get hooked into disjoint
[IRC.git] / Robust / src / Analysis / Disjoint / DisjointAnalysis.java
1 package Analysis.Disjoint;
2
3 import Analysis.CallGraph.*;
4 import Analysis.Liveness;
5 import Analysis.ArrayReferencees;
6 import Analysis.OoOJava.Accessible;
7 import Analysis.OoOJava.RBlockRelationAnalysis;
8 import Analysis.FlatIRGraph.*;
9 import IR.*;
10 import IR.Flat.*;
11 import IR.Tree.Modifiers;
12 import java.util.*;
13 import java.io.*;
14
15
16 public class DisjointAnalysis implements HeapAnalysis {
17
18   ///////////////////////////////////////////
19   //
20   //  Public interface to discover possible
21   //  sharing in the program under analysis
22   //
23   ///////////////////////////////////////////
24
25   // if an object allocated at the target site may be
26   // reachable from both an object from root1 and an
27   // object allocated at root2, return TRUE
28   public boolean mayBothReachTarget(FlatMethod fm,
29                                     FlatNew fnRoot1,
30                                     FlatNew fnRoot2,
31                                     FlatNew fnTarget) {
32
33     AllocSite asr1 = getAllocationSiteFromFlatNew(fnRoot1);
34     AllocSite asr2 = getAllocationSiteFromFlatNew(fnRoot2);
35     assert asr1.isFlagged();
36     assert asr2.isFlagged();
37
38     AllocSite ast = getAllocationSiteFromFlatNew(fnTarget);
39     ReachGraph rg = getPartial(fm.getMethod() );
40
41     return rg.mayBothReachTarget(asr1, asr2, ast);
42   }
43
44   // similar to the method above, return TRUE if ever
45   // more than one object from the root allocation site
46   // may reach an object from the target site
47   public boolean mayManyReachTarget(FlatMethod fm,
48                                     FlatNew fnRoot,
49                                     FlatNew fnTarget) {
50
51     AllocSite asr = getAllocationSiteFromFlatNew(fnRoot);
52     assert asr.isFlagged();
53
54     AllocSite ast = getAllocationSiteFromFlatNew(fnTarget);
55     ReachGraph rg = getPartial(fm.getMethod() );
56
57     return rg.mayManyReachTarget(asr, ast);
58   }
59
60
61
62
63   public HashSet<AllocSite>
64   getFlaggedAllocationSitesReachableFromTask(TaskDescriptor td) {
65     checkAnalysisComplete();
66     return getFlaggedAllocationSitesReachableFromTaskPRIVATE(td);
67   }
68
69   public AllocSite getAllocationSiteFromFlatNew(FlatNew fn) {
70     checkAnalysisComplete();
71     return getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE(fn);
72   }
73
74   public AllocSite getAllocationSiteFromHeapRegionNodeID(Integer id) {
75     checkAnalysisComplete();
76     return mapHrnIdToAllocSite.get(id);
77   }
78
79   public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
80                                                  int paramIndex1,
81                                                  int paramIndex2) {
82     checkAnalysisComplete();
83     ReachGraph rg=mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
84     FlatMethod fm=state.getMethodFlat(taskOrMethod);
85     assert(rg != null);
86     return rg.mayReachSharedObjects(fm, paramIndex1, paramIndex2);
87   }
88
89   public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
90                                                  int paramIndex, AllocSite alloc) {
91     checkAnalysisComplete();
92     ReachGraph rg = mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
93     FlatMethod fm=state.getMethodFlat(taskOrMethod);
94     assert(rg != null);
95     return rg.mayReachSharedObjects(fm, paramIndex, alloc);
96   }
97
98   public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
99                                                  AllocSite alloc, int paramIndex) {
100     checkAnalysisComplete();
101     ReachGraph rg  = mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
102     FlatMethod fm=state.getMethodFlat(taskOrMethod);
103     assert(rg != null);
104     return rg.mayReachSharedObjects(fm, paramIndex, alloc);
105   }
106
107   public Set<HeapRegionNode> hasPotentialSharing(Descriptor taskOrMethod,
108                                                  AllocSite alloc1, AllocSite alloc2) {
109     checkAnalysisComplete();
110     ReachGraph rg  = mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(taskOrMethod);
111     assert(rg != null);
112     return rg.mayReachSharedObjects(alloc1, alloc2);
113   }
114
115   public String prettyPrintNodeSet(Set<HeapRegionNode> s) {
116     checkAnalysisComplete();
117
118     String out = "{\n";
119
120     Iterator<HeapRegionNode> i = s.iterator();
121     while (i.hasNext()) {
122       HeapRegionNode n = i.next();
123
124       AllocSite as = n.getAllocSite();
125       if (as == null) {
126         out += "  " + n.toString() + ",\n";
127       } else {
128         out += "  " + n.toString() + ": " + as.toStringVerbose()
129                + ",\n";
130       }
131     }
132
133     out += "}\n";
134     return out;
135   }
136
137   // use the methods given above to check every possible sharing class
138   // between task parameters and flagged allocation sites reachable
139   // from the task
140   public void writeAllSharing(String outputFile,
141                               String timeReport,
142                               String justTime,
143                               boolean tabularOutput,
144                               int numLines
145                               )
146   throws java.io.IOException {
147     checkAnalysisComplete();
148
149     BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(outputFile));
150
151     if (!tabularOutput) {
152       bw.write("Conducting ownership analysis with allocation depth = "
153                + allocationDepth + "\n");
154       bw.write(timeReport + "\n");
155     }
156
157     int numSharing = 0;
158
159     // look through every task for potential sharing
160     Iterator taskItr = state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();
161     while (taskItr.hasNext()) {
162       TaskDescriptor td = (TaskDescriptor) taskItr.next();
163
164       if (!tabularOutput) {
165         bw.write("\n---------" + td + "--------\n");
166       }
167
168       HashSet<AllocSite> allocSites = getFlaggedAllocationSitesReachableFromTask(td);
169
170       Set<HeapRegionNode> common;
171
172       // for each task parameter, check for sharing classes with
173       // other task parameters and every allocation site
174       // reachable from this task
175       boolean foundSomeSharing = false;
176
177       FlatMethod fm = state.getMethodFlat(td);
178       for (int i = 0; i < fm.numParameters(); ++i) {
179
180         // skip parameters with types that cannot reference
181         // into the heap
182         if( !shouldAnalysisTrack(fm.getParameter(i).getType() ) ) {
183           continue;
184         }
185
186         // for the ith parameter check for sharing classes to all
187         // higher numbered parameters
188         for (int j = i + 1; j < fm.numParameters(); ++j) {
189
190           // skip parameters with types that cannot reference
191           // into the heap
192           if( !shouldAnalysisTrack(fm.getParameter(j).getType() ) ) {
193             continue;
194           }
195
196
197           common = hasPotentialSharing(td, i, j);
198           if (!common.isEmpty()) {
199             foundSomeSharing = true;
200             ++numSharing;
201             if (!tabularOutput) {
202               bw.write("Potential sharing between parameters " + i
203                        + " and " + j + ".\n");
204               bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
205             }
206           }
207         }
208
209         // for the ith parameter, check for sharing classes against
210         // the set of allocation sites reachable from this
211         // task context
212         Iterator allocItr = allocSites.iterator();
213         while (allocItr.hasNext()) {
214           AllocSite as = (AllocSite) allocItr.next();
215           common = hasPotentialSharing(td, i, as);
216           if (!common.isEmpty()) {
217             foundSomeSharing = true;
218             ++numSharing;
219             if (!tabularOutput) {
220               bw.write("Potential sharing between parameter " + i
221                        + " and " + as.getFlatNew() + ".\n");
222               bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
223             }
224           }
225         }
226       }
227
228       // for each allocation site check for sharing classes with
229       // other allocation sites in the context of execution
230       // of this task
231       HashSet<AllocSite> outerChecked = new HashSet<AllocSite>();
232       Iterator allocItr1 = allocSites.iterator();
233       while (allocItr1.hasNext()) {
234         AllocSite as1 = (AllocSite) allocItr1.next();
235
236         Iterator allocItr2 = allocSites.iterator();
237         while (allocItr2.hasNext()) {
238           AllocSite as2 = (AllocSite) allocItr2.next();
239
240           if (!outerChecked.contains(as2)) {
241             common = hasPotentialSharing(td, as1, as2);
242
243             if (!common.isEmpty()) {
244               foundSomeSharing = true;
245               ++numSharing;
246               if (!tabularOutput) {
247                 bw.write("Potential sharing between "
248                          + as1.getFlatNew() + " and "
249                          + as2.getFlatNew() + ".\n");
250                 bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
251               }
252             }
253           }
254         }
255
256         outerChecked.add(as1);
257       }
258
259       if (!foundSomeSharing) {
260         if (!tabularOutput) {
261           bw.write("No sharing between flagged objects in Task " + td
262                    + ".\n");
263         }
264       }
265     }
266
267
268     if (tabularOutput) {
269       bw.write(" & " + numSharing + " & " + justTime + " & " + numLines
270                + " & " + numMethodsAnalyzed() + " \\\\\n");
271     } else {
272       bw.write("\nNumber sharing classes: "+numSharing);
273     }
274
275     bw.close();
276   }
277
278
279
280   // this version of writeAllSharing is for Java programs that have no tasks
281   // ***********************************
282   // WARNING: THIS DOES NOT DO THE RIGHT THING, REPORTS 0 ALWAYS!
283   // It should use mayBothReachTarget and mayManyReachTarget like
284   // OoOJava does to query analysis results
285   // ***********************************
286   public void writeAllSharingJava(String outputFile,
287                                   String timeReport,
288                                   String justTime,
289                                   boolean tabularOutput,
290                                   int numLines
291                                   )
292   throws java.io.IOException {
293     checkAnalysisComplete();
294
295     assert !state.TASK;
296
297     int numSharing = 0;
298
299     BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(outputFile));
300
301     bw.write("Conducting disjoint reachability analysis with allocation depth = "
302              + allocationDepth + "\n");
303     bw.write(timeReport + "\n\n");
304
305     boolean foundSomeSharing = false;
306
307     Descriptor d = typeUtil.getMain();
308     HashSet<AllocSite> allocSites = getFlaggedAllocationSites(d);
309
310     // for each allocation site check for sharing classes with
311     // other allocation sites in the context of execution
312     // of this task
313     HashSet<AllocSite> outerChecked = new HashSet<AllocSite>();
314     Iterator allocItr1 = allocSites.iterator();
315     while (allocItr1.hasNext()) {
316       AllocSite as1 = (AllocSite) allocItr1.next();
317
318       Iterator allocItr2 = allocSites.iterator();
319       while (allocItr2.hasNext()) {
320         AllocSite as2 = (AllocSite) allocItr2.next();
321
322         if (!outerChecked.contains(as2)) {
323           Set<HeapRegionNode> common = hasPotentialSharing(d,
324                                                            as1, as2);
325
326           if (!common.isEmpty()) {
327             foundSomeSharing = true;
328             bw.write("Potential sharing between "
329                      + as1.getDisjointAnalysisId() + " and "
330                      + as2.getDisjointAnalysisId() + ".\n");
331             bw.write(prettyPrintNodeSet(common) + "\n");
332             ++numSharing;
333           }
334         }
335       }
336
337       outerChecked.add(as1);
338     }
339
340     if (!foundSomeSharing) {
341       bw.write("No sharing classes between flagged objects found.\n");
342     } else {
343       bw.write("\nNumber sharing classes: "+numSharing);
344     }
345
346     bw.write("Number of methods analyzed: "+numMethodsAnalyzed()+"\n");
347
348     bw.close();
349   }
350
351
352
353   public Alloc getCmdLineArgsAlloc() {
354     return getAllocationSiteFromFlatNew( constructedCmdLineArgsNew );
355   }
356   public Alloc getCmdLineArgAlloc() {
357     return getAllocationSiteFromFlatNew( constructedCmdLineArgNew );
358   }
359   public Alloc getCmdLineArgBytesAlloc() {
360     return getAllocationSiteFromFlatNew( constructedCmdLineArgBytesNew );
361   }
362   public Alloc getNewStringLiteralAlloc() {
363     return newStringLiteralAlloc;
364   }
365   public Alloc getNewStringLiteralBytesAlloc() {
366     return newStringLiteralBytesAlloc;
367   }
368
369   ///////////////////////////////////////////
370   //
371   // end public interface
372   //
373   ///////////////////////////////////////////
374
375
376
377   protected void checkAnalysisComplete() {
378     if( !analysisComplete ) {
379       throw new Error("Warning: public interface method called while analysis is running.");
380     }
381   }
382
383
384
385
386
387
388   // run in faster mode, only when bugs wrung out!
