Add new method
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / DataStructure / DataStructure.cpp
1 //===- DataStructure.cpp - Implement the core data structure analysis -----===//
2 //
3 // This file implements the core data structure functionality.
4 //
5 //===----------------------------------------------------------------------===//
6
7 #include "llvm/Analysis/DSGraph.h"
8 #include "llvm/Function.h"
9 #include "llvm/iOther.h"
10 #include "llvm/DerivedTypes.h"
11 #include "llvm/Target/TargetData.h"
12 #include "Support/STLExtras.h"
13 #include "Support/Statistic.h"
14 #include "Support/Timer.h"
15 #include <algorithm>
16
17 namespace {
18   Statistic<> NumFolds          ("dsnode", "Number of nodes completely folded");
19   Statistic<> NumCallNodesMerged("dsnode", "Number of call nodes merged");
20 };
21
22 namespace DS {   // TODO: FIXME
23   extern TargetData TD;
24 }
25 using namespace DS;
26
27 DSNode *DSNodeHandle::HandleForwarding() const {
28   assert(!N->ForwardNH.isNull() && "Can only be invoked if forwarding!");
29
30   // Handle node forwarding here!
31   DSNode *Next = N->ForwardNH.getNode();  // Cause recursive shrinkage
32   Offset += N->ForwardNH.getOffset();
33
34   if (--N->NumReferrers == 0) {
35     // Removing the last referrer to the node, sever the forwarding link
36     N->stopForwarding();
37   }
38
39   N = Next;
40   N->NumReferrers++;
41   if (N->Size <= Offset) {
42     assert(N->Size <= 1 && "Forwarded to shrunk but not collapsed node?");
43     Offset = 0;
44   }
45   return N;
46 }
47
48 //===----------------------------------------------------------------------===//
49 // DSNode Implementation
50 //===----------------------------------------------------------------------===//
51
52 DSNode::DSNode(const Type *T, DSGraph *G)
53   : NumReferrers(0), Size(0), ParentGraph(G), Ty(Type::VoidTy), NodeType(0) {
54   // Add the type entry if it is specified...
55   if (T) mergeTypeInfo(T, 0);
56   G->getNodes().push_back(this);
57 }
58
59 // DSNode copy constructor... do not copy over the referrers list!
60 DSNode::DSNode(const DSNode &N, DSGraph *G)
61   : NumReferrers(0), Size(N.Size), ParentGraph(G), Ty(N.Ty),
62     Links(N.Links), Globals(N.Globals), NodeType(N.NodeType) {
63   G->getNodes().push_back(this);
64 }
65
66 void DSNode::assertOK() const {
67   assert((Ty != Type::VoidTy ||
68           Ty == Type::VoidTy && (Size == 0 ||
69                                  (NodeType & DSNode::Array))) &&
70          "Node not OK!");
71 }
72
73 /// forwardNode - Mark this node as being obsolete, and all references to it
74 /// should be forwarded to the specified node and offset.
75 ///
76 void DSNode::forwardNode(DSNode *To, unsigned Offset) {
77   assert(this != To && "Cannot forward a node to itself!");
78   assert(ForwardNH.isNull() && "Already forwarding from this node!");
79   if (To->Size <= 1) Offset = 0;
80   assert((Offset < To->Size || (Offset == To->Size && Offset == 0)) &&
81          "Forwarded offset is wrong!");
82   ForwardNH.setNode(To);
83   ForwardNH.setOffset(Offset);
84   NodeType = DEAD;
85   Size = 0;
86   Ty = Type::VoidTy;
87 }
88
89 // addGlobal - Add an entry for a global value to the Globals list.  This also
90 // marks the node with the 'G' flag if it does not already have it.
91 //
92 void DSNode::addGlobal(GlobalValue *GV) {
93   // Keep the list sorted.
94   std::vector<GlobalValue*>::iterator I =
95     std::lower_bound(Globals.begin(), Globals.end(), GV);
96
97   if (I == Globals.end() || *I != GV) {
98     //assert(GV->getType()->getElementType() == Ty);
99     Globals.insert(I, GV);
100     NodeType |= GlobalNode;
101   }
102 }
103
104 /// foldNodeCompletely - If we determine that this node has some funny
105 /// behavior happening to it that we cannot represent, we fold it down to a
106 /// single, completely pessimistic, node.  This node is represented as a
107 /// single byte with a single TypeEntry of "void".
108 ///
109 void DSNode::foldNodeCompletely() {
110   if (isNodeCompletelyFolded()) return;  // If this node is already folded...
111
112   ++NumFolds;
113
114   // Create the node we are going to forward to...
115   DSNode *DestNode = new DSNode(0, ParentGraph);
116   DestNode->NodeType = NodeType|DSNode::Array;
117   DestNode->Ty = Type::VoidTy;
118   DestNode->Size = 1;
119   DestNode->Globals.swap(Globals);
120
121   // Start forwarding to the destination node...
122   forwardNode(DestNode, 0);
123   
124   if (Links.size()) {
125     DestNode->Links.push_back(Links[0]);
126     DSNodeHandle NH(DestNode);
127
128     // If we have links, merge all of our outgoing links together...
129     for (unsigned i = Links.size()-1; i != 0; --i)
130       NH.getNode()->Links[0].mergeWith(Links[i]);
131     Links.clear();
132   } else {
133     DestNode->Links.resize(1);
134   }
135 }
136
137 /// isNodeCompletelyFolded - Return true if this node has been completely
138 /// folded down to something that can never be expanded, effectively losing
139 /// all of the field sensitivity that may be present in the node.
140 ///
141 bool DSNode::isNodeCompletelyFolded() const {
142   return getSize() == 1 && Ty == Type::VoidTy && isArray();
143 }
144
145
146 namespace {
147   /// TypeElementWalker Class - Used for implementation of physical subtyping...
148   ///
149   class TypeElementWalker {
150     struct StackState {
151       const Type *Ty;
152       unsigned Offset;
153       unsigned Idx;
154       StackState(const Type *T, unsigned Off = 0)
155         : Ty(T), Offset(Off), Idx(0) {}
156     };
157
158     std::vector<StackState> Stack;
159   public:
160     TypeElementWalker(const Type *T) {
161       Stack.push_back(T);
162       StepToLeaf();
163     }
164
165     bool isDone() const { return Stack.empty(); }
166     const Type *getCurrentType()   const { return Stack.back().Ty;     }
167     unsigned    getCurrentOffset() const { return Stack.back().Offset; }
168
169     void StepToNextType() {
170       PopStackAndAdvance();
171       StepToLeaf();
172     }
173
174   private:
175     /// PopStackAndAdvance - Pop the current element off of the stack and
176     /// advance the underlying element to the next contained member.
177     void PopStackAndAdvance() {
178       assert(!Stack.empty() && "Cannot pop an empty stack!");
179       Stack.pop_back();
180       while (!Stack.empty()) {
181         StackState &SS = Stack.back();
182         if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(SS.Ty)) {
183           ++SS.Idx;
184           if (SS.Idx != ST->getElementTypes().size()) {
185             const StructLayout *SL = TD.getStructLayout(ST);
186             SS.Offset += SL->MemberOffsets[SS.Idx]-SL->MemberOffsets[SS.Idx-1];
187             return;
188           }
189           Stack.pop_back();  // At the end of the structure
190         } else {
191           const ArrayType *AT = cast<ArrayType>(SS.Ty);
192           ++SS.Idx;
193           if (SS.Idx != AT->getNumElements()) {
194             SS.Offset += TD.getTypeSize(AT->getElementType());
195             return;
196           }
197           Stack.pop_back();  // At the end of the array
198         }
199       }
200     }
201
202     /// StepToLeaf - Used by physical subtyping to move to the first leaf node
203     /// on the type stack.
