lib/VMCore/PassManager.cpp

   1 //===- PassManager.cpp - LLVM Pass Infrastructure Implementation ----------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // 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/PassManagers.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 "llvm/Analysis/Dominators.h"
  23 #include "llvm-c/Core.h"
  24 #include <algorithm>
  25 #include <vector>
  26 #include <map>
  27 using namespace llvm;
  28
  29 // See PassManagers.h for Pass Manager infrastructure overview.
  30
  31 namespace llvm {
  32
  33 //===----------------------------------------------------------------------===//
  34 // Pass debugging information.  Often it is useful to find out what pass is
  35 // running when a crash occurs in a utility.  When this library is compiled with
  36 // debugging on, a command line option (--debug-pass) is enabled that causes the
  37 // pass name to be printed before it executes.
  38 //
  39
  40 // Different debug levels that can be enabled...
  41 enum PassDebugLevel {
  42   None, Arguments, Structure, Executions, Details
  43 };
  44
  45 bool VerifyDomInfo = false;
  46 static cl::opt<bool,true>
  47 VerifyDomInfoX("verify-dom-info", cl::location(VerifyDomInfo),
  48                cl::desc("Verify dominator info (time consuming)"));
  49
  50 static cl::opt<enum PassDebugLevel>
  51 PassDebugging("debug-pass", cl::Hidden,
  52                   cl::desc("Print PassManager debugging information"),
  53                   cl::values(
  54   clEnumVal(None      , "disable debug output"),
  55   clEnumVal(Arguments , "print pass arguments to pass to 'opt'"),
  56   clEnumVal(Structure , "print pass structure before run()"),
  57   clEnumVal(Executions, "print pass name before it is executed"),
  58   clEnumVal(Details   , "print pass details when it is executed"),
  59                              clEnumValEnd));
  60 } // End of llvm namespace
  61
  62 namespace {
  63
  64 //===----------------------------------------------------------------------===//
  65 // BBPassManager
  66 //
  67 /// BBPassManager manages BasicBlockPass. It batches all the
  68 /// pass together and sequence them to process one basic block before
  69 /// processing next basic block.
  70 class VISIBILITY_HIDDEN BBPassManager : public PMDataManager,
  71                                         public FunctionPass {
  72
  73 public:
  74   static char ID;
  75   explicit BBPassManager(int Depth)
  76     : PMDataManager(Depth), FunctionPass((intptr_t)&ID) {}
  77
  78   /// Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
  79   /// whether any of the passes modifies the function, and if so, return true.
  80   bool runOnFunction(Function &F);
  81
  82   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
  83   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
  84     Info.setPreservesAll();
  85   }
  86
  87   bool doInitialization(Module &M);
  88   bool doInitialization(Function &F);
  89   bool doFinalization(Module &M);
  90   bool doFinalization(Function &F);
  91
  92   virtual const char *getPassName() const {
  93     return "BasicBlock Pass Manager";
  94   }
  95
  96   // Print passes managed by this manager
  97   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
  98     llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "BasicBlockPass Manager\n";
  99     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
 100       BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
 101       BP->dumpPassStructure(Offset + 1);
 102       dumpLastUses(BP, Offset+1);
 103     }
 104   }
 105
 106   BasicBlockPass *getContainedPass(unsigned N) {
 107     assert ( N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
 108     BasicBlockPass *BP = static_cast<BasicBlockPass *>(PassVector[N]);
 109     return BP;
 110   }
 111
 112   virtual PassManagerType getPassManagerType() const {
 113     return PMT_BasicBlockPassManager;
 114   }
 115 };
 116
 117 char BBPassManager::ID = 0;
 118 }
 119
 120 namespace llvm {
 121
 122 //===----------------------------------------------------------------------===//
 123 // FunctionPassManagerImpl
 124 //
 125 /// FunctionPassManagerImpl manages FPPassManagers
 126 class FunctionPassManagerImpl : public Pass,
 127                                 public PMDataManager,
 128                                 public PMTopLevelManager {
 129 public:
 130   static char ID;
 131   explicit FunctionPassManagerImpl(int Depth) :
 132     Pass((intptr_t)&ID), PMDataManager(Depth),
 133     PMTopLevelManager(TLM_Function) { }
 134
 135   /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
 136   /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
 137   /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
 138   /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
 139   void add(Pass *P) {
 140     schedulePass(P);
 141   }
 142
 143   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
 144   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
 145   bool run(Function &F);
 146
 147   /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
 148   ///
 149   bool doInitialization(Module &M);
 150
 151   /// doFinalization - Run all of the finalizers for the function passes.
 152   ///
 153   bool doFinalization(Module &M);
 154
 155   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
 156   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
 157     Info.setPreservesAll();
 158   }
 159
 160   inline void addTopLevelPass(Pass *P) {
 161
 162     if (ImmutablePass *IP = dynamic_cast<ImmutablePass *> (P)) {
 163
 164       // P is a immutable pass and it will be managed by this
 165       // top level manager. Set up analysis resolver to connect them.
 166       AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
 167       P->setResolver(AR);
 168       initializeAnalysisImpl(P);
 169       addImmutablePass(IP);
 170       recordAvailableAnalysis(IP);
 171     } else {
 172       P->assignPassManager(activeStack);
 173     }
 174
 175   }
 176
 177   FPPassManager *getContainedManager(unsigned N) {
 178     assert ( N < PassManagers.size() && "Pass number out of range!");
 179     FPPassManager *FP = static_cast<FPPassManager *>(PassManagers[N]);
 180     return FP;
 181   }
 182 };
 183
 184 char FunctionPassManagerImpl::ID = 0;
 185 //===----------------------------------------------------------------------===//
 186 // MPPassManager
 187 //
 188 /// MPPassManager manages ModulePasses and function pass managers.
 189 /// It batches all Module passes and function pass managers together and
 190 /// sequences them to process one module.
 191 class MPPassManager : public Pass, public PMDataManager {
 192
 193 public:
 194   static char ID;
 195   explicit MPPassManager(int Depth) :
 196     Pass((intptr_t)&ID), PMDataManager(Depth) { }
 197
 198   // Delete on the fly managers.
 199   virtual ~MPPassManager() {
 200     for (std::map<Pass *, FunctionPassManagerImpl *>::iterator
 201            I = OnTheFlyManagers.begin(), E = OnTheFlyManagers.end();
 202          I != E; ++I) {
 203       FunctionPassManagerImpl *FPP = I->second;
 204       delete FPP;
 205     }
 206   }
 207
 208   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
 209   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
 210   bool runOnModule(Module &M);
 211
 212   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
 213   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
 214     Info.setPreservesAll();
 215   }
 216
 217   /// Add RequiredPass into list of lower level passes required by pass P.
 218   /// RequiredPass is run on the fly by Pass Manager when P requests it
 219   /// through getAnalysis interface.
 220   virtual void addLowerLevelRequiredPass(Pass *P, Pass *RequiredPass);
 221
 222   /// Return function pass corresponding to PassInfo PI, that is
 223   /// required by module pass MP. Instantiate analysis pass, by using
 224   /// its runOnFunction() for function F.
