OSDN Git Service

2007-01-08 Manuel Lopez-Ibanez <manu@gcc.gnu.org>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / 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_function_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_function_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_function_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 || TREE_CODE (t) == FUNCTION_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 || TREE_CODE (x) == FUNCTION_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 GIMPLE_MODIFY_STMT:
498       {
499         /* First look on the lhs and see what variable is stored to */
500         tree lhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (t, 0);
501         tree rhs = GIMPLE_STMT_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           case tcc_comparison:      
511             {
512               tree op0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
513               tree op1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
514               check_rhs_var (local, op0);
515               check_rhs_var (local, op1);
516             }
517             break;
518           case tcc_unary:
519             {
520               tree op0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
521               check_rhs_var (local, op0);
522             }
523
524             break;
525           case tcc_reference:
526             check_rhs_var (local, rhs);
527             break;
528           case tcc_declaration:
529             check_rhs_var (local, rhs);
530             break;
531           case tcc_expression:
532             switch (TREE_CODE (rhs)) 
533               {
534               case ADDR_EXPR:
535                 check_rhs_var (local, rhs);
536                 break;
537               case CALL_EXPR: 
538                 check_call (local, rhs);
539                 break;
540               default:
541                 break;
542               }
543             break;
544           default:
545             break;
546           }
547         *walk_subtrees = 0;
548       }
549       break;
550
551     case ADDR_EXPR:
552       /* This case is here to find addresses on rhs of constructors in
553          decl_initial of static variables. */
554       check_rhs_var (local, t);
555       *walk_subtrees = 0;
556       break;
557
558     case LABEL_EXPR:
559       if (DECL_NONLOCAL (TREE_OPERAND (t, 0)))
560         {
561           /* Target of long jump. */
562           local->calls_read_all = true;
563           local->calls_write_all = true;
564         }
565       break;
566
567     case CALL_EXPR: 
568       check_call (local, t);
569       *walk_subtrees = 0;
570       break;
571       
572     case ASM_EXPR:
573       get_asm_expr_operands (local, t);
574       *walk_subtrees = 0;
575       break;
576       
577     default:
578       break;
579     }
580   return NULL;
581 }
582
583
584 /* Lookup the tree node for the static variable that has UID.  */
585 static tree
586 get_static_decl (int index)
587 {
588   splay_tree_node stn = 
589     splay_tree_lookup (reference_vars_to_consider, index);
590   if (stn)
591     return (tree)stn->value;
592   return NULL;
593 }
594
595 /* Lookup the tree node for the static variable that has UID and
596    convert the name to a string for debugging.  */
597
598 static const char *
599 get_static_name (int index)
600 {
601   splay_tree_node stn = 
602     splay_tree_lookup (reference_vars_to_consider, index);
603   if (stn)
604     return lang_hooks.decl_printable_name ((tree)(stn->value), 2);
605   return NULL;
606 }
607
608 /* Or in all of the bits from every callee into X, the caller's, bit
609    vector.  There are several cases to check to avoid the sparse
610    bitmap oring.  */
611
612 static void
613 propagate_bits (struct cgraph_node *x)
614 {
615   ipa_reference_vars_info_t x_info = get_reference_vars_info_from_cgraph (x);
616   ipa_reference_global_vars_info_t x_global = x_info->global;
617
618   struct cgraph_edge *e;
619   for (e = x->callees; e; e = e->next_callee) 
620     {
621       struct cgraph_node *y = e->callee;
622
623       /* Only look at the master nodes and skip external nodes.  */
624       y = cgraph_master_clone (y);
625       if (y)
626         {
627           if (get_reference_vars_info_from_cgraph (y))
628             {
629               ipa_reference_vars_info_t y_info = get_reference_vars_info_from_cgraph (y);
630               ipa_reference_global_vars_info_t y_global = y_info->global;
631               
632               if (x_global->statics_read
633                   != all_module_statics)
634                 {
635                   if (y_global->statics_read 
636                       == all_module_statics)
637                     {
638                       BITMAP_FREE (x_global->statics_read);
639                       x_global->statics_read 
