gcc/gimple-low.c

   1 /* Tree lowering pass.  Lowers GIMPLE into unstructured form.
   2
   3    Copyright (C) 2003, 2005 Free Software Foundation, Inc.
   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, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
  20 02111-1307, USA.  */
  21
  22 #include "config.h"
  23 #include "system.h"
  24 #include "coretypes.h"
  25 #include "tm.h"
  26 #include "tree.h"
  27 #include "rtl.h"
  28 #include "errors.h"
  29 #include "varray.h"
  30 #include "tree-gimple.h"
  31 #include "tree-inline.h"
  32 #include "diagnostic.h"
  33 #include "langhooks.h"
  34 #include "langhooks-def.h"
  35 #include "tree-flow.h"
  36 #include "timevar.h"
  37 #include "except.h"
  38 #include "hashtab.h"
  39 #include "flags.h"
  40 #include "function.h"
  41 #include "expr.h"
  42 #include "toplev.h"
  43 #include "tree-pass.h"
  44
  45 struct lower_data
  46 {
  47   /* Block the current statement belongs to.  */
  48   tree block;
  49
  50   /* A TREE_LIST of label and return statements to be moved to the end
  51      of the function.  */
  52   tree return_statements;
  53 };
  54
  55 static void lower_stmt (tree_stmt_iterator *, struct lower_data *);
  56 static void lower_bind_expr (tree_stmt_iterator *, struct lower_data *);
  57 static void lower_cond_expr (tree_stmt_iterator *, struct lower_data *);
  58 static void lower_return_expr (tree_stmt_iterator *, struct lower_data *);
  59 static bool expand_var_p (tree);
  60
  61 /* Lowers the body of current_function_decl.  */
  62
  63 static void
  64 lower_function_body (void)
  65 {
  66   struct lower_data data;
  67   tree *body_p = &DECL_SAVED_TREE (current_function_decl);
  68   tree bind = *body_p;
  69   tree_stmt_iterator i;
  70   tree t, x;
  71
  72   gcc_assert (TREE_CODE (bind) == BIND_EXPR);
  73
  74   data.block = DECL_INITIAL (current_function_decl);
  75   BLOCK_SUBBLOCKS (data.block) = NULL_TREE;
  76   BLOCK_CHAIN (data.block) = NULL_TREE;
  77   TREE_ASM_WRITTEN (data.block) = 1;
  78
  79   data.return_statements = NULL_TREE;
  80
  81   *body_p = alloc_stmt_list ();
  82   i = tsi_start (*body_p);
  83   tsi_link_after (&i, bind, TSI_NEW_STMT);
  84   lower_bind_expr (&i, &data);
  85
  86   i = tsi_last (*body_p);
  87
  88   /* If the function falls off the end, we need a null return statement.
  89      If we've already got one in the return_statements list, we don't
  90      need to do anything special.  Otherwise build one by hand.  */
  91   if (block_may_fallthru (*body_p)
  92       && (data.return_statements == NULL
  93           || TREE_OPERAND (TREE_VALUE (data.return_statements), 0) != NULL))
  94     {
  95       x = build (RETURN_EXPR, void_type_node, NULL);
  96       SET_EXPR_LOCATION (x, cfun->function_end_locus);
  97       tsi_link_after (&i, x, TSI_CONTINUE_LINKING);
  98     }
  99
 100   /* If we lowered any return statements, emit the representative
 101      at the end of the function.  */
 102   for (t = data.return_statements ; t ; t = TREE_CHAIN (t))
 103     {
 104       x = build (LABEL_EXPR, void_type_node, TREE_PURPOSE (t));
 105       tsi_link_after (&i, x, TSI_CONTINUE_LINKING);
 106
 107       /* Remove the line number from the representative return statement.
