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[oota-llvm.git] / include / llvm / PassManagers.h
index 76302db4e9ebda60097c1e5285021de9b819b3f3..9afba2c2566babcb407f7b28fc6bce5e30d7e6b0 100644 (file)
@@ -1,36 +1,40 @@
-//===- llvm/PassManager.h - Pass Inftrastructre classes  --------*- C++ -*-===//
+//===- llvm/PassManagers.h - Pass Infrastructure classes  -------*- C++ -*-===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by Devang Patel and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// This file declares the LLVM Pass Manager infrastructure. 
+// This file declares the LLVM Pass Manager infrastructure.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/PassManager.h"
+#ifndef LLVM_PASSMANAGERS_H
+#define LLVM_PASSMANAGERS_H
+
+#include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
-using namespace llvm;
-class llvm::PMDataManager;
-class llvm::PMStack;
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include <vector>
+#include <map>
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Overview:
 // The Pass Manager Infrastructure manages passes. It's responsibilities are:
-// 
+//
 //   o Manage optimization pass execution order
 //   o Make required Analysis information available before pass P is run
 //   o Release memory occupied by dead passes
-//   o If Analysis information is dirtied by a pass then regenerate Analysis 
+//   o If Analysis information is dirtied by a pass then regenerate Analysis
 //     information before it is consumed by another pass.
 //
 // Pass Manager Infrastructure uses multiple pass managers.  They are
 // PassManager, FunctionPassManager, MPPassManager, FPPassManager, BBPassManager.
-// This class hierarcy uses multiple inheritance but pass managers do not derive
-// from another pass manager.
+// This class hierarchy uses multiple inheritance but pass managers do not
+// derive from another pass manager.
 //
 // PassManager and FunctionPassManager are two top-level pass manager that
 // represents the external interface of this entire pass manager infrastucture.
@@ -39,13 +43,13 @@ class llvm::PMStack;
 //
 // [o] class PMTopLevelManager;
 //
-// Two top level managers, PassManager and FunctionPassManager, derive from 
-// PMTopLevelManager. PMTopLevelManager manages information used by top level 
+// Two top level managers, PassManager and FunctionPassManager, derive from
+// PMTopLevelManager. PMTopLevelManager manages information used by top level
 // managers such as last user info.
 //
 // [o] class PMDataManager;
 //
-// PMDataManager manages information, e.g. list of available analysis info, 
+// PMDataManager manages information, e.g. list of available analysis info,
 // used by a pass manager to manage execution order of passes. It also provides
 // a place to implement common pass manager APIs. All pass managers derive from
 // PMDataManager.
@@ -84,15 +88,16 @@ class llvm::PMStack;
 // MPPassManagers.
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#include "llvm/Support/PrettyStackTrace.h"
+
 namespace llvm {
+  class Module;
+  class Pass;
+  class StringRef;
+  class Value;
+  class Timer;
+  class PMDataManager;
 
