gcc41 removal: Part 1 of 2: makefiles
[dragonfly.git] / contrib / gcc-4.1 / gcc / ipa-reference.c
1 /* Callgraph based analysis of static variables.
2    Copyright (C) 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Kenneth Zadeck <zadeck@naturalbridge.com>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
19 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
20 02110-1301, USA.  
21 */
22
23 /* This file gathers information about how variables whose scope is
24    confined to the compilation unit are used.  
25
26    There are two categories of information produced by this pass:
27
28    1) The addressable (TREE_ADDRESSABLE) bit and readonly
29    (TREE_READONLY) bit associated with these variables is properly set
30    based on scanning all of the code withing the compilation unit.
31
32    2) The transitive call site specific clobber effects are computed
33    for the variables whose scope is contained within this compilation
34    unit.
35
36    First each function and static variable initialization is analyzed
37    to determine which local static variables are either read, written,
38    or have their address taken.  Any local static that has its address
39    taken is removed from consideration.  Once the local read and
40    writes are determined, a transitive closure of this information is
41    performed over the call graph to determine the worst case set of
42    side effects of each call.  In later parts of the compiler, these
43    local and global sets are examined to make the call clobbering less
44    traumatic, promote some statics to registers, and improve aliasing
45    information.
46    
47    Currently must be run after inlining decisions have been made since
48    otherwise, the local sets will not contain information that is
49    consistent with post inlined state.  The global sets are not prone
50    to this problem since they are by definition transitive.  
51 */
52
53 #include "config.h"
54 #include "system.h"
55 #include "coretypes.h"
56 #include "tm.h"
57 #include "tree.h"
58 #include "tree-flow.h"
59 #include "tree-inline.h"
60 #include "tree-pass.h"
61 #include "langhooks.h"
62 #include "pointer-set.h"
63 #include "ggc.h"
64 #include "ipa-utils.h"
65 #include "ipa-reference.h"
66 #include "c-common.h"
67 #include "tree-gimple.h"
68 #include "cgraph.h"
69 #include "output.h"
70 #include "flags.h"
71 #include "timevar.h"
72 #include "diagnostic.h"
73 #include "langhooks.h"
74
75 /* This splay tree contains all of the static variables that are
76    being considered by the compilation level alias analysis.  For
77    module_at_a_time compilation, this is the set of static but not
78    public variables.  Any variables that either have their address
79    taken or participate in otherwise unsavory operations are deleted
80    from this list.  */
81 static GTY((param1_is(int), param2_is(tree)))
82      splay_tree reference_vars_to_consider;
83
84 /* This bitmap is used to knock out the module static variables whose
85    addresses have been taken and passed around.  */
86 static bitmap module_statics_escape;
87
88 /* This bitmap is used to knock out the module static variables that
89    are not readonly.  */
90 static bitmap module_statics_written;
91
92 /* A bit is set for every module static we are considering.  This is
93    ored into the local info when asm code is found that clobbers all
94    memory. */
95 static bitmap all_module_statics;
96
97 static struct pointer_set_t *visited_nodes;
98
99 static bitmap_obstack ipa_obstack;
100
101 enum initialization_status_t
102 {
103   UNINITIALIZED,
104   RUNNING,
105   FINISHED
106 };
107
108 tree memory_identifier_string;
109
110 /* Return the ipa_reference_vars structure starting from the cgraph NODE.  */
111 static inline ipa_reference_vars_info_t
112 get_reference_vars_info_from_cgraph (struct cgraph_node * node)
113 {
114   return get_var_ann (node->decl)->reference_vars_info;
115 }
116
117 /* Get a bitmap that contains all of the locally referenced static
118    variables for function FN.  */
119 static ipa_reference_local_vars_info_t
120 get_local_reference_vars_info (tree fn) 
121 {
122   ipa_reference_vars_info_t info = get_var_ann (fn)->reference_vars_info;
123
124   if (info)
125     return info->local;
126   else
127     /* This phase was not run.  */ 
128     return NULL;
129 }
130
131 /* Get a bitmap that contains all of the globally referenced static
132    variables for function FN.  */
133  
134 static ipa_reference_global_vars_info_t
135 get_global_reference_vars_info (tree fn) 
136 {
137   ipa_reference_vars_info_t info = get_var_ann (fn)->reference_vars_info;
138
139   if (info)
140     return info->global;
141   else
142     /* This phase was not run.  */ 
143     return NULL;
144 }
145
146 /* Return a bitmap indexed by VAR_DECL uid for the static variables
147    that may be read locally by the execution of the function fn.
148    Returns NULL if no data is available.  */
149
150 bitmap 
151 ipa_reference_get_read_local (tree fn)
152 {
153   ipa_reference_local_vars_info_t l = get_local_reference_vars_info (fn);
154   if (l) 
155     return l->statics_read;
156   else
157     return NULL;
158 }
159
160 /* Return a bitmap indexed by VAR_DECL uid for the static variables
161    that may be written locally by the execution of the function fn.