 108          It now fills in for many such returns.  Failure to remove this
 109          will result in incorrect results for coverage analysis.  */
 110       x = TREE_VALUE (t);
 111 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
 112       SET_EXPR_LOCATION (x, UNKNOWN_LOCATION);
 113 #else
 114       SET_EXPR_LOCUS (x, NULL);
 115 #endif
 116       tsi_link_after (&i, x, TSI_CONTINUE_LINKING);
 117     }
 118
 119   gcc_assert (data.block == DECL_INITIAL (current_function_decl));
 120   BLOCK_SUBBLOCKS (data.block)
 121     = blocks_nreverse (BLOCK_SUBBLOCKS (data.block));
 122
 123   clear_block_marks (data.block);
 124 }
 125
 126 struct tree_opt_pass pass_lower_cf =
 127 {
 128   "lower",                              /* name */
 129   NULL,                                 /* gate */
 130   lower_function_body,                  /* execute */
 131   NULL,                                 /* sub */
 132   NULL,                                 /* next */
 133   0,                                    /* static_pass_number */
 134   0,                                    /* tv_id */
 135   PROP_gimple_any,                      /* properties_required */
 136   PROP_gimple_lcf,                      /* properties_provided */
 137   PROP_gimple_any,                      /* properties_destroyed */
 138   0,                                    /* todo_flags_start */
 139   TODO_dump_func,                       /* todo_flags_finish */
 140   0                                     /* letter */
 141 };
 142
 143
 144 /* Lowers the EXPR.  Unlike gimplification the statements are not relowered
 145    when they are changed -- if this has to be done, the lowering routine must
 146    do it explicitly.  DATA is passed through the recursion.  */
 147
 148 void
 149 lower_stmt_body (tree expr, struct lower_data *data)
 150 {
 151   tree_stmt_iterator tsi;
 152
 153   for (tsi = tsi_start (expr); !tsi_end_p (tsi); )
 154     lower_stmt (&tsi, data);
 155 }
 156
 157 /* Lowers statement TSI.  DATA is passed through the recursion.  */
 158
 159 static void
 160 lower_stmt (tree_stmt_iterator *tsi, struct lower_data *data)
 161 {
 162   tree stmt = tsi_stmt (*tsi);
 163
 164   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt) && data)
 165     TREE_BLOCK (stmt) = data->block;
 166
 167   switch (TREE_CODE (stmt))
 168     {
 169     case BIND_EXPR:
 170       lower_bind_expr (tsi, data);
 171       return;
 172     case COND_EXPR:
 173       lower_cond_expr (tsi, data);
 174       return;
 175     case RETURN_EXPR:
 176       lower_return_expr (tsi, data);
 177       return;
 178
 179     case TRY_FINALLY_EXPR:
 180     case TRY_CATCH_EXPR:
 181       lower_stmt_body (TREE_OPERAND (stmt, 0), data);
 182       lower_stmt_body (TREE_OPERAND (stmt, 1), data);
 183       break;
 184     case CATCH_EXPR:
 185       lower_stmt_body (CATCH_BODY (stmt), data);
 186       break;
 187     case EH_FILTER_EXPR:
 188       lower_stmt_body (EH_FILTER_FAILURE (stmt), data);
 189       break;
 190
 191     case NOP_EXPR:
 192     case ASM_EXPR:
 193     case MODIFY_EXPR:
 194     case CALL_EXPR:
 195     case GOTO_EXPR:
 196     case LABEL_EXPR:
 197     case SWITCH_EXPR:
 198       break;
 199
 200     default:
 201 #ifdef ENABLE_CHECKING
 202       print_node_brief (stderr, "", stmt, 0);
 203       internal_error ("unexpected node");
 204 #endif
 205     case COMPOUND_EXPR:
 206       gcc_unreachable ();
 207     }
 208
 209   tsi_next (tsi);
 210 }
 211
 212 /* Lowers a bind_expr TSI.  DATA is passed through the recursion.  */
 213
 214 static void
 215 lower_bind_expr (tree_stmt_iterator *tsi, struct lower_data *data)
 216 {
 217   tree old_block = data->block;
 218   tree stmt = tsi_stmt (*tsi);
 219   tree new_block = BIND_EXPR_BLOCK (stmt);
 220
 221   if (new_block)
 222     {
 223       if (new_block == old_block)