389   public static boolean releaseMode;
390
391   // use command line option to set this, analysis
392   // should attempt to be deterministic
393   public static boolean determinismDesired;
394
395   // when we want to enforce determinism in the
396   // analysis we need to sort descriptors rather
397   // than toss them in efficient sets, use this
398   public static DescriptorComparator dComp =
399     new DescriptorComparator();
400
401
402   // data from the compiler
403   public State state;
404   public CallGraph callGraph;
405   public Liveness liveness;
406   public ArrayReferencees arrayReferencees;
407   public RBlockRelationAnalysis rblockRel;
408   public TypeUtil typeUtil;
409   public int allocationDepth;
410
411   protected boolean doEffectsAnalysis = false;
412   protected EffectsAnalysis effectsAnalysis;
413   protected BuildStateMachines buildStateMachines;
414
415   protected boolean doDefiniteReachAnalysis = false;
416   protected DefiniteReachAnalysis definiteReachAnalysis;
417
418
419   // data structure for public interface
420   private Hashtable< Descriptor, HashSet<AllocSite> >
421   mapDescriptorToAllocSiteSet;
422
423
424   // for public interface methods to warn that they
425   // are grabbing results during analysis
426   private boolean analysisComplete;
427
428
429   // used to identify HeapRegionNode objects
430   // A unique ID equates an object in one
431   // ownership graph with an object in another
432   // graph that logically represents the same
433   // heap region
434   // start at 10 and increment to reserve some
435   // IDs for special purposes
436   static protected int uniqueIDcount = 10;
437
438
439   // An out-of-scope method created by the
440   // analysis that has no parameters, and
441   // appears to allocate the command line
442   // arguments, then invoke the source code's
443   // main method.  The purpose of this is to
444   // provide the analysis with an explicit
445   // top-level context with no parameters
446   protected MethodDescriptor mdAnalysisEntry;
447   protected FlatMethod fmAnalysisEntry;
448
449   // main method defined by source program
450   protected MethodDescriptor mdSourceEntry;
451
452   // the set of task and/or method descriptors
453   // reachable in call graph
454   protected Set<Descriptor>
455   descriptorsToAnalyze;
456
457   // current descriptors to visit in fixed-point
458   // interprocedural analysis, prioritized by
459   // dependency in the call graph
460   protected Stack<Descriptor>
461   descriptorsToVisitStack;
462   protected PriorityQueue<DescriptorQWrapper>
463   descriptorsToVisitQ;
464
465   // a duplication of the above structure, but
466   // for efficient testing of inclusion
467   protected HashSet<Descriptor>
468   descriptorsToVisitSet;
469
470   // storage for priorities (doesn't make sense)
471   // to add it to the Descriptor class, just in
472   // this analysis
473   protected Hashtable<Descriptor, Integer>
474   mapDescriptorToPriority;
475
476   // when analyzing a method and scheduling more:
477   // remember set of callee's enqueued for analysis
478   // so they can be put on top of the callers in
479   // the stack-visit mode
480   protected Set<Descriptor>
481   calleesToEnqueue;
482
483   // maps a descriptor to its current partial result
484   // from the intraprocedural fixed-point analysis--
485   // then the interprocedural analysis settles, this
486   // mapping will have the final results for each
487   // method descriptor
488   protected Hashtable<Descriptor, ReachGraph>
489   mapDescriptorToCompleteReachGraph;
490
491   // maps a descriptor to its known dependents: namely
492   // methods or tasks that call the descriptor's method
493   // AND are part of this analysis (reachable from main)
494   protected Hashtable< Descriptor, Set<Descriptor> >
495   mapDescriptorToSetDependents;
496
497   // if the analysis client wants to flag allocation sites
498   // programmatically, it should provide a set of FlatNew
499   // statements--this may be null if unneeded
500   protected Set<FlatNew> sitesToFlag;
501
502   // maps each flat new to one analysis abstraction
503   // allocate site object, these exist outside reach graphs
504   protected Hashtable<FlatNew, AllocSite>
505   mapFlatNewToAllocSite;
506
507   // maps intergraph heap region IDs to intergraph
508   // allocation sites that created them, a redundant
509   // structure for efficiency in some operations
510   protected Hashtable<Integer, AllocSite>
511   mapHrnIdToAllocSite;
512
513   // maps a method to its initial heap model (IHM) that
514   // is the set of reachability graphs from every caller
515   // site, all merged together.  The reason that we keep
516   // them separate is that any one call site's contribution
517   // to the IHM may changed along the path to the fixed point
518   protected Hashtable< Descriptor, Hashtable< FlatCall, ReachGraph > >
519   mapDescriptorToIHMcontributions;
520
521   // additionally, keep a mapping from descriptors to the
522   // merged in-coming initial context, because we want this
523   // initial context to be STRICTLY MONOTONIC
524   protected Hashtable<Descriptor, ReachGraph>
525   mapDescriptorToInitialContext;
526
527   // mapping of current partial results for a given node.  Note that
528   // to reanalyze a method we discard all partial results because a
529   // null reach graph indicates the node needs to be visited on the
530   // way to the fixed point.
531   // The reason for a persistent mapping is so after the analysis we
532   // can ask for the graph of any node at the fixed point, but this
533   // option is only enabled with a compiler flag.
534   protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph> mapFlatNodeToReachGraphPersist;
535   protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph> mapFlatNodeToReachGraph;
536
537
538   // make the result for back edges analysis-wide STRICTLY
539   // MONOTONIC as well, but notice we use FlatNode as the
540   // key for this map: in case we want to consider other
541   // nodes as back edge's in future implementations
542   protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph>
543   mapBackEdgeToMonotone;
544
545
546   public static final String arrayElementFieldName = "___element_";
547   static protected Hashtable<TypeDescriptor, FieldDescriptor>
548   mapTypeToArrayField;
549
550
551   protected boolean suppressOutput;
552
553   // for controlling DOT file output
554   protected boolean writeFinalDOTs;
555   protected boolean writeAllIncrementalDOTs;
556
557   // supporting DOT output--when we want to write every
558   // partial method result, keep a tally for generating
559   // unique filenames
560   protected Hashtable<Descriptor, Integer>
561   mapDescriptorToNumUpdates;
562
563   //map task descriptor to initial task parameter
564   protected Hashtable<Descriptor, ReachGraph>
565   mapDescriptorToReachGraph;
566
567   protected PointerMethod pm;
568
569   //Keeps track of all the reach graphs at every program point
570   //DO NOT USE UNLESS YOU REALLY NEED IT
571   static protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph> fn2rgAtEnter =
572     new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
573
574   static protected Hashtable<FlatNode, ReachGraph> fn2rgAtExit =
575     new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
576
577
578   private Hashtable<FlatCall, Descriptor> fc2enclosing;
579
580   Accessible accessible;
581
582   
583   // we construct an entry method of flat nodes complete
584   // with a new allocation site to model the command line
585   // args creation just for the analysis, so remember that
586   // allocation site.  Later in code gen we might want to
587   // know if something is pointing-to to the cmd line args
588   // and we can verify by checking the allocation site field.
589   protected FlatNew constructedCmdLineArgsNew;
590   protected FlatNew constructedCmdLineArgNew;
591   protected FlatNew constructedCmdLineArgBytesNew;
592
593   // similar to above, the runtime allocates new strings
594   // for literal nodes, so make up an alloc to model that
595   protected AllocSite      newStringLiteralAlloc;
596   protected AllocSite      newStringLiteralBytesAlloc;
597
598   // both of the above need the descriptor of the field
599   // for the String's value field to reference by the
600   // byte array from the string object
601   protected TypeDescriptor  stringType;
602   protected TypeDescriptor  stringBytesType;
603   protected FieldDescriptor stringBytesField;
604
605
606   protected void initImplicitStringsModel() {
607     
608     ClassDescriptor cdString = typeUtil.getClass( typeUtil.StringClass );
609     assert cdString != null;
610
611
612     stringType = 
613       new TypeDescriptor( cdString );
614
615     stringBytesType =
616       new TypeDescriptor(TypeDescriptor.CHAR).makeArray( state );
617
618
619     stringBytesField = null;
620     Iterator sFieldsItr = cdString.getFields();
621     while( sFieldsItr.hasNext() ) {
622       FieldDescriptor fd = (FieldDescriptor) sFieldsItr.next();
623       if( fd.getSymbol().equals( typeUtil.StringClassValueField ) ) {
624         stringBytesField = fd;
625         break;
626       }
627     }
628     assert stringBytesField != null;
629
630
631     TempDescriptor throwAway1 =
632       new TempDescriptor("stringLiteralTemp_dummy1",
633                          stringType
634                          );
635     FlatNew fnStringLiteral =
636       new FlatNew(stringType,
637                   throwAway1,
638                   false  // is global
639                   );
640     newStringLiteralAlloc
641       = getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE( fnStringLiteral );    
642
643
644     TempDescriptor throwAway2 =
645       new TempDescriptor("stringLiteralTemp_dummy2",
646                          stringBytesType
647                          );
648     FlatNew fnStringLiteralBytes =
649       new FlatNew(stringBytesType,
650                   throwAway2,
651                   false  // is global
652                   );
653     newStringLiteralBytesAlloc
654       = getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE( fnStringLiteralBytes );    
655   }
656
657
658
659
660   // allocate various structures that are not local
661   // to a single class method--should be done once
662   protected void allocateStructures() {
663
664     if( determinismDesired ) {
665       // use an ordered set
666       descriptorsToAnalyze = new TreeSet<Descriptor>(dComp);
667     } else {
668       // otherwise use a speedy hashset
669       descriptorsToAnalyze = new HashSet<Descriptor>();
670     }
671
672     mapDescriptorToCompleteReachGraph =
673       new Hashtable<Descriptor, ReachGraph>();
674
675     mapDescriptorToNumUpdates =
676       new Hashtable<Descriptor, Integer>();
677
678     mapDescriptorToSetDependents =
679       new Hashtable< Descriptor, Set<Descriptor> >();
680
681     mapFlatNewToAllocSite =
682       new Hashtable<FlatNew, AllocSite>();
683
684     mapDescriptorToIHMcontributions =
685       new Hashtable< Descriptor, Hashtable< FlatCall, ReachGraph > >();
686
687     mapDescriptorToInitialContext =
688       new Hashtable<Descriptor, ReachGraph>();
689
690     mapFlatNodeToReachGraphPersist =
691       new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
692
693     mapBackEdgeToMonotone =
694       new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
695
696     mapHrnIdToAllocSite =
697       new Hashtable<Integer, AllocSite>();
698
699     mapTypeToArrayField =
700       new Hashtable <TypeDescriptor, FieldDescriptor>();
701
702     if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
703         state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
704         ) {
705       descriptorsToVisitStack =
706         new Stack<Descriptor>();
707     }
708
709     if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
710       descriptorsToVisitQ =
711         new PriorityQueue<DescriptorQWrapper>();
712     }
713
714     descriptorsToVisitSet =
715       new HashSet<Descriptor>();
716
717     mapDescriptorToPriority =
718       new Hashtable<Descriptor, Integer>();
719
720     calleesToEnqueue =
721       new HashSet<Descriptor>();
722
723     mapDescriptorToAllocSiteSet =
724       new Hashtable<Descriptor,    HashSet<AllocSite> >();
725
726     mapDescriptorToReachGraph =
727       new Hashtable<Descriptor, ReachGraph>();
728
729     pm = new PointerMethod();
730
731     fc2enclosing = new Hashtable<FlatCall, Descriptor>();
732   }
733
734
735
736   // this analysis generates a disjoint reachability
737   // graph for every reachable method in the program
738   public DisjointAnalysis(State s,
739                           TypeUtil tu,
740                           CallGraph cg,
741                           Liveness l,
742                           ArrayReferencees ar,
743                           Set<FlatNew> sitesToFlag,
744                           RBlockRelationAnalysis rra
745                           ) {
746     init(s, tu, cg, l, ar, sitesToFlag, rra, null, false);
747   }
748
749   public DisjointAnalysis(State s,
750                           TypeUtil tu,
751                           CallGraph cg,
752                           Liveness l,
753                           ArrayReferencees ar,
754                           Set<FlatNew> sitesToFlag,
755                           RBlockRelationAnalysis rra,
756                           boolean suppressOutput
757                           ) {
758     init(s, tu, cg, l, ar, sitesToFlag, rra, null, suppressOutput);
759   }
760
761   public DisjointAnalysis(State s,
762                           TypeUtil tu,
763                           CallGraph cg,
764                           Liveness l,
765                           ArrayReferencees ar,
766                           Set<FlatNew> sitesToFlag,
767                           RBlockRelationAnalysis rra,
768                           BuildStateMachines bsm,
769                           boolean suppressOutput
770                           ) {
771     init(s, tu, cg, l, ar, sitesToFlag, rra, bsm, suppressOutput);
772   }
773
774   protected void init(State state,
775                       TypeUtil typeUtil,
776                       CallGraph callGraph,
777                       Liveness liveness,
778                       ArrayReferencees arrayReferencees,
779                       Set<FlatNew> sitesToFlag,
780                       RBlockRelationAnalysis rra,
781                       BuildStateMachines bsm,
782                       boolean suppressOutput
783                       ) {
784
785     analysisComplete = false;
786
787     this.state              = state;
788     this.typeUtil           = typeUtil;
