Unbreak VC++ build.
[oota-llvm.git] / lib / VMCore / PassManager.cpp
1 //===- PassManager.cpp - LLVM Pass Infrastructure Implementation ----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by Devang Patel and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the LLVM Pass Manager infrastructure. 
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14
15 #include "llvm/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 <algorithm>
23 #include <vector>
24 #include <map>
25
26 // See PassManagers.h for Pass Manager infrastructure overview.
27
28 namespace llvm {
29
30 //===----------------------------------------------------------------------===//
31 // Pass debugging information.  Often it is useful to find out what pass is
32 // running when a crash occurs in a utility.  When this library is compiled with
33 // debugging on, a command line option (--debug-pass) is enabled that causes the
34 // pass name to be printed before it executes.
35 //
36
37 // Different debug levels that can be enabled...
38 enum PassDebugLevel {
39   None, Arguments, Structure, Executions, Details
40 };
41
42 static cl::opt<enum PassDebugLevel>
43 PassDebugging("debug-pass", cl::Hidden,
44                   cl::desc("Print PassManager debugging information"),
45                   cl::values(
46   clEnumVal(None      , "disable debug output"),
47   clEnumVal(Arguments , "print pass arguments to pass to 'opt'"),
48   clEnumVal(Structure , "print pass structure before run()"),
49   clEnumVal(Executions, "print pass name before it is executed"),
50   clEnumVal(Details   , "print pass details when it is executed"),
51                              clEnumValEnd));
52 } // End of llvm namespace
53
54 namespace {
55
56 //===----------------------------------------------------------------------===//
57 // BBPassManager
58 //
59 /// BBPassManager manages BasicBlockPass. It batches all the
60 /// pass together and sequence them to process one basic block before
61 /// processing next basic block.
62 class VISIBILITY_HIDDEN BBPassManager : public PMDataManager, 
63                                         public FunctionPass {
64
65 public:
66   BBPassManager(int Depth) : PMDataManager(Depth) { }
67
68   /// Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
69   /// whether any of the passes modifies the function, and if so, return true.
70   bool runOnFunction(Function &F);
71
72   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
73   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
74     Info.setPreservesAll();
75   }
76
77   bool doInitialization(Module &M);
78   bool doInitialization(Function &F);
79   bool doFinalization(Module &M);
80   bool doFinalization(Function &F);
81
82   virtual const char *getPassName() const {
83     return "BasicBlock Pass  Manager";
84   }
85
86   // Print passes managed by this manager
87   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
88     llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "BasicBlockPass Manager\n";
89     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
90       BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
91       BP->dumpPassStructure(Offset + 1);
92       dumpLastUses(BP, Offset+1);
93     }
94   }
95
96   BasicBlockPass *getContainedPass(unsigned N) {
97     assert ( N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
98     BasicBlockPass *BP = static_cast<BasicBlockPass *>(PassVector[N]);
99     return BP;
100   }
101
102   virtual PassManagerType getPassManagerType() const { 
103     return PMT_BasicBlockPassManager; 
104   }
105 };
106
107 }
108
109 namespace llvm {
110
111 //===----------------------------------------------------------------------===//
112 // FunctionPassManagerImpl
113 //
114 /// FunctionPassManagerImpl manages FPPassManagers
115 class FunctionPassManagerImpl : public Pass,
116                                 public PMDataManager,
117                                 public PMTopLevelManager {
118 public:
119
120   FunctionPassManagerImpl(int Depth) : PMDataManager(Depth),
121                                        PMTopLevelManager(TLM_Function) { }
122
123   /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
124   /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
125   /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
126   /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
127   void add(Pass *P) {
128     schedulePass(P);
129   }
130  
131   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
132   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
133   bool run(Function &F);
134
135   /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
136   ///
137   bool doInitialization(Module &M);
138   
139   /// doFinalization - Run all of the initializers for the function passes.
140   ///
141   bool doFinalization(Module &M);
142
143   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
144   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
145     Info.setPreservesAll();
146   }
147
148   inline void addTopLevelPass(Pass *P) {
149
150     if (ImmutablePass *IP = dynamic_cast<ImmutablePass *> (P)) {
151       
152       // P is a immutable pass and it will be managed by this
153       // top level manager. Set up analysis resolver to connect them.
154       AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
155       P->setResolver(AR);
156       initializeAnalysisImpl(P);
157       addImmutablePass(IP);
158       recordAvailableAnalysis(IP);
159     } else {
160       P->assignPassManager(activeStack);
161       activeStack.handleLastUserOverflow();
162     }
163
164   }
165
166   FPPassManager *getContainedManager(unsigned N) {
167     assert ( N < PassManagers.size() && "Pass number out of range!");
168     FPPassManager *FP = static_cast<FPPassManager *>(PassManagers[N]);
169     return FP;
170   }
171
172 };
173
174 //===----------------------------------------------------------------------===//
175 // MPPassManager
176 //
177 /// MPPassManager manages ModulePasses and function pass managers.
178 /// It batches all Module passes  passes and function pass managers together and
179 /// sequence them to process one module.
