88aaa5e3fa10a4d5fb8470b0b1735904bbfe5161
[oota-llvm.git] / lib / VMCore / PassManager.cpp
1 //===- PassManager.cpp - LLVM Pass Infrastructure Implementation ----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the LLVM Pass Manager infrastructure.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14
15 #include "llvm/PassManagers.h"
16 #include "llvm/PassManager.h"
17 #include "llvm/Assembly/PrintModulePass.h"
18 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
19 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
20 #include "llvm/Support/Debug.h"
21 #include "llvm/Support/Timer.h"
22 #include "llvm/Module.h"
23 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
24 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
25 #include "llvm/Support/PassNameParser.h"
26 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
27 #include "llvm/System/Mutex.h"
28 #include <algorithm>
29 #include <cstdio>
30 #include <map>
31 using namespace llvm;
32
33 // See PassManagers.h for Pass Manager infrastructure overview.
34
35 namespace llvm {
36
37 //===----------------------------------------------------------------------===//
38 // Pass debugging information.  Often it is useful to find out what pass is
39 // running when a crash occurs in a utility.  When this library is compiled with
40 // debugging on, a command line option (--debug-pass) is enabled that causes the
41 // pass name to be printed before it executes.
42 //
43
44 // Different debug levels that can be enabled...
45 enum PassDebugLevel {
46   None, Arguments, Structure, Executions, Details
47 };
48
49 static cl::opt<enum PassDebugLevel>
50 PassDebugging("debug-pass", cl::Hidden,
51                   cl::desc("Print PassManager debugging information"),
52                   cl::values(
53   clEnumVal(None      , "disable debug output"),
54   clEnumVal(Arguments , "print pass arguments to pass to 'opt'"),
55   clEnumVal(Structure , "print pass structure before run()"),
56   clEnumVal(Executions, "print pass name before it is executed"),
57   clEnumVal(Details   , "print pass details when it is executed"),
58                              clEnumValEnd));
59
60 typedef llvm::cl::list<const llvm::PassInfo *, bool, PassNameParser>
61 PassOptionList;
62
63 // Print IR out before/after specified passes.
64 static PassOptionList
65 PrintBefore("print-before",
66             llvm::cl::desc("Print IR before specified passes"));
67
68 static PassOptionList
69 PrintAfter("print-after",
70            llvm::cl::desc("Print IR after specified passes"));
71
72 static cl::opt<bool>
73 PrintBeforeAll("print-before-all",
74                llvm::cl::desc("Print IR before each pass"),
75                cl::init(false));
76 static cl::opt<bool>
77 PrintAfterAll("print-after-all",
78               llvm::cl::desc("Print IR after each pass"),
79               cl::init(false));
80
81 /// This is a helper to determine whether to print IR before or
82 /// after a pass.
83
84 static bool ShouldPrintBeforeOrAfterPass(const void *PassID,
85                                          PassOptionList &PassesToPrint) {
86   if (const llvm::PassInfo *PI =
87       PassRegistry::getPassRegistry()->getPassInfo(PassID)) {
88     for (unsigned i = 0, ie = PassesToPrint.size(); i < ie; ++i) {
89       const llvm::PassInfo *PassInf = PassesToPrint[i];
90       if (PassInf)
91         if (PassInf->getPassArgument() == PI->getPassArgument()) {
92           return true;
93         }
94     }
95   }
96   return false;
97 }
98
99
100 /// This is a utility to check whether a pass should have IR dumped
101 /// before it.
102 static bool ShouldPrintBeforePass(const void *PassID) {
103   return PrintBeforeAll || ShouldPrintBeforeOrAfterPass(PassID, PrintBefore);
104 }
105
106 /// This is a utility to check whether a pass should have IR dumped
107 /// after it.
108 static bool ShouldPrintAfterPass(const void *PassID) {
109   return PrintAfterAll || ShouldPrintBeforeOrAfterPass(PassID, PrintAfter);
110 }
111
112 } // End of llvm namespace
113
114 /// isPassDebuggingExecutionsOrMore - Return true if -debug-pass=Executions
115 /// or higher is specified.
116 bool PMDataManager::isPassDebuggingExecutionsOrMore() const {
117   return PassDebugging >= Executions;
118 }
119
120
121
122
123 void PassManagerPrettyStackEntry::print(raw_ostream &OS) const {
124   if (V == 0 && M == 0)
125     OS << "Releasing pass '";
126   else
127     OS << "Running pass '";
128
129   OS << P->getPassName() << "'";
130
131   if (M) {
132     OS << " on module '" << M->getModuleIdentifier() << "'.\n";
133     return;
134   }
135   if (V == 0) {
136     OS << '\n';
137     return;
138   }
139
140   OS << " on ";
141   if (isa<Function>(V))
142     OS << "function";
143   else if (isa<BasicBlock>(V))
144     OS << "basic block";
145   else
146     OS << "value";
147
148   OS << " '";
149   WriteAsOperand(OS, V, /*PrintTy=*/false, M);
150   OS << "'\n";
151 }
152
153
154 namespace {
155
156 //===----------------------------------------------------------------------===//
157 // BBPassManager
158 //
159 /// BBPassManager manages BasicBlockPass. It batches all the
160 /// pass together and sequence them to process one basic block before
161 /// processing next basic block.
162 class BBPassManager : public PMDataManager, public FunctionPass {
163
164 public:
165   static char ID;
166   explicit BBPassManager(int Depth)
167     : PMDataManager(Depth), FunctionPass(ID) {}
168
169   /// Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
170   /// whether any of the passes modifies the function, and if so, return true.
171   bool runOnFunction(Function &F);
172
173   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
174   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
175     Info.setPreservesAll();
176   }
177
178   bool doInitialization(Module &M);
179   bool doInitialization(Function &F);
180   bool doFinalization(Module &M);
181   bool doFinalization(Function &F);
182
183   virtual PMDataManager *getAsPMDataManager() { return this; }
184   virtual Pass *getAsPass() { return this; }
185
186   virtual const char *getPassName() const {
187     return "BasicBlock Pass Manager";
188   }
189
190   // Print passes managed by this manager
191   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
192     llvm::dbgs() << std::string(Offset*2, ' ') << "BasicBlockPass Manager\n";
193     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
194       BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
195       BP->dumpPassStructure(Offset + 1);
196       dumpLastUses(BP, Offset+1);
197     }
198   }
199
200   BasicBlockPass *getContainedPass(unsigned N) {
201     assert(N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
202     BasicBlockPass *BP = static_cast<BasicBlockPass *>(PassVector[N]);
203     return BP;
204   }
205
206   virtual PassManagerType getPassManagerType() const {
207     return PMT_BasicBlockPassManager;
208   }
209 };
210
211 char BBPassManager::ID = 0;
212 }
213
214 namespace llvm {
215
216 //===----------------------------------------------------------------------===//
217 // FunctionPassManagerImpl
218 //
219 /// FunctionPassManagerImpl manages FPPassManagers
220 class FunctionPassManagerImpl : public Pass,
221                                 public PMDataManager,
222                                 public PMTopLevelManager {
223 private:
224   bool wasRun;
225 public:
226   static char ID;
227   explicit FunctionPassManagerImpl(int Depth) :
228     Pass(PT_PassManager, ID), PMDataManager(Depth),
229     PMTopLevelManager(new FPPassManager(1)), wasRun(false) {}
230
231   /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
232   /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
233   /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
234   /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
235   void add(Pass *P) {
236     schedulePass(P);
237   }
238
239   /// createPrinterPass - Get a function printer pass.
240   Pass *createPrinterPass(raw_ostream &O, const std::string &Banner) const {
241     return createPrintFunctionPass(Banner, &O);
242   }
243
244   // Prepare for running an on the fly pass, freeing memory if needed
245   // from a previous run.
246   void releaseMemoryOnTheFly();
247
248   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
249   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
250   bool run(Function &F);
251
252   /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
253   ///
254   bool doInitialization(Module &M);
255
256   /// doFinalization - Run all of the finalizers for the function passes.
257   ///
258   bool doFinalization(Module &M);
259
260
261   virtual PMDataManager *getAsPMDataManager() { return this; }
262   virtual Pass *getAsPass() { return this; }
263
264   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
265   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
266     Info.setPreservesAll();
267   }
268
269   void addTopLevelPass(Pass *P) {
270     if (ImmutablePass *IP = P->getAsImmutablePass()) {
271       // P is a immutable pass and it will be managed by this
272       // top level manager. Set up analysis resolver to connect them.