789     this.callGraph          = callGraph;
790     this.liveness           = liveness;
791     this.arrayReferencees   = arrayReferencees;
792     this.sitesToFlag        = sitesToFlag;
793     this.rblockRel          = rra;
794     this.suppressOutput     = suppressOutput;
795     this.buildStateMachines = bsm;
796
797     if( rblockRel != null ) {
798       doEffectsAnalysis = true;
799       effectsAnalysis   = new EffectsAnalysis();
800
801       EffectsAnalysis.state              = state;
802       EffectsAnalysis.buildStateMachines = buildStateMachines;
803
804       //note: instead of reachgraph's isAccessible, using the result of accessible analysis
805       //since accessible gives us more accurate results
806       accessible=new Accessible(state, callGraph, rra, liveness);
807       accessible.doAnalysis();
808     }
809
810     this.allocationDepth         = state.DISJOINTALLOCDEPTH;
811     this.releaseMode             = state.DISJOINTRELEASEMODE;
812     this.determinismDesired      = state.DISJOINTDETERMINISM;
813
814     this.writeFinalDOTs          = state.DISJOINTWRITEDOTS && !state.DISJOINTWRITEALL;
815     this.writeAllIncrementalDOTs = state.DISJOINTWRITEDOTS &&  state.DISJOINTWRITEALL;
816
817     this.takeDebugSnapshots      = state.DISJOINTSNAPSYMBOL != null;
818     this.descSymbolDebug         = state.DISJOINTSNAPSYMBOL;
819     this.visitStartCapture       = state.DISJOINTSNAPVISITTOSTART;
820     this.numVisitsToCapture      = state.DISJOINTSNAPNUMVISITS;
821     this.stopAfterCapture        = state.DISJOINTSNAPSTOPAFTER;
822     this.snapVisitCounter        = 1; // count visits from 1 (user will write 1, means 1st visit)
823     this.snapNodeCounter         = 0; // count nodes from 0
824
825     assert
826     state.DISJOINTDVISITSTACK ||
827     state.DISJOINTDVISITPQUE  ||
828     state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP;
829     assert !(state.DISJOINTDVISITSTACK && state.DISJOINTDVISITPQUE);
830     assert !(state.DISJOINTDVISITSTACK && state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP);
831     assert !(state.DISJOINTDVISITPQUE  && state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP);
832
833     // set some static configuration for ReachGraphs
834     ReachGraph.allocationDepth = allocationDepth;
835     ReachGraph.typeUtil        = typeUtil;
836     ReachGraph.state           = state;
837
838     ReachGraph.initOutOfScopeTemps();
839
840     ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture
841       = state.DISJOINTDEBUGCALLVISITTOSTART;
842
843     ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture
844       = state.DISJOINTDEBUGCALLNUMVISITS;
845
846     ReachGraph.debugCallSiteStopAfter
847       = state.DISJOINTDEBUGCALLSTOPAFTER;
848
849     ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter
850       = 0; // count visits from 1, is incremented before first visit    
851
852     if( state.DO_DEFINITE_REACH_ANALYSIS ) {
853       doDefiniteReachAnalysis = true;
854       definiteReachAnalysis = new DefiniteReachAnalysis();
855     }
856
857
858     if( suppressOutput ) {
859       System.out.println("* Running disjoint reachability analysis with output suppressed! *");
860     }
861
862
863     allocateStructures();
864
865     initImplicitStringsModel();
866
867
868
869     double timeStartAnalysis = (double) System.nanoTime();
870
871     // start interprocedural fixed-point computation
872     try {
873       analyzeMethods();
874     } catch( IOException e ) {
875       throw new Error("IO Exception while writing disjointness analysis output.");
876     }
877
878     analysisComplete=true;
879
880     double timeEndAnalysis = (double) System.nanoTime();
881     double dt = (timeEndAnalysis - timeStartAnalysis)/(Math.pow(10.0, 9.0) );
882
883     String treport;
884     if( sitesToFlag != null ) {
885       treport = String.format("Disjoint reachability analysis flagged %d sites and took %.3f sec.", sitesToFlag.size(), dt);
886       if(sitesToFlag.size()>0) {
887         treport+="\nFlagged sites:"+"\n"+sitesToFlag.toString();
888       }
889     } else {
890       treport = String.format("Disjoint reachability analysis took %.3f sec.", dt);
891     }
892     String justtime = String.format("%.2f", dt);
893     System.out.println(treport);
894
895
896     try {
897       if( writeFinalDOTs && !writeAllIncrementalDOTs ) {
898         writeFinalGraphs();
899       }
900
901       if( state.DISJOINTWRITEIHMS ) {
902         writeFinalIHMs();
903       }
904
905       if( state.DISJOINTWRITEINITCONTEXTS ) {
906         writeInitialContexts();
907       }
908
909       if( state.DISJOINT_WRITE_ALL_NODE_FINAL_GRAPHS ) {
910         writeFinalGraphsForEveryNode();
911       }
912
913       if( state.DISJOINTALIASFILE != null && !suppressOutput ) {
914         if( state.TASK ) {
915           writeAllSharing(state.DISJOINTALIASFILE, treport, justtime, state.DISJOINTALIASTAB, state.lines);
916         } else {
917           writeAllSharingJava(state.DISJOINTALIASFILE,
918                               treport,
919                               justtime,
920                               state.DISJOINTALIASTAB,
921                               state.lines
922                               );
923         }
924       }
925
926       if( state.RCR ) {
927         buildStateMachines.writeStateMachines();
928       }
929
930     } catch( IOException e ) {
931       throw new Error("IO Exception while writing disjointness analysis output.");
932     }
933   }
934
935
936   protected boolean moreDescriptorsToVisit() {
937     if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
938         state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
939         ) {
940       return !descriptorsToVisitStack.isEmpty();
941
942     } else if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
943       return !descriptorsToVisitQ.isEmpty();
944     }
945
946     throw new Error("Neither descriptor visiting mode set");
947   }
948
949
950   // fixed-point computation over the call graph--when a
951   // method's callees are updated, it must be reanalyzed
952   protected void analyzeMethods() throws java.io.IOException {
953
954     // task or non-task (java) mode determines what the roots
955     // of the call chain are, and establishes the set of methods
956     // reachable from the roots that will be analyzed
957
958     if( state.TASK ) {
959       if( !suppressOutput ) {
960         System.out.println("Bamboo mode...");
961       }
962
963       Iterator taskItr = state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();
964       while( taskItr.hasNext() ) {
965         TaskDescriptor td = (TaskDescriptor) taskItr.next();
966         if( !descriptorsToAnalyze.contains(td) ) {
967           // add all methods transitively reachable from the
968           // tasks as well
969           descriptorsToAnalyze.add(td);
970           descriptorsToAnalyze.addAll(callGraph.getAllMethods(td) );
971         }
972       }
973
974     } else {
975       if( !suppressOutput ) {
976         System.out.println("Java mode...");
977       }
978
979       // add all methods transitively reachable from the
980       // source's main to set for analysis
981       mdSourceEntry = typeUtil.getMain();
982       descriptorsToAnalyze.add(mdSourceEntry);
983       descriptorsToAnalyze.addAll(callGraph.getAllMethods(mdSourceEntry) );
984
985       // fabricate an empty calling context that will call
986       // the source's main, but call graph doesn't know
987       // about it, so explicitly add it
988       makeAnalysisEntryMethod(mdSourceEntry);
989       descriptorsToAnalyze.add(mdAnalysisEntry);
990     }
991
992
993
994     // now, depending on the interprocedural mode for visiting
995     // methods, set up the needed data structures
996
997     if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
998
999       // topologically sort according to the call graph so
1000       // leaf calls are last, helps build contexts up first
1001       LinkedList<Descriptor> sortedDescriptors =
1002         topologicalSort(descriptorsToAnalyze);
1003
1004       // add sorted descriptors to priority queue, and duplicate
1005       // the queue as a set for efficiently testing whether some
1006       // method is marked for analysis
1007       int p = 0;
1008       Iterator<Descriptor> dItr;
1009
1010       // for the priority queue, give items at the head
1011       // of the sorted list a low number (highest priority)
1012       while( !sortedDescriptors.isEmpty() ) {
1013         Descriptor d = sortedDescriptors.removeFirst();
1014         mapDescriptorToPriority.put(d, new Integer(p) );
1015         descriptorsToVisitQ.add(new DescriptorQWrapper(p, d) );
1016         descriptorsToVisitSet.add(d);
1017         ++p;
1018       }
1019
1020     } else if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
1021                state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
1022                ) {
1023       // if we're doing the stack scheme, just throw the root
1024       // method or tasks on the stack
1025       if( state.TASK ) {
1026         Iterator taskItr = state.getTaskSymbolTable().getDescriptorsIterator();
1027         while( taskItr.hasNext() ) {
1028           TaskDescriptor td = (TaskDescriptor) taskItr.next();
1029           descriptorsToVisitStack.add(td);
1030           descriptorsToVisitSet.add(td);
1031         }
1032
1033       } else {
1034         descriptorsToVisitStack.add(mdAnalysisEntry);
1035         descriptorsToVisitSet.add(mdAnalysisEntry);
1036       }
1037
1038     } else {
1039       throw new Error("Unknown method scheduling mode");
1040     }
1041
1042
1043     // analyze scheduled methods until there are no more to visit
1044     while( moreDescriptorsToVisit() ) {
1045       Descriptor d = null;
1046
1047       if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
1048           state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
1049           ) {
1050         d = descriptorsToVisitStack.pop();
1051
1052       } else if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
1053         d = descriptorsToVisitQ.poll().getDescriptor();
1054       }
1055
1056       assert descriptorsToVisitSet.contains(d);
1057       descriptorsToVisitSet.remove(d);
1058
1059       // because the task or method descriptor just extracted
1060       // was in the "to visit" set it either hasn't been analyzed
1061       // yet, or some method that it depends on has been
1062       // updated.  Recompute a complete reachability graph for
1063       // this task/method and compare it to any previous result.
1064       // If there is a change detected, add any methods/tasks
1065       // that depend on this one to the "to visit" set.
1066
1067       if( !suppressOutput ) {
1068         System.out.println("Analyzing " + d);
1069       }
1070
1071       if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
1072         assert calleesToEnqueue.isEmpty();
1073       }
1074
1075       ReachGraph rg     = analyzeMethod(d);
1076       ReachGraph rgPrev = getPartial(d);
1077
1078       if( !rg.equals(rgPrev) ) {
1079         setPartial(d, rg);
1080
1081         if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
1082           System.out.println("  complete graph changed, scheduling callers for analysis:");
1083         }
1084
1085         // results for d changed, so enqueue dependents
1086         // of d for further analysis
1087         Iterator<Descriptor> depsItr = getDependents(d).iterator();
1088         while( depsItr.hasNext() ) {
1089           Descriptor dNext = depsItr.next();
1090           enqueue(dNext);
1091
1092           if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
1093             System.out.println("    "+dNext);
1094           }
1095         }
1096       }
1097
1098       // whether or not the method under analysis changed,
1099       // we may have some callees that are scheduled for
1100       // more analysis, and they should go on the top of
1101       // the stack now (in other method-visiting modes they
1102       // are already enqueued at this point
1103       if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
1104         Iterator<Descriptor> depsItr = calleesToEnqueue.iterator();
1105         while( depsItr.hasNext() ) {
1106           Descriptor dNext = depsItr.next();
1107           enqueue(dNext);
1108         }
1109         calleesToEnqueue.clear();
1110       }
1111
1112     }
1113   }
1114
1115   protected ReachGraph analyzeMethod(Descriptor d)
1116   throws java.io.IOException {
1117
1118     // get the flat code for this descriptor
1119     FlatMethod fm;
1120     if( d == mdAnalysisEntry ) {
1121       fm = fmAnalysisEntry;
1122     } else {
1123       fm = state.getMethodFlat(d);
1124     }
1125     pm.analyzeMethod(fm);
1126
1127     // intraprocedural work set
1128     Set<FlatNode> flatNodesToVisit = new HashSet<FlatNode>();
1129     flatNodesToVisit.add(fm);
1130
1131     // if determinism is desired by client, shadow the
1132     // set with a queue to make visit order deterministic
1133     Queue<FlatNode> flatNodesToVisitQ = null;
1134     if( determinismDesired ) {
1135       flatNodesToVisitQ = new LinkedList<FlatNode>();
1136       flatNodesToVisitQ.add(fm);
1137     }
1138
1139     // start a new mapping of partial results
1140     mapFlatNodeToReachGraph =
1141       new Hashtable<FlatNode, ReachGraph>();
1142
1143     // the set of return nodes partial results that will be combined as
1144     // the final, conservative approximation of the entire method
1145     HashSet<FlatReturnNode> setReturns = new HashSet<FlatReturnNode>();
1146
1147
1148
1149     boolean snapThisMethod = false;
1150     if( takeDebugSnapshots && d instanceof MethodDescriptor ) {
1151       MethodDescriptor mdThisMethod = (MethodDescriptor)d;
1152       ClassDescriptor  cdThisMethod = mdThisMethod.getClassDesc();
1153       if( cdThisMethod != null ) {
1154         snapThisMethod = 
1155           descSymbolDebug.equals( cdThisMethod.getSymbol()+
1156                                   "."+
1157                                   mdThisMethod.getSymbol()
1158                                   );
1159       }
1160     }
1161
1162
1163
1164     while( !flatNodesToVisit.isEmpty() ) {
1165
1166       FlatNode fn;
1167       if( determinismDesired ) {
1168         assert !flatNodesToVisitQ.isEmpty();
1169         fn = flatNodesToVisitQ.remove();
1170       } else {
1171         fn = flatNodesToVisit.iterator().next();
1172       }
1173       flatNodesToVisit.remove(fn);
1174
1175       // effect transfer function defined by this node,
1176       // then compare it to the old graph at this node
1177       // to see if anything was updated.