180 class MPPassManager : public Pass, public PMDataManager {
181  
182 public:
183   MPPassManager(int Depth) : PMDataManager(Depth) { }
184   
185   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
186   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
187   bool runOnModule(Module &M);
188
189   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
190   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
191     Info.setPreservesAll();
192   }
193
194   virtual const char *getPassName() const {
195     return "Module Pass Manager";
196   }
197
198   // Print passes managed by this manager
199   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
200     llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "ModulePass Manager\n";
201     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
202       ModulePass *MP = getContainedPass(Index);
203       MP->dumpPassStructure(Offset + 1);
204       dumpLastUses(MP, Offset+1);
205     }
206   }
207
208   ModulePass *getContainedPass(unsigned N) {
209     assert ( N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
210     ModulePass *MP = static_cast<ModulePass *>(PassVector[N]);
211     return MP;
212   }
213
214   virtual PassManagerType getPassManagerType() const { 
215     return PMT_ModulePassManager; 
216   }
217 };
218
219 //===----------------------------------------------------------------------===//
220 // PassManagerImpl
221 //
222 /// PassManagerImpl manages MPPassManagers
223 class PassManagerImpl : public Pass,
224                         public PMDataManager,
225                         public PMTopLevelManager {
226
227 public:
228
229   PassManagerImpl(int Depth) : PMDataManager(Depth),
230                                PMTopLevelManager(TLM_Pass) { }
231
232   /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
233   /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
234   /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
235   /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
236   void add(Pass *P) {
237     schedulePass(P);
238   }
239  
240   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
241   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
242   bool run(Module &M);
243
244   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
245   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
246     Info.setPreservesAll();
247   }
248
249   inline void addTopLevelPass(Pass *P) {
250
251     if (ImmutablePass *IP = dynamic_cast<ImmutablePass *> (P)) {
252       
253       // P is a immutable pass and it will be managed by this
254       // top level manager. Set up analysis resolver to connect them.
255       AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
256       P->setResolver(AR);
257       initializeAnalysisImpl(P);
258       addImmutablePass(IP);
259       recordAvailableAnalysis(IP);
260     } else {
261       P->assignPassManager(activeStack);
262       activeStack.handleLastUserOverflow();
263     }
264
265   }
266
267   MPPassManager *getContainedManager(unsigned N) {
268     assert ( N < PassManagers.size() && "Pass number out of range!");
269     MPPassManager *MP = static_cast<MPPassManager *>(PassManagers[N]);
270     return MP;
271   }
272
273 };
274
275 } // End of llvm namespace
276
277 namespace {
278
279 //===----------------------------------------------------------------------===//
280 // TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
281 // amount of time each pass takes to execute.  This only happens when
282 // -time-passes is enabled on the command line.
283 //
284
285 class VISIBILITY_HIDDEN TimingInfo {
286   std::map<Pass*, Timer> TimingData;
287   TimerGroup TG;
288
289 public:
290   // Use 'create' member to get this.
291   TimingInfo() : TG("... Pass execution timing report ...") {}
292   
293   // TimingDtor - Print out information about timing information
294   ~TimingInfo() {
295     // Delete all of the timers...
296     TimingData.clear();
297     // TimerGroup is deleted next, printing the report.
298   }
299
300   // createTheTimeInfo - This method either initializes the TheTimeInfo pointer
301   // to a non null value (if the -time-passes option is enabled) or it leaves it
302   // null.  It may be called multiple times.
303   static void createTheTimeInfo();
304
305   void passStarted(Pass *P) {
306
307     if (dynamic_cast<PMDataManager *>(P)) 
308       return;
309
310     std::map<Pass*, Timer>::iterator I = TimingData.find(P);
311     if (I == TimingData.end())
312       I=TimingData.insert(std::make_pair(P, Timer(P->getPassName(), TG))).first;
313     I->second.startTimer();
314   }
315   void passEnded(Pass *P) {
316
317     if (dynamic_cast<PMDataManager *>(P)) 
318       return;
319
320     std::map<Pass*, Timer>::iterator I = TimingData.find(P);
321     assert (I != TimingData.end() && "passStarted/passEnded not nested right!");
322     I->second.stopTimer();
323   }
324 };
325
326 static TimingInfo *TheTimeInfo;
327
328 } // End of anon namespace
329
330 //===----------------------------------------------------------------------===//
331 // PMTopLevelManager implementation
332
333 /// Initialize top level manager. Create first pass manager.
334 PMTopLevelManager::PMTopLevelManager (enum TopLevelManagerType t) {
335
336   if (t == TLM_Pass) {
337     MPPassManager *MPP = new MPPassManager(1);
338     MPP->setTopLevelManager(this);
339     addPassManager(MPP);
340     activeStack.push(MPP);
341   } 
342   else if (t == TLM_Function) {
343     FPPassManager *FPP = new FPPassManager(1);
344     FPP->setTopLevelManager(this);
345     addPassManager(FPP);
346     activeStack.push(FPP);
347   } 
348 }
349
350 /// Set pass P as the last user of the given analysis passes.
351 void PMTopLevelManager::setLastUser(std::vector<Pass *> &AnalysisPasses, 
352                                     Pass *P) {
353
354   for (std::vector<Pass *>::iterator I = AnalysisPasses.begin(),
355          E = AnalysisPasses.end(); I != E; ++I) {
356     Pass *AP = *I;
357     LastUser[AP] = P;
358     // If AP is the last user of other passes then make P last user of
359     // such passes.
360     for (std::map<Pass *, Pass *>::iterator LUI = LastUser.begin(),
361            LUE = LastUser.end(); LUI != LUE; ++LUI) {
362       if (LUI->second == AP)
363         LastUser[LUI->first] = P;
364     }
365   }
366 }
367
368 /// Collect passes whose last user is P
369 void PMTopLevelManager::collectLastUses(std::vector<Pass *> &LastUses,
370                                             Pass *P) {
371    for (std::map<Pass *, Pass *>::iterator LUI = LastUser.begin(),
372           LUE = LastUser.end(); LUI != LUE; ++LUI)
373       if (LUI->second == P)
374         LastUses.push_back(LUI->first);
375 }
376
377 /// Schedule pass P for execution. Make sure that passes required by
378 /// P are run before P is run. Update analysis info maintained by
379 /// the manager. Remove dead passes. This is a recursive function.
