P.
240   void recordAvailableAnalysis(Pass *P);
241
242   /// Remove Analysis that is not preserved by the pass
243   void removeNotPreservedAnalysis(Pass *P);
244   
245   /// Remove dead passes
246   void removeDeadPasses(Pass *P, std::string &Msg);
247
248   /// Add pass P into the PassVector. Update 
249   /// AvailableAnalysis appropriately if ProcessAnalysis is true.
250   void addPassToManager(Pass *P, bool ProcessAnalysis = true);
251
252   /// Initialize available analysis information.
253   void initializeAnalysisInfo() { 
254     TransferLastUses.clear();
255     AvailableAnalysis.clear();
256   }
257
258   /// Populate RequiredPasses with the analysis pass that are required by
259   /// pass P.
260   void collectRequiredAnalysisPasses(std::vector<Pass *> &RequiredPasses,
261                                      Pass *P);
262
263   /// All Required analyses should be available to the pass as it runs!  Here
264   /// we fill in the AnalysisImpls member of the pass so that it can
265   /// successfully use the getAnalysis() method to retrieve the
266   /// implementations it needs.
267   void initializeAnalysisImpl(Pass *P);
268
269   /// Find the pass that implements Analysis AID. If desired pass is not found
270   /// then return NULL.
271   Pass *findAnalysisPass(AnalysisID AID, bool Direction);
272
273   // Access toplevel manager
274   PMTopLevelManager *getTopLevelManager() { return TPM; }
275   void setTopLevelManager(PMTopLevelManager *T) { TPM = T; }
276
277   unsigned getDepth() const { return Depth; }
278
279   // Print routines used by debug-pass
280   void dumpLastUses(Pass *P, unsigned Offset) const;
281   void dumpPassArguments() const;
282   void dumpPassInfo(Pass *P,  std::string &Msg1, std::string &Msg2) const;
283   void dumpAnalysisSetInfo(const char *Msg, Pass *P,
284                            const std::vector<AnalysisID> &Set) const;
285
286   std::vector<Pass *>& getTransferredLastUses() {
287     return TransferLastUses;
288   }
289
290   virtual unsigned getNumContainedPasses() { 
291     return PassVector.size();
292   }
293
294 protected:
295
296   // If a FunctionPass F is the last user of ModulePass info M
297   // then the F's manager, not F, records itself as a last user of M.
298   // Current pass manage is requesting parent manager to record parent
299   // manager as the last user of these TrransferLastUses passes.
300   std::vector<Pass *> TransferLastUses;
301
302   // Top level manager.
303   PMTopLevelManager *TPM;
304
305   // Collection of pass that are managed by this manager
306   std::vector<Pass *> PassVector;
307
308 private:
309   // Set of available Analysis. This information is used while scheduling 
310   // pass. If a pass requires an analysis which is not not available then 
311   // equired analysis pass is scheduled to run before the pass itself is 
312   // scheduled to run.
313   std::map<AnalysisID, Pass*> AvailableAnalysis;
314
315   unsigned Depth;
316 };
317
318 //===----------------------------------------------------------------------===//
319 // BBPassManager
320 //
321 /// BBPassManager manages BasicBlockPass. It batches all the
322 /// pass together and sequence them to process one basic block before
323 /// processing next basic block.
324 class VISIBILITY_HIDDEN BBPassManager : public PMDataManager, 
325                                         public FunctionPass {
326
327 public:
328   BBPassManager(int Depth) : PMDataManager(Depth) { }
329
330   /// Add a pass into a passmanager queue. 
331   bool addPass(Pass *p);
332   
333   /// Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
334   /// whether any of the passes modifies the function, and if so, return true.
335   bool runOnFunction(Function &F);
336
337   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
338   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
339     Info.setPreservesAll();
340   }
341
342   bool doInitialization(Module &M);
343   bool doInitialization(Function &F);
344   bool doFinalization(Module &M);
345   bool doFinalization(Function &F);
346
347   // Print passes managed by this manager
348   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
349     llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "BasicBlockPass Manager\n";
350     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
351       BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
352       BP->dumpPassStructure(Offset + 1);
353       dumpLastUses(BP, Offset+1);
354     }
355   }
356
357   BasicBlockPass *getContainedPass(unsigned N) {
358     assert ( N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
359     BasicBlockPass *BP = static_cast<BasicBlockPass *>(PassVector[N]);
360     return BP;
361   }
362 };
363
364 //===----------------------------------------------------------------------===//
365 // FPPassManager
366 //
367 /// FPPassManager manages BBPassManagers and FunctionPasses.
368 /// It batches all function passes and basic block pass managers together and 
369 /// sequence them to process one function at a time before processing next 
370 /// function.
371
372 class FPPassManager : public ModulePass, public PMDataManager {
373  
374 public:
375   FPPassManager(int Depth) : PMDataManager(Depth) { 
376     activeBBPassManager = NULL; 
377   }
378   
379   /// Add a pass into a passmanager queue. 
380   bool addPass(Pass *p);
381   
382   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
383   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
384   bool runOnFunction(Function &F);
385   bool runOnModule(Module &M);
386
387   /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
388   ///
389   bool doInitialization(Module &M);
390   
391   /// doFinalization - Run all of the initializers for the function passes.
392   ///
393   bool doFinalization(Module &M);
394
395   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
396   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
397     Info.setPreservesAll();
398   }
399
400   // Print passes managed by this manager
401   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
402     llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "FunctionPass Manager\n";
403     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
404       FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
405       FP->dumpPassStructure(Offset + 1);
406       dumpLastUses(FP, Offset+1);
407     }
408   }
409
410   FunctionPass *getContainedPass(unsigned N) {
411     assert ( N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
412     FunctionPass *FP = static_cast<FunctionPass *>(PassVector[N]);
413     return FP;
414   }
415
416 private:
417   // Active Pass Manager
418   BBPassManager *activeBBPassManager;
419 };
420
421 //===----------------------------------------------------------------------===//
422 // FunctionPassManagerImpl
423 //
424 /// FunctionPassManagerImpl manages FPPassManagers
425 class FunctionPassManagerImpl : public Pass,
426                                     public PMDataManager,
427                                     public PMTopLevelManager {
428
429 public:
430
431   FunctionPassManagerImpl(int Depth) : PMDataManager(Depth) {
432     activeManager = NULL;
433   }
434
435   /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
436   /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
437   /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
438   /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
439   void add(Pass *P) {
440     schedulePass(P);
441   }
442  
443   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
444   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
445   bool run(Function &F);
446
447   /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
448   ///
449   bool doInitialization(Module &M);
450   
451   /// doFinalization - Run all of the initializers for the function passes.
