9e0be3b9689b9384adb13330a6ae72809750796c
[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/Assembly/PrintModulePass.h"
17 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
18 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
19 #include "llvm/Support/Debug.h"
20 #include "llvm/Support/Timer.h"
21 #include "llvm/Module.h"
22 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
23 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
24 #include "llvm/Support/PassNameParser.h"
25 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
26 #include "llvm/System/Mutex.h"
27 #include "llvm/System/Threading.h"
28 #include "llvm-c/Core.h"
29 #include <algorithm>
30 #include <cstdio>
31 #include <map>
32 using namespace llvm;
33
34 // See PassManagers.h for Pass Manager infrastructure overview.
35
36 namespace llvm {
37
38 //===----------------------------------------------------------------------===//
39 // Pass debugging information.  Often it is useful to find out what pass is
40 // running when a crash occurs in a utility.  When this library is compiled with
41 // debugging on, a command line option (--debug-pass) is enabled that causes the
42 // pass name to be printed before it executes.
43 //
44
45 // Different debug levels that can be enabled...
46 enum PassDebugLevel {
47   None, Arguments, Structure, Executions, Details
48 };
49
50 static cl::opt<enum PassDebugLevel>
51 PassDebugging("debug-pass", cl::Hidden,
52                   cl::desc("Print PassManager debugging information"),
53                   cl::values(
54   clEnumVal(None      , "disable debug output"),
55   clEnumVal(Arguments , "print pass arguments to pass to 'opt'"),
56   clEnumVal(Structure , "print pass structure before run()"),
57   clEnumVal(Executions, "print pass name before it is executed"),
58   clEnumVal(Details   , "print pass details when it is executed"),
59                              clEnumValEnd));
60
61 typedef llvm::cl::list<const llvm::PassInfo *, bool, PassNameParser>
62 PassOptionList;
63
64 // Print IR out before/after specified passes.
65 static PassOptionList
66 PrintBefore("print-before",
67             llvm::cl::desc("Print IR before specified passes"));
68
69 static PassOptionList
70 PrintAfter("print-after",
71            llvm::cl::desc("Print IR after specified passes"));
72
73 static cl::opt<bool>
74 PrintBeforeAll("print-before-all",
75                llvm::cl::desc("Print IR before each pass"),
76                cl::init(false));
77 static cl::opt<bool>
78 PrintAfterAll("print-after-all",
79               llvm::cl::desc("Print IR after each pass"),
80               cl::init(false));
81
82 /// This is a helper to determine whether to print IR before or
83 /// after a pass.
84
85 static bool ShouldPrintBeforeOrAfterPass(Pass *P,
86                                          PassOptionList &PassesToPrint) {
87   for (unsigned i = 0, ie = PassesToPrint.size(); i < ie; ++i) {
88     const llvm::PassInfo *PassInf = PassesToPrint[i];
89     if (PassInf && P->getPassInfo())
90       if (PassInf->getPassArgument() ==
91           P->getPassInfo()->getPassArgument()) {
92         return true;
93       }
94   }
95   return false;
96 }
97   
98
99 /// This is a utility to check whether a pass should have IR dumped
100 /// before it.
101 static bool ShouldPrintBeforePass(Pass *P) {
102   return PrintBeforeAll || ShouldPrintBeforeOrAfterPass(P, PrintBefore);
103 }
104
105 /// This is a utility to check whether a pass should have IR dumped
106 /// after it.
107 static bool ShouldPrintAfterPass(Pass *P) {
108   return PrintAfterAll || ShouldPrintBeforeOrAfterPass(P, PrintAfter);
109 }
110
111 } // End of llvm namespace
112
113 /// isPassDebuggingExecutionsOrMore - Return true if -debug-pass=Executions
114 /// or higher is specified.
115 bool PMDataManager::isPassDebuggingExecutionsOrMore() const {
116   return PassDebugging >= Executions;
117 }
118
119
120
121
122 void PassManagerPrettyStackEntry::print(raw_ostream &OS) const {
123   if (V == 0 && M == 0)
124     OS << "Releasing pass '";
125   else
126     OS << "Running pass '";
127   
128   OS << P->getPassName() << "'";
129   
130   if (M) {
131     OS << " on module '" << M->getModuleIdentifier() << "'.\n";
132     return;
133   }
134   if (V == 0) {
135     OS << '\n';
136     return;
137   }
138
139   OS << " on ";
140   if (isa<Function>(V))
141     OS << "function";
142   else if (isa<BasicBlock>(V))
143     OS << "basic block";
144   else
145     OS << "value";
146
147   OS << " '";
148   WriteAsOperand(OS, V, /*PrintTy=*/false, M);
149   OS << "'\n";
150 }
151
152
153 namespace {
154
155 //===----------------------------------------------------------------------===//
156 // BBPassManager
157 //
158 /// BBPassManager manages BasicBlockPass. It batches all the
159 /// pass together and sequence them to process one basic block before
160 /// processing next basic block.
161 class BBPassManager : public PMDataManager, public FunctionPass {
162
163 public:
164   static char ID;
165   explicit BBPassManager(int Depth) 
166     : PMDataManager(Depth), FunctionPass(&ID) {}
167
168   /// Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
169   /// whether any of the passes modifies the function, and if so, return true.
170   bool runOnFunction(Function &F);
171
172   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
173   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
174     Info.setPreservesAll();
175   }
176
177   bool doInitialization(Module &M);
178   bool doInitialization(Function &F);
179   bool doFinalization(Module &M);
180   bool doFinalization(Function &F);
181
182   virtual PMDataManager *getAsPMDataManager() { return this; }
183   virtual Pass *getAsPass() { return this; }
184
185   virtual const char *getPassName() const {
186     return "BasicBlock Pass Manager";
187   }
188
189   // Print passes managed by this manager
190   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
191     llvm::dbgs() << std::string(Offset*2, ' ') << "BasicBlockPass Manager\n";
192     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
193       BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
194       BP->dumpPassStructure(Offset + 1);
195       dumpLastUses(BP, Offset+1);
196     }
197   }
198
199   BasicBlockPass *getContainedPass(unsigned N) {
200     assert(N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
201     BasicBlockPass *BP = static_cast<BasicBlockPass *>(PassVector[N]);
202     return BP;
203   }
204
205   virtual PassManagerType getPassManagerType() const { 
206     return PMT_BasicBlockPassManager; 
207   }
208 };
209
210 char BBPassManager::ID = 0;
211 }
212
213 namespace llvm {
214
215 //===----------------------------------------------------------------------===//
216 // FunctionPassManagerImpl
217 //
218 /// FunctionPassManagerImpl manages FPPassManagers
219 class FunctionPassManagerImpl : public Pass,
220                                 public PMDataManager,
221                                 public PMTopLevelManager {
222 private:
223   bool wasRun;
224 public:
225   static char ID;
226   explicit FunctionPassManagerImpl(int Depth) : 
227     Pass(PT_PassManager, &ID), PMDataManager(Depth), 
228     PMTopLevelManager(TLM_Function), wasRun(false) { }
229
230   /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
231   /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
232   /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
233   /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
234   void add(Pass *P) {
235     schedulePass(P);
236   }
237  
238   /// createPrinterPass - Get a function printer pass. 
239   Pass *createPrinterPass(raw_ostream &O, const std::string &Banner) const {
240     return createPrintFunctionPass(Banner, &O);
241   }
242
243   // Prepare for running an on the fly pass, freeing memory if needed
244   // from a previous run.
245   void releaseMemoryOnTheFly();
246
247   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
248   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
249   bool run(Function &F);
250
251   /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
252   ///
253   bool doInitialization(Module &M);
254   
255   /// doFinalization - Run all of the finalizers for the function passes.
256   ///
257   bool doFinalization(Module &M);
258
259                                   
260   virtual PMDataManager *getAsPMDataManager() { return this; }
261   virtual Pass *getAsPass() { return this; }
262
263   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
264   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
265     Info.setPreservesAll();
266   }
267
268   inline void addTopLevelPass(Pass *P) {
269     if (ImmutablePass *IP = P->getAsImmutablePass()) {
270       // P is a immutable pass and it will be managed by this
271       // top level manager. Set up analysis resolver to connect them.
272       AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
273       P->setResolver(AR);
274       initializeAnalysisImpl(P);
275       addImmutablePass(IP);
276       recordAvailableAnalysis(IP);
277     } else {
278       P->assignPassManager(activeStack, PMT_FunctionPassManager);
279     }
280
281   }
282
283   FPPassManager *getContainedManager(unsigned N) {
284     assert(N < PassManagers.size() && "Pass number out of range!");
285     FPPassManager *FP = static_cast<FPPassManager *>(PassManagers[N]);
286     return FP;
287   }
288 };
289
290 char FunctionPassManagerImpl::ID = 0;
291 //===----------------------------------------------------------------------===//
292 // MPPassManager
293 //
294 /// MPPassManager manages ModulePasses and function pass managers.
