/***** spin: pangen6.c *****/

/*
* This file is part of the public release of Spin. It is subject to the
* terms in the LICENSE file that is included in this source directory.
* Tool documentation is available at http://spinroot.com
*/

#include "spin.h"
#include "y.tab.h"

extern Ordered   *all_names;
extern FSM_use   *use_free;
extern FSM_state **fsm_tbl;
extern FSM_state *fsm;
extern int       verbose, o_max;

static FSM_trans *cur_t;
static FSM_trans *expl_par;
static FSM_trans *expl_var;
static FSM_trans *explicit;

extern void rel_use(FSM_use *);

#define ulong   unsigned long

typedef struct Pair {
       FSM_state       *h;
       int             b;
       struct Pair     *nxt;
} Pair;

typedef struct AST {
       ProcList *p;            /* proctype decl */
       int     i_st;           /* start state */
       int     nstates, nwords;
       int     relevant;
       Pair    *pairs;         /* entry and exit nodes of proper subgraphs */
       FSM_state *fsm;         /* proctype body */
       struct AST *nxt;        /* linked list */
} AST;

typedef struct RPN {            /* relevant proctype names */
       Symbol  *rn;
       struct RPN *nxt;
} RPN;

typedef struct ALIAS {          /* channel aliasing info */
       Lextok  *cnm;           /* this chan */
       int     origin;         /* debugging - origin of the alias */
       struct ALIAS    *alias; /* can be an alias for these other chans */
       struct ALIAS    *nxt;   /* linked list */
} ALIAS;

typedef struct ChanList {
       Lextok *s;              /* containing stmnt */
       Lextok *n;              /* point of reference - could be struct */
       struct ChanList *nxt;   /* linked list */
} ChanList;

/* a chan alias can be created in one of three ways:
       assignement to chan name
               a = b -- a is now an alias for b
       passing chan name as parameter in run
               run x(b) -- proctype x(chan a)
       passing chan name through channel
               x!b -- x?a
*/

#define USE             1
#define DEF             2
#define DEREF_DEF       4
#define DEREF_USE       8

static AST      *ast;
static ALIAS    *chalcur;
static ALIAS    *chalias;
static ChanList *chanlist;
static Slicer   *slicer;
static Slicer   *rel_vars;      /* all relevant variables */
static int      AST_Changes;
static int      AST_Round;
static RPN      *rpn;
static int      in_recv = 0;

static int      AST_mutual(Lextok *, Lextok *, int);
static void     AST_dominant(void);
static void     AST_hidden(void);
static void     AST_setcur(Lextok *);
static void     check_slice(Lextok *, int);
static void     curtail(AST *);
static void     def_use(Lextok *, int);
static void     name_AST_track(Lextok *, int);
static void     show_expl(void);

static int
AST_isini(Lextok *n)    /* is this an initialized channel */
{       Symbol *s;

       if (!n || !n->sym) return 0;

       s = n->sym;

       if (s->type == CHAN)
               return (s->ini->ntyp == CHAN); /* freshly instantiated */

       if (s->type == STRUCT && n->rgt)
               return AST_isini(n->rgt->lft);

       return 0;
}

static void
AST_var(Lextok *n, Symbol *s, int toplevel)
{
       if (!s) return;

       if (toplevel)
       {       if (s->context && s->type)
                       printf(":%s:L:", s->context->name);
               else
                       printf("G:");
       }
       printf("%s", s->name); /* array indices ignored */

       if (s->type == STRUCT && n && n->rgt && n->rgt->lft)
       {       printf(":");
               AST_var(n->rgt->lft, n->rgt->lft->sym, 0);
       }
}

static void
name_def_indices(Lextok *n, int code)
{
       if (!n || !n->sym) return;

       if (n->sym->nel > 1 || n->sym->isarray)
               def_use(n->lft, code);          /* process the index */

       if (n->sym->type == STRUCT              /* and possible deeper ones */
       &&  n->rgt)
               name_def_indices(n->rgt->lft, code);
}

static void
name_def_use(Lextok *n, int code)
{       FSM_use *u;

       if (!n) return;

       if ((code&USE)
       &&  cur_t->step
       &&  cur_t->step->n)
       {       switch (cur_t->step->n->ntyp) {
               case 'c': /* possible predicate abstraction? */
                       n->sym->colnr |= 2; /* yes */
                       break;
               default:
                       n->sym->colnr |= 1; /* no  */
                       break;
               }
       }

       for (u = cur_t->Val[0]; u; u = u->nxt)
               if (AST_mutual(n, u->n, 1)
               &&  u->special == code)
                       return;

       if (use_free)
       {       u = use_free;
               use_free = use_free->nxt;
       } else
               u = (FSM_use *) emalloc(sizeof(FSM_use));

       u->n = n;
       u->special = code;
       u->nxt = cur_t->Val[0];
       cur_t->Val[0] = u;

       name_def_indices(n, USE|(code&(~DEF))); /* not def, but perhaps deref */
}

static void
def_use(Lextok *now, int code)
{       Lextok *v;

       if (now)
       switch (now->ntyp) {
       case '!':
       case UMIN:
       case '~':
       case 'c':
       case ENABLED:
       case SET_P:
       case GET_P:
       case ASSERT:
       case EVAL:
               def_use(now->lft, USE|code);
               break;

       case LEN:
       case FULL:
       case EMPTY:
       case NFULL:
       case NEMPTY:
               def_use(now->lft, DEREF_USE|USE|code);
               break;

       case '/':
       case '*':
       case '-':
       case '+':
       case '%':
       case '&':
       case '^':
       case '|':
       case LE:
       case GE:
       case GT:
       case LT:
       case NE:
       case EQ:
       case OR:
       case AND:
       case LSHIFT:
       case RSHIFT:
               def_use(now->lft, USE|code);
               def_use(now->rgt, USE|code);
               break;

       case ASGN:
               def_use(now->lft, DEF|code);
               def_use(now->rgt, USE|code);
               break;

       case TYPE:      /* name in parameter list */
               name_def_use(now, code);
               break;

       case NAME:
               name_def_use(now, code);
               break;

       case RUN:
               name_def_use(now, USE);                 /* procname - not really needed */
               for (v = now->lft; v; v = v->rgt)
                       def_use(v->lft, USE);           /* params */
               break;

       case 's':
               def_use(now->lft, DEREF_DEF|DEREF_USE|USE|code);
               for (v = now->rgt; v; v = v->rgt)
                       def_use(v->lft, USE|code);
               break;

       case 'r':
               def_use(now->lft, DEREF_DEF|DEREF_USE|USE|code);
               for (v = now->rgt; v; v = v->rgt)
               {       if (v->lft->ntyp == EVAL)
                               def_use(v->lft, code);  /* will add USE */
                       else if (v->lft->ntyp != CONST)
                               def_use(v->lft, DEF|code);
               }
               break;

       case 'R':
               def_use(now->lft, DEREF_USE|USE|code);
               for (v = now->rgt; v; v = v->rgt)
               {       if (v->lft->ntyp == EVAL)
                               def_use(v->lft, code); /* will add USE */
               }
               break;

       case '?':
               def_use(now->lft, USE|code);
               if (now->rgt)
               {       def_use(now->rgt->lft, code);
                       def_use(now->rgt->rgt, code);
               }
               break;

       case PRINT:
               for (v = now->lft; v; v = v->rgt)
                       def_use(v->lft, USE|code);
               break;

       case PRINTM:
               def_use(now->lft, USE);
               break;

       case CONST:
       case ELSE:      /* ? */
       case NONPROGRESS:
       case PC_VAL:
       case   'p':
       case   'q':
               break;

       case   '.':
       case  GOTO:
       case BREAK:
       case   '@':
       case D_STEP:
       case ATOMIC:
       case NON_ATOMIC:
       case IF:
       case DO:
       case UNLESS:
       case TIMEOUT:
       case C_CODE:
       case C_EXPR:
       default:
               break;
       }
}

static int
AST_add_alias(Lextok *n, int nr)
{       ALIAS *ca;
       int res;