273       AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
274       P->setResolver(AR);
275       initializeAnalysisImpl(P);
276       addImmutablePass(IP);
277       recordAvailableAnalysis(IP);
278     } else {
279       P->assignPassManager(activeStack, PMT_FunctionPassManager);
280     }
281
282   }
283
284   FPPassManager *getContainedManager(unsigned N) {
285     assert(N < PassManagers.size() && "Pass number out of range!");
286     FPPassManager *FP = static_cast<FPPassManager *>(PassManagers[N]);
287     return FP;
288   }
289 };
290
291 char FunctionPassManagerImpl::ID = 0;
292
293 //===----------------------------------------------------------------------===//
294 // MPPassManager
295 //
296 /// MPPassManager manages ModulePasses and function pass managers.
297 /// It batches all Module passes and function pass managers together and
298 /// sequences them to process one module.
299 class MPPassManager : public Pass, public PMDataManager {
300 public:
301   static char ID;
302   explicit MPPassManager(int Depth) :
303     Pass(PT_PassManager, ID), PMDataManager(Depth) { }
304
305   // Delete on the fly managers.
306   virtual ~MPPassManager() {
307     for (std::map<Pass *, FunctionPassManagerImpl *>::iterator
308            I = OnTheFlyManagers.begin(), E = OnTheFlyManagers.end();
309          I != E; ++I) {
310       FunctionPassManagerImpl *FPP = I->second;
311       delete FPP;
312     }
313   }
314
315   /// createPrinterPass - Get a module printer pass.
316   Pass *createPrinterPass(raw_ostream &O, const std::string &Banner) const {
317     return createPrintModulePass(&O, false, Banner);
318   }
319
320   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
321   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
322   bool runOnModule(Module &M);
323
324   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
325   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
326     Info.setPreservesAll();
327   }
328
329   /// Add RequiredPass into list of lower level passes required by pass P.
330   /// RequiredPass is run on the fly by Pass Manager when P requests it
331   /// through getAnalysis interface.
332   virtual void addLowerLevelRequiredPass(Pass *P, Pass *RequiredPass);
333
334   /// Return function pass corresponding to PassInfo PI, that is
335   /// required by module pass MP. Instantiate analysis pass, by using
336   /// its runOnFunction() for function F.
337   virtual Pass* getOnTheFlyPass(Pass *MP, AnalysisID PI, Function &F);
338
339   virtual const char *getPassName() const {
340     return "Module Pass Manager";
341   }
342
343   virtual PMDataManager *getAsPMDataManager() { return this; }
344   virtual Pass *getAsPass() { return this; }
345
346   // Print passes managed by this manager
347   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
348     llvm::dbgs() << std::string(Offset*2, ' ') << "ModulePass Manager\n";
349     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
350       ModulePass *MP = getContainedPass(Index);
351       MP->dumpPassStructure(Offset + 1);
352       std::map<Pass *, FunctionPassManagerImpl *>::const_iterator I =
353         OnTheFlyManagers.find(MP);
354       if (I != OnTheFlyManagers.end())
355         I->second->dumpPassStructure(Offset + 2);
356       dumpLastUses(MP, Offset+1);
357     }
358   }
359
360   ModulePass *getContainedPass(unsigned N) {
361     assert(N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
362     return static_cast<ModulePass *>(PassVector[N]);
363   }
364
365   virtual PassManagerType getPassManagerType() const {
366     return PMT_ModulePassManager;
367   }
368
369  private:
370   /// Collection of on the fly FPPassManagers. These managers manage
371   /// function passes that are required by module passes.
372   std::map<Pass *, FunctionPassManagerImpl *> OnTheFlyManagers;
373 };
374
375 char MPPassManager::ID = 0;
376 //===----------------------------------------------------------------------===//
377 // PassManagerImpl
378 //
379
380 /// PassManagerImpl manages MPPassManagers
381 class PassManagerImpl : public Pass,
382                         public PMDataManager,
383                         public PMTopLevelManager {
384
385 public:
386   static char ID;
387   explicit PassManagerImpl(int Depth) :
388     Pass(PT_PassManager, ID), PMDataManager(Depth),
389                               PMTopLevelManager(new MPPassManager(1)) {}
390
391   /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
392   /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
393   /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
394   /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
395   void add(Pass *P) {
396     schedulePass(P);
397   }
398
399   /// createPrinterPass - Get a module printer pass.
400   Pass *createPrinterPass(raw_ostream &O, const std::string &Banner) const {
401     return createPrintModulePass(&O, false, Banner);
402   }
403
404   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
405   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
406   bool run(Module &M);
407
408   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
409   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
410     Info.setPreservesAll();
411   }
412
413   void addTopLevelPass(Pass *P) {
414     if (ImmutablePass *IP = P->getAsImmutablePass()) {
415       // P is a immutable pass and it will be managed by this
416       // top level manager. Set up analysis resolver to connect them.
417       AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
418       P->setResolver(AR);
419       initializeAnalysisImpl(P);
420       addImmutablePass(IP);
421       recordAvailableAnalysis(IP);
422     } else {
423       P->assignPassManager(activeStack, PMT_ModulePassManager);
424     }
425   }
426
427   virtual PMDataManager *getAsPMDataManager() { return this; }
428   virtual Pass *getAsPass() { return this; }
429
430   MPPassManager *getContainedManager(unsigned N) {
431     assert(N < PassManagers.size() && "Pass number out of range!");
432     MPPassManager *MP = static_cast<MPPassManager *>(PassManagers[N]);
433     return MP;
434   }
435 };
436
437 char PassManagerImpl::ID = 0;
438 } // End of llvm namespace
439
440 namespace {
441
442 //===----------------------------------------------------------------------===//
443 /// TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
444 /// amount of time each pass takes to execute.  This only happens when
445 /// -time-passes is enabled on the command line.
446 ///
447
448 static ManagedStatic<sys::SmartMutex<true> > TimingInfoMutex;
449
450 class TimingInfo {
451   DenseMap<Pass*, Timer*> TimingData;
452   TimerGroup TG;
453 public:
454   // Use 'create' member to get this.
455   TimingInfo() : TG("... Pass execution timing report ...") {}
456
457   // TimingDtor - Print out information about timing information
458   ~TimingInfo() {
459     // Delete all of the timers, which accumulate their info into the
460     // TimerGroup.
461     for (DenseMap<Pass*, Timer*>::iterator I = TimingData.begin(),
462          E = TimingData.end(); I != E; ++I)
463       delete I->second;
464     // TimerGroup is deleted next, printing the report.
465   }
466
467   // createTheTimeInfo - This method either initializes the TheTimeInfo pointer
468   // to a non null value (if the -time-passes option is enabled) or it leaves it
469   // null.  It may be called multiple times.
470   static void createTheTimeInfo();
471
472   /// getPassTimer - Return the timer for the specified pass if it exists.
473   Timer *getPassTimer(Pass *P) {
474     if (P->getAsPMDataManager())
475       return 0;
476
477     sys::SmartScopedLock<true> Lock(*TimingInfoMutex);
478     Timer *&T = TimingData[P];
479     if (T == 0)
480       T = new Timer(P->getPassName(), TG);
481     return T;
482   }
483 };
484
485 } // End of anon namespace
486
487 static TimingInfo *TheTimeInfo;
488
489 //===----------------------------------------------------------------------===//
490 // PMTopLevelManager implementation
491
492 /// Initialize top level manager. Create first pass manager.
493 PMTopLevelManager::PMTopLevelManager(PMDataManager *PMDM) {
494   PMDM->setTopLevelManager(this);
495   addPassManager(PMDM);
496   activeStack.push(PMDM);
497 }
498
499 /// Set pass P as the last user of the given analysis passes.
500 void
501 PMTopLevelManager::setLastUser(const SmallVectorImpl<Pass *> &AnalysisPasses,
502                                Pass *P) {
503   for (SmallVectorImpl<Pass *>::const_iterator I = AnalysisPasses.begin(),
504          E = AnalysisPasses.end(); I != E; ++I) {
505     Pass *AP = *I;
506     LastUser[AP] = P;
507
508     if (P == AP)
509       continue;
510
511     // If AP is the last user of other passes then make P last user of
512     // such passes.