204     void StepToLeaf() {
205       if (Stack.empty()) return;
206       while (!Stack.empty() && !Stack.back().Ty->isFirstClassType()) {
207         StackState &SS = Stack.back();
208         if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(SS.Ty)) {
209           if (ST->getElementTypes().empty()) {
210             assert(SS.Idx == 0);
211             PopStackAndAdvance();
212           } else {
213             // Step into the structure...
214             assert(SS.Idx < ST->getElementTypes().size());
215             const StructLayout *SL = TD.getStructLayout(ST);
216             Stack.push_back(StackState(ST->getElementTypes()[SS.Idx],
217                                        SS.Offset+SL->MemberOffsets[SS.Idx]));
218           }
219         } else {
220           const ArrayType *AT = cast<ArrayType>(SS.Ty);
221           if (AT->getNumElements() == 0) {
222             assert(SS.Idx == 0);
223             PopStackAndAdvance();
224           } else {
225             // Step into the array...
226             assert(SS.Idx < AT->getNumElements());
227             Stack.push_back(StackState(AT->getElementType(),
228                                        SS.Offset+SS.Idx*
229                                        TD.getTypeSize(AT->getElementType())));
230           }
231         }
232       }
233     }
234   };
235 }
236
237 /// ElementTypesAreCompatible - Check to see if the specified types are
238 /// "physically" compatible.  If so, return true, else return false.  We only
239 /// have to check the fields in T1: T2 may be larger than T1.
240 ///
241 static bool ElementTypesAreCompatible(const Type *T1, const Type *T2) {
242   TypeElementWalker T1W(T1), T2W(T2);
243   
244   while (!T1W.isDone() && !T2W.isDone()) {
245     if (T1W.getCurrentOffset() != T2W.getCurrentOffset())
246       return false;
247
248     const Type *T1 = T1W.getCurrentType();
249     const Type *T2 = T2W.getCurrentType();
250     if (T1 != T2 && !T1->isLosslesslyConvertibleTo(T2))
251       return false;
252     
253     T1W.StepToNextType();
254     T2W.StepToNextType();
255   }
256   
257   return T1W.isDone();
258 }
259
260
261 /// mergeTypeInfo - This method merges the specified type into the current node
262 /// at the specified offset.  This may update the current node's type record if
263 /// this gives more information to the node, it may do nothing to the node if
264 /// this information is already known, or it may merge the node completely (and
265 /// return true) if the information is incompatible with what is already known.
266 ///
267 /// This method returns true if the node is completely folded, otherwise false.
268 ///
269 bool DSNode::mergeTypeInfo(const Type *NewTy, unsigned Offset,
270                            bool FoldIfIncompatible) {
271   // Check to make sure the Size member is up-to-date.  Size can be one of the
272   // following:
273   //  Size = 0, Ty = Void: Nothing is known about this node.
274   //  Size = 0, Ty = FnTy: FunctionPtr doesn't have a size, so we use zero
275   //  Size = 1, Ty = Void, Array = 1: The node is collapsed
276   //  Otherwise, sizeof(Ty) = Size
277   //
278   assert(((Size == 0 && Ty == Type::VoidTy && !isArray()) ||
279           (Size == 0 && !Ty->isSized() && !isArray()) ||
280           (Size == 1 && Ty == Type::VoidTy && isArray()) ||
281           (Size == 0 && !Ty->isSized() && !isArray()) ||
282           (TD.getTypeSize(Ty) == Size)) &&
283          "Size member of DSNode doesn't match the type structure!");
284   assert(NewTy != Type::VoidTy && "Cannot merge void type into DSNode!");
285
286   if (Offset == 0 && NewTy == Ty)
287     return false;  // This should be a common case, handle it efficiently
288
289   // Return true immediately if the node is completely folded.
290   if (isNodeCompletelyFolded()) return true;
291
292   // If this is an array type, eliminate the outside arrays because they won't
293   // be used anyway.  This greatly reduces the size of large static arrays used
294   // as global variables, for example.
295   //
296   bool WillBeArray = false;
297   while (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(NewTy)) {
298     // FIXME: we might want to keep small arrays, but must be careful about
299     // things like: [2 x [10000 x int*]]
300     NewTy = AT->getElementType();
301     WillBeArray = true;
302   }
303
304   // Figure out how big the new type we're merging in is...
305   unsigned NewTySize = NewTy->isSized() ? TD.getTypeSize(NewTy) : 0;
306
307   // Otherwise check to see if we can fold this type into the current node.  If
308   // we can't, we fold the node completely, if we can, we potentially update our
309   // internal state.
310   //
311   if (Ty == Type::VoidTy) {
312     // If this is the first type that this node has seen, just accept it without
313     // question....
314     assert(Offset == 0 && "Cannot have an offset into a void node!");
315     assert(!isArray() && "This shouldn't happen!");
316     Ty = NewTy;
317     NodeType &= ~Array;
318     if (WillBeArray) NodeType |= Array;
319     Size = NewTySize;
320
321     // Calculate the number of outgoing links from this node.
322     Links.resize((Size+DS::PointerSize-1) >> DS::PointerShift);
323     return false;
324   }
325
326   // Handle node expansion case here...
327   if (Offset+NewTySize > Size) {
328     // It is illegal to grow this node if we have treated it as an array of
329     // objects...
330     if (isArray()) {
331       if (FoldIfIncompatible) foldNodeCompletely();
332       return true;
333     }
334
335     if (Offset) {  // We could handle this case, but we don't for now...
336       std::cerr << "UNIMP: Trying to merge a growth type into "
337                 << "offset != 0: Collapsing!\n";
338       if (FoldIfIncompatible) foldNodeCompletely();
339       return true;
340     }
341
342     // Okay, the situation is nice and simple, we are trying to merge a type in
343     // at offset 0 that is bigger than our current type.  Implement this by
344     // switching to the new type and then merge in the smaller one, which should
345     // hit the other code path here.  If the other code path decides it's not
346     // ok, it will collapse the node as appropriate.
347     //
348     const Type *OldTy = Ty;
349     Ty = NewTy;
350     NodeType &= ~Array;
351     if (WillBeArray) NodeType |= Array;
352     Size = NewTySize;
353
354     // Must grow links to be the appropriate size...
355     Links.resize((Size+DS::PointerSize-1) >> DS::PointerShift);
356
357     // Merge in the old type now... which is guaranteed to be smaller than the
358     // "current" type.
359     return mergeTypeInfo(OldTy, 0);
360   }
361
362   assert(Offset <= Size &&
363          "Cannot merge something into a part of our type that doesn't exist!");
364
365   // Find the section of Ty that NewTy overlaps with... first we find the
366   // type that starts at offset Offset.
367   //
368   unsigned O = 0;
369   const Type *SubType = Ty;
370   while (O < Offset) {
371     assert(Offset-O < TD.getTypeSize(SubType) && "Offset out of range!");
372
373     switch (SubType->getPrimitiveID()) {
374     case Type::StructTyID: {
375       const StructType *STy = cast<StructType>(SubType);
376       const StructLayout &SL = *TD.getStructLayout(STy);
377
378       unsigned i = 0, e = SL.MemberOffsets.size();
379       for (; i+1 < e && SL.MemberOffsets[i+1] <= Offset-O; ++i)
380         /* empty */;
381
382       // The offset we are looking for must be in the i'th element...
