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/* -------------------------------------------------------------------
 * $Id$
 * -------------------------------------------------------------------
 * Intraprozedurale Analyse zur Abschtzung der Aufrulrelation. Es
 * wird eine Menge von freien Methoden und anschlieend die an den
 * Call-Operationen aufrufbaren Methoden bestimmt.
 *
 * Erstellt: Hubert Schmid, 09.06.2002
 * ---------------------------------------------------------------- */

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#include "stdlib.h"
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#include "cgana.h"


#include "eset.h"
#include "pmap.h"
#include "array.h"
#include "irprog.h"
#include "irgwalk.h"
#include "ircons.h"
#include "irgmod.h"
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#include "xprintf.h"
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#include "irnode.h"
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Götz Lindenmaier's avatar
Götz Lindenmaier committed
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#include "dbginfo_t.h"

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/* Eindeutige Adresse zur Markierung von besuchten Knoten und zur
 * Darstellung der unbekannten Methode. */
static void * MARK = &MARK;



/* --- sel methods ---------------------------------------------------------- */


static eset * entities = NULL;


/* Bestimmt die eindeutige Methode, die die Methode fr den
 * bergebenene (dynamischen) Typ berschreibt. */
static entity * get_implementation(type * class, entity * method) {
  int i;
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  if (get_entity_peculiarity(method) != description &&
      get_entity_owner(method) == class) {
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    return method;
  }
  for (i = get_entity_n_overwrittenby(method) - 1; i >= 0; --i) {
    entity * e = get_entity_overwrittenby(method, i);
    if (get_entity_peculiarity(e) != description && get_entity_owner(e) == class) {
      return e;
    }
  }
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  for (i = get_class_n_supertypes(class) - 1; i >= 0; --i) {
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    entity * e = get_implementation(get_class_supertype(class, i), method);
    if (e) {
      return e;
    }
  }
  assert(0 && "implemenation not found");
}

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/* Returns the entity that contains the implementation of the inherited
   entity if available, else returns the entity passed. */
entity *get_inherited_methods_implementation(entity *inh_meth) {
  entity *impl_meth = NULL;
  ir_node *addr = get_atomic_ent_value(inh_meth);
  assert(addr && "constant entity without value");

  if (get_irn_op(addr) == op_Const) {
    impl_meth = get_tv_entity(get_Const_tarval(addr));
  }

  assert(!impl_meth || get_entity_peculiarity(impl_meth) == existent);
  return impl_meth? impl_meth : inh_meth;
}

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/* Collect the entity representing the implementation of this
   entity (not the same if inherited) and all entities for overwriting
   implementations in "set".
   If the implementation of the method is not included in the
   compilation unit "open" is set to true.
   A recursive descend in the overwritten relation.
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   Cycle-free, therefore must terminate. */
void collect_impls(entity *method, eset *set, int *size, bool *open) {
  int i;
  if (get_entity_peculiarity(method) == existent) {
    if (get_entity_visibility(method) == external_allocated) {
      assert(get_entity_irg(method) == NULL);
      *open = true;
    } else {
      assert(get_entity_irg(method) != NULL);
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      if (!eset_contains(set, method)) {
	eset_insert(set, method);
	++(*size);
      }
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    }
  }
  if (get_entity_peculiarity(method) == inherited) {
    entity *impl_ent = get_inherited_methods_implementation(method);
    assert(impl_ent && "no implementation for inherited entity");
    if (get_entity_visibility(impl_ent) == external_allocated) {
      assert(get_entity_irg(impl_ent) == NULL);
      *open = true;
    } else {
      assert(get_entity_irg(impl_ent) != NULL);
      if (!eset_contains(set, impl_ent)) {
	eset_insert(set, impl_ent);
	++(*size);
      }
    }
  }
  /** recursive descend **/
  for (i = get_entity_n_overwrittenby(method) - 1; i >= 0; --i)
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    collect_impls(get_entity_overwrittenby(method, i), set, size, open);
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}

