以编程方式重命名函数

问：

我目前正在编写一个 ECMAScipt5 编译器，该编译器在解析树上执行各种给定的优化/转换，并编译回 ECMAScipt5。

其中一项功能是重命名 EnvironmentRecord 中的 Binding。

这种转换可以自动执行，例如作为旨在减小代码大小的优化的一部分，其中每个变量（不在全局范围内）将被赋予下一个最短的可用名称，或者通过引入新范围的语句后面的注释手动执行。

但是，我必须将（自动）过程限制为仅变量声明。

请看这两个例子。第一个是编译的，指定为转换，第二个使用[Minify][Directives, PrettyPrint]

语法： Compiler.fromSource （src）.compile （[/*转换数组*/]）;

var bar,foo;
(function exampleMin () {
    var bar="foo",
        foo="bar";
    
    function fooBar () {
        return foo + bar;
    }
})

编译为

var bar,foo;function exampleMin(){var A="foo",B="bar";function fooBar(){return B+A}}

和

var bar,foo;
(function exampleMin () {
    @Rename bar:A
    @Rename foo:B
    @Rename fooBar:C
    var bar="foo",
        foo="bar";
    
    function fooBar () {
        return foo + bar;
    }
})

编译为

var bar,foo;
function exampleMin(){
     var A="foo",B="bar";
     function C(){
          return B+A;
     }
};

这导致了有问题的部分，功能......请考虑以下几点

if (fooBar.name === 'fooBar') {
 //...
}

现在，如果此语句包含在 .用户定义的重命名会将代码转换为语义不同的代码。这绝不能通过自动执行的转换来实现。exampleMin

虽然我盲目地假设用户定义的函数重命名不会以某种方式改变语义，但如果是这种情况，我想发出警告。但是我不知道如何确定以编程方式重命名函数是否安全。

这让我归结为以下问题：

1. 重命名函数时，除了访问函数名称之外，还必须考虑什么？
2. 必须执行哪些分析才能将函数标记为安全可优化或不可优化。有可能吗？
3. 我宁愿将函数排除在重命名之外，还是尝试更改另一面，例如与函数名称的比较。（如果可以证明它没有副作用）
4. 在这种特定情况下，语义的改变是可以容忍的吗（GCC似乎是这么认为的），如果我作为交换，提供一个注释？@do-not-optimize

更新 1.

我得出的结论是，仅通过静态分析可能无法进行这种分析

请考虑以下代码。

function foo () {}
function bar () {}
var fns = [bar,foo];

if (fns [0].name === 'bar') fns [0] ();

fns.unshift (foo);

if (fns [1].name === 'bar') fns [1] ();

我无法想象一旦将函数添加到数组中，如何在不执行代码的情况下将引用追溯到其来源。也许我需要某种形式的抽象解释¹？

更新2

与此同时，在阅读@Genes答案后，我意识到还有其他几件事可能没有坏处。首先，一些旁注：

• 显然，我不是在编写编译器，而是在编写预处理器，因为它输出源代码而不是机器代码。
• 鉴于只有绑定标识符的静态访问，我对如何处理这个问题有一个很好的主意。
• 每个环境记录中的每个 Binding 当前都包含其所有静态引用的列表（我显然无法添加动态引用)

我目前正在进行 SSA^[2] 转换。所以我还没有实现任何 DataFlow 分析。但那是计划中的。

因此，为了简单起见，我们假设满足以下先决条件。

• AST 和 CFG 采用静态单次赋值形式。

• 已为 CFG⁴ 中的每个节点计算了 GEN 和 KILL 集

• 已计算到达定义⁴ / IN 和 OUT 集。

• 已计算 DEF / USE 对

• 流相关边已添加到 CFG 中

  因此，第一个示例的控制流图可能如下所示。

• 黑色非虚线表示控制流边缘。
• 黑色虚线连接表示数据流依赖项
• 蓝色双箭头线表示呼叫站点。
• 蓝色虚线表示过程间依赖关系。但是，我不确定我是否应该在每个 CFG 之前的每个节点之间建立直接连接

鉴于此，我可以简单地执行以下操作。

对于每个即将重命名的函数：

• 访问其声明 CFG 节点
• 对于每个流依赖关系边缘，请访问目标节点
• 如果该节点是条件 goto 语句，并且函数引用是属性访问器的 LHS，其中 RHS 为“name”。
  • 将函数标记为受污染

唯一的问题是我看不出如何计算（甚至是近似的）函数的非静态引用的信息。

因此，如果该分析无法帮助查找对函数的所有引用，我也可以使用前面提到的引用列表，环境记录中的每个 Binding 都包含这些引用。 由于函数具有声明性环境记录和对象环境记录。我可以简单地看一下其对象环境“name”绑定的引用计数。

作为参考，下面是当前执行重命名的实际代码

var boundIdentifiers = this.environment.record.bindings, //`this` refers to an AST node representing a FunctionDeclaration or a FunctionExpression
    nextName, 
    identifier, 
    binding;

for (identifier in boundIdentifiers) {
    binding = boundIdentifiers [identifier];
    if (binding.uses < 2 && !binding.FunctionExpression) {
        compiler.pushWarning (binding.references [0].line, binding.references [0].column,'Declared function ' + identifier + ' is never called.') //False positive if the functions reference is obtained dynamically
    }

    if (boundIdentifiers [identifier].FunctionDeclaration || boundIdentifiers [identifier].FunctionExpression) {
        continue; //Skip function declarations and expressions, since their name property could be accessed
    }

    do {
        nextName = nextVar (); 
    } while (
        Object.hasOwnProperty.call (boundIdentifiers,nextVar) //There could exist a `hasOwnProperty` binding.
    ); //ther could a with the name that already exists in the scope. So make sure we have assign a free name.

    this.environment.record.setBindingName (identifier, nextName);
}

因此，总体问题归结为捕获非静态引用

需要涉及哪些分析技术和先前的优化才能捕获至少一些（因为不可能捕获所有）非静态引用。

_{我修改了问题以适应更新。因此，上述问题仍然适用}

[1]静态程序分析技术综述 （CH： 2） [2]静态单作业书 [4]软件的表示和分析

正如注释中@didierc提到的，使用括号表示法的属性访问也会出现同样的问题。因此，只能手动重命名对象环境记录的绑定。