Start using retnodes_* for iteration.
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / DataStructure / Printer.cpp
index 00418f8013f5e75943d18f1867603ca6fa1e4117..05fba215d51d1073658eda9c5a179f843bfda245 100644 (file)
 //===- Printer.cpp - Code for printing data structure graphs nicely -------===//
+// 
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
+// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file implements the 'dot' graph printer.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/Analysis/DataStructure.h"
+#include "llvm/Analysis/DataStructure/DataStructure.h"
+#include "llvm/Analysis/DataStructure/EquivClassGraphs.h"
+#include "llvm/Analysis/DataStructure/DSGraph.h"
+#include "llvm/Analysis/DataStructure/DSGraphTraits.h"
 #include "llvm/Module.h"
+#include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/GraphWriter.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include <fstream>
 #include <sstream>
-using std::string;
+using namespace llvm;
+
+// OnlyPrintMain - The DataStructure printer exposes this option to allow
+// printing of only the graph for "main".
+//
+namespace {
+  cl::opt<bool> OnlyPrintMain("only-print-main-ds", cl::ReallyHidden);
+  cl::opt<bool> DontPrintAnything("dont-print-ds", cl::ReallyHidden);
+  Statistic<> MaxGraphSize   ("dsa", "Maximum graph size");
+  Statistic<> NumFoldedNodes ("dsa", "Number of folded nodes (in final graph)");
+}
 
 void DSNode::dump() const { print(std::cerr, 0); }
 
-string DSNode::getCaption(const DSGraph *G) const {
+static std::string getCaption(const DSNode *N, const DSGraph *G) {
   std::stringstream OS;
-  Module *M = G && &G->getFunction()? G->getFunction().getParent() : 0;
-  WriteTypeSymbolic(OS, getType(), M);
-
-  OS << " ";
-  if (NodeType & ScalarNode) OS << "S";
-  if (NodeType & AllocaNode) OS << "A";
-  if (NodeType & NewNode   ) OS << "N";
-  if (NodeType & GlobalNode) OS << "G";
-  if (NodeType & SubElement) OS << "E";
-  if (NodeType & CastNode  ) OS << "C";
-  if (NodeType & Incomplete) OS << "I";
-
-  for (unsigned i = 0, e = Globals.size(); i != e; ++i) {
+  Module *M = 0;
+
+  if (!G) G = N->getParentGraph();
+
+  // Get the module from ONE of the functions in the graph it is available.
+  if (G && G->retnodes_begin() != G->retnodes_end())
+    M = G->retnodes_begin()->first->getParent();
+  if (M == 0 && G) {
+    // If there is a global in the graph, we can use it to find the module.
+    const DSScalarMap &SM = G->getScalarMap();
+    if (SM.global_begin() != SM.global_end())
+      M = (*SM.global_begin())->getParent();
+  }
+
+  if (N->isNodeCompletelyFolded())
+    OS << "COLLAPSED";
+  else {
+    WriteTypeSymbolic(OS, N->getType(), M);
+    if (N->isArray())
+      OS << " array";
+  }
+  if (unsigned NodeType = N->getNodeFlags()) {
+    OS << ": ";
+    if (NodeType & DSNode::AllocaNode ) OS << "S";
+    if (NodeType & DSNode::HeapNode   ) OS << "H";
+    if (NodeType & DSNode::GlobalNode ) OS << "G";
+    if (NodeType & DSNode::UnknownNode) OS << "U";
+    if (NodeType & DSNode::Incomplete ) OS << "I";
+    if (NodeType & DSNode::Modified   ) OS << "M";
+    if (NodeType & DSNode::Read       ) OS << "R";
+#ifndef NDEBUG
+    if (NodeType & DSNode::DEAD       ) OS << "<dead>";
+#endif
     OS << "\n";
-    WriteAsOperand(OS, Globals[i], false, true, M);
   }
 