640                         = all_module_statics;
641                     }
642                   /* Skip bitmaps that are pointer equal to node's bitmap
643                      (no reason to spin within the cycle).  */
644                   else if (x_global->statics_read 
645                            != y_global->statics_read)
646                     bitmap_ior_into (x_global->statics_read,
647                                      y_global->statics_read);
648                 }
649               
650               if (x_global->statics_written 
651                   != all_module_statics)
652                 {
653                   if (y_global->statics_written 
654                       == all_module_statics)
655                     {
656                       BITMAP_FREE (x_global->statics_written);
657                       x_global->statics_written 
658                         = all_module_statics;
659                     }
660                   /* Skip bitmaps that are pointer equal to node's bitmap
661                      (no reason to spin within the cycle).  */
662                   else if (x_global->statics_written 
663                            != y_global->statics_written)
664                     bitmap_ior_into (x_global->statics_written,
665                                      y_global->statics_written);
666                 }
667             }
668           else 
669             {
670               gcc_unreachable ();
671             }
672         }
673     }
674 }
675
676 /* Look at all of the callees of X to see which ones represent inlined
677    calls.  For each of these callees, merge their local info into
678    TARGET and check their children recursively.  
679
680    This function goes away when Jan changes the inliner and IPA
681    analysis so that this is not run between the time when inlining
682    decisions are made and when the inlining actually occurs.  */
683
684 static void 
685 merge_callee_local_info (struct cgraph_node *target, 
686                          struct cgraph_node *x)
687 {
688   struct cgraph_edge *e;
689   ipa_reference_local_vars_info_t x_l = 
690     get_reference_vars_info_from_cgraph (target)->local;
691
692   /* Make the world safe for tail recursion.  */
693   struct ipa_dfs_info *node_info = x->aux;
694   
695   if (node_info->aux) 
696     return;
697
698   node_info->aux = x;
699
700   for (e = x->callees; e; e = e->next_callee) 
701     {
702       struct cgraph_node *y = e->callee;
703       if (y->global.inlined_to) 
704         {
705           ipa_reference_vars_info_t y_info;
706           ipa_reference_local_vars_info_t y_l;
707           struct cgraph_node* orig_y = y;
708          
709           y = cgraph_master_clone (y);
710           if (y)
711             {
712               y_info = get_reference_vars_info_from_cgraph (y);
713               y_l = y_info->local;
714               if (x_l != y_l)
715                 {
716                   bitmap_ior_into (x_l->statics_read,
717                                    y_l->statics_read);
718                   bitmap_ior_into (x_l->statics_written,
719                                    y_l->statics_written);
720                 }
721               x_l->calls_read_all |= y_l->calls_read_all;
722               x_l->calls_write_all |= y_l->calls_write_all;
723               merge_callee_local_info (target, y);
724             }
725           else 
726             {
727               fprintf(stderr, "suspect inlining of ");
728               dump_cgraph_node (stderr, orig_y);
729               fprintf(stderr, "\ninto ");
730               dump_cgraph_node (stderr, target);
731               dump_cgraph (stderr);
732               gcc_assert(false);
733             }
734         }
735     }
736
737   node_info->aux = NULL;
738 }
739
740 /* The init routine for analyzing global static variable usage.  See
741    comments at top for description.  */
742 static void 
743 ipa_init (void) 
744 {
745   struct cgraph_node *node;
746   memory_identifier_string = build_string(7, "memory");
747
748   reference_vars_to_consider =
749     splay_tree_new_ggc (splay_tree_compare_ints);
750
751   bitmap_obstack_initialize (&ipa_obstack);
752   module_statics_escape = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
753   module_statics_written = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
754   all_module_statics = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
755
756   /* This will add NODE->DECL to the splay trees.  */
757   for (node = cgraph_nodes; node; node = node->next)
758     has_proper_scope_for_analysis (node->decl);
759
760   /* There are some shared nodes, in particular the initializers on
761      static declarations.  We do not need to scan them more than once
762      since all we would be interested in are the addressof
763      operations.  */
764   visited_nodes = pointer_set_create ();