 224         {
 225           /* The outermost block of the original function may not be the
 226              outermost statement chain of the gimplified function.  So we
 227              may see the outermost block just inside the function.  */
 228           gcc_assert (new_block == DECL_INITIAL (current_function_decl));
 229           new_block = NULL;
 230         }
 231       else
 232         {
 233           /* We do not expect to handle duplicate blocks.  */
 234           gcc_assert (!TREE_ASM_WRITTEN (new_block));
 235           TREE_ASM_WRITTEN (new_block) = 1;
 236
 237           /* Block tree may get clobbered by inlining.  Normally this would
 238              be fixed in rest_of_decl_compilation using block notes, but
 239              since we are not going to emit them, it is up to us.  */
 240           BLOCK_CHAIN (new_block) = BLOCK_SUBBLOCKS (old_block);
 241           BLOCK_SUBBLOCKS (old_block) = new_block;
 242           BLOCK_SUBBLOCKS (new_block) = NULL_TREE;
 243           BLOCK_SUPERCONTEXT (new_block) = old_block;
 244
 245           data->block = new_block;
 246         }
 247     }
 248
 249   record_vars (BIND_EXPR_VARS (stmt));
 250   lower_stmt_body (BIND_EXPR_BODY (stmt), data);
 251
 252   if (new_block)
 253     {
 254       gcc_assert (data->block == new_block);
 255
 256       BLOCK_SUBBLOCKS (new_block)
 257         = blocks_nreverse (BLOCK_SUBBLOCKS (new_block));
 258       data->block = old_block;
 259     }
 260
 261   /* The BIND_EXPR no longer carries any useful information -- kill it.  */
 262   tsi_link_before (tsi, BIND_EXPR_BODY (stmt), TSI_SAME_STMT);
 263   tsi_delink (tsi);
 264 }
 265
 266 /* Try to determine whether a TRY_CATCH expression can fall through.
 267    This is a subroutine of block_may_fallthru.  */
 268
 269 static bool
 270 try_catch_may_fallthru (tree stmt)
 271 {
 272   tree_stmt_iterator i;
 273
 274   /* If the TRY block can fall through, the whole TRY_CATCH can
 275      fall through.  */
 276   if (block_may_fallthru (TREE_OPERAND (stmt, 0)))
 277     return true;
 278
 279   i = tsi_start (TREE_OPERAND (stmt, 1));
 280   switch (TREE_CODE (tsi_stmt (i)))
 281     {
 282     case CATCH_EXPR:
 283       /* We expect to see a sequence of CATCH_EXPR trees, each with a
 284          catch expression and a body.  The whole TRY_CATCH may fall
 285          through iff any of the catch bodies falls through.  */
 286       for (; !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
 287         {
 288           if (block_may_fallthru (CATCH_BODY (tsi_stmt (i))))
 289             return true;
 290         }
 291       return false;
 292
 293     case EH_FILTER_EXPR:
 294       /* If the exception does not match EH_FILTER_TYPES, we will
 295          execute EH_FILTER_FAILURE, and we will fall through if that
 296          falls through.  If the exception does match EH_FILTER_TYPES,
 297          we will fall through.  We don't know which exceptions may be
 298          generated, so we just check for EH_FILTER_TYPES being NULL,
 299          in which case we know that that the exception does not
 300          match.  */
 301       return (EH_FILTER_TYPES (tsi_stmt (i)) != NULL
 302               || block_may_fallthru (EH_FILTER_FAILURE (tsi_stmt (i))));
 303
 304     default:
 305       /* This case represents statements to be executed when an
 306          exception occurs.  Those statements are implicitly followed
 307          by a RESX_EXPR to resume execution after the exception.  So
 308          in this case the TRY_CATCH never falls through.  */
 309       return false;
 310     }
 311 }
 312
 313 /* Try to determine if we can fall out of the bottom of BLOCK.  This guess
 314    need not be 100% accurate; simply be conservative and return true if we
 315    don't know.  This is used only to avoid stupidly generating extra code.
