Merge trunk version 206243 into gupc branch.
[official-gcc.git] / gcc / doc / gty.texi
bloba64d110a980e90c3337973f7d301b3baeb672423
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 * Inheritance and GTY:: Adding GTY to a class hierarchy.
91 * User GC::             Adding user-provided GC marking routines.
92 * GGC Roots::           Making global variables GGC roots.
93 * Files::               How the generated files work.
94 * Invoking the garbage collector::   How to invoke the garbage collector.
95 * Troubleshooting::     When something does not work as expected.
96 @end menu
98 @node GTY Options
99 @section The Inside of a @code{GTY(())}
101 Sometimes the C code is not enough to fully describe the type
102 structure.  Extra information can be provided with @code{GTY} options
103 and additional markers.  Some options take a parameter, which may be
104 either a string or a type name, depending on the parameter.  If an
105 option takes no parameter, it is acceptable either to omit the
106 parameter entirely, or to provide an empty string as a parameter.  For
107 example, @code{@w{GTY ((skip))}} and @code{@w{GTY ((skip ("")))}} are
108 equivalent.
110 When the parameter is a string, often it is a fragment of C code.  Four
111 special escapes may be used in these strings, to refer to pieces of
112 the data structure being marked:
114 @cindex % in GTY option
115 @table @code
116 @item %h
117 The current structure.
118 @item %1
119 The structure that immediately contains the current structure.
120 @item %0
121 The outermost structure that contains the current structure.
122 @item %a
123 A partial expression of the form @code{[i1][i2]@dots{}} that indexes
124 the array item currently being marked.
125 @end table
127 For instance, suppose that you have a structure of the form
128 @smallexample
129 struct A @{
130   @dots{}
132 struct B @{
133   struct A foo[12];
135 @end smallexample
136 @noindent
137 and @code{b} is a variable of type @code{struct B}.  When marking
138 @samp{b.foo[11]}, @code{%h} would expand to @samp{b.foo[11]},
139 @code{%0} and @code{%1} would both expand to @samp{b}, and @code{%a}
140 would expand to @samp{[11]}.
142 As in ordinary C, adjacent strings will be concatenated; this is
143 helpful when you have a complicated expression.
144 @smallexample
145 @group
146 GTY ((chain_next ("TREE_CODE (&%h.generic) == INTEGER_TYPE"
147                   " ? TYPE_NEXT_VARIANT (&%h.generic)"
148                   " : TREE_CHAIN (&%h.generic)")))
149 @end group
150 @end smallexample
152 The available options are:
154 @table @code
155 @findex length
156 @item length ("@var{expression}")
158 There are two places the type machinery will need to be explicitly told
159 the length of an array of non-atomic objects.  The first case is when a
160 structure ends in a variable-length array, like this:
161 @smallexample
162 struct GTY(()) rtvec_def @{
163   int num_elem;         /* @r{number of elements} */
164   rtx GTY ((length ("%h.num_elem"))) elem[1];
166 @end smallexample
168 In this case, the @code{length} option is used to override the specified
169 array length (which should usually be @code{1}).  The parameter of the
170 option is a fragment of C code that calculates the length.
172 The second case is when a structure or a global variable contains a
173 pointer to an array, like this:
174 @smallexample
175 struct gimple_omp_for_iter * GTY((length ("%h.collapse"))) iter;
176 @end smallexample
177 In this case, @code{iter} has been allocated by writing something like
178 @smallexample
179   x->iter = ggc_alloc_cleared_vec_gimple_omp_for_iter (collapse);
180 @end smallexample
181 and the @code{collapse} provides the length of the field.
183 This second use of @code{length} also works on global variables, like:
184 @verbatim
185 static GTY((length("reg_known_value_size"))) rtx *reg_known_value;
186 @end verbatim
188 Note that the @code{length} option is only meant for use with arrays of
189 non-atomic objects, that is, objects that contain pointers pointing to
190 other GTY-managed objects.  For other GC-allocated arrays and strings
191 you should use @code{atomic}.
193 @findex skip
194 @item skip
196 If @code{skip} is applied to a field, the type machinery will ignore it.
197 This is somewhat dangerous; the only safe use is in a union when one
198 field really isn't ever used.
200 @findex desc
201 @findex tag
202 @findex default
203 @item desc ("@var{expression}")
204 @itemx tag ("@var{constant}")
205 @itemx default
207 The type machinery needs to be told which field of a @code{union} is
208 currently active.  This is done by giving each field a constant
209 @code{tag} value, and then specifying a discriminator using @code{desc}.