383       SubType = STy->getElementTypes()[i];
384       O += SL.MemberOffsets[i];
385       break;
386     }
387     case Type::ArrayTyID: {
388       SubType = cast<ArrayType>(SubType)->getElementType();
389       unsigned ElSize = TD.getTypeSize(SubType);
390       unsigned Remainder = (Offset-O) % ElSize;
391       O = Offset-Remainder;
392       break;
393     }
394     default:
395       if (FoldIfIncompatible) foldNodeCompletely();
396       return true;
397     }
398   }
399
400   assert(O == Offset && "Could not achieve the correct offset!");
401
402   // If we found our type exactly, early exit
403   if (SubType == NewTy) return false;
404
405   unsigned SubTypeSize = SubType->isSized() ? TD.getTypeSize(SubType) : 0;
406
407   // Ok, we are getting desperate now.  Check for physical subtyping, where we
408   // just require each element in the node to be compatible.
409   if (NewTySize <= SubTypeSize && NewTySize && NewTySize < 256 &&
410       SubTypeSize && SubTypeSize < 256 && 
411       ElementTypesAreCompatible(NewTy, SubType))
412     return false;
413
414   // Okay, so we found the leader type at the offset requested.  Search the list
415   // of types that starts at this offset.  If SubType is currently an array or
416   // structure, the type desired may actually be the first element of the
417   // composite type...
418   //
419   unsigned PadSize = SubTypeSize; // Size, including pad memory which is ignored
420   while (SubType != NewTy) {
421     const Type *NextSubType = 0;
422     unsigned NextSubTypeSize = 0;
423     unsigned NextPadSize = 0;
424     switch (SubType->getPrimitiveID()) {
425     case Type::StructTyID: {
426       const StructType *STy = cast<StructType>(SubType);
427       const StructLayout &SL = *TD.getStructLayout(STy);
428       if (SL.MemberOffsets.size() > 1)
429         NextPadSize = SL.MemberOffsets[1];
430       else
431         NextPadSize = SubTypeSize;
432       NextSubType = STy->getElementTypes()[0];
433       NextSubTypeSize = TD.getTypeSize(NextSubType);
434       break;
435     }
436     case Type::ArrayTyID:
437       NextSubType = cast<ArrayType>(SubType)->getElementType();
438       NextSubTypeSize = TD.getTypeSize(NextSubType);
439       NextPadSize = NextSubTypeSize;
440       break;
441     default: ;
442       // fall out 
443     }
444
445     if (NextSubType == 0)
446       break;   // In the default case, break out of the loop
447
448     if (NextPadSize < NewTySize)
449       break;   // Don't allow shrinking to a smaller type than NewTySize
450     SubType = NextSubType;
451     SubTypeSize = NextSubTypeSize;
452     PadSize = NextPadSize;
453   }
454
455   // If we found the type exactly, return it...
456   if (SubType == NewTy)
457     return false;
458
459   // Check to see if we have a compatible, but different type...
460   if (NewTySize == SubTypeSize) {
461     // Check to see if this type is obviously convertible... int -> uint f.e.
462     if (NewTy->isLosslesslyConvertibleTo(SubType))
463       return false;
464
465     // Check to see if we have a pointer & integer mismatch going on here,
466     // loading a pointer as a long, for example.
467     //
468     if (SubType->isInteger() && isa<PointerType>(NewTy) ||
469         NewTy->isInteger() && isa<PointerType>(SubType))
470       return false;
471   } else if (NewTySize > SubTypeSize && NewTySize <= PadSize) {
472     // We are accessing the field, plus some structure padding.  Ignore the
473     // structure padding.
474     return false;
475   }
476
477   DEBUG(std::cerr << "MergeTypeInfo Folding OrigTy: " << Ty
478                   << "\n due to:" << NewTy << " @ " << Offset << "!\n"
479                   << "SubType: " << SubType << "\n\n");
480
481   if (FoldIfIncompatible) foldNodeCompletely();
482   return true;
483 }
484
485
486
487 // addEdgeTo - Add an edge from the current node to the specified node.  This
488 // can cause merging of nodes in the graph.
489 //
490 void DSNode::addEdgeTo(unsigned Offset, const DSNodeHandle &NH) {
491   if (NH.getNode() == 0) return;       // Nothing to do
492
493   DSNodeHandle &ExistingEdge = getLink(Offset);
494   if (ExistingEdge.getNode()) {
495     // Merge the two nodes...
496     ExistingEdge.mergeWith(NH);
497   } else {                             // No merging to perform...
498     setLink(Offset, NH);               // Just force a link in there...
499   }
500 }
501
502
503 // MergeSortedVectors - Efficiently merge a vector into another vector where
504 // duplicates are not allowed and both are sorted.  This assumes that 'T's are
505 // efficiently copyable and have sane comparison semantics.
506 //
507 static void MergeSortedVectors(std::vector<GlobalValue*> &Dest,
508                                const std::vector<GlobalValue*> &Src) {
509   // By far, the most common cases will be the simple ones.  In these cases,
510   // avoid having to allocate a temporary vector...
511   //
512   if (Src.empty()) {             // Nothing to merge in...
513     return;
514   } else if (Dest.empty()) {     // Just copy the result in...
515     Dest = Src;
516   } else if (Src.size() == 1) {  // Insert a single element...
517     const GlobalValue *V = Src[0];
518     std::vector<GlobalValue*>::iterator I =
519       std::lower_bound(Dest.begin(), Dest.end(), V);
520     if (I == Dest.end() || *I != Src[0])  // If not already contained...
521       Dest.insert(I, Src[0]);
522   } else if (Dest.size() == 1) {
523     GlobalValue *Tmp = Dest[0];           // Save value in temporary...
524     Dest = Src;                           // Copy over list...
525     std::vector<GlobalValue*>::iterator I =
526       std::lower_bound(Dest.begin(), Dest.end(), Tmp);
527     if (I == Dest.end() || *I != Tmp)     // If not already contained...
528       Dest.insert(I, Tmp);
529
530   } else {
531     // Make a copy to the side of Dest...
532     std::vector<GlobalValue*> Old(Dest);
533     
534     // Make space for all of the type entries now...
535     Dest.resize(Dest.size()+Src.size());
536     
537     // Merge the two sorted ranges together... into Dest.
538     std::merge(Old.begin(), Old.end(), Src.begin(), Src.end(), Dest.begin());
539     
540     // Now erase any duplicate entries that may have accumulated into the 
541     // vectors (because they were in both of the input sets)
542     Dest.erase(std::unique(Dest.begin(), Dest.end()), Dest.end());
543   }
544 }
545
546
547 // MergeNodes() - Helper function for DSNode::mergeWith().
548 // This function does the hard work of merging two nodes, CurNodeH
549 // and NH after filtering out trivial cases and making sure that
550 // CurNodeH.offset >= NH.offset.
551 // 
552 // ***WARNING***
553 // Since merging may cause either node to go away, we must always
554 // use the node-handles to refer to the nodes.  These node handles are
555 // automatically updated during merging, so will always provide access
556 // to the correct node after a merge.
