reapply my timer rewrite with a change for PassManager to store
[oota-llvm.git] / include / llvm / PassManagers.h
index 920707c89cc1ec9d148151aad3a1c0023ff525e1..ed1e80eae69cb477342722a887835734eef4ae28 100644 (file)
@@ -1,9 +1,9 @@
-//===- 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.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/PassManager.h"
+#ifndef LLVM_PASSMANAGERS_H
+#define LLVM_PASSMANAGERS_H
 
-using namespace llvm;
-class llvm::PMDataManager;
-class llvm::PMStack;
+#include "llvm/PassManager.h"
+#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include <deque>
+#include <map>
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Overview:
@@ -29,8 +33,8 @@ class llvm::PMStack;
 //
 // 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.
@@ -84,7 +88,14 @@ class llvm::PMStack;
 // MPPassManagers.
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#include "llvm/Support/PrettyStackTrace.h"
+
 namespace llvm {
+  class Module;
+  class Pass;
+  class StringRef;
+  class Value;
+  class Timer;
 
 /// FunctionPassManager and PassManager, two top level managers, serve 
 /// as the public interface of pass manager infrastructure.
@@ -93,6 +104,67 @@ enum TopLevelManagerType {
   TLM_Pass       // PassManager
 };
     
+// enums for debugging strings
+enum PassDebuggingString {
+  EXECUTION_MSG, // "Executing Pass '"
+  MODIFICATION_MSG, // "' Made Modification '"
+  FREEING_MSG, // " Freeing Pass '"
+  ON_BASICBLOCK_MSG, // "'  on BasicBlock '" + PassName + "'...\n"
+  ON_FUNCTION_MSG, // "' on Function '" + FunctionName + "'...\n"
+  ON_MODULE_MSG, // "' on Module '" + ModuleName + "'...\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
+/// 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.
+///
+/// PMStack is just a wrapper around standard deque that overrides pop() and
+/// push() methods.
+class PMStack {
+public:
+  typedef std::deque<PMDataManager *>::reverse_iterator iterator;
+  iterator begin() { return S.rbegin(); }
+  iterator end() { return S.rend(); }
+
+  void handleLastUserOverflow();
+
+  void pop();
+  inline PMDataManager *top() { return S.back(); }
+  void push(PMDataManager *PM);
+  inline bool empty() { return S.empty(); }
+
+  void dump();
+private:
+  std::deque<PMDataManager *> S;
+};
+
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // PMTopLevelManager
 //
@@ -101,8 +173,8 @@ enum TopLevelManagerType {
 class PMTopLevelManager {
 public:
 
-  virtual unsigned getNumContainedManagers() {
-    return PassManagers.size();
+  virtual unsigned getNumContainedManagers() const {
+    return (unsigned)PassManagers.size();
   }
 
   /// Schedule pass P for execution. Make sure that passes required by
@@ -115,17 +187,20 @@ public:
   virtual void addTopLevelPass(Pass  *P) = 0;
 
   /// Set pass P as the last user of the given analysis passes.
-  void setLastUser(std::vector<Pass *> &AnalysisPasses, Pass *P);
+  void setLastUser(SmallVector<Pass *, 12> &AnalysisPasses, Pass *P);
 
   /// Collect passes whose last user is P
-  void collectLastUses(std::vector<Pass *> &LastUses, Pass *P);
+  void collectLastUses(SmallVector<Pass *, 12> &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);
 
-  PMTopLevelManager(enum TopLevelManagerType t);
+  /// Find analysis usage information for the pass P.
+  AnalysisUsage *findAnalysisUsage(Pass *P);
+
+  explicit PMTopLevelManager(enum TopLevelManagerType t);
   virtual ~PMTopLevelManager(); 
 
   /// Add immutable pass and initialize it.
@@ -134,11 +209,11 @@ public:
     ImmutablePasses.push_back(P);
   }
 
-  inline std::vector<ImmutablePass *>& getImmutablePasses() {
+  inline SmallVector<ImmutablePass *, 8>& getImmutablePasses() {
     return ImmutablePasses;
   }
 
-  void addPassManager(Pass *Manager) {
+  void addPassManager(PMDataManager *Manager) {
     PassManagers.push_back(Manager);
   }
 
@@ -160,20 +235,27 @@ public:
 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;
 };
 
 
@@ -185,39 +267,64 @@ private:
 /// used by pass managers.
 class PMDataManager {
 public:
-  PMDataManager(int Depth) : TPM(NULL), Depth(Depth) {
+
+  explicit PMDataManager(int Depth) : TPM(NULL), Depth(Depth) {
     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);
 