513     for (DenseMap<Pass *, Pass *>::iterator LUI = LastUser.begin(),
514            LUE = LastUser.end(); LUI != LUE; ++LUI) {
515       if (LUI->second == AP)
516         // DenseMap iterator is not invalidated here because
517         // this is just updating exisitng entry.
518         LastUser[LUI->first] = P;
519     }
520   }
521 }
522
523 /// Collect passes whose last user is P
524 void PMTopLevelManager::collectLastUses(SmallVectorImpl<Pass *> &LastUses,
525                                         Pass *P) {
526   DenseMap<Pass *, SmallPtrSet<Pass *, 8> >::iterator DMI =
527     InversedLastUser.find(P);
528   if (DMI == InversedLastUser.end())
529     return;
530
531   SmallPtrSet<Pass *, 8> &LU = DMI->second;
532   for (SmallPtrSet<Pass *, 8>::iterator I = LU.begin(),
533          E = LU.end(); I != E; ++I) {
534     LastUses.push_back(*I);
535   }
536
537 }
538
539 AnalysisUsage *PMTopLevelManager::findAnalysisUsage(Pass *P) {
540   AnalysisUsage *AnUsage = NULL;
541   DenseMap<Pass *, AnalysisUsage *>::iterator DMI = AnUsageMap.find(P);
542   if (DMI != AnUsageMap.end())
543     AnUsage = DMI->second;
544   else {
545     AnUsage = new AnalysisUsage();
546     P->getAnalysisUsage(*AnUsage);
547     AnUsageMap[P] = AnUsage;
548   }
549   return AnUsage;
550 }
551
552 /// Schedule pass P for execution. Make sure that passes required by
553 /// P are run before P is run. Update analysis info maintained by
554 /// the manager. Remove dead passes. This is a recursive function.
555 void PMTopLevelManager::schedulePass(Pass *P) {
556
557   // TODO : Allocate function manager for this pass, other wise required set
558   // may be inserted into previous function manager
559
560   // Give pass a chance to prepare the stage.
561   P->preparePassManager(activeStack);
562
563   // If P is an analysis pass and it is available then do not
564   // generate the analysis again. Stale analysis info should not be
565   // available at this point.
566   const PassInfo *PI =
567     PassRegistry::getPassRegistry()->getPassInfo(P->getPassID());
568   if (PI && PI->isAnalysis() && findAnalysisPass(P->getPassID())) {
569     delete P;
570     return;
571   }
572
573   AnalysisUsage *AnUsage = findAnalysisUsage(P);
574
575   bool checkAnalysis = true;
576   while (checkAnalysis) {
577     checkAnalysis = false;
578
579     const AnalysisUsage::VectorType &RequiredSet = AnUsage->getRequiredSet();
580     for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator I = RequiredSet.begin(),
581            E = RequiredSet.end(); I != E; ++I) {
582
583       Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I);
584       if (!AnalysisPass) {
585         const PassInfo *PI = PassRegistry::getPassRegistry()->getPassInfo(*I);
586         AnalysisPass = PI->createPass();
587         if (P->getPotentialPassManagerType () ==
588             AnalysisPass->getPotentialPassManagerType())
589           // Schedule analysis pass that is managed by the same pass manager.
590           schedulePass(AnalysisPass);
591         else if (P->getPotentialPassManagerType () >
592                  AnalysisPass->getPotentialPassManagerType()) {
593           // Schedule analysis pass that is managed by a new manager.
594           schedulePass(AnalysisPass);
595           // Recheck analysis passes to ensure that required analyses that
596           // are already checked are still available.
597           checkAnalysis = true;
598         }
599         else
600           // Do not schedule this analysis. Lower level analsyis
601           // passes are run on the fly.
602           delete AnalysisPass;
603       }
604     }
605   }
606
607   // Now all required passes are available.
608   addTopLevelPass(P);
609 }
610
611 /// Find the pass that implements Analysis AID. Search immutable
612 /// passes and all pass managers. If desired pass is not found
613 /// then return NULL.
614 Pass *PMTopLevelManager::findAnalysisPass(AnalysisID AID) {
615
616   // Check pass managers
617   for (SmallVectorImpl<PMDataManager *>::iterator I = PassManagers.begin(),
618          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
619     if (Pass *P = (*I)->findAnalysisPass(AID, false))
620       return P;
621
622   // Check other pass managers
623   for (SmallVectorImpl<PMDataManager *>::iterator
624          I = IndirectPassManagers.begin(),
625          E = IndirectPassManagers.end(); I != E; ++I)
626     if (Pass *P = (*I)->findAnalysisPass(AID, false))
627       return P;
628
629   // Check the immutable passes. Iterate in reverse order so that we find
630   // the most recently registered passes first.
631   for (SmallVector<ImmutablePass *, 8>::reverse_iterator I =
632        ImmutablePasses.rbegin(), E = ImmutablePasses.rend(); I != E; ++I) {
633     AnalysisID PI = (*I)->getPassID();
634     if (PI == AID)
635       return *I;
636
637     // If Pass not found then check the interfaces implemented by Immutable Pass
638     const PassInfo *PassInf =
639       PassRegistry::getPassRegistry()->getPassInfo(PI);
640     const std::vector<const PassInfo*> &ImmPI =
641       PassInf->getInterfacesImplemented();
642     for (std::vector<const PassInfo*>::const_iterator II = ImmPI.begin(),
643          EE = ImmPI.end(); II != EE; ++II) {
644       if ((*II)->getTypeInfo() == AID)
645         return *I;
646     }
647   }
648
649   return 0;
650 }
651
652 // Print passes managed by this top level manager.
653 void PMTopLevelManager::dumpPasses() const {
654
655   if (PassDebugging < Structure)
656     return;
657
658   // Print out the immutable passes
659   for (unsigned i = 0, e = ImmutablePasses.size(); i != e; ++i) {
660     ImmutablePasses[i]->dumpPassStructure(0);
661   }
662
663   // Every class that derives from PMDataManager also derives from Pass
664   // (sometimes indirectly), but there's no inheritance relationship
665   // between PMDataManager and Pass, so we have to getAsPass to get
666   // from a PMDataManager* to a Pass*.
667   for (SmallVector<PMDataManager *, 8>::const_iterator I = PassManagers.begin(),
668          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
669     (*I)->getAsPass()->dumpPassStructure(1);
670 }
671
672 void PMTopLevelManager::dumpArguments() const {
673
674   if (PassDebugging < Arguments)
675     return;
676
677   dbgs() << "Pass Arguments: ";
678   for (SmallVector<ImmutablePass *, 8>::const_iterator I =
679        ImmutablePasses.begin(), E = ImmutablePasses.end(); I != E; ++I)
680     if (const PassInfo *PI =
681           PassRegistry::getPassRegistry()->getPassInfo((*I)->getPassID()))
682       if (!PI->isAnalysisGroup())
683         dbgs() << " -" << PI->getPassArgument();
684   for (SmallVector<PMDataManager *, 8>::const_iterator I = PassManagers.begin(),
685          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
686     (*I)->dumpPassArguments();
687   dbgs() << "\n";
688 }
689
690 void PMTopLevelManager::initializeAllAnalysisInfo() {
691   for (SmallVectorImpl<PMDataManager *>::iterator I = PassManagers.begin(),
692          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
693     (*I)->initializeAnalysisInfo();
694
695   // Initailize other pass managers
696   for (SmallVectorImpl<PMDataManager *>::iterator
697        I = IndirectPassManagers.begin(), E = IndirectPassManagers.end();
698        I != E; ++I)
699     (*I)->initializeAnalysisInfo();
700
701   for (DenseMap<Pass *, Pass *>::iterator DMI = LastUser.begin(),
702         DME = LastUser.end(); DMI != DME; ++DMI) {
703     DenseMap<Pass *, SmallPtrSet<Pass *, 8> >::iterator InvDMI =
704       InversedLastUser.find(DMI->second);
705     if (InvDMI != InversedLastUser.end()) {
706       SmallPtrSet<Pass *, 8> &L = InvDMI->second;
707       L.insert(DMI->first);
708     } else {
709       SmallPtrSet<Pass *, 8> L; L.insert(DMI->first);
710       InversedLastUser[DMI->second] = L;
711     }
712   }
713 }
714
715 /// Destructor
716 PMTopLevelManager::~PMTopLevelManager() {
717   for (SmallVectorImpl<PMDataManager *>::iterator I = PassManagers.begin(),
718          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
719     delete *I;
720
721   for (SmallVectorImpl<ImmutablePass *>::iterator
722          I = ImmutablePasses.begin(), E = ImmutablePasses.end(); I != E; ++I)
723     delete *I;
724
725   for (DenseMap<Pass *, AnalysisUsage *>::iterator DMI = AnUsageMap.begin(),
726          DME = AnUsageMap.end(); DMI != DME; ++DMI)
727     delete DMI->second;
728 }
729
730 //===----------------------------------------------------------------------===//
731 // PMDataManager implementation
732
733 /// Augement AvailableAnalysis by adding analysis made available by pass P.