380 void PMTopLevelManager::schedulePass(Pass *P) {
381
382   // TODO : Allocate function manager for this pass, other wise required set
383   // may be inserted into previous function manager
384
385   // If this Analysis is already requested by one of the previous pass
386   // and it is still available then do not insert new pass in the queue again.
387   if (findAnalysisPass(P->getPassInfo()))
388       return;
389
390   AnalysisUsage AnUsage;
391   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
392   const std::vector<AnalysisID> &RequiredSet = AnUsage.getRequiredSet();
393   for (std::vector<AnalysisID>::const_iterator I = RequiredSet.begin(),
394          E = RequiredSet.end(); I != E; ++I) {
395
396     Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I);
397     if (!AnalysisPass) {
398       // Schedule this analysis run first.
399       AnalysisPass = (*I)->createPass();
400       schedulePass(AnalysisPass);
401     }
402   }
403
404   // Now all required passes are available.
405   addTopLevelPass(P);
406 }
407
408 /// Find the pass that implements Analysis AID. Search immutable
409 /// passes and all pass managers. If desired pass is not found
410 /// then return NULL.
411 Pass *PMTopLevelManager::findAnalysisPass(AnalysisID AID) {
412
413   Pass *P = NULL;
414   // Check pass managers
415   for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassManagers.begin(),
416          E = PassManagers.end(); P == NULL && I != E; ++I) {
417     PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I);
418     assert(PMD && "This is not a PassManager");
419     P = PMD->findAnalysisPass(AID, false);
420   }
421
422   // Check other pass managers
423   for (std::vector<PMDataManager *>::iterator I = IndirectPassManagers.begin(),
424          E = IndirectPassManagers.end(); P == NULL && I != E; ++I)
425     P = (*I)->findAnalysisPass(AID, false);
426
427   for (std::vector<ImmutablePass *>::iterator I = ImmutablePasses.begin(),
428          E = ImmutablePasses.end(); P == NULL && I != E; ++I) {
429     const PassInfo *PI = (*I)->getPassInfo();
430     if (PI == AID)
431       P = *I;
432
433     // If Pass not found then check the interfaces implemented by Immutable Pass
434     if (!P) {
435       const std::vector<const PassInfo*> &ImmPI = PI->getInterfacesImplemented();
436       if (std::find(ImmPI.begin(), ImmPI.end(), AID) != ImmPI.end())
437         P = *I;
438     }
439   }
440
441   return P;
442 }
443
444 // Print passes managed by this top level manager.
445 void PMTopLevelManager::dumpPasses() const {
446
447   if (PassDebugging < Structure)
448     return;
449
450   // Print out the immutable passes
451   for (unsigned i = 0, e = ImmutablePasses.size(); i != e; ++i) {
452     ImmutablePasses[i]->dumpPassStructure(0);
453   }
454   
455   for (std::vector<Pass *>::const_iterator I = PassManagers.begin(),
456          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
457     (*I)->dumpPassStructure(1);
458 }
459
460 void PMTopLevelManager::dumpArguments() const {
461
462   if (PassDebugging < Arguments)
463     return;
464
465   cerr << "Pass Arguments: ";
466   for (std::vector<Pass *>::const_iterator I = PassManagers.begin(),
467          E = PassManagers.end(); I != E; ++I) {
468     PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I);
469     assert(PMD && "This is not a PassManager");
470     PMD->dumpPassArguments();
471   }
472   cerr << "\n";
473 }
474
475 void PMTopLevelManager::initializeAllAnalysisInfo() {
476   
477   for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassManagers.begin(),
478          E = PassManagers.end(); I != E; ++I) {
479     PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I);
480     assert(PMD && "This is not a PassManager");
481     PMD->initializeAnalysisInfo();
482   }
483   
484   // Initailize other pass managers
485   for (std::vector<PMDataManager *>::iterator I = IndirectPassManagers.begin(),
486          E = IndirectPassManagers.end(); I != E; ++I)
487     (*I)->initializeAnalysisInfo();
488 }
489
490 /// Destructor
491 PMTopLevelManager::~PMTopLevelManager() {
492   for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassManagers.begin(),
493          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
494     delete *I;
495   
496   for (std::vector<ImmutablePass *>::iterator
497          I = ImmutablePasses.begin(), E = ImmutablePasses.end(); I != E; ++I)
498     delete *I;
499   
500   PassManagers.clear();
501 }
502
503 //===----------------------------------------------------------------------===//
504 // PMDataManager implementation
505
506 /// Return true IFF pass P's required analysis set does not required new
507 /// manager.
508 bool PMDataManager::manageablePass(Pass *P) {
509
510   // TODO 
511   // If this pass is not preserving information that is required by a
512   // pass maintained by higher level pass manager then do not insert
513   // this pass into current manager. Use new manager. For example,
514   // For example, If FunctionPass F is not preserving ModulePass Info M1
515   // that is used by another ModulePass M2 then do not insert F in
516   // current function pass manager.
517   return true;
518 }
519
520 /// Augement AvailableAnalysis by adding analysis made available by pass P.
521 void PMDataManager::recordAvailableAnalysis(Pass *P) {
522                                                 
523   if (const PassInfo *PI = P->getPassInfo()) {
524     AvailableAnalysis[PI] = P;
525
526     //This pass is the current implementation of all of the interfaces it
527     //implements as well.