 225   virtual Pass* getOnTheFlyPass(Pass *MP, const PassInfo *PI, Function &F);
 226
 227   virtual const char *getPassName() const {
 228     return "Module Pass Manager";
 229   }
 230
 231   // Print passes managed by this manager
 232   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
 233     llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "ModulePass Manager\n";
 234     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
 235       ModulePass *MP = getContainedPass(Index);
 236       MP->dumpPassStructure(Offset + 1);
 237       if (FunctionPassManagerImpl *FPP = OnTheFlyManagers[MP])
 238         FPP->dumpPassStructure(Offset + 2);
 239       dumpLastUses(MP, Offset+1);
 240     }
 241   }
 242
 243   ModulePass *getContainedPass(unsigned N) {
 244     assert ( N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
 245     ModulePass *MP = static_cast<ModulePass *>(PassVector[N]);
 246     return MP;
 247   }
 248
 249   virtual PassManagerType getPassManagerType() const {
 250     return PMT_ModulePassManager;
 251   }
 252
 253  private:
 254   /// Collection of on the fly FPPassManagers. These managers manage
 255   /// function passes that are required by module passes.
 256   std::map<Pass *, FunctionPassManagerImpl *> OnTheFlyManagers;
 257 };
 258
 259 char MPPassManager::ID = 0;
 260 //===----------------------------------------------------------------------===//
 261 // PassManagerImpl
 262 //
 263
 264 /// PassManagerImpl manages MPPassManagers
 265 class PassManagerImpl : public Pass,
 266                         public PMDataManager,
 267                         public PMTopLevelManager {
 268
 269 public:
 270   static char ID;
 271   explicit PassManagerImpl(int Depth) :
 272     Pass((intptr_t)&ID), PMDataManager(Depth),
 273     PMTopLevelManager(TLM_Pass) { }
 274
 275   /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
 276   /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
 277   /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
 278   /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
 279   void add(Pass *P) {
 280     schedulePass(P);
 281   }
 282
 283   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
 284   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
 285   bool run(Module &M);
 286
 287   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
 288   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
 289     Info.setPreservesAll();
 290   }
 291
 292   inline void addTopLevelPass(Pass *P) {
 293
 294     if (ImmutablePass *IP = dynamic_cast<ImmutablePass *> (P)) {
 295
 296       // P is a immutable pass and it will be managed by this
 297       // top level manager. Set up analysis resolver to connect them.
 298       AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
 299       P->setResolver(AR);
 300       initializeAnalysisImpl(P);
 301       addImmutablePass(IP);
 302       recordAvailableAnalysis(IP);
 303     } else {
 304       P->assignPassManager(activeStack);
 305     }
 306
 307   }
 308
 309   MPPassManager *getContainedManager(unsigned N) {
 310     assert ( N < PassManagers.size() && "Pass number out of range!");
 311     MPPassManager *MP = static_cast<MPPassManager *>(PassManagers[N]);
 312     return MP;
 313   }
 314
 315 };
 316
 317 char PassManagerImpl::ID = 0;
 318 } // End of llvm namespace
 319
 320 namespace {
 321
 322 //===----------------------------------------------------------------------===//
 323 // TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
 324 // amount of time each pass takes to execute.  This only happens when
 325 // -time-passes is enabled on the command line.
 326 //
 327
 328 class VISIBILITY_HIDDEN TimingInfo {
 329   std::map<Pass*, Timer> TimingData;
 330   TimerGroup TG;
 331
 332 public:
 333   // Use 'create' member to get this.
 334   TimingInfo() : TG("... Pass execution timing report ...") {}
 335
 336   // TimingDtor - Print out information about timing information
 337   ~TimingInfo() {
 338     // Delete all of the timers...
 339     TimingData.clear();
 340     // TimerGroup is deleted next, printing the report.
 341   }
 342
 343   // createTheTimeInfo - This method either initializes the TheTimeInfo pointer
 344   // to a non null value (if the -time-passes option is enabled) or it leaves it
 345   // null.  It may be called multiple times.
 346   static void createTheTimeInfo();
 347
 348   void passStarted(Pass *P) {
 349
 350     if (dynamic_cast<PMDataManager *>(P))
 351       return;
 352
 353     std::map<Pass*, Timer>::iterator I = TimingData.find(P);
 354     if (I == TimingData.end())
 355       I=TimingData.insert(std::make_pair(P, Timer(P->getPassName(), TG))).first;
 356     I->second.startTimer();
 357   }
 358   void passEnded(Pass *P) {
 359
 360     if (dynamic_cast<PMDataManager *>(P))
 361       return;
 362
 363     std::map<Pass*, Timer>::iterator I = TimingData.find(P);
 364     assert (I != TimingData.end() && "passStarted/passEnded not nested right!");
 365     I->second.stopTimer();
 366   }
 367 };
 368
 369 } // End of anon namespace
 370
 371 static TimingInfo *TheTimeInfo;
 372
 373 //===----------------------------------------------------------------------===//
 374 // PMTopLevelManager implementation
 375
 376 /// Initialize top level manager. Create first pass manager.
 377 PMTopLevelManager::PMTopLevelManager (enum TopLevelManagerType t) {
 378
 379   if (t == TLM_Pass) {
 380     MPPassManager *MPP = new MPPassManager(1);
 381     MPP->setTopLevelManager(this);
 382     addPassManager(MPP);
 383     activeStack.push(MPP);
 384   }
 385   else if (t == TLM_Function) {
 386     FPPassManager *FPP = new FPPassManager(1);
 387     FPP->setTopLevelManager(this);
 388     addPassManager(FPP);
 389     activeStack.push(FPP);
 390   }
 391 }
 392
 393 /// Set pass P as the last user of the given analysis passes.
 394 void PMTopLevelManager::setLastUser(SmallVector<Pass *, 12> &AnalysisPasses,
 395                                     Pass *P) {
 396
 397   for (SmallVector<Pass *, 12>::iterator I = AnalysisPasses.begin(),
 398          E = AnalysisPasses.end(); I != E; ++I) {
 399     Pass *AP = *I;
 400     LastUser[AP] = P;
 401
 402     if (P == AP)
 403       continue;
 404
 405     // If AP is the last user of other passes then make P last user of
 406     // such passes.
 407     for (std::map<Pass *, Pass *>::iterator LUI = LastUser.begin(),
 408            LUE = LastUser.end(); LUI != LUE; ++LUI) {
 409       if (LUI->second == AP)
 410         LastUser[LUI->first] = P;
 411     }
 412   }
 413 }
 414
 415 /// Collect passes whose last user is P
 416 void PMTopLevelManager::collectLastUses(SmallVector<Pass *, 12> &LastUses,
 417                                             Pass *P) {
 418    for (std::map<Pass *, Pass *>::iterator LUI = LastUser.begin(),
 419           LUE = LastUser.end(); LUI != LUE; ++LUI)
 420       if (LUI->second == P)
 421         LastUses.push_back(LUI->first);
 422 }
 423
 424 /// Schedule pass P for execution. Make sure that passes required by
 425 /// P are run before P is run. Update analysis info maintained by
 426 /// the manager. Remove dead passes. This is a recursive function.
 427 void PMTopLevelManager::schedulePass(Pass *P) {
 428
 429   // TODO : Allocate function manager for this pass, other wise required set
 430   // may be inserted into previous function manager
 431
 432   // Give pass a chance to prepare the stage.
 433   P->preparePassManager(activeStack);
 434
 435   // If P is an analysis pass and it is available then do not
 436   // generate the analysis again. Stale analysis info should not be
 437   // available at this point.
