2013-05-30 Ed Smith-Rowland <3dw4rd@verizon.net>
[official-gcc.git] / gcc / doc / gty.texi
blob82e8e4f728f87936f3de021f680cad577ec776c8
1 @c Copyright (C) 2002-2013 Free Software Foundation, Inc.
2 @c This is part of the GCC manual.
3 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
5 @node Type Information
6 @chapter Memory Management and Type Information
7 @cindex GGC
8 @findex GTY
10 GCC uses some fairly sophisticated memory management techniques, which
11 involve determining information about GCC's data structures from GCC's
12 source code and using this information to perform garbage collection and
13 implement precompiled headers.
15 A full C++ parser would be too complicated for this task, so a limited
16 subset of C++ is interpreted and special markers are used to determine
17 what parts of the source to look at.  All @code{struct}, @code{union}
18 and @code{template} structure declarations that define data structures
19 that are allocated under control of the garbage collector must be
20 marked.  All global variables that hold pointers to garbage-collected
21 memory must also be marked.  Finally, all global variables that need
22 to be saved and restored by a precompiled header must be marked.  (The
23 precompiled header mechanism can only save static variables if they're
24 scalar. Complex data structures must be allocated in garbage-collected
25 memory to be saved in a precompiled header.)
27 The full format of a marker is
28 @smallexample
29 GTY (([@var{option}] [(@var{param})], [@var{option}] [(@var{param})] @dots{}))
30 @end smallexample
31 @noindent
32 but in most cases no options are needed.  The outer double parentheses
33 are still necessary, though: @code{GTY(())}.  Markers can appear:
35 @itemize @bullet
36 @item
37 In a structure definition, before the open brace;
38 @item
39 In a global variable declaration, after the keyword @code{static} or
40 @code{extern}; and
41 @item
42 In a structure field definition, before the name of the field.
43 @end itemize
45 Here are some examples of marking simple data structures and globals.
47 @smallexample
48 struct GTY(()) @var{tag}
50   @var{fields}@dots{}
51 @};
53 typedef struct GTY(()) @var{tag}
55   @var{fields}@dots{}
56 @} *@var{typename};
58 static GTY(()) struct @var{tag} *@var{list};   /* @r{points to GC memory} */
59 static GTY(()) int @var{counter};        /* @r{save counter in a PCH} */
60 @end smallexample
62 The parser understands simple typedefs such as
63 @code{typedef struct @var{tag} *@var{name};} and
64 @code{typedef int @var{name};}.
65 These don't need to be marked.
67 Since @code{gengtype}'s understanding of C++ is limited, there are
68 several constructs and declarations that are not supported inside
69 classes/structures marked for automatic GC code generation.  The
70 following C++ constructs produce a @code{gengtype} error on
71 structures/classes marked for automatic GC code generation:
73 @itemize @bullet
74 @item
75 Type definitions inside classes/structures are not supported.
76 @item
77 Enumerations inside classes/structures are not supported.
78 @end itemize
80 If you have a class or structure using any of the above constructs,
81 you need to mark that class as @code{GTY ((user))} and provide your
82 own marking routines (see section @ref{User GC} for details).
84 It is always valid to include function definitions inside classes.
85 Those are always ignored by @code{gengtype}, as it only cares about
86 data members.
88 @menu
89 * GTY Options::         What goes inside a @code{GTY(())}.
90 * User GC::             Adding user-provided GC marking routines.
91 * GGC Roots::           Making global variables GGC roots.
92 * Files::               How the generated files work.
93 * Invoking the garbage collector::   How to invoke the garbage collector.
94 * Troubleshooting::     When something does not work as expected.
95 @end menu
97 @node GTY Options
98 @section The Inside of a @code{GTY(())}
100 Sometimes the C code is not enough to fully describe the type
101 structure.  Extra information can be provided with @code{GTY} options
102 and additional markers.  Some options take a parameter, which may be
103 either a string or a type name, depending on the parameter.  If an
104 option takes no parameter, it is acceptable either to omit the
105 parameter entirely, or to provide an empty string as a parameter.  For
106 example, @code{@w{GTY ((skip))}} and @code{@w{GTY ((skip ("")))}} are
107 equivalent.