162    Returns NULL if no data is available.  */
163
164 bitmap 
165 ipa_reference_get_written_local (tree fn)
166 {
167   ipa_reference_local_vars_info_t l = get_local_reference_vars_info (fn);
168   if (l) 
169     return l->statics_written;
170   else
171     return NULL;
172 }
173
174 /* Return a bitmap indexed by VAR_DECL uid for the static variables
175    that are read during the execution of the function FN.  Returns
176    NULL if no data is available.  */
177
178 bitmap 
179 ipa_reference_get_read_global (tree fn) 
180 {
181   ipa_reference_global_vars_info_t g = get_global_reference_vars_info (fn);
182   if (g) 
183     return g->statics_read;
184   else
185     return NULL;
186 }
187
188 /* Return a bitmap indexed by VAR_DECL uid for the static variables
189    that are written during the execution of the function FN.  Note
190    that variables written may or may not be read during the function
191    call.  Returns NULL if no data is available.  */
192
193 bitmap 
194 ipa_reference_get_written_global (tree fn) 
195 {
196   ipa_reference_global_vars_info_t g = get_global_reference_vars_info (fn);
197   if (g) 
198     return g->statics_written;
199   else
200     return NULL;
201 }
202
203 /* Return a bitmap indexed by_DECL_UID uid for the static variables
204    that are not read during the execution of the function FN.  Returns
205    NULL if no data is available.  */
206
207 bitmap 
208 ipa_reference_get_not_read_global (tree fn) 
209 {
210   ipa_reference_global_vars_info_t g = get_global_reference_vars_info (fn);
211   if (g) 
212     return g->statics_not_read;
213   else
214     return NULL;
215 }
216
217 /* Return a bitmap indexed by DECL_UID uid for the static variables
218    that are not written during the execution of the function FN.  Note
219    that variables written may or may not be read during the function
220    call.  Returns NULL if no data is available.  */
221
222 bitmap 
223 ipa_reference_get_not_written_global (tree fn) 
224 {
225   ipa_reference_global_vars_info_t g = get_global_reference_vars_info (fn);
226   if (g) 
227     return g->statics_not_written;
228   else
229     return NULL;
230 }
231
232 \f
233
234 /* Add VAR to all_module_statics and the two
235    reference_vars_to_consider* sets.  */
236
237 static inline void 
238 add_static_var (tree var) 
239 {
240   int uid = DECL_UID (var);
241   if (!bitmap_bit_p (all_module_statics, uid))
242     {
243       splay_tree_insert (reference_vars_to_consider,
244                          uid, (splay_tree_value)var);
245       bitmap_set_bit (all_module_statics, uid);
246     }
247 }
248
249 /* Return true if the variable T is the right kind of static variable to
250    perform compilation unit scope escape analysis.  */
251
252 static inline bool 
253 has_proper_scope_for_analysis (tree t)
254 {
255   /* If the variable has the "used" attribute, treat it as if it had a
256      been touched by the devil.  */
257   if (lookup_attribute ("used", DECL_ATTRIBUTES (t)))
258     return false;
259
260   /* Do not want to do anything with volatile except mark any
261      function that uses one to be not const or pure.  */
262   if (TREE_THIS_VOLATILE (t)) 
263     return false;
264
265   /* Do not care about a local automatic that is not static.  */
266   if (!TREE_STATIC (t) && !DECL_EXTERNAL (t))
267     return false;
268
269   if (DECL_EXTERNAL (t) || TREE_PUBLIC (t))
270     return false;
271
272   /* This is a variable we care about.  Check if we have seen it
273      before, and if not add it the set of variables we care about.  */
274   if (!bitmap_bit_p (all_module_statics, DECL_UID (t)))
275     add_static_var (t);
276
277   return true;
278 }
279
280 /* If T is a VAR_DECL for a static that we are interested in, add the
281    uid to the bitmap.  */
282
283 static void
284 check_operand (ipa_reference_local_vars_info_t local, 
285                tree t, bool checking_write)
286 {
287   if (!t) return;
288
289   if ((TREE_CODE (t) == VAR_DECL)
290       && (has_proper_scope_for_analysis (t))) 
291     {
292       if (checking_write)
293         {
294           if (local)
295             bitmap_set_bit (local->statics_written, DECL_UID (t));
296           /* Mark the write so we can tell which statics are
297              readonly.  */
298           bitmap_set_bit (module_statics_written, DECL_UID (t));
299         }
300       else if (local)
301         bitmap_set_bit (local->statics_read, DECL_UID (t));
302     }
303 }
304
305 /* Examine tree T for references to static variables. All internal
306    references like array references or indirect references are added
307    to the READ_BM. Direct references are added to either READ_BM or
308    WRITE_BM depending on the value of CHECKING_WRITE.   */
309
310 static void
311 check_tree (ipa_reference_local_vars_info_t local, tree t, bool checking_write)
312 {
313   if ((TREE_CODE (t) == EXC_PTR_EXPR) || (TREE_CODE (t) == FILTER_EXPR))
314     return;
315
316   while (TREE_CODE (t) == REALPART_EXPR 
317          || TREE_CODE (t) == IMAGPART_EXPR
318          || handled_component_p (t))
319     {
320       if (TREE_CODE (t) == ARRAY_REF)
321         check_operand (local, TREE_OPERAND (t, 1), false);
322       t = TREE_OPERAND (t, 0);
