[PM] Rename the 'Mod' member to the more idiomatic 'M'. No functionality
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / IPA / CallGraph.cpp
index 72b4bdbc52088d23a98d6ad3d88ddfa020159909..d5a718bfbc8d876088b432bd8140b518bf744bdd 100644 (file)
 //===- CallGraph.cpp - Build a Module's call graph ------------------------===//
-// 
-//                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
-// 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-//  This file implements the CallGraph class.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
-#include "llvm/Constants.h"     // Remove when ConstantPointerRefs are gone
-#include "llvm/Module.h"
-#include "llvm/iOther.h"
-#include "llvm/iTerminators.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/IR/Module.h"
 #include "llvm/Support/CallSite.h"
-#include "Support/STLExtras.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 using namespace llvm;
 
-static RegisterAnalysis<CallGraph> X("callgraph", "Call Graph Construction");
-
-// getNodeFor - Return the node for the specified function or create one if it
-// does not already exist.
-//
-CallGraphNode *CallGraph::getNodeFor(Function *F) {
-  CallGraphNode *&CGN = FunctionMap[F];
-  if (CGN) return CGN;
-
-  assert((!F || F->getParent() == Mod) && "Function not in current module!");
-  return CGN = new CallGraphNode(F);
+CallGraph::CallGraph()
+    : ModulePass(ID), Root(0), ExternalCallingNode(0), CallsExternalNode(0) {
+  initializeCallGraphPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 }
 
-static bool isOnlyADirectCall(Function *F, CallSite CS) {
-  if (!CS.getInstruction()) return false;
-  for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end(); I != E; ++I)
-    if (*I == F) return false;
-  return true;
-}
-
-// addToCallGraph - Add a function to the call graph, and link the node to all
-// of the functions that it calls.
-//
 void CallGraph::addToCallGraph(Function *F) {
-  CallGraphNode *Node = getNodeFor(F);
+  CallGraphNode *Node = getOrInsertFunction(F);
 
-  // If this function has external linkage, anything could call it...
-  if (!F->hasInternalLinkage()) {
-    ExternalCallingNode->addCalledFunction(Node);
+  // If this function has external linkage, anything could call it.
+  if (!F->hasLocalLinkage()) {
+    ExternalCallingNode->addCalledFunction(CallSite(), Node);
 
     // Found the entry point?
     if (F->getName() == "main") {
-      if (Root)    // Found multiple external mains?  Don't pick one.
+      if (Root) // Found multiple external mains?  Don't pick one.
         Root = ExternalCallingNode;
       else
-        Root = Node;          // Found a main, keep track of it!
+        Root = Node; // Found a main, keep track of it!
     }
   }
-  
+
+  // If this function has its address taken, anything could call it.
+  if (F->hasAddressTaken())
+    ExternalCallingNode->addCalledFunction(CallSite(), Node);
+
   // If this function is not defined in this translation unit, it could call
   // anything.
-  if (F->isExternal() && !F->getIntrinsicID())
-    Node->addCalledFunction(CallsExternalNode);
-
-  // Loop over all of the users of the function... looking for callers...
-  //
-  bool isUsedExternally = false;
-  for (Value::use_iterator I = F->use_begin(), E = F->use_end(); I != E; ++I) {
-    if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(*I)) {
-      if (isOnlyADirectCall(F, CallSite::get(Inst)))
-        getNodeFor(Inst->getParent()->getParent())->addCalledFunction(Node);
-      else
-        isUsedExternally = true;
-    } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(*I)) {
-      for (Value::use_iterator I = GV->use_begin(), E = GV->use_end();
-           I != E; ++I)
-        if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(*I)) {
-          if (isOnlyADirectCall(F, CallSite::get(Inst)))
-            getNodeFor(Inst->getParent()->getParent())->addCalledFunction(Node);
-          else
-            isUsedExternally = true;
-        } else {
-          isUsedExternally = true;
-        }
-    } else {                        // Can't classify the user!
-      isUsedExternally = true;
-    }
-  }
-  if (isUsedExternally)
-    ExternalCallingNode->addCalledFunction(Node);
+  if (F->isDeclaration() && !F->isIntrinsic())
+    Node->addCalledFunction(CallSite(), CallsExternalNode);
 
-  // Look for an indirect function call...
+  // Look for calls by this function.
   for (Function::iterator BB = F->begin(), BBE = F->end(); BB != BBE; ++BB)
-    for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), IE = BB->end(); II != IE; ++II){
-      CallSite CS = CallSite::get(II);
-      if (CS.getInstruction() && !CS.getCalledFunction())
-        Node->addCalledFunction(CallsExternalNode);
+    for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), IE = BB->end(); II != IE;
+         ++II) {
+      CallSite CS(cast<Value>(II));
+      if (CS) {
+        const Function *Callee = CS.getCalledFunction();
+        if (!Callee)
+          // Indirect calls of intrinsics are not allowed so no need to check.
+          Node->addCalledFunction(CS, CallsExternalNode);
+        else if (!Callee->isIntrinsic())
+          Node->addCalledFunction(CS, getOrInsertFunction(Callee));
+      }
     }
 }
 