-  if ((NodeType & ScalarNode) && G) {
-    const std::map<Value*, DSNodeHandle> &VM = G->getValueMap();
-    for (std::map<Value*, DSNodeHandle>::const_iterator I = VM.begin(),
-           E = VM.end(); I != E; ++I)
-      if (I->second == this) {
-        OS << "\n";
-        WriteAsOperand(OS, I->first, false, true, M);
-      }
+  for (unsigned i = 0, e = N->getGlobals().size(); i != e; ++i) {
+    WriteAsOperand(OS, N->getGlobals()[i], false, true, M);
+    OS << "\n";
   }
 
   return OS.str();
 }
 
-static string getValueName(Value *V, Function &F) {
-  std::stringstream OS;
-  WriteAsOperand(OS, V, true, true, F.getParent());
-  return OS.str();
-}
+namespace llvm {
+template<>
+struct DOTGraphTraits<const DSGraph*> : public DefaultDOTGraphTraits {
+  static std::string getGraphName(const DSGraph *G) {
+    switch (G->getReturnNodes().size()) {
+    case 0: return G->getFunctionNames();
+    case 1: return "Function " + G->getFunctionNames();
+    default: return "Functions: " + G->getFunctionNames();
+    }
+  }
 
+  static std::string getNodeLabel(const DSNode *Node, const DSGraph *Graph) {
+    return getCaption(Node, Graph);
+  }
 
+  static std::string getNodeAttributes(const DSNode *N) {
+    return "shape=Mrecord";
+  }
+
+  static bool edgeTargetsEdgeSource(const void *Node,
+                                    DSNode::const_iterator I) {
+    unsigned O = I.getNode()->getLink(I.getOffset()).getOffset();
+    return (O >> DS::PointerShift) != 0;
+  }
+
+  static DSNode::const_iterator getEdgeTarget(const DSNode *Node,
+                                              DSNode::const_iterator I) {
+    unsigned O = I.getNode()->getLink(I.getOffset()).getOffset();
+    unsigned LinkNo = O >> DS::PointerShift;
+    const DSNode *N = *I;
+    DSNode::const_iterator R = N->begin();
+    for (; LinkNo; --LinkNo)
+      ++R;
+    return R;
+  }
 
-static void replaceIn(string &S, char From, const string &To) {
-  for (unsigned i = 0; i < S.size(); )
-    if (S[i] == From) {
-      S.replace(S.begin()+i, S.begin()+i+1,
-                To.begin(), To.end());
-      i += To.size();
-    } else {
-      ++i;
+  
+  /// addCustomGraphFeatures - Use this graph writing hook to emit call nodes
+  /// and the return node.
+  ///
+  static void addCustomGraphFeatures(const DSGraph *G,
+                                     GraphWriter<const DSGraph*> &GW) {
+    Module *CurMod = 0;
+    if (G->retnodes_begin() != G->retnodes_end())
+      CurMod = G->retnodes_begin()->first->getParent();
+    else {
+      // If there is a global in the graph, we can use it to find the module.
+      const DSScalarMap &SM = G->getScalarMap();
+      if (SM.global_begin() != SM.global_end())
+        CurMod = (*SM.global_begin())->getParent();
     }
-}
 
-static std::string escapeLabel(const std::string &In) {
-  std::string Label(In);
-  replaceIn(Label, '\\', "\\\\");  // Escape caption...
-  replaceIn(Label, '\n', "\\n");
-  replaceIn(Label, ' ', "\\ ");
-  replaceIn(Label, '{', "\\{");
-  replaceIn(Label, '}', "\\}");
-  return Label;
-}
 
-static void writeEdge(std::ostream &O, const void *SrcNode,
-                      const char *SrcNodePortName, int SrcNodeIdx,
-                      const DSNode *VS, const std::string &EdgeAttr = "") {
-  O << "\tNode" << SrcNode << SrcNodePortName;
-  if (SrcNodeIdx != -1) O << SrcNodeIdx;
-  O << " -> Node" << (void*)VS;
+    // Add scalar nodes to the graph...
+    const DSGraph::ScalarMapTy &VM = G->getScalarMap();
+    for (DSGraph::ScalarMapTy::const_iterator I = VM.begin(); I != VM.end();++I)
+      if (!isa<GlobalValue>(I->first)) {
+        std::stringstream OS;
+        WriteAsOperand(OS, I->first, false, true, CurMod);
+        GW.emitSimpleNode(I->first, "", OS.str());
+        
+        // Add edge from return node to real destination
+        DSNode *DestNode = I->second.getNode();
+        int EdgeDest = I->second.getOffset() >> DS::PointerShift;
+        if (EdgeDest == 0) EdgeDest = -1;
+        GW.emitEdge(I->first, -1, DestNode,
+                    EdgeDest, "arrowtail=tee,color=gray63");
+      }
 