       for (ca = chalcur->alias; ca; ca = ca->nxt)
               if (AST_mutual(ca->cnm, n, 1))
               {       res = (ca->origin&nr);
                       ca->origin |= nr;       /* 1, 2, or 4 - run, asgn, or rcv */
                       return (res == 0);      /* 0 if already there with same origin */
               }

       ca = (ALIAS *) emalloc(sizeof(ALIAS));
       ca->cnm = n;
       ca->origin = nr;
       ca->nxt = chalcur->alias;
       chalcur->alias = ca;
       return 1;
}

static void
AST_run_alias(char *pn, char *s, Lextok *t, int parno)
{       Lextok *v;
       int cnt;

       if (!t) return;

       if (t->ntyp == RUN)
       {       if (strcmp(t->sym->name, s) == 0)
               for (v = t->lft, cnt = 1; v; v = v->rgt, cnt++)
                       if (cnt == parno)
                       {       AST_add_alias(v->lft, 1); /* RUN */
                               break;
                       }
       } else
       {       AST_run_alias(pn, s, t->lft, parno);
               AST_run_alias(pn, s, t->rgt, parno);
       }
}

static void
AST_findrun(char *s, int parno)
{       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;
       AST *a;

       for (a = ast; a; a = a->nxt)            /* automata       */
       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)         /* control states */
       for (t = f->t; t; t = t->nxt)           /* transitions    */
       {       if (t->step)
               AST_run_alias(a->p->n->name, s, t->step->n, parno);
       }
}

static void
AST_par_chans(ProcList *p)      /* find local chan's init'd to chan passed as param */
{       Ordered *walk;
       Symbol  *sp;

       for (walk = all_names; walk; walk = walk->next)
       {       sp = walk->entry;
               if (sp
               &&  sp->context
               &&  strcmp(sp->context->name, p->n->name) == 0
               &&  sp->Nid >= 0        /* not itself a param */
               &&  sp->type == CHAN
               &&  sp->ini->ntyp == NAME)      /* != CONST and != CHAN */
               {       Lextok *x = nn(ZN, 0, ZN, ZN);
                       x->sym = sp;
                       AST_setcur(x);
                       AST_add_alias(sp->ini, 2);      /* ASGN */
       }       }
}

static void
AST_para(ProcList *p)
{       Lextok *f, *t, *c;
       int cnt = 0;

       AST_par_chans(p);

       for (f = p->p; f; f = f->rgt)           /* list of types */
       for (t = f->lft; t; t = t->rgt)
       {       if (t->ntyp != ',')
                       c = t;
               else
                       c = t->lft;     /* expanded struct */

               cnt++;
               if (Sym_typ(c) == CHAN)
               {       ALIAS *na = (ALIAS *) emalloc(sizeof(ALIAS));

                       na->cnm = c;
                       na->nxt = chalias;
                       chalcur = chalias = na;
#if 0
                       printf("%s -- (par) -- ", p->n->name);
                       AST_var(c, c->sym, 1);
                       printf(" => <<");
#endif
                       AST_findrun(p->n->name, cnt);
#if 0
                       printf(">>\n");
#endif
               }
       }
}

static void
AST_haschan(Lextok *c)
{
       if (!c) return;
       if (Sym_typ(c) == CHAN)
       {       AST_add_alias(c, 2);    /* ASGN */
#if 0
               printf("<<");
               AST_var(c, c->sym, 1);
               printf(">>\n");
#endif
       } else
       {       AST_haschan(c->rgt);
               AST_haschan(c->lft);
       }
}

static int
AST_nrpar(Lextok *n) /* 's' or 'r' */
{       Lextok *m;
       int j = 0;

       for (m = n->rgt; m; m = m->rgt)
               j++;
       return j;
}

static int
AST_ord(Lextok *n, Lextok *s)
{       Lextok *m;
       int j = 0;

       for (m = n->rgt; m; m = m->rgt)
       {       j++;
               if (s->sym == m->lft->sym)
                       return j;
       }
       return 0;
}

#if 0
static void
AST_ownership(Symbol *s)
{
       if (!s) return;
       printf("%s:", s->name);
       AST_ownership(s->owner);
}
#endif

static int
AST_mutual(Lextok *a, Lextok *b, int toplevel)
{       Symbol *as, *bs;

       if (!a && !b) return 1;

       if (!a || !b) return 0;

       as = a->sym;
       bs = b->sym;

       if (!as || !bs) return 0;

       if (toplevel && as->context != bs->context)
               return 0;

       if (as->type != bs->type)
               return 0;

       if (strcmp(as->name, bs->name) != 0)
               return 0;

       if (as->type == STRUCT && a->rgt && b->rgt)     /* we know that a and b are not null */
               return AST_mutual(a->rgt->lft, b->rgt->lft, 0);

       return 1;
}

static void
AST_setcur(Lextok *n)   /* set chalcur */
{       ALIAS *ca;

       for (ca = chalias; ca; ca = ca->nxt)
               if (AST_mutual(ca->cnm, n, 1))  /* if same chan */
               {       chalcur = ca;
                       return;
               }

       ca = (ALIAS *) emalloc(sizeof(ALIAS));
       ca->cnm = n;
       ca->nxt = chalias;
       chalcur = chalias = ca;
}

static void
AST_other(AST *a)       /* check chan params in asgns and recvs */
{       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;
       FSM_use *u;
       ChanList *cl;

       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)         /* control states */
       for (t = f->t; t; t = t->nxt)           /* transitions    */
       for (u = t->Val[0]; u; u = u->nxt)      /* def/use info   */
               if (Sym_typ(u->n) == CHAN
               &&  (u->special&DEF))           /* def of chan-name  */
               {       AST_setcur(u->n);
                       switch (t->step->n->ntyp) {
                       case ASGN:
                               AST_haschan(t->step->n->rgt);
                               break;
                       case 'r':
                               /* guess sends where name may originate */
                               for (cl = chanlist; cl; cl = cl->nxt)   /* all sends */
                               {       int aa = AST_nrpar(cl->s);
                                       int bb = AST_nrpar(t->step->n);
                                       if (aa != bb)   /* matching nrs of params */
                                               continue;

                                       aa = AST_ord(cl->s, cl->n);
                                       bb = AST_ord(t->step->n, u->n);
                                       if (aa != bb)   /* same position in parlist */
                                               continue;

                                       AST_add_alias(cl->n, 4); /* RCV assume possible match */
                               }
                               break;
                       default:
                               printf("type = %d\n", t->step->n->ntyp);
                               non_fatal("unexpected chan def type", (char *) 0);
                               break;
               }       }
}

static void
AST_aliases(void)
{       ALIAS *na, *ca;

       for (na = chalias; na; na = na->nxt)
       {       printf("\npossible aliases of ");
               AST_var(na->cnm, na->cnm->sym, 1);
               printf("\n\t");
               for (ca = na->alias; ca; ca = ca->nxt)
               {       if (!ca->cnm->sym)
                               printf("no valid name ");
                       else
                               AST_var(ca->cnm, ca->cnm->sym, 1);
                       printf("<");
                       if (ca->origin & 1) printf("RUN ");
                       if (ca->origin & 2) printf("ASGN ");
                       if (ca->origin & 4) printf("RCV ");
                       printf("[%s]", AST_isini(ca->cnm)?"Initzd":"Name");
                       printf(">");
                       if (ca->nxt) printf(", ");
               }
               printf("\n");
       }
       printf("\n");
}

static void
AST_indirect(FSM_use *uin, FSM_trans *t, char *cause, char *pn)
{       FSM_use *u;