109 When the parameter is a string, often it is a fragment of C code.  Four
110 special escapes may be used in these strings, to refer to pieces of
111 the data structure being marked:
113 @cindex % in GTY option
114 @table @code
115 @item %h
116 The current structure.
117 @item %1
118 The structure that immediately contains the current structure.
119 @item %0
120 The outermost structure that contains the current structure.
121 @item %a
122 A partial expression of the form @code{[i1][i2]@dots{}} that indexes
123 the array item currently being marked.
124 @end table
126 For instance, suppose that you have a structure of the form
127 @smallexample
128 struct A @{
129   @dots{}
131 struct B @{
132   struct A foo[12];
134 @end smallexample
135 @noindent
136 and @code{b} is a variable of type @code{struct B}.  When marking
137 @samp{b.foo[11]}, @code{%h} would expand to @samp{b.foo[11]},
138 @code{%0} and @code{%1} would both expand to @samp{b}, and @code{%a}
139 would expand to @samp{[11]}.
141 As in ordinary C, adjacent strings will be concatenated; this is
142 helpful when you have a complicated expression.
143 @smallexample
144 @group
145 GTY ((chain_next ("TREE_CODE (&%h.generic) == INTEGER_TYPE"
146                   " ? TYPE_NEXT_VARIANT (&%h.generic)"
147                   " : TREE_CHAIN (&%h.generic)")))
148 @end group
149 @end smallexample
151 The available options are:
153 @table @code
154 @findex length
155 @item length ("@var{expression}")
157 There are two places the type machinery will need to be explicitly told
158 the length of an array of non-atomic objects.  The first case is when a
159 structure ends in a variable-length array, like this:
160 @smallexample
161 struct GTY(()) rtvec_def @{
162   int num_elem;         /* @r{number of elements} */
163   rtx GTY ((length ("%h.num_elem"))) elem[1];
165 @end smallexample
167 In this case, the @code{length} option is used to override the specified
168 array length (which should usually be @code{1}).  The parameter of the
169 option is a fragment of C code that calculates the length.
171 The second case is when a structure or a global variable contains a
172 pointer to an array, like this:
173 @smallexample
174 struct gimple_omp_for_iter * GTY((length ("%h.collapse"))) iter;
175 @end smallexample
176 In this case, @code{iter} has been allocated by writing something like
177 @smallexample
178   x->iter = ggc_alloc_cleared_vec_gimple_omp_for_iter (collapse);
179 @end smallexample
180 and the @code{collapse} provides the length of the field.
182 This second use of @code{length} also works on global variables, like:
183 @verbatim
184 static GTY((length("reg_known_value_size"))) rtx *reg_known_value;
185 @end verbatim
187 Note that the @code{length} option is only meant for use with arrays of
188 non-atomic objects, that is, objects that contain pointers pointing to
189 other GTY-managed objects.  For other GC-allocated arrays and strings
190 you should use @code{atomic}.
192 @findex skip
193 @item skip
195 If @code{skip} is applied to a field, the type machinery will ignore it.
196 This is somewhat dangerous; the only safe use is in a union when one
197 field really isn't ever used.
199 @findex desc
200 @findex tag
201 @findex default
202 @item desc ("@var{expression}")
203 @itemx tag ("@var{constant}")
204 @itemx default
206 The type machinery needs to be told which field of a @code{union} is
207 currently active.  This is done by giving each field a constant
208 @code{tag} value, and then specifying a discriminator using @code{desc}.
209 The value of the expression given by @code{desc} is compared against
210 each @code{tag} value, each of which should be different.  If no
211 @code{tag} is matched, the field marked with @code{default} is used if
212 there is one, otherwise no field in the union will be marked.
214 In the @code{desc} option, the ``current structure'' is the union that
215 it discriminates.  Use @code{%1} to mean the structure containing it.