557 //
558 void DSNode::MergeNodes(DSNodeHandle& CurNodeH, DSNodeHandle& NH) {
559   assert(CurNodeH.getOffset() >= NH.getOffset() &&
560          "This should have been enforced in the caller.");
561
562   // Now we know that Offset >= NH.Offset, so convert it so our "Offset" (with
563   // respect to NH.Offset) is now zero.  NOffset is the distance from the base
564   // of our object that N starts from.
565   //
566   unsigned NOffset = CurNodeH.getOffset()-NH.getOffset();
567   unsigned NSize = NH.getNode()->getSize();
568
569   // If the two nodes are of different size, and the smaller node has the array
570   // bit set, collapse!
571   if (NSize != CurNodeH.getNode()->getSize()) {
572     if (NSize < CurNodeH.getNode()->getSize()) {
573       if (NH.getNode()->isArray())
574         NH.getNode()->foldNodeCompletely();
575     } else if (CurNodeH.getNode()->isArray()) {
576       NH.getNode()->foldNodeCompletely();
577     }
578   }
579
580   // Merge the type entries of the two nodes together...    
581   if (NH.getNode()->Ty != Type::VoidTy)
582     CurNodeH.getNode()->mergeTypeInfo(NH.getNode()->Ty, NOffset);
583   assert(!CurNodeH.getNode()->isDeadNode());
584
585   // If we are merging a node with a completely folded node, then both nodes are
586   // now completely folded.
587   //
588   if (CurNodeH.getNode()->isNodeCompletelyFolded()) {
589     if (!NH.getNode()->isNodeCompletelyFolded()) {
590       NH.getNode()->foldNodeCompletely();
591       assert(NH.getNode() && NH.getOffset() == 0 &&
592              "folding did not make offset 0?");
593       NOffset = NH.getOffset();
594       NSize = NH.getNode()->getSize();
595       assert(NOffset == 0 && NSize == 1);
596     }
597   } else if (NH.getNode()->isNodeCompletelyFolded()) {
598     CurNodeH.getNode()->foldNodeCompletely();
599     assert(CurNodeH.getNode() && CurNodeH.getOffset() == 0 &&
600            "folding did not make offset 0?");
601     NOffset = NH.getOffset();
602     NSize = NH.getNode()->getSize();
603     assert(NOffset == 0 && NSize == 1);
604   }
605
606   DSNode *N = NH.getNode();
607   if (CurNodeH.getNode() == N || N == 0) return;
608   assert(!CurNodeH.getNode()->isDeadNode());
609
610   // Merge the NodeType information...
611   CurNodeH.getNode()->NodeType |= N->NodeType;
612
613   // Start forwarding to the new node!
614   N->forwardNode(CurNodeH.getNode(), NOffset);
615   assert(!CurNodeH.getNode()->isDeadNode());
616
617   // Make all of the outgoing links of N now be outgoing links of CurNodeH.
618   //
619   for (unsigned i = 0; i < N->getNumLinks(); ++i) {
620     DSNodeHandle &Link = N->getLink(i << DS::PointerShift);
621     if (Link.getNode()) {
622       // Compute the offset into the current node at which to
623       // merge this link.  In the common case, this is a linear
624       // relation to the offset in the original node (with
625       // wrapping), but if the current node gets collapsed due to
626       // recursive merging, we must make sure to merge in all remaining
627       // links at offset zero.
628       unsigned MergeOffset = 0;
629       DSNode *CN = CurNodeH.getNode();
630       if (CN->Size != 1)
631         MergeOffset = ((i << DS::PointerShift)+NOffset) % CN->getSize();
632       CN->addEdgeTo(MergeOffset, Link);
633     }
634   }
635
636   // Now that there are no outgoing edges, all of the Links are dead.
637   N->Links.clear();
638
639   // Merge the globals list...
640   if (!N->Globals.empty()) {
641     MergeSortedVectors(CurNodeH.getNode()->Globals, N->Globals);
642
643     // Delete the globals from the old node...
644     std::vector<GlobalValue*>().swap(N->Globals);
645   }
646 }
647
648
649 // mergeWith - Merge this node and the specified node, moving all links to and
650 // from the argument node into the current node, deleting the node argument.
651 // Offset indicates what offset the specified node is to be merged into the
652 // current node.
653 //
654 // The specified node may be a null pointer (in which case, nothing happens).
655 //
656 void DSNode::mergeWith(const DSNodeHandle &NH, unsigned Offset) {
657   DSNode *N = NH.getNode();
658   if (N == 0 || (N == this && NH.getOffset() == Offset))
659     return;  // Noop
660
661   assert(!N->isDeadNode() && !isDeadNode());
662   assert(!hasNoReferrers() && "Should not try to fold a useless node!");
663
664   if (N == this) {
665     // We cannot merge two pieces of the same node together, collapse the node
666     // completely.
667     DEBUG(std::cerr << "Attempting to merge two chunks of"
668                     << " the same node together!\n");
669     foldNodeCompletely();
670     return;
671   }
672
673   // If both nodes are not at offset 0, make sure that we are merging the node
674   // at an later offset into the node with the zero offset.
675   //
676   if (Offset < NH.getOffset()) {
677     N->mergeWith(DSNodeHandle(this, Offset), NH.getOffset());
678     return;
679   } else if (Offset == NH.getOffset() && getSize() < N->getSize()) {
680     // If the offsets are the same, merge the smaller node into the bigger node
681     N->mergeWith(DSNodeHandle(this, Offset), NH.getOffset());
682     return;
683   }
684
685   // Ok, now we can merge the two nodes.  Use a static helper that works with
686   // two node handles, since "this" may get merged away at intermediate steps.
687   DSNodeHandle CurNodeH(this, Offset);
688   DSNodeHandle NHCopy(NH);
689   DSNode::MergeNodes(CurNodeH, NHCopy);
690 }
691
692 //===----------------------------------------------------------------------===//
693 // DSCallSite Implementation
694 //===----------------------------------------------------------------------===//
695
696 // Define here to avoid including iOther.h and BasicBlock.h in DSGraph.h
697 Function &DSCallSite::getCaller() const {
698   return *Inst->getParent()->getParent();
699 }
700
701
702 //===----------------------------------------------------------------------===//
703 // DSGraph Implementation
704 //===----------------------------------------------------------------------===//
705
706 /// getFunctionNames - Return a space separated list of the name of the
707 /// functions in this graph (if any)
708 std::string DSGraph::getFunctionNames() const {
709   switch (getReturnNodes().size()) {
710   case 0: return "Globals graph";
711   case 1: return getReturnNodes().begin()->first->getName();
712   default:
713     std::string Return;
714     for (DSGraph::ReturnNodesTy::const_iterator I = getReturnNodes().begin();
715          I != getReturnNodes().end(); ++I)
716       Return += I->first->getName() + " ";
717     Return.erase(Return.end()-1, Return.end());   // Remove last space character
718     return Return;
719   }
720 }
721
722
723 DSGraph::DSGraph(const DSGraph &G) : GlobalsGraph(0) {
724   PrintAuxCalls = false;
725   NodeMapTy NodeMap;
726   cloneInto(G, ScalarMap, ReturnNodes, NodeMap);
727 }
728
729 DSGraph::DSGraph(const DSGraph &G, NodeMapTy &NodeMap)
730   : GlobalsGraph(0) {
731   PrintAuxCalls = false;
732   cloneInto(G, ScalarMap, ReturnNodes, NodeMap);
733 }
734
735 DSGraph::~DSGraph() {
736   FunctionCalls.clear();
737   AuxFunctionCalls.clear();
738   ScalarMap.clear();
739   ReturnNodes.clear();
740
741   // Drop all intra-node references, so that assertions don't fail...