1178
1179       ReachGraph rg = new ReachGraph();
1180       TaskDescriptor taskDesc;
1181       if(fn instanceof FlatMethod && (taskDesc=((FlatMethod)fn).getTask())!=null) {
1182         if(mapDescriptorToReachGraph.containsKey(taskDesc)) {
1183           // retrieve existing reach graph if it is not first time
1184           rg=mapDescriptorToReachGraph.get(taskDesc);
1185         } else {
1186           // create initial reach graph for a task
1187           rg=createInitialTaskReachGraph((FlatMethod)fn);
1188           rg.globalSweep();
1189           mapDescriptorToReachGraph.put(taskDesc, rg);
1190         }
1191       }
1192
1193       // start by merging all node's parents' graphs
1194       for( int i = 0; i < pm.numPrev(fn); ++i ) {
1195         FlatNode pn = pm.getPrev(fn,i);
1196         if( mapFlatNodeToReachGraph.containsKey(pn) ) {
1197           ReachGraph rgParent = mapFlatNodeToReachGraph.get(pn);
1198           rg.merge(rgParent);
1199         }
1200       }
1201
1202
1203       if( snapThisMethod ) {
1204         debugSnapshot(rg, fn, true);
1205       }
1206
1207
1208       // modify rg with appropriate transfer function
1209       rg = analyzeFlatNode(d, fm, fn, setReturns, rg);
1210
1211
1212       if( snapThisMethod ) {
1213         debugSnapshot(rg, fn, false);
1214         ++snapNodeCounter;
1215       }
1216
1217
1218       // if the results of the new graph are different from
1219       // the current graph at this node, replace the graph
1220       // with the update and enqueue the children
1221       ReachGraph rgPrev = mapFlatNodeToReachGraph.get(fn);
1222       if( !rg.equals(rgPrev) ) {
1223         mapFlatNodeToReachGraph.put(fn, rg);
1224
1225         // we don't necessarily want to keep the reach graph for every
1226         // node in the program unless a client or the user wants it
1227         if( state.DISJOINT_WRITE_ALL_NODE_FINAL_GRAPHS ) {
1228           mapFlatNodeToReachGraphPersist.put(fn, rg);
1229         }
1230
1231         for( int i = 0; i < pm.numNext(fn); i++ ) {
1232           FlatNode nn = pm.getNext(fn, i);
1233
1234           flatNodesToVisit.add(nn);
1235           if( determinismDesired ) {
1236             flatNodesToVisitQ.add(nn);
1237           }
1238         }
1239       }
1240     }
1241
1242
1243     // end by merging all return nodes into a complete
1244     // reach graph that represents all possible heap
1245     // states after the flat method returns
1246     ReachGraph completeGraph = new ReachGraph();
1247
1248     if( setReturns.isEmpty() ) {
1249       System.out.println( "d = "+d );
1250       
1251     }
1252     assert !setReturns.isEmpty();
1253     Iterator retItr = setReturns.iterator();
1254     while( retItr.hasNext() ) {
1255       FlatReturnNode frn = (FlatReturnNode) retItr.next();
1256
1257       assert mapFlatNodeToReachGraph.containsKey(frn);
1258       ReachGraph rgRet = mapFlatNodeToReachGraph.get(frn);
1259
1260       completeGraph.merge(rgRet);
1261     }
1262
1263
1264     if( snapThisMethod ) {
1265       // increment that we've visited the debug snap
1266       // method, and reset the node counter
1267       System.out.println("    @@@ debug snap at visit "+snapVisitCounter);
1268       ++snapVisitCounter;
1269       snapNodeCounter = 0;
1270
1271       if( snapVisitCounter == visitStartCapture + numVisitsToCapture &&
1272           stopAfterCapture
1273           ) {
1274         System.out.println("!!! Stopping analysis after debug snap captures. !!!");
1275         System.exit(-1);
1276       }
1277     }
1278
1279
1280     return completeGraph;
1281   }
1282
1283
1284   protected ReachGraph
1285   analyzeFlatNode(Descriptor d,
1286                   FlatMethod fmContaining,
1287                   FlatNode fn,
1288                   HashSet<FlatReturnNode> setRetNodes,
1289                   ReachGraph rg
1290                   ) throws java.io.IOException {
1291
1292
1293     // any variables that are no longer live should be
1294     // nullified in the graph to reduce edges
1295     //rg.nullifyDeadVars( liveness.getLiveInTemps( fmContaining, fn ) );
1296
1297     TempDescriptor lhs;
1298     TempDescriptor rhs;
1299     FieldDescriptor fld;
1300     TypeDescriptor tdElement;
1301     FieldDescriptor fdElement;
1302     FlatSESEEnterNode sese;
1303     FlatSESEExitNode fsexn;
1304
1305     //Stores the flatnode's reach graph at enter
1306     ReachGraph rgOnEnter = new ReachGraph();
1307     rgOnEnter.merge(rg);
1308     fn2rgAtEnter.put(fn, rgOnEnter);
1309
1310
1311
1312     // use node type to decide what transfer function
1313     // to apply to the reachability graph
1314     switch( fn.kind() ) {
1315
1316     case FKind.FlatGenReachNode: {
1317       FlatGenReachNode fgrn = (FlatGenReachNode) fn;
1318
1319       System.out.println("  Generating reach graph for program point: "+fgrn.getGraphName() );
1320
1321
1322       rg.writeGraph("genReach"+fgrn.getGraphName(),
1323                     true,     // write labels (variables)
1324                     true,    // selectively hide intermediate temp vars
1325                     true,     // prune unreachable heap regions
1326                     false,    // hide reachability altogether
1327                     true,    // hide subset reachability states
1328                     true,     // hide predicates
1329                     true); //false);    // hide edge taints
1330     } break;
1331
1332
1333     case FKind.FlatMethod: {
1334       // construct this method's initial heap model (IHM)
1335       // since we're working on the FlatMethod, we know
1336       // the incoming ReachGraph 'rg' is empty
1337
1338       Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers =
1339         getIHMcontributions(d);
1340
1341       Set entrySet = heapsFromCallers.entrySet();
1342       Iterator itr = entrySet.iterator();
1343       while( itr.hasNext() ) {
1344         Map.Entry me        = (Map.Entry)itr.next();
1345         FlatCall fc        = (FlatCall)   me.getKey();
1346         ReachGraph rgContrib = (ReachGraph) me.getValue();
1347
1348         // note that "fc.getMethod()" like (Object.toString)
1349         // might not be equal to "d" like (String.toString)
1350         // because the mapping gets set up when we resolve
1351         // virtual dispatch
1352         rg.merge(rgContrib);
1353       }
1354
1355       // additionally, we are enforcing STRICT MONOTONICITY for the
1356       // method's initial context, so grow the context by whatever
1357       // the previously computed context was, and put the most
1358       // up-to-date context back in the map
1359       ReachGraph rgPrevContext = mapDescriptorToInitialContext.get(d);
1360       rg.merge(rgPrevContext);
1361       mapDescriptorToInitialContext.put(d, rg);
1362
1363       if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1364         FlatMethod fm = (FlatMethod) fn;
1365         Set<TempDescriptor> params = new HashSet<TempDescriptor>();
1366         for( int i = 0; i < fm.numParameters(); ++i ) {
1367           params.add( fm.getParameter( i ) );
1368         }
1369         definiteReachAnalysis.methodEntry( fn, params );
1370       }
1371     } break;
1372
1373     case FKind.FlatOpNode:
1374       FlatOpNode fon = (FlatOpNode) fn;
1375       if( fon.getOp().getOp() == Operation.ASSIGN ) {
1376         lhs = fon.getDest();
1377         rhs = fon.getLeft();
1378
1379         // before transfer, do effects analysis support
1380         if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1381           if(rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1382             // x gets status of y
1383             if(!accessible.isAccessible(fn, rhs)) {
1384               rg.makeInaccessible(lhs);
1385             }
1386           }
1387         }
1388
1389         // transfer func
1390         rg.assignTempXEqualToTempY(lhs, rhs);
1391
1392         if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1393           definiteReachAnalysis.copy( fn, lhs, rhs );
1394         }
1395       }
1396       break;
1397
1398     case FKind.FlatCastNode:
1399       FlatCastNode fcn = (FlatCastNode) fn;
1400       lhs = fcn.getDst();
1401       rhs = fcn.getSrc();
1402
1403       TypeDescriptor td = fcn.getType();
1404       assert td != null;
1405
1406       // before transfer, do effects analysis support
1407       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1408         if(rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1409           // x gets status of y
1410           if(!accessible.isAccessible(fn,rhs)) {
1411             rg.makeInaccessible(lhs);
1412           }
1413         }
1414       }
1415
1416       // transfer func
1417       rg.assignTempXEqualToCastedTempY(lhs, rhs, td);
1418
1419       if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1420         definiteReachAnalysis.copy( fn, lhs, rhs );
1421       }
1422       break;
1423
1424     case FKind.FlatFieldNode:
1425       FlatFieldNode ffn = (FlatFieldNode) fn;
1426
1427       lhs = ffn.getDst();
1428       rhs = ffn.getSrc();
1429       fld = ffn.getField();
1430
1431       // before graph transform, possible inject
1432       // a stall-site taint
1433       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1434
1435         if(rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1436           // x=y.f, stall y if not accessible
1437           // contributes read effects on stall site of y
1438           if(!accessible.isAccessible(fn,rhs)) {
1439             rg.taintStallSite(fn, rhs);
1440           }
1441
1442           // after this, x and y are accessbile.
1443           rg.makeAccessible(lhs);
1444           rg.makeAccessible(rhs);
1445         }
1446       }
1447
1448       if( shouldAnalysisTrack(fld.getType() ) ) {
1449         // transfer func
1450         rg.assignTempXEqualToTempYFieldF(lhs, rhs, fld, fn);
1451
1452         if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1453           definiteReachAnalysis.load( fn, lhs, rhs, fld );
1454         }
1455       }
1456
1457       // after transfer, use updated graph to
1458       // do effects analysis
1459       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1460         effectsAnalysis.analyzeFlatFieldNode(rg, rhs, fld, fn);
1461       }
1462       break;
1463
1464     case FKind.FlatSetFieldNode:
1465       FlatSetFieldNode fsfn = (FlatSetFieldNode) fn;
1466
1467       lhs = fsfn.getDst();
1468       fld = fsfn.getField();
1469       rhs = fsfn.getSrc();
1470
1471       boolean strongUpdate = false;
1472
1473       // before transfer func, possibly inject
1474       // stall-site taints
1475       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1476
1477         if(rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1478           // x.y=f , stall x and y if they are not accessible
1479           // also contribute write effects on stall site of x
1480           if(!accessible.isAccessible(fn,lhs)) {
1481             rg.taintStallSite(fn, lhs);
1482           }
1483
1484           if(!accessible.isAccessible(fn,rhs)) {
1485             rg.taintStallSite(fn, rhs);
1486           }
1487
1488           // accessible status update
1489           rg.makeAccessible(lhs);
1490           rg.makeAccessible(rhs);
1491         }
1492       }
1493
1494       if( shouldAnalysisTrack(fld.getType() ) ) {
1495         // transfer func
1496         strongUpdate = rg.assignTempXFieldFEqualToTempY(lhs, fld, rhs, fn);
1497
1498         if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1499           definiteReachAnalysis.store( fn, lhs, fld, rhs );
1500         }
1501       }
1502
1503       // use transformed graph to do effects analysis
1504       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1505         effectsAnalysis.analyzeFlatSetFieldNode(rg, lhs, fld, fn, strongUpdate);
1506       }
1507       break;
1508
1509     case FKind.FlatElementNode:
1510       FlatElementNode fen = (FlatElementNode) fn;
1511
1512       lhs = fen.getDst();
1513       rhs = fen.getSrc();
1514
1515       assert rhs.getType() != null;
1516       assert rhs.getType().isArray();
1517
1518       tdElement = rhs.getType().dereference();
1519       fdElement = getArrayField(tdElement);
1520
1521       // before transfer func, possibly inject
1522       // stall-site taint
1523       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1524         if(rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1525           // x=y.f, stall y if not accessible
1526           // contributes read effects on stall site of y
1527           // after this, x and y are accessbile.
1528           if(!accessible.isAccessible(fn,rhs)) {
1529             rg.taintStallSite(fn, rhs);
1530           }
1531
1532           rg.makeAccessible(lhs);
1533           rg.makeAccessible(rhs);
1534         }
1535       }
1536
1537       if( shouldAnalysisTrack(lhs.getType() ) ) {
1538         // transfer func
1539         rg.assignTempXEqualToTempYFieldF(lhs, rhs, fdElement, fn);
1540
1541         if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1542           definiteReachAnalysis.load( fn, lhs, rhs, fdElement );
1543         }
1544       }
1545
1546       // use transformed graph to do effects analysis
1547       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1548         effectsAnalysis.analyzeFlatFieldNode(rg, rhs, fdElement, fn);
1549       }
1550       break;
1551
1552     case FKind.FlatSetElementNode:
1553       FlatSetElementNode fsen = (FlatSetElementNode) fn;
1554
1555       lhs = fsen.getDst();
1556       rhs = fsen.getSrc();
1557
1558       assert lhs.getType() != null;
1559       assert lhs.getType().isArray();
1560
1561       tdElement = lhs.getType().dereference();
1562       fdElement = getArrayField(tdElement);
1563
1564       // before transfer func, possibly inject
1565       // stall-site taints
1566       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1567
1568         if(rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1569           // x.y=f , stall x and y if they are not accessible
1570           // also contribute write effects on stall site of x
1571           if(!accessible.isAccessible(fn,lhs)) {
1572             rg.taintStallSite(fn, lhs);
1573           }
1574
1575           if(!accessible.isAccessible(fn,rhs)) {
1576             rg.taintStallSite(fn, rhs);
1577           }
1578
1579           // accessible status update
1580           rg.makeAccessible(lhs);
1581           rg.makeAccessible(rhs);
1582         }
1583       }
1584
1585       if( shouldAnalysisTrack(rhs.getType() ) ) {
1586         // transfer func, BUT
1587         // skip this node if it cannot create new reachability paths
1588         if( !arrayReferencees.doesNotCreateNewReaching(fsen) ) {
1589           rg.assignTempXFieldFEqualToTempY(lhs, fdElement, rhs, fn);
1590         }
1591
1592         if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1593           definiteReachAnalysis.store( fn, lhs, fdElement, rhs );
1594         }
1595       }
1596
1597       // use transformed graph to do effects analysis
1598       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1599         effectsAnalysis.analyzeFlatSetFieldNode(rg, lhs, fdElement, fn,
1600                                                 false);
1601       }
1602       break;
1603
1604     case FKind.FlatNew:
1605       FlatNew fnn = (FlatNew) fn;
1606       lhs = fnn.getDst();
1607       if( shouldAnalysisTrack(lhs.getType() ) ) {
1608         AllocSite as = getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE(fnn);
1609
1610         // before transform, support effects analysis
1611         if (doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry) {
1612           if (rblockRel.isPotentialStallSite(fn)) {
1613             // after creating new object, lhs is accessible
1614             rg.makeAccessible(lhs);
1615           }
1616         }
1617
1618         // transfer func
1619         rg.assignTempEqualToNewAlloc(lhs, as);
1620
1621         if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1622           definiteReachAnalysis.newObject( fn, lhs );
1623         }
1624       }
1625       break;
1626
1627       
1628     case FKind.FlatLiteralNode:
1629       // BIG NOTE: this transfer function is only here for
1630       // points-to information for String literals.  That's it.
1631       // Effects and disjoint reachability and all of that don't
1632       // care about references to literals.