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/* Alle Methoden bestimmen, die die bergebene Methode berschreiben
 * (und implementieren). In der zurckgegebenen Reihung kommt jede
 * Methode nur einmal vor. Der Wert 'NULL' steht fr unbekannte
 * (externe) Methoden. Die zurckgegebene Reihung mu vom Aufrufer
 * wieder freigegeben werden (siehe "DEL_ARR_F"). Gibt es berhaupt
 * keine Methoden, die die "method" berschreiben, so gibt die Methode
 * "NULL" zurck. */
static entity ** get_impl_methods(entity * method) {
  eset * set = eset_create();
  int size = 0;
  entity ** arr;
  bool open = false;
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  /** Collect all method entities that can be called here **/
  collect_impls(method, set, &size, &open);

Sebastian Felis's avatar
Sebastian Felis committed
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/**
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     Vorgaenger einfuegen. **/
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  if (size == 0 && !open) {
    /* keine implementierte berschriebene Methode */
    arr = NULL;
  } else if (open) {
    entity * ent;
    arr = NEW_ARR_F(entity *, size + 1);
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    arr[0] = NULL;  /* Represents open method */
    for (ent = eset_first(set); size > 0; ent = eset_next(set), --size)
      arr[size] = ent;
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  } else {
    entity * ent;
    arr = NEW_ARR_F(entity *, size);
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    for (size -= 1, ent = eset_first(set); size >= 0; ent = eset_next(set), --size)
      arr[size] = ent;
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  }
  eset_destroy(set);
  return arr;
}


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/* debug makros used in sel_methods_walker */
#define SIZ(x)    sizeof(x)/sizeof((x)[0])

#define DBG_OPT_NORMALIZE                                     \
	  __dbg_info_merge_pair(new_node, node, dbg_const_eval)
#define DBG_OPT_POLY_ALLOC                                               \
  do {                                                       \
	ir_node *ons[2];                                         \
	ons[0] = node;                                           \
	ons[1] = skip_Proj(get_Sel_ptr(node));                     \
	__dbg_info_merge_sets(&new_node, 1, ons, SIZ(ons), dbg_rem_poly_call); \
     } while(0)
#define DBG_OPT_POLY \
	  __dbg_info_merge_pair(new_node, node, dbg_rem_poly_call)


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static void sel_methods_walker(ir_node * node, pmap * ldname_map) {
  if (get_irn_op(node) == op_SymConst) {
    /* Wenn mglich SymConst-Operation durch Const-Operation
     * ersetzen. */
    if (get_SymConst_kind(node) == linkage_ptr_info) {
      pmap_entry * entry = pmap_find(ldname_map, (void *) get_SymConst_ptrinfo(node));
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      if (entry != NULL) { /* Method is declared in the compiled code */
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	entity * ent = entry->value;
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	if (get_entity_visibility(ent) != external_allocated) { /* Meth. is defined */
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Götz Lindenmaier committed
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	  ir_node *new_node;
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	  assert(get_entity_irg(ent));
	  set_irg_current_block(current_ir_graph, get_nodes_Block(node));
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	  new_node = new_d_Const(get_irn_dbg_info(node),
				 mode_P, tarval_P_from_entity(ent));       DBG_OPT_NORMALIZE;
	  exchange(node, new_node);
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	}
      }
    }
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  } else if (get_irn_op(node) == op_Sel &&
	     is_method_type(get_entity_type(get_Sel_entity(node)))) {
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    entity * ent = get_Sel_entity(node);
    if (get_irn_op(skip_Proj(get_Sel_ptr(node))) == op_Alloc) {
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      ir_node *new_node;
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      /* We know which method will be called, no dispatch necessary. */
      assert(get_entity_peculiarity(ent) != description);
      set_irg_current_block(current_ir_graph, get_nodes_Block(node));
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Götz Lindenmaier committed
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      new_node = copy_const_value(get_atomic_ent_value(ent));              DBG_OPT_POLY_ALLOC;
      exchange (node, new_node);
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    } else {
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      assert(get_entity_peculiarity(ent) != inherited);
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      if (!eset_contains(entities, ent)) {
	/* Entity noch nicht behandelt. Alle (intern oder extern)
	 * implementierten Methoden suchen, die diese Entity
	 * berschreiben. Die Menge an entity.link speichern. */
	set_entity_link(ent, get_impl_methods(ent));
	eset_insert(entities, ent);
      }
      if (get_entity_link(ent) == NULL) {
	/* Die Sel-Operation kann nie einen Zeiger auf eine aufrufbare
	 * Methode zurckgeben. Damit ist sie insbesondere nicht
	 * ausfhrbar und nicht erreichbar. */
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	/* Gib eine Warnung aus wenn die Entitaet eine Beschreibung ist
	   fuer die es keine Implementierung gibt. */
	if (get_entity_peculiarity(ent) == description) {
	  /* @@@ GL Methode um Fehler anzuzeigen aufrufen! */
	  xprintf("WARNING: Calling method description %I in method %I which has "
		  "no implementation!\n", get_entity_ident(ent),
		  get_entity_ident(get_irg_ent(current_ir_graph)));
	} else {
	  exchange(node, new_Bad());
	}
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      } else {
	entity ** arr = get_entity_link(ent);
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#if 0
	int i;
	printf("\nCall site "); DDMN(node);
	printf("  in "); DDME(get_irg_ent(current_ir_graph));
	printf("  can call:\n");
	for (i = 0; i < ARR_LEN(arr); i++) {
	  printf("   - "); DDME(arr[i]);
	  printf("     with owner "); DDMT(get_entity_owner(arr[i]));
	}
	printf("\n");
#endif