742   std::for_each(Nodes.begin(), Nodes.end(),
743                 std::mem_fun(&DSNode::dropAllReferences));
744
745   // Delete all of the nodes themselves...
746   std::for_each(Nodes.begin(), Nodes.end(), deleter<DSNode>);
747 }
748
749 // dump - Allow inspection of graph in a debugger.
750 void DSGraph::dump() const { print(std::cerr); }
751
752
753 /// remapLinks - Change all of the Links in the current node according to the
754 /// specified mapping.
755 ///
756 void DSNode::remapLinks(DSGraph::NodeMapTy &OldNodeMap) {
757   for (unsigned i = 0, e = Links.size(); i != e; ++i) {
758     DSNodeHandle &H = OldNodeMap[Links[i].getNode()];
759     Links[i].setNode(H.getNode());
760     Links[i].setOffset(Links[i].getOffset()+H.getOffset());
761   }
762 }
763
764
765 /// cloneInto - Clone the specified DSGraph into the current graph.  The
766 /// translated ScalarMap for the old function is filled into the OldValMap
767 /// member, and the translated ReturnNodes map is returned into ReturnNodes.
768 ///
769 /// The CloneFlags member controls various aspects of the cloning process.
770 ///
771 void DSGraph::cloneInto(const DSGraph &G, ScalarMapTy &OldValMap,
772                         ReturnNodesTy &OldReturnNodes, NodeMapTy &OldNodeMap,
773                         unsigned CloneFlags) {
774   assert(OldNodeMap.empty() && "Returned OldNodeMap should be empty!");
775   assert(&G != this && "Cannot clone graph into itself!");
776
777   unsigned FN = Nodes.size();           // First new node...
778
779   // Duplicate all of the nodes, populating the node map...
780   Nodes.reserve(FN+G.Nodes.size());
781
782   // Remove alloca or mod/ref bits as specified...
783   unsigned BitsToClear =((CloneFlags & StripAllocaBit) ? DSNode::AllocaNode : 0)
784     | ((CloneFlags & StripModRefBits) ? (DSNode::Modified | DSNode::Read) : 0);
785   BitsToClear |= DSNode::DEAD;  // Clear dead flag...
786   for (unsigned i = 0, e = G.Nodes.size(); i != e; ++i) {
787     DSNode *Old = G.Nodes[i];
788     DSNode *New = new DSNode(*Old, this);
789     New->maskNodeTypes(~BitsToClear);
790     OldNodeMap[Old] = New;
791   }
792
793 #ifndef NDEBUG
794   Timer::addPeakMemoryMeasurement();
795 #endif
796
797   // Rewrite the links in the new nodes to point into the current graph now.
798   for (unsigned i = FN, e = Nodes.size(); i != e; ++i)
799     Nodes[i]->remapLinks(OldNodeMap);
800
801   // Copy the scalar map... merging all of the global nodes...
802   for (ScalarMapTy::const_iterator I = G.ScalarMap.begin(),
803          E = G.ScalarMap.end(); I != E; ++I) {
804     DSNodeHandle &MappedNode = OldNodeMap[I->second.getNode()];
805     DSNodeHandle &H = OldValMap[I->first];
806     H.mergeWith(DSNodeHandle(MappedNode.getNode(),
807                              I->second.getOffset()+MappedNode.getOffset()));
808
809     // If this is a global, add the global to this fn or merge if already exists
810     if (isa<GlobalValue>(I->first))
811       ScalarMap[I->first].mergeWith(H);
812   }
813
814   if (!(CloneFlags & DontCloneCallNodes)) {
815     // Copy the function calls list...
816     unsigned FC = FunctionCalls.size();  // FirstCall
817     FunctionCalls.reserve(FC+G.FunctionCalls.size());
818     for (unsigned i = 0, ei = G.FunctionCalls.size(); i != ei; ++i)
819       FunctionCalls.push_back(DSCallSite(G.FunctionCalls[i], OldNodeMap));
820   }
821
822   if (!(CloneFlags & DontCloneAuxCallNodes)) {
823     // Copy the auxillary function calls list...
824     unsigned FC = AuxFunctionCalls.size();  // FirstCall
825     AuxFunctionCalls.reserve(FC+G.AuxFunctionCalls.size());
826     for (unsigned i = 0, ei = G.AuxFunctionCalls.size(); i != ei; ++i)
827       AuxFunctionCalls.push_back(DSCallSite(G.AuxFunctionCalls[i], OldNodeMap));
828   }
829
830   // Map the return node pointers over...
831   for (ReturnNodesTy::const_iterator I = G.getReturnNodes().begin(),
832          E = G.getReturnNodes().end(); I != E; ++I) {
833     const DSNodeHandle &Ret = I->second;
834     DSNodeHandle &MappedRet = OldNodeMap[Ret.getNode()];
835     OldReturnNodes.insert(std::make_pair(I->first,
836                           DSNodeHandle(MappedRet.getNode(),
837                                        MappedRet.getOffset()+Ret.getOffset())));
838   }
839 }
840
841 /// mergeInGraph - The method is used for merging graphs together.  If the
842 /// argument graph is not *this, it makes a clone of the specified graph, then
843 /// merges the nodes specified in the call site with the formal arguments in the
844 /// graph.
845 ///
846 void DSGraph::mergeInGraph(const DSCallSite &CS, Function &F,
847                            const DSGraph &Graph, unsigned CloneFlags) {
848   ScalarMapTy OldValMap, *ScalarMap;
849   DSNodeHandle RetVal;
850
851   // If this is not a recursive call, clone the graph into this graph...
852   if (&Graph != this) {
853     // Clone the callee's graph into the current graph, keeping
854     // track of where scalars in the old graph _used_ to point,
855     // and of the new nodes matching nodes of the old graph.
856     NodeMapTy OldNodeMap;
857     
858     // The clone call may invalidate any of the vectors in the data
859     // structure graph.  Strip locals and don't copy the list of callers
860     ReturnNodesTy OldRetNodes;
861     cloneInto(Graph, OldValMap, OldRetNodes, OldNodeMap, CloneFlags);
862     RetVal = OldRetNodes[&F];
863     ScalarMap = &OldValMap;
864   } else {
865     RetVal = getReturnNodeFor(F);
866     ScalarMap = &getScalarMap();
867   }
868
869   // Merge the return value with the return value of the context...
870   RetVal.mergeWith(CS.getRetVal());
871
872   // Resolve all of the function arguments...
873   Function::aiterator AI = F.abegin();
874
875   for (unsigned i = 0, e = CS.getNumPtrArgs(); i != e; ++i, ++AI) {
876     // Advance the argument iterator to the first pointer argument...
877     while (AI != F.aend() && !isPointerType(AI->getType())) {
878       ++AI;
879 #ifndef NDEBUG
880       if (AI == F.aend())
881         std::cerr << "Bad call to Function: " << F.getName() << "\n";
882 #endif
883     }
884     if (AI == F.aend()) break;
885     
886     // Add the link from the argument scalar to the provided value
887     assert(ScalarMap->count(AI) && "Argument not in scalar map?");
888     DSNodeHandle &NH = (*ScalarMap)[AI];
889     assert(NH.getNode() && "Pointer argument without scalarmap entry?");
890     NH.mergeWith(CS.getPtrArg(i));
891   }
892 }
893
894
895 // markIncompleteNodes - Mark the specified node as having contents that are not
896 // known with the current analysis we have performed.  Because a node makes all
897 // of the nodes it can reach incomplete if the node itself is incomplete, we
898 // must recursively traverse the data structure graph, marking all reachable
899 // nodes as incomplete.