       /* this is a newly discovered relevant statement */
       /* all vars it uses to contribute to its DEF are new criteria */

       if (!(t->relevant&1)) AST_Changes++;

       t->round = AST_Round;
       t->relevant = 1;

       if ((verbose&32) && t->step)
       {       printf("\tDR %s [[ ", pn);
               comment(stdout, t->step->n, 0);
               printf("]]\n\t\tfully relevant %s", cause);
               if (uin) { printf(" due to "); AST_var(uin->n, uin->n->sym, 1); }
               printf("\n");
       }
       for (u = t->Val[0]; u; u = u->nxt)
               if (u != uin
               && (u->special&(USE|DEREF_USE)))
               {       if (verbose&32)
                       {       printf("\t\t\tuses(%d): ", u->special);
                               AST_var(u->n, u->n->sym, 1);
                               printf("\n");
                       }
                       name_AST_track(u->n, u->special);       /* add to slice criteria */
               }
}

static void
def_relevant(char *pn, FSM_trans *t, Lextok *n, int ischan)
{       FSM_use *u;
       ALIAS *na, *ca;
       int chanref;

       /* look for all DEF's of n
        *      mark those stmnts relevant
        *      mark all var USEs in those stmnts as criteria
        */

       if (n->ntyp != ELSE)
       for (u = t->Val[0]; u; u = u->nxt)
       {       chanref = (Sym_typ(u->n) == CHAN);

               if (ischan != chanref                   /* no possible match  */
               || !(u->special&(DEF|DEREF_DEF)))       /* not a def */
                       continue;

               if (AST_mutual(u->n, n, 1))
               {       AST_indirect(u, t, "(exact match)", pn);
                       continue;
               }

               if (chanref)
               for (na = chalias; na; na = na->nxt)
               {       if (!AST_mutual(u->n, na->cnm, 1))
                               continue;
                       for (ca = na->alias; ca; ca = ca->nxt)
                               if (AST_mutual(ca->cnm, n, 1)
                               &&  AST_isini(ca->cnm))
                               {       AST_indirect(u, t, "(alias match)", pn);
                                       break;
                               }
                       if (ca) break;
       }       }
}

static void
AST_relevant(Lextok *n)
{       AST *a;
       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;
       int ischan;

       /* look for all DEF's of n
        *      mark those stmnts relevant
        *      mark all var USEs in those stmnts as criteria
        */

       if (!n) return;
       ischan = (Sym_typ(n) == CHAN);

       if (verbose&32)
       {       printf("<<ast_relevant (ntyp=%d) ", n->ntyp);
               AST_var(n, n->sym, 1);
               printf(">>\n");
       }

       for (t = expl_par; t; t = t->nxt)       /* param assignments */
       {       if (!(t->relevant&1))
               def_relevant(":params:", t, n, ischan);
       }

       for (t = expl_var; t; t = t->nxt)
       {       if (!(t->relevant&1))           /* var inits */
               def_relevant(":vars:", t, n, ischan);
       }

       for (a = ast; a; a = a->nxt)            /* all other stmnts */
       {       if (a->p->b != N_CLAIM && a->p->b != E_TRACE && a->p->b != N_TRACE)
               for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
               for (t = f->t; t; t = t->nxt)
               {       if (!(t->relevant&1))
                       def_relevant(a->p->n->name, t, n, ischan);
       }       }
}

static int
AST_relpar(char *s)
{       FSM_trans *t, *T;
       FSM_use *u;

       for (T = expl_par; T; T = (T == expl_par)?expl_var: (FSM_trans *) 0)
       for (t = T; t; t = t->nxt)
       {       if (t->relevant&1)
               for (u = t->Val[0]; u; u = u->nxt)
               {       if (u->n->sym->type
                       &&  u->n->sym->context
                       &&  strcmp(u->n->sym->context->name, s) == 0)
                       {
                               if (verbose&32)
                               {       printf("proctype %s relevant, due to symbol ", s);
                                       AST_var(u->n, u->n->sym, 1);
                                       printf("\n");
                               }
                               return 1;
       }       }       }
       return 0;
}

static void
AST_dorelevant(void)
{       AST *a;
       RPN *r;

       for (r = rpn; r; r = r->nxt)
       {       for (a = ast; a; a = a->nxt)
                       if (strcmp(a->p->n->name, r->rn->name) == 0)
                       {       a->relevant |= 1;
                               break;
                       }
               if (!a)
               fatal("cannot find proctype %s", r->rn->name);
       }
}

static void
AST_procisrelevant(Symbol *s)
{       RPN *r;
       for (r = rpn; r; r = r->nxt)
               if (strcmp(r->rn->name, s->name) == 0)
                       return;
       r = (RPN *) emalloc(sizeof(RPN));
       r->rn = s;
       r->nxt = rpn;
       rpn = r;
}

static int
AST_proc_isrel(char *s)
{       AST *a;

       for (a = ast; a; a = a->nxt)
               if (strcmp(a->p->n->name, s) == 0)
                       return (a->relevant&1);
       non_fatal("cannot happen, missing proc in ast", (char *) 0);
       return 0;
}

static int
AST_scoutrun(Lextok *t)
{
       if (!t) return 0;

       if (t->ntyp == RUN)
               return AST_proc_isrel(t->sym->name);
       return (AST_scoutrun(t->lft) || AST_scoutrun(t->rgt));
}

static void
AST_tagruns(void)
{       AST *a;
       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;

       /* if any stmnt inside a proctype is relevant
        * or any parameter passed in a run
        * then so are all the run statements on that proctype
        */

       for (a = ast; a; a = a->nxt)
       {       if (a->p->b == N_CLAIM || a->p->b == I_PROC
               ||  a->p->b == E_TRACE || a->p->b == N_TRACE)
               {       a->relevant |= 1;       /* the proctype is relevant */
                       continue;
               }
               if (AST_relpar(a->p->n->name))
                       a->relevant |= 1;
               else
               {       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
                       for (t = f->t; t; t = t->nxt)
                               if (t->relevant)
                                       goto yes;
yes:                    if (f)
                               a->relevant |= 1;
               }
       }

       for (a = ast; a; a = a->nxt)
       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
       for (t = f->t; t; t = t->nxt)
               if (t->step
               &&  AST_scoutrun(t->step->n))
               {       AST_indirect((FSM_use *)0, t, ":run:", a->p->n->name);
                       /* BUT, not all actual params are relevant */
               }
}

static void
AST_report(AST *a, Element *e)  /* ALSO deduce irrelevant vars */
{
       if (!(a->relevant&2))
       {       a->relevant |= 2;
               printf("spin: redundant in proctype %s (for given property):\n",
                       a->p->n->name);
       }
       printf("      %s:%d (state %d)",
               e->n?e->n->fn->name:"-",
               e->n?e->n->ln:-1,
               e->seqno);
       printf("        [");
       comment(stdout, e->n, 0);
       printf("]\n");
}

static int
AST_always(Lextok *n)
{
       if (!n) return 0;

       if (n->ntyp == '@'      /* -end */
       ||  n->ntyp == 'p')     /* remote reference */
               return 1;
       return AST_always(n->lft) || AST_always(n->rgt);
}

static void
AST_edge_dump(AST *a, FSM_state *f)
{       FSM_trans *t;
       FSM_use *u;

       for (t = f->t; t; t = t->nxt)   /* edges */
       {
               if (t->step && AST_always(t->step->n))
                       t->relevant |= 1;       /* always relevant */

               if (verbose&32)
               {       switch (t->relevant) {
                       case  0: printf("     "); break;
                       case  1: printf("*%3d ", t->round); break;
                       case  2: printf("+%3d ", t->round); break;
                       case  3: printf("#%3d ", t->round); break;
                       default: printf("? "); break;
                       }

                       printf("%d\t->\t%d\t", f->from, t->to);
                       if (t->step)
                               comment(stdout, t->step->n, 0);
                       else
                               printf("Unless");

                       for (u = t->Val[0]; u; u = u->nxt)
                       {       printf(" <");
                               AST_var(u->n, u->n->sym, 1);
                               printf(":%d>", u->special);
                       }
                       printf("\n");
               } else
               {       if (t->relevant)
                               continue;

                       if (t->step)
                       switch(t->step->n->ntyp) {
                       case ASGN:
                       case 's':
                       case 'r':
                       case 'c':
                               if (t->step->n->lft->ntyp != CONST)
                                       AST_report(a, t->step);
                               break;

                       case PRINT:     /* don't report */
                       case PRINTM:
                       case ASSERT:
                       case C_CODE:
                       case C_EXPR:
                       default:
                               break;
       }       }       }
}

static void
AST_dfs(AST *a, int s, int vis)
{       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;

       f = fsm_tbl[s];
       if (f->seen) return;

       f->seen = 1;
       if (vis) AST_edge_dump(a, f);

       for (t = f->t; t; t = t->nxt)
               AST_dfs(a, t->to, vis);
}

static void
AST_dump(AST *a)
{       FSM_state *f;