 438   if (P->getPassInfo() &&
 439       P->getPassInfo()->isAnalysis() && findAnalysisPass(P->getPassInfo()))
 440     return;
 441
 442   AnalysisUsage AnUsage;
 443   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
 444   const AnalysisUsage::VectorType &RequiredSet = AnUsage.getRequiredSet();
 445   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator I = RequiredSet.begin(),
 446          E = RequiredSet.end(); I != E; ++I) {
 447
 448     Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I);
 449     if (!AnalysisPass) {
 450       AnalysisPass = (*I)->createPass();
 451       // Schedule this analysis run first only if it is not a lower level
 452       // analysis pass. Lower level analsyis passes are run on the fly.
 453       if (P->getPotentialPassManagerType () >=
 454           AnalysisPass->getPotentialPassManagerType())
 455         schedulePass(AnalysisPass);
 456       else
 457         delete AnalysisPass;
 458     }
 459   }
 460
 461   // Now all required passes are available.
 462   addTopLevelPass(P);
 463 }
 464
 465 /// Find the pass that implements Analysis AID. Search immutable
 466 /// passes and all pass managers. If desired pass is not found
 467 /// then return NULL.
 468 Pass *PMTopLevelManager::findAnalysisPass(AnalysisID AID) {
 469
 470   Pass *P = NULL;
 471   // Check pass managers
 472   for (std::vector<PMDataManager *>::iterator I = PassManagers.begin(),
 473          E = PassManagers.end(); P == NULL && I != E; ++I) {
 474     PMDataManager *PMD = *I;
 475     P = PMD->findAnalysisPass(AID, false);
 476   }
 477
 478   // Check other pass managers
 479   for (std::vector<PMDataManager *>::iterator I = IndirectPassManagers.begin(),
 480          E = IndirectPassManagers.end(); P == NULL && I != E; ++I)
 481     P = (*I)->findAnalysisPass(AID, false);
 482
 483   for (std::vector<ImmutablePass *>::iterator I = ImmutablePasses.begin(),
 484          E = ImmutablePasses.end(); P == NULL && I != E; ++I) {
 485     const PassInfo *PI = (*I)->getPassInfo();
 486     if (PI == AID)
 487       P = *I;
 488
 489     // If Pass not found then check the interfaces implemented by Immutable Pass
 490     if (!P) {
 491       const std::vector<const PassInfo*> &ImmPI =
 492         PI->getInterfacesImplemented();
 493       if (std::find(ImmPI.begin(), ImmPI.end(), AID) != ImmPI.end())
 494         P = *I;
 495     }
 496   }
 497
 498   return P;
 499 }
 500
 501 // Print passes managed by this top level manager.
 502 void PMTopLevelManager::dumpPasses() const {
 503
 504   if (PassDebugging < Structure)
 505     return;
 506
 507   // Print out the immutable passes
 508   for (unsigned i = 0, e = ImmutablePasses.size(); i != e; ++i) {
 509     ImmutablePasses[i]->dumpPassStructure(0);
 510   }
 511
 512   // Every class that derives from PMDataManager also derives from Pass
 513   // (sometimes indirectly), but there's no inheritance relationship
 514   // between PMDataManager and Pass, so we have to dynamic_cast to get
 515   // from a PMDataManager* to a Pass*.
 516   for (std::vector<PMDataManager *>::const_iterator I = PassManagers.begin(),
 517          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
 518     dynamic_cast<Pass *>(*I)->dumpPassStructure(1);
 519 }
 520
 521 void PMTopLevelManager::dumpArguments() const {
 522
 523   if (PassDebugging < Arguments)
 524     return;
 525
 526   cerr << "Pass Arguments: ";
 527   for (std::vector<PMDataManager *>::const_iterator I = PassManagers.begin(),
 528          E = PassManagers.end(); I != E; ++I) {
 529     PMDataManager *PMD = *I;
 530     PMD->dumpPassArguments();
 531   }
 532   cerr << "\n";
 533 }
 534
 535 void PMTopLevelManager::initializeAllAnalysisInfo() {
 536
 537   for (std::vector<PMDataManager *>::iterator I = PassManagers.begin(),
 538          E = PassManagers.end(); I != E; ++I) {
 539     PMDataManager *PMD = *I;
 540     PMD->initializeAnalysisInfo();
 541   }
 542
 543   // Initailize other pass managers
 544   for (std::vector<PMDataManager *>::iterator I = IndirectPassManagers.begin(),
 545          E = IndirectPassManagers.end(); I != E; ++I)
 546     (*I)->initializeAnalysisInfo();
 547 }
 548
 549 /// Destructor
 550 PMTopLevelManager::~PMTopLevelManager() {
 551   for (std::vector<PMDataManager *>::iterator I = PassManagers.begin(),
 552          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
 553     delete *I;
 554
 555   for (std::vector<ImmutablePass *>::iterator
 556          I = ImmutablePasses.begin(), E = ImmutablePasses.end(); I != E; ++I)
 557     delete *I;
 558 }
 559
 560 //===----------------------------------------------------------------------===//
 561 // PMDataManager implementation
 562
 563 /// Augement AvailableAnalysis by adding analysis made available by pass P.
 564 void PMDataManager::recordAvailableAnalysis(Pass *P) {
 565
 566   if (const PassInfo *PI = P->getPassInfo()) {
 567     AvailableAnalysis[PI] = P;
 568
 569     //This pass is the current implementation of all of the interfaces it
 570     //implements as well.
 571     const std::vector<const PassInfo*> &II = PI->getInterfacesImplemented();
 572     for (unsigned i = 0, e = II.size(); i != e; ++i)
 573       AvailableAnalysis[II[i]] = P;
 574   }
 575 }
 576
 577 // Return true if P preserves high level analysis used by other
 578 // passes managed by this manager
 579 bool PMDataManager::preserveHigherLevelAnalysis(Pass *P) {
 580
 581   AnalysisUsage AnUsage;
 582   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
 583
 584   if (AnUsage.getPreservesAll())
 585     return true;
 586
 587   const AnalysisUsage::VectorType &PreservedSet = AnUsage.getPreservedSet();
 588   for (std::vector<Pass *>::iterator I = HigherLevelAnalysis.begin(),
 589          E = HigherLevelAnalysis.end(); I  != E; ++I) {
 590     Pass *P1 = *I;
 591     if (!dynamic_cast<ImmutablePass*>(P1) &&
 592         std::find(PreservedSet.begin(), PreservedSet.end(),
 593                   P1->getPassInfo()) ==
 594            PreservedSet.end())
 595       return false;
 596   }
 597
 598   return true;
 599 }
 600
 601 /// verifyPreservedAnalysis -- Verify analysis preserved by pass P.
 602 void PMDataManager::verifyPreservedAnalysis(Pass *P) {
 603   // Don't do this unless assertions are enabled.
 604 #ifdef NDEBUG
 605   return;
 606 #endif
 607   AnalysisUsage AnUsage;
 608   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
 609   const AnalysisUsage::VectorType &PreservedSet = AnUsage.getPreservedSet();
 610
 611   // Verify preserved analysis
 612   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator I = PreservedSet.begin(),
 613          E = PreservedSet.end(); I != E; ++I) {
 614     AnalysisID AID = *I;
 615     if (Pass *AP = findAnalysisPass(AID, true))
 616       AP->verifyAnalysis();
 617   }
 618 }
 619
 620 /// verifyDomInfo - Verify dominator information if it is available.