-bool CallGraph::run(Module &M) {
-  destroy();
+void CallGraph::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesAll();
+}
+
+bool CallGraph::runOnModule(Module &M) {
+  this->M = &M;
 
-  Mod = &M;
-  ExternalCallingNode = getNodeFor(0);
+  ExternalCallingNode = getOrInsertFunction(0);
+  assert(!CallsExternalNode);
   CallsExternalNode = new CallGraphNode(0);
   Root = 0;
 
-  // Add every function to the call graph...
+  // Add every function to the call graph.
   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
     addToCallGraph(I);
 
   // If we didn't find a main function, use the external call graph node
-  if (Root == 0) Root = ExternalCallingNode;
-  
+  if (Root == 0)
+    Root = ExternalCallingNode;
+
   return false;
 }
 
-void CallGraph::destroy() {
+INITIALIZE_PASS(CallGraph, "basiccg", "CallGraph Construction", false, true)
+
+char CallGraph::ID = 0;
+
+void CallGraph::releaseMemory() {
+  /// CallsExternalNode is not in the function map, delete it explicitly.
+  if (CallsExternalNode) {
+    CallsExternalNode->allReferencesDropped();
+    delete CallsExternalNode;
+    CallsExternalNode = 0;
+  }
+
+  if (FunctionMap.empty())
+    return;
+
+// Reset all node's use counts to zero before deleting them to prevent an
+// assertion from firing.
+#ifndef NDEBUG
   for (FunctionMapTy::iterator I = FunctionMap.begin(), E = FunctionMap.end();
        I != E; ++I)
+    I->second->allReferencesDropped();
+#endif
+  
+  for (FunctionMapTy::iterator I = FunctionMap.begin(), E = FunctionMap.end();
+      I != E; ++I)
     delete I->second;
   FunctionMap.clear();
-  delete CallsExternalNode;
-  CallsExternalNode = 0;
 }
 
-static void WriteToOutput(const CallGraphNode *CGN, std::ostream &o) {
-  if (CGN->getFunction())
-    o << "Call graph node for function: '"
-      << CGN->getFunction()->getName() <<"'\n";
-  else
-    o << "Call graph node <<null function: 0x" << CGN << ">>:\n";
-
-  for (unsigned i = 0; i < CGN->size(); ++i)
-    if ((*CGN)[i]->getFunction())
-      o << "  Calls function '" << (*CGN)[i]->getFunction()->getName() << "'\n";
-    else
-      o << "  Calls external node\n";
-  o << "\n";
-}
+void CallGraph::print(raw_ostream &OS, const Module*) const {
+  OS << "CallGraph Root is: ";
+  if (Function *F = Root->getFunction())
+    OS << F->getName() << "\n";
+  else {
+    OS << "<<null function: 0x" << Root << ">>\n";
+  }
 
-void CallGraph::print(std::ostream &o, const Module *M) const {
-  o << "CallGraph Root is: ";
-  if (getRoot()->getFunction())
-    o << getRoot()->getFunction()->getName() << "\n";
-  else
-    o << "<<null function: 0x" << getRoot() << ">>\n";
-  
   for (CallGraph::const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
-    WriteToOutput(I->second, o);
+    I->second->print(OS);
 }
-
+#if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
+void CallGraph::dump() const {
+  print(dbgs(), 0);
+}
+#endif
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Implementations of public modification methods
 //
 
-// Functions to keep a call graph up to date with a function that has been
-// modified
-//
-void CallGraph::addFunctionToModule(Function *F) {
-  assert(0 && "not implemented");
-  abort();
-}
-
 // removeFunctionFromModule - 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
@@ -173,24 +142,123 @@ void CallGraph::addFunctionToModule(Function *F) {
 // is to dropAllReferences before calling this.
 //
 Function *CallGraph::removeFunctionFromModule(CallGraphNode *CGN) {
-  assert(CGN->CalledFunctions.empty() && "Cannot remove function from call "
+  assert(CGN->empty() && "Cannot remove function from call "
          "graph if it references other functions!");
   Function *F = CGN->getFunction(); // Get the function for the call graph node
   delete CGN;                       // Delete the call graph node for this func
   FunctionMap.erase(F);             // Remove the call graph node from the map
 
-  Mod->getFunctionList().remove(F);
+  M->getFunctionList().remove(F);
   return F;
 }
 