       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
       {       f->seen = 0;
               fsm_tbl[f->from] = f;
       }

       if (verbose&32)
               printf("AST_START %s from %d\n", a->p->n->name, a->i_st);

       AST_dfs(a, a->i_st, 1);
}

static void
AST_sends(AST *a)
{       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;
       FSM_use *u;
       ChanList *cl;

       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)         /* control states */
       for (t = f->t; t; t = t->nxt)           /* transitions    */
       {       if (t->step
               &&  t->step->n
               &&  t->step->n->ntyp == 's')
               for (u = t->Val[0]; u; u = u->nxt)
               {       if (Sym_typ(u->n) == CHAN
                       &&  ((u->special&USE) && !(u->special&DEREF_USE)))
                       {
#if 0
                               printf("%s -- (%d->%d) -- ",
                                       a->p->n->name, f->from, t->to);
                               AST_var(u->n, u->n->sym, 1);
                               printf(" -> chanlist\n");
#endif
                               cl = (ChanList *) emalloc(sizeof(ChanList));
                               cl->s = t->step->n;
                               cl->n = u->n;
                               cl->nxt = chanlist;
                               chanlist = cl;
}       }       }       }

static ALIAS *
AST_alfind(Lextok *n)
{       ALIAS *na;

       for (na = chalias; na; na = na->nxt)
               if (AST_mutual(na->cnm, n, 1))
                       return na;
       return (ALIAS *) 0;
}

static void
AST_trans(void)
{       ALIAS *na, *ca, *da, *ea;
       int nchanges;

       do {
               nchanges = 0;
               for (na = chalias; na; na = na->nxt)
               {       chalcur = na;
                       for (ca = na->alias; ca; ca = ca->nxt)
                       {       da = AST_alfind(ca->cnm);
                               if (da)
                               for (ea = da->alias; ea; ea = ea->nxt)
                               {       nchanges += AST_add_alias(ea->cnm,
                                                       ea->origin|ca->origin);
               }       }       }
       } while (nchanges > 0);

       chalcur = (ALIAS *) 0;
}

static void
AST_def_use(AST *a)
{       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;

       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)         /* control states */
       for (t = f->t; t; t = t->nxt)           /* all edges */
       {       cur_t = t;
               rel_use(t->Val[0]);             /* redo Val; doesn't cover structs */
               rel_use(t->Val[1]);
               t->Val[0] = t->Val[1] = (FSM_use *) 0;

               if (!t->step) continue;

               def_use(t->step->n, 0);         /* def/use info, including structs */
       }
       cur_t = (FSM_trans *) 0;
}

static void
name_AST_track(Lextok *n, int code)
{       extern int nr_errs;
#if 0
       printf("AST_name: ");
       AST_var(n, n->sym, 1);
       printf(" -- %d\n", code);
#endif
       if (in_recv && (code&DEF) && (code&USE))
       {       printf("spin: %s:%d, error: DEF and USE of same var in rcv stmnt: ",
                       n->fn->name, n->ln);
               AST_var(n, n->sym, 1);
               printf(" -- %d\n", code);
               nr_errs++;
       }
       check_slice(n, code);
}

void
AST_track(Lextok *now, int code)        /* called from main.c */
{       Lextok *v; extern int export_ast;

       if (!export_ast) return;

       if (now)
       switch (now->ntyp) {
       case LEN:
       case FULL:
       case EMPTY:
       case NFULL:
       case NEMPTY:
               AST_track(now->lft, DEREF_USE|USE|code);
               break;

       case '/':
       case '*':
       case '-':
       case '+':
       case '%':
       case '&':
       case '^':
       case '|':
       case LE:
       case GE:
       case GT:
       case LT:
       case NE:
       case EQ:
       case OR:
       case AND:
       case LSHIFT:
       case RSHIFT:
               AST_track(now->rgt, USE|code);
               /* fall through */
       case '!':
       case UMIN:
       case '~':
       case 'c':
       case ENABLED:
       case SET_P:
       case GET_P:
       case ASSERT:
               AST_track(now->lft, USE|code);
               break;

       case EVAL:
               AST_track(now->lft, USE|(code&(~DEF)));
               break;

       case NAME:
               name_AST_track(now, code);
               if (now->sym->nel > 1 || now->sym->isarray)
                       AST_track(now->lft, USE);       /* index, was USE|code */
               break;

       case 'R':
               AST_track(now->lft, DEREF_USE|USE|code);
               for (v = now->rgt; v; v = v->rgt)
                       AST_track(v->lft, code); /* a deeper eval can add USE */
               break;

       case '?':
               AST_track(now->lft, USE|code);
               if (now->rgt)
               {       AST_track(now->rgt->lft, code);
                       AST_track(now->rgt->rgt, code);
               }
               break;

/* added for control deps: */
       case TYPE:
               name_AST_track(now, code);
               break;
       case ASGN:
               AST_track(now->lft, DEF|code);
               AST_track(now->rgt, USE|code);
               break;
       case RUN:
               name_AST_track(now, USE);
               for (v = now->lft; v; v = v->rgt)
                       AST_track(v->lft, USE|code);
               break;
       case 's':
               AST_track(now->lft, DEREF_DEF|DEREF_USE|USE|code);
               for (v = now->rgt; v; v = v->rgt)
                       AST_track(v->lft, USE|code);
               break;
       case 'r':
               AST_track(now->lft, DEREF_DEF|DEREF_USE|USE|code);
               for (v = now->rgt; v; v = v->rgt)
               {       in_recv++;
                       AST_track(v->lft, DEF|code);
                       in_recv--;
               }
               break;
       case PRINT:
               for (v = now->lft; v; v = v->rgt)
                       AST_track(v->lft, USE|code);
               break;
       case PRINTM:
               AST_track(now->lft, USE);
               break;
/* end add */
       case   'p':
#if 0
                          'p' -sym-> _p
                          /
                        '?' -sym-> a (proctype)
                        /
                       b (pid expr)
#endif
               AST_track(now->lft->lft, USE|code);
               AST_procisrelevant(now->lft->sym);
               break;

       case CONST:
       case ELSE:
       case NONPROGRESS:
       case PC_VAL:
       case   'q':
               break;

       case   '.':
       case  GOTO:
       case BREAK:
       case   '@':
       case D_STEP:
       case ATOMIC:
       case NON_ATOMIC:
       case IF:
       case DO:
       case UNLESS:
       case TIMEOUT:
       case C_CODE:
       case C_EXPR:
               break;

       default:
               printf("AST_track, NOT EXPECTED ntyp: %d\n", now->ntyp);
               break;
       }
}

static int
AST_dump_rel(void)
{       Slicer *rv;
       Ordered *walk;
       char buf[64];
       int banner=0;

       if (verbose&32)
       {       printf("Relevant variables:\n");
               for (rv = rel_vars; rv; rv = rv->nxt)
               {       printf("\t");
                       AST_var(rv->n, rv->n->sym, 1);
                       printf("\n");
               }
               return 1;
       }
       for (rv = rel_vars; rv; rv = rv->nxt)
               rv->n->sym->setat = 1;  /* mark it */

       for (walk = all_names; walk; walk = walk->next)
       {       Symbol *s;
               s = walk->entry;
               if (!s->setat
               &&  (s->type != MTYPE || s->ini->ntyp != CONST)
               &&  s->type != STRUCT   /* report only fields */
               &&  s->type != PROCTYPE
               &&  !s->owner
               &&  sputtype(buf, s->type))
               {       if (!banner)
                       {       banner = 1;
                               printf("spin: redundant vars (for given property):\n");
                       }
                       printf("\t");
                       symvar(s);
       }       }
       return banner;
}

static void
AST_suggestions(void)
{       Symbol *s;
       Ordered *walk;
       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;
       AST *a;
       int banner=0;
       int talked=0;

       for (walk = all_names; walk; walk = walk->next)
       {       s = walk->entry;
               if (s->colnr == 2       /* only used in conditionals */
               &&  (s->type == BYTE
               ||   s->type == SHORT
               ||   s->type == INT
               ||   s->type == MTYPE))
               {       if (!banner)
                       {       banner = 1;
                               printf("spin: consider using predicate");
                               printf(" abstraction to replace:\n");
                       }
                       printf("\t");
                       symvar(s);
       }       }