 621 void PMDataManager::verifyDomInfo(Pass &P, Function &F) {
 622
 623   if (!VerifyDomInfo || !P.getResolver())
 624     return;
 625
 626   DominatorTree *DT = P.getAnalysisToUpdate<DominatorTree>();
 627   if (!DT)
 628     return;
 629
 630   DominatorTree OtherDT;
 631   OtherDT.getBase().recalculate(F);
 632   if (DT->compare(OtherDT)) {
 633     cerr << "Dominator Information for " << F.getNameStart() << "\n";
 634     cerr << "Pass '" << P.getPassName() << "'\n";
 635     cerr << "----- Valid -----\n";
 636     OtherDT.dump();
 637     cerr << "----- Invalid -----\n";
 638     DT->dump();
 639     assert (0 && "Invalid dominator info");
 640   }
 641
 642   DominanceFrontier *DF = P.getAnalysisToUpdate<DominanceFrontier>();
 643   if (!DF)
 644     return;
 645
 646   DominanceFrontier OtherDF;
 647   std::vector<BasicBlock*> DTRoots = DT->getRoots();
 648   OtherDF.calculate(*DT, DT->getNode(DTRoots[0]));
 649   if (DF->compare(OtherDF)) {
 650     cerr << "Dominator Information for " << F.getNameStart() << "\n";
 651     cerr << "Pass '" << P.getPassName() << "'\n";
 652     cerr << "----- Valid -----\n";
 653     OtherDF.dump();
 654     cerr << "----- Invalid -----\n";
 655     DF->dump();
 656     assert (0 && "Invalid dominator info");
 657   }
 658 }
 659
 660 /// Remove Analysis not preserved by Pass P
 661 void PMDataManager::removeNotPreservedAnalysis(Pass *P) {
 662   AnalysisUsage AnUsage;
 663   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
 664   if (AnUsage.getPreservesAll())
 665     return;
 666
 667   const AnalysisUsage::VectorType &PreservedSet = AnUsage.getPreservedSet();
 668   for (std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator I = AvailableAnalysis.begin(),
 669          E = AvailableAnalysis.end(); I != E; ) {
 670     std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator Info = I++;
 671     if (!dynamic_cast<ImmutablePass*>(Info->second)
 672         && std::find(PreservedSet.begin(), PreservedSet.end(), Info->first) ==
 673         PreservedSet.end()) {
 674       // Remove this analysis
 675       AvailableAnalysis.erase(Info);
 676       if (PassDebugging >= Details) {
 677         Pass *S = Info->second;
 678         cerr << " -- '" <<  P->getPassName() << "' is not preserving '";
 679         cerr << S->getPassName() << "'\n";
 680       }
 681     }
 682   }
 683
 684   // Check inherited analysis also. If P is not preserving analysis
 685   // provided by parent manager then remove it here.
 686   for (unsigned Index = 0; Index < PMT_Last; ++Index) {
 687
 688     if (!InheritedAnalysis[Index])
 689       continue;
 690
 691     for (std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator
 692            I = InheritedAnalysis[Index]->begin(),
 693            E = InheritedAnalysis[Index]->end(); I != E; ) {
 694       std::map<AnalysisID, Pass *>::iterator Info = I++;
 695       if (!dynamic_cast<ImmutablePass*>(Info->second) &&
 696           std::find(PreservedSet.begin(), PreservedSet.end(), Info->first) ==
 697              PreservedSet.end())
 698         // Remove this analysis
 699         InheritedAnalysis[Index]->erase(Info);
 700     }
 701   }
 702 }
 703
 704 /// Remove analysis passes that are not used any longer
 705 void PMDataManager::removeDeadPasses(Pass *P, const char *Msg,
 706                                      enum PassDebuggingString DBG_STR) {
 707
 708   SmallVector<Pass *, 12> DeadPasses;
 709
 710   // If this is a on the fly manager then it does not have TPM.
 711   if (!TPM)
 712     return;
 713
 714   TPM->collectLastUses(DeadPasses, P);
 715
 716   if (PassDebugging >= Details && !DeadPasses.empty()) {
 717     cerr << " -*- '" <<  P->getPassName();
 718     cerr << "' is the last user of following pass instances.";
 719     cerr << " Free these instances\n";
 720   }
 721
 722   for (SmallVector<Pass *, 12>::iterator I = DeadPasses.begin(),
 723          E = DeadPasses.end(); I != E; ++I) {
 724
 725     dumpPassInfo(*I, FREEING_MSG, DBG_STR, Msg);
 726
 727     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(*I);
 728     (*I)->releaseMemory();
 729     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(*I);
 730
 731     std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator Pos =
 732       AvailableAnalysis.find((*I)->getPassInfo());
 733
 734     // It is possible that pass is already removed from the AvailableAnalysis
 735     if (Pos != AvailableAnalysis.end())
 736       AvailableAnalysis.erase(Pos);
 737   }
 738 }
 739
 740 /// Add pass P into the PassVector. Update
 741 /// AvailableAnalysis appropriately if ProcessAnalysis is true.
 742 void PMDataManager::add(Pass *P,
 743                         bool ProcessAnalysis) {
 744
 745   // This manager is going to manage pass P. Set up analysis resolver
 746   // to connect them.
 747   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
 748   P->setResolver(AR);
 749
 750   // If a FunctionPass F is the last user of ModulePass info M
 751   // then the F's manager, not F, records itself as a last user of M.
 752   SmallVector<Pass *, 12> TransferLastUses;
 753
 754   if (ProcessAnalysis) {
 755
 756     // At the moment, this pass is the last user of all required passes.
 757     SmallVector<Pass *, 12> LastUses;
 758     SmallVector<Pass *, 8> RequiredPasses;
 759     SmallVector<AnalysisID, 8> ReqAnalysisNotAvailable;
 760
 761     unsigned PDepth = this->getDepth();
 762
 763     collectRequiredAnalysis(RequiredPasses,
 764                             ReqAnalysisNotAvailable, P);
 765     for (SmallVector<Pass *, 8>::iterator I = RequiredPasses.begin(),
 766            E = RequiredPasses.end(); I != E; ++I) {
 767       Pass *PRequired = *I;
 768       unsigned RDepth = 0;
 769
 770       assert (PRequired->getResolver() && "Analysis Resolver is not set");
 771       PMDataManager &DM = PRequired->getResolver()->getPMDataManager();
 772       RDepth = DM.getDepth();
 773
 774       if (PDepth == RDepth)
 775         LastUses.push_back(PRequired);
 776       else if (PDepth >  RDepth) {
 777         // Let the parent claim responsibility of last use
 778         TransferLastUses.push_back(PRequired);
 779         // Keep track of higher level analysis used by this manager.
 780         HigherLevelAnalysis.push_back(PRequired);
 781       } else
 782         assert (0 && "Unable to accomodate Required Pass");
 783     }
 784
 785     // Set P as P's last user until someone starts using P.
 786     // However, if P is a Pass Manager then it does not need
 787     // to record its last user.
 788     if (!dynamic_cast<PMDataManager *>(P))
 789       LastUses.push_back(P);
 790     TPM->setLastUser(LastUses, P);
 791
 792     if (!TransferLastUses.empty()) {
 793       Pass *My_PM = dynamic_cast<Pass *>(this);
 794       TPM->setLastUser(TransferLastUses, My_PM);
 795       TransferLastUses.clear();
 796     }
 797
 798     // Now, take care of required analysises that are not available.
 799     for (SmallVector<AnalysisID, 8>::iterator
 800            I = ReqAnalysisNotAvailable.begin(),
 801            E = ReqAnalysisNotAvailable.end() ;I != E; ++I) {
 802       Pass *AnalysisPass = (*I)->createPass();
 803       this->addLowerLevelRequiredPass(P, AnalysisPass);
 804     }
 805
 806     // Take a note of analysis required and made available by this pass.