210 The value of the expression given by @code{desc} is compared against
211 each @code{tag} value, each of which should be different.  If no
212 @code{tag} is matched, the field marked with @code{default} is used if
213 there is one, otherwise no field in the union will be marked.
215 In the @code{desc} option, the ``current structure'' is the union that
216 it discriminates.  Use @code{%1} to mean the structure containing it.
217 There are no escapes available to the @code{tag} option, since it is a
218 constant.
220 For example,
221 @smallexample
222 struct GTY(()) tree_binding
224   struct tree_common common;
225   union tree_binding_u @{
226     tree GTY ((tag ("0"))) scope;
227     struct cp_binding_level * GTY ((tag ("1"))) level;
228   @} GTY ((desc ("BINDING_HAS_LEVEL_P ((tree)&%0)"))) xscope;
229   tree value;
231 @end smallexample
233 In this example, the value of BINDING_HAS_LEVEL_P when applied to a
234 @code{struct tree_binding *} is presumed to be 0 or 1.  If 1, the type
235 mechanism will treat the field @code{level} as being present and if 0,
236 will treat the field @code{scope} as being present.
238 The @code{desc} and @code{tag} options can also be used for inheritance
239 to denote which subclass an instance is.  See @ref{Inheritance and GTY}
240 for more information.
242 @findex param_is
243 @findex use_param
244 @item param_is (@var{type})
245 @itemx use_param
247 Sometimes it's convenient to define some data structure to work on
248 generic pointers (that is, @code{PTR}) and then use it with a specific
249 type.  @code{param_is} specifies the real type pointed to, and
250 @code{use_param} says where in the generic data structure that type
251 should be put.
253 For instance, to have a @code{htab_t} that points to trees, one would
254 write the definition of @code{htab_t} like this:
255 @smallexample
256 typedef struct GTY(()) @{
257   @dots{}
258   void ** GTY ((use_param, @dots{})) entries;
259   @dots{}
260 @} htab_t;
261 @end smallexample
262 and then declare variables like this:
263 @smallexample
264   static htab_t GTY ((param_is (union tree_node))) ict;
265 @end smallexample
267 @findex param@var{n}_is
268 @findex use_param@var{n}
269 @item param@var{n}_is (@var{type})
270 @itemx use_param@var{n}
272 In more complicated cases, the data structure might need to work on
273 several different types, which might not necessarily all be pointers.
274 For this, @code{param1_is} through @code{param9_is} may be used to
275 specify the real type of a field identified by @code{use_param1} through
276 @code{use_param9}.
278 @findex use_params
279 @item use_params
281 When a structure contains another structure that is parameterized,
282 there's no need to do anything special, the inner structure inherits the
283 parameters of the outer one.  When a structure contains a pointer to a
284 parameterized structure, the type machinery won't automatically detect
285 this (it could, it just doesn't yet), so it's necessary to tell it that
286 the pointed-to structure should use the same parameters as the outer
287 structure.  This is done by marking the pointer with the
288 @code{use_params} option.
290 @findex deletable
291 @item deletable
293 @code{deletable}, when applied to a global variable, indicates that when
294 garbage collection runs, there's no need to mark anything pointed to
295 by this variable, it can just be set to @code{NULL} instead.  This is used
296 to keep a list of free structures around for re-use.
298 @findex if_marked
299 @item if_marked ("@var{expression}")
301 Suppose you want some kinds of object to be unique, and so you put them
302 in a hash table.  If garbage collection marks the hash table, these
303 objects will never be freed, even if the last other reference to them
304 goes away.  GGC has special handling to deal with this: if you use the
305 @code{if_marked} option on a global hash table, GGC will call the
306 routine whose name is the parameter to the option on each hash table
307 entry.  If the routine returns nonzero, the hash table entry will
308 be marked as usual.  If the routine returns zero, the hash table entry
309 will be deleted.
311 The routine @code{ggc_marked_p} can be used to determine if an element
312 has been marked already; in fact, the usual case is to use
313 @code{if_marked ("ggc_marked_p")}.
315 @findex mark_hook
316 @item mark_hook ("@var{hook-routine-name}")
318 If provided for a structure or union type, the given
319 @var{hook-routine-name} (between double-quotes) is the name of a
320 routine called when the garbage collector has just marked the data as
321 reachable. This routine should not change the data, or call any ggc
322 routine. Its only argument is a pointer to the just marked (const)
323 structure or union.