323     }
324
325   /* The bottom of an indirect reference can only be read, not
326      written.  So just recurse and whatever we find, check it against
327      the read bitmaps.  */
328
329   /*  if (INDIRECT_REF_P (t) || TREE_CODE (t) == MEM_REF) */
330   /* FIXME when we have array_ref's of pointers.  */
331   if (INDIRECT_REF_P (t))
332     check_tree (local, TREE_OPERAND (t, 0), false);
333
334   if (SSA_VAR_P (t))
335     check_operand (local, t, checking_write);
336 }
337
338 /* Scan tree T to see if there are any addresses taken in within T.  */
339
340 static void 
341 look_for_address_of (tree t)
342 {
343   if (TREE_CODE (t) == ADDR_EXPR)
344     {
345       tree x = get_base_var (t);
346       if (TREE_CODE (x) == VAR_DECL) 
347         if (has_proper_scope_for_analysis (x))
348           bitmap_set_bit (module_statics_escape, DECL_UID (x));
349     }
350 }
351
352 /* Check to see if T is a read or address of operation on a static var
353    we are interested in analyzing.  LOCAL is passed in to get access
354    to its bit vectors.  Local is NULL if this is called from a static
355    initializer.  */
356
357 static void
358 check_rhs_var (ipa_reference_local_vars_info_t local, tree t)
359 {
360   look_for_address_of (t);
361
362   if (local == NULL) 
363     return;
364
365   check_tree(local, t, false);
366 }
367
368 /* Check to see if T is an assignment to a static var we are
369    interested in analyzing.  LOCAL is passed in to get access to its bit
370    vectors.  */
371
372 static void
373 check_lhs_var (ipa_reference_local_vars_info_t local, tree t)
374 {
375   if (local == NULL) 
376     return;
377    
378   check_tree(local, t, true);
379 }
380
381 /* This is a scaled down version of get_asm_expr_operands from
382    tree_ssa_operands.c.  The version there runs much later and assumes
383    that aliasing information is already available. Here we are just
384    trying to find if the set of inputs and outputs contain references
385    or address of operations to local static variables.  FN is the
386    function being analyzed and STMT is the actual asm statement.  */
387
388 static void
389 get_asm_expr_operands (ipa_reference_local_vars_info_t local, tree stmt)
390 {
391   int noutputs = list_length (ASM_OUTPUTS (stmt));
392   const char **oconstraints
393     = (const char **) alloca ((noutputs) * sizeof (const char *));
394   int i;
395   tree link;
396   const char *constraint;
397   bool allows_mem, allows_reg, is_inout;
398   
399   for (i=0, link = ASM_OUTPUTS (stmt); link; ++i, link = TREE_CHAIN (link))
400     {
401       oconstraints[i] = constraint
402         = TREE_STRING_POINTER (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (link)));
403       parse_output_constraint (&constraint, i, 0, 0,
404                                &allows_mem, &allows_reg, &is_inout);
405       
406       check_lhs_var (local, TREE_VALUE (link));
407     }
408
409   for (link = ASM_INPUTS (stmt); link; link = TREE_CHAIN (link))
410     {
411       constraint
412         = TREE_STRING_POINTER (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (link)));
413       parse_input_constraint (&constraint, 0, 0, noutputs, 0,
414                               oconstraints, &allows_mem, &allows_reg);
415       
416       check_rhs_var (local, TREE_VALUE (link));
417     }
418   
419   for (link = ASM_CLOBBERS (stmt); link; link = TREE_CHAIN (link))
420     if (simple_cst_equal(TREE_VALUE (link), memory_identifier_string) == 1) 
421       {
422         /* Abandon all hope, ye who enter here. */
423         local->calls_read_all = true;
424         local->calls_write_all = true;
425       }      
426 }
427
428 /* Check the parameters of a function call from CALLER to CALL_EXPR to
429    see if any of them are static vars.  Also check to see if this is
430    either an indirect call, a call outside the compilation unit, or
431    has special attributes that effect the clobbers.  The caller
432    parameter is the tree node for the caller and the second operand is
433    the tree node for the entire call expression.  */
434
435 static void
436 check_call (ipa_reference_local_vars_info_t local, tree call_expr) 
437 {
438   int flags = call_expr_flags (call_expr);
439   tree operand_list = TREE_OPERAND (call_expr, 1);
440   tree operand;
441   tree callee_t = get_callee_fndecl (call_expr);
442   enum availability avail = AVAIL_NOT_AVAILABLE;
443
444   for (operand = operand_list;
445        operand != NULL_TREE;
446        operand = TREE_CHAIN (operand))
447     {
448       tree argument = TREE_VALUE (operand);
449       check_rhs_var (local, argument);
450     }
451
452   if (callee_t)
453     {
454       struct cgraph_node* callee = cgraph_node(callee_t);
455       avail = cgraph_function_body_availability (callee);
456     }
457
458   if (avail == AVAIL_NOT_AVAILABLE || avail == AVAIL_OVERWRITABLE)
459     if (local) 
460       {
461         if (flags & ECF_PURE) 
462           local->calls_read_all = true;
463         else 
464           {
465             local->calls_read_all = true;
466             local->calls_write_all = true;
467           }
468       }
469 }
470
471 /* TP is the part of the tree currently under the microscope.