528     const std::vector<const PassInfo*> &II = PI->getInterfacesImplemented();
529     for (unsigned i = 0, e = II.size(); i != e; ++i)
530       AvailableAnalysis[II[i]] = P;
531   }
532 }
533
534 /// Remove Analyss not preserved by Pass P
535 void PMDataManager::removeNotPreservedAnalysis(Pass *P) {
536   AnalysisUsage AnUsage;
537   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
538
539   if (AnUsage.getPreservesAll())
540     return;
541
542   const std::vector<AnalysisID> &PreservedSet = AnUsage.getPreservedSet();
543   for (std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator I = AvailableAnalysis.begin(),
544          E = AvailableAnalysis.end(); I != E; ) {
545     std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator Info = I++;
546     if (std::find(PreservedSet.begin(), PreservedSet.end(), Info->first) == 
547         PreservedSet.end()) {
548       // Remove this analysis
549       if (!dynamic_cast<ImmutablePass*>(Info->second))
550         AvailableAnalysis.erase(Info);
551     }
552   }
553 }
554
555 /// Remove analysis passes that are not used any longer
556 void PMDataManager::removeDeadPasses(Pass *P, std::string &Msg) {
557
558   std::vector<Pass *> DeadPasses;
559   TPM->collectLastUses(DeadPasses, P);
560
561   for (std::vector<Pass *>::iterator I = DeadPasses.begin(),
562          E = DeadPasses.end(); I != E; ++I) {
563
564     std::string Msg1 = "  Freeing Pass '";
565     dumpPassInfo(*I, Msg1, Msg);
566
567     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(P);
568     (*I)->releaseMemory();
569     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(P);
570
571     std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator Pos = 
572       AvailableAnalysis.find((*I)->getPassInfo());
573     
574     // It is possible that pass is already removed from the AvailableAnalysis
575     if (Pos != AvailableAnalysis.end())
576       AvailableAnalysis.erase(Pos);
577   }
578 }
579
580 /// Add pass P into the PassVector. Update 
581 /// AvailableAnalysis appropriately if ProcessAnalysis is true.
582 void PMDataManager::add(Pass *P, 
583                         bool ProcessAnalysis) {
584
585   // This manager is going to manage pass P. Set up analysis resolver
586   // to connect them.
587   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
588   P->setResolver(AR);
589
590   if (ProcessAnalysis) {
591
592     // At the moment, this pass is the last user of all required passes.
593     std::vector<Pass *> LastUses;
594     std::vector<Pass *> RequiredPasses;
595     unsigned PDepth = this->getDepth();
596
597     collectRequiredAnalysisPasses(RequiredPasses, P);
598     for (std::vector<Pass *>::iterator I = RequiredPasses.begin(),
599            E = RequiredPasses.end(); I != E; ++I) {
600       Pass *PRequired = *I;
601       unsigned RDepth = 0;
602
603       PMDataManager &DM = PRequired->getResolver()->getPMDataManager();
604       RDepth = DM.getDepth();
605
606       if (PDepth == RDepth)
607         LastUses.push_back(PRequired);
608       else if (PDepth >  RDepth) {
609         // Let the parent claim responsibility of last use
610         TransferLastUses.push_back(PRequired);
611       } else {
612         // Note : This feature is not yet implemented
613         assert (0 && 
614                 "Unable to handle Pass that requires lower level Analysis pass");
615       }
616     }
617
618     // Set P as P's last user until someone starts using P.
619     // However, if P is a Pass Manager then it does not need
620     // to record its last user.
621     if (!dynamic_cast<PMDataManager *>(P))
622       LastUses.push_back(P);
623     TPM->setLastUser(LastUses, P);
624
625     // Take a note of analysis required and made available by this pass.
626     // Remove the analysis not preserved by this pass
627     removeNotPreservedAnalysis(P);
628     recordAvailableAnalysis(P);
629   }
630
631   // Add pass
632   PassVector.push_back(P);
633 }
634
635 /// Populate RequiredPasses with the analysis pass that are required by
636 /// pass P.
637 void PMDataManager::collectRequiredAnalysisPasses(std::vector<Pass *> &RP,
638                                                   Pass *P) {
639   AnalysisUsage AnUsage;
640   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
641   const std::vector<AnalysisID> &RequiredSet = AnUsage.getRequiredSet();
642   for (std::vector<AnalysisID>::const_iterator 
643          I = RequiredSet.begin(), E = RequiredSet.end();
644        I != E; ++I) {
645     Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I, true);
646     assert (AnalysisPass && "Analysis pass is not available");
647     RP.push_back(AnalysisPass);
648   }
649
650   const std::vector<AnalysisID> &IDs = AnUsage.getRequiredTransitiveSet();
651   for (std::vector<AnalysisID>::const_iterator I = IDs.begin(),
652          E = IDs.end(); I != E; ++I) {
653     Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I, true);
654     assert (AnalysisPass && "Analysis pass is not available");
655     RP.push_back(AnalysisPass);
656   }
657 }
658
659 // All Required analyses should be available to the pass as it runs!  Here
660 // we fill in the AnalysisImpls member of the pass so that it can
661 // successfully use the getAnalysis() method to retrieve the
662 // implementations it needs.