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	if (ARR_LEN(arr) == 1 && arr[0] != NULL) {
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Götz Lindenmaier committed
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	  ir_node *new_node;
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	  /* Die Sel-Operation kann immer nur einen Wert auf eine
	   * interne Methode zurckgeben. Wir knnen daher die
	   * Sel-Operation durch eine Const- bzw. SymConst-Operation
	   * ersetzen. */
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	  set_irg_current_block(current_ir_graph, get_nodes_Block(node));
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Götz Lindenmaier committed
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	  new_node = copy_const_value(get_atomic_ent_value(arr[0]));	     DBG_OPT_POLY;
	  exchange (node, new_node);
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	}
      }
    }
  }
}


/* Datenstruktur initialisieren. Zustzlich werden alle
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 * SymConst-Operationen, die auf interne Methoden verweisen, durch
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 * Const-Operationen ersetzt. */
static void sel_methods_init(void) {
  int i;
  pmap * ldname_map = pmap_create();
  assert(entities == NULL);
  entities = eset_create();
  for (i = get_irp_n_irgs() - 1; i >= 0; --i) {
    entity * ent = get_irg_ent(get_irp_irg(i));
    /* Nur extern sichtbare Methode knnen berhaupt mit SymConst
     * aufgerufen werden. */
    if (get_entity_visibility(ent) != local) {
      pmap_insert(ldname_map, (void *) get_entity_ld_ident(ent), ent);
    }
  }
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  all_irg_walk((irg_walk_func *) sel_methods_walker, NULL, ldname_map);
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  pmap_destroy(ldname_map);
}

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/* Datenstruktur freigeben. */
static void sel_methods_dispose(void) {
  entity * ent;
  assert(entities);
  for (ent = eset_first(entities); ent; ent = eset_next(entities)) {
    entity ** arr = get_entity_link(ent);
    if (arr) {
      DEL_ARR_F(arr);
    }
    set_entity_link(ent, NULL);
  }
  eset_destroy(entities);
  entities = NULL;
}


/* Gibt die Menge aller Methoden zurck, die an diesem Sel-Knoten
 * zurckgegeben werden knnen. Die Liste enthlt keine doppelten
 * Eintrge. */
static entity ** get_Sel_arr(ir_node * sel) {
  static entity ** NULL_ARRAY = NULL;
  entity * ent;
  entity ** arr;
  assert(sel && get_irn_op(sel) == op_Sel);
  ent = get_Sel_entity(sel);
  assert(is_method_type(get_entity_type(ent))); /* what else? */
  arr = get_entity_link(ent);
  if (arr) {
    return arr;
  } else {
    /* "NULL" zeigt an, dass keine Implementierung existiert. Dies
     * kann fr polymorphe (abstrakte) Methoden passieren. */
    if (!NULL_ARRAY) {
      NULL_ARRAY = NEW_ARR_F(entity *, 0);
    }
    return NULL_ARRAY;
  }
}


static int get_Sel_n_methods(ir_node * sel) {
  return ARR_LEN(get_Sel_arr(sel));
}


static entity * get_Sel_method(ir_node * sel, int pos) {
  entity ** arr = get_Sel_arr(sel);
  assert(pos >= 0 && pos < ARR_LEN(arr));
  return arr[pos];
}



