reapply my timer rewrite with a change for PassManager to store
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / IPA / CallGraphSCCPass.cpp
index 81636a82472d13b562bbbe194d50a3ac3ba6b548..0f39f44a00994870f5233d35a446fbcd8c0ca3bd 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     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.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "cgscc-passmgr"
 #include "llvm/CallGraphSCCPass.h"
+#include "llvm/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/Function.h"
+#include "llvm/PassManagers.h"
 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
 #include "llvm/ADT/SCCIterator.h"
-#include "llvm/PassManagers.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/Timer.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 using namespace llvm;
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // CGPassManager
 //
-/// CGPassManager manages FPPassManagers and CalLGraphSCCPasses.
+/// CGPassManager manages FPPassManagers and CallGraphSCCPasses.
 
-class CGPassManager : public ModulePass, public PMDataManager {
+namespace {
 
+class CGPassManager : public ModulePass, public PMDataManager {
 public:
-  CGPassManager(int Depth) : PMDataManager(Depth) { }
+  static char ID;
+  explicit CGPassManager(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.
@@ -49,9 +58,12 @@ public:
     return "CallGraph Pass Manager";
   }
 
+  virtual PMDataManager *getAsPMDataManager() { return this; }
+  virtual Pass *getAsPass() { return this; }
+
   // Print passes managed by this manager
   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
-    llvm::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << "Call Graph SCC Pass Manager\n";
+    errs().indent(Offset*2) << "Call Graph SCC Pass Manager\n";
     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
       Pass *P = getContainedPass(Index);
       P->dumpPassStructure(Offset + 1);
@@ -60,67 +72,295 @@ public:
   }
 
   Pass *getContainedPass(unsigned N) {
-    assert ( N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
-    Pass *FP = static_cast<Pass *>(PassVector[N]);
-    return FP;
+    assert(N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
+    return static_cast<Pass *>(PassVector[N]);
   }
 
-  virtual PassManagerType getPassManagerType() { 
+  virtual PassManagerType getPassManagerType() const 
     return PMT_CallGraphPassManager; 
   }
+  
+private:
+  bool RunPassOnSCC(Pass *P, std::vector<CallGraphNode*> &CurSCC,
+                    CallGraph &CG, bool &CallGraphUpToDate);
+  void RefreshCallGraph(std::vector<CallGraphNode*> &CurSCC, CallGraph &CG,
+                        bool IsCheckingMode);
 };
 