663 //
664 void PMDataManager::initializeAnalysisImpl(Pass *P) {
665   AnalysisUsage AnUsage;
666   P->getAnalysisUsage(AnUsage);
667  
668   for (std::vector<const PassInfo *>::const_iterator
669          I = AnUsage.getRequiredSet().begin(),
670          E = AnUsage.getRequiredSet().end(); I != E; ++I) {
671     Pass *Impl = findAnalysisPass(*I, true);
672     if (Impl == 0)
673       assert(0 && "Analysis used but not available!");
674     AnalysisResolver *AR = P->getResolver();
675     AR->addAnalysisImplsPair(*I, Impl);
676   }
677 }
678
679 /// Find the pass that implements Analysis AID. If desired pass is not found
680 /// then return NULL.
681 Pass *PMDataManager::findAnalysisPass(AnalysisID AID, bool SearchParent) {
682
683   // Check if AvailableAnalysis map has one entry.
684   std::map<AnalysisID, Pass*>::const_iterator I =  AvailableAnalysis.find(AID);
685
686   if (I != AvailableAnalysis.end())
687     return I->second;
688
689   // Search Parents through TopLevelManager
690   if (SearchParent)
691     return TPM->findAnalysisPass(AID);
692   
693   return NULL;
694 }
695
696 // Print list of passes that are last used by P.
697 void PMDataManager::dumpLastUses(Pass *P, unsigned Offset) const{
698
699   std::vector<Pass *> LUses;
700   
701   assert (TPM && "Top Level Manager is missing");
702   TPM->collectLastUses(LUses, P);
703   
704   for (std::vector<Pass *>::iterator I = LUses.begin(),
705          E = LUses.end(); I != E; ++I) {
706     llvm::cerr << "--" << std::string(Offset*2, ' ');
707     (*I)->dumpPassStructure(0);
708   }
709 }
710
711 void PMDataManager::dumpPassArguments() const {
712   for(std::vector<Pass *>::const_iterator I = PassVector.begin(),
713         E = PassVector.end(); I != E; ++I) {
714     if (PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(*I))
715       PMD->dumpPassArguments();
716     else
717       if (const PassInfo *PI = (*I)->getPassInfo())
718         if (!PI->isAnalysisGroup())
719           cerr << " -" << PI->getPassArgument();
720   }
721 }
722
723 void PMDataManager:: dumpPassInfo(Pass *P,  std::string &Msg1, 
724                                   std::string &Msg2) const {
725   if (PassDebugging < Executions)
726     return;
727   cerr << (void*)this << std::string(getDepth()*2+1, ' ');
728   cerr << Msg1;
729   cerr << P->getPassName();
730   cerr << Msg2;
731 }
732
733 void PMDataManager::dumpAnalysisSetInfo(const char *Msg, Pass *P,
734                                         const std::vector<AnalysisID> &Set) 
735   const {
736   if (PassDebugging >= Details && !Set.empty()) {
737     cerr << (void*)P << std::string(getDepth()*2+3, ' ') << Msg << " Analyses:";
738       for (unsigned i = 0; i != Set.size(); ++i) {
739         if (i) cerr << ",";
740         cerr << " " << Set[i]->getPassName();
741       }
742       cerr << "\n";
743   }
744 }
745
746 // Destructor
747 PMDataManager::~PMDataManager() {
748   
749   for (std::vector<Pass *>::iterator I = PassVector.begin(),
750          E = PassVector.end(); I != E; ++I)
751     delete *I;
752   
753   PassVector.clear();
754 }
755
756 //===----------------------------------------------------------------------===//
757 // NOTE: Is this the right place to define this method ?
758 // getAnalysisToUpdate - Return an analysis result or null if it doesn't exist
759 Pass *AnalysisResolver::getAnalysisToUpdate(AnalysisID ID, bool dir) const {
760   return PM.findAnalysisPass(ID, dir);
761 }
762
763 //===----------------------------------------------------------------------===//
764 // BBPassManager implementation
765
766 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking 
767 /// runOnBasicBlock method.  Keep track of whether any of the passes modifies 
768 /// the function, and if so, return true.
769 bool
770 BBPassManager::runOnFunction(Function &F) {
771
772   if (F.isDeclaration())
773     return false;
774
775   bool Changed = doInitialization(F);
776
777   std::string Msg1 = "Executing Pass '";
778   std::string Msg3 = "' Made Modification '";
779
780   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
781     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
782       BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
783       AnalysisUsage AnUsage;
784       BP->getAnalysisUsage(AnUsage);
785
786       std::string Msg2 = "' on BasicBlock '" + (*I).getName() + "'...\n";
787       dumpPassInfo(BP, Msg1, Msg2);
788       dumpAnalysisSetInfo("Required", BP, AnUsage.getRequiredSet());
789
790       initializeAnalysisImpl(BP);
791
792       if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(BP);
793       Changed |= BP->runOnBasicBlock(*I);
794       if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(BP);
795
796       if (Changed)
797         dumpPassInfo(BP, Msg3, Msg2);
798       dumpAnalysisSetInfo("Preserved", BP, AnUsage.getPreservedSet());
799
800       removeNotPreservedAnalysis(BP);
801       recordAvailableAnalysis(BP);
802       removeDeadPasses(BP, Msg2);
803     }
804   return Changed |= doFinalization(F);
805 }
806
807 // Implement doInitialization and doFinalization
808 inline bool BBPassManager::doInitialization(Module &M) {
809   bool Changed = false;
810
811   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
812     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
813     Changed |= BP->doInitialization(M);
814   }
815
816   return Changed;
817 }
818
819 inline bool BBPassManager::doFinalization(Module &M) {
820   bool Changed = false;
821
822   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
823     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
824     Changed |= BP->doFinalization(M);
825   }
826
827   return Changed;
828 }
829
830 inline bool BBPassManager::doInitialization(Function &F) {
831   bool Changed = false;
832
833   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
834     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
835     Changed |= BP->doInitialization(F);
836   }
837
838   return Changed;
839 }
840
841 inline bool BBPassManager::doFinalization(Function &F) {
842   bool Changed = false;
843
844   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
845     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
846     Changed |= BP->doFinalization(F);
847   }
848
849   return Changed;
850 }
851
852
853 //===----------------------------------------------------------------------===//
854 // FunctionPassManager implementation
855
856 /// Create new Function pass manager
857 FunctionPassManager::FunctionPassManager(ModuleProvider *P) {
858   FPM = new FunctionPassManagerImpl(0);
859   // FPM is the top level manager.
