[PM] Remove a failed attempt to port the CallGraph analysis to the new
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / CallGraph.h
index 8a2355ec5ce646aa6f062c27a6a82ca179220fee..06fed90c7f67947a0f872c6e75e917ef1d0cee44 100644 (file)
@@ -6,46 +6,47 @@
 // License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//
-// This interface is used to build and manipulate a call graph, which is a very
-// useful tool for interprocedural optimization.
-//
-// Every function in a module is represented as a node in the call graph.  The
-// callgraph node keeps track of which functions the are called by the function
-// corresponding to the node.
-//
-// A call graph may contain nodes where the function that they correspond to is
-// null.  These 'external' nodes are used to represent control flow that is not
-// represented (or analyzable) in the module.  In particular, this analysis
-// builds one external node such that:
-//   1. All functions in the module without internal linkage will have edges
-//      from this external node, indicating that they could be called by
-//      functions outside of the module.
-//   2. All functions whose address is used for something more than a direct
-//      call, for example being stored into a memory location will also have an
-//      edge from this external node.  Since they may be called by an unknown
-//      caller later, they must be tracked as such.
-//
-// There is a second external node added for calls that leave this module.
-// Functions have a call edge to the external node iff:
-//   1. The function is external, reflecting the fact that they could call
-//      anything without internal linkage or that has its address taken.
-//   2. The function contains an indirect function call.
-//
-// As an extension in the future, there may be multiple nodes with a null
-// function.  These will be used when we can prove (through pointer analysis)
-// that an indirect call site can call only a specific set of functions.
-//
-// Because of these properties, the CallGraph captures a conservative superset
-// of all of the caller-callee relationships, which is useful for
-// transformations.
-//
-// The CallGraph class also attempts to figure out what the root of the
-// CallGraph is, which it currently does by looking for a function named 'main'.
-// If no function named 'main' is found, the external node is used as the entry
-// node, reflecting the fact that any function without internal linkage could
-// be called into (which is common for libraries).
-//
+/// \file
+///
+/// This file provides interfaces used to build and manipulate a call graph,
+/// which is a very useful tool for interprocedural optimization.
+///
+/// Every function in a module is represented as a node in the call graph.  The
+/// callgraph node keeps track of which functions are called by the function
+/// corresponding to the node.
+///
+/// A call graph may contain nodes where the function that they correspond to
+/// is null.  These 'external' nodes are used to represent control flow that is
+/// not represented (or analyzable) in the module.  In particular, this
+/// analysis builds one external node such that:
+///   1. All functions in the module without internal linkage will have edges
+///      from this external node, indicating that they could be called by
+///      functions outside of the module.
+///   2. All functions whose address is used for something more than a direct
+///      call, for example being stored into a memory location will also have
+///      an edge from this external node.  Since they may be called by an
+///      unknown caller later, they must be tracked as such.
+///
+/// There is a second external node added for calls that leave this module.
+/// Functions have a call edge to the external node iff:
+///   1. The function is external, reflecting the fact that they could call
+///      anything without internal linkage or that has its address taken.
+///   2. The function contains an indirect function call.
+///
+/// As an extension in the future, there may be multiple nodes with a null
+/// function.  These will be used when we can prove (through pointer analysis)
+/// that an indirect call site can call only a specific set of functions.
+///
+/// Because of these properties, the CallGraph captures a conservative superset
+/// of all of the caller-callee relationships, which is useful for
+/// transformations.
+///
+/// The CallGraph class also attempts to figure out what the root of the
+/// CallGraph is, which it currently does by looking for a function named
+/// 'main'. If no function named 'main' is found, the external node is used as
+/// the entry node, reflecting the fact that any function without internal
+/// linkage could be called into (which is common for libraries).
+///
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #ifndef LLVM_ANALYSIS_CALLGRAPH_H
 
 #include "llvm/ADT/GraphTraits.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/IR/CallSite.h"
 #include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/IR/Intrinsics.h"
+#include "llvm/IR/ValueHandle.h"
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/Support/CallSite.h"
-#include "llvm/Support/IncludeFile.h"
-#include "llvm/Support/ValueHandle.h"
 #include <map>
 
 namespace llvm {
@@ -66,17 +67,16 @@ class Function;
 class Module;
 class CallGraphNode;
 