472    WALK_SUBTREES is part of the walk_tree api but is unused here.
473    DATA is cgraph_node of the function being walked.  */
474
475 /* FIXME: When this is converted to run over SSA form, this code
476    should be converted to use the operand scanner.  */
477
478 static tree
479 scan_for_static_refs (tree *tp, 
480                       int *walk_subtrees, 
481                       void *data)
482 {
483   struct cgraph_node *fn = data;
484   tree t = *tp;
485   ipa_reference_local_vars_info_t local = NULL;
486   if (fn)
487     local = get_reference_vars_info_from_cgraph (fn)->local;
488
489   switch (TREE_CODE (t))  
490     {
491     case VAR_DECL:
492       if (DECL_INITIAL (t))
493         walk_tree (&DECL_INITIAL (t), scan_for_static_refs, fn, visited_nodes);
494       *walk_subtrees = 0;
495       break;
496
497     case MODIFY_EXPR:
498       {
499         /* First look on the lhs and see what variable is stored to */
500         tree lhs = TREE_OPERAND (t, 0);
501         tree rhs = TREE_OPERAND (t, 1);
502         check_lhs_var (local, lhs);
503
504         /* For the purposes of figuring out what the cast affects */
505
506         /* Next check the operands on the rhs to see if they are ok. */
507         switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (rhs))) 
508           {
509           case tcc_binary:          
510             {
511               tree op0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
512               tree op1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
513               check_rhs_var (local, op0);
514               check_rhs_var (local, op1);
515             }
516             break;
517           case tcc_unary:
518             {
519               tree op0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
520               check_rhs_var (local, op0);
521             }
522
523             break;
524           case tcc_reference:
525             check_rhs_var (local, rhs);
526             break;
527           case tcc_declaration:
528             check_rhs_var (local, rhs);
529             break;
530           case tcc_expression:
531             switch (TREE_CODE (rhs)) 
532               {
533               case ADDR_EXPR:
534                 check_rhs_var (local, rhs);
535                 break;
536               case CALL_EXPR: 
537                 check_call (local, rhs);
538                 break;
539               default:
540                 break;
541               }
542             break;
543           default:
544             break;
545           }
546         *walk_subtrees = 0;
547       }
548       break;
549
550     case ADDR_EXPR:
551       /* This case is here to find addresses on rhs of constructors in
552          decl_initial of static variables. */
553       check_rhs_var (local, t);
554       *walk_subtrees = 0;
555       break;
556
557     case LABEL_EXPR:
558       if (DECL_NONLOCAL (TREE_OPERAND (t, 0)))
559         {
560           /* Target of long jump. */
561           local->calls_read_all = true;
562           local->calls_write_all = true;
563         }
564       break;
565
566     case CALL_EXPR: 
567       check_call (local, t);
568       *walk_subtrees = 0;
569       break;
570       
571     case ASM_EXPR:
572       get_asm_expr_operands (local, t);
573       *walk_subtrees = 0;
574       break;
575       
576     default:
577       break;
578     }
579   return NULL;
580 }
581
582
583 /* Lookup the tree node for the static variable that has UID.  */
584 static tree
585 get_static_decl (int index)
586 {
587   splay_tree_node stn = 
588     splay_tree_lookup (reference_vars_to_consider, index);
589   if (stn)
590     return (tree)stn->value;
591   return NULL;
592 }
593
594 /* Lookup the tree node for the static variable that has UID and
595    convert the name to a string for debugging.  */
596
597 static const char *
598 get_static_name (int index)
599 {
600   splay_tree_node stn = 
601     splay_tree_lookup (reference_vars_to_consider, index);
602   if (stn)
603     return lang_hooks.decl_printable_name ((tree)(stn->value), 2);
604   return NULL;
605 }
606
607 /* Or in all of the bits from every callee into X, the caller's, bit
608    vector.  There are several cases to check to avoid the sparse
609    bitmap oring.  */
610
611 static void
612 propagate_bits (struct cgraph_node *x)
613 {
614   ipa_reference_vars_info_t x_info = get_reference_vars_info_from_cgraph (x);
615   ipa_reference_global_vars_info_t x_global = x_info->global;
616
617   struct cgraph_edge *e;
618   for (e = x->callees; e; e = e->next_callee) 
619     {
620       struct cgraph_node *y = e->callee;
621
622       /* Only look at the master nodes and skip external nodes.  */
623       y = cgraph_master_clone (y);
624       if (y)
625         {
626           if (get_reference_vars_info_from_cgraph (y))
627             {
628               ipa_reference_vars_info_t y_info = get_reference_vars_info_from_cgraph (y);
629               ipa_reference_global_vars_info_t y_global = y_info->global;
630               
631               if (x_global->statics_read
632                   != all_module_statics)
633                 {
634                   if (y_global->statics_read 
635                       == all_module_statics)
636                     {
637                       BITMAP_FREE (x_global->statics_read);
638                       x_global->statics_read 
639                         = all_module_statics;
640                     }
641                   /* Skip bitmaps that are pointer equal to node's bitmap
642                      (no reason to spin within the cycle).  */
643                   else if (x_global->statics_read 
644                            != y_global->statics_read)
645                     bitmap_ior_into (x_global->statics_read,
646                                      y_global->statics_read);
647                 }
648               
649               if (x_global->statics_written 
650                   != all_module_statics)
651                 {
652                   if (y_global->statics_written 
653                       == all_module_statics)
654                     {
655                       BITMAP_FREE (x_global->statics_written);
656                       x_global->statics_written 
657                         = all_module_statics;
658                     }
659                   /* Skip bitmaps that are pointer equal to node's bitmap
660                      (no reason to spin within the cycle).  */
661                   else if (x_global->statics_written 
662                            != y_global->statics_written)
663                     bitmap_ior_into (x_global->statics_written,
664                                      y_global->statics_written);
665                 }
666             }
667           else 
668             {
669               gcc_unreachable ();