900 //
901 static void markIncompleteNode(DSNode *N) {
902   // Stop recursion if no node, or if node already marked...
903   if (N == 0 || N->isIncomplete()) return;
904
905   // Actually mark the node
906   N->setIncompleteMarker();
907
908   // Recusively process children...
909   for (unsigned i = 0, e = N->getSize(); i < e; i += DS::PointerSize)
910     if (DSNode *DSN = N->getLink(i).getNode())
911       markIncompleteNode(DSN);
912 }
913
914 static void markIncomplete(DSCallSite &Call) {
915   // Then the return value is certainly incomplete!
916   markIncompleteNode(Call.getRetVal().getNode());
917
918   // All objects pointed to by function arguments are incomplete!
919   for (unsigned i = 0, e = Call.getNumPtrArgs(); i != e; ++i)
920     markIncompleteNode(Call.getPtrArg(i).getNode());
921 }
922
923 // markIncompleteNodes - Traverse the graph, identifying nodes that may be
924 // modified by other functions that have not been resolved yet.  This marks
925 // nodes that are reachable through three sources of "unknownness":
926 //
927 //  Global Variables, Function Calls, and Incoming Arguments
928 //
929 // For any node that may have unknown components (because something outside the
930 // scope of current analysis may have modified it), the 'Incomplete' flag is
931 // added to the NodeType.
932 //
933 void DSGraph::markIncompleteNodes(unsigned Flags) {
934   // Mark any incoming arguments as incomplete...
935   if (Flags & DSGraph::MarkFormalArgs)
936     for (ReturnNodesTy::iterator FI = ReturnNodes.begin(), E =ReturnNodes.end();
937          FI != E; ++FI) {
938       Function &F = *FI->first;
939       if (F.getName() != "main")
940         for (Function::aiterator I = F.abegin(), E = F.aend(); I != E; ++I)
941           if (isPointerType(I->getType()) &&
942               ScalarMap.find(I) != ScalarMap.end())
943             markIncompleteNode(ScalarMap[I].getNode());
944     }
945
946   // Mark stuff passed into functions calls as being incomplete...
947   if (!shouldPrintAuxCalls())
948     for (unsigned i = 0, e = FunctionCalls.size(); i != e; ++i)
949       markIncomplete(FunctionCalls[i]);
950   else
951     for (unsigned i = 0, e = AuxFunctionCalls.size(); i != e; ++i)
952       markIncomplete(AuxFunctionCalls[i]);
953     
954
955   // Mark all global nodes as incomplete...
956   if ((Flags & DSGraph::IgnoreGlobals) == 0)
957     for (unsigned i = 0, e = Nodes.size(); i != e; ++i)
958       if (Nodes[i]->isGlobalNode() && Nodes[i]->getNumLinks())
959         markIncompleteNode(Nodes[i]);
960 }
961
962 static inline void killIfUselessEdge(DSNodeHandle &Edge) {
963   if (DSNode *N = Edge.getNode())  // Is there an edge?
964     if (N->getNumReferrers() == 1)  // Does it point to a lonely node?
965       // No interesting info?
966       if ((N->getNodeFlags() & ~DSNode::Incomplete) == 0 &&
967           N->getType() == Type::VoidTy && !N->isNodeCompletelyFolded())
968         Edge.setNode(0);  // Kill the edge!
969 }
970
971 static inline bool nodeContainsExternalFunction(const DSNode *N) {
972   const std::vector<GlobalValue*> &Globals = N->getGlobals();
973   for (unsigned i = 0, e = Globals.size(); i != e; ++i)
974     if (Globals[i]->isExternal())
975       return true;
976   return false;
977 }
978
979 static void removeIdenticalCalls(std::vector<DSCallSite> &Calls) {
980   // Remove trivially identical function calls
981   unsigned NumFns = Calls.size();
982   std::sort(Calls.begin(), Calls.end());  // Sort by callee as primary key!
983
984   // Scan the call list cleaning it up as necessary...
985   DSNode   *LastCalleeNode = 0;
986   Function *LastCalleeFunc = 0;
987   unsigned NumDuplicateCalls = 0;
988   bool LastCalleeContainsExternalFunction = false;
989   for (unsigned i = 0; i != Calls.size(); ++i) {
990     DSCallSite &CS = Calls[i];
991
992     // If the Callee is a useless edge, this must be an unreachable call site,
993     // eliminate it.
994     if (CS.isIndirectCall() && CS.getCalleeNode()->getNumReferrers() == 1 &&
995         CS.getCalleeNode()->getNodeFlags() == 0) {  // No useful info?
996       std::cerr << "WARNING: Useless call site found??\n";
997       CS.swap(Calls.back());
998       Calls.pop_back();
999       --i;
1000     } else {
1001       // If the return value or any arguments point to a void node with no
1002       // information at all in it, and the call node is the only node to point
1003       // to it, remove the edge to the node (killing the node).
1004       //
1005       killIfUselessEdge(CS.getRetVal());
1006       for (unsigned a = 0, e = CS.getNumPtrArgs(); a != e; ++a)
1007         killIfUselessEdge(CS.getPtrArg(a));
1008       
1009       // If this call site calls the same function as the last call site, and if
1010       // the function pointer contains an external function, this node will
1011       // never be resolved.  Merge the arguments of the call node because no
1012       // information will be lost.
1013       //
1014       if ((CS.isDirectCall()   && CS.getCalleeFunc() == LastCalleeFunc) ||
1015           (CS.isIndirectCall() && CS.getCalleeNode() == LastCalleeNode)) {
1016         ++NumDuplicateCalls;
1017         if (NumDuplicateCalls == 1) {
1018           if (LastCalleeNode)
1019             LastCalleeContainsExternalFunction =
1020               nodeContainsExternalFunction(LastCalleeNode);
1021           else
1022             LastCalleeContainsExternalFunction = LastCalleeFunc->isExternal();
1023         }
1024         
1025         if (LastCalleeContainsExternalFunction ||
1026             // This should be more than enough context sensitivity!
1027             // FIXME: Evaluate how many times this is tripped!
1028             NumDuplicateCalls > 20) {
1029           DSCallSite &OCS = Calls[i-1];
1030           OCS.mergeWith(CS);
1031           
1032           // The node will now be eliminated as a duplicate!
1033           if (CS.getNumPtrArgs() < OCS.getNumPtrArgs())
1034             CS = OCS;
1035           else if (CS.getNumPtrArgs() > OCS.getNumPtrArgs())
1036             OCS = CS;
1037         }
1038       } else {
1039         if (CS.isDirectCall()) {
1040           LastCalleeFunc = CS.getCalleeFunc();
1041           LastCalleeNode = 0;
1042         } else {
1043           LastCalleeNode = CS.getCalleeNode();
1044           LastCalleeFunc = 0;
1045         }
1046         NumDuplicateCalls = 0;
1047       }
1048     }
1049   }
1050
1051   Calls.erase(std::unique(Calls.begin(), Calls.end()),
1052               Calls.end());
1053
1054   // Track the number of call nodes merged away...