734 void PMDataManager::recordAvailableAnalysis(Pass *P) {
735   AnalysisID PI = P->getPassID();
736
737   AvailableAnalysis[PI] = P;
738
739   assert(!AvailableAnalysis.empty());
740
741   // This pass is the current implementation of all of the interfaces it
742   // implements as well.
743   const PassInfo *PInf = PassRegistry::getPassRegistry()->getPassInfo(PI);
744   if (PInf == 0) return;
745   const std::vector<const PassInfo*> &II = PInf->getInterfacesImplemented();
746   for (unsigned i = 0, e = II.size(); i != e; ++i)
747     AvailableAnalysis[II[i]->getTypeInfo()] = P;
748 }
749
750 // Return true if P preserves high level analysis used by other
751 // passes managed by this manager
752 bool PMDataManager::preserveHigherLevelAnalysis(Pass *P) {
753   AnalysisUsage *AnUsage = TPM->findAnalysisUsage(P);
754   if (AnUsage->getPreservesAll())
755     return true;
756
757   const AnalysisUsage::VectorType &PreservedSet = AnUsage->getPreservedSet();
758   for (SmallVectorImpl<Pass *>::iterator I = HigherLevelAnalysis.begin(),
759          E = HigherLevelAnalysis.end(); I  != E; ++I) {
760     Pass *P1 = *I;
761     if (P1->getAsImmutablePass() == 0 &&
762         std::find(PreservedSet.begin(), PreservedSet.end(),
763                   P1->getPassID()) ==
764            PreservedSet.end())
765       return false;
766   }
767
768   return true;
769 }
770
771 /// verifyPreservedAnalysis -- Verify analysis preserved by pass P.
772 void PMDataManager::verifyPreservedAnalysis(Pass *P) {
773   // Don't do this unless assertions are enabled.
774 #ifdef NDEBUG
775   return;
776 #endif
777   AnalysisUsage *AnUsage = TPM->findAnalysisUsage(P);
778   const AnalysisUsage::VectorType &PreservedSet = AnUsage->getPreservedSet();
779
780   // Verify preserved analysis
781   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator I = PreservedSet.begin(),
782          E = PreservedSet.end(); I != E; ++I) {
783     AnalysisID AID = *I;
784     if (Pass *AP = findAnalysisPass(AID, true)) {
785       TimeRegion PassTimer(getPassTimer(AP));
786       AP->verifyAnalysis();
787     }
788   }
789 }
790
791 /// Remove Analysis not preserved by Pass P
792 void PMDataManager::removeNotPreservedAnalysis(Pass *P) {
793   AnalysisUsage *AnUsage = TPM->findAnalysisUsage(P);
794   if (AnUsage->getPreservesAll())
795     return;
796
797   const AnalysisUsage::VectorType &PreservedSet = AnUsage->getPreservedSet();
798   for (std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator I = AvailableAnalysis.begin(),
799          E = AvailableAnalysis.end(); I != E; ) {
800     std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator Info = I++;
801     if (Info->second->getAsImmutablePass() == 0 &&
802         std::find(PreservedSet.begin(), PreservedSet.end(), Info->first) ==
803         PreservedSet.end()) {
804       // Remove this analysis
805       if (PassDebugging >= Details) {
806         Pass *S = Info->second;
807         dbgs() << " -- '" <<  P->getPassName() << "' is not preserving '";
808         dbgs() << S->getPassName() << "'\n";
809       }
810       AvailableAnalysis.erase(Info);
811     }
812   }
813
814   // Check inherited analysis also. If P is not preserving analysis
815   // provided by parent manager then remove it here.
816   for (unsigned Index = 0; Index < PMT_Last; ++Index) {
817
818     if (!InheritedAnalysis[Index])
819       continue;
820
821     for (std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator
822            I = InheritedAnalysis[Index]->begin(),
823            E = InheritedAnalysis[Index]->end(); I != E; ) {
824       std::map<AnalysisID, Pass *>::iterator Info = I++;
825       if (Info->second->getAsImmutablePass() == 0 &&
826           std::find(PreservedSet.begin(), PreservedSet.end(), Info->first) ==
827              PreservedSet.end()) {
828         // Remove this analysis
829         if (PassDebugging >= Details) {
830           Pass *S = Info->second;
831           dbgs() << " -- '" <<  P->getPassName() << "' is not preserving '";
832           dbgs() << S->getPassName() << "'\n";
833         }
834         InheritedAnalysis[Index]->erase(Info);
835       }
836     }
837   }
838 }
839
840 /// Remove analysis passes that are not used any longer
841 void PMDataManager::removeDeadPasses(Pass *P, StringRef Msg,
842                                      enum PassDebuggingString DBG_STR) {
843
844   SmallVector<Pass *, 12> DeadPasses;
845
846   // If this is a on the fly manager then it does not have TPM.
847   if (!TPM)
848     return;
849
850   TPM->collectLastUses(DeadPasses, P);
851
852   if (PassDebugging >= Details && !DeadPasses.empty()) {
853     dbgs() << " -*- '" <<  P->getPassName();
854     dbgs() << "' is the last user of following pass instances.";
855     dbgs() << " Free these instances\n";
856   }
857
858   for (SmallVectorImpl<Pass *>::iterator I = DeadPasses.begin(),
859          E = DeadPasses.end(); I != E; ++I)
860     freePass(*I, Msg, DBG_STR);
861 }
862
863 void PMDataManager::freePass(Pass *P, StringRef Msg,
864                              enum PassDebuggingString DBG_STR) {
865   dumpPassInfo(P, FREEING_MSG, DBG_STR, Msg);
866
867   {
868     // If the pass crashes releasing memory, remember this.
869     PassManagerPrettyStackEntry X(P);
870     TimeRegion PassTimer(getPassTimer(P));
871
872     P->releaseMemory();
873   }
874
875   AnalysisID PI = P->getPassID();
876   if (const PassInfo *PInf = PassRegistry::getPassRegistry()->getPassInfo(PI)) {
877     // Remove the pass itself (if it is not already removed).
878     AvailableAnalysis.erase(PI);
879
880     // Remove all interfaces this pass implements, for which it is also
881     // listed as the available implementation.
882     const std::vector<const PassInfo*> &II = PInf->getInterfacesImplemented();
883     for (unsigned i = 0, e = II.size(); i != e; ++i) {
884       std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator Pos =
885         AvailableAnalysis.find(II[i]->getTypeInfo());
886       if (Pos != AvailableAnalysis.end() && Pos->second == P)
887         AvailableAnalysis.erase(Pos);
888     }
889   }
890 }
891
892 /// Add pass P into the PassVector. Update
893 /// AvailableAnalysis appropriately if ProcessAnalysis is true.
894 void PMDataManager::add(Pass *P, bool ProcessAnalysis) {
895   // This manager is going to manage pass P. Set up analysis resolver
896   // to connect them.
897   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
898   P->setResolver(AR);
899
900   // If a FunctionPass F is the last user of ModulePass info M
901   // then the F's manager, not F, records itself as a last user of M.
902   SmallVector<Pass *, 12> TransferLastUses;
903
904   if (!ProcessAnalysis) {
905     // Add pass
906     PassVector.push_back(P);
907     return;
908   }
909
910   // At the moment, this pass is the last user of all required passes.
911   SmallVector<Pass *, 12> LastUses;
912   SmallVector<Pass *, 8> RequiredPasses;
913   SmallVector<AnalysisID, 8> ReqAnalysisNotAvailable;
914
915   unsigned PDepth = this->getDepth();
916
917   collectRequiredAnalysis(RequiredPasses,
918                           ReqAnalysisNotAvailable, P);
919   for (SmallVectorImpl<Pass *>::iterator I = RequiredPasses.begin(),
920          E = RequiredPasses.end(); I != E; ++I) {
921     Pass *PRequired = *I;
922     unsigned RDepth = 0;
923
924     assert(PRequired->getResolver() && "Analysis Resolver is not set");
925     PMDataManager &DM = PRequired->getResolver()->getPMDataManager();
926     RDepth = DM.getDepth();
927
928     if (PDepth == RDepth)
929       LastUses.push_back(PRequired);
930     else if (PDepth > RDepth) {
931       // Let the parent claim responsibility of last use
932       TransferLastUses.push_back(PRequired);
933       // Keep track of higher level analysis used by this manager.