216 There are no escapes available to the @code{tag} option, since it is a
217 constant.
219 For example,
220 @smallexample
221 struct GTY(()) tree_binding
223   struct tree_common common;
224   union tree_binding_u @{
225     tree GTY ((tag ("0"))) scope;
226     struct cp_binding_level * GTY ((tag ("1"))) level;
227   @} GTY ((desc ("BINDING_HAS_LEVEL_P ((tree)&%0)"))) xscope;
228   tree value;
230 @end smallexample
232 In this example, the value of BINDING_HAS_LEVEL_P when applied to a
233 @code{struct tree_binding *} is presumed to be 0 or 1.  If 1, the type
234 mechanism will treat the field @code{level} as being present and if 0,
235 will treat the field @code{scope} as being present.
237 @findex param_is
238 @findex use_param
239 @item param_is (@var{type})
240 @itemx use_param
242 Sometimes it's convenient to define some data structure to work on
243 generic pointers (that is, @code{PTR}) and then use it with a specific
244 type.  @code{param_is} specifies the real type pointed to, and
245 @code{use_param} says where in the generic data structure that type
246 should be put.
248 For instance, to have a @code{htab_t} that points to trees, one would
249 write the definition of @code{htab_t} like this:
250 @smallexample
251 typedef struct GTY(()) @{
252   @dots{}
253   void ** GTY ((use_param, @dots{})) entries;
254   @dots{}
255 @} htab_t;
256 @end smallexample
257 and then declare variables like this:
258 @smallexample
259   static htab_t GTY ((param_is (union tree_node))) ict;
260 @end smallexample
262 @findex param@var{n}_is
263 @findex use_param@var{n}
264 @item param@var{n}_is (@var{type})
265 @itemx use_param@var{n}
267 In more complicated cases, the data structure might need to work on
268 several different types, which might not necessarily all be pointers.
269 For this, @code{param1_is} through @code{param9_is} may be used to
270 specify the real type of a field identified by @code{use_param1} through
271 @code{use_param9}.
273 @findex use_params
274 @item use_params
276 When a structure contains another structure that is parameterized,
277 there's no need to do anything special, the inner structure inherits the
278 parameters of the outer one.  When a structure contains a pointer to a
279 parameterized structure, the type machinery won't automatically detect
280 this (it could, it just doesn't yet), so it's necessary to tell it that
281 the pointed-to structure should use the same parameters as the outer
282 structure.  This is done by marking the pointer with the
283 @code{use_params} option.
285 @findex deletable
286 @item deletable
288 @code{deletable}, when applied to a global variable, indicates that when
289 garbage collection runs, there's no need to mark anything pointed to
290 by this variable, it can just be set to @code{NULL} instead.  This is used
291 to keep a list of free structures around for re-use.
293 @findex if_marked
294 @item if_marked ("@var{expression}")
296 Suppose you want some kinds of object to be unique, and so you put them
297 in a hash table.  If garbage collection marks the hash table, these
298 objects will never be freed, even if the last other reference to them
299 goes away.  GGC has special handling to deal with this: if you use the
300 @code{if_marked} option on a global hash table, GGC will call the
301 routine whose name is the parameter to the option on each hash table
302 entry.  If the routine returns nonzero, the hash table entry will
303 be marked as usual.  If the routine returns zero, the hash table entry
304 will be deleted.
306 The routine @code{ggc_marked_p} can be used to determine if an element
307 has been marked already; in fact, the usual case is to use
308 @code{if_marked ("ggc_marked_p")}.
310 @findex mark_hook
311 @item mark_hook ("@var{hook-routine-name}")
313 If provided for a structure or union type, the given
314 @var{hook-routine-name} (between double-quotes) is the name of a
315 routine called when the garbage collector has just marked the data as
316 reachable. This routine should not change the data, or call any ggc
317 routine. Its only argument is a pointer to the just marked (const)
318 structure or union.