670             }
671         }
672     }
673 }
674
675 /* Look at all of the callees of X to see which ones represent inlined
676    calls.  For each of these callees, merge their local info into
677    TARGET and check their children recursively.  
678
679    This function goes away when Jan changes the inliner and IPA
680    analysis so that this is not run between the time when inlining
681    decisions are made and when the inlining actually occurs.  */
682
683 static void 
684 merge_callee_local_info (struct cgraph_node *target, 
685                          struct cgraph_node *x)
686 {
687   struct cgraph_edge *e;
688   ipa_reference_local_vars_info_t x_l = 
689     get_reference_vars_info_from_cgraph (target)->local;
690
691   /* Make the world safe for tail recursion.  */
692   struct ipa_dfs_info *node_info = x->aux;
693   
694   if (node_info->aux) 
695     return;
696
697   node_info->aux = x;
698
699   for (e = x->callees; e; e = e->next_callee) 
700     {
701       struct cgraph_node *y = e->callee;
702       if (y->global.inlined_to) 
703         {
704           ipa_reference_vars_info_t y_info;
705           ipa_reference_local_vars_info_t y_l;
706           struct cgraph_node* orig_y = y;
707          
708           y = cgraph_master_clone (y);
709           if (y)
710             {
711               y_info = get_reference_vars_info_from_cgraph (y);
712               y_l = y_info->local;
713               if (x_l != y_l)
714                 {
715                   bitmap_ior_into (x_l->statics_read,
716                                    y_l->statics_read);
717                   bitmap_ior_into (x_l->statics_written,
718                                    y_l->statics_written);
719                 }
720               x_l->calls_read_all |= y_l->calls_read_all;
721               x_l->calls_write_all |= y_l->calls_write_all;
722               merge_callee_local_info (target, y);
723             }
724           else 
725             {
726               fprintf(stderr, "suspect inlining of ");
727               dump_cgraph_node (stderr, orig_y);
728               fprintf(stderr, "\ninto ");
729               dump_cgraph_node (stderr, target);
730               dump_cgraph (stderr);
731               gcc_assert(false);
732             }
733         }
734     }
735
736   node_info->aux = NULL;
737 }
738
739 /* The init routine for analyzing global static variable usage.  See
740    comments at top for description.  */
741 static void 
742 ipa_init (void) 
743 {
744   memory_identifier_string = build_string(7, "memory");
745
746   reference_vars_to_consider =
747     splay_tree_new_ggc (splay_tree_compare_ints);
748
749   bitmap_obstack_initialize (&ipa_obstack);
750   module_statics_escape = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
751   module_statics_written = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
752   all_module_statics = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
753
754   /* There are some shared nodes, in particular the initializers on
755      static declarations.  We do not need to scan them more than once
756      since all we would be interested in are the addressof
757      operations.  */
758   visited_nodes = pointer_set_create ();
759 }
760
761 /* Check out the rhs of a static or global initialization VNODE to see
762    if any of them contain addressof operations.  Note that some of
763    these variables may  not even be referenced in the code in this
764    compilation unit but their right hand sides may contain references
765    to variables defined within this unit.  */
766
767 static void 
768 analyze_variable (struct cgraph_varpool_node *vnode)
769 {
770   tree global = vnode->decl;
771   if (TREE_CODE (global) == VAR_DECL)
772     {
773       if (DECL_INITIAL (global)) 
774         walk_tree (&DECL_INITIAL (global), scan_for_static_refs, 
775                    NULL, visited_nodes);
776     } 
777   else gcc_unreachable ();
778 }
779
780 /* This is the main routine for finding the reference patterns for
781    global variables within a function FN.  */
782
783 static void
784 analyze_function (struct cgraph_node *fn)
785 {
786   ipa_reference_vars_info_t info 
787     = xcalloc (1, sizeof (struct ipa_reference_vars_info_d));
788   ipa_reference_local_vars_info_t l
789     = xcalloc (1, sizeof (struct ipa_reference_local_vars_info_d));
790   tree decl = fn->decl;
791
792   /* Add the info to the tree's annotation.  */
793   get_var_ann (fn->decl)->reference_vars_info = info;
794
795   info->local = l;
796   l->statics_read = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
797   l->statics_written = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
798
799   if (dump_file)
800     fprintf (dump_file, "\n local analysis of %s\n", cgraph_node_name (fn));
801   
802   {
803     struct function *this_cfun = DECL_STRUCT_FUNCTION (decl);
804     basic_block this_block;
805
806     FOR_EACH_BB_FN (this_block, this_cfun)
807       {
808         block_stmt_iterator bsi;
809         for (bsi = bsi_start (this_block); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
810           walk_tree (bsi_stmt_ptr (bsi), scan_for_static_refs, 
811                      fn, visited_nodes);
812       }
813   }
814
815   /* There may be const decls with interesting right hand sides.  */
816   if (DECL_STRUCT_FUNCTION (decl))
817     {
818       tree step;
819       for (step = DECL_STRUCT_FUNCTION (decl)->unexpanded_var_list;
820            step;
821            step = TREE_CHAIN (step))
822         {
823           tree var = TREE_VALUE (step);
824           if (TREE_CODE (var) == VAR_DECL 
825               && DECL_INITIAL (var)
826               && !TREE_STATIC (var))
827             walk_tree (&DECL_INITIAL (var), scan_for_static_refs, 
828                        fn, visited_nodes);
829         }
830     }
831 }
832
833 /* If FN is avail == AVAIL_OVERWRITABLE, replace the effects bit
834    vectors with worst case bit vectors.  We had to analyze it above to
835    find out if it took the address of any statics. However, now that
836    we know that, we can get rid of all of the other side effects.  */
837
838 static void
839 clean_function (struct cgraph_node *fn)
840 {
841   ipa_reference_vars_info_t info = get_reference_vars_info_from_cgraph (fn);