860   FPM->setTopLevelManager(FPM);
861
862   PMDataManager *PMD = dynamic_cast<PMDataManager *>(FPM);
863   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*PMD);
864   FPM->setResolver(AR);
865   
866   MP = P;
867 }
868
869 FunctionPassManager::~FunctionPassManager() {
870   delete FPM;
871 }
872
873 /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes
874 /// ownership of the Pass to the PassManager.  When the
875 /// PassManager_X is destroyed, the pass will be destroyed as well, so
876 /// there is no need to delete the pass. (TODO delete passes.)
877 /// This implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
878 void FunctionPassManager::add(Pass *P) { 
879   FPM->add(P);
880 }
881
882 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep
883 /// track of whether any of the passes modifies the function, and if
884 /// so, return true.
885 ///
886 bool FunctionPassManager::run(Function &F) {
887   std::string errstr;
888   if (MP->materializeFunction(&F, &errstr)) {
889     cerr << "Error reading bytecode file: " << errstr << "\n";
890     abort();
891   }
892   return FPM->run(F);
893 }
894
895
896 /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
897 ///
898 bool FunctionPassManager::doInitialization() {
899   return FPM->doInitialization(*MP->getModule());
900 }
901
902 /// doFinalization - Run all of the initializers for the function passes.
903 ///
904 bool FunctionPassManager::doFinalization() {
905   return FPM->doFinalization(*MP->getModule());
906 }
907
908 //===----------------------------------------------------------------------===//
909 // FunctionPassManagerImpl implementation
910 //
911 inline bool FunctionPassManagerImpl::doInitialization(Module &M) {
912   bool Changed = false;
913
914   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {  
915     FPPassManager *FP = getContainedManager(Index);
916     Changed |= FP->doInitialization(M);
917   }
918
919   return Changed;
920 }
921
922 inline bool FunctionPassManagerImpl::doFinalization(Module &M) {
923   bool Changed = false;
924
925   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {  
926     FPPassManager *FP = getContainedManager(Index);
927     Changed |= FP->doFinalization(M);
928   }
929
930   return Changed;
931 }
932
933 // Execute all the passes managed by this top level manager.
934 // Return true if any function is modified by a pass.
935 bool FunctionPassManagerImpl::run(Function &F) {
936
937   bool Changed = false;
938
939   TimingInfo::createTheTimeInfo();
940
941   dumpArguments();
942   dumpPasses();
943
944   initializeAllAnalysisInfo();
945   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {  
946     FPPassManager *FP = getContainedManager(Index);
947     Changed |= FP->runOnFunction(F);
948   }
949   return Changed;
950 }
951
952 //===----------------------------------------------------------------------===//
953 // FPPassManager implementation
954
955 /// Print passes managed by this manager
956 void FPPassManager::dumpPassStructure(unsigned Offset) {
957   llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "FunctionPass Manager\n";
958   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
959     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
960     FP->dumpPassStructure(Offset + 1);
961     dumpLastUses(FP, Offset+1);
962   }
963 }
964
965
966 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking 
967 /// runOnFunction method.  Keep track of whether any of the passes modifies 
968 /// the function, and if so, return true.
969 bool FPPassManager::runOnFunction(Function &F) {
970
971   bool Changed = false;
972
973   if (F.isDeclaration())
974     return false;
975
976   std::string Msg1 = "Executing Pass '";
977   std::string Msg3 = "' Made Modification '";
978
979   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
980     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
981
982     AnalysisUsage AnUsage;
983     FP->getAnalysisUsage(AnUsage);
984
985     std::string Msg2 = "' on Function '" + F.getName() + "'...\n";
986     dumpPassInfo(FP, Msg1, Msg2);
987     dumpAnalysisSetInfo("Required", FP, AnUsage.getRequiredSet());
988
989     initializeAnalysisImpl(FP);
990
991     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(FP);
992     Changed |= FP->runOnFunction(F);
993     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(FP);
994
995     if (Changed)
996       dumpPassInfo(FP, Msg3, Msg2);
997     dumpAnalysisSetInfo("Preserved", FP, AnUsage.getPreservedSet());
998
999     removeNotPreservedAnalysis(FP);
1000     recordAvailableAnalysis(FP);
1001     removeDeadPasses(FP, Msg2);
1002   }
1003   return Changed;
1004 }
1005
1006 bool FPPassManager::runOnModule(Module &M) {
1007
1008   bool Changed = doInitialization(M);
1009
1010   for(Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
1011     this->runOnFunction(*I);
1012
1013   return Changed |= doFinalization(M);
1014 }
1015
1016 inline bool FPPassManager::doInitialization(Module &M) {
1017   bool Changed = false;
1018
1019   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {  
1020     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1021     Changed |= FP->doInitialization(M);
1022   }
1023
1024   return Changed;
1025 }
1026
1027 inline bool FPPassManager::doFinalization(Module &M) {
1028   bool Changed = false;
1029
1030   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {  
1031     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1032     Changed |= FP->doFinalization(M);
1033   }
1034
1035   return Changed;
1036 }
1037
1038 //===----------------------------------------------------------------------===//
1039 // MPPassManager implementation
1040
1041 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking 
1042 /// runOnModule method.  Keep track of whether any of the passes modifies 
1043 /// the module, and if so, return true.