295 /// It batches all Module passes and function pass managers together and
296 /// sequences them to process one module.
297 class MPPassManager : public Pass, public PMDataManager {
298 public:
299   static char ID;
300   explicit MPPassManager(int Depth) :
301     Pass(PT_PassManager, &ID), PMDataManager(Depth) { }
302
303   // Delete on the fly managers.
304   virtual ~MPPassManager() {
305     for (std::map<Pass *, FunctionPassManagerImpl *>::iterator 
306            I = OnTheFlyManagers.begin(), E = OnTheFlyManagers.end();
307          I != E; ++I) {
308       FunctionPassManagerImpl *FPP = I->second;
309       delete FPP;
310     }
311   }
312
313   /// createPrinterPass - Get a module printer pass. 
314   Pass *createPrinterPass(raw_ostream &O, const std::string &Banner) const {
315     return createPrintModulePass(&O, false, Banner);
316   }
317
318   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
319   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
320   bool runOnModule(Module &M);
321
322   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
323   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
324     Info.setPreservesAll();
325   }
326
327   /// Add RequiredPass into list of lower level passes required by pass P.
328   /// RequiredPass is run on the fly by Pass Manager when P requests it
329   /// through getAnalysis interface.
330   virtual void addLowerLevelRequiredPass(Pass *P, Pass *RequiredPass);
331
332   /// Return function pass corresponding to PassInfo PI, that is 
333   /// required by module pass MP. Instantiate analysis pass, by using
334   /// its runOnFunction() for function F.
335   virtual Pass* getOnTheFlyPass(Pass *MP, const StaticPassInfo *PI,
336                                 Function &F);
337
338   virtual const char *getPassName() const {
339     return "Module Pass Manager";
340   }
341
342   virtual PMDataManager *getAsPMDataManager() { return this; }
343   virtual Pass *getAsPass() { return this; }
344
345   // Print passes managed by this manager
346   void dumpPassStructure(unsigned Offset) {
347     llvm::dbgs() << std::string(Offset*2, ' ') << "ModulePass Manager\n";
348     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
349       ModulePass *MP = getContainedPass(Index);
350       MP->dumpPassStructure(Offset + 1);
351       std::map<Pass *, FunctionPassManagerImpl *>::const_iterator I =
352         OnTheFlyManagers.find(MP);
353       if (I != OnTheFlyManagers.end())
354         I->second->dumpPassStructure(Offset + 2);
355       dumpLastUses(MP, Offset+1);
356     }
357   }
358
359   ModulePass *getContainedPass(unsigned N) {
360     assert(N < PassVector.size() && "Pass number out of range!");
361     return static_cast<ModulePass *>(PassVector[N]);
362   }
363
364   virtual PassManagerType getPassManagerType() const { 
365     return PMT_ModulePassManager; 
366   }
367
368  private:
369   /// Collection of on the fly FPPassManagers. These managers manage
370   /// function passes that are required by module passes.
371   std::map<Pass *, FunctionPassManagerImpl *> OnTheFlyManagers;
372 };
373
374 char MPPassManager::ID = 0;
375 //===----------------------------------------------------------------------===//
376 // PassManagerImpl
377 //
378
379 /// PassManagerImpl manages MPPassManagers
380 class PassManagerImpl : public Pass,
381                         public PMDataManager,
382                         public PMTopLevelManager {
383
384 public:
385   static char ID;
386   explicit PassManagerImpl(int Depth) :
387     Pass(PT_PassManager, &ID), PMDataManager(Depth),
388                                PMTopLevelManager(TLM_Pass) { }
389
390   /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
391   /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
392   /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
393   /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
394   void add(Pass *P) {
395     schedulePass(P);
396   }
397  
398   /// createPrinterPass - Get a module printer pass. 
399   Pass *createPrinterPass(raw_ostream &O, const std::string &Banner) const {
400     return createPrintModulePass(&O, false, Banner);
401   }
402
403   /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
404   /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
405   bool run(Module &M);
406
407   /// Pass Manager itself does not invalidate any analysis info.
408   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
409     Info.setPreservesAll();
410   }
411
412   inline void addTopLevelPass(Pass *P) {
413     if (ImmutablePass *IP = P->getAsImmutablePass()) {
414       // P is a immutable pass and it will be managed by this
415       // top level manager. Set up analysis resolver to connect them.
416       AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
417       P->setResolver(AR);
418       initializeAnalysisImpl(P);
419       addImmutablePass(IP);
420       recordAvailableAnalysis(IP);
421     } else {
422       P->assignPassManager(activeStack, PMT_ModulePassManager);
423     }
424   }
425
426   virtual PMDataManager *getAsPMDataManager() { return this; }
427   virtual Pass *getAsPass() { return this; }
428
429   MPPassManager *getContainedManager(unsigned N) {
430     assert(N < PassManagers.size() && "Pass number out of range!");
431     MPPassManager *MP = static_cast<MPPassManager *>(PassManagers[N]);
432     return MP;
433   }
434 };
435
436 char PassManagerImpl::ID = 0;
437 } // End of llvm namespace
438
439 namespace {
440
441 //===----------------------------------------------------------------------===//
442 /// TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
443 /// amount of time each pass takes to execute.  This only happens when
444 /// -time-passes is enabled on the command line.
445 ///
446
447 static ManagedStatic<sys::SmartMutex<true> > TimingInfoMutex;
448
449 class TimingInfo {
450   DenseMap<Pass*, Timer*> TimingData;
451   TimerGroup TG;
452 public:
453   // Use 'create' member to get this.
454   TimingInfo() : TG("... Pass execution timing report ...") {}
455   
456   // TimingDtor - Print out information about timing information
457   ~TimingInfo() {
458     // Delete all of the timers, which accumulate their info into the
459     // TimerGroup.
460     for (DenseMap<Pass*, Timer*>::iterator I = TimingData.begin(),
461          E = TimingData.end(); I != E; ++I)
462       delete I->second;
463     // TimerGroup is deleted next, printing the report.
464   }
465
466   // createTheTimeInfo - This method either initializes the TheTimeInfo pointer
467   // to a non null value (if the -time-passes option is enabled) or it leaves it
468   // null.  It may be called multiple times.
469   static void createTheTimeInfo();
470
471   /// getPassTimer - Return the timer for the specified pass if it exists.
472   Timer *getPassTimer(Pass *P) {
473     if (P->getAsPMDataManager()) 
474       return 0;
475
476     sys::SmartScopedLock<true> Lock(*TimingInfoMutex);
477     Timer *&T = TimingData[P];
478     if (T == 0)
479       T = new Timer(P->getPassName(), TG);
480     return T;
481   }
482 };
483
484 } // End of anon namespace
485
486 static TimingInfo *TheTimeInfo;
487
488 //===----------------------------------------------------------------------===//
489 // PMTopLevelManager implementation
490
491 /// Initialize top level manager. Create first pass manager.
492 PMTopLevelManager::PMTopLevelManager(enum TopLevelManagerType t) {
493   if (t == TLM_Pass) {
494     MPPassManager *MPP = new MPPassManager(1);
495     MPP->setTopLevelManager(this);
496     addPassManager(MPP);
497     activeStack.push(MPP);
498   } else if (t == TLM_Function) {
499     FPPassManager *FPP = new FPPassManager(1);
500     FPP->setTopLevelManager(this);
501     addPassManager(FPP);
502     activeStack.push(FPP);
503   } 
504 }
505
506 /// Set pass P as the last user of the given analysis passes.
507 void PMTopLevelManager::setLastUser(SmallVector<Pass *, 12> &AnalysisPasses, 
508                                     Pass *P) {
509   for (SmallVector<Pass *, 12>::iterator I = AnalysisPasses.begin(),
510          E = AnalysisPasses.end(); I != E; ++I) {
511     Pass *AP = *I;
512     LastUser[AP] = P;
513     
514     if (P == AP)
515       continue;
516
517     // If AP is the last user of other passes then make P last user of
518     // such passes.
519     for (DenseMap<Pass *, Pass *>::iterator LUI = LastUser.begin(),
520            LUE = LastUser.end(); LUI != LUE; ++LUI) {
521       if (LUI->second == AP)
522         // DenseMap iterator is not invalidated here because
523         // this is just updating exisitng entry.