 316    If we're wrong, we'll just delete the extra code later.  */
 317
 318 bool
 319 block_may_fallthru (tree block)
 320 {
 321   tree stmt = expr_last (block);
 322
 323   switch (stmt ? TREE_CODE (stmt) : ERROR_MARK)
 324     {
 325     case GOTO_EXPR:
 326     case RETURN_EXPR:
 327     case RESX_EXPR:
 328       /* Easy cases.  If the last statement of the block implies
 329          control transfer, then we can't fall through.  */
 330       return false;
 331
 332     case SWITCH_EXPR:
 333       /* If SWITCH_LABELS is set, this is lowered, and represents a
 334          branch to a selected label and hence can not fall through.
 335          Otherwise SWITCH_BODY is set, and the switch can fall
 336          through.  */
 337       return SWITCH_LABELS (stmt) == NULL_TREE;
 338
 339     case COND_EXPR:
 340       if (block_may_fallthru (COND_EXPR_THEN (stmt)))
 341         return true;
 342       return block_may_fallthru (COND_EXPR_ELSE (stmt));
 343
 344     case BIND_EXPR:
 345       return block_may_fallthru (BIND_EXPR_BODY (stmt));
 346
 347     case TRY_CATCH_EXPR:
 348       return try_catch_may_fallthru (stmt);
 349
 350     case TRY_FINALLY_EXPR:
 351       /* The finally clause is always executed after the try clause,
 352          so if it does not fall through, then the try-finally will not
 353          fall through.  Otherwise, if the try clause does not fall
 354          through, then when the finally clause falls through it will
 355          resume execution wherever the try clause was going.  So the
 356          whole try-finally will only fall through if both the try
 357          clause and the finally clause fall through.  */
 358       return (block_may_fallthru (TREE_OPERAND (stmt, 0))
 359               && block_may_fallthru (TREE_OPERAND (stmt, 1)));
 360
 361     case MODIFY_EXPR:
 362       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == CALL_EXPR)
 363         stmt = TREE_OPERAND (stmt, 1);
 364       else
 365         return true;
 366       /* FALLTHRU */
 367
 368     case CALL_EXPR:
 369       /* Functions that do not return do not fall through.  */
 370       return (call_expr_flags (stmt) & ECF_NORETURN) == 0;
 371
 372     default:
 373       return true;
 374     }
 375 }
 376
 377 /* Lowers a cond_expr TSI.  DATA is passed through the recursion.  */
 378
 379 static void
 380 lower_cond_expr (tree_stmt_iterator *tsi, struct lower_data *data)
 381 {
 382   tree stmt = tsi_stmt (*tsi);
 383   bool then_is_goto, else_is_goto;
 384   tree then_branch, else_branch;
 385   tree then_goto, else_goto;
 386
 387   then_branch = COND_EXPR_THEN (stmt);
 388   else_branch = COND_EXPR_ELSE (stmt);
 389
 390   lower_stmt_body (then_branch, data);
 391   lower_stmt_body (else_branch, data);
 392
 393   then_goto = expr_only (then_branch);
 394   then_is_goto = then_goto && simple_goto_p (then_goto);
 395
 396   else_goto = expr_only (else_branch);
 397   else_is_goto = else_goto && simple_goto_p (else_goto);
 398
 399   if (!then_is_goto || !else_is_goto)
 400     {
 401       tree then_label, else_label, end_label, t;
 402
 403       then_label = NULL_TREE;
 404       else_label = NULL_TREE;
 405       end_label = NULL_TREE;
 406
 407       /* Replace the cond_expr with explicit gotos.  */
 408       if (!then_is_goto)
 409         {
 410           t = build1 (LABEL_EXPR, void_type_node, NULL_TREE);
 411           if (TREE_SIDE_EFFECTS (then_branch))
 412             then_label = t;
 413           else
 414             end_label = t;
 415           then_goto = build_and_jump (&LABEL_EXPR_LABEL (t));
 416         }
 417
 418       if (!else_is_goto)
 419         {
 420           t = build1 (LABEL_EXPR, void_type_node, NULL_TREE);
 421           if (TREE_SIDE_EFFECTS (else_branch))
 422             else_label = t;
 423           else