-  if (!EdgeAttr.empty())
-    O << "[" << EdgeAttr << "]";
-  O << ";\n";
-}
 
-void DSNode::print(std::ostream &O, const DSGraph *G) const {
-  std::string Caption = escapeLabel(getCaption(G));
+    // Output the returned value pointer...
+    for (DSGraph::retnodes_iterator I = G->retnodes_begin(),
+           E = G->retnodes_end(); I != E; ++I)
+      if (I->second.getNode()) {
+        std::string Label;
+        if (G->getReturnNodes().size() == 1)
+          Label = "returning";
+        else
+          Label = I->first->getName() + " ret node";
+        // Output the return node...
+        GW.emitSimpleNode((void*)I->first, "plaintext=circle", Label);
+
+        // Add edge from return node to real destination
+        DSNode *RetNode = I->second.getNode();
+        int RetEdgeDest = I->second.getOffset() >> DS::PointerShift;;
+        if (RetEdgeDest == 0) RetEdgeDest = -1;
+        GW.emitEdge((void*)I->first, -1, RetNode,
+                    RetEdgeDest, "arrowtail=tee,color=gray63");
+      }
 
-  O << "\tNode" << (void*)this << " [ label =\"{" << Caption;
+    // Output all of the call nodes...
+    const std::list<DSCallSite> &FCs =
+      G->shouldPrintAuxCalls() ? G->getAuxFunctionCalls()
+      : G->getFunctionCalls();
+    for (std::list<DSCallSite>::const_iterator I = FCs.begin(), E = FCs.end();
+         I != E; ++I) {
+      const DSCallSite &Call = *I;
+      std::vector<std::string> EdgeSourceCaptions(Call.getNumPtrArgs()+2);
+      EdgeSourceCaptions[0] = "r";
+      if (Call.isDirectCall())
+        EdgeSourceCaptions[1] = Call.getCalleeFunc()->getName();
+      else
+        EdgeSourceCaptions[1] = "f";
+
+      GW.emitSimpleNode(&Call, "shape=record", "call", Call.getNumPtrArgs()+2,
+                        &EdgeSourceCaptions);
+
+      if (DSNode *N = Call.getRetVal().getNode()) {
+        int EdgeDest = Call.getRetVal().getOffset() >> DS::PointerShift;
+        if (EdgeDest == 0) EdgeDest = -1;
+        GW.emitEdge(&Call, 0, N, EdgeDest, "color=gray63,tailclip=false");
+      }
+
+      // Print out the callee...
+      if (Call.isIndirectCall()) {
+        DSNode *N = Call.getCalleeNode();
+        assert(N && "Null call site callee node!");
+        GW.emitEdge(&Call, 1, N, -1, "color=gray63,tailclip=false");
+      }
 
-  if (!Links.empty()) {
-    O << "|{";
-    for (unsigned i = 0; i < Links.size(); ++i) {
-      if (i) O << "|";
-      O << "<g" << i << ">";
+      for (unsigned j = 0, e = Call.getNumPtrArgs(); j != e; ++j)
+        if (DSNode *N = Call.getPtrArg(j).getNode()) {
+          int EdgeDest = Call.getPtrArg(j).getOffset() >> DS::PointerShift;
+          if (EdgeDest == 0) EdgeDest = -1;
+          GW.emitEdge(&Call, j+2, N, EdgeDest, "color=gray63,tailclip=false");
+        }
     }
-    O << "}";
   }
-  O << "}\"];\n";
+};
+}   // end namespace llvm
 