-/// \brief The basic data container for the call graph and the \c ModulePass
-/// which produces it.
+/// \brief The basic data container for the call graph of a \c Module of IR.
 ///
-/// This class exposes both the interface to the call graph container and the
-/// module pass which runs over a module of IR and produces the call graph.
+/// This class exposes both the interface to the call graph for a module of IR.
 ///
 /// The core call graph itself can also be updated to reflect changes to the IR.
-class CallGraph : public ModulePass {
-  Module *M;
+class CallGraph {
+  Module &M;
 
-  typedef std::map<const Function *, CallGraphNode *> FunctionMapTy;
+  typedef std::map<const Function *, std::unique_ptr<CallGraphNode>>
+      FunctionMapTy;
 
   /// \brief A map from \c Function* to \c CallGraphNode*.
   FunctionMapTy FunctionMap;
@@ -91,7 +91,7 @@ class CallGraph : public ModulePass {
 
   /// \brief This node has edges to it from all functions making indirect calls
   /// or calling an external function.
-  CallGraphNode *CallsExternalNode;
+  std::unique_ptr<CallGraphNode> CallsExternalNode;
 
   /// \brief Replace the function represented by this node by another.
   ///
@@ -105,13 +105,21 @@ class CallGraph : public ModulePass {
   void addToCallGraph(Function *F);
 
 public:
-  static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
+  CallGraph(Module &M);
+  // Default move ctor is fine, the dtor just does things to CallsExternalNode
+  // (if non-null) and the values in the FunctionMap, all of which should be
+  // null post-move, so no-op the dtor on the moved-from side.
+  CallGraph(CallGraph &&) = default;
+  ~CallGraph();
+
+  void print(raw_ostream &OS) const;
+  void dump() const;
 
   typedef FunctionMapTy::iterator iterator;
   typedef FunctionMapTy::const_iterator const_iterator;
 
   /// \brief Returns the module the call graph corresponds to.
-  Module &getModule() const { return *M; }
+  Module &getModule() const { return M; }
 
   inline iterator begin() { return FunctionMap.begin(); }
   inline iterator end() { return FunctionMap.end(); }
@@ -122,26 +130,23 @@ public:
   inline const CallGraphNode *operator[](const Function *F) const {
     const_iterator I = FunctionMap.find(F);
     assert(I != FunctionMap.end() && "Function not in callgraph!");
-    return I->second;
+    return I->second.get();
   }
 
   /// \brief Returns the call graph node for the provided function.
   inline CallGraphNode *operator[](const Function *F) {
     const_iterator I = FunctionMap.find(F);
     assert(I != FunctionMap.end() && "Function not in callgraph!");
-    return I->second;
+    return I->second.get();
   }
 
   /// \brief Returns the \c CallGraphNode which is used to represent
   /// undetermined calls into the callgraph.
   CallGraphNode *getExternalCallingNode() const { return ExternalCallingNode; }
 
-  CallGraphNode *getCallsExternalNode() const { return CallsExternalNode; }
-
-  /// \brief Returns the root/main method in the module, or some other root
-  /// node, such as the externalcallingnode.
-  CallGraphNode *getRoot() { return Root; }
-  const CallGraphNode *getRoot() const { return Root; }
+  CallGraphNode *getCallsExternalNode() const {
+    return CallsExternalNode.get();
+  }
 
   //===---------------------------------------------------------------------
   // Functions to keep a call graph up to date with a function that has been
@@ -159,20 +164,6 @@ public:
   /// \brief Similar to operator[], but this will insert a new CallGraphNode for
   /// \c F if one does not already exist.
   CallGraphNode *getOrInsertFunction(const Function *F);
-
-  CallGraph();
-  virtual ~CallGraph() { releaseMemory(); }
-
-  //===---------------------------------------------------------------------
-  // Implementation of the ModulePass interface needed here.
-  //
-
-  virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
-  virtual bool runOnModule(Module &M);
-  virtual void releaseMemory();
-
-  void print(raw_ostream &o, const Module *) const;
-  void dump() const;
 };
 
 /// \brief A node in the call graph for a module.
@@ -180,28 +171,11 @@ public:
 /// Typically represents a function in the call graph. There are also special
 /// "null" nodes used to represent theoretical entries in the call graph.
 class CallGraphNode {
-  friend class CallGraph;
-
-  AssertingVH<Function> F;
-
 public:
   /// \brief A pair of the calling instruction (a call or invoke)
   /// and the call graph node being called.
   typedef std::pair<WeakVH, CallGraphNode *> CallRecord;
 