 424             {
 425               /* Both THEN and ELSE can be no-ops if one or both contained an
 426                  empty BIND_EXPR that was associated with the toplevel block
 427                  of an inlined function.  In that case remove_useless_stmts
 428                  can't have cleaned things up for us; kill the whole
 429                  conditional now.  */
 430               if (end_label)
 431                 {
 432                   tsi_delink (tsi);
 433                   return;
 434                 }
 435               else
 436                 end_label = t;
 437             }
 438           else_goto = build_and_jump (&LABEL_EXPR_LABEL (t));
 439         }
 440
 441       if (then_label)
 442         {
 443           bool may_fallthru = block_may_fallthru (then_branch);
 444
 445           tsi_link_after (tsi, then_label, TSI_CONTINUE_LINKING);
 446           tsi_link_after (tsi, then_branch, TSI_CONTINUE_LINKING);
 447
 448           if (else_label && may_fallthru)
 449             {
 450               end_label = build1 (LABEL_EXPR, void_type_node, NULL_TREE);
 451               t = build_and_jump (&LABEL_EXPR_LABEL (end_label));
 452               tsi_link_after (tsi, t, TSI_CONTINUE_LINKING);
 453             }
 454         }
 455
 456       if (else_label)
 457         {
 458           tsi_link_after (tsi, else_label, TSI_CONTINUE_LINKING);
 459           tsi_link_after (tsi, else_branch, TSI_CONTINUE_LINKING);
 460         }
 461
 462       if (end_label)
 463         tsi_link_after (tsi, end_label, TSI_CONTINUE_LINKING);
 464     }
 465
 466   COND_EXPR_THEN (stmt) = then_goto;
 467   COND_EXPR_ELSE (stmt) = else_goto;
 468
 469   tsi_next (tsi);
 470 }
 471
 472 static void
 473 lower_return_expr (tree_stmt_iterator *tsi, struct lower_data *data)
 474 {
 475   tree stmt = tsi_stmt (*tsi);
 476   tree value, t, label;
 477
 478   /* Extract the value being returned.  */
 479   value = TREE_OPERAND (stmt, 0);
 480   if (value && TREE_CODE (value) == MODIFY_EXPR)
 481     value = TREE_OPERAND (value, 1);
 482
 483   /* Match this up with an existing return statement that's been created.  */
 484   for (t = data->return_statements; t ; t = TREE_CHAIN (t))
 485     {
 486       tree tvalue = TREE_OPERAND (TREE_VALUE (t), 0);
 487       if (tvalue && TREE_CODE (tvalue) == MODIFY_EXPR)
 488         tvalue = TREE_OPERAND (tvalue, 1);
 489
 490       if (value == tvalue)
 491         {
 492           label = TREE_PURPOSE (t);
 493           goto found;
 494         }
 495     }
 496
 497   /* Not found.  Create a new label and record the return statement.  */
 498   label = create_artificial_label ();
 499   data->return_statements = tree_cons (label, stmt, data->return_statements);
 500
 501   /* Generate a goto statement and remove the return statement.  */
 502  found:
 503   t = build (GOTO_EXPR, void_type_node, label);
 504   SET_EXPR_LOCUS (t, EXPR_LOCUS (stmt));
 505   tsi_link_before (tsi, t, TSI_SAME_STMT);
 506   tsi_delink (tsi);
 507 }
 508 \f
 509
 510 /* Record the variables in VARS.  */
 511
 512 void
 513 record_vars (tree vars)
 514 {
 515   for (; vars; vars = TREE_CHAIN (vars))
 516     {
 517       tree var = vars;
 518
 519       /* Nothing to do in this case.  */
 520       if (DECL_EXTERNAL (var))
 521         continue;
 522       if (TREE_CODE (var) == FUNCTION_DECL)
 523         continue;
 524
 525       /* Record the variable.  */
 526       cfun->unexpanded_var_list = tree_cons (NULL_TREE, var,
 527                                              cfun->unexpanded_var_list);
 528     }
 529 }
 530
 531 /* Check whether to expand a variable VAR.  */
 532
 533 static bool
 534 expand_var_p (tree var)
 535 {
 536   struct var_ann_d *ann;
 537
 538   if (TREE_CODE (var) != VAR_DECL)
 539     return true;
 540
 541   /* Leave statics and externals alone.  */