/* --- callee analysis ------------------------------------------------------ */


static void callee_ana_node(ir_node * node, eset * methods);


static void callee_ana_proj(ir_node * node, long n, eset * methods) {
  assert(get_irn_mode(node) == mode_T);
  if (get_irn_link(node) == MARK) {
    /* already visited */
    return;
  }
  set_irn_link(node, MARK);

  switch (get_irn_opcode(node)) {
  case iro_Proj: {
    /* proj_proj: in einem "sinnvollen" Graphen kommt jetzt ein
     * op_Tuple oder ein Knoten, der eine "freie Methode"
     * zurckgibt. */
    ir_node * pred = get_Proj_pred(node);
    if (get_irn_link(pred) != MARK) {
      if (get_irn_op(pred) == op_Tuple) {
	callee_ana_proj(get_Tuple_pred(pred, get_Proj_proj(node)), n, methods);
      } else {
	eset_insert(methods, MARK); /* free method -> unknown */
      }
    }
    break;
  }

  case iro_Tuple:
    callee_ana_node(get_Tuple_pred(node, n), methods);
    break;

  case iro_Id:
    callee_ana_proj(get_Id_pred(node), n, methods);
    break;

  default:
    eset_insert(methods, MARK); /* free method -> unknown */
    break;
  }

  set_irn_link(node, NULL);
}


static void callee_ana_node(ir_node * node, eset * methods) {
  int i;

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Götz Lindenmaier committed
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  assert((get_irn_mode(node) == mode_P) || is_Bad(node));
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  /* rekursion verhindern */
  if (get_irn_link(node) == MARK) {
    /* already visited */
    return;
  }
  set_irn_link(node, MARK);

  switch (get_irn_opcode(node)) {
  case iro_SymConst:
    /* externe Methode (wegen fix_symconst!) */
    eset_insert(methods, MARK); /* free method -> unknown */
    break;

  case iro_Const: {
    /* interne Methode */
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Götz Lindenmaier committed
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    entity * ent = get_Const_tarval(node)->u.P.ent;
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    assert(ent && is_method_type(get_entity_type(ent)));
    if (get_entity_visibility(ent) != external_allocated) {
      assert(get_entity_irg(ent));
      eset_insert(methods, ent);
    } else {
      eset_insert(methods, MARK); /* free method -> unknown */
    }
    break;
  }

  case iro_Sel:
    /* polymorphe Methode */
    for (i = get_Sel_n_methods(node) - 1; i >= 0; --i) {
      entity * ent = get_Sel_method(node, i);
      if (ent) {
	eset_insert(methods, ent);
      } else {
	eset_insert(methods, MARK);
      }
    }
    break;

  case iro_Bad:
    /* nothing */
    break;

  case iro_Phi: /* Vereinigung */
    for (i = get_Phi_n_preds(node) - 1; i >= 0; --i) {
      callee_ana_node(get_Phi_pred(node, i), methods);
    }
    break;

  case iro_Id:
    callee_ana_node(get_Id_pred(node), methods);
    break;

  case iro_Proj:
    callee_ana_proj(get_Proj_pred(node), get_Proj_proj(node), methods);
    break;

  case iro_Add:
  case iro_Sub:
  case iro_Conv:
    /* extern */
    eset_insert(methods, MARK); /* free method -> unknown */
    break;

  default:
    assert(0 && "invalid opcode or opcode not implemented");
    break;
  }

  set_irn_link(node, NULL);
}


static void callee_walker(ir_node * call, void * env) {
  if (get_irn_op(call) == op_Call) {
    eset * methods = eset_create();
    entity * ent;
    entity ** arr = NEW_ARR_F(entity *, 0);
    callee_ana_node(skip_nop(get_Call_ptr(call)), methods);
    if (eset_contains(methods, MARK)) { /* unknown method */
      ARR_APP1(entity *, arr, NULL);
    }
    for (ent = eset_first(methods); ent; ent = eset_next(methods)) {
      if (ent != MARK) {
	ARR_APP1(entity *, arr, ent);
      }
    }
    if (ARR_LEN(arr) == 0) {
      /* Kann vorkommen, wenn der Vorgnger beispielsweise eine
       * Sel-Operation war, die keine Methoden zurckgeben
       * konnte. Wir ersetzen die Call-Operation ebenfalls durch
       * eine Bad-Operation. Die Verlinkung muss wiederhergestellt
       * werden! */
      exchange(call, new_Bad());
    } else {
      set_Call_callee_arr(call, ARR_LEN(arr), arr);
    }
    DEL_ARR_F(arr);
    eset_destroy(methods);
  }
}