934       HigherLevelAnalysis.push_back(PRequired);
935     } else
936       llvm_unreachable("Unable to accomodate Required Pass");
937   }
938
939   // Set P as P's last user until someone starts using P.
940   // However, if P is a Pass Manager then it does not need
941   // to record its last user.
942   if (P->getAsPMDataManager() == 0)
943     LastUses.push_back(P);
944   TPM->setLastUser(LastUses, P);
945
946   if (!TransferLastUses.empty()) {
947     Pass *My_PM = getAsPass();
948     TPM->setLastUser(TransferLastUses, My_PM);
949     TransferLastUses.clear();
950   }
951
952   // Now, take care of required analyses that are not available.
953   for (SmallVectorImpl<AnalysisID>::iterator
954          I = ReqAnalysisNotAvailable.begin(),
955          E = ReqAnalysisNotAvailable.end() ;I != E; ++I) {
956     const PassInfo *PI = PassRegistry::getPassRegistry()->getPassInfo(*I);
957     Pass *AnalysisPass = PI->createPass();
958     this->addLowerLevelRequiredPass(P, AnalysisPass);
959   }
960
961   // Take a note of analysis required and made available by this pass.
962   // Remove the analysis not preserved by this pass
963   removeNotPreservedAnalysis(P);
964   recordAvailableAnalysis(P);
965
966   // Add pass
967   PassVector.push_back(P);
968 }
969
970
971 /// Populate RP with analysis pass that are required by
972 /// pass P and are available. Populate RP_NotAvail with analysis
973 /// pass that are required by pass P but are not available.
974 void PMDataManager::collectRequiredAnalysis(SmallVectorImpl<Pass *> &RP,
975                                        SmallVectorImpl<AnalysisID> &RP_NotAvail,
976                                             Pass *P) {
977   AnalysisUsage *AnUsage = TPM->findAnalysisUsage(P);
978   const AnalysisUsage::VectorType &RequiredSet = AnUsage->getRequiredSet();
979   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator
980          I = RequiredSet.begin(), E = RequiredSet.end(); I != E; ++I) {
981     if (Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I, true))
982       RP.push_back(AnalysisPass);
983     else
984       RP_NotAvail.push_back(*I);
985   }
986
987   const AnalysisUsage::VectorType &IDs = AnUsage->getRequiredTransitiveSet();
988   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator I = IDs.begin(),
989          E = IDs.end(); I != E; ++I) {
990     if (Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I, true))
991       RP.push_back(AnalysisPass);
992     else
993       RP_NotAvail.push_back(*I);
994   }
995 }
996
997 // All Required analyses should be available to the pass as it runs!  Here
998 // we fill in the AnalysisImpls member of the pass so that it can
999 // successfully use the getAnalysis() method to retrieve the
1000 // implementations it needs.
1001 //
1002 void PMDataManager::initializeAnalysisImpl(Pass *P) {
1003   AnalysisUsage *AnUsage = TPM->findAnalysisUsage(P);
1004
1005   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator
1006          I = AnUsage->getRequiredSet().begin(),
1007          E = AnUsage->getRequiredSet().end(); I != E; ++I) {
1008     Pass *Impl = findAnalysisPass(*I, true);
1009     if (Impl == 0)
1010       // This may be analysis pass that is initialized on the fly.
1011       // If that is not the case then it will raise an assert when it is used.
1012       continue;
1013     AnalysisResolver *AR = P->getResolver();
1014     assert(AR && "Analysis Resolver is not set");
1015     AR->addAnalysisImplsPair(*I, Impl);
1016   }
1017 }
1018
1019 /// Find the pass that implements Analysis AID. If desired pass is not found
1020 /// then return NULL.
1021 Pass *PMDataManager::findAnalysisPass(AnalysisID AID, bool SearchParent) {
1022
1023   // Check if AvailableAnalysis map has one entry.
1024   std::map<AnalysisID, Pass*>::const_iterator I =  AvailableAnalysis.find(AID);
1025
1026   if (I != AvailableAnalysis.end())
1027     return I->second;
1028
1029   // Search Parents through TopLevelManager
1030   if (SearchParent)
1031     return TPM->findAnalysisPass(AID);
1032
1033   return NULL;
1034 }
1035
1036 // Print list of passes that are last used by P.
1037 void PMDataManager::dumpLastUses(Pass *P, unsigned Offset) const{
1038
1039   SmallVector<Pass *, 12> LUses;
1040
1041   // If this is a on the fly manager then it does not have TPM.
1042   if (!TPM)
1043     return;
1044
1045   TPM->collectLastUses(LUses, P);
1046
1047   for (SmallVectorImpl<Pass *>::iterator I = LUses.begin(),
1048          E = LUses.end(); I != E; ++I) {
1049     llvm::dbgs() << "--" << std::string(Offset*2, ' ');
1050     (*I)->dumpPassStructure(0);
1051   }
1052 }
1053
1054 void PMDataManager::dumpPassArguments() const {
1055   for (SmallVectorImpl<Pass *>::const_iterator I = PassVector.begin(),
1056         E = PassVector.end(); I != E; ++I) {
1057     if (PMDataManager *PMD = (*I)->getAsPMDataManager())
1058       PMD->dumpPassArguments();
1059     else
1060       if (const PassInfo *PI =
1061             PassRegistry::getPassRegistry()->getPassInfo((*I)->getPassID()))
1062         if (!PI->isAnalysisGroup())
1063           dbgs() << " -" << PI->getPassArgument();
1064   }
1065 }
1066
1067 void PMDataManager::dumpPassInfo(Pass *P, enum PassDebuggingString S1,
1068                                  enum PassDebuggingString S2,
1069                                  StringRef Msg) {
1070   if (PassDebugging < Executions)
1071     return;
1072   dbgs() << (void*)this << std::string(getDepth()*2+1, ' ');
1073   switch (S1) {
1074   case EXECUTION_MSG:
1075     dbgs() << "Executing Pass '" << P->getPassName();
1076     break;
1077   case MODIFICATION_MSG:
1078     dbgs() << "Made Modification '" << P->getPassName();
1079     break;
1080   case FREEING_MSG:
1081     dbgs() << " Freeing Pass '" << P->getPassName();
1082     break;
1083   default:
1084     break;
1085   }
1086   switch (S2) {
1087   case ON_BASICBLOCK_MSG:
1088     dbgs() << "' on BasicBlock '" << Msg << "'...\n";
1089     break;
1090   case ON_FUNCTION_MSG:
1091     dbgs() << "' on Function '" << Msg << "'...\n";
1092     break;
1093   case ON_MODULE_MSG:
1094     dbgs() << "' on Module '"  << Msg << "'...\n";
1095     break;
1096   case ON_REGION_MSG:
1097     dbgs() << "' on Region '"  << Msg << "'...\n";
1098     break;
1099   case ON_LOOP_MSG:
1100     dbgs() << "' on Loop '" << Msg << "'...\n";
1101     break;
1102   case ON_CG_MSG:
1103     dbgs() << "' on Call Graph Nodes '" << Msg << "'...\n";
1104     break;
1105   default:
1106     break;
1107   }
1108 }
1109
1110 void PMDataManager::dumpRequiredSet(const Pass *P) const {
1111   if (PassDebugging < Details)
1112     return;
1113
1114   AnalysisUsage analysisUsage;
1115   P->getAnalysisUsage(analysisUsage);
1116   dumpAnalysisUsage("Required", P, analysisUsage.getRequiredSet());
1117 }
1118
1119 void PMDataManager::dumpPreservedSet(const Pass *P) const {
1120   if (PassDebugging < Details)
1121     return;
1122
1123   AnalysisUsage analysisUsage;
1124   P->getAnalysisUsage(analysisUsage);
1125   dumpAnalysisUsage("Preserved", P, analysisUsage.getPreservedSet());
1126 }
1127
1128 void PMDataManager::dumpAnalysisUsage(StringRef Msg, const Pass *P,
1129                                    const AnalysisUsage::VectorType &Set) const {
1130   assert(PassDebugging >= Details);
1131   if (Set.empty())
1132     return;
1133   dbgs() << (void*)P << std::string(getDepth()*2+3, ' ') << Msg << " Analyses:";
1134   for (unsigned i = 0; i != Set.size(); ++i) {
1135     if (i) dbgs() << ',';
1136     const PassInfo *PInf = PassRegistry::getPassRegistry()->getPassInfo(Set[i]);
1137     dbgs() << ' ' << PInf->getPassName();
1138   }
1139   dbgs() << '\n';
1140 }
1141
1142 /// Add RequiredPass into list of lower level passes required by pass P.