-/// FunctionPassManager and PassManager, two top level managers, serve 
-/// as the public interface of pass manager infrastructure.
-enum TopLevelManagerType {
-  TLM_Function,  // FunctionPassManager
-  TLM_Pass       // PassManager
-};
-    
 // enums for debugging strings
 enum PassDebuggingString {
   EXECUTION_MSG, // "Executing Pass '"
@@ -101,9 +106,57 @@ enum PassDebuggingString {
   ON_BASICBLOCK_MSG, // "'  on BasicBlock '" + PassName + "'...\n"
   ON_FUNCTION_MSG, // "' on Function '" + FunctionName + "'...\n"
   ON_MODULE_MSG, // "' on Module '" + ModuleName + "'...\n"
+  ON_REGION_MSG, // " 'on Region ...\n'"
   ON_LOOP_MSG, // " 'on Loop ...\n'"
   ON_CG_MSG // "' on Call Graph ...\n'"
-};  
+};
+
+/// PassManagerPrettyStackEntry - This is used to print informative information
+/// about what pass is running when/if a stack trace is generated.
+class PassManagerPrettyStackEntry : public PrettyStackTraceEntry {
+  Pass *P;
+  Value *V;
+  Module *M;
+public:
+  explicit PassManagerPrettyStackEntry(Pass *p)
+    : P(p), V(0), M(0) {}  // When P is releaseMemory'd.
+  PassManagerPrettyStackEntry(Pass *p, Value &v)
+    : P(p), V(&v), M(0) {} // When P is run on V
+  PassManagerPrettyStackEntry(Pass *p, Module &m)
+    : P(p), V(0), M(&m) {} // When P is run on M
+
+  /// print - Emit information about this stack frame to OS.
+  virtual void print(raw_ostream &OS) const;
+};
+
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// PMStack
+//
+/// PMStack - This class implements a stack data structure of PMDataManager
+/// pointers.
+///
+/// Top level pass managers (see PassManager.cpp) maintain active Pass Managers
+/// using PMStack. Each Pass implements assignPassManager() to connect itself
+/// with appropriate manager. assignPassManager() walks PMStack to find
+/// suitable manager.
+class PMStack {
+public:
+  typedef std::vector<PMDataManager *>::const_reverse_iterator iterator;
+  iterator begin() const { return S.rbegin(); }
+  iterator end() const { return S.rend(); }
+
+  void pop();
+  PMDataManager *top() const { return S.back(); }
+  void push(PMDataManager *PM);
+  bool empty() const { return S.empty(); }
+
+  void dump() const;
+
+private:
+  std::vector<PMDataManager *> S;
+};
+
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // PMTopLevelManager
@@ -111,34 +164,41 @@ enum PassDebuggingString {
 /// PMTopLevelManager manages LastUser info and collects common APIs used by
 /// top level pass managers.
 class PMTopLevelManager {
-public:
+protected:
+  explicit PMTopLevelManager(PMDataManager *PMDM);
 
-  virtual unsigned getNumContainedManagers() {
-    return PassManagers.size();
+  virtual unsigned getNumContainedManagers() const {
+    return (unsigned)PassManagers.size();
   }
 
+  void initializeAllAnalysisInfo();
+
+private:
+  /// This is implemented by top level pass manager and used by
+  /// schedulePass() to add analysis info passes that are not available.
+  virtual void addTopLevelPass(Pass  *P) = 0;
+
+public:
   /// Schedule pass P for execution. Make sure that passes required by
   /// P are run before P is run. Update analysis info maintained by
   /// the manager. Remove dead passes. This is a recursive function.
   void schedulePass(Pass *P);
 
-  /// This is implemented by top level pass manager and used by 
-  /// schedulePass() to add analysis info passes that are not available.
-  virtual void addTopLevelPass(Pass  *P) = 0;
-
   /// Set pass P as the last user of the given analysis passes.
-  void setLastUser(SmallVector<Pass *, 12> &AnalysisPasses, Pass *P);
+  void setLastUser(const SmallVectorImpl<Pass *> &AnalysisPasses, Pass *P);
 
   /// Collect passes whose last user is P
-  void collectLastUses(SmallVector<Pass *, 12> &LastUses, Pass *P);
+  void collectLastUses(SmallVectorImpl<Pass *> &LastUses, Pass *P);
 
   /// Find the pass that implements Analysis AID. Search immutable
   /// passes and all pass managers. If desired pass is not found
   /// then return NULL.
   Pass *findAnalysisPass(AnalysisID AID);
 
-  explicit PMTopLevelManager(enum TopLevelManagerType t);
-  virtual ~PMTopLevelManager(); 
+  /// Find analysis usage information for the pass P.
+  AnalysisUsage *findAnalysisUsage(Pass *P);
+
+  virtual ~PMTopLevelManager();
 
   /// Add immutable pass and initialize it.
   inline void addImmutablePass(ImmutablePass *P) {
@@ -146,11 +206,11 @@ public:
     ImmutablePasses.push_back(P);
   }
 
-  inline std::vector<ImmutablePass *>& getImmutablePasses() {
+  inline SmallVectorImpl<ImmutablePass *>& getImmutablePasses() {
     return ImmutablePasses;
   }
 
-  void addPassManager(Pass *Manager) {
+  void addPassManager(PMDataManager *Manager) {
     PassManagers.push_back(Manager);
   }
 
@@ -164,32 +224,37 @@ public:
   void dumpPasses() const;
   void dumpArguments() const;
 
-  void initializeAllAnalysisInfo();
-
   // Active Pass Managers
   PMStack activeStack;
 
 protected:
-  
+
   /// Collection of pass managers
-  std::vector<Pass *> PassManagers;
+  SmallVector<PMDataManager *, 8> PassManagers;
 
 private:
 