524         LastUser[LUI->first] = P;
525     }
526   }
527 }
528
529 /// Collect passes whose last user is P
530 void PMTopLevelManager::collectLastUses(SmallVector<Pass *, 12> &LastUses,
531                                         Pass *P) {
532   DenseMap<Pass *, SmallPtrSet<Pass *, 8> >::iterator DMI = 
533     InversedLastUser.find(P);
534   if (DMI == InversedLastUser.end())
535     return;
536
537   SmallPtrSet<Pass *, 8> &LU = DMI->second;
538   for (SmallPtrSet<Pass *, 8>::iterator I = LU.begin(),
539          E = LU.end(); I != E; ++I) {
540     LastUses.push_back(*I);
541   }
542
543 }
544
545 AnalysisUsage *PMTopLevelManager::findAnalysisUsage(Pass *P) {
546   AnalysisUsage *AnUsage = NULL;
547   DenseMap<Pass *, AnalysisUsage *>::iterator DMI = AnUsageMap.find(P);
548   if (DMI != AnUsageMap.end()) 
549     AnUsage = DMI->second;
550   else {
551     AnUsage = new AnalysisUsage();
552     P->getAnalysisUsage(*AnUsage);
553     AnUsageMap[P] = AnUsage;
554   }
555   return AnUsage;
556 }
557
558 /// Schedule pass P for execution. Make sure that passes required by
559 /// P are run before P is run. Update analysis info maintained by
560 /// the manager. Remove dead passes. This is a recursive function.
561 void PMTopLevelManager::schedulePass(Pass *P) {
562
563   // TODO : Allocate function manager for this pass, other wise required set
564   // may be inserted into previous function manager
565
566   // Give pass a chance to prepare the stage.
567   P->preparePassManager(activeStack);
568
569   // If P is an analysis pass and it is available then do not
570   // generate the analysis again. Stale analysis info should not be
571   // available at this point.
572   if (P->getPassInfo() &&
573       P->getPassInfo()->isAnalysis() && findAnalysisPass(P->getPassInfo())) {
574     delete P;
575     return;
576   }
577
578   AnalysisUsage *AnUsage = findAnalysisUsage(P);
579
580   bool checkAnalysis = true;
581   while (checkAnalysis) {
582     checkAnalysis = false;
583   
584     const AnalysisUsage::VectorType &RequiredSet = AnUsage->getRequiredSet();
585     for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator I = RequiredSet.begin(),
586            E = RequiredSet.end(); I != E; ++I) {
587       
588       Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I);
589       if (!AnalysisPass) {
590         AnalysisPass = (*I)->createPass();
591         if (P->getPotentialPassManagerType () ==
592             AnalysisPass->getPotentialPassManagerType())
593           // Schedule analysis pass that is managed by the same pass manager.
594           schedulePass(AnalysisPass);
595         else if (P->getPotentialPassManagerType () >
596                  AnalysisPass->getPotentialPassManagerType()) {
597           // Schedule analysis pass that is managed by a new manager.
598           schedulePass(AnalysisPass);
599           // Recheck analysis passes to ensure that required analysises that
600           // are already checked are still available.
601           checkAnalysis = true;
602         }
603         else
604           // Do not schedule this analysis. Lower level analsyis 
605           // passes are run on the fly.
606           delete AnalysisPass;
607       }
608     }
609   }
610
611   // Now all required passes are available.
612   addTopLevelPass(P);
613 }
614
615 /// Find the pass that implements Analysis AID. Search immutable
616 /// passes and all pass managers. If desired pass is not found
617 /// then return NULL.
618 Pass *PMTopLevelManager::findAnalysisPass(AnalysisID AID) {
619
620   Pass *P = NULL;
621   // Check pass managers
622   for (SmallVector<PMDataManager *, 8>::iterator I = PassManagers.begin(),
623          E = PassManagers.end(); P == NULL && I != E; ++I) {
624     PMDataManager *PMD = *I;
625     P = PMD->findAnalysisPass(AID, false);
626   }
627
628   // Check other pass managers
629   for (SmallVector<PMDataManager *, 8>::iterator
630          I = IndirectPassManagers.begin(),
631          E = IndirectPassManagers.end(); P == NULL && I != E; ++I)
632     P = (*I)->findAnalysisPass(AID, false);
633
634   for (SmallVector<ImmutablePass *, 8>::iterator I = ImmutablePasses.begin(),
635          E = ImmutablePasses.end(); P == NULL && I != E; ++I) {
636     const StaticPassInfo *PI = (*I)->getPassInfo();
637     if (PI == AID)
638       P = *I;
639
640     // If Pass not found then check the interfaces implemented by Immutable Pass
641     if (!P) {
642       const PassInfo::InterfaceInfo *ImmPI = PI->getInterfacesImplemented();
643       while (ImmPI) {
644         if (ImmPI->interface == AID) {
645           P = *I;
646           break;
647         } else
648           ImmPI = ImmPI->next;
649       }
650     }
651   }
652
653   return P;
654 }
655
656 // Print passes managed by this top level manager.
657 void PMTopLevelManager::dumpPasses() const {
658
659   if (PassDebugging < Structure)
660     return;
661
662   // Print out the immutable passes
663   for (unsigned i = 0, e = ImmutablePasses.size(); i != e; ++i) {
664     ImmutablePasses[i]->dumpPassStructure(0);
665   }
666   
667   // Every class that derives from PMDataManager also derives from Pass
668   // (sometimes indirectly), but there's no inheritance relationship
669   // between PMDataManager and Pass, so we have to getAsPass to get
670   // from a PMDataManager* to a Pass*.
671   for (SmallVector<PMDataManager *, 8>::const_iterator I = PassManagers.begin(),
672          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
673     (*I)->getAsPass()->dumpPassStructure(1);
674 }
675
676 void PMTopLevelManager::dumpArguments() const {
677
678   if (PassDebugging < Arguments)
679     return;
680
681   dbgs() << "Pass Arguments: ";
682   for (SmallVector<PMDataManager *, 8>::const_iterator I = PassManagers.begin(),
683          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
684     (*I)->dumpPassArguments();
685   dbgs() << "\n";
686 }
687
688 void PMTopLevelManager::initializeAllAnalysisInfo() {
689   for (SmallVector<PMDataManager *, 8>::iterator I = PassManagers.begin(),
690          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
691     (*I)->initializeAnalysisInfo();
692   
693   // Initailize other pass managers
694   for (SmallVector<PMDataManager *, 8>::iterator I = IndirectPassManagers.begin(),
695          E = IndirectPassManagers.end(); I != E; ++I)
696     (*I)->initializeAnalysisInfo();
697
698   for (DenseMap<Pass *, Pass *>::iterator DMI = LastUser.begin(),
699         DME = LastUser.end(); DMI != DME; ++DMI) {
700     DenseMap<Pass *, SmallPtrSet<Pass *, 8> >::iterator InvDMI = 
701       InversedLastUser.find(DMI->second);
702     if (InvDMI != InversedLastUser.end()) {
703       SmallPtrSet<Pass *, 8> &L = InvDMI->second;
704       L.insert(DMI->first);
705     } else {
706       SmallPtrSet<Pass *, 8> L; L.insert(DMI->first);
707       InversedLastUser[DMI->second] = L;
708     }
709   }
710 }
711
712 /// Destructor
713 PMTopLevelManager::~PMTopLevelManager() {
714   for (SmallVector<PMDataManager *, 8>::iterator I = PassManagers.begin(),
715          E = PassManagers.end(); I != E; ++I)
716     delete *I;
717   
718   for (SmallVector<ImmutablePass *, 8>::iterator
719          I = ImmutablePasses.begin(), E = ImmutablePasses.end(); I != E; ++I)
720     delete *I;
721
722   for (DenseMap<Pass *, AnalysisUsage *>::iterator DMI = AnUsageMap.begin(),
723          DME = AnUsageMap.end(); DMI != DME; ++DMI)
724     delete DMI->second;
725 }
726
727 //===----------------------------------------------------------------------===//
728 // PMDataManager implementation
729
730 /// Augement AvailableAnalysis by adding analysis made available by pass P.
731 void PMDataManager::recordAvailableAnalysis(Pass *P) {
732   const StaticPassInfo *PI = P->getPassInfo();
733   if (PI == 0) return;
734   
735   AvailableAnalysis[PI] = P;
736
737   //This pass is the current implementation of all of the interfaces it
738   //implements as well.