1055   NumCallNodesMerged += NumFns-Calls.size();
1056
1057   DEBUG(if (NumFns != Calls.size())
1058           std::cerr << "Merged " << (NumFns-Calls.size()) << " call nodes.\n";);
1059 }
1060
1061
1062 // removeTriviallyDeadNodes - After the graph has been constructed, this method
1063 // removes all unreachable nodes that are created because they got merged with
1064 // other nodes in the graph.  These nodes will all be trivially unreachable, so
1065 // we don't have to perform any non-trivial analysis here.
1066 //
1067 void DSGraph::removeTriviallyDeadNodes() {
1068   removeIdenticalCalls(FunctionCalls);
1069   removeIdenticalCalls(AuxFunctionCalls);
1070
1071   for (unsigned i = 0; i != Nodes.size(); ++i) {
1072     DSNode *Node = Nodes[i];
1073     if (Node->isComplete() && !Node->isModified() && !Node->isRead()) {
1074       // This is a useless node if it has no mod/ref info (checked above),
1075       // outgoing edges (which it cannot, as it is not modified in this
1076       // context), and it has no incoming edges.  If it is a global node it may
1077       // have all of these properties and still have incoming edges, due to the
1078       // scalar map, so we check those now.
1079       //
1080       if (Node->getNumReferrers() == Node->getGlobals().size()) {
1081         const std::vector<GlobalValue*> &Globals = Node->getGlobals();
1082
1083         // Loop through and make sure all of the globals are referring directly
1084         // to the node...
1085         for (unsigned j = 0, e = Globals.size(); j != e; ++j) {
1086           DSNode *N = ScalarMap.find(Globals[j])->second.getNode();
1087           assert(N == Node && "ScalarMap doesn't match globals list!");
1088         }
1089
1090         // Make sure NumReferrers still agrees, if so, the node is truly dead.
1091         if (Node->getNumReferrers() == Globals.size()) {
1092           for (unsigned j = 0, e = Globals.size(); j != e; ++j)
1093             ScalarMap.erase(Globals[j]);
1094           Node->makeNodeDead();
1095         }
1096       }
1097     }
1098
1099     if (Node->getNodeFlags() == 0 && Node->hasNoReferrers()) {
1100       // This node is dead!
1101       delete Node;                        // Free memory...
1102       Nodes[i--] = Nodes.back();
1103       Nodes.pop_back();                   // Remove from node list...
1104     }
1105   }
1106 }
1107
1108
1109 /// markReachableNodes - This method recursively traverses the specified
1110 /// DSNodes, marking any nodes which are reachable.  All reachable nodes it adds
1111 /// to the set, which allows it to only traverse visited nodes once.
1112 ///
1113 void DSNode::markReachableNodes(hash_set<DSNode*> &ReachableNodes) {
1114   if (this == 0) return;
1115   assert(getForwardNode() == 0 && "Cannot mark a forwarded node!");
1116   if (ReachableNodes.count(this)) return;          // Already marked reachable
1117   ReachableNodes.insert(this);                     // Is reachable now
1118
1119   for (unsigned i = 0, e = getSize(); i < e; i += DS::PointerSize)
1120     getLink(i).getNode()->markReachableNodes(ReachableNodes);
1121 }
1122
1123 void DSCallSite::markReachableNodes(hash_set<DSNode*> &Nodes) {
1124   getRetVal().getNode()->markReachableNodes(Nodes);
1125   if (isIndirectCall()) getCalleeNode()->markReachableNodes(Nodes);
1126   
1127   for (unsigned i = 0, e = getNumPtrArgs(); i != e; ++i)
1128     getPtrArg(i).getNode()->markReachableNodes(Nodes);
1129 }
1130
1131 // CanReachAliveNodes - Simple graph walker that recursively traverses the graph
1132 // looking for a node that is marked alive.  If an alive node is found, return
1133 // true, otherwise return false.  If an alive node is reachable, this node is
1134 // marked as alive...
1135 //
1136 static bool CanReachAliveNodes(DSNode *N, hash_set<DSNode*> &Alive,
1137                                hash_set<DSNode*> &Visited) {
1138   if (N == 0) return false;
1139   assert(N->getForwardNode() == 0 && "Cannot mark a forwarded node!");
1140
1141   // If we know that this node is alive, return so!
1142   if (Alive.count(N)) return true;
1143
1144   // Otherwise, we don't think the node is alive yet, check for infinite
1145   // recursion.
1146   if (Visited.count(N)) return false;  // Found a cycle
1147   Visited.insert(N);   // No recursion, insert into Visited...
1148
1149   for (unsigned i = 0, e = N->getSize(); i < e; i += DS::PointerSize)
1150     if (CanReachAliveNodes(N->getLink(i).getNode(), Alive, Visited)) {
1151       N->markReachableNodes(Alive);
1152       return true;
1153     }
1154   return false;
1155 }
1156
1157 // CallSiteUsesAliveArgs - Return true if the specified call site can reach any
1158 // alive nodes.
1159 //
1160 static bool CallSiteUsesAliveArgs(DSCallSite &CS, hash_set<DSNode*> &Alive,
1161                                   hash_set<DSNode*> &Visited) {
1162   if (CanReachAliveNodes(CS.getRetVal().getNode(), Alive, Visited))
1163     return true;
1164   if (CS.isIndirectCall() &&
1165       CanReachAliveNodes(CS.getCalleeNode(), Alive, Visited))
1166     return true;
1167   for (unsigned i = 0, e = CS.getNumPtrArgs(); i != e; ++i)
1168     if (CanReachAliveNodes(CS.getPtrArg(i).getNode(), Alive, Visited))
1169       return true;
1170   return false;
1171 }
1172
1173 // removeDeadNodes - Use a more powerful reachability analysis to eliminate
1174 // subgraphs that are unreachable.  This often occurs because the data
1175 // structure doesn't "escape" into it's caller, and thus should be eliminated
1176 // from the caller's graph entirely.  This is only appropriate to use when
1177 // inlining graphs.
1178 //
1179 void DSGraph::removeDeadNodes(unsigned Flags) {
1180   // Reduce the amount of work we have to do... remove dummy nodes left over by
1181   // merging...
1182   removeTriviallyDeadNodes();
1183
1184   // FIXME: Merge nontrivially identical call nodes...
1185
1186   // Alive - a set that holds all nodes found to be reachable/alive.
1187   hash_set<DSNode*> Alive;
1188   std::vector<std::pair<Value*, DSNode*> > GlobalNodes;
1189
1190   // Mark all nodes reachable by (non-global) scalar nodes as alive...
1191   for (ScalarMapTy::iterator I = ScalarMap.begin(), E = ScalarMap.end(); I !=E;)
1192     if (isa<GlobalValue>(I->first)) {             // Keep track of global nodes
1193       assert(I->second.getNode() && "Null global node?");
1194       GlobalNodes.push_back(std::make_pair(I->first, I->second.getNode()));
1195       ++I;
1196     } else {
1197       // Check to see if this is a worthless node generated for non-pointer
1198       // values, such as integers.  Consider an addition of long types: A+B.
1199       // Assuming we can track all uses of the value in this context, and it is
1200       // NOT used as a pointer, we can delete the node.  We will be able to
1201       // detect this situation if the node pointed to ONLY has Unknown bit set
1202       // in the node.  In this case, the node is not incomplete, does not point
1203       // to any other nodes (no mod/ref bits set), and is therefore
1204       // uninteresting for data structure analysis.  If we run across one of
1205       // these, prune the scalar pointing to it.