   /// Collection of pass managers that are not directly maintained
   /// by this pass manager
-  std::vector<PMDataManager *> IndirectPassManagers;
+  SmallVector<PMDataManager *, 8> IndirectPassManagers;
 
   // Map to keep track of last user of the analysis pass.
   // LastUser->second is the last user of Lastuser->first.
-  std::map<Pass *, Pass *> LastUser;
+  DenseMap<Pass *, Pass *> LastUser;
+
+  // Map to keep track of passes that are last used by a pass.
+  // This inverse map is initialized at PM->run() based on
+  // LastUser map.
+  DenseMap<Pass *, SmallPtrSet<Pass *, 8> > InversedLastUser;
 
   /// Immutable passes are managed by top level manager.
-  std::vector<ImmutablePass *> ImmutablePasses;
+  SmallVector<ImmutablePass *, 8> ImmutablePasses;
+
+  DenseMap<Pass *, AnalysisUsage *> AnUsageMap;
 };
 
 
-  
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // PMDataManager
 
@@ -198,15 +263,13 @@ private:
 class PMDataManager {
 public:
 
-  explicit PMDataManager(int Depth) : TPM(NULL), Depth(Depth) {
+  explicit PMDataManager() : TPM(NULL), Depth(0) {
     initializeAnalysisInfo();
   }
 
   virtual ~PMDataManager();
 
-  /// Return true IFF pass P's required analysis set does not required new
-  /// manager.
-  bool manageablePass(Pass *P);
+  virtual Pass *getAsPass() = 0;
 
   /// Augment AvailableAnalysis by adding analysis made available by pass P.
   void recordAvailableAnalysis(Pass *P);
@@ -216,11 +279,16 @@ public:
 
   /// Remove Analysis that is not preserved by the pass
   void removeNotPreservedAnalysis(Pass *P);
-  
-  /// Remove dead passes
-  void removeDeadPasses(Pass *P, std::string Msg, enum PassDebuggingString);
 
-  /// Add pass P into the PassVector. Update 
+  /// Remove dead passes used by P.
+  void removeDeadPasses(Pass *P, StringRef Msg,
+                        enum PassDebuggingString);
+
+  /// Remove P.
+  void freePass(Pass *P, StringRef Msg,
+                enum PassDebuggingString);
+
+  /// Add pass P into the PassVector. Update
   /// AvailableAnalysis appropriately if ProcessAnalysis is true.
   void add(Pass *P, bool ProcessAnalysis = true);
 
@@ -229,13 +297,10 @@ public:
   /// through getAnalysis interface.
   virtual void addLowerLevelRequiredPass(Pass *P, Pass *RequiredPass);
 
-  virtual Pass * getOnTheFlyPass(Pass *P, const PassInfo *PI, Function &F) {
-    assert (0 && "Unable to find on the fly pass");
-    return NULL;
-  }
+  virtual Pass *getOnTheFlyPass(Pass *P, AnalysisID PI, Function &F);
 
   /// Initialize available analysis information.
-  void initializeAnalysisInfo() { 
+  void initializeAnalysisInfo() {
     AvailableAnalysis.clear();
     for (unsigned i = 0; i < PMT_Last; ++i)
       InheritedAnalysis[i] = NULL;
@@ -249,8 +314,8 @@ public:
   /// Populate RequiredPasses with analysis pass that are required by
   /// pass P and are available. Populate ReqPassNotAvailable with analysis
   /// pass that are required by pass P but are not available.
-  void collectRequiredAnalysis(SmallVector<Pass *, 8> &RequiredPasses,
-                               SmallVector<AnalysisID, 8> &ReqPassNotAvailable,
+  void collectRequiredAnalysis(SmallVectorImpl<Pass *> &RequiredPasses,
+                               SmallVectorImpl<AnalysisID> &ReqPassNotAvailable,
                                Pass *P);
 
   /// All Required analyses should be available to the pass as it runs!  Here
@@ -268,22 +333,23 @@ public:
   void setTopLevelManager(PMTopLevelManager *T) { TPM = T; }
 
   unsigned getDepth() const { return Depth; }
+  void setDepth(unsigned newDepth) { Depth = newDepth; }
 