 807     // Remove the analysis not preserved by this pass
 808     removeNotPreservedAnalysis(P);
 809     recordAvailableAnalysis(P);
 810   }
 811
 812   // Add pass
 813   PassVector.push_back(P);
 814 }
 815
 816
 817 /// Populate RP with analysis pass that are required by
 818 /// pass P and are available. Populate RP_NotAvail with analysis
 819 /// pass that are required by pass P but are not available.
 820 void PMDataManager::collectRequiredAnalysis(SmallVector<Pass *, 8>&RP,
 821                                        SmallVector<AnalysisID, 8> &RP_NotAvail,
 822                                             Pass *P) {
 823   AnalysisUsage AnUsage;
 824   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
 825   const AnalysisUsage::VectorType &RequiredSet = AnUsage.getRequiredSet();
 826   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator
 827          I = RequiredSet.begin(), E = RequiredSet.end();
 828        I != E; ++I) {
 829     AnalysisID AID = *I;
 830     if (Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I, true))
 831       RP.push_back(AnalysisPass);
 832     else
 833       RP_NotAvail.push_back(AID);
 834   }
 835
 836   const AnalysisUsage::VectorType &IDs = AnUsage.getRequiredTransitiveSet();
 837   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator I = IDs.begin(),
 838          E = IDs.end(); I != E; ++I) {
 839     AnalysisID AID = *I;
 840     if (Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I, true))
 841       RP.push_back(AnalysisPass);
 842     else
 843       RP_NotAvail.push_back(AID);
 844   }
 845 }
 846
 847 // All Required analyses should be available to the pass as it runs!  Here
 848 // we fill in the AnalysisImpls member of the pass so that it can
 849 // successfully use the getAnalysis() method to retrieve the
 850 // implementations it needs.
 851 //
 852 void PMDataManager::initializeAnalysisImpl(Pass *P) {
 853   AnalysisUsage AnUsage;
 854   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
 855
 856   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator
 857          I = AnUsage.getRequiredSet().begin(),
 858          E = AnUsage.getRequiredSet().end(); I != E; ++I) {
 859     Pass *Impl = findAnalysisPass(*I, true);
 860     if (Impl == 0)
 861       // This may be analysis pass that is initialized on the fly.
 862       // If that is not the case then it will raise an assert when it is used.
 863       continue;
 864     AnalysisResolver *AR = P->getResolver();
 865     assert (AR && "Analysis Resolver is not set");
 866     AR->addAnalysisImplsPair(*I, Impl);
 867   }
 868 }
 869
 870 /// Find the pass that implements Analysis AID. If desired pass is not found
 871 /// then return NULL.
 872 Pass *PMDataManager::findAnalysisPass(AnalysisID AID, bool SearchParent) {
 873
 874   // Check if AvailableAnalysis map has one entry.
 875   std::map<AnalysisID, Pass*>::const_iterator I =  AvailableAnalysis.find(AID);
 876
 877   if (I != AvailableAnalysis.end())
 878     return I->second;
 879
 880   // Search Parents through TopLevelManager
 881   if (SearchParent)
 882     return TPM->findAnalysisPass(AID);
 883
 884   return NULL;
 885 }
 886
 887 // Print list of passes that are last used by P.
 888 void PMDataManager::dumpLastUses(Pass *P, unsigned Offset) const{
 889
 890   SmallVector<Pass *, 12> LUses;
 891
 892   // If this is a on the fly manager then it does not have TPM.
 893   if (!TPM)
 894     return;
 895
 896   TPM->collectLastUses(LUses, P);
 897
 898   for (SmallVector<Pass *, 12>::iterator I = LUses.begin(),
 899          E = LUses.end(); I != E; ++I) {
 900     llvm::cerr << "--" << std::string(Offset*2, ' ');
 901     (*I)->dumpPassStructure(0);
 902   }
 903 }
 904
 905 void PMDataManager::dumpPassArguments() const {
 906   for(std::vector<Pass *>::const_iterator I = PassVector.begin(),
 907         E = PassVector.end(); I != E; ++I) {
 908     if (PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I))
 909       PMD->dumpPassArguments();
 910     else
 911       if (const PassInfo *PI = (*I)->getPassInfo())
 912         if (!PI->isAnalysisGroup())
 913           cerr << " -" << PI->getPassArgument();
 914   }
 915 }
 916
 917 void PMDataManager::dumpPassInfo(Pass *P, enum PassDebuggingString S1,
 918                                  enum PassDebuggingString S2,
 919                                  const char *Msg) {
 920   if (PassDebugging < Executions)
 921     return;
 922   cerr << (void*)this << std::string(getDepth()*2+1, ' ');
 923   switch (S1) {
 924   case EXECUTION_MSG:
 925     cerr << "Executing Pass '" << P->getPassName();
 926     break;
 927   case MODIFICATION_MSG:
 928     cerr << "Made Modification '" << P->getPassName();
 929     break;
 930   case FREEING_MSG:
 931     cerr << " Freeing Pass '" << P->getPassName();
 932     break;
 933   default:
 934     break;
 935   }
 936   switch (S2) {
 937   case ON_BASICBLOCK_MSG:
 938     cerr << "' on BasicBlock '" << Msg << "'...\n";
 939     break;
 940   case ON_FUNCTION_MSG:
 941     cerr << "' on Function '" << Msg << "'...\n";
 942     break;
 943   case ON_MODULE_MSG:
 944     cerr << "' on Module '"  << Msg << "'...\n";
 945     break;
 946   case ON_LOOP_MSG:
 947     cerr << "' on Loop " << Msg << "'...\n";
 948     break;
 949   case ON_CG_MSG:
 950     cerr << "' on Call Graph " << Msg << "'...\n";
 951     break;
 952   default:
 953     break;
 954   }
 955 }
 956
 957 void PMDataManager::dumpRequiredSet(const Pass *P)
 958   const {
 959   if (PassDebugging < Details)
 960     return;
 961
 962   AnalysisUsage analysisUsage;
 963   P->getAnalysisUsage(analysisUsage);
 964   dumpAnalysisUsage("Required", P, analysisUsage.getRequiredSet());
 965 }
 966
 967 void PMDataManager::dumpPreservedSet(const Pass *P)
 968   const {
 969   if (PassDebugging < Details)
 970     return;
 971
 972   AnalysisUsage analysisUsage;
 973   P->getAnalysisUsage(analysisUsage);
 974   dumpAnalysisUsage("Preserved", P, analysisUsage.getPreservedSet());
 975 }
 976
 977 void PMDataManager::dumpAnalysisUsage(const char *Msg, const Pass *P,
 978                                         const AnalysisUsage::VectorType &Set)
 979   const {
 980   assert(PassDebugging >= Details);
 981   if (Set.empty())
 982     return;
 983   cerr << (void*)P << std::string(getDepth()*2+3, ' ') << Msg << " Analyses:";
 984     for (unsigned i = 0; i != Set.size(); ++i) {
 985       if (i) cerr << ",";
 986       cerr << " " << Set[i]->getPassName();
 987     }
 988     cerr << "\n";
 989 }
 990
 991 /// Add RequiredPass into list of lower level passes required by pass P.
 992 /// RequiredPass is run on the fly by Pass Manager when P requests it
 993 /// through getAnalysis interface.
 994 /// This should be handled by specific pass manager.