-  for (unsigned i = 0; i < Links.size(); ++i)
-    if (Links[i])
-      writeEdge(O, this, ":g", i, Links[i]);
+void DSNode::print(std::ostream &O, const DSGraph *G) const {
+  GraphWriter<const DSGraph *> W(O, G);
+  W.writeNode(this);
 }
 
 void DSGraph::print(std::ostream &O) const {
-  O << "digraph DataStructures {\n"
-    << "\tnode [shape=Mrecord];\n"
-    << "\tedge [arrowtail=\"dot\"];\n"
-    << "\tsize=\"10,7.5\";\n"
-    << "\trotate=\"90\";\n";
-
-  if (&Func != 0)
-    O << "\tlabel=\"Function\\ " << Func.getName() << "\";\n\n";
-  else
-    O << "\tlabel=\"Global Graph\";\n\n";
-
-  // Output all of the nodes...
-  for (unsigned i = 0, e = Nodes.size(); i != e; ++i)
-    Nodes[i]->print(O, this);
-
-  O << "\n";
-
-  // Output the returned value pointer...
-  if (RetNode != 0) {
-    O << "\tNode0x1" << "[ plaintext=circle, label =\""
-      << escapeLabel("returning") << "\"];\n";
-    writeEdge(O, (void*)1, "", -1, RetNode, "arrowtail=tee,color=gray63");
-  }    
-
-  // Output all of the call nodes...
-  for (unsigned i = 0, e = FunctionCalls.size(); i != e; ++i) {
-    const std::vector<DSNodeHandle> &Call = FunctionCalls[i];
-    O << "\tNode" << (void*)&Call << " [shape=record,label=\"{call|{";
-    for (unsigned j = 0, e = Call.size(); j != e; ++j) {
-      if (j) O << "|";
-      O << "<g" << j << ">";
-    }
-    O << "}}\"];\n";
-
-    for (unsigned j = 0, e = Call.size(); j != e; ++j)
-      if (Call[j])
-        writeEdge(O, &Call, ":g", j, Call[j], "color=gray63");
-  }
-
-
-  O << "}\n";
+  WriteGraph(O, this, "DataStructures");
 }
 
-
-static void printGraph(const DSGraph &Graph, std::ostream &O,
-                       const string &GraphName, const string &Prefix) {
-  string Filename = Prefix + "." + GraphName + ".dot";
+void DSGraph::writeGraphToFile(std::ostream &O,
+                               const std::string &GraphName) const {
+  std::string Filename = GraphName + ".dot";
   O << "Writing '" << Filename << "'...";
   std::ofstream F(Filename.c_str());
   
   if (F.good()) {
-    Graph.print(F);
-    O << " [" << Graph.getGraphSize() << "+"
-      << Graph.getFunctionCalls().size() << "]\n";
+    print(F);
+    unsigned NumCalls = shouldPrintAuxCalls() ?
+      getAuxFunctionCalls().size() : getFunctionCalls().size();
+    O << " [" << getGraphSize() << "+" << NumCalls << "]\n";
   } else {
     O << "  error opening file for writing!\n";
   }
 }
 
+/// viewGraph - Emit a dot graph, run 'dot', run gv on the postscript file,
+/// then cleanup.  For use from the debugger.
+///
+void DSGraph::viewGraph() const {
+  std::ofstream F("/tmp/tempgraph.dot");
+  if (!F.good()) {
+    std::cerr << "Error opening '/tmp/tempgraph.dot' for temporary graph!\n";
+    return;
+  }
+  print(F);
+  F.close();
+  if (system("dot -Tps -Gsize=10,7.5 -Grotate=90 /tmp/tempgraph.dot > /tmp/tempgraph.ps"))
+    std::cerr << "Error running dot: 'dot' not in path?\n";
+  system("gv /tmp/tempgraph.ps");
+  system("rm /tmp/tempgraph.dot /tmp/tempgraph.ps");
+}
+
+
 template <typename Collection>
 static void printCollection(const Collection &C, std::ostream &O,
-                            const Module *M, const string &Prefix) {
+                            const Module *M, const std::string &Prefix) {
   if (M == 0) {
     O << "Null Module pointer, cannot continue!\n";
     return;
   }
 