452   ///
453   bool doFinalization(Module &M);
454
455   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
456   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
457     Info.setPreservesAll();
458   }
459
460   inline void addTopLevelPass(Pass *P) {
461
462     if (ImmutablePass *IP = dynamic_cast<ImmutablePass *> (P)) {
463       
464       // P is a immutable pass and it will be managed by this
465       // top level manager. Set up analysis resolver to connect them.
466       AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
467       P->setResolver(AR);
468       initializeAnalysisImpl(P);
469       addImmutablePass(IP);
470       recordAvailableAnalysis(IP);
471     }
472     else 
473       addPass(P);
474   }
475
476   FPPassManager *getContainedManager(unsigned N) {
477     assert ( N < PassManagers.size() && "Pass number out of range!");
478     FPPassManager *FP = static_cast<FPPassManager *>(PassManagers[N]);
479     return FP;
480   }
481
482   /// Add a pass into a passmanager queue.
483   bool addPass(Pass *p);
484
485 private:
486
487   // Active Pass Manager
488   FPPassManager *activeManager;
489 };
490
491 //===----------------------------------------------------------------------===//
492 // MPPassManager
493 //
494 /// MPPassManager manages ModulePasses and function pass managers.
495 /// It batches all Module passes  passes and function pass managers together and
496 /// sequence them to process one module.
497 class MPPassManager : public Pass, public PMDataManager {
498  
499 public:
500   MPPassManager(int Depth) : PMDataManager(Depth) { 
501     activeFunctionPassManager = NULL; 
502   }
503   
504   /// Add a pass into a passmanager queue. 
505   bool addPass(Pass *p);
506   
507   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
508   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
509   bool runOnModule(Module &M);
510
511   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
512   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
513     Info.setPreservesAll();
514   }
515
516   // Print passes managed by this manager
517   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
518     llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "ModulePass Manager\n";
519     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
520       ModulePass *MP = getContainedPass(Index);
521       MP->dumpPassStructure(Offset + 1);
522       dumpLastUses(MP, Offset+1);
523     }
524   }
525
526   ModulePass *getContainedPass(unsigned N) {
527     assert ( N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
528     ModulePass *MP = static_cast<ModulePass *>(PassVector[N]);
529     return MP;
530   }
531
532 private:
533   // Active Pass Manager
534   FPPassManager *activeFunctionPassManager;
535 };
536
537 //===----------------------------------------------------------------------===//
538 // PassManagerImpl
539 //
540 /// PassManagerImpl manages MPPassManagers
541 class PassManagerImpl : public Pass,
542                             public PMDataManager,
543                             public PMTopLevelManager {
544
545 public:
546
547   PassManagerImpl(int Depth) : PMDataManager(Depth) {
548     activeManager = NULL;
549   }
550
551   /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
552   /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
553   /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
554   /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
555   void add(Pass *P) {
556     schedulePass(P);
557   }
558  
559   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
560   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
561   bool run(Module &M);
562
563   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
564   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
565     Info.setPreservesAll();
566   }
567
568   inline void addTopLevelPass(Pass *P) {
569
570     if (ImmutablePass *IP = dynamic_cast<ImmutablePass *> (P)) {
571       
572       // P is a immutable pass and it will be managed by this
573       // top level manager. Set up analysis resolver to connect them.
574       AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
575       P->setResolver(AR);
576       initializeAnalysisImpl(P);
577       addImmutablePass(IP);
578       recordAvailableAnalysis(IP);
579     }
580     else 
581       addPass(P);
582   }
583
584   MPPassManager *getContainedManager(unsigned N) {
585     assert ( N < PassManagers.size() && "Pass number out of range!");
586     MPPassManager *MP = static_cast<MPPassManager *>(PassManagers[N]);
587     return MP;
588   }
589
590 private:
591
592   /// Add a pass into a passmanager queue.
593   bool addPass(Pass *p);
594
595   // Active Pass Manager
596   MPPassManager *activeManager;
597 };
598
599 } // End of llvm namespace
600
601 namespace {
602
603 //===----------------------------------------------------------------------===//
604 // TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
605 // amount of time each pass takes to execute.  This only happens when
606 // -time-passes is enabled on the command line.
607 //
608
609 class VISIBILITY_HIDDEN TimingInfo {
610   std::map<Pass*, Timer> TimingData;
611   TimerGroup TG;
612
613 public:
614   // Use 'create' member to get this.
615   TimingInfo() : TG("... Pass execution timing report ...") {}
616   
617   // TimingDtor - Print out information about timing information
618   ~TimingInfo() {
619     // Delete all of the timers...
620     TimingData.clear();
621     // TimerGroup is deleted next, printing the report.
622   }
623
624   // createTheTimeInfo - This method either initializes the TheTimeInfo pointer
625   // to a non null value (if the -time-passes option is enabled) or it leaves it
626   // null.  It may be called multiple times.
627   static void createTheTimeInfo();
628
629   void passStarted(Pass *P) {
630
631     if (dynamic_cast<PMDataManager *>(P)) 
632       return;
633
634     std::map<Pass*, Timer>::iterator I = TimingData.find(P);
635     if (I == TimingData.end())
636       I=TimingData.insert(std::make_pair(P, Timer(P->getPassName(), TG))).first;
637     I->second.startTimer();
638   }
639   void passEnded(Pass *P) {
640
641     if (dynamic_cast<PMDataManager *>(P)) 
642       return;
643
644     std::map<Pass*, Timer>::iterator I = TimingData.find(P);
645     assert (I != TimingData.end() && "passStarted/passEnded not nested right!");
646     I->second.stopTimer();
647   }
648 };
649
650 static TimingInfo *TheTimeInfo;
651
652 } // End of anon namespace
653
654 //===----------------------------------------------------------------------===//
655 // PMTopLevelManager implementation
656
657 /// Set pass P as the last user of the given analysis passes.