1206       //
1207       DSNode *N = I->second.getNode();
1208       if (N->isUnknownNode() && !isa<Argument>(I->first)) {
1209         ScalarMap.erase(I++);
1210       } else {
1211         I->second.getNode()->markReachableNodes(Alive);
1212         ++I;
1213       }
1214     }
1215
1216   // The return value is alive as well...
1217   for (ReturnNodesTy::iterator I = ReturnNodes.begin(), E = ReturnNodes.end();
1218        I != E; ++I)
1219     I->second.getNode()->markReachableNodes(Alive);
1220
1221   // Mark any nodes reachable by primary calls as alive...
1222   for (unsigned i = 0, e = FunctionCalls.size(); i != e; ++i)
1223     FunctionCalls[i].markReachableNodes(Alive);
1224
1225   bool Iterate;
1226   hash_set<DSNode*> Visited;
1227   std::vector<unsigned char> AuxFCallsAlive(AuxFunctionCalls.size());
1228   do {
1229     Visited.clear();
1230     // If any global nodes points to a non-global that is "alive", the global is
1231     // "alive" as well...  Remove it from the GlobalNodes list so we only have
1232     // unreachable globals in the list.
1233     //
1234     Iterate = false;
1235     for (unsigned i = 0; i != GlobalNodes.size(); ++i)
1236       if (CanReachAliveNodes(GlobalNodes[i].second, Alive, Visited)) {
1237         std::swap(GlobalNodes[i--], GlobalNodes.back()); // Move to end to erase
1238         GlobalNodes.pop_back();                          // Erase efficiently
1239         Iterate = true;
1240       }
1241
1242     for (unsigned i = 0, e = AuxFunctionCalls.size(); i != e; ++i)
1243       if (!AuxFCallsAlive[i] &&
1244           CallSiteUsesAliveArgs(AuxFunctionCalls[i], Alive, Visited)) {
1245         AuxFunctionCalls[i].markReachableNodes(Alive);
1246         AuxFCallsAlive[i] = true;
1247         Iterate = true;
1248       }
1249   } while (Iterate);
1250
1251   // Remove all dead aux function calls...
1252   unsigned CurIdx = 0;
1253   for (unsigned i = 0, e = AuxFunctionCalls.size(); i != e; ++i)
1254     if (AuxFCallsAlive[i])
1255       AuxFunctionCalls[CurIdx++].swap(AuxFunctionCalls[i]);
1256   if (!(Flags & DSGraph::RemoveUnreachableGlobals)) {
1257     assert(GlobalsGraph && "No globals graph available??");
1258     // Move the unreachable call nodes to the globals graph...
1259     GlobalsGraph->AuxFunctionCalls.insert(GlobalsGraph->AuxFunctionCalls.end(),
1260                                           AuxFunctionCalls.begin()+CurIdx,
1261                                           AuxFunctionCalls.end());
1262   }
1263   // Crop all the useless ones out...
1264   AuxFunctionCalls.erase(AuxFunctionCalls.begin()+CurIdx,
1265                          AuxFunctionCalls.end());
1266
1267   // At this point, any nodes which are visited, but not alive, are nodes which
1268   // should be moved to the globals graph.  Loop over all nodes, eliminating
1269   // completely unreachable nodes, and moving visited nodes to the globals graph
1270   //
1271   std::vector<DSNode*> DeadNodes;
1272   DeadNodes.reserve(Nodes.size());
1273   for (unsigned i = 0; i != Nodes.size(); ++i)
1274     if (!Alive.count(Nodes[i])) {
1275       DSNode *N = Nodes[i];
1276       Nodes[i--] = Nodes.back();            // move node to end of vector
1277       Nodes.pop_back();                     // Erase node from alive list.
1278       if (!(Flags & DSGraph::RemoveUnreachableGlobals) &&  // Not in TD pass
1279           Visited.count(N)) {                    // Visited but not alive?
1280         GlobalsGraph->Nodes.push_back(N);        // Move node to globals graph
1281         N->setParentGraph(GlobalsGraph);
1282       } else {                                 // Otherwise, delete the node
1283         assert((!N->isGlobalNode() ||
1284                 (Flags & DSGraph::RemoveUnreachableGlobals))
1285                && "Killing a global?");
1286         //std::cerr << "[" << i+1 << "/" << DeadNodes.size()
1287         //          << "] Node is dead: "; N->dump();
1288         DeadNodes.push_back(N);
1289         N->dropAllReferences();
1290       }
1291     } else {
1292       assert(Nodes[i]->getForwardNode() == 0 && "Alive forwarded node?");
1293     }
1294
1295   // Now that the nodes have either been deleted or moved to the globals graph,
1296   // loop over the scalarmap, updating the entries for globals...
1297   //
1298   if (!(Flags & DSGraph::RemoveUnreachableGlobals)) {  // Not in the TD pass?
1299     // In this array we start the remapping, which can cause merging.  Because
1300     // of this, the DSNode pointers in GlobalNodes may be invalidated, so we
1301     // must always go through the ScalarMap (which contains DSNodeHandles [which
1302     // cannot be invalidated by merging]).
1303     //
1304     for (unsigned i = 0, e = GlobalNodes.size(); i != e; ++i) {
1305       Value *G = GlobalNodes[i].first;
1306       ScalarMapTy::iterator I = ScalarMap.find(G);
1307       assert(I != ScalarMap.end() && "Global not in scalar map anymore?");
1308       assert(I->second.getNode() && "Global not pointing to anything?");
1309       assert(!Alive.count(I->second.getNode()) && "Node is alive??");
1310       GlobalsGraph->ScalarMap[G].mergeWith(I->second);
1311       assert(GlobalsGraph->ScalarMap[G].getNode() &&
1312              "Global not pointing to anything?");
1313       ScalarMap.erase(I);
1314     }
1315
1316     // Merging leaves behind silly nodes, we remove them to avoid polluting the
1317     // globals graph.
1318     if (!GlobalNodes.empty())
1319       GlobalsGraph->removeTriviallyDeadNodes();
1320   } else {
1321     // If we are in the top-down pass, remove all unreachable globals from the
1322     // ScalarMap...
1323     for (unsigned i = 0, e = GlobalNodes.size(); i != e; ++i)
1324       ScalarMap.erase(GlobalNodes[i].first);
1325   }
1326
1327   // Loop over all of the dead nodes now, deleting them since their referrer
1328   // count is zero.
1329   for (unsigned i = 0, e = DeadNodes.size(); i != e; ++i)
1330     delete DeadNodes[i];
1331
1332   DEBUG(AssertGraphOK(); GlobalsGraph->AssertGraphOK());
1333 }
1334
1335 void DSGraph::AssertGraphOK() const {
1336   for (unsigned i = 0, e = Nodes.size(); i != e; ++i)
1337     Nodes[i]->assertOK();
1338   return;  // FIXME: remove
1339   for (ScalarMapTy::const_iterator I = ScalarMap.begin(),
1340          E = ScalarMap.end(); I != E; ++I) {
1341     assert(I->second.getNode() && "Null node in scalarmap!");
1342     AssertNodeInGraph(I->second.getNode());
1343     if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(I->first)) {
1344       assert(I->second.getNode()->isGlobalNode() &&
1345              "Global points to node, but node isn't global?");
1346       AssertNodeContainsGlobal(I->second.getNode(), GV);
1347     }
1348   }
1349   AssertCallNodesInGraph();
1350   AssertAuxCallNodesInGraph();
1351 }