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