   // Print routines used by debug-pass
   void dumpLastUses(Pass *P, unsigned Offset) const;
   void dumpPassArguments() const;
   void dumpPassInfo(Pass *P, enum PassDebuggingString S1,
-                    enum PassDebuggingString S2, std::string Msg);
-  void dumpAnalysisSetInfo(const char *Msg, Pass *P,
-                           const std::vector<AnalysisID> &Set) const;
+                    enum PassDebuggingString S2, StringRef Msg);
+  void dumpRequiredSet(const Pass *P) const;
+  void dumpPreservedSet(const Pass *P) const;
 
-  virtual unsigned getNumContainedPasses() 
-    return PassVector.size();
+  virtual unsigned getNumContainedPasses() const {
+    return (unsigned)PassVector.size();
   }
 
-  virtual PassManagerType getPassManagerType() const { 
+  virtual PassManagerType getPassManagerType() const {
     assert ( 0 && "Invalid use of getPassManagerType");
-    return PMT_Unknown; 
+    return PMT_Unknown;
   }
 
   std::map<AnalysisID, Pass*> *getAvailableAnalysis() {
@@ -304,23 +370,31 @@ protected:
   PMTopLevelManager *TPM;
 
   // Collection of pass that are managed by this manager
-  std::vector<Pass *> PassVector;
+  SmallVector<Pass *, 16> PassVector;
 
   // Collection of Analysis provided by Parent pass manager and
   // used by current pass manager. At at time there can not be more
   // then PMT_Last active pass mangers.
   std::map<AnalysisID, Pass *> *InheritedAnalysis[PMT_Last];
 
+
+  /// isPassDebuggingExecutionsOrMore - Return true if -debug-pass=Executions
+  /// or higher is specified.
+  bool isPassDebuggingExecutionsOrMore() const;
+
 private:
-  // Set of available Analysis. This information is used while scheduling 
-  // pass. If a pass requires an analysis which is not not available then 
-  // equired analysis pass is scheduled to run before the pass itself is 
+  void dumpAnalysisUsage(StringRef Msg, const Pass *P,
+                         const AnalysisUsage::VectorType &Set) const;
+
+  // Set of available Analysis. This information is used while scheduling
+  // pass. If a pass requires an analysis which is not available then
+  // the required analysis pass is scheduled to run before the pass itself is
   // scheduled to run.
   std::map<AnalysisID, Pass*> AvailableAnalysis;
 
   // Collection of higher level analysis used by the pass managed by
   // this manager.
-  std::vector<Pass *> HigherLevelAnalysis;
+  SmallVector<Pass *, 8> HigherLevelAnalysis;
 
   unsigned Depth;
 };
@@ -329,30 +403,34 @@ private:
 // FPPassManager
 //
 /// FPPassManager manages BBPassManagers and FunctionPasses.
-/// It batches all function passes and basic block pass managers together and 
-/// sequence them to process one function at a time before processing next 
+/// It batches all function passes and basic block pass managers together and
+/// sequence them to process one function at a time before processing next
 /// function.
-
 class FPPassManager : public ModulePass, public PMDataManager {
 public:
   static char ID;
-  explicit FPPassManager(int Depth) 
-  : ModulePass((intptr_t)&ID), PMDataManager(Depth) { }
-  
+  explicit FPPassManager()
+  : ModulePass(ID), PMDataManager() { }
+
   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
   bool runOnFunction(Function &F);
   bool runOnModule(Module &M);
 
+  /// cleanup - After running all passes, clean up pass manager cache.
+  void cleanup();
+
   /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
   ///
   bool doInitialization(Module &M);
-  
+
   /// doFinalization - Run all of the finalizers for the function passes.
   ///
   bool doFinalization(Module &M);
 
+  virtual PMDataManager *getAsPMDataManager() { return this; }
+  virtual Pass *getAsPass() { return this; }
+
   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
     Info.setPreservesAll();
@@ -371,12 +449,13 @@ public:
     return FP;
   }
 
-  virtual PassManagerType getPassManagerType() const { 
-    return PMT_FunctionPassManager; 
+  virtual PassManagerType getPassManagerType() const {
+    return PMT_FunctionPassManager;
   }
 };
 
+Timer *getPassTimer(Pass *);
+
 }
 
-extern void StartPassTimer(Pass *);
-extern void StopPassTimer(Pass *);
+#endif