1143 /// RequiredPass is run on the fly by Pass Manager when P requests it
1144 /// through getAnalysis interface.
1145 /// This should be handled by specific pass manager.
1146 void PMDataManager::addLowerLevelRequiredPass(Pass *P, Pass *RequiredPass) {
1147   if (TPM) {
1148     TPM->dumpArguments();
1149     TPM->dumpPasses();
1150   }
1151
1152   // Module Level pass may required Function Level analysis info
1153   // (e.g. dominator info). Pass manager uses on the fly function pass manager
1154   // to provide this on demand. In that case, in Pass manager terminology,
1155   // module level pass is requiring lower level analysis info managed by
1156   // lower level pass manager.
1157
1158   // When Pass manager is not able to order required analysis info, Pass manager
1159   // checks whether any lower level manager will be able to provide this
1160   // analysis info on demand or not.
1161 #ifndef NDEBUG
1162   dbgs() << "Unable to schedule '" << RequiredPass->getPassName();
1163   dbgs() << "' required by '" << P->getPassName() << "'\n";
1164 #endif
1165   llvm_unreachable("Unable to schedule pass");
1166 }
1167
1168 Pass *PMDataManager::getOnTheFlyPass(Pass *P, AnalysisID PI, Function &F) {
1169   assert(0 && "Unable to find on the fly pass");
1170   return NULL;
1171 }
1172
1173 // Destructor
1174 PMDataManager::~PMDataManager() {
1175   for (SmallVectorImpl<Pass *>::iterator I = PassVector.begin(),
1176          E = PassVector.end(); I != E; ++I)
1177     delete *I;
1178 }
1179
1180 //===----------------------------------------------------------------------===//
1181 // NOTE: Is this the right place to define this method ?
1182 // getAnalysisIfAvailable - Return analysis result or null if it doesn't exist.
1183 Pass *AnalysisResolver::getAnalysisIfAvailable(AnalysisID ID, bool dir) const {
1184   return PM.findAnalysisPass(ID, dir);
1185 }
1186
1187 Pass *AnalysisResolver::findImplPass(Pass *P, AnalysisID AnalysisPI,
1188                                      Function &F) {
1189   return PM.getOnTheFlyPass(P, AnalysisPI, F);
1190 }
1191
1192 //===----------------------------------------------------------------------===//
1193 // BBPassManager implementation
1194
1195 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking
1196 /// runOnBasicBlock method.  Keep track of whether any of the passes modifies
1197 /// the function, and if so, return true.
1198 bool BBPassManager::runOnFunction(Function &F) {
1199   if (F.isDeclaration())
1200     return false;
1201
1202   bool Changed = doInitialization(F);
1203
1204   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
1205     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1206       BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1207       bool LocalChanged = false;
1208
1209       dumpPassInfo(BP, EXECUTION_MSG, ON_BASICBLOCK_MSG, I->getName());
1210       dumpRequiredSet(BP);
1211
1212       initializeAnalysisImpl(BP);
1213
1214       {
1215         // If the pass crashes, remember this.
1216         PassManagerPrettyStackEntry X(BP, *I);
1217         TimeRegion PassTimer(getPassTimer(BP));
1218
1219         LocalChanged |= BP->runOnBasicBlock(*I);
1220       }
1221
1222       Changed |= LocalChanged;
1223       if (LocalChanged)
1224         dumpPassInfo(BP, MODIFICATION_MSG, ON_BASICBLOCK_MSG,
1225                      I->getName());
1226       dumpPreservedSet(BP);
1227
1228       verifyPreservedAnalysis(BP);
1229       removeNotPreservedAnalysis(BP);
1230       recordAvailableAnalysis(BP);
1231       removeDeadPasses(BP, I->getName(), ON_BASICBLOCK_MSG);
1232     }
1233
1234   return doFinalization(F) || Changed;
1235 }
1236
1237 // Implement doInitialization and doFinalization
1238 bool BBPassManager::doInitialization(Module &M) {
1239   bool Changed = false;
1240
1241   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index)
1242     Changed |= getContainedPass(Index)->doInitialization(M);
1243
1244   return Changed;
1245 }
1246
1247 bool BBPassManager::doFinalization(Module &M) {
1248   bool Changed = false;
1249
1250   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index)
1251     Changed |= getContainedPass(Index)->doFinalization(M);
1252
1253   return Changed;
1254 }
1255
1256 bool BBPassManager::doInitialization(Function &F) {
1257   bool Changed = false;
1258
1259   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1260     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1261     Changed |= BP->doInitialization(F);
1262   }
1263
1264   return Changed;
1265 }
1266
1267 bool BBPassManager::doFinalization(Function &F) {
1268   bool Changed = false;
1269
1270   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1271     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1272     Changed |= BP->doFinalization(F);
1273   }
1274
1275   return Changed;
1276 }
1277
1278
1279 //===----------------------------------------------------------------------===//
1280 // FunctionPassManager implementation
1281
1282 /// Create new Function pass manager
1283 FunctionPassManager::FunctionPassManager(Module *m) : M(m) {
1284   FPM = new FunctionPassManagerImpl(0);
1285   // FPM is the top level manager.
1286   FPM->setTopLevelManager(FPM);
1287
1288   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*FPM);
1289   FPM->setResolver(AR);
1290 }
1291
1292 FunctionPassManager::~FunctionPassManager() {
1293   delete FPM;
1294 }
1295
1296 /// addImpl - Add a pass to the queue of passes to run, without
1297 /// checking whether to add a printer pass.
1298 void FunctionPassManager::addImpl(Pass *P) {
1299   FPM->add(P);
1300 }
1301
1302 /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes
1303 /// ownership of the Pass to the PassManager.  When the
1304 /// PassManager_X is destroyed, the pass will be destroyed as well, so
1305 /// there is no need to delete the pass. (TODO delete passes.)
1306 /// This implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
1307 void FunctionPassManager::add(Pass *P) {
1308   // If this is a not a function pass, don't add a printer for it.
1309   const void *PassID = P->getPassID();
1310   if (P->getPassKind() == PT_Function)
1311     if (ShouldPrintBeforePass(PassID))
1312       addImpl(P->createPrinterPass(dbgs(), std::string("*** IR Dump Before ")
1313                                    + P->getPassName() + " ***"));
1314
1315   addImpl(P);
1316
1317   if (P->getPassKind() == PT_Function)
1318     if (ShouldPrintAfterPass(PassID))
1319       addImpl(P->createPrinterPass(dbgs(), std::string("*** IR Dump After ")
1320                                    + P->getPassName() + " ***"));
1321 }
1322
1323 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep
1324 /// track of whether any of the passes modifies the function, and if
1325 /// so, return true.
1326 ///
1327 bool FunctionPassManager::run(Function &F) {
1328   if (F.isMaterializable()) {
1329     std::string errstr;
1330     if (F.Materialize(&errstr))
1331       report_fatal_error("Error reading bitcode file: " + Twine(errstr));
1332   }
1333   return FPM->run(F);
1334 }
1335
1336
1337 /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
1338 ///
1339 bool FunctionPassManager::doInitialization() {
1340   return FPM->doInitialization(*M);
1341 }
1342
1343 /// doFinalization - Run all of the finalizers for the function passes.
1344 ///
1345 bool FunctionPassManager::doFinalization() {
1346   return FPM->doFinalization(*M);
1347 }
1348
1349 //===----------------------------------------------------------------------===//
1350 // FunctionPassManagerImpl implementation
1351 //
1352 bool FunctionPassManagerImpl::doInitialization(Module &M) {
1353   bool Changed = false;
1354
1355   dumpArguments();
1356   dumpPasses();
1357
1358   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index)
1359     Changed |= getContainedManager(Index)->doInitialization(M);
1360
1361   return Changed;
1362 }
1363
1364 bool FunctionPassManagerImpl::doFinalization(Module &M) {
1365   bool Changed = false;
1366
1367   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index)
1368     Changed |= getContainedManager(Index)->doFinalization(M);
1369
1370   return Changed;
1371 }
1372
1373 /// cleanup - After running all passes, clean up pass manager cache.