1633       FlatLiteralNode fln = (FlatLiteralNode) fn;
1634
1635       if( fln.getType().equals( stringType ) ) {
1636         rg.assignTempEqualToStringLiteral( fln.getDst(),
1637                                            newStringLiteralAlloc,
1638                                            newStringLiteralBytesAlloc,
1639                                            stringBytesField );
1640       }      
1641       break;
1642
1643
1644     case FKind.FlatSESEEnterNode:
1645       sese = (FlatSESEEnterNode) fn;
1646
1647       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1648
1649         // always remove ALL stall site taints at enter
1650         rg.removeAllStallSiteTaints();
1651
1652         // inject taints for in-set vars
1653         rg.taintInSetVars(sese);
1654
1655       }
1656       break;
1657
1658     case FKind.FlatSESEExitNode:
1659       fsexn = (FlatSESEExitNode) fn;
1660       sese  = fsexn.getFlatEnter();
1661
1662       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1663
1664         // @ sese exit make all live variables
1665         // inaccessible to later parent statements
1666         rg.makeInaccessible(liveness.getLiveInTemps(fmContaining, fn) );
1667
1668         // always remove ALL stall site taints at exit
1669         rg.removeAllStallSiteTaints();
1670
1671         // remove in-set var taints for the exiting rblock
1672         rg.removeInContextTaints(sese);
1673       }
1674       break;
1675
1676
1677     case FKind.FlatCall: {
1678       Descriptor mdCaller;
1679       if( fmContaining.getMethod() != null ) {
1680         mdCaller = fmContaining.getMethod();
1681       } else {
1682         mdCaller = fmContaining.getTask();
1683       }
1684       FlatCall fc       = (FlatCall) fn;
1685       MethodDescriptor mdCallee = fc.getMethod();
1686       FlatMethod fmCallee = state.getMethodFlat(mdCallee);
1687
1688
1689       if( doDefiniteReachAnalysis ) {
1690         definiteReachAnalysis.methodCall( fn, fc.getReturnTemp() );
1691       }
1692
1693       
1694       // the transformation for a call site should update the
1695       // current heap abstraction with any effects from the callee,
1696       // or if the method is virtual, the effects from any possible
1697       // callees, so find the set of callees...
1698       Set<MethodDescriptor> setPossibleCallees;
1699       if( determinismDesired ) {
1700         // use an ordered set
1701         setPossibleCallees = new TreeSet<MethodDescriptor>(dComp);
1702       } else {
1703         // otherwise use a speedy hashset
1704         setPossibleCallees = new HashSet<MethodDescriptor>();
1705       }
1706
1707       if( mdCallee.isStatic() ) {
1708         setPossibleCallees.add(mdCallee);
1709       } else {
1710         TypeDescriptor typeDesc = fc.getThis().getType();
1711         setPossibleCallees.addAll(callGraph.getMethods(mdCallee,
1712                                                        typeDesc)
1713                                   );
1714       }
1715
1716
1717       DebugCallSiteData dcsd = new DebugCallSiteData();
1718       
1719       ReachGraph rgMergeOfPossibleCallers = new ReachGraph();
1720
1721
1722       Iterator<MethodDescriptor> mdItr = setPossibleCallees.iterator();
1723       while( mdItr.hasNext() ) {
1724         MethodDescriptor mdPossible = mdItr.next();
1725         FlatMethod fmPossible = state.getMethodFlat(mdPossible);
1726
1727         addDependent(mdPossible,  // callee
1728                      d);          // caller
1729
1730
1731         // decide for each possible resolution of the method whether we
1732         // want to debug this call site
1733         decideDebugCallSite( dcsd, mdCaller, mdPossible );
1734
1735
1736
1737         // calculate the heap this call site can reach--note this is
1738         // not used for the current call site transform, we are
1739         // grabbing this heap model for future analysis of the callees,
1740         // so if different results emerge we will return to this site
1741         ReachGraph heapForThisCall_old =
1742           getIHMcontribution(mdPossible, fc);
1743       
1744         // the computation of the callee-reachable heap
1745         // is useful for making the callee starting point
1746         // and for applying the call site transfer function
1747         Set<Integer> callerNodeIDsCopiedToCallee =
1748           new HashSet<Integer>();
1749
1750
1751         ReachGraph heapForThisCall_cur =
1752           rg.makeCalleeView(fc,
1753                             fmPossible,
1754                             callerNodeIDsCopiedToCallee,
1755                             dcsd.writeDebugDOTs
1756                             );
1757
1758
1759         // enforce that a call site contribution can only
1760         // monotonically increase
1761         heapForThisCall_cur.merge(heapForThisCall_old);
1762
1763         if( !heapForThisCall_cur.equals(heapForThisCall_old) ) {
1764           // if heap at call site changed, update the contribution,
1765           // and reschedule the callee for analysis
1766           addIHMcontribution(mdPossible, fc, heapForThisCall_cur);
1767
1768           // map a FlatCall to its enclosing method/task descriptor
1769           // so we can write that info out later
1770           fc2enclosing.put(fc, mdCaller);
1771
1772           if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
1773             System.out.println("  context changed, scheduling callee: "+mdPossible);
1774           }
1775
1776           if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
1777             calleesToEnqueue.add(mdPossible);
1778           } else {
1779             enqueue(mdPossible);
1780           }
1781         }
1782
1783
1784         
1785
1786         // don't alter the working graph (rg) until we compute a
1787         // result for every possible callee, merge them all together,
1788         // then set rg to that
1789         ReachGraph rgPossibleCaller = new ReachGraph();
1790         rgPossibleCaller.merge(rg);
1791
1792         ReachGraph rgPossibleCallee = getPartial(mdPossible);
1793
1794         if( rgPossibleCallee == null ) {
1795           // if this method has never been analyzed just schedule it
1796           // for analysis and skip over this call site for now
1797           if( state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP ) {
1798             calleesToEnqueue.add(mdPossible);
1799           } else {
1800             enqueue(mdPossible);
1801           }
1802
1803           if( state.DISJOINTDEBUGSCHEDULING ) {
1804             System.out.println("  callee hasn't been analyzed, scheduling: "+mdPossible);
1805           }
1806
1807
1808         } else {
1809           
1810           // calculate the method call transform
1811           rgPossibleCaller.resolveMethodCall(fc,
1812                                              fmPossible,
1813                                              rgPossibleCallee,
1814                                              callerNodeIDsCopiedToCallee,
1815                                              dcsd.writeDebugDOTs
1816                                              );
1817
1818
1819           if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1820             if( !accessible.isAccessible(fn, ReachGraph.tdReturn) ) {
1821               rgPossibleCaller.makeInaccessible(fc.getReturnTemp() );
1822             }
1823           }
1824
1825         }
1826
1827         rgMergeOfPossibleCallers.merge(rgPossibleCaller);
1828       }
1829       
1830
1831
1832       statusDebugCallSite( dcsd );
1833
1834
1835
1836       // now that we've taken care of building heap models for
1837       // callee analysis, finish this transformation
1838       rg = rgMergeOfPossibleCallers;
1839
1840
1841       // jjenista: what is this?  It breaks compilation
1842       // of programs with no tasks/SESEs/rblocks...
1843       //XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
1844       //need to consider more
1845       if( state.OOOJAVA ) {
1846         FlatNode nextFN=fmCallee.getNext(0);
1847         if( nextFN instanceof FlatSESEEnterNode ) {
1848           FlatSESEEnterNode calleeSESE=(FlatSESEEnterNode)nextFN;
1849           if(!calleeSESE.getIsLeafSESE()) {
1850             rg.makeInaccessible(liveness.getLiveInTemps(fmContaining, fn) );
1851           }
1852         }
1853       }
1854
1855     } break;
1856
1857
1858     case FKind.FlatReturnNode:
1859       FlatReturnNode frn = (FlatReturnNode) fn;
1860       rhs = frn.getReturnTemp();
1861
1862       // before transfer, do effects analysis support
1863       if( doEffectsAnalysis && fmContaining != fmAnalysisEntry ) {
1864         if(!accessible.isAccessible(fn,rhs)) {
1865           rg.makeInaccessible(ReachGraph.tdReturn);
1866         }
1867       }
1868
1869       if( rhs != null && shouldAnalysisTrack(rhs.getType() ) ) {
1870         rg.assignReturnEqualToTemp(rhs);
1871       }
1872
1873       setRetNodes.add(frn);
1874       break;
1875
1876     } // end switch
1877
1878
1879     // dead variables were removed before the above transfer function
1880     // was applied, so eliminate heap regions and edges that are no
1881     // longer part of the abstractly-live heap graph, and sweep up
1882     // and reachability effects that are altered by the reduction
1883     //rg.abstractGarbageCollect();
1884     //rg.globalSweep();
1885
1886
1887     // back edges are strictly monotonic
1888     if( pm.isBackEdge(fn) ) {
1889       ReachGraph rgPrevResult = mapBackEdgeToMonotone.get(fn);
1890       rg.merge(rgPrevResult);
1891       mapBackEdgeToMonotone.put(fn, rg);
1892     }
1893
1894
1895     ReachGraph rgOnExit = new ReachGraph();
1896     rgOnExit.merge(rg);
1897     fn2rgAtExit.put(fn, rgOnExit);
1898
1899
1900
1901     // at this point rg should be the correct update
1902     // by an above transfer function, or untouched if
1903     // the flat node type doesn't affect the heap
1904     return rg;
1905   }
1906
1907
1908
1909   // this method should generate integers strictly greater than zero!
1910   // special "shadow" regions are made from a heap region by negating
1911   // the ID
1912   static public Integer generateUniqueHeapRegionNodeID() {
1913     ++uniqueIDcount;
1914     return new Integer(uniqueIDcount);
1915   }
1916
1917
1918
1919   static public FieldDescriptor getArrayField(TypeDescriptor tdElement) {
1920     FieldDescriptor fdElement = mapTypeToArrayField.get(tdElement);
1921     if( fdElement == null ) {
1922       fdElement = new FieldDescriptor(new Modifiers(Modifiers.PUBLIC),
1923                                       tdElement,
1924                                       arrayElementFieldName,
1925                                       null,
1926                                       false);
1927       mapTypeToArrayField.put(tdElement, fdElement);
1928     }
1929     return fdElement;
1930   }
1931
1932
1933
1934   private void writeFinalGraphs() {
1935     Set entrySet = mapDescriptorToCompleteReachGraph.entrySet();
1936     Iterator itr = entrySet.iterator();
1937     while( itr.hasNext() ) {
1938       Map.Entry me = (Map.Entry)itr.next();
1939       Descriptor d = (Descriptor) me.getKey();
1940       ReachGraph rg = (ReachGraph) me.getValue();
1941
1942       String graphName;
1943       if( d instanceof TaskDescriptor ) {
1944         graphName = "COMPLETEtask"+d;
1945       } else {
1946         graphName = "COMPLETE"+d;
1947       }
1948
1949       rg.writeGraph(graphName,
1950                     true,     // write labels (variables)
1951                     true,     // selectively hide intermediate temp vars
1952                     true,     // prune unreachable heap regions
1953                     true,     // hide reachability altogether
1954                     true,     // hide subset reachability states
1955                     true,     // hide predicates
1956                     false);   // hide edge taints
1957     }
1958   }
1959
1960   private void writeFinalIHMs() {
1961     Iterator d2IHMsItr = mapDescriptorToIHMcontributions.entrySet().iterator();
1962     while( d2IHMsItr.hasNext() ) {
1963       Map.Entry me1 = (Map.Entry)d2IHMsItr.next();
1964       Descriptor d = (Descriptor)                      me1.getKey();
1965       Hashtable<FlatCall, ReachGraph> IHMs = (Hashtable<FlatCall, ReachGraph>)me1.getValue();
1966
1967       Iterator fc2rgItr = IHMs.entrySet().iterator();
1968       while( fc2rgItr.hasNext() ) {
1969         Map.Entry me2 = (Map.Entry)fc2rgItr.next();
1970         FlatCall fc  = (FlatCall)   me2.getKey();
1971         ReachGraph rg  = (ReachGraph) me2.getValue();
1972
1973         rg.writeGraph("IHMPARTFOR"+d+"FROM"+fc2enclosing.get(fc)+fc,
1974                       true,    // write labels (variables)
1975                       true,    // selectively hide intermediate temp vars
1976                       true,    // hide reachability altogether
1977                       true,    // prune unreachable heap regions
1978                       true,    // hide subset reachability states
1979                       false,   // hide predicates
1980                       true);   // hide edge taints
1981       }
1982     }
1983   }
1984
1985   private void writeInitialContexts() {
1986     Set entrySet = mapDescriptorToInitialContext.entrySet();
1987     Iterator itr = entrySet.iterator();
1988     while( itr.hasNext() ) {
1989       Map.Entry me = (Map.Entry)itr.next();
1990       Descriptor d = (Descriptor) me.getKey();
1991       ReachGraph rg = (ReachGraph) me.getValue();
1992
1993       rg.writeGraph("INITIAL"+d,
1994                     true,    // write labels (variables)
1995                     true,    // selectively hide intermediate temp vars
1996                     true,    // prune unreachable heap regions
1997                     false,   // hide all reachability
1998                     true,    // hide subset reachability states
1999                     true,    // hide predicates
2000                     false);  // hide edge taints
2001     }
2002   }
2003
2004   private void writeFinalGraphsForEveryNode() {
2005     Set entrySet = mapFlatNodeToReachGraphPersist.entrySet();
2006     Iterator itr = entrySet.iterator();
2007     while( itr.hasNext() ) {
2008       Map.Entry  me = (Map.Entry)  itr.next();
2009       FlatNode   fn = (FlatNode)   me.getKey();
2010       ReachGraph rg = (ReachGraph) me.getValue();
2011
2012       rg.writeGraph("NODEFINAL"+fn,
2013                     true,    // write labels (variables)
2014                     false,   // selectively hide intermediate temp vars
2015                     true,    // prune unreachable heap regions
2016                     true,    // hide all reachability
2017                     true,    // hide subset reachability states
2018                     true,    // hide predicates
2019                     true);   // hide edge taints
2020     }
2021   }
2022
2023
2024   protected ReachGraph getPartial(Descriptor d) {
2025     return mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(d);
2026   }
2027
2028   protected void setPartial(Descriptor d, ReachGraph rg) {
2029     mapDescriptorToCompleteReachGraph.put(d, rg);
2030
2031     // when the flag for writing out every partial
2032     // result is set, we should spit out the graph,
2033     // but in order to give it a unique name we need
2034     // to track how many partial results for this
2035     // descriptor we've already written out
2036     if( writeAllIncrementalDOTs ) {
2037       if( !mapDescriptorToNumUpdates.containsKey(d) ) {
2038         mapDescriptorToNumUpdates.put(d, new Integer(0) );
2039       }
2040       Integer n = mapDescriptorToNumUpdates.get(d);
2041
2042       String graphName;
2043       if( d instanceof TaskDescriptor ) {
2044         graphName = d+"COMPLETEtask"+String.format("%05d", n);
2045       } else {
2046         graphName = d+"COMPLETE"+String.format("%05d", n);
2047       }
2048
2049       rg.writeGraph(graphName,
2050                     true,    // write labels (variables)
2051                     true,    // selectively hide intermediate temp vars
2052                     true,    // prune unreachable heap regions
2053                     false,   // hide all reachability
2054                     true,    // hide subset reachability states
2055                     false,   // hide predicates
2056                     false);  // hide edge taints
2057
2058       mapDescriptorToNumUpdates.put(d, n + 1);
2059     }
2060   }
2061
2062
2063
2064   // return just the allocation site associated with one FlatNew node
2065   protected AllocSite getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE(FlatNew fnew) {
2066
2067     boolean flagProgrammatically = false;
2068     if( sitesToFlag != null && sitesToFlag.contains(fnew) ) {
2069       flagProgrammatically = true;
2070     }
2071
2072     if( !mapFlatNewToAllocSite.containsKey(fnew) ) {
2073       AllocSite as = AllocSite.factory(allocationDepth,
2074                                        fnew,
2075                                        fnew.getDisjointId(),
2076                                        flagProgrammatically
2077                                        );
2078
2079       // the newest nodes are single objects
2080       for( int i = 0; i < allocationDepth; ++i ) {
2081         Integer id = generateUniqueHeapRegionNodeID();
2082         as.setIthOldest(i, id);
2083         mapHrnIdToAllocSite.put(id, as);
2084       }
2085
2086       // the oldest node is a summary node
2087       as.setSummary(generateUniqueHeapRegionNodeID() );
2088
2089       mapFlatNewToAllocSite.put(fnew, as);
2090     }
2091
2092     return mapFlatNewToAllocSite.get(fnew);
2093   }
2094
2095
2096   public static boolean shouldAnalysisTrack(TypeDescriptor type) {
2097     // don't track primitive types, but an array
2098     // of primitives is heap memory
2099     if( type.isImmutable() ) {
2100       return type.isArray();
2101     }
2102
2103     // everything else is an object
2104     return true;
2105   }
2106
2107   protected int numMethodsAnalyzed() {
2108     return descriptorsToAnalyze.size();
2109   }
2110
2111
2112
2113
2114   // Take in source entry which is the program's compiled entry and
2115   // create a new analysis entry, a method that takes no parameters
2116   // and appears to allocate the command line arguments and call the
2117   // source entry with them.  The purpose of this analysis entry is
2118   // to provide a top-level method context with no parameters left.