 995 void PMDataManager::addLowerLevelRequiredPass(Pass *P, Pass *RequiredPass) {
 996   if (TPM) {
 997     TPM->dumpArguments();
 998     TPM->dumpPasses();
 999   }
1000
1001   // Module Level pass may required Function Level analysis info
1002   // (e.g. dominator info). Pass manager uses on the fly function pass manager
1003   // to provide this on demand. In that case, in Pass manager terminology,
1004   // module level pass is requiring lower level analysis info managed by
1005   // lower level pass manager.
1006
1007   // When Pass manager is not able to order required analysis info, Pass manager
1008   // checks whether any lower level manager will be able to provide this
1009   // analysis info on demand or not.
1010 #ifndef NDEBUG
1011   cerr << "Unable to schedule '" << RequiredPass->getPassName();
1012   cerr << "' required by '" << P->getPassName() << "'\n";
1013 #endif
1014   assert (0 && "Unable to schedule pass");
1015 }
1016
1017 // Destructor
1018 PMDataManager::~PMDataManager() {
1019
1020   for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassVector.begin(),
1021          E = PassVector.end(); I != E; ++I)
1022     delete *I;
1023
1024 }
1025
1026 //===----------------------------------------------------------------------===//
1027 // NOTE: Is this the right place to define this method ?
1028 // getAnalysisToUpdate - Return an analysis result or null if it doesn't exist
1029 Pass *AnalysisResolver::getAnalysisToUpdate(AnalysisID ID, bool dir) const {
1030   return PM.findAnalysisPass(ID, dir);
1031 }
1032
1033 Pass *AnalysisResolver::findImplPass(Pass *P, const PassInfo *AnalysisPI,
1034                                      Function &F) {
1035   return PM.getOnTheFlyPass(P, AnalysisPI, F);
1036 }
1037
1038 //===----------------------------------------------------------------------===//
1039 // BBPassManager implementation
1040
1041 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking
1042 /// runOnBasicBlock method.  Keep track of whether any of the passes modifies
1043 /// the function, and if so, return true.
1044 bool
1045 BBPassManager::runOnFunction(Function &F) {
1046
1047   if (F.isDeclaration())
1048     return false;
1049
1050   bool Changed = doInitialization(F);
1051
1052   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
1053     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1054       BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1055
1056       dumpPassInfo(BP, EXECUTION_MSG, ON_BASICBLOCK_MSG, I->getNameStart());
1057       dumpRequiredSet(BP);
1058
1059       initializeAnalysisImpl(BP);
1060
1061       if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(BP);
1062       Changed |= BP->runOnBasicBlock(*I);
1063       if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(BP);
1064
1065       if (Changed)
1066         dumpPassInfo(BP, MODIFICATION_MSG, ON_BASICBLOCK_MSG,
1067                      I->getNameStart());
1068       dumpPreservedSet(BP);
1069
1070       verifyPreservedAnalysis(BP);
1071       removeNotPreservedAnalysis(BP);
1072       recordAvailableAnalysis(BP);
1073       removeDeadPasses(BP, I->getNameStart(), ON_BASICBLOCK_MSG);
1074     }
1075
1076   return Changed |= doFinalization(F);
1077 }
1078
1079 // Implement doInitialization and doFinalization
1080 inline bool BBPassManager::doInitialization(Module &M) {
1081   bool Changed = false;
1082
1083   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1084     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1085     Changed |= BP->doInitialization(M);
1086   }
1087
1088   return Changed;
1089 }
1090
1091 inline bool BBPassManager::doFinalization(Module &M) {
1092   bool Changed = false;
1093
1094   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1095     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1096     Changed |= BP->doFinalization(M);
1097   }
1098
1099   return Changed;
1100 }
1101
1102 inline bool BBPassManager::doInitialization(Function &F) {
1103   bool Changed = false;
1104
1105   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1106     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1107     Changed |= BP->doInitialization(F);
1108   }
1109
1110   return Changed;
1111 }
1112
1113 inline bool BBPassManager::doFinalization(Function &F) {
1114   bool Changed = false;
1115
1116   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1117     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1118     Changed |= BP->doFinalization(F);
1119   }
1120
1121   return Changed;
1122 }
1123
1124
1125 //===----------------------------------------------------------------------===//
1126 // FunctionPassManager implementation
1127
1128 /// Create new Function pass manager
1129 FunctionPassManager::FunctionPassManager(ModuleProvider *P) {
1130   FPM = new FunctionPassManagerImpl(0);
1131   // FPM is the top level manager.
1132   FPM->setTopLevelManager(FPM);
1133
1134   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*FPM);
1135   FPM->setResolver(AR);
1136
1137   MP = P;
1138 }
1139
1140 FunctionPassManager::~FunctionPassManager() {
1141   delete FPM;
1142 }
1143
1144 /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes
1145 /// ownership of the Pass to the PassManager.  When the
1146 /// PassManager_X is destroyed, the pass will be destroyed as well, so
1147 /// there is no need to delete the pass. (TODO delete passes.)
1148 /// This implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
1149 void FunctionPassManager::add(Pass *P) {
1150   FPM->add(P);
1151 }
1152
1153 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep
1154 /// track of whether any of the passes modifies the function, and if
1155 /// so, return true.
1156 ///
1157 bool FunctionPassManager::run(Function &F) {
1158   std::string errstr;
1159   if (MP->materializeFunction(&F, &errstr)) {
1160     cerr << "Error reading bitcode file: " << errstr << "\n";
1161     abort();
1162   }
1163   return FPM->run(F);
1164 }
1165
1166
1167 /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
1168 ///
1169 bool FunctionPassManager::doInitialization() {
1170   return FPM->doInitialization(*MP->getModule());
1171 }
1172
1173 /// doFinalization - Run all of the finalizers for the function passes.
1174 ///
1175 bool FunctionPassManager::doFinalization() {
1176   return FPM->doFinalization(*MP->getModule());
1177 }
1178
1179 //===----------------------------------------------------------------------===//
1180 // FunctionPassManagerImpl implementation
1181 //
1182 inline bool FunctionPassManagerImpl::doInitialization(Module &M) {
1183   bool Changed = false;
1184
1185   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {
1186     FPPassManager *FP = getContainedManager(Index);
1187     Changed |= FP->doInitialization(M);
1188   }
1189
1190   return Changed;
1191 }
1192
1193 inline bool FunctionPassManagerImpl::doFinalization(Module &M) {
1194   bool Changed = false;
1195
1196   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {
1197     FPPassManager *FP = getContainedManager(Index);
1198     Changed |= FP->doFinalization(M);
1199   }
1200
1201   return Changed;
1202 }
1203
1204 // Execute all the passes managed by this top level manager.
1205 // Return true if any function is modified by a pass.
1206 bool FunctionPassManagerImpl::run(Function &F) {
1207
1208   bool Changed = false;
1209
1210   TimingInfo::createTheTimeInfo();
1211
1212   dumpArguments();
1213   dumpPasses();
1214
1215   initializeAllAnalysisInfo();
1216   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {
1217     FPPassManager *FP = getContainedManager(Index);
1218     Changed |= FP->runOnFunction(F);
1219   }
1220   return Changed;
1221 }
1222
1223 //===----------------------------------------------------------------------===//
1224 // FPPassManager implementation
1225
1226 char FPPassManager::ID = 0;
1227 /// Print passes managed by this manager
1228 void FPPassManager::dumpPassStructure(unsigned Offset) {
1229   llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "FunctionPass Manager\n";
1230   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1231     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1232     FP->dumpPassStructure(Offset + 1);
1233     dumpLastUses(FP, Offset+1);
1234   }
1235 }
1236
1237
1238 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking
1239 /// runOnFunction method.  Keep track of whether any of the passes modifies
1240 /// the function, and if so, return true.