 542   if (TREE_STATIC (var) || DECL_EXTERNAL (var))
 543     return true;
 544
 545   /* Remove all unused local variables.  */
 546   ann = var_ann (var);
 547   if (!ann || !ann->used)
 548     return false;
 549
 550   return true;
 551 }
 552
 553 /* Throw away variables that are unused.  */
 554
 555 static void
 556 remove_useless_vars (void)
 557 {
 558   tree var, *cell;
 559   FILE *df = NULL;
 560
 561   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 562     {
 563       df = dump_file;
 564       fputs ("Discarding as unused:\n", df);
 565     }
 566
 567   for (cell = &cfun->unexpanded_var_list; *cell; )
 568     {
 569       var = TREE_VALUE (*cell);
 570
 571       if (!expand_var_p (var))
 572         {
 573           if (df)
 574             {
 575               fputs ("  ", df);
 576               print_generic_expr (df, var, dump_flags);
 577               fputc ('\n', df);
 578             }
 579
 580           *cell = TREE_CHAIN (*cell);
 581           continue;
 582         }
 583
 584       cell = &TREE_CHAIN (*cell);
 585     }
 586
 587   if (df)
 588     fputc ('\n', df);
 589 }
 590
 591 struct tree_opt_pass pass_remove_useless_vars =
 592 {
 593   "vars",                               /* name */
 594   NULL,                                 /* gate */
 595   remove_useless_vars,                  /* execute */
 596   NULL,                                 /* sub */
 597   NULL,                                 /* next */
 598   0,                                    /* static_pass_number */
 599   0,                                    /* tv_id */
 600   0,                                    /* properties_required */
 601   0,                                    /* properties_provided */
 602   0,                                    /* properties_destroyed */
 603   0,                                    /* todo_flags_start */
 604   TODO_dump_func,                       /* todo_flags_finish */
 605   0                                     /* letter */
 606 };
 607
 608 /* Mark BLOCK used if it has a used variable in it, then recurse over its
 609    subblocks.  */
 610
 611 static void
 612 mark_blocks_with_used_vars (tree block)
 613 {
 614   tree var;
 615   tree subblock;
 616
 617   if (!TREE_USED (block))
 618     {
 619       for (var = BLOCK_VARS (block);
 620            var;
 621            var = TREE_CHAIN (var))
 622         {
 623           if (TREE_USED (var))
 624             {
 625               TREE_USED (block) = true;
 626               break;
 627             }
 628         }
 629     }
 630   for (subblock = BLOCK_SUBBLOCKS (block);
 631        subblock;
 632        subblock = BLOCK_CHAIN (subblock))
 633     mark_blocks_with_used_vars (subblock);
 634 }
 635
 636 /* Mark the used attribute on blocks correctly.  */
 637
 638 static void
 639 mark_used_blocks (void)
 640 {
 641   mark_blocks_with_used_vars (DECL_INITIAL (current_function_decl));
 642 }
 643
 644
 645 struct tree_opt_pass pass_mark_used_blocks =
 646 {
 647   "blocks",                             /* name */
 648   NULL,                                 /* gate */
 649   mark_used_blocks,                     /* execute */
 650   NULL,                                 /* sub */
 651   NULL,                                 /* next */
 652   0,                                    /* static_pass_number */
 653   0,                                    /* tv_id */
 654   0,                                    /* properties_required */
 655   0,                                    /* properties_provided */
 656   0,                                    /* properties_destroyed */
 657   0,                                    /* todo_flags_start */
 658   TODO_dump_func,                       /* todo_flags_finish */
 659   0                                     /* letter */
 660 };