1044 bool
1045 MPPassManager::runOnModule(Module &M) {
1046   bool Changed = false;
1047
1048   std::string Msg1 = "Executing Pass '";
1049   std::string Msg3 = "' Made Modification '";
1050
1051   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1052     ModulePass *MP = getContainedPass(Index);
1053
1054     AnalysisUsage AnUsage;
1055     MP->getAnalysisUsage(AnUsage);
1056
1057     std::string Msg2 = "' on Module '" + M.getModuleIdentifier() + "'...\n";
1058     dumpPassInfo(MP, Msg1, Msg2);
1059     dumpAnalysisSetInfo("Required", MP, AnUsage.getRequiredSet());
1060
1061     initializeAnalysisImpl(MP);
1062
1063     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passStarted(MP);
1064     Changed |= MP->runOnModule(M);
1065     if (TheTimeInfo) TheTimeInfo->passEnded(MP);
1066
1067     if (Changed)
1068       dumpPassInfo(MP, Msg3, Msg2);
1069     dumpAnalysisSetInfo("Preserved", MP, AnUsage.getPreservedSet());
1070       
1071     removeNotPreservedAnalysis(MP);
1072     recordAvailableAnalysis(MP);
1073     removeDeadPasses(MP, Msg2);
1074   }
1075   return Changed;
1076 }
1077
1078 //===----------------------------------------------------------------------===//
1079 // PassManagerImpl implementation
1080 //
1081 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
1082 /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
1083 bool PassManagerImpl::run(Module &M) {
1084
1085   bool Changed = false;
1086
1087   TimingInfo::createTheTimeInfo();
1088
1089   dumpArguments();
1090   dumpPasses();
1091
1092   initializeAllAnalysisInfo();
1093   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {  
1094     MPPassManager *MP = getContainedManager(Index);
1095     Changed |= MP->runOnModule(M);
1096   }
1097   return Changed;
1098 }
1099
1100 //===----------------------------------------------------------------------===//
1101 // PassManager implementation
1102
1103 /// Create new pass manager
1104 PassManager::PassManager() {
1105   PM = new PassManagerImpl(0);
1106   // PM is the top level manager
1107   PM->setTopLevelManager(PM);
1108 }
1109
1110 PassManager::~PassManager() {
1111   delete PM;
1112 }
1113
1114 /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
1115 /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
1116 /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
1117 /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
1118 void 
1119 PassManager::add(Pass *P) {
1120   PM->add(P);
1121 }
1122
1123 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
1124 /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
1125 bool
1126 PassManager::run(Module &M) {
1127   return PM->run(M);
1128 }
1129
1130 //===----------------------------------------------------------------------===//
1131 // TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
1132 // amount of time each pass takes to execute.  This only happens with
1133 // -time-passes is enabled on the command line.
1134 //
1135 bool llvm::TimePassesIsEnabled = false;
1136 static cl::opt<bool,true>
1137 EnableTiming("time-passes", cl::location(TimePassesIsEnabled),
1138             cl::desc("Time each pass, printing elapsed time for each on exit"));
1139
1140 // createTheTimeInfo - This method either initializes the TheTimeInfo pointer to
1141 // a non null value (if the -time-passes option is enabled) or it leaves it
1142 // null.  It may be called multiple times.
1143 void TimingInfo::createTheTimeInfo() {
1144   if (!TimePassesIsEnabled || TheTimeInfo) return;
1145
1146   // Constructed the first time this is called, iff -time-passes is enabled.
1147   // This guarantees that the object will be constructed before static globals,
1148   // thus it will be destroyed before them.
1149   static ManagedStatic<TimingInfo> TTI;
1150   TheTimeInfo = &*TTI;
1151 }
1152
1153 /// If TimingInfo is enabled then start pass timer.
1154 void StartPassTimer(Pass *P) {
1155   if (TheTimeInfo) 
1156     TheTimeInfo->passStarted(P);
1157 }
1158
1159 /// If TimingInfo is enabled then stop pass timer.
1160 void StopPassTimer(Pass *P) {
1161   if (TheTimeInfo) 
1162     TheTimeInfo->passEnded(P);
1163 }
1164
1165 //===----------------------------------------------------------------------===//
1166 // PMStack implementation
1167 //
1168
1169 // Pop Pass Manager from the stack and clear its analysis info.
1170 void PMStack::pop() {
1171
1172   PMDataManager *Top = this->top();
1173   Top->initializeAnalysisInfo();
1174
1175   S.pop_back();
1176 }
1177
1178 // Push PM on the stack and set its top level manager.
1179 void PMStack::push(Pass *P) {
1180
1181   PMDataManager *Top = NULL;
1182   PMDataManager *PM = dynamic_cast<PMDataManager *>(P);
1183   assert (PM && "Unable to push. Pass Manager expected");
1184
1185   if (this->empty()) {
1186     Top = PM;
1187   } 
1188   else {
1189     Top = this->top();
1190     PMTopLevelManager *TPM = Top->getTopLevelManager();
1191
1192     assert (TPM && "Unable to find top level manager");
1193     TPM->addIndirectPassManager(PM);
1194     PM->setTopLevelManager(TPM);
1195   }
1196
1197   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*Top);
1198   P->setResolver(AR);
1199
1200   S.push_back(PM);
1201 }
1202
1203 // Dump content of the pass manager stack.