842   ipa_reference_local_vars_info_t l = info->local;
843   ipa_reference_global_vars_info_t g = info->global;
844   
845   if (l)
846     {
847       if (l->statics_read
848           && l->statics_read != all_module_statics)
849         BITMAP_FREE (l->statics_read);
850       if (l->statics_written
851           &&l->statics_written != all_module_statics)
852         BITMAP_FREE (l->statics_written);
853       free (l);
854     }
855   
856   if (g)
857     {
858       if (g->statics_read
859           && g->statics_read != all_module_statics)
860         BITMAP_FREE (g->statics_read);
861       
862       if (g->statics_written
863           && g->statics_written != all_module_statics)
864         BITMAP_FREE (g->statics_written);
865       
866       if (g->statics_not_read
867           && g->statics_not_read != all_module_statics)
868         BITMAP_FREE (g->statics_not_read);
869       
870       if (g->statics_not_written
871           && g->statics_not_written != all_module_statics)
872         BITMAP_FREE (g->statics_not_written);
873       free (g);
874     }
875
876   
877   free (get_var_ann (fn->decl)->reference_vars_info);
878   get_var_ann (fn->decl)->reference_vars_info = NULL;
879 }
880
881 \f
882 /* Produce the global information by preforming a transitive closure
883    on the local information that was produced by ipa_analyze_function
884    and ipa_analyze_variable.  */
885
886 static void
887 static_execute (void)
888 {
889   struct cgraph_node *node;
890   struct cgraph_varpool_node *vnode;
891   struct cgraph_node *w;
892   struct cgraph_node **order =
893     xcalloc (cgraph_n_nodes, sizeof (struct cgraph_node *));
894   int order_pos = order_pos = ipa_utils_reduced_inorder (order, false, true);
895   int i;
896
897   ipa_init ();
898
899   /* Process all of the variables first.  */
900   for (vnode = cgraph_varpool_nodes_queue; vnode; vnode = vnode->next_needed)
901     analyze_variable (vnode);
902
903   /* Process all of the functions next. 
904
905      We do not want to process any of the clones so we check that this
906      is a master clone.  However, we do need to process any
907      AVAIL_OVERWRITABLE functions (these are never clones) because
908      they may cause a static variable to escape.  The code that can
909      overwrite such a function cannot access the statics because it
910      would not be in the same compilation unit.  When the analysis is
911      finished, the computed information of these AVAIL_OVERWRITABLE is
912      replaced with worst case info.  
913   */
914   for (node = cgraph_nodes; node; node = node->next)
915     if (node->analyzed 
916         && (cgraph_is_master_clone (node)
917             || (cgraph_function_body_availability (node) 
918                 == AVAIL_OVERWRITABLE)))
919       analyze_function (node);
920
921   pointer_set_destroy (visited_nodes);
922   visited_nodes = NULL;
923   if (dump_file) 
924     dump_cgraph (dump_file);
925
926   /* Prune out the variables that were found to behave badly
927      (i.e. have their address taken).  */
928   {
929     unsigned int index;
930     bitmap_iterator bi;
931     bitmap module_statics_readonly = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
932     bitmap module_statics_const = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
933     bitmap bm_temp = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
934
935     EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (module_statics_escape, 0, index, bi)
936       {
937         splay_tree_remove (reference_vars_to_consider, index);
938       }
939
940     bitmap_and_compl_into (all_module_statics, 
941                            module_statics_escape);
942
943     bitmap_and_compl (module_statics_readonly, all_module_statics,
944                       module_statics_written);
945
946     /* If the address is not taken, we can unset the addressable bit
947        on this variable.  */
948     EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (all_module_statics, 0, index, bi)
949       {
950         tree var = get_static_decl (index);
951         TREE_ADDRESSABLE (var) = 0;
952         if (dump_file) 
953           fprintf (dump_file, "Not TREE_ADDRESSABLE var %s\n",
954                    get_static_name (index));
955       }
956
957     /* If the variable is never written, we can set the TREE_READONLY
958        flag.  Additionally if it has a DECL_INITIAL that is made up of
959        constants we can treat the entire global as a constant.  */
960
961     bitmap_and_compl (module_statics_readonly, all_module_statics,
962                       module_statics_written);
963     EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (module_statics_readonly, 0, index, bi)
964       {
965         tree var = get_static_decl (index);
966
967         /* Ignore variables in named sections - changing TREE_READONLY
968            changes the section flags, potentially causing conflicts with
969            other variables in the same named section.  */
970         if (DECL_SECTION_NAME (var) == NULL_TREE)
971           {
972             TREE_READONLY (var) = 1;
973             if (dump_file)
974               fprintf (dump_file, "read-only var %s\n", 
975                        get_static_name (index));
976           }
977         if (DECL_INITIAL (var)
978             && is_gimple_min_invariant (DECL_INITIAL (var)))
979           {
980             bitmap_set_bit (module_statics_const, index);
981             if (dump_file)
982               fprintf (dump_file, "read-only constant %s\n",
983                        get_static_name (index));
984           }
985       }
986
987     BITMAP_FREE(module_statics_escape);
988     BITMAP_FREE(module_statics_written);
989
990     if (dump_file)
991       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (all_module_statics, 0, index, bi)
992         {
993           fprintf (dump_file, "\nPromotable global:%s",
994                    get_static_name (index));
995         }
996
997     for (i = 0; i < order_pos; i++ )
998       {
999         ipa_reference_local_vars_info_t l;
1000         node = order[i];
1001         l = get_reference_vars_info_from_cgraph (node)->local;
1002
1003         /* Any variables that are not in all_module_statics are