320 @findex maybe_undef
321 @item maybe_undef
323 When applied to a field, @code{maybe_undef} indicates that it's OK if
324 the structure that this fields points to is never defined, so long as
325 this field is always @code{NULL}.  This is used to avoid requiring
326 backends to define certain optional structures.  It doesn't work with
327 language frontends.
329 @findex nested_ptr
330 @item nested_ptr (@var{type}, "@var{to expression}", "@var{from expression}")
332 The type machinery expects all pointers to point to the start of an
333 object.  Sometimes for abstraction purposes it's convenient to have
334 a pointer which points inside an object.  So long as it's possible to
335 convert the original object to and from the pointer, such pointers
336 can still be used.  @var{type} is the type of the original object,
337 the @var{to expression} returns the pointer given the original object,
338 and the @var{from expression} returns the original object given
339 the pointer.  The pointer will be available using the @code{%h}
340 escape.
342 @findex chain_next
343 @findex chain_prev
344 @findex chain_circular
345 @item chain_next ("@var{expression}")
346 @itemx chain_prev ("@var{expression}")
347 @itemx chain_circular ("@var{expression}")
349 It's helpful for the type machinery to know if objects are often
350 chained together in long lists; this lets it generate code that uses
351 less stack space by iterating along the list instead of recursing down
352 it.  @code{chain_next} is an expression for the next item in the list,
353 @code{chain_prev} is an expression for the previous item.  For singly
354 linked lists, use only @code{chain_next}; for doubly linked lists, use
355 both.  The machinery requires that taking the next item of the
356 previous item gives the original item.  @code{chain_circular} is similar
357 to @code{chain_next}, but can be used for circular single linked lists.
359 @findex reorder
360 @item reorder ("@var{function name}")
362 Some data structures depend on the relative ordering of pointers.  If
363 the precompiled header machinery needs to change that ordering, it
364 will call the function referenced by the @code{reorder} option, before
365 changing the pointers in the object that's pointed to by the field the
366 option applies to.  The function must take four arguments, with the
367 signature @samp{@w{void *, void *, gt_pointer_operator, void *}}.
368 The first parameter is a pointer to the structure that contains the
369 object being updated, or the object itself if there is no containing
370 structure.  The second parameter is a cookie that should be ignored.
371 The third parameter is a routine that, given a pointer, will update it
372 to its correct new value.  The fourth parameter is a cookie that must
373 be passed to the second parameter.
375 PCH cannot handle data structures that depend on the absolute values
376 of pointers.  @code{reorder} functions can be expensive.  When
377 possible, it is better to depend on properties of the data, like an ID
378 number or the hash of a string instead.
380 @findex variable_size
381 @item variable_size
383 The type machinery expects the types to be of constant size.  When this
384 is not true, for example, with structs that have array fields or unions,
385 the type machinery cannot tell how many bytes need to be allocated at
386 each allocation.  The @code{variable_size} is used to mark such types.
387 The type machinery then provides allocators that take a parameter
388 indicating an exact size of object being allocated.  Note that the size
389 must be provided in bytes whereas the @code{length} option works with
390 array lengths in number of elements.
392 For example,
393 @smallexample
394 struct GTY((variable_size)) sorted_fields_type @{
395   int len;
396   tree GTY((length ("%h.len"))) elts[1];
398 @end smallexample
400 Then the objects of @code{struct sorted_fields_type} are allocated in GC
401 memory as follows:
402 @smallexample
403   field_vec = ggc_alloc_sorted_fields_type (size);
404 @end smallexample
406 If @var{field_vec->elts} stores @var{n} elements, then @var{size}
407 could be calculated as follows:
408 @smallexample
409   size_t size = sizeof (struct sorted_fields_type) + n * sizeof (tree);
410 @end smallexample
412 @findex atomic
413 @item atomic
415 The @code{atomic} option can only be used with pointers.  It informs
416 the GC machinery that the memory that the pointer points to does not
417 contain any pointers, and hence it should be treated by the GC and PCH
418 machinery as an ``atomic'' block of memory that does not need to be
419 examined when scanning memory for pointers.  In particular, the
420 machinery will not scan that memory for pointers to mark them as
421 reachable (when marking pointers for GC) or to relocate them (when
422 writing a PCH file).