       /* look for source and sink processes */

       for (a = ast; a; a = a->nxt)            /* automata       */
       {       banner = 0;
               for (f = a->fsm; f; f = f->nxt) /* control states */
               for (t = f->t; t; t = t->nxt)   /* transitions    */
               {       if (t->step)
                       switch (t->step->n->ntyp) {
                       case 's':
                               banner |= 1;
                               break;
                       case 'r':
                               banner |= 2;
                               break;
                       case '.':
                       case D_STEP:
                       case ATOMIC:
                       case NON_ATOMIC:
                       case IF:
                       case DO:
                       case UNLESS:
                       case '@':
                       case GOTO:
                       case BREAK:
                       case PRINT:
                       case PRINTM:
                       case ASSERT:
                       case C_CODE:
                       case C_EXPR:
                               break;
                       default:
                               banner |= 4;
                               goto no_good;
                       }
               }
no_good:        if (banner == 1 || banner == 2)
               {       printf("spin: proctype %s defines a %s process\n",
                               a->p->n->name,
                               banner==1?"source":"sink");
                       talked |= banner;
               } else if (banner == 3)
               {       printf("spin: proctype %s mimics a buffer\n",
                               a->p->n->name);
                       talked |= 4;
               }
       }
       if (talked&1)
       {       printf("\tto reduce complexity, consider merging the code of\n");
               printf("\teach source process into the code of its target\n");
       }
       if (talked&2)
       {       printf("\tto reduce complexity, consider merging the code of\n");
               printf("\teach sink process into the code of its source\n");
       }
       if (talked&4)
               printf("\tto reduce complexity, avoid buffer processes\n");
}

static void
AST_preserve(void)
{       Slicer *sc, *nx, *rv;

       for (sc = slicer; sc; sc = nx)
       {       if (!sc->used)
                       break;  /* done */

               nx = sc->nxt;

               for (rv = rel_vars; rv; rv = rv->nxt)
                       if (AST_mutual(sc->n, rv->n, 1))
                               break;

               if (!rv) /* not already there */
               {       sc->nxt = rel_vars;
                       rel_vars = sc;
       }       }
       slicer = sc;
}

static void
check_slice(Lextok *n, int code)
{       Slicer *sc;

       for (sc = slicer; sc; sc = sc->nxt)
               if (AST_mutual(sc->n, n, 1)
               &&  sc->code == code)
                       return; /* already there */

       sc = (Slicer *) emalloc(sizeof(Slicer));
       sc->n = n;

       sc->code = code;
       sc->used = 0;
       sc->nxt = slicer;
       slicer = sc;
}

static void
AST_data_dep(void)
{       Slicer *sc;

       /* mark all def-relevant transitions */
       for (sc = slicer; sc; sc = sc->nxt)
       {       sc->used = 1;
               if (verbose&32)
               {       printf("spin: slice criterion ");
                       AST_var(sc->n, sc->n->sym, 1);
                       printf(" type=%d\n", Sym_typ(sc->n));
               }
               AST_relevant(sc->n);
       }
       AST_tagruns();  /* mark 'run's relevant if target proctype is relevant */
}

static int
AST_blockable(AST *a, int s)
{       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;

       f = fsm_tbl[s];

       for (t = f->t; t; t = t->nxt)
       {       if (t->relevant&2)
                       return 1;

               if (t->step && t->step->n)
               switch (t->step->n->ntyp) {
               case IF:
               case DO:
               case ATOMIC:
               case NON_ATOMIC:
               case D_STEP:
                       if (AST_blockable(a, t->to))
                       {       t->round = AST_Round;
                               t->relevant |= 2;
                               return 1;
                       }
                       /* else fall through */
               default:
                       break;
               }
               else if (AST_blockable(a, t->to))       /* Unless */
               {       t->round = AST_Round;
                       t->relevant |= 2;
                       return 1;
               }
       }
       return 0;
}

static void
AST_spread(AST *a, int s)
{       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;

       f = fsm_tbl[s];

       for (t = f->t; t; t = t->nxt)
       {       if (t->relevant&2)
                       continue;

               if (t->step && t->step->n)
                       switch (t->step->n->ntyp) {
                       case IF:
                       case DO:
                       case ATOMIC:
                       case NON_ATOMIC:
                       case D_STEP:
                               AST_spread(a, t->to);
                               /* fall thru */
                       default:
                               t->round = AST_Round;
                               t->relevant |= 2;
                               break;
                       }
               else    /* Unless */
               {       AST_spread(a, t->to);
                       t->round = AST_Round;
                       t->relevant |= 2;
               }
       }
}

static int
AST_notrelevant(Lextok *n)
{       Slicer *s;

       for (s = rel_vars; s; s = s->nxt)
               if (AST_mutual(s->n, n, 1))
                       return 0;
       for (s = slicer; s; s = s->nxt)
               if (AST_mutual(s->n, n, 1))
                       return 0;
       return 1;
}

static int
AST_withchan(Lextok *n)
{
       if (!n) return 0;
       if (Sym_typ(n) == CHAN)
               return 1;
       return AST_withchan(n->lft) || AST_withchan(n->rgt);
}

static int
AST_suspect(FSM_trans *t)
{       FSM_use *u;
       /* check for possible overkill */
       if (!t || !t->step || !AST_withchan(t->step->n))
               return 0;
       for (u = t->Val[0]; u; u = u->nxt)
               if (AST_notrelevant(u->n))
                       return 1;
       return 0;
}

static void
AST_shouldconsider(AST *a, int s)
{       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;

       f = fsm_tbl[s];
       for (t = f->t; t; t = t->nxt)
       {       if (t->step && t->step->n)
                       switch (t->step->n->ntyp) {
                       case IF:
                       case DO:
                       case ATOMIC:
                       case NON_ATOMIC:
                       case D_STEP:
                               AST_shouldconsider(a, t->to);
                               break;
                       default:
                               AST_track(t->step->n, 0);
/*
       AST_track is called here for a blockable stmnt from which
       a relevant stmnmt was shown to be reachable
       for a condition this makes all USEs relevant
       but for a channel operation it only makes the executability
       relevant -- in those cases, parameters that aren't already
       relevant may be replaceable with arbitrary tokens
*/
                               if (AST_suspect(t))
                               {       printf("spin: possibly redundant parameters in: ");
                                       comment(stdout, t->step->n, 0);
                                       printf("\n");
                               }
                               break;
                       }
               else    /* an Unless */
                       AST_shouldconsider(a, t->to);
       }
}

static int
FSM_critical(AST *a, int s)
{       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;

       /* is a 1-relevant stmnt reachable from this state? */

       f = fsm_tbl[s];
       if (f->seen)
               goto done;
       f->seen = 1;
       f->cr   = 0;
       for (t = f->t; t; t = t->nxt)
               if ((t->relevant&1)
               ||  FSM_critical(a, t->to))
               {       f->cr = 1;

                       if (verbose&32)
                       {       printf("\t\t\t\tcritical(%d) ", t->relevant);
                               comment(stdout, t->step->n, 0);
                               printf("\n");
                       }
                       break;
               }
#if 0
       else {
               if (verbose&32)
               { printf("\t\t\t\tnot-crit ");
                 comment(stdout, t->step->n, 0);
                 printf("\n");
               }
       }
#endif
done:
       return f->cr;
}

static void
AST_ctrl(AST *a)
{       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;
       int hit;