-private:
-  std::vector<CallRecord> CalledFunctions;
-
-  /// \brief The number of times that this CallGraphNode occurs in the
-  /// CalledFunctions array of this or other CallGraphNodes.
-  unsigned NumReferences;
-
-  CallGraphNode(const CallGraphNode &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
-  void operator=(const CallGraphNode &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
-
-  void DropRef() { --NumReferences; }
-  void AddRef() { ++NumReferences; }
-
 public:
   typedef std::vector<CallRecord> CalledFunctionsVector;
 
@@ -263,8 +237,9 @@ public:
   /// \brief Adds a function to the list of functions called by this one.
   void addCalledFunction(CallSite CS, CallGraphNode *M) {
     assert(!CS.getInstruction() || !CS.getCalledFunction() ||
-           !CS.getCalledFunction()->isIntrinsic());
-    CalledFunctions.push_back(std::make_pair(CS.getInstruction(), M));
+           !CS.getCalledFunction()->isIntrinsic() ||
+           !Intrinsic::isLeaf(CS.getCalledFunction()->getIntrinsicID()));
+    CalledFunctions.emplace_back(CS.getInstruction(), M);
     M->AddRef();
   }
 
@@ -296,12 +271,110 @@ public:
   /// Note that this method takes linear time, so it should be used sparingly.
   void replaceCallEdge(CallSite CS, CallSite NewCS, CallGraphNode *NewNode);
 
+private:
+  friend class CallGraph;
+
+  AssertingVH<Function> F;
+
+  std::vector<CallRecord> CalledFunctions;
+
+  /// \brief The number of times that this CallGraphNode occurs in the
+  /// CalledFunctions array of this or other CallGraphNodes.
+  unsigned NumReferences;
+
+  CallGraphNode(const CallGraphNode &) = delete;
+  void operator=(const CallGraphNode &) = delete;
+
+  void DropRef() { --NumReferences; }
+  void AddRef() { ++NumReferences; }
+
   /// \brief A special function that should only be used by the CallGraph class.
-  //
-  // FIXME: Make this private?
   void allReferencesDropped() { NumReferences = 0; }
 };
 
+/// \brief The \c ModulePass which wraps up a \c CallGraph and the logic to
+/// build it.
+///
+/// This class exposes both the interface to the call graph container and the
+/// module pass which runs over a module of IR and produces the call graph. The
+/// call graph interface is entirelly a wrapper around a \c CallGraph object
+/// which is stored internally for each module.
+class CallGraphWrapperPass : public ModulePass {
+  std::unique_ptr<CallGraph> G;
+
+public:
+  static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
+
+  CallGraphWrapperPass();
+  ~CallGraphWrapperPass() override;
+
+  /// \brief The internal \c CallGraph around which the rest of this interface
+  /// is wrapped.
+  const CallGraph &getCallGraph() const { return *G; }
+  CallGraph &getCallGraph() { return *G; }
+
+  typedef CallGraph::iterator iterator;
+  typedef CallGraph::const_iterator const_iterator;
+
+  /// \brief Returns the module the call graph corresponds to.
+  Module &getModule() const { return G->getModule(); }
+
+  inline iterator begin() { return G->begin(); }
+  inline iterator end() { return G->end(); }
+  inline const_iterator begin() const { return G->begin(); }
+  inline const_iterator end() const { return G->end(); }
+
+  /// \brief Returns the call graph node for the provided function.
+  inline const CallGraphNode *operator[](const Function *F) const {
+    return (*G)[F];
+  }
+
+  /// \brief Returns the call graph node for the provided function.
+  inline CallGraphNode *operator[](const Function *F) { return (*G)[F]; }
+
+  /// \brief Returns the \c CallGraphNode which is used to represent
+  /// undetermined calls into the callgraph.
+  CallGraphNode *getExternalCallingNode() const {
+    return G->getExternalCallingNode();
+  }
+
+  CallGraphNode *getCallsExternalNode() const {
+    return G->getCallsExternalNode();
+  }
+
+  //===---------------------------------------------------------------------
+  // Functions to keep a call graph up to date with a function that has been
+  // modified.
+  //
+
+  /// \brief Unlink the function from this module, returning it.
+  ///
+  /// Because this removes the function from the module, the call graph node is
+  /// destroyed.  This is only valid if the function does not call any other
+  /// functions (ie, there are no edges in it's CGN).  The easiest way to do
+  /// this is to dropAllReferences before calling this.
+  Function *removeFunctionFromModule(CallGraphNode *CGN) {
+    return G->removeFunctionFromModule(CGN);
+  }
+
+  /// \brief Similar to operator[], but this will insert a new CallGraphNode for
+  /// \c F if one does not already exist.
+  CallGraphNode *getOrInsertFunction(const Function *F) {
+    return G->getOrInsertFunction(F);
+  }
+
+  //===---------------------------------------------------------------------
+  // Implementation of the ModulePass interface needed here.
+  //
+
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
+  bool runOnModule(Module &M) override;
+  void releaseMemory() override;
+
+  void print(raw_ostream &o, const Module *) const override;
+  void dump() const;
+};
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // GraphTraits specializations for call graphs so that they can be treated as
 // graphs by the generic graph algorithms.
@@ -332,13 +405,24 @@ template <> struct GraphTraits<CallGraphNode *> {
 