765 }
766
767 /* Check out the rhs of a static or global initialization VNODE to see
768    if any of them contain addressof operations.  Note that some of
769    these variables may  not even be referenced in the code in this
770    compilation unit but their right hand sides may contain references
771    to variables defined within this unit.  */
772
773 static void 
774 analyze_variable (struct varpool_node *vnode)
775 {
776   tree global = vnode->decl;
777   walk_tree (&DECL_INITIAL (global), scan_for_static_refs, 
778              NULL, visited_nodes);
779 }
780
781 /* This is the main routine for finding the reference patterns for
782    global variables within a function FN.  */
783
784 static void
785 analyze_function (struct cgraph_node *fn)
786 {
787   ipa_reference_vars_info_t info 
788     = xcalloc (1, sizeof (struct ipa_reference_vars_info_d));
789   ipa_reference_local_vars_info_t l
790     = xcalloc (1, sizeof (struct ipa_reference_local_vars_info_d));
791   tree decl = fn->decl;
792
793   /* Add the info to the tree's annotation.  */
794   get_function_ann (fn->decl)->reference_vars_info = info;
795
796   info->local = l;
797   l->statics_read = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
798   l->statics_written = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
799
800   if (dump_file)
801     fprintf (dump_file, "\n local analysis of %s\n", cgraph_node_name (fn));
802   
803   {
804     struct function *this_cfun = DECL_STRUCT_FUNCTION (decl);
805     basic_block this_block;
806
807     FOR_EACH_BB_FN (this_block, this_cfun)
808       {
809         block_stmt_iterator bsi;
810         for (bsi = bsi_start (this_block); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
811           walk_tree (bsi_stmt_ptr (bsi), scan_for_static_refs, 
812                      fn, visited_nodes);
813       }
814   }
815
816   /* There may be const decls with interesting right hand sides.  */
817   if (DECL_STRUCT_FUNCTION (decl))
818     {
819       tree step;
820       for (step = DECL_STRUCT_FUNCTION (decl)->unexpanded_var_list;
821            step;
822            step = TREE_CHAIN (step))
823         {
824           tree var = TREE_VALUE (step);
825           if (TREE_CODE (var) == VAR_DECL 
826               && DECL_INITIAL (var)
827               && !TREE_STATIC (var))
828             walk_tree (&DECL_INITIAL (var), scan_for_static_refs, 
829                        fn, visited_nodes);
830         }
831     }
832 }
833
834 /* If FN is avail == AVAIL_OVERWRITABLE, replace the effects bit
835    vectors with worst case bit vectors.  We had to analyze it above to
836    find out if it took the address of any statics. However, now that
837    we know that, we can get rid of all of the other side effects.  */
838
839 static void
840 clean_function (struct cgraph_node *fn)
841 {
842   ipa_reference_vars_info_t info = get_reference_vars_info_from_cgraph (fn);
843   ipa_reference_local_vars_info_t l = info->local;
844   ipa_reference_global_vars_info_t g = info->global;
845   
846   if (l)
847     {
848       if (l->statics_read
849           && l->statics_read != all_module_statics)
850         BITMAP_FREE (l->statics_read);
851       if (l->statics_written
852           &&l->statics_written != all_module_statics)
853         BITMAP_FREE (l->statics_written);
854       free (l);
855     }
856   
857   if (g)
858     {
859       if (g->statics_read
860           && g->statics_read != all_module_statics)
861         BITMAP_FREE (g->statics_read);
862       
863       if (g->statics_written
864           && g->statics_written != all_module_statics)
865         BITMAP_FREE (g->statics_written);
866       
867       if (g->statics_not_read
868           && g->statics_not_read != all_module_statics)
869         BITMAP_FREE (g->statics_not_read);
870       
871       if (g->statics_not_written
872           && g->statics_not_written != all_module_statics)
873         BITMAP_FREE (g->statics_not_written);
874       free (g);
875     }
876
877   
878   free (get_function_ann (fn->decl)->reference_vars_info);
879   get_function_ann (fn->decl)->reference_vars_info = NULL;
880 }
881
882 \f
883 /* Produce the global information by preforming a transitive closure
884    on the local information that was produced by ipa_analyze_function
885    and ipa_analyze_variable.  */
886
887 static unsigned int
888 static_execute (void)
889 {
890   struct cgraph_node *node;
891   struct varpool_node *vnode;
892   struct cgraph_node *w;
893   struct cgraph_node **order =
894     xcalloc (cgraph_n_nodes, sizeof (struct cgraph_node *));
895   int order_pos = order_pos = ipa_utils_reduced_inorder (order, false, true);
896   int i;
897
898   ipa_init ();
899
900   /* Process all of the variables first.  */
901   FOR_EACH_STATIC_INITIALIZER (vnode)
902     analyze_variable (vnode);
903
904   /* Process all of the functions next. 