/* Bestimmt fr jede Call-Operation die Menge der aufrufbaren Methode
 * und speichert das Ergebnis in der Call-Operation. (siehe
 * "set_Call_callee"). "sel_methods" wird fr den Aufbau bentigt und
 * muss bereits aufgebaut sein. */
static void callee_ana(void) {
  int i;
  /* Alle Graphen analysieren. */
  for (i = get_irp_n_irgs() - 1; i >= 0; --i) {
    irg_walk_graph(get_irp_irg(i), callee_walker, NULL, NULL);
  }
}



/* --- free method analysis ------------------------------------------------- */


static void free_mark(ir_node * node, eset * set);

static void free_mark_proj(ir_node * node, long n, eset * set) {
  assert(get_irn_mode(node) == mode_T);
  if (get_irn_link(node) == MARK) {
    /* already visited */
    return;
  }
  set_irn_link(node, MARK);
  switch (get_irn_opcode(node)) {
  case iro_Proj: {
    /* proj_proj: in einem "sinnvollen" Graphen kommt jetzt ein
     * op_Tuple oder ein Knoten, der in "free_ana_walker" behandelt
     * wird. */
    ir_node * pred = get_Proj_pred(node);
    if (get_irn_link(pred) != MARK && get_irn_op(pred) == op_Tuple) {
      free_mark_proj(get_Tuple_pred(pred, get_Proj_proj(node)), n, set);
    } else {
      /* nothing: da in "free_ana_walker" behandelt. */
    }
    break;
  }

  case iro_Tuple:
    free_mark(get_Tuple_pred(node, n), set);
    break;

  case iro_Id:
    free_mark_proj(get_Id_pred(node), n, set);
    break;

  case iro_Start:
  case iro_Alloc:
  case iro_Load:
    /* nothing: Die Operationen werden in "free_ana_walker" selbst
     * behandelt. */
    break;

  default:
    assert(0 && "unexpected opcode or opcode not implemented");
    break;
  }
  set_irn_link(node, NULL);
}


static void free_mark(ir_node * node, eset * set) {
  int i;
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Götz Lindenmaier committed
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  assert(get_irn_mode(node) == mode_P);
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  if (get_irn_link(node) == MARK) {
    return; /* already visited */
  }
  set_irn_link(node, MARK);
  switch (get_irn_opcode(node)) {
  case iro_Sel: {
    entity * ent = get_Sel_entity(node);
    if (is_method_type(get_entity_type(ent))) {
      for (i = get_Sel_n_methods(node) - 1; i >= 0; --i) {
	eset_insert(set, get_Sel_method(node, i));
      }
    }
    break;
  }
  case iro_SymConst:
    /* nothing: SymConst points to extern method */
    break;
  case iro_Const: {
    tarval * val = get_Const_tarval(node);
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Götz Lindenmaier committed
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    entity * ent = val->u.P.ent;
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    if (ent != NULL && is_method_type(get_entity_type(ent))) {
      eset_insert(set, ent);
    }
    break;
  }
  case iro_Phi:
    for (i = get_Phi_n_preds(node) - 1; i >= 0; --i) {
      free_mark(get_Phi_pred(node, i), set);
    }
    break;
  case iro_Id:
    free_mark(get_Id_pred(node), set);
    break;
  case iro_Proj:
    free_mark_proj(get_Proj_pred(node), get_Proj_proj(node), set);
    break;
  default:
    /* nothing: Wird unten behandelt! */
    break;
  }
  set_irn_link(node, NULL);
}