658 void PMTopLevelManager::setLastUser(std::vector<Pass *> &AnalysisPasses, 
659                                     Pass *P) {
660
661   for (std::vector<Pass *>::iterator I = AnalysisPasses.begin(),
662          E = AnalysisPasses.end(); I != E; ++I) {
663     Pass *AP = *I;
664     LastUser[AP] = P;
665     // If AP is the last user of other passes then make P last user of
666     // such passes.
667     for (std::map<Pass *, Pass *>::iterator LUI = LastUser.begin(),
668            LUE = LastUser.end(); LUI != LUE; ++LUI) {
669       if (LUI->second == AP)
670         LastUser[LUI->first] = P;
671     }
672   }
673 }
674
675 /// Collect passes whose last user is P
676 void PMTopLevelManager::collectLastUses(std::vector<Pass *> &LastUses,
677                                             Pass *P) {
678    for (std::map<Pass *, Pass *>::iterator LUI = LastUser.begin(),
679           LUE = LastUser.end(); LUI != LUE; ++LUI)
680       if (LUI->second == P)
681         LastUses.push_back(LUI->first);
682 }
683
684 /// Schedule pass P for execution. Make sure that passes required by
685 /// P are run before P is run. Update analysis info maintained by
686 /// the manager. Remove dead passes. This is a recursive function.
687 void PMTopLevelManager::schedulePass(Pass *P) {
688
689   // TODO : Allocate function manager for this pass, other wise required set
690   // may be inserted into previous function manager
691
692   AnalysisUsage AnUsage;
693   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
694   const std::vector<AnalysisID> &RequiredSet = AnUsage.getRequiredSet();
695   for (std::vector<AnalysisID>::const_iterator I = RequiredSet.begin(),
696          E = RequiredSet.end(); I != E; ++I) {
697
698     Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I);
699     if (!AnalysisPass) {
700       // Schedule this analysis run first.
701       AnalysisPass = (*I)->createPass();
702       schedulePass(AnalysisPass);
703     }
704   }
705
706   // Now all required passes are available.
707   addTopLevelPass(P);
708 }
709
710 /// Find the pass that implements Analysis AID. Search immutable
711 /// passes and all pass managers. If desired pass is not found
712 /// then return NULL.
713 Pass *PMTopLevelManager::findAnalysisPass(AnalysisID AID) {
714
715   Pass *P = NULL;
716   // Check pass managers
717   for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassManagers.begin(),
718          E = PassManagers.end(); P == NULL && I != E; ++I) {
719     PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I);
720     assert(PMD && "This is not a PassManager");
721     P = PMD->findAnalysisPass(AID, false);
722   }
723
724   // Check other pass managers
725   for (std::vector<PMDataManager *>::iterator I = IndirectPassManagers.begin(),
726          E = IndirectPassManagers.end(); P == NULL && I != E; ++I)
727     P = (*I)->findAnalysisPass(AID, false);
728
729   for (std::vector<ImmutablePass *>::iterator I = ImmutablePasses.begin(),
730          E = ImmutablePasses.end(); P == NULL && I != E; ++I) {
731     const PassInfo *PI = (*I)->getPassInfo();
732     if (PI == AID)
733       P = *I;
734
735     // If Pass not found then check the interfaces implemented by Immutable Pass
736     if (!P) {
737       const std::vector<const PassInfo*> &ImmPI = PI->getInterfacesImplemented();
738       if (std::find(ImmPI.begin(), ImmPI.end(), AID) != ImmPI.end())
739         P = *I;
740     }
741   }
742
743   return P;
744 }
745
746 // Print passes managed by this top level manager.
747 void PMTopLevelManager::dumpPasses() const {
748
749   if (PassDebugging_New < Structure)
750     return;
751
752   // Print out the immutable passes
753   for (unsigned i = 0, e = ImmutablePasses.size(); i != e; ++i) {
754     ImmutablePasses[i]->dumpPassStructure(0);
755   }
756   
757   for (std::vector<Pass *>::const_iterator I = PassManagers.begin(),
758          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
759     (*I)->dumpPassStructure(1);
760 }
761
762 void PMTopLevelManager::dumpArguments() const {
763
764   if (PassDebugging_New < Arguments)
765     return;
766
767   cerr << "Pass Arguments: ";
768   for (std::vector<Pass *>::const_iterator I = PassManagers.begin(),
769          E = PassManagers.end(); I != E; ++I) {
770     PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I);
771     assert(PMD && "This is not a PassManager");
772     PMD->dumpPassArguments();
773   }
774   cerr << "\n";
775 }
776
777 void PMTopLevelManager::initializeAllAnalysisInfo() {
778   
779   for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassManagers.begin(),
780          E = PassManagers.end(); I != E; ++I) {
781     PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I);
782     assert(PMD && "This is not a PassManager");
783     PMD->initializeAnalysisInfo();
784   }
785   
786   // Initailize other pass managers
787   for (std::vector<PMDataManager *>::iterator I = IndirectPassManagers.begin(),
788          E = IndirectPassManagers.end(); I != E; ++I)
789     (*I)->initializeAnalysisInfo();
790 }
791
792 //===----------------------------------------------------------------------===//
793 // PMDataManager implementation
794
795 /// Return true IFF pass P's required analysis set does not required new
796 /// manager.
797 bool PMDataManager::manageablePass(Pass *P) {
798
799   // TODO 
800   // If this pass is not preserving information that is required by a
801   // pass maintained by higher level pass manager then do not insert
802   // this pass into current manager. Use new manager. For example,
803   // For example, If FunctionPass F is not preserving ModulePass Info M1
804   // that is used by another ModulePass M2 then do not insert F in
805   // current function pass manager.
806   return true;
807 }
808
809 /// Augement AvailableAnalysis by adding analysis made available by pass P.
810 void PMDataManager::recordAvailableAnalysis(Pass *P) {
811                                                 
812   if (const PassInfo *PI = P->getPassInfo()) {
813     AvailableAnalysis[PI] = P;
814
815     //This pass is the current implementation of all of the interfaces it
816     //implements as well.