1004            removed from the local maps.  This will include all of the
1005            variables that were found to escape in the function
1006            scanning.  */
1007         bitmap_and_into (l->statics_read, 
1008                          all_module_statics);
1009         bitmap_and_into (l->statics_written, 
1010                          all_module_statics);
1011       }
1012
1013     BITMAP_FREE(module_statics_readonly);
1014     BITMAP_FREE(module_statics_const);
1015     BITMAP_FREE(bm_temp);
1016   }
1017
1018   if (dump_file)
1019     {
1020       for (i = 0; i < order_pos; i++ )
1021         {
1022           unsigned int index;
1023           ipa_reference_local_vars_info_t l;
1024           bitmap_iterator bi;
1025
1026           node = order[i];
1027           l = get_reference_vars_info_from_cgraph (node)->local;
1028           fprintf (dump_file, 
1029                    "\nFunction name:%s/%i:", 
1030                    cgraph_node_name (node), node->uid);
1031           fprintf (dump_file, "\n  locals read: ");
1032           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (l->statics_read,
1033                                     0, index, bi)
1034             {
1035               fprintf (dump_file, "%s ",
1036                        get_static_name (index));
1037             }
1038           fprintf (dump_file, "\n  locals written: ");
1039           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (l->statics_written,
1040                                     0, index, bi)
1041             {
1042               fprintf(dump_file, "%s ",
1043                       get_static_name (index));
1044             }
1045         }
1046     }
1047
1048   /* Propagate the local information thru the call graph to produce
1049      the global information.  All the nodes within a cycle will have
1050      the same info so we collapse cycles first.  Then we can do the
1051      propagation in one pass from the leaves to the roots.  */
1052   order_pos = ipa_utils_reduced_inorder (order, true, true);
1053   if (dump_file)
1054     ipa_utils_print_order(dump_file, "reduced", order, order_pos);
1055
1056   for (i = 0; i < order_pos; i++ )
1057     {
1058       ipa_reference_vars_info_t node_info;
1059       ipa_reference_global_vars_info_t node_g = 
1060         xcalloc (1, sizeof (struct ipa_reference_global_vars_info_d));
1061       ipa_reference_local_vars_info_t node_l;
1062       
1063       bool read_all;
1064       bool write_all;
1065       struct ipa_dfs_info * w_info;
1066
1067       node = order[i];
1068       node_info = get_reference_vars_info_from_cgraph (node);
1069       if (!node_info) 
1070         {
1071           dump_cgraph_node (stderr, node);
1072           dump_cgraph (stderr);
1073           gcc_unreachable ();
1074         }
1075
1076       node_info->global = node_g;
1077       node_l = node_info->local;
1078
1079       read_all = node_l->calls_read_all;
1080       write_all = node_l->calls_write_all;
1081
1082       /* If any node in a cycle is calls_read_all or calls_write_all
1083          they all are. */
1084       w_info = node->aux;
1085       w = w_info->next_cycle;
1086       while (w)
1087         {
1088           ipa_reference_local_vars_info_t w_l = 
1089             get_reference_vars_info_from_cgraph (w)->local;
1090           read_all |= w_l->calls_read_all;
1091           write_all |= w_l->calls_write_all;
1092
1093           w_info = w->aux;
1094           w = w_info->next_cycle;
1095         }
1096
1097       /* Initialized the bitmaps for the reduced nodes */
1098       if (read_all) 
1099         node_g->statics_read = all_module_statics;
1100       else 
1101         {
1102           node_g->statics_read = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
1103           bitmap_copy (node_g->statics_read, 
1104                        node_l->statics_read);
1105         }
1106
1107       if (write_all) 
1108         node_g->statics_written = all_module_statics;
1109       else
1110         {
1111           node_g->statics_written = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
1112           bitmap_copy (node_g->statics_written, 
1113                        node_l->statics_written);
1114         }
1115
1116       w_info = node->aux;
1117       w = w_info->next_cycle;
1118       while (w)
1119         {
1120           ipa_reference_vars_info_t w_ri = 
1121             get_reference_vars_info_from_cgraph (w);
1122           ipa_reference_local_vars_info_t w_l = w_ri->local;
1123
1124           /* All nodes within a cycle share the same global info bitmaps.  */
1125           w_ri->global = node_g;
1126           
1127           /* These global bitmaps are initialized from the local info
1128              of all of the nodes in the region.  However there is no
1129              need to do any work if the bitmaps were set to
1130              all_module_statics.  */
1131           if (!read_all)
1132             bitmap_ior_into (node_g->statics_read,
1133                              w_l->statics_read);
1134           if (!write_all)
1135             bitmap_ior_into (node_g->statics_written,
1136                              w_l->statics_written);
1137           w_info = w->aux;
1138           w = w_info->next_cycle;
1139         }
1140
1141       w = node;
1142       while (w)
1143         {
1144           propagate_bits (w);
1145           w_info = w->aux;
1146           w = w_info->next_cycle;
1147         }
1148     }
1149
1150   /* Need to fix up the local information sets.  The information that
1151      has been gathered so far is preinlining.  However, the
1152      compilation will progress post inlining so the local sets for the
1153      inlined calls need to be merged into the callers.  Note that the
1154      local sets are not shared between all of the nodes in a cycle so
1155      those nodes in the cycle must be processed explicitly.  */
1156   for (i = 0; i < order_pos; i++ )
1157     {
1158       struct ipa_dfs_info * w_info;
1159       node = order[i];
1160       merge_callee_local_info (node, node);
1161       
1162       w_info = node->aux;
1163       w = w_info->next_cycle;
1164       while (w)
1165         {
1166           merge_callee_local_info (w, w);