325 @findex maybe_undef
326 @item maybe_undef
328 When applied to a field, @code{maybe_undef} indicates that it's OK if
329 the structure that this fields points to is never defined, so long as
330 this field is always @code{NULL}.  This is used to avoid requiring
331 backends to define certain optional structures.  It doesn't work with
332 language frontends.
334 @findex nested_ptr
335 @item nested_ptr (@var{type}, "@var{to expression}", "@var{from expression}")
337 The type machinery expects all pointers to point to the start of an
338 object.  Sometimes for abstraction purposes it's convenient to have
339 a pointer which points inside an object.  So long as it's possible to
340 convert the original object to and from the pointer, such pointers
341 can still be used.  @var{type} is the type of the original object,
342 the @var{to expression} returns the pointer given the original object,
343 and the @var{from expression} returns the original object given
344 the pointer.  The pointer will be available using the @code{%h}
345 escape.
347 @findex chain_next
348 @findex chain_prev
349 @findex chain_circular
350 @item chain_next ("@var{expression}")
351 @itemx chain_prev ("@var{expression}")
352 @itemx chain_circular ("@var{expression}")
354 It's helpful for the type machinery to know if objects are often
355 chained together in long lists; this lets it generate code that uses
356 less stack space by iterating along the list instead of recursing down
357 it.  @code{chain_next} is an expression for the next item in the list,
358 @code{chain_prev} is an expression for the previous item.  For singly
359 linked lists, use only @code{chain_next}; for doubly linked lists, use
360 both.  The machinery requires that taking the next item of the
361 previous item gives the original item.  @code{chain_circular} is similar
362 to @code{chain_next}, but can be used for circular single linked lists.
364 @findex reorder
365 @item reorder ("@var{function name}")
367 Some data structures depend on the relative ordering of pointers.  If
368 the precompiled header machinery needs to change that ordering, it
369 will call the function referenced by the @code{reorder} option, before
370 changing the pointers in the object that's pointed to by the field the
371 option applies to.  The function must take four arguments, with the
372 signature @samp{@w{void *, void *, gt_pointer_operator, void *}}.
373 The first parameter is a pointer to the structure that contains the
374 object being updated, or the object itself if there is no containing
375 structure.  The second parameter is a cookie that should be ignored.
376 The third parameter is a routine that, given a pointer, will update it
377 to its correct new value.  The fourth parameter is a cookie that must
378 be passed to the second parameter.
380 PCH cannot handle data structures that depend on the absolute values
381 of pointers.  @code{reorder} functions can be expensive.  When
382 possible, it is better to depend on properties of the data, like an ID
383 number or the hash of a string instead.
385 @findex variable_size
386 @item variable_size
388 The type machinery expects the types to be of constant size.  When this
389 is not true, for example, with structs that have array fields or unions,
390 the type machinery cannot tell how many bytes need to be allocated at
391 each allocation.  The @code{variable_size} is used to mark such types.
392 The type machinery then provides allocators that take a parameter
393 indicating an exact size of object being allocated.  Note that the size
394 must be provided in bytes whereas the @code{length} option works with
395 array lengths in number of elements.
397 For example,
398 @smallexample
399 struct GTY((variable_size)) sorted_fields_type @{
400   int len;
401   tree GTY((length ("%h.len"))) elts[1];
403 @end smallexample
405 Then the objects of @code{struct sorted_fields_type} are allocated in GC
406 memory as follows:
407 @smallexample
408   field_vec = ggc_alloc_sorted_fields_type (size);
409 @end smallexample
411 If @var{field_vec->elts} stores @var{n} elements, then @var{size}
412 could be calculated as follows:
413 @smallexample
414   size_t size = sizeof (struct sorted_fields_type) + n * sizeof (tree);
415 @end smallexample
417 @findex atomic
418 @item atomic
420 The @code{atomic} option can only be used with pointers.  It informs
421 the GC machinery that the memory that the pointer points to does not
422 contain any pointers, and hence it should be treated by the GC and PCH
423 machinery as an ``atomic'' block of memory that does not need to be
424 examined when scanning memory for pointers.  In particular, the
425 machinery will not scan that memory for pointers to mark them as
426 reachable (when marking pointers for GC) or to relocate them (when
427 writing a PCH file).