+} // end anonymous namespace.
+
+char CGPassManager::ID = 0;
+
+bool CGPassManager::RunPassOnSCC(Pass *P, std::vector<CallGraphNode*> &CurSCC,
+                                 CallGraph &CG, bool &CallGraphUpToDate) {
+  bool Changed = false;
+  PMDataManager *PM = P->getAsPMDataManager();
+
+  if (PM == 0) {
+    CallGraphSCCPass *CGSP = (CallGraphSCCPass*)P;
+    if (!CallGraphUpToDate) {
+      RefreshCallGraph(CurSCC, CG, false);
+      CallGraphUpToDate = true;
+    }
+
+    {
+      TimeRegion PassTimer(getPassTimer(CGSP));
+      Changed = CGSP->runOnSCC(CurSCC);
+    }
+    
+    // After the CGSCCPass is done, when assertions are enabled, use
+    // RefreshCallGraph to verify that the callgraph was correctly updated.
+#ifndef NDEBUG
+    if (Changed)
+      RefreshCallGraph(CurSCC, CG, true);
+#endif
+    
+    return Changed;
+  }
+  
+  
+  assert(PM->getPassManagerType() == PMT_FunctionPassManager &&
+         "Invalid CGPassManager member");
+  FPPassManager *FPP = (FPPassManager*)P;
+  
+  // Run pass P on all functions in the current SCC.
+  for (unsigned i = 0, e = CurSCC.size(); i != e; ++i) {
+    if (Function *F = CurSCC[i]->getFunction()) {
+      dumpPassInfo(P, EXECUTION_MSG, ON_FUNCTION_MSG, F->getName());
+      TimeRegion PassTimer(getPassTimer(FPP));
+      Changed |= FPP->runOnFunction(*F);
+    }
+  }
+  
+  // The function pass(es) modified the IR, they may have clobbered the
+  // callgraph.
+  if (Changed && CallGraphUpToDate) {
+    DEBUG(dbgs() << "CGSCCPASSMGR: Pass Dirtied SCC: "
+                 << P->getPassName() << '\n');
+    CallGraphUpToDate = false;
+  }
+  return Changed;
+}
+
+
+/// RefreshCallGraph - Scan the functions in the specified CFG and resync the
+/// callgraph with the call sites found in it.  This is used after
+/// FunctionPasses have potentially munged the callgraph, and can be used after
+/// CallGraphSCC passes to verify that they correctly updated the callgraph.
+///
+void CGPassManager::RefreshCallGraph(std::vector<CallGraphNode*> &CurSCC,
+                                     CallGraph &CG, bool CheckingMode) {
+  DenseMap<Value*, CallGraphNode*> CallSites;
+  
+  DEBUG(dbgs() << "CGSCCPASSMGR: Refreshing SCC with " << CurSCC.size()
+               << " nodes:\n";
+        for (unsigned i = 0, e = CurSCC.size(); i != e; ++i)
+          CurSCC[i]->dump();
+        );
+
+  bool MadeChange = false;
+  
+  // Scan all functions in the SCC.
+  for (unsigned sccidx = 0, e = CurSCC.size(); sccidx != e; ++sccidx) {
+    CallGraphNode *CGN = CurSCC[sccidx];
+    Function *F = CGN->getFunction();
+    if (F == 0 || F->isDeclaration()) continue;
+    
+    // Walk the function body looking for call sites.  Sync up the call sites in
+    // CGN with those actually in the function.
+    
+    // Get the set of call sites currently in the function.
+    for (CallGraphNode::iterator I = CGN->begin(), E = CGN->end(); I != E; ) {
+      // If this call site is null, then the function pass deleted the call
+      // entirely and the WeakVH nulled it out.  
+      if (I->first == 0 ||
+          // If we've already seen this call site, then the FunctionPass RAUW'd
+          // one call with another, which resulted in two "uses" in the edge
+          // list of the same call.
+          CallSites.count(I->first) ||
+
+          // If the call edge is not from a call or invoke, then the function
+          // pass RAUW'd a call with another value.  This can happen when
+          // constant folding happens of well known functions etc.
+          CallSite::get(I->first).getInstruction() == 0) {
+        assert(!CheckingMode &&
+               "CallGraphSCCPass did not update the CallGraph correctly!");
+        
+        // Just remove the edge from the set of callees, keep track of whether
+        // I points to the last element of the vector.
+        bool WasLast = I + 1 == E;
+        CGN->removeCallEdge(I);
+        
+        // If I pointed to the last element of the vector, we have to bail out:
+        // iterator checking rejects comparisons of the resultant pointer with
+        // end.
+        if (WasLast)
+          break;
+        E = CGN->end();
+        continue;
+      }
+      
+      assert(!CallSites.count(I->first) &&
+             "Call site occurs in node multiple times");
+      CallSites.insert(std::make_pair(I->first, I->second));
+      ++I;
+    }
+    
+    // Loop over all of the instructions in the function, getting the callsites.
+    for (Function::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB)
+      for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I) {
+        CallSite CS = CallSite::get(I);
+        if (!CS.getInstruction() || isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) continue;
+        
+        // If this call site already existed in the callgraph, just verify it
+        // matches up to expectations and remove it from CallSites.
+        DenseMap<Value*, CallGraphNode*>::iterator ExistingIt =
+          CallSites.find(CS.getInstruction());
+        if (ExistingIt != CallSites.end()) {
+          CallGraphNode *ExistingNode = ExistingIt->second;
+
+          // Remove from CallSites since we have now seen it.
+          CallSites.erase(ExistingIt);
+          
+          // Verify that the callee is right.
+          if (ExistingNode->getFunction() == CS.getCalledFunction())
+            continue;
+          
+          // If we are in checking mode, we are not allowed to actually mutate
+          // the callgraph.  If this is a case where we can infer that the
+          // callgraph is less precise than it could be (e.g. an indirect call
+          // site could be turned direct), don't reject it in checking mode, and
+          // don't tweak it to be more precise.
+          if (CheckingMode && CS.getCalledFunction() &&
+              ExistingNode->getFunction() == 0)
+            continue;
+          
+          assert(!CheckingMode &&
+                 "CallGraphSCCPass did not update the CallGraph correctly!");
+          
+          // If not, we either went from a direct call to indirect, indirect to
+          // direct, or direct to different direct.
+          CallGraphNode *CalleeNode;
+          if (Function *Callee = CS.getCalledFunction())
+            CalleeNode = CG.getOrInsertFunction(Callee);
+          else
+            CalleeNode = CG.getCallsExternalNode();
+
+          // Update the edge target in CGN.
+          for (CallGraphNode::iterator I = CGN->begin(); ; ++I) {
+            assert(I != CGN->end() && "Didn't find call entry");
+            if (I->first == CS.getInstruction()) {
+              I->second = CalleeNode;
+              break;
+            }
+          }
+          MadeChange = true;
+          continue;
+        }
+        
+        assert(!CheckingMode &&
+               "CallGraphSCCPass did not update the CallGraph correctly!");
+
+        // If the call site didn't exist in the CGN yet, add it.  We assume that
+        // newly introduced call sites won't be indirect.  This could be fixed
+        // in the future.
+        CallGraphNode *CalleeNode;
+        if (Function *Callee = CS.getCalledFunction())
+          CalleeNode = CG.getOrInsertFunction(Callee);
+        else
+          CalleeNode = CG.getCallsExternalNode();
+        
+        CGN->addCalledFunction(CS, CalleeNode);
+        MadeChange = true;
+      }
+    
+    // After scanning this function, if we still have entries in callsites, then
+    // they are dangling pointers.  WeakVH should save us for this, so abort if
+    // this happens.
+    assert(CallSites.empty() && "Dangling pointers found in call sites map");
+    
+    // Periodically do an explicit clear to remove tombstones when processing
+    // large scc's.
+    if ((sccidx & 15) == 0)
+      CallSites.clear();
+  }
+
+  DEBUG(if (MadeChange) {
+          dbgs() << "CGSCCPASSMGR: Refreshed SCC is now:\n";
+          for (unsigned i = 0, e = CurSCC.size(); i != e; ++i)
+            CurSCC[i]->dump();
+         } else {
+           dbgs() << "CGSCCPASSMGR: SCC Refresh didn't change call graph.\n";
+         }
+        );
+}
+
 /// 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 CGPassManager::runOnModule(Module &M) {
   CallGraph &CG = getAnalysis<CallGraph>();
   bool Changed = doInitialization(CG);
 