905
906      We do not want to process any of the clones so we check that this
907      is a master clone.  However, we do need to process any
908      AVAIL_OVERWRITABLE functions (these are never clones) because
909      they may cause a static variable to escape.  The code that can
910      overwrite such a function cannot access the statics because it
911      would not be in the same compilation unit.  When the analysis is
912      finished, the computed information of these AVAIL_OVERWRITABLE is
913      replaced with worst case info.  
914   */
915   for (node = cgraph_nodes; node; node = node->next)
916     if (node->analyzed 
917         && (cgraph_is_master_clone (node)
918             || (cgraph_function_body_availability (node) 
919                 == AVAIL_OVERWRITABLE)))
920       analyze_function (node);
921
922   pointer_set_destroy (visited_nodes);
923   visited_nodes = NULL;
924   if (dump_file) 
925     dump_cgraph (dump_file);
926
927   /* Prune out the variables that were found to behave badly
928      (i.e. have their address taken).  */
929   {
930     unsigned int index;
931     bitmap_iterator bi;
932     bitmap module_statics_readonly = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
933     bitmap module_statics_const = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
934     bitmap bm_temp = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
935
936     EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (module_statics_escape, 0, index, bi)
937       {
938         splay_tree_remove (reference_vars_to_consider, index);
939       }
940
941     bitmap_and_compl_into (all_module_statics, 
942                            module_statics_escape);
943
944     bitmap_and_compl (module_statics_readonly, all_module_statics,
945                       module_statics_written);
946
947     /* If the address is not taken, we can unset the addressable bit
948        on this variable.  */
949     EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (all_module_statics, 0, index, bi)
950       {
951         tree var = get_static_decl (index);
952         TREE_ADDRESSABLE (var) = 0;
953         if (dump_file) 
954           fprintf (dump_file, "Not TREE_ADDRESSABLE var %s\n",
955                    get_static_name (index));
956       }
957
958     /* If the variable is never written, we can set the TREE_READONLY
959        flag.  Additionally if it has a DECL_INITIAL that is made up of
960        constants we can treat the entire global as a constant.  */
961
962     bitmap_and_compl (module_statics_readonly, all_module_statics,
963                       module_statics_written);
964     EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (module_statics_readonly, 0, index, bi)
965       {
966         tree var = get_static_decl (index);
967
968         /* Readonly on a function decl is very different from the
969            variable.  */
970         if (TREE_CODE (var) == FUNCTION_DECL)
971           continue;
972
973         /* Ignore variables in named sections - changing TREE_READONLY
974            changes the section flags, potentially causing conflicts with
975            other variables in the same named section.  */
976         if (DECL_SECTION_NAME (var) == NULL_TREE)
977           {
978             TREE_READONLY (var) = 1;
979             if (dump_file)
980               fprintf (dump_file, "read-only var %s\n", 
981                        get_static_name (index));
982           }
983         if (DECL_INITIAL (var)
984             && is_gimple_min_invariant (DECL_INITIAL (var)))
985           {
986             bitmap_set_bit (module_statics_const, index);
987             if (dump_file)
988               fprintf (dump_file, "read-only constant %s\n",
989                        get_static_name (index));
990           }
991       }
992
993     BITMAP_FREE(module_statics_escape);
994     BITMAP_FREE(module_statics_written);
995
996     if (dump_file)
997       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (all_module_statics, 0, index, bi)
998         {
999           fprintf (dump_file, "\nPromotable global:%s",
1000                    get_static_name (index));
1001         }
1002
1003     for (i = 0; i < order_pos; i++ )
1004       {