424 The @code{atomic} option differs from the @code{skip} option.
425 @code{atomic} keeps the memory under Garbage Collection, but makes the
426 GC ignore the contents of the memory.  @code{skip} is more drastic in
427 that it causes the pointer and the memory to be completely ignored by
428 the Garbage Collector.  So, memory marked as @code{atomic} is
429 automatically freed when no longer reachable, while memory marked as
430 @code{skip} is not.
432 The @code{atomic} option must be used with great care, because all
433 sorts of problem can occur if used incorrectly, that is, if the memory
434 the pointer points to does actually contain a pointer.
436 Here is an example of how to use it:
437 @smallexample
438 struct GTY(()) my_struct @{
439   int number_of_elements;
440   unsigned int * GTY ((atomic)) elements;
442 @end smallexample
443 In this case, @code{elements} is a pointer under GC, and the memory it
444 points to needs to be allocated using the Garbage Collector, and will
445 be freed automatically by the Garbage Collector when it is no longer
446 referenced.  But the memory that the pointer points to is an array of
447 @code{unsigned int} elements, and the GC must not try to scan it to
448 find pointers to mark or relocate, which is why it is marked with the
449 @code{atomic} option.
451 Note that, currently, global variables can not be marked with
452 @code{atomic}; only fields of a struct can.  This is a known
453 limitation.  It would be useful to be able to mark global pointers
454 with @code{atomic} to make the PCH machinery aware of them so that
455 they are saved and restored correctly to PCH files.
457 @findex special
458 @item special ("@var{name}")
460 The @code{special} option is used to mark types that have to be dealt
461 with by special case machinery.  The parameter is the name of the
462 special case.  See @file{gengtype.c} for further details.  Avoid
463 adding new special cases unless there is no other alternative.
465 @findex user
466 @item user
468 The @code{user} option indicates that the code to mark structure
469 fields is completely handled by user-provided routines.  See section
470 @ref{User GC} for details on what functions need to be provided.
471 @end table
473 @node User GC
474 @section Support for user-provided GC marking routines
475 @cindex user gc
476 The garbage collector supports types for which no automatic marking
477 code is generated.  For these types, the user is required to provide
478 three functions: one to act as a marker for garbage collection, and
479 two functions to act as marker and pointer walker for pre-compiled
480 headers.
482 Given a structure @code{struct GTY((user)) my_struct}, the following functions
483 should be defined to mark @code{my_struct}:
485 @smallexample
486 void gt_ggc_mx (my_struct *p)
488   /* This marks field 'fld'.  */
489   gt_ggc_mx (p->fld);
492 void gt_pch_nx (my_struct *p)
494   /* This marks field 'fld'.  */
495   gt_pch_nx (tp->fld);
498 void gt_pch_nx (my_struct *p, gt_pointer_operator op, void *cookie)
500   /* For every field 'fld', call the given pointer operator.  */
501   op (&(tp->fld), cookie);
503 @end smallexample
505 In general, each marker @code{M} should call @code{M} for every
506 pointer field in the structure.  Fields that are not allocated in GC
507 or are not pointers must be ignored.
509 For embedded lists (e.g., structures with a @code{next} or @code{prev}
510 pointer), the marker must follow the chain and mark every element in
513 Note that the rules for the pointer walker @code{gt_pch_nx (my_struct
514 *, gt_pointer_operator, void *)} are slightly different.  In this
515 case, the operation @code{op} must be applied to the @emph{address} of
516 every pointer field.
518 @subsection User-provided marking routines for template types
519 When a template type @code{TP} is marked with @code{GTY}, all
520 instances of that type are considered user-provided types.  This means
521 that the individual instances of @code{TP} do not need to be marked
522 with @code{GTY}.  The user needs to provide template functions to mark
523 all the fields of the type.