2119   protected void makeAnalysisEntryMethod(MethodDescriptor mdSourceEntry) {
2120
2121     Modifiers mods = new Modifiers();
2122     mods.addModifier(Modifiers.PUBLIC);
2123     mods.addModifier(Modifiers.STATIC);
2124
2125     TypeDescriptor returnType = new TypeDescriptor(TypeDescriptor.VOID);
2126     
2127     this.mdAnalysisEntry =
2128       new MethodDescriptor(mods,
2129                            returnType,
2130                            "analysisEntryMethod"
2131                            );
2132
2133     TypeDescriptor argsType = mdSourceEntry.getParamType(0);
2134     TempDescriptor cmdLineArgs =
2135       new TempDescriptor("analysisEntryTemp_args",
2136                          argsType
2137                          );
2138     FlatNew fnArgs =
2139       new FlatNew(argsType,
2140                   cmdLineArgs,
2141                   false  // is global
2142                   );
2143     this.constructedCmdLineArgsNew = fnArgs;
2144
2145     TypeDescriptor argType = argsType.dereference();
2146     TempDescriptor anArg =
2147       new TempDescriptor("analysisEntryTemp_arg",
2148                          argType
2149                          );
2150     FlatNew fnArg =
2151       new FlatNew(argType,
2152                   anArg,
2153                   false  // is global
2154                   );
2155     this.constructedCmdLineArgNew = fnArg;
2156
2157     TypeDescriptor typeIndex = new TypeDescriptor(TypeDescriptor.INT);
2158     TempDescriptor index =
2159       new TempDescriptor("analysisEntryTemp_index",
2160                          typeIndex
2161                          );
2162     FlatLiteralNode fli =
2163       new FlatLiteralNode(typeIndex,
2164                           new Integer( 0 ),
2165                           index
2166                           );
2167     
2168     FlatSetElementNode fse =
2169       new FlatSetElementNode(cmdLineArgs,
2170                              index,
2171                              anArg
2172                              );
2173
2174     TypeDescriptor typeSize = new TypeDescriptor(TypeDescriptor.INT);
2175     TempDescriptor sizeBytes =
2176       new TempDescriptor("analysisEntryTemp_size",
2177                          typeSize
2178                          );
2179     FlatLiteralNode fls =
2180       new FlatLiteralNode(typeSize,
2181                           new Integer( 1 ),
2182                           sizeBytes
2183                           );
2184
2185     TempDescriptor strBytes =
2186       new TempDescriptor("analysisEntryTemp_strBytes",
2187                          stringBytesType
2188                          );
2189     FlatNew fnBytes =
2190       new FlatNew(stringBytesType,
2191                   strBytes,
2192                   //sizeBytes,
2193                   false  // is global
2194                   );
2195     this.constructedCmdLineArgBytesNew = fnBytes;
2196
2197     FlatSetFieldNode fsf =
2198       new FlatSetFieldNode(anArg,
2199                            stringBytesField,
2200                            strBytes
2201                            );
2202
2203     // throw this in so you can always see what the initial heap context
2204     // looks like if you want to, its cheap
2205     FlatGenReachNode fgen = new FlatGenReachNode( "argContext" );
2206
2207     TempDescriptor[] sourceEntryArgs = new TempDescriptor[1];
2208     sourceEntryArgs[0] = cmdLineArgs;
2209     FlatCall fc =
2210       new FlatCall(mdSourceEntry,
2211                    null,  // dst temp
2212                    null,  // this temp
2213                    sourceEntryArgs
2214                    );
2215
2216     FlatReturnNode frn = new FlatReturnNode(null);
2217
2218     FlatExit fe = new FlatExit();
2219
2220     this.fmAnalysisEntry =
2221       new FlatMethod(mdAnalysisEntry,
2222                      fe
2223                      );
2224
2225     List<FlatNode> nodes = new LinkedList<FlatNode>();
2226     nodes.add( fnArgs );
2227     nodes.add( fnArg );
2228     nodes.add( fli );
2229     nodes.add( fse );
2230     nodes.add( fls );
2231     nodes.add( fnBytes );
2232     nodes.add( fsf );
2233     nodes.add( fgen );
2234     nodes.add( fc );
2235     nodes.add( frn );
2236     nodes.add( fe );
2237
2238     FlatNode current = this.fmAnalysisEntry;
2239     for( FlatNode next: nodes ) {
2240       current.addNext( next );
2241       current = next;
2242     }
2243
2244     
2245     // jjenista - this is useful for looking at the FlatIRGraph of the
2246     // analysis entry method constructed above if you have to modify it.
2247     // The usual method of writing FlatIRGraphs out doesn't work because
2248     // this flat method is private to the model of this analysis only.
2249     //try {
2250     //  FlatIRGraph flatMethodWriter = 
2251     //    new FlatIRGraph( state, false, false, false );
2252     //  flatMethodWriter.writeFlatIRGraph( fmAnalysisEntry, "analysisEntry" );
2253     //} catch( IOException e ) {}
2254   }
2255
2256
2257   protected LinkedList<Descriptor> topologicalSort(Set<Descriptor> toSort) {
2258
2259     Set<Descriptor> discovered;
2260
2261     if( determinismDesired ) {
2262       // use an ordered set
2263       discovered = new TreeSet<Descriptor>(dComp);
2264     } else {
2265       // otherwise use a speedy hashset
2266       discovered = new HashSet<Descriptor>();
2267     }
2268
2269     LinkedList<Descriptor> sorted = new LinkedList<Descriptor>();
2270
2271     Iterator<Descriptor> itr = toSort.iterator();
2272     while( itr.hasNext() ) {
2273       Descriptor d = itr.next();
2274
2275       if( !discovered.contains(d) ) {
2276         dfsVisit(d, toSort, sorted, discovered);
2277       }
2278     }
2279
2280     return sorted;
2281   }
2282
2283   // While we're doing DFS on call graph, remember
2284   // dependencies for efficient queuing of methods
2285   // during interprocedural analysis:
2286   //
2287   // a dependent of a method decriptor d for this analysis is:
2288   //  1) a method or task that invokes d
2289   //  2) in the descriptorsToAnalyze set
2290   protected void dfsVisit(Descriptor d,
2291                           Set       <Descriptor> toSort,
2292                           LinkedList<Descriptor> sorted,
2293                           Set       <Descriptor> discovered) {
2294     discovered.add(d);
2295
2296     // only methods have callers, tasks never do
2297     if( d instanceof MethodDescriptor ) {
2298
2299       MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) d;
2300
2301       // the call graph is not aware that we have a fabricated
2302       // analysis entry that calls the program source's entry
2303       if( md == mdSourceEntry ) {
2304         if( !discovered.contains(mdAnalysisEntry) ) {
2305           addDependent(mdSourceEntry,   // callee
2306                        mdAnalysisEntry  // caller
2307                        );
2308           dfsVisit(mdAnalysisEntry, toSort, sorted, discovered);
2309         }
2310       }
2311
2312       // otherwise call graph guides DFS
2313       Iterator itr = callGraph.getCallerSet(md).iterator();
2314       while( itr.hasNext() ) {
2315         Descriptor dCaller = (Descriptor) itr.next();
2316
2317         // only consider callers in the original set to analyze
2318         if( !toSort.contains(dCaller) ) {
2319           continue;
2320         }
2321
2322         if( !discovered.contains(dCaller) ) {
2323           addDependent(md,      // callee
2324                        dCaller  // caller
2325                        );
2326
2327           dfsVisit(dCaller, toSort, sorted, discovered);
2328         }
2329       }
2330     }
2331
2332     // for leaf-nodes last now!
2333     sorted.addLast(d);
2334   }
2335
2336
2337   protected void enqueue(Descriptor d) {
2338
2339     if( !descriptorsToVisitSet.contains(d) ) {
2340
2341       if( state.DISJOINTDVISITSTACK ||
2342           state.DISJOINTDVISITSTACKEESONTOP
2343           ) {
2344         descriptorsToVisitStack.add(d);
2345
2346       } else if( state.DISJOINTDVISITPQUE ) {
2347         Integer priority = mapDescriptorToPriority.get(d);
2348         descriptorsToVisitQ.add(new DescriptorQWrapper(priority,
2349                                                        d)
2350                                 );
2351       }
2352
2353       descriptorsToVisitSet.add(d);
2354     }
2355   }
2356
2357
2358   // a dependent of a method decriptor d for this analysis is:
2359   //  1) a method or task that invokes d
2360   //  2) in the descriptorsToAnalyze set
2361   protected void addDependent(Descriptor callee, Descriptor caller) {
2362     Set<Descriptor> deps = mapDescriptorToSetDependents.get(callee);
2363     if( deps == null ) {
2364       deps = new HashSet<Descriptor>();
2365     }
2366     deps.add(caller);
2367     mapDescriptorToSetDependents.put(callee, deps);
2368   }
2369
2370   protected Set<Descriptor> getDependents(Descriptor callee) {
2371     Set<Descriptor> deps = mapDescriptorToSetDependents.get(callee);
2372     if( deps == null ) {
2373       deps = new HashSet<Descriptor>();
2374       mapDescriptorToSetDependents.put(callee, deps);
2375     }
2376     return deps;
2377   }
2378
2379
2380   public Hashtable<FlatCall, ReachGraph> getIHMcontributions(Descriptor d) {
2381
2382     Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers =
2383       mapDescriptorToIHMcontributions.get(d);
2384
2385     if( heapsFromCallers == null ) {
2386       heapsFromCallers = new Hashtable<FlatCall, ReachGraph>();
2387       mapDescriptorToIHMcontributions.put(d, heapsFromCallers);
2388     }
2389
2390     return heapsFromCallers;
2391   }
2392
2393   public ReachGraph getIHMcontribution(Descriptor d,
2394                                        FlatCall fc
2395                                        ) {
2396     Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers =
2397       getIHMcontributions(d);
2398
2399     if( !heapsFromCallers.containsKey(fc) ) {
2400       return null;
2401     }
2402
2403     return heapsFromCallers.get(fc);
2404   }
2405
2406
2407   public void addIHMcontribution(Descriptor d,
2408                                  FlatCall fc,
2409                                  ReachGraph rg
2410                                  ) {
2411     Hashtable<FlatCall, ReachGraph> heapsFromCallers =
2412       getIHMcontributions(d);
2413
2414     heapsFromCallers.put(fc, rg);
2415   }
2416
2417
2418   private AllocSite createParameterAllocSite(ReachGraph rg,
2419                                              TempDescriptor tempDesc,
2420                                              boolean flagRegions
2421                                              ) {
2422
2423     FlatNew flatNew;
2424     if( flagRegions ) {
2425       flatNew = new FlatNew(tempDesc.getType(),  // type
2426                             tempDesc,            // param temp
2427                             false,               // global alloc?
2428                             "param"+tempDesc     // disjoint site ID string
2429                             );
2430     } else {
2431       flatNew = new FlatNew(tempDesc.getType(),  // type
2432                             tempDesc,            // param temp
2433                             false,               // global alloc?