1005         ipa_reference_local_vars_info_t l;
1006         node = order[i];
1007         l = get_reference_vars_info_from_cgraph (node)->local;
1008
1009         /* Any variables that are not in all_module_statics are
1010            removed from the local maps.  This will include all of the
1011            variables that were found to escape in the function
1012            scanning.  */
1013         bitmap_and_into (l->statics_read, 
1014                          all_module_statics);
1015         bitmap_and_into (l->statics_written, 
1016                          all_module_statics);
1017       }
1018
1019     BITMAP_FREE(module_statics_readonly);
1020     BITMAP_FREE(module_statics_const);
1021     BITMAP_FREE(bm_temp);
1022   }
1023
1024   if (dump_file)
1025     {
1026       for (i = 0; i < order_pos; i++ )
1027         {
1028           unsigned int index;
1029           ipa_reference_local_vars_info_t l;
1030           bitmap_iterator bi;
1031
1032           node = order[i];
1033           l = get_reference_vars_info_from_cgraph (node)->local;
1034           fprintf (dump_file, 
1035                    "\nFunction name:%s/%i:", 
1036                    cgraph_node_name (node), node->uid);
1037           fprintf (dump_file, "\n  locals read: ");
1038           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (l->statics_read,
1039                                     0, index, bi)
1040             {
1041               fprintf (dump_file, "%s ",
1042                        get_static_name (index));
1043             }
1044           fprintf (dump_file, "\n  locals written: ");
1045           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (l->statics_written,
1046                                     0, index, bi)
1047             {
1048               fprintf(dump_file, "%s ",
1049                       get_static_name (index));
1050             }
1051         }
1052     }
1053
1054   /* Propagate the local information thru the call graph to produce
1055      the global information.  All the nodes within a cycle will have
1056      the same info so we collapse cycles first.  Then we can do the
1057      propagation in one pass from the leaves to the roots.  */
1058   order_pos = ipa_utils_reduced_inorder (order, true, true);
1059   if (dump_file)
1060     ipa_utils_print_order(dump_file, "reduced", order, order_pos);
1061
1062   for (i = 0; i < order_pos; i++ )
1063     {
1064       ipa_reference_vars_info_t node_info;
1065       ipa_reference_global_vars_info_t node_g = 
1066         xcalloc (1, sizeof (struct ipa_reference_global_vars_info_d));
1067       ipa_reference_local_vars_info_t node_l;
1068       
1069       bool read_all;
1070       bool write_all;
1071       struct ipa_dfs_info * w_info;
1072
1073       node = order[i];
1074       node_info = get_reference_vars_info_from_cgraph (node);
1075       if (!node_info) 
1076         {
1077           dump_cgraph_node (stderr, node);
1078           dump_cgraph (stderr);
1079           gcc_unreachable ();
1080         }
1081
1082       node_info->global = node_g;
1083       node_l = node_info->local;
1084
1085       read_all = node_l->calls_read_all;
1086       write_all = node_l->calls_write_all;
1087
1088       /* If any node in a cycle is calls_read_all or calls_write_all
1089          they all are. */
1090       w_info = node->aux;
1091       w = w_info->next_cycle;
1092       while (w)
1093         {
1094           ipa_reference_local_vars_info_t w_l = 
1095             get_reference_vars_info_from_cgraph (w)->local;
1096           read_all |= w_l->calls_read_all;
1097           write_all |= w_l->calls_write_all;
1098
1099           w_info = w->aux;
1100           w = w_info->next_cycle;
1101         }
1102
1103       /* Initialized the bitmaps for the reduced nodes */
1104       if (read_all) 
1105         node_g->statics_read = all_module_statics;
1106       else 
1107         {
1108           node_g->statics_read = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
1109           bitmap_copy (node_g->statics_read, 
1110                        node_l->statics_read);
1111         }
1112
1113       if (write_all) 
1114         node_g->statics_written = all_module_statics;
1115       else
1116         {