525 The following code snippets represent all the functions that need to
526 be provided. Note that type @code{TP} may reference to more than one
527 type. In these snippets, there is only one type @code{T}, but there
528 could be more.
530 @smallexample
531 template<typename T>
532 void gt_ggc_mx (TP<T> *tp)
534   extern void gt_ggc_mx (T&);
536   /* This marks field 'fld' of type 'T'.  */
537   gt_ggc_mx (tp->fld);
540 template<typename T>
541 void gt_pch_nx (TP<T> *tp)
543   extern void gt_pch_nx (T&);
545   /* This marks field 'fld' of type 'T'.  */
546   gt_pch_nx (tp->fld);
549 template<typename T>
550 void gt_pch_nx (TP<T *> *tp, gt_pointer_operator op, void *cookie)
552   /* For every field 'fld' of 'tp' with type 'T *', call the given
553      pointer operator.  */
554   op (&(tp->fld), cookie);
557 template<typename T>
558 void gt_pch_nx (TP<T> *tp, gt_pointer_operator, void *cookie)
560   extern void gt_pch_nx (T *, gt_pointer_operator, void *);
562   /* For every field 'fld' of 'tp' with type 'T', call the pointer
563      walker for all the fields of T.  */
564   gt_pch_nx (&(tp->fld), op, cookie);
566 @end smallexample
568 Support for user-defined types is currently limited. The following
569 restrictions apply:
571 @enumerate
572 @item Type @code{TP} and all the argument types @code{T} must be
573 marked with @code{GTY}.
575 @item Type @code{TP} can only have type names in its argument list.
577 @item The pointer walker functions are different for @code{TP<T>} and
578 @code{TP<T *>}. In the case of @code{TP<T>}, references to
579 @code{T} must be handled by calling @code{gt_pch_nx} (which
580 will, in turn, walk all the pointers inside fields of @code{T}).
581 In the case of @code{TP<T *>}, references to @code{T *} must be
582 handled by calling the @code{op} function on the address of the
583 pointer (see the code snippets above).
584 @end enumerate
586 @node GGC Roots
587 @section Marking Roots for the Garbage Collector
588 @cindex roots, marking
589 @cindex marking roots
591 In addition to keeping track of types, the type machinery also locates
592 the global variables (@dfn{roots}) that the garbage collector starts
593 at.  Roots must be declared using one of the following syntaxes:
595 @itemize @bullet
596 @item
597 @code{extern GTY(([@var{options}])) @var{type} @var{name};}
598 @item
599 @code{static GTY(([@var{options}])) @var{type} @var{name};}
600 @end itemize
601 @noindent
602 The syntax
603 @itemize @bullet
604 @item
605 @code{GTY(([@var{options}])) @var{type} @var{name};}
606 @end itemize
607 @noindent
608 is @emph{not} accepted.  There should be an @code{extern} declaration
609 of such a variable in a header somewhere---mark that, not the
610 definition.  Or, if the variable is only used in one file, make it
611 @code{static}.
613 @node Files
614 @section Source Files Containing Type Information
615 @cindex generated files
616 @cindex files, generated
618 Whenever you add @code{GTY} markers to a source file that previously
619 had none, or create a new source file containing @code{GTY} markers,
620 there are three things you need to do:
622 @enumerate
623 @item
624 You need to add the file to the list of source files the type
625 machinery scans.  There are four cases:
627 @enumerate a
628 @item
629 For a back-end file, this is usually done
630 automatically; if not, you should add it to @code{target_gtfiles} in
631 the appropriate port's entries in @file{config.gcc}.
633 @item
634 For files shared by all front ends, add the filename to the
635 @code{GTFILES} variable in @file{Makefile.in}.
637 @item
638 For files that are part of one front end, add the filename to the
639 @code{gtfiles} variable defined in the appropriate
640 @file{config-lang.in}.
641 Headers should appear before non-headers in this list.
643 @item
644 For files that are part of some but not all front ends, add the
645 filename to the @code{gtfiles} variable of @emph{all} the front ends
646 that use it.