-  std::string Msg1 = "Executing Pass '";
-  std::string Msg3 = "' Made Modification '";
-
-  // Walk SCC
-  for (scc_iterator<CallGraph*> I = scc_begin(&CG), E = scc_end(&CG);
-       I != E; ++I) {
-
-    // Run all passes on current SCC
-    for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {  
-
-      Pass *P = getContainedPass(Index);
-      AnalysisUsage AnUsage;
-      P->getAnalysisUsage(AnUsage);
-
-      std::string Msg2 = "' on Call Graph ...\n'";
-      dumpPassInfo(P, Msg1, Msg2);
-      dumpAnalysisSetInfo("Required", P, AnUsage.getRequiredSet());
+  std::vector<CallGraphNode*> CurSCC;
+  
+  // Walk the callgraph in bottom-up SCC order.
+  for (scc_iterator<CallGraph*> CGI = scc_begin(&CG), E = scc_end(&CG);
+       CGI != E;) {
+    // Copy the current SCC and increment past it so that the pass can hack
+    // on the SCC if it wants to without invalidating our iterator.
+    CurSCC = *CGI;
+    ++CGI;
+    
+    
+    // CallGraphUpToDate - Keep track of whether the callgraph is known to be
+    // up-to-date or not.  The CGSSC pass manager runs two types of passes:
+    // CallGraphSCC Passes and other random function passes.  Because other
+    // random function passes are not CallGraph aware, they may clobber the
+    // call graph by introducing new calls or deleting other ones.  This flag
+    // is set to false when we run a function pass so that we know to clean up
+    // the callgraph when we need to run a CGSCCPass again.
+    bool CallGraphUpToDate = true;
+    
+    // Run all passes on current SCC.
+    for (unsigned PassNo = 0, e = getNumContainedPasses();
+         PassNo != e; ++PassNo) {
+      Pass *P = getContainedPass(PassNo);
+
+      // If we're in -debug-pass=Executions mode, construct the SCC node list,
+      // otherwise avoid constructing this string as it is expensive.
+      if (isPassDebuggingExecutionsOrMore()) {
+        std::string Functions;
+#ifndef NDEBUG
+        raw_string_ostream OS(Functions);
+        for (unsigned i = 0, e = CurSCC.size(); i != e; ++i) {
+          if (i) OS << ", ";
+          CurSCC[i]->print(OS);
+        }
+        OS.flush();
+#endif
+        dumpPassInfo(P, EXECUTION_MSG, ON_CG_MSG, Functions);
+      }
+      dumpRequiredSet(P);
 
       initializeAnalysisImpl(P);
 
-      StartPassTimer(P);
-      if (CallGraphSCCPass *CGSP = dynamic_cast<CallGraphSCCPass *>(P))
-       Changed |= CGSP->runOnSCC(*I);   // TODO : What if CG is changed ?
-      else {
-       FPPassManager *FPP = dynamic_cast<FPPassManager *>(P);
-       assert (FPP && "Invalid CGPassManager member");
-
-       // Run pass P on all functions current SCC
-       std::vector<CallGraphNode*> &SCC = *I;
-       for (unsigned i = 0, e = SCC.size(); i != e; ++i) {
-         Function *F = SCC[i]->getFunction();
-         if (F) 
-           Changed |= FPP->runOnFunction(*F);
-       }
-      }
-      StopPassTimer(P);
+      // Actually run this pass on the current SCC.
+      Changed |= RunPassOnSCC(P, CurSCC, CG, CallGraphUpToDate);
 