739   const PassInfo::InterfaceInfo *II = PI->getInterfacesImplemented();
740   while (II) {
741     AvailableAnalysis[II->interface] = P;
742     II = II->next;
743   }
744 }
745
746 // Return true if P preserves high level analysis used by other
747 // passes managed by this manager
748 bool PMDataManager::preserveHigherLevelAnalysis(Pass *P) {
749   AnalysisUsage *AnUsage = TPM->findAnalysisUsage(P);
750   if (AnUsage->getPreservesAll())
751     return true;
752   
753   const AnalysisUsage::VectorType &PreservedSet = AnUsage->getPreservedSet();
754   for (SmallVector<Pass *, 8>::iterator I = HigherLevelAnalysis.begin(),
755          E = HigherLevelAnalysis.end(); I  != E; ++I) {
756     Pass *P1 = *I;
757     if (P1->getAsImmutablePass() == 0 &&
758         std::find(PreservedSet.begin(), PreservedSet.end(),
759                   P1->getPassInfo()) == 
760            PreservedSet.end())
761       return false;
762   }
763   
764   return true;
765 }
766
767 /// verifyPreservedAnalysis -- Verify analysis preserved by pass P.
768 void PMDataManager::verifyPreservedAnalysis(Pass *P) {
769   // Don't do this unless assertions are enabled.
770 #ifdef NDEBUG
771   return;
772 #endif
773   AnalysisUsage *AnUsage = TPM->findAnalysisUsage(P);
774   const AnalysisUsage::VectorType &PreservedSet = AnUsage->getPreservedSet();
775
776   // Verify preserved analysis
777   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator I = PreservedSet.begin(),
778          E = PreservedSet.end(); I != E; ++I) {
779     AnalysisID AID = *I;
780     if (Pass *AP = findAnalysisPass(AID, true)) {
781       TimeRegion PassTimer(getPassTimer(AP));
782       AP->verifyAnalysis();
783     }
784   }
785 }
786
787 /// Remove Analysis not preserved by Pass P
788 void PMDataManager::removeNotPreservedAnalysis(Pass *P) {
789   AnalysisUsage *AnUsage = TPM->findAnalysisUsage(P);
790   if (AnUsage->getPreservesAll())
791     return;
792
793   const AnalysisUsage::VectorType &PreservedSet = AnUsage->getPreservedSet();
794   for (std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator I = AvailableAnalysis.begin(),
795          E = AvailableAnalysis.end(); I != E; ) {
796     std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator Info = I++;
797     if (Info->second->getAsImmutablePass() == 0 &&
798         std::find(PreservedSet.begin(), PreservedSet.end(), Info->first) == 
799         PreservedSet.end()) {
800       // Remove this analysis
801       if (PassDebugging >= Details) {
802         Pass *S = Info->second;
803         dbgs() << " -- '" <<  P->getPassName() << "' is not preserving '";
804         dbgs() << S->getPassName() << "'\n";
805       }
806       AvailableAnalysis.erase(Info);
807     }
808   }
809
810   // Check inherited analysis also. If P is not preserving analysis
811   // provided by parent manager then remove it here.
812   for (unsigned Index = 0; Index < PMT_Last; ++Index) {
813
814     if (!InheritedAnalysis[Index])
815       continue;
816
817     for (std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator 
818            I = InheritedAnalysis[Index]->begin(),
819            E = InheritedAnalysis[Index]->end(); I != E; ) {
820       std::map<AnalysisID, Pass *>::iterator Info = I++;
821       if (Info->second->getAsImmutablePass() == 0 &&
822           std::find(PreservedSet.begin(), PreservedSet.end(), Info->first) == 
823              PreservedSet.end()) {
824         // Remove this analysis
825         if (PassDebugging >= Details) {
826           Pass *S = Info->second;
827           dbgs() << " -- '" <<  P->getPassName() << "' is not preserving '";
828           dbgs() << S->getPassName() << "'\n";
829         }
830         InheritedAnalysis[Index]->erase(Info);
831       }
832     }
833   }
834 }
835
836 /// Remove analysis passes that are not used any longer
837 void PMDataManager::removeDeadPasses(Pass *P, StringRef Msg,
838                                      enum PassDebuggingString DBG_STR) {
839
840   SmallVector<Pass *, 12> DeadPasses;
841
842   // If this is a on the fly manager then it does not have TPM.
843   if (!TPM)
844     return;
845
846   TPM->collectLastUses(DeadPasses, P);
847
848   if (PassDebugging >= Details && !DeadPasses.empty()) {
849     dbgs() << " -*- '" <<  P->getPassName();
850     dbgs() << "' is the last user of following pass instances.";
851     dbgs() << " Free these instances\n";
852   }
853
854   for (SmallVector<Pass *, 12>::iterator I = DeadPasses.begin(),
855          E = DeadPasses.end(); I != E; ++I)
856     freePass(*I, Msg, DBG_STR);
857 }
858
859 void PMDataManager::freePass(Pass *P, StringRef Msg,
860                              enum PassDebuggingString DBG_STR) {
861   dumpPassInfo(P, FREEING_MSG, DBG_STR, Msg);
862
863   {
864     // If the pass crashes releasing memory, remember this.
865     PassManagerPrettyStackEntry X(P);
866     TimeRegion PassTimer(getPassTimer(P));
867
868     P->releaseMemory();
869   }
870
871   if (const StaticPassInfo *PI = P->getPassInfo()) {
872     // Remove the pass itself (if it is not already removed).
873     AvailableAnalysis.erase(PI);
874
875     // Remove all interfaces this pass implements, for which it is also
876     // listed as the available implementation.
877     const PassInfo::InterfaceInfo *II = PI->getInterfacesImplemented();
878     while (II) {
879       std::map<AnalysisID, Pass*>::iterator Pos =
880         AvailableAnalysis.find(II->interface);
881       if (Pos != AvailableAnalysis.end() && Pos->second == P)
882         AvailableAnalysis.erase(Pos);
883       II = II->next;
884     }
885   }
886 }
887
888 /// Add pass P into the PassVector. Update 
889 /// AvailableAnalysis appropriately if ProcessAnalysis is true.
890 void PMDataManager::add(Pass *P, bool ProcessAnalysis) {
891   // This manager is going to manage pass P. Set up analysis resolver
892   // to connect them.
893   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*this);
894   P->setResolver(AR);
895
896   // If a FunctionPass F is the last user of ModulePass info M
897   // then the F's manager, not F, records itself as a last user of M.
898   SmallVector<Pass *, 12> TransferLastUses;
899
900   if (!ProcessAnalysis) {
901     // Add pass
902     PassVector.push_back(P);
903     return;
904   }
905
906   // At the moment, this pass is the last user of all required passes.
907   SmallVector<Pass *, 12> LastUses;
908   SmallVector<Pass *, 8> RequiredPasses;
909   SmallVector<AnalysisID, 8> ReqAnalysisNotAvailable;
910
911   unsigned PDepth = this->getDepth();
912
913   collectRequiredAnalysis(RequiredPasses, 
914                           ReqAnalysisNotAvailable, P);
915   for (SmallVector<Pass *, 8>::iterator I = RequiredPasses.begin(),
916          E = RequiredPasses.end(); I != E; ++I) {
917     Pass *PRequired = *I;
918     unsigned RDepth = 0;
919
920     assert(PRequired->getResolver() && "Analysis Resolver is not set");
921     PMDataManager &DM = PRequired->getResolver()->getPMDataManager();
922     RDepth = DM.getDepth();
923
924     if (PDepth == RDepth)
925       LastUses.push_back(PRequired);
926     else if (PDepth > RDepth) {
927       // Let the parent claim responsibility of last use
928       TransferLastUses.push_back(PRequired);
929       // Keep track of higher level analysis used by this manager.
930       HigherLevelAnalysis.push_back(PRequired);
931     } else 
932       llvm_unreachable("Unable to accomodate Required Pass");
933   }
934
935   // Set P as P's last user until someone starts using P.
936   // However, if P is a Pass Manager then it does not need
937   // to record its last user.
938   if (P->getAsPMDataManager() == 0)
939     LastUses.push_back(P);
940   TPM->setLastUser(LastUses, P);
941
942   if (!TransferLastUses.empty()) {
943     Pass *My_PM = getAsPass();
944     TPM->setLastUser(TransferLastUses, My_PM);
945     TransferLastUses.clear();
946   }
947
948   // Now, take care of required analysises that are not available.
949   for (SmallVector<AnalysisID, 8>::iterator 
950          I = ReqAnalysisNotAvailable.begin(), 
951          E = ReqAnalysisNotAvailable.end() ;I != E; ++I) {
952     Pass *AnalysisPass = (*I)->createPass();
953     this->addLowerLevelRequiredPass(P, AnalysisPass);
954   }
955
956   // Take a note of analysis required and made available by this pass.