1374 void FPPassManager::cleanup() {
1375  for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1376     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1377     AnalysisResolver *AR = FP->getResolver();
1378     assert(AR && "Analysis Resolver is not set");
1379     AR->clearAnalysisImpls();
1380  }
1381 }
1382
1383 void FunctionPassManagerImpl::releaseMemoryOnTheFly() {
1384   if (!wasRun)
1385     return;
1386   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {
1387     FPPassManager *FPPM = getContainedManager(Index);
1388     for (unsigned Index = 0; Index < FPPM->getNumContainedPasses(); ++Index) {
1389       FPPM->getContainedPass(Index)->releaseMemory();
1390     }
1391   }
1392   wasRun = false;
1393 }
1394
1395 // Execute all the passes managed by this top level manager.
1396 // Return true if any function is modified by a pass.
1397 bool FunctionPassManagerImpl::run(Function &F) {
1398   bool Changed = false;
1399   TimingInfo::createTheTimeInfo();
1400
1401   initializeAllAnalysisInfo();
1402   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index)
1403     Changed |= getContainedManager(Index)->runOnFunction(F);
1404
1405   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index)
1406     getContainedManager(Index)->cleanup();
1407
1408   wasRun = true;
1409   return Changed;
1410 }
1411
1412 //===----------------------------------------------------------------------===//
1413 // FPPassManager implementation
1414
1415 char FPPassManager::ID = 0;
1416 /// Print passes managed by this manager
1417 void FPPassManager::dumpPassStructure(unsigned Offset) {
1418   llvm::dbgs() << std::string(Offset*2, ' ') << "FunctionPass Manager\n";
1419   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1420     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1421     FP->dumpPassStructure(Offset + 1);
1422     dumpLastUses(FP, Offset+1);
1423   }
1424 }
1425
1426
1427 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking
1428 /// runOnFunction method.  Keep track of whether any of the passes modifies
1429 /// the function, and if so, return true.
1430 bool FPPassManager::runOnFunction(Function &F) {
1431   if (F.isDeclaration())
1432     return false;
1433
1434   bool Changed = false;
1435
1436   // Collect inherited analysis from Module level pass manager.
1437   populateInheritedAnalysis(TPM->activeStack);
1438
1439   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1440     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1441     bool LocalChanged = false;
1442
1443     dumpPassInfo(FP, EXECUTION_MSG, ON_FUNCTION_MSG, F.getName());
1444     dumpRequiredSet(FP);
1445
1446     initializeAnalysisImpl(FP);
1447
1448     {
1449       PassManagerPrettyStackEntry X(FP, F);
1450       TimeRegion PassTimer(getPassTimer(FP));
1451
1452       LocalChanged |= FP->runOnFunction(F);
1453     }
1454
1455     Changed |= LocalChanged;
1456     if (LocalChanged)
1457       dumpPassInfo(FP, MODIFICATION_MSG, ON_FUNCTION_MSG, F.getName());
1458     dumpPreservedSet(FP);
1459
1460     verifyPreservedAnalysis(FP);
1461     removeNotPreservedAnalysis(FP);
1462     recordAvailableAnalysis(FP);
1463     removeDeadPasses(FP, F.getName(), ON_FUNCTION_MSG);
1464   }
1465   return Changed;
1466 }
1467
1468 bool FPPassManager::runOnModule(Module &M) {
1469   bool Changed = doInitialization(M);
1470
1471   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
1472     runOnFunction(*I);
1473
1474   return doFinalization(M) || Changed;
1475 }
1476
1477 bool FPPassManager::doInitialization(Module &M) {
1478   bool Changed = false;
1479
1480   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index)
1481     Changed |= getContainedPass(Index)->doInitialization(M);
1482
1483   return Changed;
1484 }
1485
1486 bool FPPassManager::doFinalization(Module &M) {
1487   bool Changed = false;
1488
1489   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index)
1490     Changed |= getContainedPass(Index)->doFinalization(M);
1491
1492   return Changed;
1493 }
1494
1495 //===----------------------------------------------------------------------===//
1496 // MPPassManager implementation
1497
1498 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking
1499 /// runOnModule method.  Keep track of whether any of the passes modifies
1500 /// the module, and if so, return true.
1501 bool
1502 MPPassManager::runOnModule(Module &M) {
1503   bool Changed = false;
1504
1505   // Initialize on-the-fly passes
1506   for (std::map<Pass *, FunctionPassManagerImpl *>::iterator
1507        I = OnTheFlyManagers.begin(), E = OnTheFlyManagers.end();
1508        I != E; ++I) {
1509     FunctionPassManagerImpl *FPP = I->second;
1510     Changed |= FPP->doInitialization(M);
1511   }
1512
1513   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1514     ModulePass *MP = getContainedPass(Index);
1515     bool LocalChanged = false;
1516
1517     dumpPassInfo(MP, EXECUTION_MSG, ON_MODULE_MSG, M.getModuleIdentifier());
1518     dumpRequiredSet(MP);
1519
1520     initializeAnalysisImpl(MP);
1521
1522     {
1523       PassManagerPrettyStackEntry X(MP, M);
1524       TimeRegion PassTimer(getPassTimer(MP));
1525
1526       LocalChanged |= MP->runOnModule(M);
1527     }
1528
1529     Changed |= LocalChanged;
1530     if (LocalChanged)
1531       dumpPassInfo(MP, MODIFICATION_MSG, ON_MODULE_MSG,
1532                    M.getModuleIdentifier());
1533     dumpPreservedSet(MP);
1534
1535     verifyPreservedAnalysis(MP);
1536     removeNotPreservedAnalysis(MP);
1537     recordAvailableAnalysis(MP);
1538     removeDeadPasses(MP, M.getModuleIdentifier(), ON_MODULE_MSG);
1539   }
1540
1541   // Finalize on-the-fly passes
1542   for (std::map<Pass *, FunctionPassManagerImpl *>::iterator
1543        I = OnTheFlyManagers.begin(), E = OnTheFlyManagers.end();
1544        I != E; ++I) {
1545     FunctionPassManagerImpl *FPP = I->second;
1546     // We don't know when is the last time an on-the-fly pass is run,
1547     // so we need to releaseMemory / finalize here
1548     FPP->releaseMemoryOnTheFly();
1549     Changed |= FPP->doFinalization(M);
1550   }
1551   return Changed;
1552 }
1553
1554 /// Add RequiredPass into list of lower level passes required by pass P.
1555 /// RequiredPass is run on the fly by Pass Manager when P requests it
1556 /// through getAnalysis interface.
1557 void MPPassManager::addLowerLevelRequiredPass(Pass *P, Pass *RequiredPass) {
1558   assert(P->getPotentialPassManagerType() == PMT_ModulePassManager &&
1559          "Unable to handle Pass that requires lower level Analysis pass");
1560   assert((P->getPotentialPassManagerType() <
1561           RequiredPass->getPotentialPassManagerType()) &&
1562          "Unable to handle Pass that requires lower level Analysis pass");
1563
1564   FunctionPassManagerImpl *FPP = OnTheFlyManagers[P];
1565   if (!FPP) {
1566     FPP = new FunctionPassManagerImpl(0);
1567     // FPP is the top level manager.
1568     FPP->setTopLevelManager(FPP);
1569
1570     OnTheFlyManagers[P] = FPP;
1571   }
1572   FPP->add(RequiredPass);
1573
1574   // Register P as the last user of RequiredPass.
1575   SmallVector<Pass *, 1> LU;
1576   LU.push_back(RequiredPass);
1577   FPP->setLastUser(LU,  P);
1578 }
1579
1580 /// Return function pass corresponding to PassInfo PI, that is
1581 /// required by module pass MP. Instantiate analysis pass, by using
1582 /// its runOnFunction() for function F.