-void CallGraph::stub() {}
+/// spliceFunction - Replace the function represented by this node by another.
+/// This does not rescan the body of the function, so it is suitable when
+/// splicing the body of the old function to the new while also updating all
+/// callers from old to new.
+///
+void CallGraph::spliceFunction(const Function *From, const Function *To) {
+  assert(FunctionMap.count(From) && "No CallGraphNode for function!");
+  assert(!FunctionMap.count(To) &&
+         "Pointing CallGraphNode at a function that already exists");
+  FunctionMapTy::iterator I = FunctionMap.find(From);
+  I->second->F = const_cast<Function*>(To);
+  FunctionMap[To] = I->second;
+  FunctionMap.erase(I);
+}
+
+// getOrInsertFunction - This method is identical to calling operator[], but
+// it will insert a new CallGraphNode for the specified function if one does
+// not already exist.
+CallGraphNode *CallGraph::getOrInsertFunction(const Function *F) {
+  CallGraphNode *&CGN = FunctionMap[F];
+  if (CGN) return CGN;
+  
+  assert((!F || F->getParent() == M) && "Function not in current module!");
+  return CGN = new CallGraphNode(const_cast<Function*>(F));
+}
+
+void CallGraphNode::print(raw_ostream &OS) const {
+  if (Function *F = getFunction())
+    OS << "Call graph node for function: '" << F->getName() << "'";
+  else
+    OS << "Call graph node <<null function>>";
+  
+  OS << "<<" << this << ">>  #uses=" << getNumReferences() << '\n';
+
+  for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
+    OS << "  CS<" << I->first << "> calls ";
+    if (Function *FI = I->second->getFunction())
+      OS << "function '" << FI->getName() <<"'\n";
+    else
+      OS << "external node\n";
+  }
+  OS << '\n';
+}
+
+#if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
+void CallGraphNode::dump() const { print(dbgs()); }
+#endif
 
-void CallGraphNode::removeCallEdgeTo(CallGraphNode *Callee) {
-  for (unsigned i = CalledFunctions.size(); ; --i) {
-    assert(i && "Cannot find callee to remove!");
-    if (CalledFunctions[i-1] == Callee) {
-      CalledFunctions.erase(CalledFunctions.begin()+i-1);
+/// removeCallEdgeFor - This method removes the edge in the node for the
+/// specified call site.  Note that this method takes linear time, so it
+/// should be used sparingly.
+void CallGraphNode::removeCallEdgeFor(CallSite CS) {
+  for (CalledFunctionsVector::iterator I = CalledFunctions.begin(); ; ++I) {
+    assert(I != CalledFunctions.end() && "Cannot find callsite to remove!");
+    if (I->first == CS.getInstruction()) {
+      I->second->DropRef();
+      *I = CalledFunctions.back();
+      CalledFunctions.pop_back();
       return;
     }
   }
 }
+
+// removeAnyCallEdgeTo - This method removes any call edges from this node to
+// the specified callee function.  This takes more time to execute than
+// removeCallEdgeTo, so it should not be used unless necessary.
+void CallGraphNode::removeAnyCallEdgeTo(CallGraphNode *Callee) {
+  for (unsigned i = 0, e = CalledFunctions.size(); i != e; ++i)
+    if (CalledFunctions[i].second == Callee) {
+      Callee->DropRef();
+      CalledFunctions[i] = CalledFunctions.back();
+      CalledFunctions.pop_back();
+      --i; --e;
+    }
+}
+
+/// removeOneAbstractEdgeTo - Remove one edge associated with a null callsite
+/// from this node to the specified callee function.
+void CallGraphNode::removeOneAbstractEdgeTo(CallGraphNode *Callee) {
+  for (CalledFunctionsVector::iterator I = CalledFunctions.begin(); ; ++I) {
+    assert(I != CalledFunctions.end() && "Cannot find callee to remove!");
+    CallRecord &CR = *I;
+    if (CR.second == Callee && CR.first == 0) {
+      Callee->DropRef();
+      *I = CalledFunctions.back();
+      CalledFunctions.pop_back();
+      return;
+    }
+  }
+}
+
+/// replaceCallEdge - This method replaces the edge in the node for the
+/// specified call site with a new one.  Note that this method takes linear
+/// time, so it should be used sparingly.
+void CallGraphNode::replaceCallEdge(CallSite CS,
+                                    CallSite NewCS, CallGraphNode *NewNode){
+  for (CalledFunctionsVector::iterator I = CalledFunctions.begin(); ; ++I) {
+    assert(I != CalledFunctions.end() && "Cannot find callsite to remove!");
+    if (I->first == CS.getInstruction()) {
+      I->second->DropRef();
+      I->first = NewCS.getInstruction();
+      I->second = NewNode;
+      NewNode->AddRef();
+      return;
+    }
+  }
+}
+
+// Enuse that users of CallGraph.h also link with this file
+DEFINING_FILE_FOR(CallGraph)