957   // Remove the analysis not preserved by this pass
958   removeNotPreservedAnalysis(P);
959   recordAvailableAnalysis(P);
960
961   // Add pass
962   PassVector.push_back(P);
963 }
964
965
966 /// Populate RP with analysis pass that are required by
967 /// pass P and are available. Populate RP_NotAvail with analysis
968 /// pass that are required by pass P but are not available.
969 void PMDataManager::collectRequiredAnalysis(SmallVector<Pass *, 8>&RP,
970                                        SmallVector<AnalysisID, 8> &RP_NotAvail,
971                                             Pass *P) {
972   AnalysisUsage *AnUsage = TPM->findAnalysisUsage(P);
973   const AnalysisUsage::VectorType &RequiredSet = AnUsage->getRequiredSet();
974   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator 
975          I = RequiredSet.begin(), E = RequiredSet.end(); I != E; ++I) {
976     if (Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I, true))
977       RP.push_back(AnalysisPass);   
978     else
979       RP_NotAvail.push_back(*I);
980   }
981
982   const AnalysisUsage::VectorType &IDs = AnUsage->getRequiredTransitiveSet();
983   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator I = IDs.begin(),
984          E = IDs.end(); I != E; ++I) {
985     if (Pass *AnalysisPass = findAnalysisPass(*I, true))
986       RP.push_back(AnalysisPass);   
987     else
988       RP_NotAvail.push_back(*I);
989   }
990 }
991
992 // All Required analyses should be available to the pass as it runs!  Here
993 // we fill in the AnalysisImpls member of the pass so that it can
994 // successfully use the getAnalysis() method to retrieve the
995 // implementations it needs.
996 //
997 void PMDataManager::initializeAnalysisImpl(Pass *P) {
998   AnalysisUsage *AnUsage = TPM->findAnalysisUsage(P);
999
1000   for (AnalysisUsage::VectorType::const_iterator
1001          I = AnUsage->getRequiredSet().begin(),
1002          E = AnUsage->getRequiredSet().end(); I != E; ++I) {
1003     Pass *Impl = findAnalysisPass(*I, true);
1004     if (Impl == 0)
1005       // This may be analysis pass that is initialized on the fly.
1006       // If that is not the case then it will raise an assert when it is used.
1007       continue;
1008     AnalysisResolver *AR = P->getResolver();
1009     assert(AR && "Analysis Resolver is not set");
1010     AR->addAnalysisImplsPair(*I, Impl);
1011   }
1012 }
1013
1014 /// Find the pass that implements Analysis AID. If desired pass is not found
1015 /// then return NULL.
1016 Pass *PMDataManager::findAnalysisPass(AnalysisID AID, bool SearchParent) {
1017
1018   // Check if AvailableAnalysis map has one entry.
1019   std::map<AnalysisID, Pass*>::const_iterator I =  AvailableAnalysis.find(AID);
1020
1021   if (I != AvailableAnalysis.end())
1022     return I->second;
1023
1024   // Search Parents through TopLevelManager
1025   if (SearchParent)
1026     return TPM->findAnalysisPass(AID);
1027   
1028   return NULL;
1029 }
1030
1031 // Print list of passes that are last used by P.
1032 void PMDataManager::dumpLastUses(Pass *P, unsigned Offset) const{
1033
1034   SmallVector<Pass *, 12> LUses;
1035
1036   // If this is a on the fly manager then it does not have TPM.
1037   if (!TPM)
1038     return;
1039
1040   TPM->collectLastUses(LUses, P);
1041   
1042   for (SmallVector<Pass *, 12>::iterator I = LUses.begin(),
1043          E = LUses.end(); I != E; ++I) {
1044     llvm::dbgs() << "--" << std::string(Offset*2, ' ');
1045     (*I)->dumpPassStructure(0);
1046   }
1047 }
1048
1049 void PMDataManager::dumpPassArguments() const {
1050   for (SmallVector<Pass *, 8>::const_iterator I = PassVector.begin(),
1051         E = PassVector.end(); I != E; ++I) {
1052     if (PMDataManager *PMD = (*I)->getAsPMDataManager())
1053       PMD->dumpPassArguments();
1054     else
1055       if (const StaticPassInfo *PI = (*I)->getPassInfo())
1056         if (!PI->isAnalysisGroup())
1057           dbgs() << " -" << PI->getPassArgument();
1058   }
1059 }
1060
1061 void PMDataManager::dumpPassInfo(Pass *P, enum PassDebuggingString S1,
1062                                  enum PassDebuggingString S2,
1063                                  StringRef Msg) {
1064   if (PassDebugging < Executions)
1065     return;
1066   dbgs() << (void*)this << std::string(getDepth()*2+1, ' ');
1067   switch (S1) {
1068   case EXECUTION_MSG:
1069     dbgs() << "Executing Pass '" << P->getPassName();
1070     break;
1071   case MODIFICATION_MSG:
1072     dbgs() << "Made Modification '" << P->getPassName();
1073     break;
1074   case FREEING_MSG:
1075     dbgs() << " Freeing Pass '" << P->getPassName();
1076     break;
1077   default:
1078     break;
1079   }
1080   switch (S2) {
1081   case ON_BASICBLOCK_MSG:
1082     dbgs() << "' on BasicBlock '" << Msg << "'...\n";
1083     break;
1084   case ON_FUNCTION_MSG:
1085     dbgs() << "' on Function '" << Msg << "'...\n";
1086     break;
1087   case ON_MODULE_MSG:
1088     dbgs() << "' on Module '"  << Msg << "'...\n";
1089     break;
1090   case ON_LOOP_MSG:
1091     dbgs() << "' on Loop '" << Msg << "'...\n";
1092     break;
1093   case ON_CG_MSG:
1094     dbgs() << "' on Call Graph Nodes '" << Msg << "'...\n";
1095     break;
1096   default:
1097     break;
1098   }
1099 }
1100
1101 void PMDataManager::dumpRequiredSet(const Pass *P) const {
1102   if (PassDebugging < Details)
1103     return;
1104     
1105   AnalysisUsage analysisUsage;
1106   P->getAnalysisUsage(analysisUsage);
1107   dumpAnalysisUsage("Required", P, analysisUsage.getRequiredSet());
1108 }
1109
1110 void PMDataManager::dumpPreservedSet(const Pass *P) const {
1111   if (PassDebugging < Details)
1112     return;
1113     
1114   AnalysisUsage analysisUsage;
1115   P->getAnalysisUsage(analysisUsage);
1116   dumpAnalysisUsage("Preserved", P, analysisUsage.getPreservedSet());
1117 }
1118
1119 void PMDataManager::dumpAnalysisUsage(StringRef Msg, const Pass *P,
1120                                    const AnalysisUsage::VectorType &Set) const {
1121   assert(PassDebugging >= Details);
1122   if (Set.empty())
1123     return;
1124   dbgs() << (void*)P << std::string(getDepth()*2+3, ' ') << Msg << " Analyses:";
1125   for (unsigned i = 0; i != Set.size(); ++i) {
1126     if (i) dbgs() << ',';
1127     dbgs() << ' ' << Set[i]->getPassName();
1128   }
1129   dbgs() << '\n';
1130 }
1131
1132 /// Add RequiredPass into list of lower level passes required by pass P.
1133 /// RequiredPass is run on the fly by Pass Manager when P requests it
1134 /// through getAnalysis interface.
1135 /// This should be handled by specific pass manager.
1136 void PMDataManager::addLowerLevelRequiredPass(Pass *P, Pass *RequiredPass) {
1137   if (TPM) {
1138     TPM->dumpArguments();
1139     TPM->dumpPasses();
1140   }
1141
1142   // Module Level pass may required Function Level analysis info 
1143   // (e.g. dominator info). Pass manager uses on the fly function pass manager 
1144   // to provide this on demand. In that case, in Pass manager terminology, 
1145   // module level pass is requiring lower level analysis info managed by
1146   // lower level pass manager.
1147
1148   // When Pass manager is not able to order required analysis info, Pass manager
1149   // checks whether any lower level manager will be able to provide this 
1150   // analysis info on demand or not.