       /* add all blockable transitions
        * from which relevant transitions can be reached
        */
       if (verbose&32)
               printf("CTL -- %s\n", a->p->n->name);

       /* 1 : mark all blockable edges */
       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
       {       if (!(f->scratch&2))            /* not part of irrelevant subgraph */
               for (t = f->t; t; t = t->nxt)
               {       if (t->step && t->step->n)
                       switch (t->step->n->ntyp) {
                       case 'r':
                       case 's':
                       case 'c':
                       case ELSE:
                               t->round = AST_Round;
                               t->relevant |= 2;       /* mark for next phases */
                               if (verbose&32)
                               {       printf("\tpremark ");
                                       comment(stdout, t->step->n, 0);
                                       printf("\n");
                               }
                               break;
                       default:
                               break;
       }       }       }

       /* 2: keep only 2-marked stmnts from which 1-marked stmnts can be reached */
       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
       {       fsm_tbl[f->from] = f;
               f->seen = 0;    /* used in dfs from FSM_critical */
       }
       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
       {       if (!FSM_critical(a, f->from))
               for (t = f->t; t; t = t->nxt)
                       if (t->relevant&2)
                       {       t->relevant &= ~2;      /* clear mark */
                               if (verbose&32)
                               {       printf("\t\tnomark ");
                                       if (t->step && t->step->n)
                                               comment(stdout, t->step->n, 0);
                                       printf("\n");
       }               }       }

       /* 3 : lift marks across IF/DO etc. */
       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
       {       hit = 0;
               for (t = f->t; t; t = t->nxt)
               {       if (t->step && t->step->n)
                       switch (t->step->n->ntyp) {
                       case IF:
                       case DO:
                       case ATOMIC:
                       case NON_ATOMIC:
                       case D_STEP:
                               if (AST_blockable(a, t->to))
                                       hit = 1;
                               break;
                       default:
                               break;
                       }
                       else if (AST_blockable(a, t->to))       /* Unless */
                               hit = 1;

                       if (hit) break;
               }
               if (hit)        /* at least one outgoing trans can block */
               for (t = f->t; t; t = t->nxt)
               {       t->round = AST_Round;
                       t->relevant |= 2;       /* lift */
                       if (verbose&32)
                       {       printf("\t\t\tliftmark ");
                               if (t->step && t->step->n)
                                       comment(stdout, t->step->n, 0);
                               printf("\n");
                       }
                       AST_spread(a, t->to);   /* and spread to all guards */
       }       }

       /* 4: nodes with 2-marked out-edges contribute new slice criteria */
       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
       for (t = f->t; t; t = t->nxt)
               if (t->relevant&2)
               {       AST_shouldconsider(a, f->from);
                       break;  /* inner loop */
               }
}

static void
AST_control_dep(void)
{       AST *a;

       for (a = ast; a; a = a->nxt)
       {       if (a->p->b != N_CLAIM && a->p->b != E_TRACE && a->p->b != N_TRACE)
               {       AST_ctrl(a);
       }       }
}

static void
AST_prelabel(void)
{       AST *a;
       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;

       for (a = ast; a; a = a->nxt)
       {       if (a->p->b != N_CLAIM && a->p->b != E_TRACE && a->p->b != N_TRACE)
               for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
               for (t = f->t; t; t = t->nxt)
               {       if (t->step
                       &&  t->step->n
                       &&  t->step->n->ntyp == ASSERT
                       )
                       {       t->relevant |= 1;
       }       }       }
}

static void
AST_criteria(void)
{       /*
        * remote labels are handled separately -- by making
        * sure they are not pruned away during optimization
        */
       AST_Changes = 1;        /* to get started */
       for (AST_Round = 1; slicer && AST_Changes; AST_Round++)
       {       AST_Changes = 0;
               AST_data_dep();
               AST_preserve();         /* moves processed vars from slicer to rel_vars */
               AST_dominant();         /* mark data-irrelevant subgraphs */
               AST_control_dep();      /* can add data deps, which add control deps */

               if (verbose&32)
                       printf("\n\nROUND %d -- changes %d\n",
                               AST_Round, AST_Changes);
       }
}

static void
AST_alias_analysis(void)                /* aliasing of promela channels */
{       AST *a;

       for (a = ast; a; a = a->nxt)
               AST_sends(a);           /* collect chan-names that are send across chans */

       for (a = ast; a; a = a->nxt)
               AST_para(a->p);         /* aliasing of chans thru proctype parameters */

       for (a = ast; a; a = a->nxt)
               AST_other(a);           /* chan params in asgns and recvs */

       AST_trans();                    /* transitive closure of alias table */

       if (verbose&32)
               AST_aliases();          /* show channel aliasing info */
}

void
AST_slice(void)
{       AST *a;
       int spurious = 0;

       if (!slicer)
       {       printf("spin: warning: no slice criteria found (no assertions and no claim)\n");
               spurious = 1;
       }
       AST_dorelevant();               /* mark procs refered to in remote refs */

       for (a = ast; a; a = a->nxt)
               AST_def_use(a);         /* compute standard def/use information */

       AST_hidden();                   /* parameter passing and local var inits */

       AST_alias_analysis();           /* channel alias analysis */

       AST_prelabel();                 /* mark all 'assert(...)' stmnts as relevant */
       AST_criteria();                 /* process the slice criteria from
                                        * asserts and from the never claim
                                        */
       if (!spurious || (verbose&32))
       {       spurious = 1;
               for (a = ast; a; a = a->nxt)
               {       AST_dump(a);            /* marked up result */
                       if (a->relevant&2)      /* it printed something */
                               spurious = 0;
               }
               if (!AST_dump_rel()             /* relevant variables */
               &&  spurious)
                       printf("spin: no redundancies found (for given property)\n");
       }
       AST_suggestions();

       if (verbose&32)
               show_expl();
}

void
AST_store(ProcList *p, int start_state)
{       AST *n_ast;

       if (p->b != N_CLAIM && p->b != E_TRACE && p->b != N_TRACE)
       {       n_ast = (AST *) emalloc(sizeof(AST));
               n_ast->p = p;
               n_ast->i_st = start_state;
               n_ast->relevant = 0;
               n_ast->fsm = fsm;
               n_ast->nxt = ast;
               ast = n_ast;
       }
       fsm = (FSM_state *) 0;  /* hide it from FSM_DEL */
}

static void
AST_add_explicit(Lextok *d, Lextok *u)
{       FSM_trans *e = (FSM_trans *) emalloc(sizeof(FSM_trans));

       e->to = 0;                      /* or start_state ? */
       e->relevant = 0;                /* to be determined */
       e->step = (Element *) 0;        /* left blank */
       e->Val[0] = e->Val[1] = (FSM_use *) 0;

       cur_t = e;

       def_use(u, USE);
       def_use(d, DEF);

       cur_t = (FSM_trans *) 0;

       e->nxt = explicit;
       explicit = e;
}

static void
AST_fp1(char *s, Lextok *t, Lextok *f, int parno)
{       Lextok *v;
       int cnt;

       if (!t) return;

       if (t->ntyp == RUN)
       {       if (strcmp(t->sym->name, s) == 0)
               for (v = t->lft, cnt = 1; v; v = v->rgt, cnt++)
                       if (cnt == parno)
                       {       AST_add_explicit(f, v->lft);
                               break;
                       }
       } else
       {       AST_fp1(s, t->lft, f, parno);
               AST_fp1(s, t->rgt, f, parno);
       }
}

static void
AST_mk1(char *s, Lextok *c, int parno)
{       AST *a;
       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;