1117           node_g->statics_written = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
1118           bitmap_copy (node_g->statics_written, 
1119                        node_l->statics_written);
1120         }
1121
1122       w_info = node->aux;
1123       w = w_info->next_cycle;
1124       while (w)
1125         {
1126           ipa_reference_vars_info_t w_ri = 
1127             get_reference_vars_info_from_cgraph (w);
1128           ipa_reference_local_vars_info_t w_l = w_ri->local;
1129
1130           /* All nodes within a cycle share the same global info bitmaps.  */
1131           w_ri->global = node_g;
1132           
1133           /* These global bitmaps are initialized from the local info
1134              of all of the nodes in the region.  However there is no
1135              need to do any work if the bitmaps were set to
1136              all_module_statics.  */
1137           if (!read_all)
1138             bitmap_ior_into (node_g->statics_read,
1139                              w_l->statics_read);
1140           if (!write_all)
1141             bitmap_ior_into (node_g->statics_written,
1142                              w_l->statics_written);
1143           w_info = w->aux;
1144           w = w_info->next_cycle;
1145         }
1146
1147       w = node;
1148       while (w)
1149         {
1150           propagate_bits (w);
1151           w_info = w->aux;
1152           w = w_info->next_cycle;
1153         }
1154     }
1155
1156   /* Need to fix up the local information sets.  The information that
1157      has been gathered so far is preinlining.  However, the
1158      compilation will progress post inlining so the local sets for the
1159      inlined calls need to be merged into the callers.  Note that the
1160      local sets are not shared between all of the nodes in a cycle so
1161      those nodes in the cycle must be processed explicitly.  */
1162   for (i = 0; i < order_pos; i++ )
1163     {
1164       struct ipa_dfs_info * w_info;
1165       node = order[i];
1166       merge_callee_local_info (node, node);
1167       
1168       w_info = node->aux;
1169       w = w_info->next_cycle;
1170       while (w)
1171         {
1172           merge_callee_local_info (w, w);
1173           w_info = w->aux;
1174           w = w_info->next_cycle;
1175         }
1176     }
1177
1178   if (dump_file)
1179     {
1180       for (i = 0; i < order_pos; i++ )
1181         {
1182           ipa_reference_vars_info_t node_info;
1183           ipa_reference_global_vars_info_t node_g;
1184           ipa_reference_local_vars_info_t node_l;
1185           unsigned int index;
1186           bitmap_iterator bi;
1187           struct ipa_dfs_info * w_info;
1188
1189           node = order[i];
1190           node_info = get_reference_vars_info_from_cgraph (node);
1191           node_g = node_info->global;
1192           node_l = node_info->local;
1193           fprintf (dump_file, 
1194                    "\nFunction name:%s/%i:", 
1195                    cgraph_node_name (node), node->uid);
1196           fprintf (dump_file, "\n  locals read: ");
1197           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (node_l->statics_read,
1198                                     0, index, bi)
1199             {
1200               fprintf (dump_file, "%s ",
1201                        get_static_name (index));
1202             }
1203           fprintf (dump_file, "\n  locals written: ");
1204           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (node_l->statics_written,
1205                                     0, index, bi)
1206             {
1207               fprintf(dump_file, "%s ",
1208                       get_static_name (index));
1209             }
1210
1211           w_info = node->aux;
1212           w = w_info->next_cycle;
1213           while (w) 
1214             {
1215               ipa_reference_vars_info_t w_ri = 
1216                 get_reference_vars_info_from_cgraph (w);
1217               ipa_reference_local_vars_info_t w_l = w_ri->local;
1218               fprintf (dump_file, "\n  next cycle: %s/%i ",
1219                        cgraph_node_name (w), w->uid);
1220               fprintf (dump_file, "\n    locals read: ");
1221               EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (w_l->statics_read,