 template <> struct GraphTraits<const CallGraphNode *> {
   typedef const CallGraphNode NodeType;
-  typedef NodeType::const_iterator ChildIteratorType;
+
+  typedef CallGraphNode::CallRecord CGNPairTy;
+  typedef std::pointer_to_unary_function<CGNPairTy, const CallGraphNode *>
+      CGNDerefFun;
 
   static NodeType *getEntryNode(const CallGraphNode *CGN) { return CGN; }
+
+  typedef mapped_iterator<NodeType::const_iterator, CGNDerefFun>
+      ChildIteratorType;
+
   static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
-    return N->begin();
+    return map_iterator(N->begin(), CGNDerefFun(CGNDeref));
+  }
+  static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
+    return map_iterator(N->end(), CGNDerefFun(CGNDeref));
   }
-  static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) { return N->end(); }
+
+  static const CallGraphNode *CGNDeref(CGNPairTy P) { return P.second; }
 };
 
 template <>
@@ -346,8 +430,10 @@ struct GraphTraits<CallGraph *> : public GraphTraits<CallGraphNode *> {
   static NodeType *getEntryNode(CallGraph *CGN) {
     return CGN->getExternalCallingNode(); // Start at the external node!
   }
-  typedef std::pair<const Function *, CallGraphNode *> PairTy;
-  typedef std::pointer_to_unary_function<PairTy, CallGraphNode &> DerefFun;
+  typedef std::pair<const Function *const, std::unique_ptr<CallGraphNode>>
+      PairTy;
+  typedef std::pointer_to_unary_function<const PairTy &, CallGraphNode &>
+      DerefFun;
 
   // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
   typedef mapped_iterator<CallGraph::iterator, DerefFun> nodes_iterator;
@@ -358,24 +444,34 @@ struct GraphTraits<CallGraph *> : public GraphTraits<CallGraphNode *> {
     return map_iterator(CG->end(), DerefFun(CGdereference));
   }
 
-  static CallGraphNode &CGdereference(PairTy P) { return *P.second; }
+  static CallGraphNode &CGdereference(const PairTy &P) { return *P.second; }
 };
 
 template <>
 struct GraphTraits<const CallGraph *> : public GraphTraits<
                                             const CallGraphNode *> {
   static NodeType *getEntryNode(const CallGraph *CGN) {
-    return CGN->getExternalCallingNode();
+    return CGN->getExternalCallingNode(); // Start at the external node!
   }
+  typedef std::pair<const Function *const, std::unique_ptr<CallGraphNode>>
+      PairTy;
+  typedef std::pointer_to_unary_function<const PairTy &, const CallGraphNode &>
+      DerefFun;
+
   // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
-  typedef CallGraph::const_iterator nodes_iterator;
-  static nodes_iterator nodes_begin(const CallGraph *CG) { return CG->begin(); }
-  static nodes_iterator nodes_end(const CallGraph *CG) { return CG->end(); }
+  typedef mapped_iterator<CallGraph::const_iterator, DerefFun> nodes_iterator;
+  static nodes_iterator nodes_begin(const CallGraph *CG) {
+    return map_iterator(CG->begin(), DerefFun(CGdereference));
+  }
+  static nodes_iterator nodes_end(const CallGraph *CG) {
+    return map_iterator(CG->end(), DerefFun(CGdereference));
+  }
+
+  static const CallGraphNode &CGdereference(const PairTy &P) {
+    return *P.second;
+  }
 };
 
 } // End llvm namespace
 
-// Make sure that any clients of this file link in CallGraph.cpp
-FORCE_DEFINING_FILE_TO_BE_LINKED(CallGraph)
-
 #endif