       /* concoct an extra FSM_trans *t with the asgn of
        * formal par c to matching actual pars made explicit
        */

       for (a = ast; a; a = a->nxt)            /* automata       */
       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)         /* control states */
       for (t = f->t; t; t = t->nxt)           /* transitions    */
       {       if (t->step)
               AST_fp1(s, t->step->n, c, parno);
       }
}

static void
AST_par_init(void)      /* parameter passing -- hidden assignments */
{       AST *a;
       Lextok *f, *t, *c;
       int cnt;

       for (a = ast; a; a = a->nxt)
       {       if (a->p->b == N_CLAIM || a->p->b == I_PROC
               ||  a->p->b == E_TRACE || a->p->b == N_TRACE)
               {       continue;                       /* has no params */
               }
               cnt = 0;
               for (f = a->p->p; f; f = f->rgt)        /* types */
               for (t = f->lft; t; t = t->rgt)         /* formals */
               {       cnt++;                          /* formal par count */
                       c = (t->ntyp != ',')? t : t->lft;       /* the formal parameter */
                       AST_mk1(a->p->n->name, c, cnt);         /* all matching run statements */
       }       }
}

static void
AST_var_init(void)              /* initialized vars (not chans) - hidden assignments */
{       Ordered *walk;
       Lextok *x;
       Symbol  *sp;
       AST *a;

       for (walk = all_names; walk; walk = walk->next)
       {       sp = walk->entry;
               if (sp
               &&  !sp->context                /* globals */
               &&  sp->type != PROCTYPE
               &&  sp->ini
               && (sp->type != MTYPE || sp->ini->ntyp != CONST) /* not mtype defs */
               &&  sp->ini->ntyp != CHAN)
               {       x = nn(ZN, TYPE, ZN, ZN);
                       x->sym = sp;
                       AST_add_explicit(x, sp->ini);
       }       }

       for (a = ast; a; a = a->nxt)
       {       if (a->p->b != N_CLAIM
               &&  a->p->b != E_TRACE && a->p->b != N_TRACE)   /* has no locals */
               for (walk = all_names; walk; walk = walk->next)
               {       sp = walk->entry;
                       if (sp
                       &&  sp->context
                       &&  strcmp(sp->context->name, a->p->n->name) == 0
                       &&  sp->Nid >= 0        /* not a param */
                       &&  sp->type != LABEL
                       &&  sp->ini
                       &&  sp->ini->ntyp != CHAN)
                       {       x = nn(ZN, TYPE, ZN, ZN);
                               x->sym = sp;
                               AST_add_explicit(x, sp->ini);
       }       }       }
}

static void
show_expl(void)
{       FSM_trans *t, *T;
       FSM_use *u;

       printf("\nExplicit List:\n");
       for (T = expl_par; T; T = (T == expl_par)?expl_var: (FSM_trans *) 0)
       {       for (t = T; t; t = t->nxt)
               {       if (!t->Val[0]) continue;
                       printf("%s", t->relevant?"*":" ");
                       printf("%3d", t->round);
                       for (u = t->Val[0]; u; u = u->nxt)
                       {       printf("\t<");
                               AST_var(u->n, u->n->sym, 1);
                               printf(":%d>, ", u->special);
                       }
                       printf("\n");
               }
               printf("==\n");
       }
       printf("End\n");
}

static void
AST_hidden(void)                        /* reveal all hidden assignments */
{
       AST_par_init();
       expl_par = explicit;
       explicit = (FSM_trans *) 0;

       AST_var_init();
       expl_var = explicit;
       explicit = (FSM_trans *) 0;
}

#define BPW     (8*sizeof(ulong))                       /* bits per word */

static int
bad_scratch(FSM_state *f, int upto)
{       FSM_trans *t;
#if 0
       1. all internal branch-points have else-s
       2. all non-branchpoints have non-blocking out-edge
       3. all internal edges are non-relevant
       subgraphs like this need NOT contribute control-dependencies
#endif

       if (!f->seen
       ||  (f->scratch&4))
               return 0;

       if (f->scratch&8)
               return 1;

       f->scratch |= 4;

       if (verbose&32) printf("X[%d:%d:%d] ", f->from, upto, f->scratch);

       if (f->scratch&1)
       {       if (verbose&32)
                       printf("\tbad scratch: %d\n", f->from);
bad:            f->scratch &= ~4;
       /*      f->scratch |=  8;        wrong */
               return 1;
       }

       if (f->from != upto)
       for (t = f->t; t; t = t->nxt)
               if (bad_scratch(fsm_tbl[t->to], upto))
                       goto bad;

       return 0;
}

static void
mark_subgraph(FSM_state *f, int upto)
{       FSM_trans *t;

       if (f->from == upto
       ||  !f->seen
       ||  (f->scratch&2))
               return;

       f->scratch |= 2;

       for (t = f->t; t; t = t->nxt)
               mark_subgraph(fsm_tbl[t->to], upto);
}

static void
AST_pair(AST *a, FSM_state *h, int y)
{       Pair *p;

       for (p = a->pairs; p; p = p->nxt)
               if (p->h == h
               &&  p->b == y)
                       return;

       p = (Pair *) emalloc(sizeof(Pair));
       p->h = h;
       p->b = y;
       p->nxt = a->pairs;
       a->pairs = p;
}

static void
AST_checkpairs(AST *a)
{       Pair *p;

       for (p = a->pairs; p; p = p->nxt)
       {       if (verbose&32)
                       printf("        inspect pair %d %d\n", p->b, p->h->from);
               if (!bad_scratch(p->h, p->b))   /* subgraph is clean */
               {       if (verbose&32)
                               printf("subgraph: %d .. %d\n", p->b, p->h->from);
                       mark_subgraph(p->h, p->b);
               }
       }
}

static void
subgraph(AST *a, FSM_state *f, int out)
{       FSM_state *h;
       int i, j;
       ulong *g;
#if 0
       reverse dominance suggests that this is a possible
       entry and exit node for a proper subgraph
#endif
       h = fsm_tbl[out];

       i = f->from / BPW;
       j = f->from % BPW; /* assert(j <= 32); else lshift undefined? */
       g = h->mod;

       if (verbose&32)
               printf("possible pair %d %d -- %d\n",
                       f->from, h->from, (g[i]&(1<<j))?1:0);

       if (g[i]&(1<<j))                /* also a forward dominance pair */
               AST_pair(a, h, f->from);        /* record this pair */
}

static void
act_dom(AST *a)
{       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;
       int i, j, cnt;

       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
       {       if (!f->seen) continue;
#if 0
               f->from is the exit-node of a proper subgraph, with
               the dominator its entry-node, if:
               a. this node has more than 1 reachable predecessor
               b. the dominator has more than 1 reachable successor
                  (need reachability - in case of reverse dominance)
               d. the dominator is reachable, and not equal to this node
#endif
               for (t = f->p, i = 0; t; t = t->nxt)
               {       i += fsm_tbl[t->to]->seen;
               }
               if (i <= 1)
               {       continue;                                       /* a. */
               }
               for (cnt = 1; cnt < a->nstates; cnt++)  /* 0 is endstate */
               {       if (cnt == f->from
                       ||  !fsm_tbl[cnt]->seen)
                       {       continue;                               /* c. */
                       }
                       i = cnt / BPW;
                       j = cnt % BPW;  /* assert(j <= 32); */
                       if (!(f->dom[i]&(1<<j)))
                       {       continue;
                       }
                       for (t = fsm_tbl[cnt]->t, i = 0; t; t = t->nxt)
                       {       i += fsm_tbl[t->to]->seen;
                       }
                       if (i <= 1)
                       {       continue;                               /* b. */
                       }
                       if (f->mod)                     /* final check in 2nd phase */
                       {       subgraph(a, f, cnt);    /* possible entry-exit pair */
       }       }       }
}

static void
reachability(AST *a)
{       FSM_state *f;