1222                                         0, index, bi)
1223                 {
1224                   fprintf (dump_file, "%s ",
1225                            get_static_name (index));
1226                 }
1227
1228               fprintf (dump_file, "\n    locals written: ");
1229               EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (w_l->statics_written,
1230                                         0, index, bi)
1231                 {
1232                   fprintf(dump_file, "%s ",
1233                           get_static_name (index));
1234                 }
1235               
1236
1237               w_info = w->aux;
1238               w = w_info->next_cycle;
1239             }
1240           fprintf (dump_file, "\n  globals read: ");
1241           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (node_g->statics_read,
1242                                     0, index, bi)
1243             {
1244               fprintf (dump_file, "%s ",
1245                        get_static_name (index));
1246             }
1247           fprintf (dump_file, "\n  globals written: ");
1248           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (node_g->statics_written,
1249                                     0, index, bi)
1250             {
1251               fprintf (dump_file, "%s ",
1252                        get_static_name (index));
1253             }
1254         }
1255     }
1256
1257   /* Cleanup. */
1258   for (i = 0; i < order_pos; i++ )
1259     {
1260       ipa_reference_vars_info_t node_info;
1261       ipa_reference_global_vars_info_t node_g;
1262       node = order[i];
1263       node_info = get_reference_vars_info_from_cgraph (node);
1264       node_g = node_info->global;
1265       
1266       /* Create the complimentary sets.  These are more useful for
1267          certain apis.  */
1268       node_g->statics_not_read = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
1269       node_g->statics_not_written = BITMAP_ALLOC (&ipa_obstack);
1270
1271       if (node_g->statics_read != all_module_statics) 
1272         {
1273           bitmap_and_compl (node_g->statics_not_read, 
1274                             all_module_statics,
1275                             node_g->statics_read);
1276         }
1277
1278       if (node_g->statics_written 
1279           != all_module_statics) 
1280         bitmap_and_compl (node_g->statics_not_written, 
1281                           all_module_statics,
1282                           node_g->statics_written);
1283    }
1284
1285   free (order);
1286
1287   for (node = cgraph_nodes; node; node = node->next)
1288     {
1289       /* Get rid of the aux information.  */
1290       
1291       if (node->aux)
1292         {
1293           free (node->aux);
1294           node->aux = NULL;
1295         }
1296       
1297       if (node->analyzed 
1298           && (cgraph_function_body_availability (node) == AVAIL_OVERWRITABLE))
1299         clean_function (node);
1300     }
1301   return 0;
1302 }
1303
1304
1305 static bool
1306 gate_reference (void)
1307 {
1308   return (flag_unit_at_a_time != 0  && flag_ipa_reference
1309           /* Don't bother doing anything if the program has errors.  */
1310           && !(errorcount || sorrycount));
1311 }
1312
1313 struct tree_opt_pass pass_ipa_reference =
1314 {
1315   "static-var",                         /* name */
1316   gate_reference,                       /* gate */
1317   static_execute,                       /* execute */
1318   NULL,                                 /* sub */
1319   NULL,                                 /* next */
1320   0,                                    /* static_pass_number */
1321   TV_IPA_REFERENCE,                     /* tv_id */
1322   0,                                    /* properties_required */
1323   0,                                    /* properties_provided */
1324   0,                                    /* properties_destroyed */
1325   0,                                    /* todo_flags_start */
1326   0,                                    /* todo_flags_finish */
1327   0                                     /* letter */
1328 };
1329
1330 #include "gt-ipa-reference.h"
1331