1167           w_info = w->aux;
1168           w = w_info->next_cycle;
1169         }
1170     }
1171
1172   if (dump_file)
1173     {
1174       for (i = 0; i < order_pos; i++ )
1175         {
1176           ipa_reference_vars_info_t node_info;
1177           ipa_reference_global_vars_info_t node_g;
1178           ipa_reference_local_vars_info_t node_l;
1179           unsigned int index;
1180           bitmap_iterator bi;
1181           struct ipa_dfs_info * w_info;
1182
1183           node = order[i];
1184           node_info = get_reference_vars_info_from_cgraph (node);
1185           node_g = node_info->global;
1186           node_l = node_info->local;
1187           fprintf (dump_file, 
1188                    "\nFunction name:%s/%i:", 
1189                    cgraph_node_name (node), node->uid);
1190           fprintf (dump_file, "\n  locals read: ");
1191           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (node_l->statics_read,
1192                                     0, index, bi)
1193             {
1194               fprintf (dump_file, "%s ",
1195                        get_static_name (index));
1196             }
1197           fprintf (dump_file, "\n  locals written: ");
1198           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (node_l->statics_written,
1199                                     0, index, bi)
1200             {
1201               fprintf(dump_file, "%s ",
1202                       get_static_name (index));
1203             }
1204
1205           w_info = node->aux;
1206           w = w_info->next_cycle;
1207           while (w) 
1208             {
1209               ipa_reference_vars_info_t w_ri = 
1210                 get_reference_vars_info_from_cgraph (w);
1211               ipa_reference_local_vars_info_t w_l = w_ri->local;
1212               fprintf (dump_file, "\n  next cycle: %s/%i ",
1213                        cgraph_node_name (w), w->uid);
1214               fprintf (dump_file, "\n    locals read: ");
1215               EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (w_l->statics_read,
1216                                         0, index, bi)
1217                 {
1218                   fprintf (dump_file, "%s ",
1219                            get_static_name (index));
1220                 }
1221
1222               fprintf (dump_file, "\n    locals written: ");
1223               EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (w_l->statics_written,
1224                                         0, index, bi)
1225                 {
1226                   fprintf(dump_file, "%s ",
1227                           get_static_name (index));
1228                 }
1229               
1230
1231               w_info = w->aux;
1232               w = w_info->next_cycle;
1233             }
1234           fprintf (dump_file, "\n  globals read: ");
1235           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (node_g->statics_read,
1236                                     0, index, bi)
1237             {
1238               fprintf (dump_file, "%s ",
1239                        get_static_name (index));
1240             }
1241           fprintf (dump_file, "\n  globals written: ");
1242           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (node_g->statics_written,
1243                                     0, index, bi)
1244             {
1245               fprintf (dump_file, "%s ",
1246                        get_static_name (index));
1247             }
1248         }
1249     }
1250
1251   /* Cleanup. */
1252   for (i = 0; i < order_pos; i++ )
1253     {
1254       ipa_reference_vars_info_t node_info;
1255       ipa_reference_global_vars_info_t node_g;
1256       node = order[i];
1257       node_info = get_reference_vars_info_from_cgraph (node);
1258       node_g = node_info->global;
1259       
1260       /* Create the complimentary sets.  These are more useful for
1261          certain apis.  */
1262       node_g->statics_not_read = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
1263       node_g->statics_not_written = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
1264
1265       if (node_g->statics_read != all_module_statics) 
1266         {
1267           bitmap_and_compl (node_g->statics_not_read, 
1268                             all_module_statics,
1269                             node_g->statics_read);
1270         }
1271
1272       if (node_g->statics_written 
1273           != all_module_statics) 
1274         bitmap_and_compl (node_g->statics_not_written, 
1275                           all_module_statics,
1276                           node_g->statics_written);
1277    }
1278
1279   free (order);
1280
1281   for (node = cgraph_nodes; node; node = node->next)
1282     {
1283       /* Get rid of the aux information.  */
1284       
1285       if (node->aux)
1286         {
1287           free (node->aux);
1288           node->aux = NULL;
1289         }
1290       
1291       if (node->analyzed 
1292           && (cgraph_function_body_availability (node) == AVAIL_OVERWRITABLE))
1293         clean_function (node);
1294     }
1295 }
1296
1297
1298 static bool
1299 gate_reference (void)
1300 {
1301   return (flag_unit_at_a_time != 0  && flag_ipa_reference
1302           /* Don't bother doing anything if the program has errors.  */
1303           && !(errorcount || sorrycount));
1304 }
1305
1306 struct tree_opt_pass pass_ipa_reference =
1307 {
1308   "static-var",                         /* name */
1309   gate_reference,                       /* gate */
1310   static_execute,                       /* execute */
1311   NULL,                                 /* sub */
1312   NULL,                                 /* next */
1313   0,                                    /* static_pass_number */
1314   TV_IPA_REFERENCE,                     /* tv_id */
1315   0,                                    /* properties_required */
1316   0,                                    /* properties_provided */
1317   0,                                    /* properties_destroyed */
1318   0,                                    /* todo_flags_start */
1319   0,                                    /* todo_flags_finish */
1320   0                                     /* letter */
1321 };
1322
1323 #include "gt-ipa-reference.h"
1324