       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
               f->seen = 0;            /* clear */
       AST_dfs(a, a->i_st, 0);         /* mark 'seen' */
}

static int
see_else(FSM_state *f)
{       FSM_trans *t;

       for (t = f->t; t; t = t->nxt)
       {       if (t->step
               &&  t->step->n)
               switch (t->step->n->ntyp) {
               case ELSE:
                       return 1;
               case IF:
               case DO:
               case ATOMIC:
               case NON_ATOMIC:
               case D_STEP:
                       if (see_else(fsm_tbl[t->to]))
                               return 1;
               default:
                       break;
               }
       }
       return 0;
}

static int
is_guard(FSM_state *f)
{       FSM_state *g;
       FSM_trans *t;

       for (t = f->p; t; t = t->nxt)
       {       g = fsm_tbl[t->to];
               if (!g->seen)
                       continue;

               if (t->step
               &&  t->step->n)
               switch(t->step->n->ntyp) {
               case IF:
               case DO:
                       return 1;
               case ATOMIC:
               case NON_ATOMIC:
               case D_STEP:
                       if (is_guard(g))
                               return 1;
               default:
                       break;
               }
       }
       return 0;
}

static void
curtail(AST *a)
{       FSM_state *f, *g;
       FSM_trans *t;
       int i, haselse, isrel, blocking;
#if 0
       mark nodes that do not satisfy these requirements:
       1. all internal branch-points have else-s
       2. all non-branchpoints have non-blocking out-edge
       3. all internal edges are non-data-relevant
#endif
       if (verbose&32)
               printf("Curtail %s:\n", a->p->n->name);

       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
       {       if (!f->seen
               ||  (f->scratch&(1|2)))
                       continue;

               isrel = haselse = i = blocking = 0;

               for (t = f->t; t; t = t->nxt)
               {       g = fsm_tbl[t->to];

                       isrel |= (t->relevant&1);       /* data relevant */
                       i += g->seen;

                       if (t->step
                       &&  t->step->n)
                       {       switch (t->step->n->ntyp) {
                               case IF:
                               case DO:
                                       haselse |= see_else(g);
                                       break;
                               case 'c':
                               case 's':
                               case 'r':
                                       blocking = 1;
                                       break;
               }       }       }
#if 0
               if (verbose&32)
                       printf("prescratch %d -- %d %d %d %d -- %d\n",
                               f->from, i, isrel, blocking, haselse, is_guard(f));
#endif
               if (isrel                       /* 3. */
               ||  (i == 1 && blocking)        /* 2. */
               ||  (i >  1 && !haselse))       /* 1. */
               {       if (!is_guard(f))
                       {       f->scratch |= 1;
                               if (verbose&32)
                               printf("scratch %d -- %d %d %d %d\n",
                                       f->from, i, isrel, blocking, haselse);
                       }
               }
       }
}

static void
init_dom(AST *a)
{       FSM_state *f;
       int i, j, cnt;
#if 0
       (1)  D(s0) = {s0}
       (2)  for s in S - {s0} do D(s) = S
#endif

       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
       {       if (!f->seen) continue;

               f->dom = (ulong *) emalloc(a->nwords * sizeof(ulong));

               if (f->from == a->i_st)
               {       i = a->i_st / BPW;
                       j = a->i_st % BPW; /* assert(j <= 32); */
                       f->dom[i] = (1<<j);                     /* (1) */
               } else                                          /* (2) */
               {       for (i = 0; i < a->nwords; i++)
                       {       f->dom[i] = (ulong) ~0;         /* all 1's */
                       }
                       if (a->nstates % BPW)
                       for (i = (a->nstates % BPW); i < (int) BPW; i++)
                       {       f->dom[a->nwords-1] &= ~(1<< ((ulong) i)); /* clear tail */
                       }
                       for (cnt = 0; cnt < a->nstates; cnt++)
                       {       if (!fsm_tbl[cnt]->seen)
                               {       i = cnt / BPW;
                                       j = cnt % BPW; /* assert(j <= 32); */
                                       f->dom[i] &= ~(1<< ((ulong) j));
       }       }       }       }
}

static int
dom_perculate(AST *a, FSM_state *f)
{       static ulong *ndom = (ulong *) 0;
       static int on = 0;
       int i, j, cnt = 0;
       FSM_state *g;
       FSM_trans *t;

       if (on < a->nwords)
       {       on = a->nwords;
               ndom = (ulong *)
                       emalloc(on * sizeof(ulong));
       }

       for (i = 0; i < a->nwords; i++)
               ndom[i] = (ulong) ~0;

       for (t = f->p; t; t = t->nxt)   /* all reachable predecessors */
       {       g = fsm_tbl[t->to];
               if (g->seen)
               for (i = 0; i < a->nwords; i++)
                       ndom[i] &= g->dom[i];   /* (5b) */
       }

       i = f->from / BPW;
       j = f->from % BPW;      /* assert(j <= 32); */
       ndom[i] |= (1<<j);                      /* (5a) */

       for (i = 0; i < a->nwords; i++)
               if (f->dom[i] != ndom[i])
               {       cnt++;
                       f->dom[i] = ndom[i];
               }

       return cnt;
}

static void
dom_forward(AST *a)
{       FSM_state *f;
       int cnt;

       init_dom(a);                                            /* (1,2) */
       do {
               cnt = 0;
               for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
               {       if (f->seen
                       &&  f->from != a->i_st)                 /* (4) */
                               cnt += dom_perculate(a, f);     /* (5) */
               }
       } while (cnt);                                          /* (3) */
       dom_perculate(a, fsm_tbl[a->i_st]);
}

static void
AST_dominant(void)
{       FSM_state *f;
       FSM_trans *t;
       AST *a;
       int oi;
       static FSM_state no_state;
#if 0
       find dominators
       Aho, Sethi, & Ullman, Compilers - principles, techniques, and tools
       Addison-Wesley, 1986, p.671.

       (1)  D(s0) = {s0}
       (2)  for s in S - {s0} do D(s) = S

       (3)  while any D(s) changes do
       (4)    for s in S - {s0} do
       (5)     D(s) = {s} union  with intersection of all D(p)
               where p are the immediate predecessors of s

       the purpose is to find proper subgraphs
       (one entry node, one exit node)
#endif
       if (AST_Round == 1)     /* computed once, reused in every round */
       for (a = ast; a; a = a->nxt)
       {       a->nstates = 0;
               for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
               {       a->nstates++;                           /* count */
                       fsm_tbl[f->from] = f;                   /* fast lookup */
                       f->scratch = 0;                         /* clear scratch marks */
               }
               for (oi = 0; oi < a->nstates; oi++)
                       if (!fsm_tbl[oi])
                               fsm_tbl[oi] = &no_state;

               a->nwords = (a->nstates + BPW - 1) / BPW;       /* round up */

               if (verbose&32)
               {       printf("%s (%d): ", a->p->n->name, a->i_st);
                       printf("states=%d (max %d), words = %d, bpw %d, overflow %d\n",
                               a->nstates, o_max, a->nwords,
                               (int) BPW, (int) (a->nstates % BPW));
               }

               reachability(a);
               dom_forward(a);         /* forward dominance relation */

               curtail(a);             /* mark ineligible edges */
               for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
               {       t = f->p;
                       f->p = f->t;
                       f->t = t;       /* invert edges */

                       f->mod = f->dom;
                       f->dom = (ulong *) 0;
               }
               oi = a->i_st;
               if (fsm_tbl[0]->seen)   /* end-state reachable - else leave it */
                       a->i_st = 0;    /* becomes initial state */

               dom_forward(a);         /* reverse dominance -- don't redo reachability! */
               act_dom(a);             /* mark proper subgraphs, if any */
               AST_checkpairs(a);      /* selectively place 2 scratch-marks */

               for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
               {       t = f->p;
                       f->p = f->t;
                       f->t = t;       /* restore */
               }
               a->i_st = oi;   /* restore */
       } else
               for (a = ast; a; a = a->nxt)
               {       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
                       {       fsm_tbl[f->from] = f;
                               f->scratch &= 1; /* preserve 1-marks */
                       }
                       for (oi = 0; oi < a->nstates; oi++)
                               if (!fsm_tbl[oi])
                                       fsm_tbl[oi] = &no_state;

                       curtail(a);             /* mark ineligible edges */

                       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
                       {       t = f->p;
                               f->p = f->t;
                               f->t = t;       /* invert edges */
                       }

                       AST_checkpairs(a);      /* recompute 2-marks */

                       for (f = a->fsm; f; f = f->nxt)
                       {       t = f->p;
                               f->p = f->t;
                               f->t = t;       /* restore */
               }       }
}