       if (Changed)
-       dumpPassInfo(P, Msg3, Msg2);
-      dumpAnalysisSetInfo("Preserved", P, AnUsage.getPreservedSet());
-      
+        dumpPassInfo(P, MODIFICATION_MSG, ON_CG_MSG, "");
+      dumpPreservedSet(P);
+
+      verifyPreservedAnalysis(P);      
       removeNotPreservedAnalysis(P);
       recordAvailableAnalysis(P);
-      removeDeadPasses(P, Msg2);
+      removeDeadPasses(P, "", ON_CG_MSG);
     }
+    
+    // If the callgraph was left out of date (because the last pass run was a
+    // functionpass), refresh it before we move on to the next SCC.
+    if (!CallGraphUpToDate)
+      RefreshCallGraph(CurSCC, CG, false);
   }
   Changed |= doFinalization(CG);
   return Changed;
@@ -129,10 +369,14 @@ bool CGPassManager::runOnModule(Module &M) {
 /// Initialize CG
 bool CGPassManager::doInitialization(CallGraph &CG) {
   bool Changed = false;
-  for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {  
-    Pass *P = getContainedPass(Index);
-    if (CallGraphSCCPass *CGSP = dynamic_cast<CallGraphSCCPass *>(P)) 
-      Changed |= CGSP->doInitialization(CG);
+  for (unsigned i = 0, e = getNumContainedPasses(); i != e; ++i) {  
+    if (PMDataManager *PM = getContainedPass(i)->getAsPMDataManager()) {
+      assert(PM->getPassManagerType() == PMT_FunctionPassManager &&
+             "Invalid CGPassManager member");
+      Changed |= ((FPPassManager*)PM)->doInitialization(CG.getModule());
+    } else {
+      Changed |= ((CallGraphSCCPass*)getContainedPass(i))->doInitialization(CG);
+    }
   }
   return Changed;
 }
@@ -140,31 +384,34 @@ bool CGPassManager::doInitialization(CallGraph &CG) {
 /// Finalize CG
 bool CGPassManager::doFinalization(CallGraph &CG) {
   bool Changed = false;
-  for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {  
-    Pass *P = getContainedPass(Index);
-    if (CallGraphSCCPass *CGSP = dynamic_cast<CallGraphSCCPass *>(P)) 
-      Changed |= CGSP->doFinalization(CG);
+  for (unsigned i = 0, e = getNumContainedPasses(); i != e; ++i) {  
+    if (PMDataManager *PM = getContainedPass(i)->getAsPMDataManager()) {
+      assert(PM->getPassManagerType() == PMT_FunctionPassManager &&
+             "Invalid CGPassManager member");
+      Changed |= ((FPPassManager*)PM)->doFinalization(CG.getModule());
+    } else {
+      Changed |= ((CallGraphSCCPass*)getContainedPass(i))->doFinalization(CG);
+    }
   }
   return Changed;
 }
 
 /// Assign pass manager to manage this pass.
 void CallGraphSCCPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
-                                        PassManagerType PreferredType) {
+                                         PassManagerType PreferredType) {
   // Find CGPassManager 
-  while (!PMS.empty()) {
-    if (PMS.top()->getPassManagerType() > PMT_CallGraphPassManager)
-      PMS.pop();
-    else;
-    break;
-  }
-
-  CGPassManager *CGP = dynamic_cast<CGPassManager *>(PMS.top());
-
-  // Create new Call Graph SCC Pass Manager if it does not exist. 
-  if (!CGP) {
-
-    assert (!PMS.empty() && "Unable to create Call Graph Pass Manager");
+  while (!PMS.empty() &&
+         PMS.top()->getPassManagerType() > PMT_CallGraphPassManager)
+    PMS.pop();
+
+  assert(!PMS.empty() && "Unable to handle Call Graph Pass");
+  CGPassManager *CGP;
+  
+  if (PMS.top()->getPassManagerType() == PMT_CallGraphPassManager)
+    CGP = (CGPassManager*)PMS.top();
+  else {
+    // Create new Call Graph SCC Pass Manager if it does not exist. 
+    assert(!PMS.empty() && "Unable to create Call Graph Pass Manager");
     PMDataManager *PMD = PMS.top();
 
     // [1] Create new Call Graph Pass Manager
@@ -176,8 +423,8 @@ void CallGraphSCCPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
 
     // [3] Assign manager to manage this new manager. This may create
     // and push new managers into PMS
-    Pass *P = dynamic_cast<Pass *>(CGP);
-    P->assignPassManager(PMS);
+    Pass *P = CGP;
+    TPM->schedulePass(P);
 
     // [4] Push new manager into PMS
     PMS.push(CGP);