429 The @code{atomic} option differs from the @code{skip} option.
430 @code{atomic} keeps the memory under Garbage Collection, but makes the
431 GC ignore the contents of the memory.  @code{skip} is more drastic in
432 that it causes the pointer and the memory to be completely ignored by
433 the Garbage Collector.  So, memory marked as @code{atomic} is
434 automatically freed when no longer reachable, while memory marked as
435 @code{skip} is not.
437 The @code{atomic} option must be used with great care, because all
438 sorts of problem can occur if used incorrectly, that is, if the memory
439 the pointer points to does actually contain a pointer.
441 Here is an example of how to use it:
442 @smallexample
443 struct GTY(()) my_struct @{
444   int number_of_elements;
445   unsigned int * GTY ((atomic)) elements;
447 @end smallexample
448 In this case, @code{elements} is a pointer under GC, and the memory it
449 points to needs to be allocated using the Garbage Collector, and will
450 be freed automatically by the Garbage Collector when it is no longer
451 referenced.  But the memory that the pointer points to is an array of
452 @code{unsigned int} elements, and the GC must not try to scan it to
453 find pointers to mark or relocate, which is why it is marked with the
454 @code{atomic} option.
456 Note that, currently, global variables can not be marked with
457 @code{atomic}; only fields of a struct can.  This is a known
458 limitation.  It would be useful to be able to mark global pointers
459 with @code{atomic} to make the PCH machinery aware of them so that
460 they are saved and restored correctly to PCH files.
462 @findex special
463 @item special ("@var{name}")
465 The @code{special} option is used to mark types that have to be dealt
466 with by special case machinery.  The parameter is the name of the
467 special case.  See @file{gengtype.c} for further details.  Avoid
468 adding new special cases unless there is no other alternative.
470 @findex user
471 @item user
473 The @code{user} option indicates that the code to mark structure
474 fields is completely handled by user-provided routines.  See section
475 @ref{User GC} for details on what functions need to be provided.
476 @end table
478 @node Inheritance and GTY
479 @section Support for inheritance
480 gengtype has some support for simple class hierarchies.  You can use
481 this to have gengtype autogenerate marking routines, provided:
483 @itemize @bullet
484 @item
485 There must be a concrete base class, with a discriminator expression
486 that can be used to identify which subclass an instance is.
487 @item
488 Only single inheritance is used.
489 @item
490 None of the classes within the hierarchy are templates.
491 @end itemize
493 If your class hierarchy does not fit in this pattern, you must use
494 @ref{User GC} instead.
496 The base class and its discriminator must be identified using the ``desc''
497 option.  Each concrete subclass must use the ``tag'' option to identify
498 which value of the discriminator it corresponds to.
500 Every class in the hierarchy must have a @code{GTY(())} marker, as
501 gengtype will only attempt to parse classes that have such a marker
502 @footnote{Classes lacking such a marker will not be identified as being
503 part of the hierarchy, and so the marking routines will not handle them,
504 leading to a assertion failure within the marking routines due to an
505 unknown tag value (assuming that assertions are enabled).}.
507 @smallexample
508 class GTY((desc("%h.kind"), tag("0"))) example_base
510 public:
511     int kind;
512     tree a;
515 class GTY((tag("1")) some_subclass : public example_base
517 public:
518     tree b;
521 class GTY((tag("2")) some_other_subclass : public example_base
523 public:
524     tree c;
526 @end smallexample
528 The generated marking routines for the above will contain a ``switch''
529 on ``kind'', visiting all appropriate fields.  For example, if kind is
530 2, it will cast to ``some_other_subclass'' and visit fields a, b, and c.
532 @node User GC
533 @section Support for user-provided GC marking routines
534 @cindex user gc
535 The garbage collector supports types for which no automatic marking
536 code is generated.  For these types, the user is required to provide
537 three functions: one to act as a marker for garbage collection, and
538 two functions to act as marker and pointer walker for pre-compiled
539 headers.
541 Given a structure @code{struct GTY((user)) my_struct}, the following functions
542 should be defined to mark @code{my_struct}:
544 @smallexample
545 void gt_ggc_mx (my_struct *p)
547   /* This marks field 'fld'.  */
548   gt_ggc_mx (p->fld);
551 void gt_pch_nx (my_struct *p)
553   /* This marks field 'fld'.  */
554   gt_pch_nx (tp->fld);
557 void gt_pch_nx (my_struct *p, gt_pointer_operator op, void *cookie)
559   /* For every field 'fld', call the given pointer operator.  */
560   op (&(tp->fld), cookie);
562 @end smallexample
564 In general, each marker @code{M} should call @code{M} for every
565 pointer field in the structure.  Fields that are not allocated in GC
566 or are not pointers must be ignored.
