15.4 维护CFG

每个编译器过程都具有的一个重要任务是保持控制流图和所有profile信息更新。 在每个过程之后都重建控制流图是不可能的，因为这样代价会很高， 而且丢失的profile信息是根本无法重建的。

GCC有两个主要的中间表示， 并且它们都使用basic_block和edge数据类型来表示控制流。 两种表示都尽可能多的共享CFG维护的代码。对于每一种表示， 都定义了一套hooks，以便于需要的时候可以提供自己的CFG维护函数的实现。 这些钩子定义在cfghooks.h中。这些钩子提供了几乎所有普通的CFG操作， 包括块分割和合并，边重定向，以及创建和删除基本块。 这些钩子应该提供所有需要的维护和操作RTL和tree表示下的CFG。

目前，基本块的边界在修改指令时会被透明的维护，因此很少需要手动移动它们 （比如当有人想要显式的输出基本块外面的指令的时候）。 将CFG看作指令链的组成部分，比看作建立在之上的结构，往往要更好些。 但是原则上，对于树表示的控制流图并不是数表示的必须部分。 函数树可以在不需要首先创建树表示的流图的情况下就被扩展。 这种情况在没有进行任何树优化的编译时会发生。当进行树优化时， 并且指令流被重写为SSA形式，CFG就和指令流非常紧密的联系起来了。 特别在语句插入和移除时要注意。实际上，如果没有同时对CFG进行恰当的维护， 整个树表示就很难使用和维护。

在RTL表示里，每条指令有一个BLOCK_FOR_INSN值用来表示指向包含该指令的基本块。 在tree表示里，函数bb_for_stmt返回一个指向包含所查询语句的基本块。

在tree表示里，当需要对函数进行改动时， 应该使用块语句迭代器（block statement iterators）。 这些迭代器提供了流程图和指令流的整体抽象。 块语句迭代器由block_stmt_iterator数据结构和一些修改函数构成， 包括下面的：

bsi_start

该函数初始化一个block_stmt_iterator，使其指向基本块中第一条非空语句。

bsi_last

该函数初始化一个block_stmt_iterator，使其指向基本块中最后一条语句。

bsi_end_p

如果block_stmt_iterator表示基本块的结束，则为true。

bsi_next

该函数接受一个block_stmt_iterator，并使其指向它的后继。

bsi_prev

该函数接受一个block_stmt_iterator，并使其指向它的前驱。

bsi_insert_after

该函数在block_stmt_iterator所在位置之后插入一条语句。 最后一个参数决定是否将语句迭代器更新指向新插入的语句， 还是保留指向原来的语句。

bsi_insert_before

该函数在block_stmt_iterator所在位置之前插入一条语句。 最后一个参数决定是否将语句迭代器更新指向新插入的语句， 还是保留指向原来的语句。

bsi_remove

该函数移除block_stmt_iterator所在位置的语句， 并且如果基本块中还有语句，则将剩余的语句重新链接。

在RTL表示里，宏BB_HEAD和BB_END可以用来获得基本块的 起始rtx和结束rtx。没有抽象迭代器被定义用来遍历insn链， 不过可以使用NEXT_INSN和PREV_INSN替代。参见 Insns。

通常一个代码操作过程将会简化指令流和控制流，也可能消除一些边。 例如当一个条件跳转被替换为非条件跳转，甚至在编译java时， 将可能的trapping指令简化为non-trapping。边的更新是不透明的， 每个优化过程都要求手动进行。不过，实际中这种情况很少发生。如果存在的话， 过程可以针对给定的基本块调用purge_dead_edges来移除多余的边。

另一个常见的情景是分支指令的重定向。 不过由于可以非常好的建模为控制流图里的边重定向， 因此应尽量使用redirect_edge_and_branch，而不是其它底层函数， 例如只是操作RTL链的redirect_jump。 定义在cfghooks.h中的CFG钩子应该提供了操作和维护CFG所需要的全部API。

有时候，一个过程可能不得不要向基本块的中间插入控制流指令，这样的话， 就在基本块中间产生一个入口点。根据定义，这是不可能的， 因此必须要将块分开以确保只含有一个入口点，也就是基本块的头。 当基本块中间的指令必须成为跳转或分支指令的目标时， 可以使用CFG钩子split_block。

对一个全局优化，一个常用的操作是在流图中将边拆分，并插入指令。 在RTL表示里，可以很容易的实现， 通过使用insert_insn_on_edge函数来生成一条暂存的“on the edge”指令， 以便之后的commit_edge_insertions调用来将插入的指令从边上移到基本块的指令流里。 如果需要的话，还会生成新的基本块。在tree表示里， 等价的函数为bsi_insert_on_edge，用来在边上插入一个块语句迭代器， 以及bsi_commit_edge_inserts，将指令挪到实际的指令流里。

在调试优化过程时， 函数verify_flow_info可能有助于发现在控制流图的更新代码中的bug。

注意，目前在由树的表示扩展到RTL时，控制流的表示会被丢弃。 长远的看，CFG应给被维持并随着函数树本身被扩展到RTL表示。