2434                             null                 // disjoint site ID string
2435                             );
2436     }
2437
2438     // create allocation site
2439     AllocSite as = AllocSite.factory(allocationDepth,
2440                                      flatNew,
2441                                      flatNew.getDisjointId(),
2442                                      false
2443                                      );
2444     for (int i = 0; i < allocationDepth; ++i) {
2445       Integer id = generateUniqueHeapRegionNodeID();
2446       as.setIthOldest(i, id);
2447       mapHrnIdToAllocSite.put(id, as);
2448     }
2449     // the oldest node is a summary node
2450     as.setSummary(generateUniqueHeapRegionNodeID() );
2451
2452     rg.age(as);
2453
2454     return as;
2455
2456   }
2457
2458   private Set<FieldDescriptor> getFieldSetTobeAnalyzed(TypeDescriptor typeDesc) {
2459
2460     Set<FieldDescriptor> fieldSet=new HashSet<FieldDescriptor>();
2461     if(!typeDesc.isImmutable()) {
2462       ClassDescriptor classDesc = typeDesc.getClassDesc();
2463       for (Iterator it = classDesc.getFields(); it.hasNext(); ) {
2464         FieldDescriptor field = (FieldDescriptor) it.next();
2465         TypeDescriptor fieldType = field.getType();
2466         if (shouldAnalysisTrack(fieldType)) {
2467           fieldSet.add(field);
2468         }
2469       }
2470     }
2471     return fieldSet;
2472
2473   }
2474
2475   private HeapRegionNode createMultiDeimensionalArrayHRN(ReachGraph rg, AllocSite alloc, HeapRegionNode srcHRN, FieldDescriptor fd, Hashtable<HeapRegionNode, HeapRegionNode> map, Hashtable<TypeDescriptor, HeapRegionNode> mapToExistingNode, ReachSet alpha) {
2476
2477     int dimCount=fd.getType().getArrayCount();
2478     HeapRegionNode prevNode=null;
2479     HeapRegionNode arrayEntryNode=null;
2480     for(int i=dimCount; i>0; i--) {
2481       TypeDescriptor typeDesc=fd.getType().dereference();          //hack to get instance of type desc
2482       typeDesc.setArrayCount(i);
2483       TempDescriptor tempDesc=new TempDescriptor(typeDesc.getSymbol(),typeDesc);
2484       HeapRegionNode hrnSummary;
2485       if(!mapToExistingNode.containsKey(typeDesc)) {
2486         AllocSite as;
2487         if(i==dimCount) {
2488           as = alloc;
2489         } else {
2490           as = createParameterAllocSite(rg, tempDesc, false);
2491         }
2492         // make a new reference to allocated node
2493         hrnSummary =
2494           rg.createNewHeapRegionNode(as.getSummary(),                       // id or null to generate a new one
2495                                      false,                       // single object?
2496                                      true,                       // summary?
2497                                      false,                       // out-of-context?
2498                                      as.getType(),                       // type
2499                                      as,                       // allocation site
2500                                      alpha,                       // inherent reach
2501                                      alpha,                       // current reach
2502                                      ExistPredSet.factory(rg.predTrue),                       // predicates
2503                                      tempDesc.toString()                       // description
2504                                      );
2505         rg.id2hrn.put(as.getSummary(),hrnSummary);
2506
2507         mapToExistingNode.put(typeDesc, hrnSummary);
2508       } else {
2509         hrnSummary=mapToExistingNode.get(typeDesc);
2510       }
2511
2512       if(prevNode==null) {
2513         // make a new reference between new summary node and source
2514         RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(srcHRN,       // source
2515                                             hrnSummary,             // dest
2516                                             typeDesc,             // type
2517                                             fd.getSymbol(),             // field name
2518                                             alpha,             // beta
2519                                             ExistPredSet.factory(rg.predTrue),       // predicates
2520                                             null
2521                                             );
2522
2523         rg.addRefEdge(srcHRN, hrnSummary, edgeToSummary);
2524         prevNode=hrnSummary;
2525         arrayEntryNode=hrnSummary;
2526       } else {
2527         // make a new reference between summary nodes of array
2528         RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(prevNode,             // source
2529                                             hrnSummary,             // dest
2530                                             typeDesc,             // type
2531                                             arrayElementFieldName,             // field name
2532                                             alpha,             // beta
2533                                             ExistPredSet.factory(rg.predTrue),             // predicates
2534                                             null
2535                                             );
2536
2537         rg.addRefEdge(prevNode, hrnSummary, edgeToSummary);
2538         prevNode=hrnSummary;
2539       }
2540
2541     }
2542
2543     // create a new obj node if obj has at least one non-primitive field
2544     TypeDescriptor type=fd.getType();
2545     if(getFieldSetTobeAnalyzed(type).size()>0) {
2546       TypeDescriptor typeDesc=type.dereference();
2547       typeDesc.setArrayCount(0);
2548       if(!mapToExistingNode.containsKey(typeDesc)) {
2549         TempDescriptor tempDesc=new TempDescriptor(type.getSymbol(),typeDesc);
2550         AllocSite as = createParameterAllocSite(rg, tempDesc, false);
2551         // make a new reference to allocated node
2552         HeapRegionNode hrnSummary =
2553           rg.createNewHeapRegionNode(as.getSummary(),                       // id or null to generate a new one
2554                                      false,                       // single object?
2555                                      true,                       // summary?
2556                                      false,                       // out-of-context?
2557                                      typeDesc,                       // type
2558                                      as,                       // allocation site
2559                                      alpha,                       // inherent reach
2560                                      alpha,                       // current reach
2561                                      ExistPredSet.factory(rg.predTrue),                       // predicates
2562                                      tempDesc.toString()                       // description
2563                                      );
2564         rg.id2hrn.put(as.getSummary(),hrnSummary);
2565         mapToExistingNode.put(typeDesc, hrnSummary);
2566         RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(prevNode,             // source
2567                                             hrnSummary, // dest
2568                                             typeDesc, // type
2569                                             arrayElementFieldName, // field name
2570                                             alpha, // beta
2571                                             ExistPredSet.factory(rg.predTrue),             // predicates
2572                                             null
2573                                             );
2574         rg.addRefEdge(prevNode, hrnSummary, edgeToSummary);
2575         prevNode=hrnSummary;
2576       } else {
2577         HeapRegionNode hrnSummary=mapToExistingNode.get(typeDesc);
2578         if(prevNode.getReferenceTo(hrnSummary, typeDesc, arrayElementFieldName)==null) {
2579           RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(prevNode,               // source
2580                                               hrnSummary, // dest
2581                                               typeDesc, // type
2582                                               arrayElementFieldName, // field name
2583                                               alpha, // beta
2584                                               ExistPredSet.factory(rg.predTrue),               // predicates
2585                                               null
2586                                               );
2587           rg.addRefEdge(prevNode, hrnSummary, edgeToSummary);
2588         }
2589         prevNode=hrnSummary;
2590       }
2591     }
2592
2593     map.put(arrayEntryNode, prevNode);
2594     return arrayEntryNode;
2595   }
2596
2597   private ReachGraph createInitialTaskReachGraph(FlatMethod fm) {
2598     ReachGraph rg = new ReachGraph();
2599     TaskDescriptor taskDesc = fm.getTask();
2600
2601     for (int idx = 0; idx < taskDesc.numParameters(); idx++) {
2602       Descriptor paramDesc = taskDesc.getParameter(idx);
2603       TypeDescriptor paramTypeDesc = taskDesc.getParamType(idx);
2604
2605       // setup data structure
2606       Set<HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>> workSet =
2607         new HashSet<HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>>();
2608       Hashtable<TypeDescriptor, HeapRegionNode> mapTypeToExistingSummaryNode =
2609         new Hashtable<TypeDescriptor, HeapRegionNode>();
2610       Hashtable<HeapRegionNode, HeapRegionNode> mapToFirstDimensionArrayNode =
2611         new Hashtable<HeapRegionNode, HeapRegionNode>();
2612       Set<String> doneSet = new HashSet<String>();
2613
2614       TempDescriptor tempDesc = fm.getParameter(idx);
2615
2616       AllocSite as = createParameterAllocSite(rg, tempDesc, true);
2617       VariableNode lnX = rg.getVariableNodeFromTemp(tempDesc);
2618       Integer idNewest = as.getIthOldest(0);
2619       HeapRegionNode hrnNewest = rg.id2hrn.get(idNewest);
2620
2621       // make a new reference to allocated node
2622       RefEdge edgeNew = new RefEdge(lnX,   // source
2623                                     hrnNewest,   // dest
2624                                     taskDesc.getParamType(idx),   // type
2625                                     null,   // field name
2626                                     hrnNewest.getAlpha(),   // beta
2627                                     ExistPredSet.factory(rg.predTrue),   // predicates
2628                                     null
2629                                     );
2630       rg.addRefEdge(lnX, hrnNewest, edgeNew);
2631
2632       // set-up a work set for class field
2633       ClassDescriptor classDesc = paramTypeDesc.getClassDesc();
2634       for (Iterator it = classDesc.getFields(); it.hasNext(); ) {
2635         FieldDescriptor fd = (FieldDescriptor) it.next();
2636         TypeDescriptor fieldType = fd.getType();
2637         if (shouldAnalysisTrack(fieldType)) {
2638           HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor> newMap = new HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>();
2639           newMap.put(hrnNewest, fd);
2640           workSet.add(newMap);
2641         }
2642       }
2643
2644       int uniqueIdentifier = 0;
2645       while (!workSet.isEmpty()) {
2646         HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor> map = workSet
2647                                                        .iterator().next();
2648         workSet.remove(map);
2649
2650         Set<HeapRegionNode> key = map.keySet();
2651         HeapRegionNode srcHRN = key.iterator().next();
2652         FieldDescriptor fd = map.get(srcHRN);
2653         TypeDescriptor type = fd.getType();
2654         String doneSetIdentifier = srcHRN.getIDString() + "_" + fd;
2655
2656         if (!doneSet.contains(doneSetIdentifier)) {
2657           doneSet.add(doneSetIdentifier);
2658           if (!mapTypeToExistingSummaryNode.containsKey(type)) {
2659             // create new summary Node
2660             TempDescriptor td = new TempDescriptor("temp"
2661                                                    + uniqueIdentifier, type);
2662
2663             AllocSite allocSite;
2664             if(type.equals(paramTypeDesc)) {
2665               //corresponding allocsite has already been created for a parameter variable.
2666               allocSite=as;
2667             } else {
2668               allocSite = createParameterAllocSite(rg, td, false);
2669             }
2670             String strDesc = allocSite.toStringForDOT()
2671                              + "\\nsummary";
2672             TypeDescriptor allocType=allocSite.getType();
2673
2674             HeapRegionNode hrnSummary;
2675             if(allocType.isArray() && allocType.getArrayCount()>0) {
2676               hrnSummary=createMultiDeimensionalArrayHRN(rg,allocSite,srcHRN,fd,mapToFirstDimensionArrayNode,mapTypeToExistingSummaryNode,hrnNewest.getAlpha());
2677             } else {
2678               hrnSummary =
2679                 rg.createNewHeapRegionNode(allocSite.getSummary(),                         // id or null to generate a new one
2680                                            false,                         // single object?
2681                                            true,                         // summary?
2682                                            false,                         // out-of-context?
2683                                            allocSite.getType(),                         // type
2684                                            allocSite,                         // allocation site
2685                                            hrnNewest.getAlpha(),                         // inherent reach
2686                                            hrnNewest.getAlpha(),                         // current reach
2687                                            ExistPredSet.factory(rg.predTrue),                         // predicates
2688                                            strDesc                         // description
2689                                            );
2690               rg.id2hrn.put(allocSite.getSummary(),hrnSummary);
2691
2692               // make a new reference to summary node
2693               RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(srcHRN,       // source
2694                                                   hrnSummary,       // dest
2695                                                   type,       // type
2696                                                   fd.getSymbol(),       // field name
2697                                                   hrnNewest.getAlpha(),       // beta
2698                                                   ExistPredSet.factory(rg.predTrue),       // predicates
2699                                                   null
2700                                                   );
2701
2702               rg.addRefEdge(srcHRN, hrnSummary, edgeToSummary);
2703             }
2704             uniqueIdentifier++;
2705
2706             mapTypeToExistingSummaryNode.put(type, hrnSummary);
2707
2708             // set-up a work set for  fields of the class
2709             Set<FieldDescriptor> fieldTobeAnalyzed=getFieldSetTobeAnalyzed(type);
2710             for (Iterator iterator = fieldTobeAnalyzed.iterator(); iterator
2711                  .hasNext(); ) {
2712               FieldDescriptor fieldDescriptor = (FieldDescriptor) iterator
2713                                                 .next();
2714               HeapRegionNode newDstHRN;
2715               if(mapToFirstDimensionArrayNode.containsKey(hrnSummary)) {
2716                 //related heap region node is already exsited.