568 For embedded lists (e.g., structures with a @code{next} or @code{prev}
569 pointer), the marker must follow the chain and mark every element in
572 Note that the rules for the pointer walker @code{gt_pch_nx (my_struct
573 *, gt_pointer_operator, void *)} are slightly different.  In this
574 case, the operation @code{op} must be applied to the @emph{address} of
575 every pointer field.
577 @subsection User-provided marking routines for template types
578 When a template type @code{TP} is marked with @code{GTY}, all
579 instances of that type are considered user-provided types.  This means
580 that the individual instances of @code{TP} do not need to be marked
581 with @code{GTY}.  The user needs to provide template functions to mark
582 all the fields of the type.
584 The following code snippets represent all the functions that need to
585 be provided. Note that type @code{TP} may reference to more than one
586 type. In these snippets, there is only one type @code{T}, but there
587 could be more.
589 @smallexample
590 template<typename T>
591 void gt_ggc_mx (TP<T> *tp)
593   extern void gt_ggc_mx (T&);
595   /* This marks field 'fld' of type 'T'.  */
596   gt_ggc_mx (tp->fld);
599 template<typename T>
600 void gt_pch_nx (TP<T> *tp)
602   extern void gt_pch_nx (T&);
604   /* This marks field 'fld' of type 'T'.  */
605   gt_pch_nx (tp->fld);
608 template<typename T>
609 void gt_pch_nx (TP<T *> *tp, gt_pointer_operator op, void *cookie)
611   /* For every field 'fld' of 'tp' with type 'T *', call the given
612      pointer operator.  */
613   op (&(tp->fld), cookie);
616 template<typename T>
617 void gt_pch_nx (TP<T> *tp, gt_pointer_operator, void *cookie)
619   extern void gt_pch_nx (T *, gt_pointer_operator, void *);
621   /* For every field 'fld' of 'tp' with type 'T', call the pointer
622      walker for all the fields of T.  */
623   gt_pch_nx (&(tp->fld), op, cookie);
625 @end smallexample
627 Support for user-defined types is currently limited. The following
628 restrictions apply:
630 @enumerate
631 @item Type @code{TP} and all the argument types @code{T} must be
632 marked with @code{GTY}.
634 @item Type @code{TP} can only have type names in its argument list.
636 @item The pointer walker functions are different for @code{TP<T>} and
637 @code{TP<T *>}. In the case of @code{TP<T>}, references to
638 @code{T} must be handled by calling @code{gt_pch_nx} (which
639 will, in turn, walk all the pointers inside fields of @code{T}).
640 In the case of @code{TP<T *>}, references to @code{T *} must be
641 handled by calling the @code{op} function on the address of the
642 pointer (see the code snippets above).
643 @end enumerate
645 @node GGC Roots
646 @section Marking Roots for the Garbage Collector
647 @cindex roots, marking
648 @cindex marking roots
650 In addition to keeping track of types, the type machinery also locates
651 the global variables (@dfn{roots}) that the garbage collector starts
652 at.  Roots must be declared using one of the following syntaxes:
654 @itemize @bullet
655 @item
656 @code{extern GTY(([@var{options}])) @var{type} @var{name};}
657 @item
658 @code{static GTY(([@var{options}])) @var{type} @var{name};}
659 @end itemize
660 @noindent
661 The syntax
662 @itemize @bullet
663 @item
664 @code{GTY(([@var{options}])) @var{type} @var{name};}
665 @end itemize
666 @noindent
667 is @emph{not} accepted.  There should be an @code{extern} declaration
668 of such a variable in a header somewhere---mark that, not the
669 definition.  Or, if the variable is only used in one file, make it
670 @code{static}.
672 @node Files
673 @section Source Files Containing Type Information
674 @cindex generated files
675 @cindex files, generated
677 Whenever you add @code{GTY} markers to a source file that previously
678 had none, or create a new source file containing @code{GTY} markers,
679 there are three things you need to do:
681 @enumerate
682 @item
683 You need to add the file to the list of source files the type
684 machinery scans.  There are four cases:
686 @enumerate a
687 @item
688 For a back-end file, this is usually done
689 automatically; if not, you should add it to @code{target_gtfiles} in
690 the appropriate port's entries in @file{config.gcc}.