817     const std::vector<const PassInfo*> &II = PI->getInterfacesImplemented();
818     for (unsigned i = 0, e = II.size(); i != e; ++i)
819       AvailableAnalysis[II[i]] = P;
820   }
821 }
822
823 /// Remove Analyss not preserved by Pass P
824 void PMDataManager::removeNotPreservedAnalysis(Pass *P) {
825   AnalysisUsage AnUsage;
826   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
827
828   if (AnUsage.getPreservesAll())
829     return;
830
831   const std::vector<AnalysisID> &PreservedSet = AnUsage.getPreservedSet();
832   for (std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator I = AvailableAnalysis.begin(),
833          E = AvailableAnalysis.end(); I != E; ) {
834     std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator Info = I++;
835     if (std::find(PreservedSet.begin(), PreservedSet.end(), Info->first) == 
836         PreservedSet.end()) {
837       // Remove this analysis
838       if (!dynamic_cast<ImmutablePass*>(Info->second))
839         AvailableAnalysis.erase(Info);
840     }
841   }
842 }
843
844 /// Remove analysis passes that are not used any longer
845 void PMDataManager::removeDeadPasses(Pass *P, std::string &Msg) {
846
847   std::vector<Pass *> DeadPasses;
848   TPM->collectLastUses(DeadPasses, P);
849
850   for (std::vector<Pass *>::iterator I = DeadPasses.begin(),
851          E = DeadPasses.end(); I != E; ++I) {
852
853     std::string Msg1 = "  Freeing Pass '";
854     dumpPassInfo(*I, Msg1, Msg);
855
856     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(P);
857     (*I)->releaseMemory();
858     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(P);
859
860     std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator Pos = 
861       AvailableAnalysis.find((*I)->getPassInfo());
862     
863     // It is possible that pass is already removed from the AvailableAnalysis
864     if (Pos != AvailableAnalysis.end())
865       AvailableAnalysis.erase(Pos);
866   }
867 }
868
869 /// Add pass P into the PassVector. Update 
870 /// AvailableAnalysis appropriately if ProcessAnalysis is true.
871 void PMDataManager::addPassToManager(Pass *P, 
872                                      bool ProcessAnalysis) {
873
874   // This manager is going to manage pass P. Set up analysis resolver
875   // to connect them.
876   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
877   P->setResolver(AR);
878
879   if (ProcessAnalysis) {
880
881     // At the moment, this pass is the last user of all required passes.
882     std::vector<Pass *> LastUses;
883     std::vector<Pass *> RequiredPasses;
884     unsigned PDepth = this->getDepth();
885
886     collectRequiredAnalysisPasses(RequiredPasses, P);
887     for (std::vector<Pass *>::iterator I = RequiredPasses.begin(),
888            E = RequiredPasses.end(); I != E; ++I) {
889       Pass *PRequired = *I;
890       unsigned RDepth = 0;
891
892       PMDataManager &DM = PRequired->getResolver()->getPMDataManager();
893       RDepth = DM.getDepth();
894
895       if (PDepth == RDepth)
896         LastUses.push_back(PRequired);
897       else if (PDepth >  RDepth) {
898         // Let the parent claim responsibility of last use
899         TransferLastUses.push_back(PRequired);
900       } else {
901         // Note : This feature is not yet implemented
902         assert (0 && 
903                 "Unable to handle Pass that requires lower level Analysis pass");
904       }
905     }
906
907     LastUses.push_back(P);
908     TPM->setLastUser(LastUses, P);
909
910     // Take a note of analysis required and made available by this pass.
911     // Remove the analysis not preserved by this pass
912     removeNotPreservedAnalysis(P);
913     recordAvailableAnalysis(P);
914   }
915
916   // Add pass
917   PassVector.push_back(P);
918 }
919
920 /// Populate RequiredPasses with the analysis pass that are required by
921 /// pass P.
922 void PMDataManager::collectRequiredAnalysisPasses(std::vector<Pass *> &RP,
923                                                   Pass *P) {
924   AnalysisUsage AnUsage;
925   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
926   const std::vector<AnalysisID> &RequiredSet = AnUsage.getRequiredSet();
927   for (std::vector<AnalysisID>::const_iterator 
928          I = RequiredSet.begin(), E = RequiredSet.end();
929        I != E; ++I) {
930     Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I, true);
931     assert (AnalysisPass && "Analysis pass is not available");
932     RP.push_back(AnalysisPass);
933   }
934
935   const std::vector<AnalysisID> &IDs = AnUsage.getRequiredTransitiveSet();
936   for (std::vector<AnalysisID>::const_iterator I = IDs.begin(),
937          E = IDs.end(); I != E; ++I) {
938     Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I, true);
939     assert (AnalysisPass && "Analysis pass is not available");
940     RP.push_back(AnalysisPass);
941   }
942 }
943
944 // All Required analyses should be available to the pass as it runs!  Here
945 // we fill in the AnalysisImpls member of the pass so that it can
946 // successfully use the getAnalysis() method to retrieve the
947 // implementations it needs.
948 //
949 void PMDataManager::initializeAnalysisImpl(Pass *P) {
950   AnalysisUsage AnUsage;
951   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
952  
953   for (std::vector<const PassInfo *>::const_iterator
954          I = AnUsage.getRequiredSet().begin(),
955          E = AnUsage.getRequiredSet().end(); I != E; ++I) {
956     Pass *Impl = findAnalysisPass(*I, true);
957     if (Impl == 0)
958       assert(0 && "Analysis used but not available!");
959     AnalysisResolver *AR = P->getResolver();
960     AR->addAnalysisImplsPair(*I, Impl);
961   }
962 }
963
964 /// Find the pass that implements Analysis AID. If desired pass is not found
965 /// then return NULL.
966 Pass *PMDataManager::findAnalysisPass(AnalysisID AID, bool SearchParent) {
967
968   // Check if AvailableAnalysis map has one entry.
969   std::map<AnalysisID, Pass*>::const_iterator I =  AvailableAnalysis.find(AID);
970
971   if (I != AvailableAnalysis.end())
972     return I->second;
973
974   // Search Parents through TopLevelManager
975   if (SearchParent)
976     return TPM->findAnalysisPass(AID);
977   
978   return NULL;
979 }
980
981 // Print list of passes that are last used by P.