static void free_ana_walker(ir_node * node, eset * set) {
  int i;
  if (get_irn_link(node) == MARK) {
    /* bereits in einem Zyklus besucht. */
    return;
  }
  switch (get_irn_opcode(node)) {
  /* special nodes */
  case iro_Sel:
  case iro_SymConst:
  case iro_Const:
  case iro_Phi:
  case iro_Id:
  case iro_Proj:
  case iro_Tuple:
    /* nothing */
    break;
  /* Sonderbehandlung, da der Funktionszeigereingang natrlich kein
   * Verrter ist. */
  case iro_Call:
    set_irn_link(node, MARK);
    for (i = get_Call_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
      ir_node * pred = get_Call_param(node, i);
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Götz Lindenmaier committed
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      if (get_irn_mode(pred) == mode_P) {
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	free_mark(pred, set);
      }
    }
    break;
  /* other nodes: Alle anderen Knoten nehmen wir als Verrter an, bis
   * jemand das Gegenteil implementiert. */
  default:
    set_irn_link(node, MARK);
    for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
      ir_node * pred = get_irn_n(node, i);
Götz Lindenmaier's avatar
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      if (get_irn_mode(pred) == mode_P) {
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	free_mark(pred, set);
      }
    }
    break;
  }
  set_irn_link(node, NULL);
}


/* Die Datenstrukturen fr sel-Methoden (sel_methods) mu vor dem
 * Aufruf von "get_free_methods" aufgebaut sein. Die (internen)
 * SymConst-Operationen mssen in passende Const-Operationen
 * umgewandelt worden sein, d.h. SymConst-Operationen verweisen immer
 * auf eine echt externe Methode.  */
static entity ** get_free_methods(void) {
  eset * set = eset_create();
  int i;
  entity ** arr = NEW_ARR_F(entity *, 0);
  entity * ent;
  for (i = get_irp_n_irgs() - 1; i >= 0; --i) {
    ir_graph * irg = get_irp_irg(i);
    entity * ent = get_irg_ent(irg);
    /* insert "external visible" methods. */
    if (get_entity_visibility(ent) != local) {
      eset_insert(set, ent);
    }
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    irg_walk_graph(irg, NULL, (irg_walk_func *) free_ana_walker, set);
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  }
  /* Hauptprogramm ist auch frei, auch wenn es nicht "external
   * visible" ist. */
Boris Boesler's avatar
Boris Boesler committed
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  if(get_irp_main_irg()) {
    eset_insert(set, get_irg_ent(get_irp_main_irg()));
  }
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  for (ent = eset_first(set); ent; ent = eset_next(set)) {
    ARR_APP1(entity *, arr, ent);
  }
  eset_destroy(set);

  return arr;
}

void cgana(int *length, entity ***free_methods) {
  entity ** free_meths;
  int i;

  sel_methods_init();
  free_meths = get_free_methods();
  callee_ana();
  sel_methods_dispose();

  /* Convert the flexible array to an array that can be handled
     by standard C. */
  *length = ARR_LEN(free_meths);
  *free_methods = (entity **)malloc(sizeof(entity *) * (*length));
  for (i = 0; i < (*length); i++) (*free_methods)[i] = free_meths[i];
  DEL_ARR_F(free_meths);
}
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/* Optimize the address expressions passed to call nodes.
 * Alle SymConst-Operationen, die auf interne Methoden verweisen,
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 * werden durch Const-Operationen ersetzt.
 * Sel Knoten deren entitaeten nicht ueberschrieben werden, werden
 * durch Const ersetzt.
 * Sel Knoten, fuer die keine Implementierung existiert, werden
 * durch Bad ersetzt. */
void opt_call_addrs(void) {
  sel_methods_init();
  sel_methods_dispose();
#if 0
  int i;
  pmap * ldname_map = pmap_create();
  assert(entities == NULL);
  entities = eset_create();
  for (i = get_irp_n_irgs() - 1; i >= 0; --i) {
    entity * ent = get_irg_ent(get_irp_irg(i));
    /* Nur extern sichtbare Methoden knnen berhaupt mit SymConst
     * aufgerufen werden. */
    if (get_entity_visibility(ent) != local) {
      pmap_insert(ldname_map, (void *) get_entity_ld_ident(ent), ent);
    }
  }
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  all_irg_walk((irg_walk_func *) sel_methods_walker, NULL, ldname_map);
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  pmap_destroy(ldname_map);
#endif
}