692 @item
693 For files shared by all front ends, add the filename to the
694 @code{GTFILES} variable in @file{Makefile.in}.
696 @item
697 For files that are part of one front end, add the filename to the
698 @code{gtfiles} variable defined in the appropriate
699 @file{config-lang.in}.
700 Headers should appear before non-headers in this list.
702 @item
703 For files that are part of some but not all front ends, add the
704 filename to the @code{gtfiles} variable of @emph{all} the front ends
705 that use it.
706 @end enumerate
708 @item
709 If the file was a header file, you'll need to check that it's included
710 in the right place to be visible to the generated files.  For a back-end
711 header file, this should be done automatically.  For a front-end header
712 file, it needs to be included by the same file that includes
713 @file{gtype-@var{lang}.h}.  For other header files, it needs to be
714 included in @file{gtype-desc.c}, which is a generated file, so add it to
715 @code{ifiles} in @code{open_base_file} in @file{gengtype.c}.
717 For source files that aren't header files, the machinery will generate a
718 header file that should be included in the source file you just changed.
719 The file will be called @file{gt-@var{path}.h} where @var{path} is the
720 pathname relative to the @file{gcc} directory with slashes replaced by
721 @verb{|-|}, so for example the header file to be included in
722 @file{cp/parser.c} is called @file{gt-cp-parser.c}.  The
723 generated header file should be included after everything else in the
724 source file.  Don't forget to mention this file as a dependency in the
725 @file{Makefile}!
727 @end enumerate
729 For language frontends, there is another file that needs to be included
730 somewhere.  It will be called @file{gtype-@var{lang}.h}, where
731 @var{lang} is the name of the subdirectory the language is contained in.
733 Plugins can add additional root tables.  Run the @code{gengtype}
734 utility in plugin mode as @code{gengtype -P pluginout.h @var{source-dir}
735 @var{file-list} @var{plugin*.c}} with your plugin files
736 @var{plugin*.c} using @code{GTY} to generate the @var{pluginout.h} file.
737 The GCC build tree is needed to be present in that mode.
740 @node Invoking the garbage collector
741 @section How to invoke the garbage collector
742 @cindex garbage collector, invocation
743 @findex ggc_collect
745 The GCC garbage collector GGC is only invoked explicitly. In contrast
746 with many other garbage collectors, it is not implicitly invoked by
747 allocation routines when a lot of memory has been consumed. So the
748 only way to have GGC reclaim storage is to call the @code{ggc_collect}
749 function explicitly.  This call is an expensive operation, as it may
750 have to scan the entire heap.  Beware that local variables (on the GCC
751 call stack) are not followed by such an invocation (as many other
752 garbage collectors do): you should reference all your data from static
753 or external @code{GTY}-ed variables, and it is advised to call
754 @code{ggc_collect} with a shallow call stack.  The GGC is an exact mark
755 and sweep garbage collector (so it does not scan the call stack for
756 pointers).  In practice GCC passes don't often call @code{ggc_collect}
757 themselves, because it is called by the pass manager between passes.
759 At the time of the @code{ggc_collect} call all pointers in the GC-marked
760 structures must be valid or @code{NULL}.  In practice this means that
761 there should not be uninitialized pointer fields in the structures even
762 if your code never reads or writes those fields at a particular
763 instance.  One way to ensure this is to use cleared versions of
764 allocators unless all the fields are initialized manually immediately
765 after allocation.
767 @node Troubleshooting
768 @section Troubleshooting the garbage collector
769 @cindex garbage collector, troubleshooting
771 With the current garbage collector implementation, most issues should
772 show up as GCC compilation errors.  Some of the most commonly
773 encountered issues are described below.
775 @itemize @bullet
776 @item Gengtype does not produce allocators for a @code{GTY}-marked type.
777 Gengtype checks if there is at least one possible path from GC roots to
778 at least one instance of each type before outputting allocators.  If
779 there is no such path, the @code{GTY} markers will be ignored and no
780 allocators will be output.  Solve this by making sure that there exists
781 at least one such path.  If creating it is unfeasible or raises a ``code
782 smell'', consider if you really must use GC for allocating such type.
784 @item Link-time errors about undefined @code{gt_ggc_r_foo_bar} and
785 similarly-named symbols.  Check if your @file{foo_bar} source file has
786 @code{#include "gt-foo_bar.h"} as its very last line.
788 @end itemize