982 void PMDataManager::dumpLastUses(Pass *P, unsigned Offset) const{
983
984   std::vector<Pass *> LUses;
985   
986   assert (TPM && "Top Level Manager is missing");
987   TPM->collectLastUses(LUses, P);
988   
989   for (std::vector<Pass *>::iterator I = LUses.begin(),
990          E = LUses.end(); I != E; ++I) {
991     llvm::cerr << "--" << std::string(Offset*2, ' ');
992     (*I)->dumpPassStructure(0);
993   }
994 }
995
996 void PMDataManager::dumpPassArguments() const {
997   for(std::vector<Pass *>::const_iterator I = PassVector.begin(),
998         E = PassVector.end(); I != E; ++I) {
999     if (PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I))
1000       PMD->dumpPassArguments();
1001     else
1002       if (const PassInfo *PI = (*I)->getPassInfo())
1003         if (!PI->isAnalysisGroup())
1004           cerr << " -" << PI->getPassArgument();
1005   }
1006 }
1007
1008 void PMDataManager:: dumpPassInfo(Pass *P,  std::string &Msg1, 
1009                                   std::string &Msg2) const {
1010   if (PassDebugging_New < Executions)
1011     return;
1012   cerr << (void*)this << std::string(getDepth()*2+1, ' ');
1013   cerr << Msg1;
1014   cerr << P->getPassName();
1015   cerr << Msg2;
1016 }
1017
1018 void PMDataManager::dumpAnalysisSetInfo(const char *Msg, Pass *P,
1019                                         const std::vector<AnalysisID> &Set) 
1020   const {
1021   if (PassDebugging_New >= Details && !Set.empty()) {
1022     cerr << (void*)P << std::string(getDepth()*2+3, ' ') << Msg << " Analyses:";
1023       for (unsigned i = 0; i != Set.size(); ++i) {
1024         if (i) cerr << ",";
1025         cerr << " " << Set[i]->getPassName();
1026       }
1027       cerr << "\n";
1028   }
1029 }
1030
1031 //===----------------------------------------------------------------------===//
1032 // NOTE: Is this the right place to define this method ?
1033 // getAnalysisToUpdate - Return an analysis result or null if it doesn't exist
1034 Pass *AnalysisResolver::getAnalysisToUpdate(AnalysisID ID, bool dir) const {
1035   return PM.findAnalysisPass(ID, dir);
1036 }
1037
1038 //===----------------------------------------------------------------------===//
1039 // BBPassManager implementation
1040
1041 /// Add pass P into PassVector and return true. If this pass is not
1042 /// manageable by this manager then return false.
1043 bool
1044 BBPassManager::addPass(Pass *P) {
1045
1046   BasicBlockPass *BP = dynamic_cast<BasicBlockPass*>(P);
1047   if (!BP)
1048     return false;
1049
1050   // If this pass does not preserve analysis that is used by other passes
1051   // managed by this manager than it is not a suitable pass for this manager.
1052   if (!manageablePass(P))
1053     return false;
1054
1055   addPassToManager(BP);
1056
1057   return true;
1058 }
1059
1060 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking 
1061 /// runOnBasicBlock method.  Keep track of whether any of the passes modifies 
1062 /// the function, and if so, return true.
1063 bool
1064 BBPassManager::runOnFunction(Function &F) {
1065
1066   if (F.isExternal())
1067     return false;
1068
1069   bool Changed = doInitialization(F);
1070
1071   std::string Msg1 = "Executing Pass '";
1072   std::string Msg3 = "' Made Modification '";
1073
1074   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
1075     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1076       BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1077       AnalysisUsage AnUsage;
1078       BP->getAnalysisUsage(AnUsage);
1079
1080       std::string Msg2 = "' on BasicBlock '" + (*I).getName() + "'...\n";
1081       dumpPassInfo(BP, Msg1, Msg2);
1082       dumpAnalysisSetInfo("Required", BP, AnUsage.getRequiredSet());
1083
1084       initializeAnalysisImpl(BP);
1085
1086       if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(BP);
1087       Changed |= BP->runOnBasicBlock(*I);
1088       if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(BP);
1089
1090       if (Changed)
1091         dumpPassInfo(BP, Msg3, Msg2);
1092       dumpAnalysisSetInfo("Preserved", BP, AnUsage.getPreservedSet());
1093
1094       removeNotPreservedAnalysis(BP);
1095       recordAvailableAnalysis(BP);
1096       removeDeadPasses(BP, Msg2);
1097     }
1098   return Changed |= doFinalization(F);
1099 }
1100
1101 // Implement doInitialization and doFinalization
1102 inline bool BBPassManager::doInitialization(Module &M) {
1103   bool Changed = false;
1104
1105   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1106     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1107     Changed |= BP->doInitialization(M);
1108   }
1109
1110   return Changed;
1111 }
1112
1113 inline bool BBPassManager::doFinalization(Module &M) {
1114   bool Changed = false;
1115
1116   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1117     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1118     Changed |= BP->doFinalization(M);
1119   }
1120
1121   return Changed;
1122 }
1123
1124 inline bool BBPassManager::doInitialization(Function &F) {
1125   bool Changed = false;
1126
1127   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1128     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1129     Changed |= BP->doInitialization(F);
1130   }
1131
1132   return Changed;
1133 }
1134
1135 inline bool BBPassManager::doFinalization(Function &F) {
1136   bool Changed = false;
1137
1138   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1139     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1140     Changed |= BP->doFinalization(F);
1141   }
1142
1143   return Changed;
1144 }
1145
1146
1147 //===----------------------------------------------------------------------===//
1148 // FunctionPassManager implementation
1149
1150 /// Create new Function pass manager
1151 FunctionPassManager::FunctionPassManager(ModuleProvider *P) {
1152   FPM = new FunctionPassManagerImpl(0);
1153   // FPM is the top level manager.
1154   FPM->setTopLevelManager(FPM);
1155
1156   PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(FPM);
1157   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*PMD);
1158   FPM->setResolver(AR);
1159   
1160   MP = P;
1161 }
1162
1163 FunctionPassManager::~FunctionPassManager() {
1164   delete FPM;
1165 }
1166
1167 /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes
1168 /// ownership of the Pass to the PassManager.  When the
1169 /// PassManager_X is destroyed, the pass will be destroyed as well, so
1170 /// there is no need to delete the pass. (TODO delete passes.)
1171 /// This implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
1172 void FunctionPassManager::add(Pass *P) { 
1173   FPM->add(P);
1174 }
1175
1176 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep
1177 /// track of whether any of the passes modifies the function, and if
1178 /// so, return true.