2717                 newDstHRN=mapToFirstDimensionArrayNode.get(hrnSummary);
2718               } else {
2719                 newDstHRN=hrnSummary;
2720               }
2721               doneSetIdentifier = newDstHRN.getIDString() + "_" + fieldDescriptor;
2722               if(!doneSet.contains(doneSetIdentifier)) {
2723                 // add new work item
2724                 HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor> newMap =
2725                   new HashMap<HeapRegionNode, FieldDescriptor>();
2726                 newMap.put(newDstHRN, fieldDescriptor);
2727                 workSet.add(newMap);
2728               }
2729             }
2730
2731           } else {
2732             // if there exists corresponding summary node
2733             HeapRegionNode hrnDst=mapTypeToExistingSummaryNode.get(type);
2734
2735             RefEdge edgeToSummary = new RefEdge(srcHRN,         // source
2736                                                 hrnDst,         // dest
2737                                                 fd.getType(),         // type
2738                                                 fd.getSymbol(),         // field name
2739                                                 srcHRN.getAlpha(),         // beta
2740                                                 ExistPredSet.factory(rg.predTrue),         // predicates
2741                                                 null
2742                                                 );
2743             rg.addRefEdge(srcHRN, hrnDst, edgeToSummary);
2744
2745           }
2746         }
2747       }
2748     }
2749
2750     return rg;
2751   }
2752
2753 // return all allocation sites in the method (there is one allocation
2754 // site per FlatNew node in a method)
2755   private HashSet<AllocSite> getAllocationSiteSet(Descriptor d) {
2756     if( !mapDescriptorToAllocSiteSet.containsKey(d) ) {
2757       buildAllocationSiteSet(d);
2758     }
2759
2760     return mapDescriptorToAllocSiteSet.get(d);
2761
2762   }
2763
2764   private void buildAllocationSiteSet(Descriptor d) {
2765     HashSet<AllocSite> s = new HashSet<AllocSite>();
2766
2767     FlatMethod fm;
2768     if( d instanceof MethodDescriptor ) {
2769       fm = state.getMethodFlat( (MethodDescriptor) d);
2770     } else {
2771       assert d instanceof TaskDescriptor;
2772       fm = state.getMethodFlat( (TaskDescriptor) d);
2773     }
2774     pm.analyzeMethod(fm);
2775
2776     // visit every node in this FlatMethod's IR graph
2777     // and make a set of the allocation sites from the
2778     // FlatNew node's visited
2779     HashSet<FlatNode> visited = new HashSet<FlatNode>();
2780     HashSet<FlatNode> toVisit = new HashSet<FlatNode>();
2781     toVisit.add(fm);
2782
2783     while( !toVisit.isEmpty() ) {
2784       FlatNode n = toVisit.iterator().next();
2785
2786       if( n instanceof FlatNew ) {
2787         s.add(getAllocSiteFromFlatNewPRIVATE( (FlatNew) n) );
2788       }
2789
2790       toVisit.remove(n);
2791       visited.add(n);
2792
2793       for( int i = 0; i < pm.numNext(n); ++i ) {
2794         FlatNode child = pm.getNext(n, i);
2795         if( !visited.contains(child) ) {
2796           toVisit.add(child);
2797         }
2798       }
2799     }
2800
2801     mapDescriptorToAllocSiteSet.put(d, s);
2802   }
2803
2804   private HashSet<AllocSite> getFlaggedAllocationSites(Descriptor dIn) {
2805
2806     HashSet<AllocSite> out = new HashSet<AllocSite>();
2807     HashSet<Descriptor> toVisit = new HashSet<Descriptor>();
2808     HashSet<Descriptor> visited = new HashSet<Descriptor>();
2809
2810     toVisit.add(dIn);
2811
2812     while (!toVisit.isEmpty()) {
2813       Descriptor d = toVisit.iterator().next();
2814       toVisit.remove(d);
2815       visited.add(d);
2816
2817       HashSet<AllocSite> asSet = getAllocationSiteSet(d);
2818       Iterator asItr = asSet.iterator();
2819       while (asItr.hasNext()) {
2820         AllocSite as = (AllocSite) asItr.next();
2821         if (as.getDisjointAnalysisId() != null) {
2822           out.add(as);
2823         }
2824       }
2825
2826       // enqueue callees of this method to be searched for
2827       // allocation sites also
2828       Set callees = callGraph.getCalleeSet(d);
2829       if (callees != null) {
2830         Iterator methItr = callees.iterator();
2831         while (methItr.hasNext()) {
2832           MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) methItr.next();
2833
2834           if (!visited.contains(md)) {
2835             toVisit.add(md);
2836           }
2837         }
2838       }
2839     }
2840
2841     return out;
2842   }
2843
2844
2845   private HashSet<AllocSite>
2846   getFlaggedAllocationSitesReachableFromTaskPRIVATE(TaskDescriptor td) {
2847
2848     HashSet<AllocSite> asSetTotal = new HashSet<AllocSite>();
2849     HashSet<Descriptor>     toVisit    = new HashSet<Descriptor>();
2850     HashSet<Descriptor>     visited    = new HashSet<Descriptor>();
2851
2852     toVisit.add(td);
2853
2854     // traverse this task and all methods reachable from this task
2855     while( !toVisit.isEmpty() ) {
2856       Descriptor d = toVisit.iterator().next();
2857       toVisit.remove(d);
2858       visited.add(d);
2859
2860       HashSet<AllocSite> asSet = getAllocationSiteSet(d);
2861       Iterator asItr = asSet.iterator();
2862       while( asItr.hasNext() ) {
2863         AllocSite as = (AllocSite) asItr.next();
2864         TypeDescriptor typed = as.getType();
2865         if( typed != null ) {
2866           ClassDescriptor cd = typed.getClassDesc();
2867           if( cd != null && cd.hasFlags() ) {
2868             asSetTotal.add(as);
2869           }
2870         }
2871       }
2872
2873       // enqueue callees of this method to be searched for
2874       // allocation sites also
2875       Set callees = callGraph.getCalleeSet(d);
2876       if( callees != null ) {
2877         Iterator methItr = callees.iterator();
2878         while( methItr.hasNext() ) {
2879           MethodDescriptor md = (MethodDescriptor) methItr.next();
2880
2881           if( !visited.contains(md) ) {
2882             toVisit.add(md);
2883           }
2884         }
2885       }
2886     }
2887
2888     return asSetTotal;
2889   }
2890
2891   public Set<Descriptor> getDescriptorsToAnalyze() {
2892     return descriptorsToAnalyze;
2893   }
2894
2895   public EffectsAnalysis getEffectsAnalysis() {
2896     return effectsAnalysis;
2897   }
2898
2899   public ReachGraph getReachGraph(Descriptor d) {
2900     return mapDescriptorToCompleteReachGraph.get(d);
2901   }
2902
2903   public ReachGraph getEnterReachGraph(FlatNode fn) {
2904     return fn2rgAtEnter.get(fn);
2905   }
2906
2907
2908
2909   protected class DebugCallSiteData {
2910     public boolean debugCallSite;
2911     public boolean didOneDebug;
2912     public boolean writeDebugDOTs;
2913     public boolean stopAfter;
2914
2915     public DebugCallSiteData() {
2916       debugCallSite  = false;
2917       didOneDebug    = false;
2918       writeDebugDOTs = false;
2919       stopAfter      = false;
2920     }
2921   }
2922
2923   protected void decideDebugCallSite( DebugCallSiteData dcsd,
2924                                       Descriptor        taskOrMethodCaller,
2925                                       MethodDescriptor  mdCallee ) {
2926     
2927     // all this jimma jamma to debug call sites is WELL WORTH the
2928     // effort, so so so many bugs or buggy info appears through call
2929     // sites
2930
2931     if( state.DISJOINTDEBUGCALLEE == null ||
2932         state.DISJOINTDEBUGCALLER == null ) {
2933       return;
2934     }
2935
2936
2937     boolean debugCalleeMatches = false;
2938     boolean debugCallerMatches = false;
2939         
2940     ClassDescriptor cdCallee = mdCallee.getClassDesc();
2941     if( cdCallee != null ) {
2942       debugCalleeMatches = 
2943         state.DISJOINTDEBUGCALLEE.equals( cdCallee.getSymbol()+
2944                                           "."+
2945                                           mdCallee.getSymbol()
2946                                           );
2947     }
2948
2949
2950     if( taskOrMethodCaller instanceof MethodDescriptor ) {
2951       ClassDescriptor cdCaller = ((MethodDescriptor)taskOrMethodCaller).getClassDesc();
2952       if( cdCaller != null ) {
2953         debugCallerMatches = 
2954           state.DISJOINTDEBUGCALLER.equals( cdCaller.getSymbol()+
2955                                             "."+
2956                                             taskOrMethodCaller.getSymbol()
2957                                             );
2958       }        
2959     } else {
2960       // for bristlecone style tasks
2961       debugCallerMatches =
2962         state.DISJOINTDEBUGCALLER.equals( taskOrMethodCaller.getSymbol() );
2963     }
2964
2965
2966     dcsd.debugCallSite = debugCalleeMatches && debugCallerMatches;
2967
2968
2969     dcsd.writeDebugDOTs = 
2970       
2971       dcsd.debugCallSite &&
2972
2973       (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter >=
2974        ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture)  &&
2975          
2976       (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter <
2977        ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture +
2978        ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture);
2979          
2980
2981
2982     if( dcsd.debugCallSite ) {
2983       dcsd.didOneDebug = true;
2984     }
2985   }
2986
2987   protected void statusDebugCallSite( DebugCallSiteData dcsd ) {
2988
2989     dcsd.writeDebugDOTs = false;
2990     dcsd.stopAfter      = false;
2991
2992     if( dcsd.didOneDebug ) {
2993       System.out.println("    $$$ Debug call site visit "+
2994                          ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter+
2995                          " $$$"
2996                          );
2997       if(
2998          (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter >=
2999           ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture)  &&
3000          
3001          (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter <
3002           ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture +
3003           ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture)
3004          ) {
3005         dcsd.writeDebugDOTs = true;
3006         System.out.println("      $$$ Capturing this call site visit $$$");
3007         if( ReachGraph.debugCallSiteStopAfter &&
3008             (ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter ==
3009              ReachGraph.debugCallSiteVisitStartCapture +
3010              ReachGraph.debugCallSiteNumVisitsToCapture - 1)
3011             ) {
3012           dcsd.stopAfter = true;
3013         }
3014       }
3015
3016       ++ReachGraph.debugCallSiteVisitCounter;
3017     }
3018
3019     if( dcsd.stopAfter ) {
3020       System.out.println("$$$ Exiting after requested captures of call site. $$$");
3021       System.exit(-1);
3022     }
3023   }
3024   
3025
3026
3027
3028
3029   // get successive captures of the analysis state, use compiler
3030   // flags to control
3031   boolean takeDebugSnapshots = false;
3032   String descSymbolDebug    = null;
3033   boolean stopAfterCapture   = false;
3034   int snapVisitCounter   = 0;
3035   int snapNodeCounter    = 0;
3036   int visitStartCapture  = 0;
3037   int numVisitsToCapture = 0;
3038
3039
3040   void debugSnapshot(ReachGraph rg, FlatNode fn, boolean in) {
3041     if( snapVisitCounter > visitStartCapture + numVisitsToCapture ) {
3042       return;
3043     }
3044
3045     if( in ) {
3046
3047     }
3048
3049     if( snapVisitCounter >= visitStartCapture ) {
3050       System.out.println("    @@@ snapping visit="+snapVisitCounter+
3051                          ", node="+snapNodeCounter+
3052                          " @@@");
3053       String graphName;
3054       if( in ) {
3055         graphName = String.format("snap%03d_%04din",
3056                                   snapVisitCounter,
3057                                   snapNodeCounter);
3058       } else {
3059         graphName = String.format("snap%03d_%04dout",
3060                                   snapVisitCounter,
3061                                   snapNodeCounter);
3062       }
3063       if( fn != null ) {
3064         graphName = graphName + fn;
3065       }
3066       rg.writeGraph(graphName,
3067                     true,    // write labels (variables)
3068                     true,    // selectively hide intermediate temp vars
3069                     true,    // prune unreachable heap regions
3070                     false,   // hide reachability
3071                     true,   // hide subset reachability states
3072                     true,    // hide predicates
3073                     true);   // hide edge taints
3074     }
3075   }
3076
3077
3078
3079
3080   public Set<Alloc> canPointToAt( TempDescriptor x,
3081                                   FlatNode programPoint ) {
3082
3083     ReachGraph rgAtEnter = fn2rgAtEnter.get( programPoint );
3084     if( rgAtEnter == null ) {
3085       return null; 
3086     }
3087
3088     return rgAtEnter.canPointTo( x );
3089   }
3090   
3091
3092   public Hashtable< Alloc, Set<Alloc> > canPointToAt( TempDescriptor x,
3093                                                       FieldDescriptor f,
3094                                                       FlatNode programPoint ) {
3095
3096     ReachGraph rgAtEnter = fn2rgAtEnter.get( programPoint );
3097     if( rgAtEnter == null ) {
3098       return null; 
3099     }
3100     
3101     return rgAtEnter.canPointTo( x, f.getSymbol(), f.getType() );
3102   }
3103
3104
3105   public Hashtable< Alloc, Set<Alloc> > canPointToAtElement( TempDescriptor x,
3106                                                              FlatNode programPoint ) {
3107
3108     ReachGraph rgAtEnter = fn2rgAtEnter.get( programPoint );
3109     if( rgAtEnter == null ) {
3110       return null; 
3111     }
3112
3113     assert x.getType() != null;
3114     assert x.getType().isArray();
3115
3116     return rgAtEnter.canPointTo( x, arrayElementFieldName, x.getType().dereference() );
3117   }
3118
3119
3120   public Set<Alloc> canPointToAfter( TempDescriptor x,
3121                                      FlatNode programPoint ) {
3122
3123     ReachGraph rgAtExit = fn2rgAtExit.get( programPoint );
3124
3125     if( rgAtExit == null ) {
3126       return null; 
3127     }
3128
3129     return rgAtExit.canPointTo( x );
3130   }
3131
3132
3133   public Hashtable< Alloc, Set<Alloc> > canPointToAfter( TempDescriptor x,
3134                                                          FieldDescriptor f,
3135                                                          FlatNode programPoint ) {
3136
3137     ReachGraph rgAtExit = fn2rgAtExit.get( programPoint );
3138     if( rgAtExit == null ) {
3139       return null; 
3140     }
3141     
3142     return rgAtExit.canPointTo( x, f.getSymbol(), f.getType() );
3143   }
3144
3145
3146   public Hashtable< Alloc, Set<Alloc> > canPointToAfterElement( TempDescriptor x,
3147                                                                 FlatNode programPoint ) {
3148
3149     ReachGraph rgAtExit = fn2rgAtExit.get( programPoint );
3150     if( rgAtExit == null ) {
3151       return null; 
3152     }
3153
3154     assert x.getType() != null;
3155     assert x.getType().isArray();
3156
3157     return rgAtExit.canPointTo( x, arrayElementFieldName, x.getType().dereference() );
3158   }
3159 }