1151 #ifndef NDEBUG
1152   dbgs() << "Unable to schedule '" << RequiredPass->getPassName();
1153   dbgs() << "' required by '" << P->getPassName() << "'\n";
1154 #endif
1155   llvm_unreachable("Unable to schedule pass");
1156 }
1157
1158 Pass *PMDataManager::getOnTheFlyPass(Pass *P, const StaticPassInfo *PI,
1159                                      Function &F) {
1160   assert(0 && "Unable to find on the fly pass");
1161   return NULL;
1162 }
1163
1164 // Destructor
1165 PMDataManager::~PMDataManager() {
1166   for (SmallVector<Pass *, 8>::iterator I = PassVector.begin(),
1167          E = PassVector.end(); I != E; ++I)
1168     delete *I;
1169 }
1170
1171 //===----------------------------------------------------------------------===//
1172 // NOTE: Is this the right place to define this method ?
1173 // getAnalysisIfAvailable - Return analysis result or null if it doesn't exist.
1174 Pass *AnalysisResolver::getAnalysisIfAvailable(AnalysisID ID, bool dir) const {
1175   return PM.findAnalysisPass(ID, dir);
1176 }
1177
1178 Pass *AnalysisResolver::findImplPass(Pass *P, const StaticPassInfo *AnalysisPI, 
1179                                      Function &F) {
1180   return PM.getOnTheFlyPass(P, AnalysisPI, F);
1181 }
1182
1183 //===----------------------------------------------------------------------===//
1184 // BBPassManager implementation
1185
1186 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking 
1187 /// runOnBasicBlock method.  Keep track of whether any of the passes modifies 
1188 /// the function, and if so, return true.
1189 bool BBPassManager::runOnFunction(Function &F) {
1190   if (F.isDeclaration())
1191     return false;
1192
1193   bool Changed = doInitialization(F);
1194
1195   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
1196     for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1197       BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1198       bool LocalChanged = false;
1199
1200       dumpPassInfo(BP, EXECUTION_MSG, ON_BASICBLOCK_MSG, I->getName());
1201       dumpRequiredSet(BP);
1202
1203       initializeAnalysisImpl(BP);
1204
1205       {
1206         // If the pass crashes, remember this.
1207         PassManagerPrettyStackEntry X(BP, *I);
1208         TimeRegion PassTimer(getPassTimer(BP));
1209
1210         LocalChanged |= BP->runOnBasicBlock(*I);
1211       }
1212
1213       Changed |= LocalChanged;
1214       if (LocalChanged) 
1215         dumpPassInfo(BP, MODIFICATION_MSG, ON_BASICBLOCK_MSG,
1216                      I->getName());
1217       dumpPreservedSet(BP);
1218
1219       verifyPreservedAnalysis(BP);
1220       removeNotPreservedAnalysis(BP);
1221       recordAvailableAnalysis(BP);
1222       removeDeadPasses(BP, I->getName(), ON_BASICBLOCK_MSG);
1223     }
1224
1225   return doFinalization(F) || Changed;
1226 }
1227
1228 // Implement doInitialization and doFinalization
1229 bool BBPassManager::doInitialization(Module &M) {
1230   bool Changed = false;
1231
1232   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index)
1233     Changed |= getContainedPass(Index)->doInitialization(M);
1234
1235   return Changed;
1236 }
1237
1238 bool BBPassManager::doFinalization(Module &M) {
1239   bool Changed = false;
1240
1241   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index)
1242     Changed |= getContainedPass(Index)->doFinalization(M);
1243
1244   return Changed;
1245 }
1246
1247 bool BBPassManager::doInitialization(Function &F) {
1248   bool Changed = false;
1249
1250   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1251     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1252     Changed |= BP->doInitialization(F);
1253   }
1254
1255   return Changed;
1256 }
1257
1258 bool BBPassManager::doFinalization(Function &F) {
1259   bool Changed = false;
1260
1261   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1262     BasicBlockPass *BP = getContainedPass(Index);
1263     Changed |= BP->doFinalization(F);
1264   }
1265
1266   return Changed;
1267 }
1268
1269
1270 //===----------------------------------------------------------------------===//
1271 // FunctionPassManager implementation
1272
1273 /// Create new Function pass manager
1274 FunctionPassManager::FunctionPassManager(Module *m) : M(m) {
1275   FPM = new FunctionPassManagerImpl(0);
1276   // FPM is the top level manager.
1277   FPM->setTopLevelManager(FPM);
1278
1279   AnalysisResolver *AR = new AnalysisResolver(*FPM);
1280   FPM->setResolver(AR);
1281 }
1282
1283 FunctionPassManager::~FunctionPassManager() {
1284   delete FPM;
1285 }
1286
1287 /// addImpl - Add a pass to the queue of passes to run, without
1288 /// checking whether to add a printer pass.
1289 void FunctionPassManager::addImpl(Pass *P) {
1290   FPM->add(P);
1291 }
1292
1293 /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes
1294 /// ownership of the Pass to the PassManager.  When the
1295 /// PassManager_X is destroyed, the pass will be destroyed as well, so
1296 /// there is no need to delete the pass. (TODO delete passes.)
1297 /// This implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
1298 void FunctionPassManager::add(Pass *P) { 
1299   // If this is a not a function pass, don't add a printer for it.
1300   if (P->getPassKind() == PT_Function)
1301     if (ShouldPrintBeforePass(P))
1302       addImpl(P->createPrinterPass(dbgs(), std::string("*** IR Dump Before ")
1303                                    + P->getPassName() + " ***"));
1304
1305   addImpl(P);
1306
1307   if (P->getPassKind() == PT_Function)
1308     if (ShouldPrintAfterPass(P))
1309       addImpl(P->createPrinterPass(dbgs(), std::string("*** IR Dump After ")
1310                                    + P->getPassName() + " ***"));
1311 }
1312
1313 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep
1314 /// track of whether any of the passes modifies the function, and if
1315 /// so, return true.
1316 ///
1317 bool FunctionPassManager::run(Function &F) {
1318   if (F.isMaterializable()) {
1319     std::string errstr;
1320     if (F.Materialize(&errstr))
1321       report_fatal_error("Error reading bitcode file: " + Twine(errstr));
1322   }
1323   return FPM->run(F);
1324 }
1325
1326
1327 /// doInitialization - Run all of the initializers for the function passes.
1328 ///
1329 bool FunctionPassManager::doInitialization() {
1330   return FPM->doInitialization(*M);
1331 }
1332
1333 /// doFinalization - Run all of the finalizers for the function passes.
1334 ///
1335 bool FunctionPassManager::doFinalization() {
1336   return FPM->doFinalization(*M);
1337 }
1338
1339 //===----------------------------------------------------------------------===//
1340 // FunctionPassManagerImpl implementation
1341 //
1342 bool FunctionPassManagerImpl::doInitialization(Module &M) {
1343   bool Changed = false;
1344
1345   dumpArguments();
1346   dumpPasses();
1347
1348   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index)
1349     Changed |= getContainedManager(Index)->doInitialization(M);
1350
1351   return Changed;
1352 }
1353
1354 bool FunctionPassManagerImpl::doFinalization(Module &M) {
1355   bool Changed = false;
1356
1357   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index)
1358     Changed |= getContainedManager(Index)->doFinalization(M);
1359
1360   return Changed;
1361 }
1362
1363 /// cleanup - After running all passes, clean up pass manager cache.
1364 void FPPassManager::cleanup() {
1365  for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1366     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1367     AnalysisResolver *AR = FP->getResolver();
1368     assert(AR && "Analysis Resolver is not set");
1369     AR->clearAnalysisImpls();
1370  }
1371 }
1372
1373 void FunctionPassManagerImpl::releaseMemoryOnTheFly() {
1374   if (!wasRun)
1375     return;
1376   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index) {
1377     FPPassManager *FPPM = getContainedManager(Index);
1378     for (unsigned Index = 0; Index < FPPM->getNumContainedPasses(); ++Index) {
1379       FPPM->getContainedPass(Index)->releaseMemory();
1380     }
1381   }
1382   wasRun = false;
1383 }
1384
1385 // Execute all the passes managed by this top level manager.
1386 // Return true if any function is modified by a pass.
1387 bool FunctionPassManagerImpl::run(Function &F) {
1388   bool Changed = false;
1389   TimingInfo::createTheTimeInfo();
1390
1391   initializeAllAnalysisInfo();
1392   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index)
1393     Changed |= getContainedManager(Index)->runOnFunction(F);
1394
1395   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index)
1396     getContainedManager(Index)->cleanup();
1397
1398   wasRun = true;
1399   return Changed;
1400 }
1401
1402 //===----------------------------------------------------------------------===//
1403 // FPPassManager implementation
1404
1405 char FPPassManager::ID = 0;
1406 /// Print passes managed by this manager
1407 void FPPassManager::dumpPassStructure(unsigned Offset) {
1408   llvm::dbgs() << std::string(Offset*2, ' ') << "FunctionPass Manager\n";
1409   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1410     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1411     FP->dumpPassStructure(Offset + 1);
1412     dumpLastUses(FP, Offset+1);
1413   }
1414 }
1415
1416
1417 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking 
1418 /// runOnFunction method.  Keep track of whether any of the passes modifies 
1419 /// the function, and if so, return true.