1204 void PMStack::dump() {
1205   for(std::deque<PMDataManager *>::iterator I = S.begin(),
1206         E = S.end(); I != E; ++I) {
1207     Pass *P = dynamic_cast<Pass *>(*I);
1208     printf ("%s ", P->getPassName());
1209   }
1210   if (!S.empty())
1211     printf ("\n");
1212 }
1213
1214 // Walk Pass Manager stack and set LastUse markers if any
1215 // manager is transfering this priviledge to its parent manager
1216 void PMStack::handleLastUserOverflow() {
1217
1218   for(PMStack::iterator I = this->begin(), E = this->end(); I != E;) {
1219
1220     PMDataManager *Child = *I++;
1221     if (I != E) {
1222       PMDataManager *Parent = *I++;
1223       PMTopLevelManager *TPM = Parent->getTopLevelManager();
1224       std::vector<Pass *> &TLU = Child->getTransferredLastUses();
1225       if (!TLU.empty()) {
1226         Pass *P = dynamic_cast<Pass *>(Parent);
1227         TPM->setLastUser(TLU, P);
1228         TLU.clear();
1229       }
1230     }
1231   }
1232 }
1233
1234 /// Find appropriate Module Pass Manager in the PM Stack and
1235 /// add self into that manager. 
1236 void ModulePass::assignPassManager(PMStack &PMS, 
1237                                    PassManagerType PreferredType) {
1238
1239   // Find Module Pass Manager
1240   while(!PMS.empty()) {
1241     PassManagerType TopPMType = PMS.top()->getPassManagerType();
1242     if (TopPMType == PreferredType)
1243       break; // We found desired pass manager
1244     else if (TopPMType > PMT_ModulePassManager)
1245       PMS.pop();    // Pop children pass managers
1246     else
1247       break;
1248   }
1249
1250   PMS.top()->add(this);
1251 }
1252
1253 /// Find appropriate Function Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1254 /// in the PM Stack and add self into that manager. 
1255 void FunctionPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
1256                                      PassManagerType PreferredType) {
1257
1258   // Find Module Pass Manager (TODO : Or Call Graph Pass Manager)
1259   while(!PMS.empty()) {
1260     if (PMS.top()->getPassManagerType() > PMT_FunctionPassManager)
1261       PMS.pop();
1262     else
1263       break; 
1264   }
1265   FPPassManager *FPP = dynamic_cast<FPPassManager *>(PMS.top());
1266
1267   // Create new Function Pass Manager
1268   if (!FPP) {
1269     assert(!PMS.empty() && "Unable to create Function Pass Manager");
1270     PMDataManager *PMD = PMS.top();
1271
1272     // [1] Create new Function Pass Manager
1273     FPP = new FPPassManager(PMD->getDepth() + 1);
1274
1275     // [2] Set up new manager's top level manager
1276     PMTopLevelManager *TPM = PMD->getTopLevelManager();
1277     TPM->addIndirectPassManager(FPP);
1278
1279     // [3] Assign manager to manage this new manager. This may create
1280     // and push new managers into PMS
1281     Pass *P = dynamic_cast<Pass *>(FPP);
1282
1283     // If Call Graph Pass Manager is active then use it to manage
1284     // this new Function Pass manager.
1285     if (PMD->getPassManagerType() == PMT_CallGraphPassManager)
1286       P->assignPassManager(PMS, PMT_CallGraphPassManager);
1287     else
1288       P->assignPassManager(PMS);
1289
1290     // [4] Push new manager into PMS
1291     PMS.push(FPP);
1292   }
1293
1294   // Assign FPP as the manager of this pass.
1295   FPP->add(this);
1296 }
1297
1298 /// Find appropriate Basic Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1299 /// in the PM Stack and add self into that manager. 
1300 void BasicBlockPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
1301                                        PassManagerType PreferredType) {
1302
1303   BBPassManager *BBP = NULL;
1304
1305   // Basic Pass Manager is a leaf pass manager. It does not handle
1306   // any other pass manager.
1307   if (!PMS.empty()) {
1308     BBP = dynamic_cast<BBPassManager *>(PMS.top());
1309   }
1310
1311   // If leaf manager is not Basic Block Pass manager then create new
1312   // basic Block Pass manager.
1313
1314   if (!BBP) {
1315     assert(!PMS.empty() && "Unable to create BasicBlock Pass Manager");
1316     PMDataManager *PMD = PMS.top();
1317
1318     // [1] Create new Basic Block Manager
1319     BBP = new BBPassManager(PMD->getDepth() + 1);
1320
1321     // [2] Set up new manager's top level manager
1322     // Basic Block Pass Manager does not live by itself
1323     PMTopLevelManager *TPM = PMD->getTopLevelManager();
1324     TPM->addIndirectPassManager(BBP);
1325
1326     // [3] Assign manager to manage this new manager. This may create
1327     // and push new managers into PMS
1328     Pass *P = dynamic_cast<Pass *>(BBP);
1329     P->assignPassManager(PMS);
1330
1331     // [4] Push new manager into PMS
1332     PMS.push(BBP);
1333   }
1334
1335   // Assign BBP as the manager of this pass.
1336   BBP->add(this);
1337 }
1338
1339