647 @end enumerate
649 @item
650 If the file was a header file, you'll need to check that it's included
651 in the right place to be visible to the generated files.  For a back-end
652 header file, this should be done automatically.  For a front-end header
653 file, it needs to be included by the same file that includes
654 @file{gtype-@var{lang}.h}.  For other header files, it needs to be
655 included in @file{gtype-desc.c}, which is a generated file, so add it to
656 @code{ifiles} in @code{open_base_file} in @file{gengtype.c}.
658 For source files that aren't header files, the machinery will generate a
659 header file that should be included in the source file you just changed.
660 The file will be called @file{gt-@var{path}.h} where @var{path} is the
661 pathname relative to the @file{gcc} directory with slashes replaced by
662 @verb{|-|}, so for example the header file to be included in
663 @file{cp/parser.c} is called @file{gt-cp-parser.c}.  The
664 generated header file should be included after everything else in the
665 source file.  Don't forget to mention this file as a dependency in the
666 @file{Makefile}!
668 @end enumerate
670 For language frontends, there is another file that needs to be included
671 somewhere.  It will be called @file{gtype-@var{lang}.h}, where
672 @var{lang} is the name of the subdirectory the language is contained in.
674 Plugins can add additional root tables.  Run the @code{gengtype}
675 utility in plugin mode as @code{gengtype -P pluginout.h @var{source-dir}
676 @var{file-list} @var{plugin*.c}} with your plugin files
677 @var{plugin*.c} using @code{GTY} to generate the @var{pluginout.h} file.
678 The GCC build tree is needed to be present in that mode.
681 @node Invoking the garbage collector
682 @section How to invoke the garbage collector
683 @cindex garbage collector, invocation
684 @findex ggc_collect
686 The GCC garbage collector GGC is only invoked explicitly. In contrast
687 with many other garbage collectors, it is not implicitly invoked by
688 allocation routines when a lot of memory has been consumed. So the
689 only way to have GGC reclaim storage is to call the @code{ggc_collect}
690 function explicitly.  This call is an expensive operation, as it may
691 have to scan the entire heap.  Beware that local variables (on the GCC
692 call stack) are not followed by such an invocation (as many other
693 garbage collectors do): you should reference all your data from static
694 or external @code{GTY}-ed variables, and it is advised to call
695 @code{ggc_collect} with a shallow call stack.  The GGC is an exact mark
696 and sweep garbage collector (so it does not scan the call stack for
697 pointers).  In practice GCC passes don't often call @code{ggc_collect}
698 themselves, because it is called by the pass manager between passes.
700 At the time of the @code{ggc_collect} call all pointers in the GC-marked
701 structures must be valid or @code{NULL}.  In practice this means that
702 there should not be uninitialized pointer fields in the structures even
703 if your code never reads or writes those fields at a particular
704 instance.  One way to ensure this is to use cleared versions of
705 allocators unless all the fields are initialized manually immediately
706 after allocation.
708 @node Troubleshooting
709 @section Troubleshooting the garbage collector
710 @cindex garbage collector, troubleshooting
712 With the current garbage collector implementation, most issues should
713 show up as GCC compilation errors.  Some of the most commonly
714 encountered issues are described below.
716 @itemize @bullet
717 @item Gengtype does not produce allocators for a @code{GTY}-marked type.
718 Gengtype checks if there is at least one possible path from GC roots to
719 at least one instance of each type before outputting allocators.  If
720 there is no such path, the @code{GTY} markers will be ignored and no
721 allocators will be output.  Solve this by making sure that there exists
722 at least one such path.  If creating it is unfeasible or raises a ``code
723 smell'', consider if you really must use GC for allocating such type.
725 @item Link-time errors about undefined @code{gt_ggc_r_foo_bar} and
726 similarly-named symbols.  Check if your @file{foo_bar} source file has
727 @code{#include "gt-foo_bar.h"} as its very last line.
729 @end itemize