1420 bool FPPassManager::runOnFunction(Function &F) {
1421   if (F.isDeclaration())
1422     return false;
1423
1424   bool Changed = false;
1425
1426   // Collect inherited analysis from Module level pass manager.
1427   populateInheritedAnalysis(TPM->activeStack);
1428
1429   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1430     FunctionPass *FP = getContainedPass(Index);
1431     bool LocalChanged = false;
1432
1433     dumpPassInfo(FP, EXECUTION_MSG, ON_FUNCTION_MSG, F.getName());
1434     dumpRequiredSet(FP);
1435
1436     initializeAnalysisImpl(FP);
1437
1438     {
1439       PassManagerPrettyStackEntry X(FP, F);
1440       TimeRegion PassTimer(getPassTimer(FP));
1441
1442       LocalChanged |= FP->runOnFunction(F);
1443     }
1444
1445     Changed |= LocalChanged;
1446     if (LocalChanged)
1447       dumpPassInfo(FP, MODIFICATION_MSG, ON_FUNCTION_MSG, F.getName());
1448     dumpPreservedSet(FP);
1449
1450     verifyPreservedAnalysis(FP);
1451     removeNotPreservedAnalysis(FP);
1452     recordAvailableAnalysis(FP);
1453     removeDeadPasses(FP, F.getName(), ON_FUNCTION_MSG);
1454   }
1455   return Changed;
1456 }
1457
1458 bool FPPassManager::runOnModule(Module &M) {
1459   bool Changed = doInitialization(M);
1460
1461   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
1462     runOnFunction(*I);
1463
1464   return doFinalization(M) || Changed;
1465 }
1466
1467 bool FPPassManager::doInitialization(Module &M) {
1468   bool Changed = false;
1469
1470   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index)
1471     Changed |= getContainedPass(Index)->doInitialization(M);
1472
1473   return Changed;
1474 }
1475
1476 bool FPPassManager::doFinalization(Module &M) {
1477   bool Changed = false;
1478
1479   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index)
1480     Changed |= getContainedPass(Index)->doFinalization(M);
1481
1482   return Changed;
1483 }
1484
1485 //===----------------------------------------------------------------------===//
1486 // MPPassManager implementation
1487
1488 /// Execute all of the passes scheduled for execution by invoking 
1489 /// runOnModule method.  Keep track of whether any of the passes modifies 
1490 /// the module, and if so, return true.
1491 bool
1492 MPPassManager::runOnModule(Module &M) {
1493   bool Changed = false;
1494
1495   // Initialize on-the-fly passes
1496   for (std::map<Pass *, FunctionPassManagerImpl *>::iterator
1497        I = OnTheFlyManagers.begin(), E = OnTheFlyManagers.end();
1498        I != E; ++I) {
1499     FunctionPassManagerImpl *FPP = I->second;
1500     Changed |= FPP->doInitialization(M);
1501   }
1502
1503   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedPasses(); ++Index) {
1504     ModulePass *MP = getContainedPass(Index);
1505     bool LocalChanged = false;
1506
1507     dumpPassInfo(MP, EXECUTION_MSG, ON_MODULE_MSG, M.getModuleIdentifier());
1508     dumpRequiredSet(MP);
1509
1510     initializeAnalysisImpl(MP);
1511
1512     {
1513       PassManagerPrettyStackEntry X(MP, M);
1514       TimeRegion PassTimer(getPassTimer(MP));
1515
1516       LocalChanged |= MP->runOnModule(M);
1517     }
1518
1519     Changed |= LocalChanged;
1520     if (LocalChanged)
1521       dumpPassInfo(MP, MODIFICATION_MSG, ON_MODULE_MSG,
1522                    M.getModuleIdentifier());
1523     dumpPreservedSet(MP);
1524     
1525     verifyPreservedAnalysis(MP);
1526     removeNotPreservedAnalysis(MP);
1527     recordAvailableAnalysis(MP);
1528     removeDeadPasses(MP, M.getModuleIdentifier(), ON_MODULE_MSG);
1529   }
1530
1531   // Finalize on-the-fly passes
1532   for (std::map<Pass *, FunctionPassManagerImpl *>::iterator
1533        I = OnTheFlyManagers.begin(), E = OnTheFlyManagers.end();
1534        I != E; ++I) {
1535     FunctionPassManagerImpl *FPP = I->second;
1536     // We don't know when is the last time an on-the-fly pass is run,
1537     // so we need to releaseMemory / finalize here
1538     FPP->releaseMemoryOnTheFly();
1539     Changed |= FPP->doFinalization(M);
1540   }
1541   return Changed;
1542 }
1543
1544 /// Add RequiredPass into list of lower level passes required by pass P.
1545 /// RequiredPass is run on the fly by Pass Manager when P requests it
1546 /// through getAnalysis interface.
1547 void MPPassManager::addLowerLevelRequiredPass(Pass *P, Pass *RequiredPass) {
1548   assert(P->getPotentialPassManagerType() == PMT_ModulePassManager &&
1549          "Unable to handle Pass that requires lower level Analysis pass");
1550   assert((P->getPotentialPassManagerType() < 
1551           RequiredPass->getPotentialPassManagerType()) &&
1552          "Unable to handle Pass that requires lower level Analysis pass");
1553
1554   FunctionPassManagerImpl *FPP = OnTheFlyManagers[P];
1555   if (!FPP) {
1556     FPP = new FunctionPassManagerImpl(0);
1557     // FPP is the top level manager.
1558     FPP->setTopLevelManager(FPP);
1559
1560     OnTheFlyManagers[P] = FPP;
1561   }
1562   FPP->add(RequiredPass);
1563
1564   // Register P as the last user of RequiredPass.
1565   SmallVector<Pass *, 12> LU;
1566   LU.push_back(RequiredPass);
1567   FPP->setLastUser(LU,  P);
1568 }
1569
1570 /// Return function pass corresponding to PassInfo PI, that is 
1571 /// required by module pass MP. Instantiate analysis pass, by using
1572 /// its runOnFunction() for function F.
1573 Pass* MPPassManager::getOnTheFlyPass(Pass *MP, const StaticPassInfo *PI,
1574                                      Function &F){
1575   FunctionPassManagerImpl *FPP = OnTheFlyManagers[MP];
1576   assert(FPP && "Unable to find on the fly pass");
1577   
1578   FPP->releaseMemoryOnTheFly();
1579   FPP->run(F);
1580   return ((PMTopLevelManager*)FPP)->findAnalysisPass(PI);
1581 }
1582
1583
1584 //===----------------------------------------------------------------------===//
1585 // PassManagerImpl implementation
1586 //
1587 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
1588 /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
1589 bool PassManagerImpl::run(Module &M) {
1590   bool Changed = false;
1591   TimingInfo::createTheTimeInfo();
1592
1593   dumpArguments();
1594   dumpPasses();
1595
1596   initializeAllAnalysisInfo();
1597   for (unsigned Index = 0; Index < getNumContainedManagers(); ++Index)
1598     Changed |= getContainedManager(Index)->runOnModule(M);
1599   return Changed;
1600 }
1601
1602 //===----------------------------------------------------------------------===//
1603 // PassManager implementation
1604
1605 /// Create new pass manager
1606 PassManager::PassManager() {
1607   PM = new PassManagerImpl(0);
1608   // PM is the top level manager
1609   PM->setTopLevelManager(PM);
1610 }
1611
1612 PassManager::~PassManager() {
1613   delete PM;
1614 }
1615
1616 /// addImpl - Add a pass to the queue of passes to run, without
1617 /// checking whether to add a printer pass.
1618 void PassManager::addImpl(Pass *P) {
1619   PM->add(P);
1620 }
1621
1622 /// add - Add a pass to the queue of passes to run.  This passes ownership of
1623 /// the Pass to the PassManager.  When the PassManager is destroyed, the pass
1624 /// will be destroyed as well, so there is no need to delete the pass.  This
1625 /// implies that all passes MUST be allocated with 'new'.
1626 void PassManager::add(Pass *P) {
1627   if (ShouldPrintBeforePass(P))
1628     addImpl(P->createPrinterPass(dbgs(), std::string("*** IR Dump Before ")
1629                                  + P->getPassName() + " ***"));
1630
1631   addImpl(P);
1632
1633   if (ShouldPrintAfterPass(P))
1634     addImpl(P->createPrinterPass(dbgs(), std::string("*** IR Dump After ")
1635                                  + P->getPassName() + " ***"));
1636 }
1637
1638 /// run - Execute all of the passes scheduled for execution.  Keep track of
1639 /// whether any of the passes modifies the module, and if so, return true.
