活跃变量分析，是分析变量在程序里的使用情况，为进一步的优化提供必要的信息。

如果在某行代码里给某个变量赋值，而这个变量后续还会使用，那么这个变量从这行代码（不含这行代码）往后就是活跃的。

int f(int i)

{

int a = 1; // 这个赋值会让a不活跃

a += i; // 变量i从程序的开头到这行都是活跃的，因为这里要用它

return a; // a在最后这两行都是活跃的

}

活跃变量分析，是从后往前分析。

赋值语句（=）会修改变量的活跃情况。

+=之类的读、更新、写运算不会修改活跃情况，因为a += i 相当于a = a + i，运行这行代码要求a之前的值必须有效。

但a = i运行时不需要a之前的值有效，它会直接用i覆盖掉a，这个赋值运算与a之前的值无关，它会让变量a不再活跃。

上面这个简短的程序在进行变量活跃分析时，步骤如下：

1，首先分析最后的语句return a，

它会读取变量a的值作为函数的返回值，所以这行代码要求a之前的值必须是有效的，即a是活跃的。

那么a活跃到哪一行代码呢？

活跃到return a之前的最近的赋值语句，即a = 1。

2，再分析a += i，

它要求a和i都必须是活跃的，因为它会同时使用a和i之前的值。

3，最后分析a = 1，

它会把a变得不活跃，但i在这里还是活跃的。

如果程序里有分支或循环语句，活跃变量分析就变得稍微复杂一点。

例如：

int g(int i)

{

int a = 1;

int b = 2;

if (i > 0) a += 3;

else b+= 4;

return a;

}

这段代码会被if else语句划分成多个基本块，每个基本块都有自己的出口活跃变量和入口活跃变量。

出口活跃变量，是后续的其他基本块要使用的变量，需要在本基本块的出口位置保存。

入口活跃变量，是当前基本块要使用的变量，需要在本基本块的入口位置加载。

多个基本块的活跃变量分析

上图是对这段代码的活跃变量分析：

1，最后的return a语句只会用到变量a，

它自己是整个函数的出口，所以它只有入口活跃变量（这里是变量a）。

2，有2条路径可以运行到return a语句，所以这两个prev基本块的出口活跃变量都是a。

它们的入口活跃变量各自分别是a和b，因为a += 3只使用a，b += 4只使用b。

3，if (i > 0) 语句的出口活跃变量，是它的所有next基本块的入口活跃变量的并集。

它的出口活跃变量是a和b，入口活跃变量是i。

4，a = 1和b = 2语句，它们的出口活跃变量是a和b，

入口活跃变量是i，因为虽然它不使用变量i，但它后续的if语句使用变量i。

如果一个变量在基本块的出口活跃，而基本块内部不会对它进行任何处理的话，它在基本块的入口依然是活跃的。

5，如果某个基本块内部修改了某个变量，而该变量在这个基本块的出口活跃，那么在基本块的出口需要保存它。

否则，当后续使用它的时候，它的值就可能失效了。

活跃变量分析的目的，主要是确定变量在哪里会被使用、在哪里会被修改、在哪里需要加载、在哪里需要保存。

这些信息，是编译器后端为变量分配寄存器的关键信息。

scf编译器框架的活跃变量分析，主要有2个文件：

scf_basic_block.c，基本块内的活跃变量分析，

scf_optimizer_active_vars.c，活跃变量在多个基本块之间（程序流程图上）的传播。

下一篇文章说说自动内存管理。