1241 bool FPPassManager::runOnFunction(Function &F) {
1242
1243   bool Changed = false;
1244
1245   if (F.isDeclaration())
1246     return false;
1247
1248   // Collect inherited analysis from Module level pass manager.
1249   populateInheritedAnalysis(TPM->activeStack);
1250
1251   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1252     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1253
1254     dumpPassInfo(FP, EXECUTION_MSG, ON_FUNCTION_MSG, F.getNameStart());
1255     dumpRequiredSet(FP);
1256
1257     initializeAnalysisImpl(FP);
1258
1259     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(FP);
1260     Changed |= FP->runOnFunction(F);
1261     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(FP);
1262
1263     if (Changed)
1264       dumpPassInfo(FP, MODIFICATION_MSG, ON_FUNCTION_MSG, F.getNameStart());
1265     dumpPreservedSet(FP);
1266
1267     verifyPreservedAnalysis(FP);
1268     removeNotPreservedAnalysis(FP);
1269     recordAvailableAnalysis(FP);
1270     removeDeadPasses(FP, F.getNameStart(), ON_FUNCTION_MSG);
1271
1272     // If dominator information is available then verify the info if requested.
1273     verifyDomInfo(*FP, F);
1274   }
1275   return Changed;
1276 }
1277
1278 bool FPPassManager::runOnModule(Module &M) {
1279
1280   bool Changed = doInitialization(M);
1281
1282   for(Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
1283     this->runOnFunction(*I);
1284
1285   return Changed |= doFinalization(M);
1286 }
1287
1288 inline bool FPPassManager::doInitialization(Module &M) {
1289   bool Changed = false;
1290
1291   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1292     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1293     Changed |= FP->doInitialization(M);
1294   }
1295
1296   return Changed;
1297 }
1298
1299 inline bool FPPassManager::doFinalization(Module &M) {
1300   bool Changed = false;
1301
1302   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1303     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1304     Changed |= FP->doFinalization(M);
1305   }
1306
1307   return Changed;
1308 }
1309
1310 //===----------------------------------------------------------------------===//
1311 // MPPassManager implementation
1312
1313 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking
1314 /// runOnModule method.  Keep track of whether any of the passes modifies
1315 /// the module, and if so, return true.
1316 bool
1317 MPPassManager::runOnModule(Module &M) {
1318   bool Changed = false;
1319
1320   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1321     ModulePass *MP = getContainedPass(Index);
1322
1323     dumpPassInfo(MP, EXECUTION_MSG, ON_MODULE_MSG,
1324                  M.getModuleIdentifier().c_str());
1325     dumpRequiredSet(MP);
1326
1327     initializeAnalysisImpl(MP);
1328
1329     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(MP);
1330     Changed |= MP->runOnModule(M);
1331     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(MP);
1332
1333     if (Changed)
1334       dumpPassInfo(MP, MODIFICATION_MSG, ON_MODULE_MSG,
1335                    M.getModuleIdentifier().c_str());
1336     dumpPreservedSet(MP);
1337
1338     verifyPreservedAnalysis(MP);
1339     removeNotPreservedAnalysis(MP);
1340     recordAvailableAnalysis(MP);
1341     removeDeadPasses(MP, M.getModuleIdentifier().c_str(), ON_MODULE_MSG);
1342   }
1343   return Changed;
1344 }
1345
1346 /// Add RequiredPass into list of lower level passes required by pass P.
1347 /// RequiredPass is run on the fly by Pass Manager when P requests it
1348 /// through getAnalysis interface.
1349 void MPPassManager::addLowerLevelRequiredPass(Pass *P, Pass *RequiredPass) {
1350
1351   assert (P->getPotentialPassManagerType() == PMT_ModulePassManager
1352           && "Unable to handle Pass that requires lower level Analysis pass");
1353   assert ((P->getPotentialPassManagerType() <
1354            RequiredPass->getPotentialPassManagerType())
1355           && "Unable to handle Pass that requires lower level Analysis pass");
1356
1357   FunctionPassManagerImpl *FPP = OnTheFlyManagers[P];
1358   if (!FPP) {
1359     FPP = new FunctionPassManagerImpl(0);
1360     // FPP is the top level manager.
1361     FPP->setTopLevelManager(FPP);
1362
1363     OnTheFlyManagers[P] = FPP;
1364   }
1365   FPP->add(RequiredPass);
1366
1367   // Register P as the last user of RequiredPass.
1368   SmallVector<Pass *, 12> LU;
1369   LU.push_back(RequiredPass);
1370   FPP->setLastUser(LU,  P);
1371 }
1372
1373 /// Return function pass corresponding to PassInfo PI, that is
1374 /// required by module pass MP. Instantiate analysis pass, by using
1375 /// its runOnFunction() for function F.
1376 Pass* MPPassManager::getOnTheFlyPass(Pass *MP, const PassInfo *PI,
1377                                      Function &F) {
1378    AnalysisID AID = PI;
1379   FunctionPassManagerImpl *FPP = OnTheFlyManagers[MP];
1380   assert (FPP && "Unable to find on the fly pass");
1381
1382   FPP->run(F);
1383   return (dynamic_cast<PMTopLevelManager *>(FPP))->findAnalysisPass(AID);
1384 }
1385
1386
1387 //===----------------------------------------------------------------------===//
1388 // PassManagerImpl implementation
1389 //
1390 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
1391 /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
1392 bool PassManagerImpl::run(Module &M) {
1393
1394   bool Changed = false;
1395
1396   TimingInfo::createTheTimeInfo();
1397
1398   dumpArguments();
1399   dumpPasses();
1400
1401   initializeAllAnalysisInfo();
1402   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {
1403     MPPassManager *MP = getContainedManager(Index);
1404     Changed |= MP->runOnModule(M);
1405   }
1406   return Changed;
1407 }
1408
1409 //===----------------------------------------------------------------------===//
1410 // PassManager implementation
1411
1412 /// Create new pass manager
1413 PassManager::PassManager() {
1414   PM = new PassManagerImpl(0);
1415   // PM is the top level manager
1416   PM->setTopLevelManager(PM);
1417 }
1418
1419 PassManager::~PassManager() {
1420   delete PM;
1421 }
1422
1423 /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
1424 /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
1425 /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
1426 /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
1427 void
1428 PassManager::add(Pass *P) {
1429   PM->add(P);
1430 }
1431
1432 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
1433 /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
1434 bool
1435 PassManager::run(Module &M) {
1436   return PM->run(M);
1437 }
1438
1439 //===----------------------------------------------------------------------===//
1440 // TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
1441 // amount of time each pass takes to execute.  This only happens with
1442 // -time-passes is enabled on the command line.
1443 //
1444 bool llvm::TimePassesIsEnabled = false;
1445 static cl::opt<bool,true>
1446 EnableTiming("time-passes", cl::location(TimePassesIsEnabled),
1447             cl::desc("Time each pass, printing elapsed time for each on exit"));
1448
1449 // createTheTimeInfo - This method either initializes the TheTimeInfo pointer to
1450 // a non null value (if the -time-passes option is enabled) or it leaves it
1451 // null.  It may be called multiple times.
1452 void TimingInfo::createTheTimeInfo() {
1453   if (!TimePassesIsEnabled || TheTimeInfo) return;
1454
1455   // Constructed the first time this is called, iff -time-passes is enabled.