1179 ///
1180 bool FunctionPassManager::run(Function &F) {
1181   std::string errstr;
1182   if (MP->materializeFunction(&F, &errstr)) {
1183     cerr << "Error reading bytecode file: " << errstr << "\n";
1184     abort();
1185   }
1186   return FPM->run(F);
1187 }
1188
1189
1190 /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
1191 ///
1192 bool FunctionPassManager::doInitialization() {
1193   return FPM->doInitialization(*MP->getModule());
1194 }
1195
1196 /// doFinalization - Run all of the initializers for the function passes.
1197 ///
1198 bool FunctionPassManager::doFinalization() {
1199   return FPM->doFinalization(*MP->getModule());
1200 }
1201
1202 //===----------------------------------------------------------------------===//
1203 // FunctionPassManagerImpl implementation
1204 //
1205 /// Add P into active pass manager or use new module pass manager to
1206 /// manage it.
1207 bool FunctionPassManagerImpl::addPass(Pass *P) {
1208
1209   if (!activeManager || !activeManager->addPass(P)) {
1210     activeManager = new FPPassManager(getDepth() + 1);
1211     // Inherit top level manager
1212     activeManager->setTopLevelManager(this->getTopLevelManager());
1213
1214     // This top level manager is going to manage activeManager. 
1215     // Set up analysis resolver to connect them.
1216     AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
1217     activeManager->setResolver(AR);
1218
1219     addPassManager(activeManager);
1220     return activeManager->addPass(P);
1221   }
1222   return true;
1223 }
1224
1225 inline bool FunctionPassManagerImpl::doInitialization(Module &M) {
1226   bool Changed = false;
1227
1228   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {  
1229     FPPassManager *FP = getContainedManager(Index);
1230     Changed |= FP->doInitialization(M);
1231   }
1232
1233   return Changed;
1234 }
1235
1236 inline bool FunctionPassManagerImpl::doFinalization(Module &M) {
1237   bool Changed = false;
1238
1239   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {  
1240     FPPassManager *FP = getContainedManager(Index);
1241     Changed |= FP->doFinalization(M);
1242   }
1243
1244   return Changed;
1245 }
1246
1247 // Execute all the passes managed by this top level manager.
1248 // Return true if any function is modified by a pass.
1249 bool FunctionPassManagerImpl::run(Function &F) {
1250
1251   bool Changed = false;
1252
1253   TimingInfo::createTheTimeInfo();
1254
1255   dumpArguments();
1256   dumpPasses();
1257
1258   initializeAllAnalysisInfo();
1259   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {  
1260     FPPassManager *FP = getContainedManager(Index);
1261     Changed |= FP->runOnFunction(F);
1262   }
1263   return Changed;
1264 }
1265
1266 //===----------------------------------------------------------------------===//
1267 // FPPassManager implementation
1268
1269 /// Add pass P into the pass manager queue. If P is a BasicBlockPass then
1270 /// either use it into active basic block pass manager or create new basic
1271 /// block pass manager to handle pass P.
1272 bool
1273 FPPassManager::addPass(Pass *P) {
1274
1275   // If P is a BasicBlockPass then use BBPassManager.
1276   if (BasicBlockPass *BP = dynamic_cast<BasicBlockPass*>(P)) {
1277
1278     if (!activeBBPassManager || !activeBBPassManager->addPass(BP)) {
1279
1280       // If active manager exists then clear its analysis info.
1281       if (activeBBPassManager)
1282         activeBBPassManager->initializeAnalysisInfo();
1283
1284       // Create and add new manager
1285       activeBBPassManager = new BBPassManager(getDepth() + 1);
1286       // Inherit top level manager
1287       activeBBPassManager->setTopLevelManager(this->getTopLevelManager());
1288
1289       // Add new manager into current manager's list.
1290       addPassToManager(activeBBPassManager, false);
1291
1292       // Add new manager into top level manager's indirect passes list
1293       PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(activeBBPassManager);
1294       assert (PMD && "Manager is not Pass Manager");
1295       TPM->addIndirectPassManager(PMD);
1296
1297       // Add pass into new manager. This time it must succeed.
1298       if (!activeBBPassManager->addPass(BP))
1299         assert(0 && "Unable to add Pass");
1300
1301       // If activeBBPassManager transfered any Last Uses then handle them here.
1302       std::vector<Pass *> &TLU = activeBBPassManager->getTransferredLastUses();
1303       if (!TLU.empty())
1304         TPM->setLastUser(TLU, this);
1305
1306     }
1307
1308     return true;
1309   }
1310
1311   FunctionPass *FP = dynamic_cast<FunctionPass *>(P);
1312   if (!FP)
1313     return false;
1314
1315   // If this pass does not preserve analysis that is used by other passes
1316   // managed by this manager than it is not a suitable pass for this manager.
1317   if (!manageablePass(P))
1318     return false;
1319
1320   addPassToManager (FP);
1321
1322   // If active manager exists then clear its analysis info.
1323   if (activeBBPassManager) {
1324     activeBBPassManager->initializeAnalysisInfo();
1325     activeBBPassManager = NULL;
1326   }
1327
1328   return true;
1329 }
1330
1331 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking 
1332 /// runOnFunction method.  Keep track of whether any of the passes modifies 
1333 /// the function, and if so, return true.
1334 bool FPPassManager::runOnFunction(Function &F) {
1335
1336   bool Changed = false;
1337
1338   if (F.isExternal())
1339     return false;
1340
1341   std::string Msg1 = "Executing Pass '";
1342   std::string Msg3 = "' Made Modification '";
1343
1344   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1345     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1346
1347     AnalysisUsage AnUsage;
1348     FP->getAnalysisUsage(AnUsage);
1349
1350     std::string Msg2 = "' on Function '" + F.getName() + "'...\n";
1351     dumpPassInfo(FP, Msg1, Msg2);
1352     dumpAnalysisSetInfo("Required", FP, AnUsage.getRequiredSet());
1353
1354     initializeAnalysisImpl(FP);
1355
1356     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(FP);
1357     Changed |= FP->runOnFunction(F);
1358     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(FP);
1359
1360     if (Changed)
1361       dumpPassInfo(FP, Msg3, Msg2);
1362     dumpAnalysisSetInfo("Preserved", FP, AnUsage.getPreservedSet());
1363
1364     removeNotPreservedAnalysis(FP);
1365     recordAvailableAnalysis(FP);
1366     removeDeadPasses(FP, Msg2);
1367   }
1368   return Changed;
1369 }
1370
1371 bool FPPassManager::runOnModule(Module &M) {
1372
1373   bool Changed = doInitialization(M);
1374
1375   for(Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
1376     this->runOnFunction(*I);
1377
1378   return Changed |= doFinalization(M);
1379 }
1380
1381 inline bool FPPassManager::doInitialization(Module &M) {
1382   bool Changed = false;
1383
1384   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {  
1385     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1386     Changed |= FP->doInitialization(M);
1387   }
1388
1389   return Changed;
1390 }
1391
1392 inline bool FPPassManager::doFinalization(Module &M) {
1393   bool Changed = false;
1394
1395   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {  
1396     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1397     Changed |= FP->doFinalization(M);
1398   }
1399
1400   return Changed;
1401 }
1402
1403 //===----------------------------------------------------------------------===//
1404 // MPPassManager implementation
1405
1406 /// Add P into pass vector if it is manageble. If P is a FunctionPass
1407 /// then use FPPassManager to manage it. Return false if P
1408 /// is not manageable by this manager.