1583 Pass* MPPassManager::getOnTheFlyPass(Pass *MP, AnalysisID PI, Function &F){
1584   FunctionPassManagerImpl *FPP = OnTheFlyManagers[MP];
1585   assert(FPP && "Unable to find on the fly pass");
1586
1587   FPP->releaseMemoryOnTheFly();
1588   FPP->run(F);
1589   return ((PMTopLevelManager*)FPP)->findAnalysisPass(PI);
1590 }
1591
1592
1593 //===----------------------------------------------------------------------===//
1594 // PassManagerImpl implementation
1595 //
1596 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
1597 /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
1598 bool PassManagerImpl::run(Module &M) {
1599   bool Changed = false;
1600   TimingInfo::createTheTimeInfo();
1601
1602   dumpArguments();
1603   dumpPasses();
1604
1605   initializeAllAnalysisInfo();
1606   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index)
1607     Changed |= getContainedManager(Index)->runOnModule(M);
1608   return Changed;
1609 }
1610
1611 //===----------------------------------------------------------------------===//
1612 // PassManager implementation
1613
1614 /// Create new pass manager
1615 PassManager::PassManager() {
1616   PM = new PassManagerImpl(0);
1617   // PM is the top level manager
1618   PM->setTopLevelManager(PM);
1619 }
1620
1621 PassManager::~PassManager() {
1622   delete PM;
1623 }
1624
1625 /// addImpl - Add a pass to the queue of passes to run, without
1626 /// checking whether to add a printer pass.
1627 void PassManager::addImpl(Pass *P) {
1628   PM->add(P);
1629 }
1630
1631 /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
1632 /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
1633 /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
1634 /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
1635 void PassManager::add(Pass *P) {
1636   const void* PassID = P->getPassID();
1637   if (ShouldPrintBeforePass(PassID))
1638     addImpl(P->createPrinterPass(dbgs(), std::string("*** IR Dump Before ")
1639                                  + P->getPassName() + " ***"));
1640
1641   addImpl(P);
1642
1643   if (ShouldPrintAfterPass(PassID))
1644     addImpl(P->createPrinterPass(dbgs(), std::string("*** IR Dump After ")
1645                                  + P->getPassName() + " ***"));
1646 }
1647
1648 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
1649 /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
1650 bool PassManager::run(Module &M) {
1651   return PM->run(M);
1652 }
1653
1654 //===----------------------------------------------------------------------===//
1655 // TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
1656 // amount of time each pass takes to execute.  This only happens with
1657 // -time-passes is enabled on the command line.
1658 //
1659 bool llvm::TimePassesIsEnabled = false;
1660 static cl::opt<bool,true>
1661 EnableTiming("time-passes", cl::location(TimePassesIsEnabled),
1662             cl::desc("Time each pass, printing elapsed time for each on exit"));
1663
1664 // createTheTimeInfo - This method either initializes the TheTimeInfo pointer to
1665 // a non null value (if the -time-passes option is enabled) or it leaves it
1666 // null.  It may be called multiple times.
1667 void TimingInfo::createTheTimeInfo() {
1668   if (!TimePassesIsEnabled || TheTimeInfo) return;
1669
1670   // Constructed the first time this is called, iff -time-passes is enabled.
1671   // This guarantees that the object will be constructed before static globals,
1672   // thus it will be destroyed before them.
1673   static ManagedStatic<TimingInfo> TTI;
1674   TheTimeInfo = &*TTI;
1675 }
1676
1677 /// If TimingInfo is enabled then start pass timer.
1678 Timer *llvm::getPassTimer(Pass *P) {
1679   if (TheTimeInfo)
1680     return TheTimeInfo->getPassTimer(P);
1681   return 0;
1682 }
1683
1684 //===----------------------------------------------------------------------===//
1685 // PMStack implementation
1686 //
1687
1688 // Pop Pass Manager from the stack and clear its analysis info.
1689 void PMStack::pop() {
1690
1691   PMDataManager *Top = this->top();
1692   Top->initializeAnalysisInfo();
1693
1694   S.pop_back();
1695 }
1696
1697 // Push PM on the stack and set its top level manager.
1698 void PMStack::push(PMDataManager *PM) {
1699   assert(PM && "Unable to push. Pass Manager expected");
1700
1701   if (!this->empty()) {
1702     PMTopLevelManager *TPM = this->top()->getTopLevelManager();
1703
1704     assert(TPM && "Unable to find top level manager");
1705     TPM->addIndirectPassManager(PM);
1706     PM->setTopLevelManager(TPM);
1707   }
1708
1709   S.push_back(PM);
1710 }
1711
1712 // Dump content of the pass manager stack.
1713 void PMStack::dump() const {
1714   for (std::vector<PMDataManager *>::const_iterator I = S.begin(),
1715          E = S.end(); I != E; ++I)
1716     printf("%s ", (*I)->getAsPass()->getPassName());
1717
1718   if (!S.empty())
1719     printf("\n");
1720 }
1721
1722 /// Find appropriate Module Pass Manager in the PM Stack and
1723 /// add self into that manager.
1724 void ModulePass::assignPassManager(PMStack &PMS,
1725                                    PassManagerType PreferredType) {
1726   // Find Module Pass Manager
1727   while (!PMS.empty()) {
1728     PassManagerType TopPMType = PMS.top()->getPassManagerType();
1729     if (TopPMType == PreferredType)
1730       break; // We found desired pass manager
1731     else if (TopPMType > PMT_ModulePassManager)
1732       PMS.pop();    // Pop children pass managers
1733     else
1734       break;
1735   }
1736   assert(!PMS.empty() && "Unable to find appropriate Pass Manager");
1737   PMS.top()->add(this);
1738 }
1739
1740 /// Find appropriate Function Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1741 /// in the PM Stack and add self into that manager.
1742 void FunctionPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
1743                                      PassManagerType PreferredType) {
1744
1745   // Find Module Pass Manager
1746   while (!PMS.empty()) {
1747     if (PMS.top()->getPassManagerType() > PMT_FunctionPassManager)
1748       PMS.pop();
1749     else
1750       break;
1751   }
1752
1753   // Create new Function Pass Manager if needed.
1754   FPPassManager *FPP;
1755   if (PMS.top()->getPassManagerType() == PMT_FunctionPassManager) {
1756     FPP = (FPPassManager *)PMS.top();
1757   } else {
1758     assert(!PMS.empty() && "Unable to create Function Pass Manager");
1759     PMDataManager *PMD = PMS.top();
1760
1761     // [1] Create new Function Pass Manager
1762     FPP = new FPPassManager(PMD->getDepth() + 1);
1763     FPP->populateInheritedAnalysis(PMS);
1764
1765     // [2] Set up new manager's top level manager
1766     PMTopLevelManager *TPM = PMD->getTopLevelManager();
1767     TPM->addIndirectPassManager(FPP);
1768
1769     // [3] Assign manager to manage this new manager. This may create
1770     // and push new managers into PMS
1771     FPP->assignPassManager(PMS, PMD->getPassManagerType());
1772
1773     // [4] Push new manager into PMS
1774     PMS.push(FPP);
1775   }
1776
1777   // Assign FPP as the manager of this pass.
1778   FPP->add(this);
1779 }
1780
1781 /// Find appropriate Basic Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1782 /// in the PM Stack and add self into that manager.
1783 void BasicBlockPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
1784                                        PassManagerType PreferredType) {
1785   BBPassManager *BBP;
1786
1787   // Basic Pass Manager is a leaf pass manager. It does not handle
1788   // any other pass manager.
1789   if (!PMS.empty() &&
1790       PMS.top()->getPassManagerType() == PMT_BasicBlockPassManager) {
1791     BBP = (BBPassManager *)PMS.top();
1792   } else {
1793     // If leaf manager is not Basic Block Pass manager then create new
1794     // basic Block Pass manager.
1795     assert(!PMS.empty() && "Unable to create BasicBlock Pass Manager");
1796     PMDataManager *PMD = PMS.top();
1797
1798     // [1] Create new Basic Block Manager
1799     BBP = new BBPassManager(PMD->getDepth() + 1);
1800
1801     // [2] Set up new manager's top level manager
1802     // Basic Block Pass Manager does not live by itself
1803     PMTopLevelManager *TPM = PMD->getTopLevelManager();
1804     TPM->addIndirectPassManager(BBP);
1805
1806     // [3] Assign manager to manage this new manager. This may create
1807     // and push new managers into PMS
1808     BBP->assignPassManager(PMS, PreferredType);
1809
1810     // [4] Push new manager into PMS
1811     PMS.push(BBP);
1812   }
1813
1814   // Assign BBP as the manager of this pass.
1815   BBP->add(this);
1816 }
1817
1818 PassManagerBase::~PassManagerBase() {}