1640 bool PassManager::run(Module &M) {
1641   return PM->run(M);
1642 }
1643
1644 //===----------------------------------------------------------------------===//
1645 // TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
1646 // amount of time each pass takes to execute.  This only happens with
1647 // -time-passes is enabled on the command line.
1648 //
1649 bool llvm::TimePassesIsEnabled = false;
1650 static cl::opt<bool,true>
1651 EnableTiming("time-passes", cl::location(TimePassesIsEnabled),
1652             cl::desc("Time each pass, printing elapsed time for each on exit"));
1653
1654 // createTheTimeInfo - This method either initializes the TheTimeInfo pointer to
1655 // a non null value (if the -time-passes option is enabled) or it leaves it
1656 // null.  It may be called multiple times.
1657 void TimingInfo::createTheTimeInfo() {
1658   if (!TimePassesIsEnabled || TheTimeInfo) return;
1659
1660   // Constructed the first time this is called, iff -time-passes is enabled.
1661   // This guarantees that the object will be constructed before static globals,
1662   // thus it will be destroyed before them.
1663   static ManagedStatic<TimingInfo> TTI;
1664   TheTimeInfo = &*TTI;
1665 }
1666
1667 /// If TimingInfo is enabled then start pass timer.
1668 Timer *llvm::getPassTimer(Pass *P) {
1669   if (TheTimeInfo) 
1670     return TheTimeInfo->getPassTimer(P);
1671   return 0;
1672 }
1673
1674 //===----------------------------------------------------------------------===//
1675 // PMStack implementation
1676 //
1677
1678 // Pop Pass Manager from the stack and clear its analysis info.
1679 void PMStack::pop() {
1680
1681   PMDataManager *Top = this->top();
1682   Top->initializeAnalysisInfo();
1683
1684   S.pop_back();
1685 }
1686
1687 // Push PM on the stack and set its top level manager.
1688 void PMStack::push(PMDataManager *PM) {
1689   assert(PM && "Unable to push. Pass Manager expected");
1690
1691   if (!this->empty()) {
1692     PMTopLevelManager *TPM = this->top()->getTopLevelManager();
1693
1694     assert(TPM && "Unable to find top level manager");
1695     TPM->addIndirectPassManager(PM);
1696     PM->setTopLevelManager(TPM);
1697   }
1698
1699   S.push_back(PM);
1700 }
1701
1702 // Dump content of the pass manager stack.
1703 void PMStack::dump() {
1704   for (std::deque<PMDataManager *>::iterator I = S.begin(),
1705          E = S.end(); I != E; ++I)
1706     printf("%s ", (*I)->getAsPass()->getPassName());
1707
1708   if (!S.empty())
1709     printf("\n");
1710 }
1711
1712 /// Find appropriate Module Pass Manager in the PM Stack and
1713 /// add self into that manager. 
1714 void ModulePass::assignPassManager(PMStack &PMS, 
1715                                    PassManagerType PreferredType) {
1716   // Find Module Pass Manager
1717   while(!PMS.empty()) {
1718     PassManagerType TopPMType = PMS.top()->getPassManagerType();
1719     if (TopPMType == PreferredType)
1720       break; // We found desired pass manager
1721     else if (TopPMType > PMT_ModulePassManager)
1722       PMS.pop();    // Pop children pass managers
1723     else
1724       break;
1725   }
1726   assert(!PMS.empty() && "Unable to find appropriate Pass Manager");
1727   PMS.top()->add(this);
1728 }
1729
1730 /// Find appropriate Function Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1731 /// in the PM Stack and add self into that manager. 
1732 void FunctionPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
1733                                      PassManagerType PreferredType) {
1734
1735   // Find Module Pass Manager
1736   while (!PMS.empty()) {
1737     if (PMS.top()->getPassManagerType() > PMT_FunctionPassManager)
1738       PMS.pop();
1739     else
1740       break; 
1741   }
1742
1743   // Create new Function Pass Manager if needed.
1744   FPPassManager *FPP;
1745   if (PMS.top()->getPassManagerType() == PMT_FunctionPassManager) {
1746     FPP = (FPPassManager *)PMS.top();
1747   } else {
1748     assert(!PMS.empty() && "Unable to create Function Pass Manager");
1749     PMDataManager *PMD = PMS.top();
1750
1751     // [1] Create new Function Pass Manager
1752     FPP = new FPPassManager(PMD->getDepth() + 1);
1753     FPP->populateInheritedAnalysis(PMS);
1754
1755     // [2] Set up new manager's top level manager
1756     PMTopLevelManager *TPM = PMD->getTopLevelManager();
1757     TPM->addIndirectPassManager(FPP);
1758
1759     // [3] Assign manager to manage this new manager. This may create
1760     // and push new managers into PMS
1761     FPP->assignPassManager(PMS, PMD->getPassManagerType());
1762
1763     // [4] Push new manager into PMS
1764     PMS.push(FPP);
1765   }
1766
1767   // Assign FPP as the manager of this pass.
1768   FPP->add(this);
1769 }
1770
1771 /// Find appropriate Basic Pass Manager or Call Graph Pass Manager
1772 /// in the PM Stack and add self into that manager. 
1773 void BasicBlockPass::assignPassManager(PMStack &PMS,
1774                                        PassManagerType PreferredType) {
1775   BBPassManager *BBP;
1776
1777   // Basic Pass Manager is a leaf pass manager. It does not handle
1778   // any other pass manager.
1779   if (!PMS.empty() && 
1780       PMS.top()->getPassManagerType() == PMT_BasicBlockPassManager) {
1781     BBP = (BBPassManager *)PMS.top();
1782   } else {
1783     // If leaf manager is not Basic Block Pass manager then create new
1784     // basic Block Pass manager.
1785     assert(!PMS.empty() && "Unable to create BasicBlock Pass Manager");
1786     PMDataManager *PMD = PMS.top();
1787
1788     // [1] Create new Basic Block Manager
1789     BBP = new BBPassManager(PMD->getDepth() + 1);
1790
1791     // [2] Set up new manager's top level manager
1792     // Basic Block Pass Manager does not live by itself
1793     PMTopLevelManager *TPM = PMD->getTopLevelManager();
1794     TPM->addIndirectPassManager(BBP);
1795
1796     // [3] Assign manager to manage this new manager. This may create
1797     // and push new managers into PMS
1798     BBP->assignPassManager(PMS, PreferredType);
1799
1800     // [4] Push new manager into PMS
1801     PMS.push(BBP);
1802   }
1803
1804   // Assign BBP as the manager of this pass.
1805   BBP->add(this);
1806 }
1807
1808 PassManagerBase::~PassManagerBase() {}
1809   
1810 /*===-- C Bindings --------------------------------------------------------===*/
1811
1812 LLVMPassManagerRef LLVMCreatePassManager() {
1813   return wrap(new PassManager());
1814 }
1815
1816 LLVMPassManagerRef LLVMCreateFunctionPassManagerForModule(LLVMModuleRef M) {
1817   return wrap(new FunctionPassManager(unwrap(M)));
1818 }
1819
1820 LLVMPassManagerRef LLVMCreateFunctionPassManager(LLVMModuleProviderRef P) {
1821   return LLVMCreateFunctionPassManagerForModule(
1822                                             reinterpret_cast<LLVMModuleRef>(P));
1823 }
1824
1825 LLVMBool LLVMRunPassManager(LLVMPassManagerRef PM, LLVMModuleRef M) {
1826   return unwrap<PassManager>(PM)->run(*unwrap(M));
1827 }
1828
1829 LLVMBool LLVMInitializeFunctionPassManager(LLVMPassManagerRef FPM) {
1830   return unwrap<FunctionPassManager>(FPM)->doInitialization();
1831 }
1832
1833 LLVMBool LLVMRunFunctionPassManager(LLVMPassManagerRef FPM, LLVMValueRef F) {
1834   return unwrap<FunctionPassManager>(FPM)->run(*unwrap<Function>(F));
1835 }
1836
1837 LLVMBool LLVMFinalizeFunctionPassManager(LLVMPassManagerRef FPM) {
1838   return unwrap<FunctionPassManager>(FPM)->doFinalization();
1839 }
1840
1841 void LLVMDisposePassManager(LLVMPassManagerRef PM) {
1842   delete unwrap(PM);
1843 }