1409 bool
1410 MPPassManager::addPass(Pass *P) {
1411
1412   // If P is FunctionPass then use function pass maanager.
1413   if (FunctionPass *FP = dynamic_cast<FunctionPass*>(P)) {
1414
1415     if (!activeFunctionPassManager || !activeFunctionPassManager->addPass(P)) {
1416
1417       // If active manager exists then clear its analysis info.
1418       if (activeFunctionPassManager) 
1419         activeFunctionPassManager->initializeAnalysisInfo();
1420
1421       // Create and add new manager
1422       activeFunctionPassManager = 
1423         new FPPassManager(getDepth() + 1);
1424       
1425       // Add new manager into current manager's list
1426       addPassToManager(activeFunctionPassManager, false);
1427
1428       // Inherit top level manager
1429       activeFunctionPassManager->setTopLevelManager(this->getTopLevelManager());
1430
1431       // Add new manager into top level manager's indirect passes list
1432       PMDataManager *PMD =
1433         dynamic_cast<PMDataManager *>(activeFunctionPassManager);
1434       assert(PMD && "Manager is not Pass Manager");
1435       TPM->addIndirectPassManager(PMD);
1436       
1437       // Add pass into new manager. This time it must succeed.
1438       if (!activeFunctionPassManager->addPass(FP))
1439         assert(0 && "Unable to add pass");
1440
1441       // If activeFunctionPassManager transfered any Last Uses then 
1442       // handle them here.
1443       std::vector<Pass *> &TLU = 
1444         activeFunctionPassManager->getTransferredLastUses();
1445       if (!TLU.empty())
1446         TPM->setLastUser(TLU, this);
1447     }
1448
1449     return true;
1450   }
1451
1452   ModulePass *MP = dynamic_cast<ModulePass *>(P);
1453   if (!MP)
1454     return false;
1455
1456   // If this pass does not preserve analysis that is used by other passes
1457   // managed by this manager than it is not a suitable pass for this manager.
1458   if (!manageablePass(P))
1459     return false;
1460
1461   addPassToManager(MP);
1462   // If active manager exists then clear its analysis info.
1463   if (activeFunctionPassManager) {
1464     activeFunctionPassManager->initializeAnalysisInfo();
1465     activeFunctionPassManager = NULL;
1466   }
1467
1468   return true;
1469 }
1470
1471
1472 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking 
1473 /// runOnModule method.  Keep track of whether any of the passes modifies 
1474 /// the module, and if so, return true.
1475 bool
1476 MPPassManager::runOnModule(Module &M) {
1477   bool Changed = false;
1478
1479   std::string Msg1 = "Executing Pass '";
1480   std::string Msg3 = "' Made Modification '";
1481
1482   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1483     ModulePass *MP = getContainedPass(Index);
1484
1485     AnalysisUsage AnUsage;
1486     MP->getAnalysisUsage(AnUsage);
1487
1488     std::string Msg2 = "' on Module '" + M.getModuleIdentifier() + "'...\n";
1489     dumpPassInfo(MP, Msg1, Msg2);
1490     dumpAnalysisSetInfo("Required", MP, AnUsage.getRequiredSet());
1491
1492     initializeAnalysisImpl(MP);
1493
1494     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(MP);
1495     Changed |= MP->runOnModule(M);
1496     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(MP);
1497
1498     if (Changed)
1499       dumpPassInfo(MP, Msg3, Msg2);
1500     dumpAnalysisSetInfo("Preserved", MP, AnUsage.getPreservedSet());
1501       
1502     removeNotPreservedAnalysis(MP);
1503     recordAvailableAnalysis(MP);
1504     removeDeadPasses(MP, Msg2);
1505   }
1506   return Changed;
1507 }
1508
1509 //===----------------------------------------------------------------------===//
1510 // PassManagerImpl implementation
1511 //
1512 /// Add P into active pass manager or use new module pass manager to
1513 /// manage it.
1514 bool PassManagerImpl::addPass(Pass *P) {
1515
1516   if (!activeManager || !activeManager->addPass(P)) {
1517
1518     activeManager = new MPPassManager(getDepth() + 1);
1519     
1520     // Inherit top level manager
1521     activeManager->setTopLevelManager(this->getTopLevelManager());
1522
1523     // This top level manager is going to manage activeManager. 
1524     // Set up analysis resolver to connect them.
1525     AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
1526     activeManager->setResolver(AR);
1527
1528     addPassManager(activeManager);
1529     return activeManager->addPass(P);
1530   }
1531   return true;
1532 }
1533
1534 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
1535 /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
1536 bool PassManagerImpl::run(Module &M) {
1537
1538   bool Changed = false;
1539
1540   TimingInfo::createTheTimeInfo();
1541
1542   dumpArguments();
1543   dumpPasses();
1544
1545   initializeAllAnalysisInfo();
1546   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {  
1547     MPPassManager *MP = getContainedManager(Index);
1548     Changed |= MP->runOnModule(M);
1549   }
1550   return Changed;
1551 }
1552
1553 //===----------------------------------------------------------------------===//
1554 // PassManager implementation
1555
1556 /// Create new pass manager
1557 PassManager::PassManager() {
1558   PM = new PassManagerImpl(0);
1559   // PM is the top level manager
1560   PM->setTopLevelManager(PM);
1561 }
1562
1563 PassManager::~PassManager() {
1564   delete PM;
1565 }
1566
1567 /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
1568 /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
1569 /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
1570 /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
1571 void 
1572 PassManager::add(Pass *P) {
1573   PM->add(P);
1574 }
1575
1576 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
1577 /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
1578 bool
1579 PassManager::run(Module &M) {
1580   return PM->run(M);
1581 }
1582
1583 //===----------------------------------------------------------------------===//
1584 // TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
1585 // amount of time each pass takes to execute.  This only happens with
1586 // -time-passes is enabled on the command line.