1456   // This guarantees that the object will be constructed before static globals,
1457   // thus it will be destroyed before them.
1458   static ManagedStatic<TimingInfo> TTI;
1459   TheTimeInfo = &*TTI;
1460 }
1461
1462 /// If TimingInfo is enabled then start pass timer.
1463 void StartPassTimer(Pass *P) {
1464   if (TheTimeInfo)
1465     TheTimeInfo->passStarted(P);
1466 }
1467
1468 /// If TimingInfo is enabled then stop pass timer.
1469 void StopPassTimer(Pass *P) {
1470   if (TheTimeInfo)
1471     TheTimeInfo->passEnded(P);
1472 }
1473
1474 //===----------------------------------------------------------------------===//
1475 // PMStack implementation
1476 //
1477
1478 // Pop Pass Manager from the stack and clear its analysis info.
1479 void PMStack::pop() {
1480
1481   PMDataManager *Top = this->top();
1482   Top->initializeAnalysisInfo();
1483
1484   S.pop_back();
1485 }
1486
1487 // Push PM on the stack and set its top level manager.
1488 void PMStack::push(PMDataManager *PM) {
1489
1490   PMDataManager *Top = NULL;
1491   assert (PM && "Unable to push. Pass Manager expected");
1492
1493   if (this->empty()) {
1494     Top = PM;
1495   }
1496   else {
1497     Top = this->top();
1498     PMTopLevelManager *TPM = Top->getTopLevelManager();
1499
1500     assert (TPM && "Unable to find top level manager");
1501     TPM->addIndirectPassManager(PM);
1502     PM->setTopLevelManager(TPM);
1503   }
1504
1505   S.push_back(PM);
1506 }
1507
1508 // Dump content of the pass manager stack.
1509 void PMStack::dump() {
1510   for(std::deque<PMDataManager *>::iterator I = S.begin(),
1511         E = S.end(); I != E; ++I) {
1512     Pass *P = dynamic_cast<Pass *>(*I);
1513     printf("%s ", P->getPassName());
1514   }
1515   if (!S.empty())
1516     printf("\n");
1517 }
1518
1519 /// Find appropriate Module Pass Manager in the PM Stack and
1520 /// add self into that manager.
1521 void ModulePass::assignPassManager(PMStack &PMS,
1522                                    PassManagerType PreferredType) {
1523
1524   // Find Module Pass Manager
1525   while(!PMS.empty()) {
1526     PassManagerType TopPMType = PMS.top()->getPassManagerType();
1527     if (TopPMType == PreferredType)
1528       break; // We found desired pass manager
1529     else if (TopPMType > PMT_ModulePassManager)
1530       PMS.pop();    // Pop children pass managers
1531     else
1532       break;
1533   }
1534
1535   PMS.top()->add(this);
1536 }
1537
1538 /// Find appropriate Function Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1539 /// in the PM Stack and add self into that manager.
1540 void FunctionPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
1541                                      PassManagerType PreferredType) {
1542
1543   // Find Module Pass Manager (TODO : Or Call Graph Pass Manager)
1544   while(!PMS.empty()) {
1545     if (PMS.top()->getPassManagerType() > PMT_FunctionPassManager)
1546       PMS.pop();
1547     else
1548       break;
1549   }
1550   FPPassManager *FPP = dynamic_cast<FPPassManager *>(PMS.top());
1551
1552   // Create new Function Pass Manager
1553   if (!FPP) {
1554     assert(!PMS.empty() && "Unable to create Function Pass Manager");
1555     PMDataManager *PMD = PMS.top();
1556
1557     // [1] Create new Function Pass Manager
1558     FPP = new FPPassManager(PMD->getDepth() + 1);
1559     FPP->populateInheritedAnalysis(PMS);
1560
1561     // [2] Set up new manager's top level manager
1562     PMTopLevelManager *TPM = PMD->getTopLevelManager();
1563     TPM->addIndirectPassManager(FPP);
1564
1565     // [3] Assign manager to manage this new manager. This may create
1566     // and push new managers into PMS
1567
1568     // If Call Graph Pass Manager is active then use it to manage
1569     // this new Function Pass manager.
1570     if (PMD->getPassManagerType() == PMT_CallGraphPassManager)
1571       FPP->assignPassManager(PMS, PMT_CallGraphPassManager);
1572     else
1573       FPP->assignPassManager(PMS);
1574
1575     // [4] Push new manager into PMS
1576     PMS.push(FPP);
1577   }
1578
1579   // Assign FPP as the manager of this pass.
1580   FPP->add(this);
1581 }
1582
1583 /// Find appropriate Basic Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1584 /// in the PM Stack and add self into that manager.
1585 void BasicBlockPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
1586                                        PassManagerType PreferredType) {
1587
1588   BBPassManager *BBP = NULL;
1589
1590   // Basic Pass Manager is a leaf pass manager. It does not handle
1591   // any other pass manager.
1592   if (!PMS.empty())
1593     BBP = dynamic_cast<BBPassManager *>(PMS.top());
1594
1595   // If leaf manager is not Basic Block Pass manager then create new
1596   // basic Block Pass manager.
1597
1598   if (!BBP) {
1599     assert(!PMS.empty() && "Unable to create BasicBlock Pass Manager");
1600     PMDataManager *PMD = PMS.top();
1601
1602     // [1] Create new Basic Block Manager
1603     BBP = new BBPassManager(PMD->getDepth() + 1);
1604
1605     // [2] Set up new manager's top level manager
1606     // Basic Block Pass Manager does not live by itself
1607     PMTopLevelManager *TPM = PMD->getTopLevelManager();
1608     TPM->addIndirectPassManager(BBP);
1609
1610     // [3] Assign manager to manage this new manager. This may create
1611     // and push new managers into PMS
1612     BBP->assignPassManager(PMS);
1613
1614     // [4] Push new manager into PMS
1615     PMS.push(BBP);
1616   }
1617
1618   // Assign BBP as the manager of this pass.
1619   BBP->add(this);
1620 }
1621
1622 PassManagerBase::~PassManagerBase() {}
1623
1624 /*===-- C Bindings --------------------------------------------------------===*/
1625
1626 LLVMPassManagerRef LLVMCreatePassManager() {
1627   return wrap(new PassManager());
1628 }
1629
1630 LLVMPassManagerRef LLVMCreateFunctionPassManager(LLVMModuleProviderRef P) {
1631   return wrap(new FunctionPassManager(unwrap(P)));
1632 }
1633
1634 int LLVMRunPassManager(LLVMPassManagerRef PM, LLVMModuleRef M) {
1635   return unwrap<PassManager>(PM)->run(*unwrap(M));
1636 }
1637
1638 int LLVMInitializeFunctionPassManager(LLVMPassManagerRef FPM) {
1639   return unwrap<FunctionPassManager>(FPM)->doInitialization();
1640 }
1641
1642 int LLVMRunFunctionPassManager(LLVMPassManagerRef FPM, LLVMValueRef F) {
1643   return unwrap<FunctionPassManager>(FPM)->run(*unwrap<Function>(F));
1644 }
1645
1646 int LLVMFinalizeFunctionPassManager(LLVMPassManagerRef FPM) {
1647   return unwrap<FunctionPassManager>(FPM)->doFinalization();
1648 }
1649
1650 void LLVMDisposePassManager(LLVMPassManagerRef PM) {
1651   delete unwrap(PM);
1652 }