+  /// verifyPreservedAnalysis -- Verify analysis presreved by pass P.
+  void verifyPreservedAnalysis(Pass *P);
+
   /// Remove Analysis that is not preserved by the pass
   void removeNotPreservedAnalysis(Pass *P);
   
-  /// Remove dead passes
-  void removeDeadPasses(Pass *P, std::string &Msg);
+  /// 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);
 
+  /// Add RequiredPass into list of lower level passes required by pass P.
+  /// RequiredPass is run on the fly by Pass Manager when P requests it
+  /// 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;
+  }
+
   /// Initialize available analysis information.
   void initializeAnalysisInfo() { 
-    TransferLastUses.clear();
     AvailableAnalysis.clear();
+    for (unsigned i = 0; i < PMT_Last; ++i)
+      InheritedAnalysis[i] = NULL;
   }
 
-  /// Populate RequiredPasses with the analysis pass that are required by
-  /// pass P.
-  void collectRequiredAnalysisPasses(std::vector<Pass *> &RequiredPasses,
-                                     Pass *P);
+  // Return true if P preserves high level analysis used by other
+  // passes that are managed by this manager.
+  bool preserveHigherLevelAnalysis(Pass *P);
+
+
+  /// 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,
+                               Pass *P);
 
   /// All Required analyses should be available to the pass as it runs!  Here
   /// we fill in the AnalysisImpls member of the pass so that it can
@@ -238,43 +345,64 @@ public:
   // Print routines used by debug-pass
   void dumpLastUses(Pass *P, unsigned Offset) const;
   void dumpPassArguments() const;
-  void dumpPassInfo(Pass *P,  std::string &Msg1, std::string &Msg2) const;
-  void dumpAnalysisSetInfo(const char *Msg, Pass *P,
-                           const std::vector<AnalysisID> &Set) const;
+  void dumpPassInfo(Pass *P, enum PassDebuggingString S1,
+                    enum PassDebuggingString S2, StringRef Msg);
+  void dumpRequiredSet(const Pass *P) const;
+  void dumpPreservedSet(const Pass *P) const;
 
-  std::vector<Pass *>& getTransferredLastUses() {
-    return TransferLastUses;
+  virtual unsigned getNumContainedPasses() const {
+    return (unsigned)PassVector.size();
   }
 
-  virtual unsigned getNumContainedPasses() { 
-    return PassVector.size();
-  }
-
-  virtual PassManagerType getPassManagerType() { 
+  virtual PassManagerType getPassManagerType() const { 
     assert ( 0 && "Invalid use of getPassManagerType");
     return PMT_Unknown; 
   }
-protected:
 
-  // If a FunctionPass F is the last user of ModulePass info M
-  // then the F's manager, not F, records itself as a last user of M.
-  // Current pass manage is requesting parent manager to record parent
-  // manager as the last user of these TrransferLastUses passes.
-  std::vector<Pass *> TransferLastUses;
+  std::map<AnalysisID, Pass*> *getAvailableAnalysis() {
+    return &AvailableAnalysis;
+  }
+
+  // Collect AvailableAnalysis from all the active Pass Managers.
+  void populateInheritedAnalysis(PMStack &PMS) {
+    unsigned Index = 0;
+    for (PMStack::iterator I = PMS.begin(), E = PMS.end();
+         I != E; ++I)
+      InheritedAnalysis[Index++] = (*I)->getAvailableAnalysis();
+  }
+
+protected:
 
   // Top level manager.
   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:
+  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 not available then 
-  // equired analysis pass is scheduled to run before the pass itself is 
+  // 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.
+  SmallVector<Pass *, 8> HigherLevelAnalysis;
+
   unsigned Depth;
 };
 
@@ -285,25 +413,31 @@ private:
 /// 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:
-  FPPassManager(int Depth) : PMDataManager(Depth) { }
+  static char ID;
+  explicit FPPassManager(int Depth) 
+  : ModulePass(&ID), PMDataManager(Depth) { }
   
   /// 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 initializers for the function passes.
+  /// 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();
@@ -312,18 +446,23 @@ public:
   // Print passes managed by this manager
   void dumpPassStructure(unsigned Offset);
 
+  virtual const char *getPassName() const {
+    return "Function Pass Manager";
+  }
+
   FunctionPass *getContainedPass(unsigned N) {
     assert ( N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
     FunctionPass *FP = static_cast<FunctionPass *>(PassVector[N]);
     return FP;
   }
 
-  virtual PassManagerType getPassManagerType() { 
+  virtual PassManagerType getPassManagerType() const 
     return PMT_FunctionPassManager; 
   }
 };
 
+Timer *getPassTimer(Pass *);
+
 }
 
-extern void StartPassTimer(Pass *);
-extern void StopPassTimer(Pass *);
+#endif