1587 //
1588 bool llvm::TimePassesIsEnabled = false;
1589 static cl::opt<bool,true>
1590 EnableTiming("time-passes", cl::location(TimePassesIsEnabled),
1591             cl::desc("Time each pass, printing elapsed time for each on exit"));
1592
1593 // createTheTimeInfo - This method either initializes the TheTimeInfo pointer to
1594 // a non null value (if the -time-passes option is enabled) or it leaves it
1595 // null.  It may be called multiple times.
1596 void TimingInfo::createTheTimeInfo() {
1597   if (!TimePassesIsEnabled || TheTimeInfo) return;
1598
1599   // Constructed the first time this is called, iff -time-passes is enabled.
1600   // This guarantees that the object will be constructed before static globals,
1601   // thus it will be destroyed before them.
1602   static ManagedStatic<TimingInfo> TTI;
1603   TheTimeInfo = &*TTI;
1604 }
1605
1606 //===----------------------------------------------------------------------===//
1607 // PMStack implementation
1608 //
1609 // Pop Pass Manager from the stack and clear its analysis info.
1610 void PMStack::pop() {
1611
1612   PMDataManager *Top = this->top();
1613   Top->initializeAnalysisInfo();
1614
1615   S.pop_back();
1616 }
1617
1618 // Push PM on the stack and set its top level manager.
1619 void PMStack::push(PMDataManager *PM) {
1620
1621   PMDataManager *Top = this->top();
1622
1623   // Inherit top level manager
1624   PMTopLevelManager *TPM = Top->getTopLevelManager();
1625   PM->setTopLevelManager(TPM);
1626   TPM->addIndirectPassManager(PM);
1627 }
1628
1629 // Walk Pass Manager stack and set LastUse markers if any
1630 // manager is transfering this priviledge to its parent manager
1631 void PMStack::handleLastUserOverflow() {
1632
1633   for(PMStack::iterator I = this->begin(), E = this->end(); I != E;) {
1634
1635     PMDataManager *Child = *I++;
1636     if (I != E) {
1637       PMDataManager *Parent = *I++;
1638       PMTopLevelManager *TPM = Parent->getTopLevelManager();
1639       std::vector<Pass *> &TLU = Child->getTransferredLastUses();
1640       if (!TLU.empty()) {
1641         Pass *P = dynamic_cast<Pass *>(Parent);
1642         TPM->setLastUser(TLU, P);
1643       }
1644     }
1645   }
1646 }
1647
1648 /// Find appropriate Module Pass Manager in the PM Stack and
1649 /// add self into that manager. 
1650 void ModulePass::assignPassManager(PMStack &PMS) {
1651
1652   MPPassManager *MPP = NULL;
1653
1654   // Find Module Pass Manager
1655   while(!PMS.empty()) {
1656
1657     MPP = dynamic_cast<MPPassManager *>(PMS.top());
1658     if (MPP)
1659       break;        // Found it
1660     else
1661       PMS.pop();    // Pop children pass managers
1662   }
1663
1664   assert(MPP && "Unable to find Module Pass Manager");
1665
1666   MPP->addPassToManager(this);
1667 }
1668
1669 /// Find appropriate Function Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1670 /// in the PM Stack and add self into that manager. 
1671 void FunctionPass::assignPassManager(PMStack &PMS) {
1672
1673   FPPassManager *FPP = NULL;
1674
1675   // Find Module Pass Manager
1676   while(!PMS.empty()) {
1677
1678     FPP = dynamic_cast<FPPassManager *>(PMS.top());
1679     if (FPP || dynamic_cast<MPPassManager *>(PMS.top()))
1680       break;        // Found it or it is not here
1681     else
1682       PMS.pop();    // Pop children pass managers
1683   }
1684
1685   if (!FPP) {
1686     /// Create new Function Pass Manager
1687
1688     /// Function Pass Manager does not live by itself
1689     assert(!PMS.empty() && "Unable to create Function Pass Manager");
1690
1691     PMDataManager *PMD = PMS.top();
1692     
1693     /// PMD should be either Module Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1694     assert(dynamic_cast<MPPassManager *>(PMD) && 
1695            "Unable to create Function Pass Manager");
1696
1697     FPP = new FPPassManager(PMD->getDepth() + 1);
1698     PMD->addPassToManager(FPP, false);
1699     PMS.push(FPP);
1700   }
1701
1702
1703   FPP->addPassToManager(this);
1704 }
1705
1706 /// Find appropriate Basic Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1707 /// in the PM Stack and add self into that manager. 
1708 void BasicBlockPass::assignPassManager(PMStack &PMS) {
1709
1710   BBPassManager *BBP = NULL;
1711
1712   // Find Module Pass Manager
1713   while(!PMS.empty()) {
1714
1715     BBP = dynamic_cast<BBPassManager *>(PMS.top());
1716     if (BBP || dynamic_cast<FPPassManager *>(PMS.top()))
1717       break;        // Found it or it is not here
1718     else
1719       PMS.pop();    // Pop children pass managers
1720   }
1721
1722   if (!BBP) {
1723     /// Create new BasicBlock Pass Manager
1724
1725     /// BasicBlock Pass Manager does not live by itself
1726     assert(!PMS.empty() && "Unable to create BasicBlock Pass Manager");
1727
1728     PMDataManager *PMD = PMS.top();
1729     
1730     /// PMD should be Function Pass Manager
1731     assert(dynamic_cast<FPPassManager *>(PMD) && 
1732            "Unable to create BasicBlock Pass Manager");
1733
1734     BBP = new BBPassManager(PMD->getDepth() + 1);
1735     PMD->addPassToManager(BBP, false);
1736     PMS.push(BBP);
1737   }
1738
1739   BBP->addPassToManager(this);
1740 }
1741
1742