+  unsigned TotalNumNodes = 0, TotalCallNodes = 0;
   for (Module::const_iterator I = M->begin(), E = M->end(); I != E; ++I)
-    if (!I->isExternal())
-      printGraph(C.getDSGraph((Function&)*I), O, I->getName(), Prefix);
+    if (C.hasGraph(*I)) {
+      DSGraph &Gr = C.getDSGraph((Function&)*I);
+      TotalNumNodes += Gr.getGraphSize();
+      unsigned NumCalls = Gr.shouldPrintAuxCalls() ?
+        Gr.getAuxFunctionCalls().size() : Gr.getFunctionCalls().size();
+
+      TotalCallNodes += NumCalls;
+      if (I->getName() == "main" || !OnlyPrintMain) {
+        Function *SCCFn = Gr.retnodes_begin()->first;
+        if (&*I == SCCFn)
+          Gr.writeGraphToFile(O, Prefix+I->getName());
+        else
+          O << "Didn't write '" << Prefix+I->getName()
+            << ".dot' - Graph already emitted to '" << Prefix+SCCFn->getName()
+            << "\n";
+      } else {
+        O << "Skipped Writing '" << Prefix+I->getName() << ".dot'... ["
+          << Gr.getGraphSize() << "+" << NumCalls << "]\n";
+      }
+
+      unsigned GraphSize = Gr.getGraphSize();
+      if (MaxGraphSize < GraphSize) MaxGraphSize = GraphSize;
+
+      for (DSGraph::node_iterator NI = Gr.node_begin(), E = Gr.node_end();
+           NI != E; ++NI)
+        if ((*NI)->isNodeCompletelyFolded())
+          ++NumFoldedNodes;
+    }
+
+  DSGraph &GG = C.getGlobalsGraph();
+  TotalNumNodes  += GG.getGraphSize();
+  TotalCallNodes += GG.getFunctionCalls().size();
+  if (!OnlyPrintMain) {
+    GG.writeGraphToFile(O, Prefix+"GlobalsGraph");
+  } else {
+    O << "Skipped Writing '" << Prefix << "GlobalsGraph.dot'... ["
+      << GG.getGraphSize() << "+" << GG.getFunctionCalls().size() << "]\n";
+  }
+
+  O << "\nGraphs contain [" << TotalNumNodes << "+" << TotalCallNodes 
+    << "] nodes total" << std::endl;
 }
 
 
 // print - Print out the analysis results...
 void LocalDataStructures::print(std::ostream &O, const Module *M) const {
-  printCollection(*this, O, M, "ds");
+  if (DontPrintAnything) return;
+  printCollection(*this, O, M, "ds.");
 }
 
 void BUDataStructures::print(std::ostream &O, const Module *M) const {
-  printCollection(*this, O, M, "bu");
-
-  for (Module::const_iterator I = M->begin(), E = M->end(); I != E; ++I)
-    if (!I->isExternal()) {
-      printGraph(*getDSGraph(*I).GlobalsGraph, O, "program", "gg");
-      break;
-    }
+  if (DontPrintAnything) return;
+  printCollection(*this, O, M, "bu.");
 }
 
 void TDDataStructures::print(std::ostream &O, const Module *M) const {
-  printCollection(*this, O, M, "td");
+  if (DontPrintAnything) return;
+  printCollection(*this, O, M, "td.");
+}
 
-  for (Module::const_iterator I = M->begin(), E = M->end(); I != E; ++I)
-    if (!I->isExternal()) {
-      printGraph(*getDSGraph(*I).GlobalsGraph, O, "program", "gg");
-      break;
-    }
+void CompleteBUDataStructures::print(std::ostream &O, const Module *M) const {
+  if (DontPrintAnything) return;
+  printCollection(*this, O, M, "cbu.");
 }
+
+
+void EquivClassGraphs::print(std::ostream &O, const Module *M) const {
+  if (DontPrintAnything) return;
+  printCollection(*this, O, M, "eq.");
+}
+