OSDN Git Service

compile only
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-alias.c
1 /* Alias analysis for trees.
2    Copyright (C) 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "rtl.h"
28 #include "tm_p.h"
29 #include "hard-reg-set.h"
30 #include "basic-block.h"
31 #include "timevar.h"
32 #include "expr.h"
33 #include "ggc.h"
34 #include "langhooks.h"
35 #include "flags.h"
36 #include "function.h"
37 #include "diagnostic.h"
38 #include "tree-dump.h"
39 #include "tree-gimple.h"
40 #include "tree-flow.h"
41 #include "tree-inline.h"
42 #include "tree-pass.h"
43 #include "convert.h"
44 #include "params.h"
45
46
47 /* Structure to map a variable to its alias set and keep track of the
48    virtual operands that will be needed to represent it.  */
49 struct alias_map_d
50 {
51   /* Variable and its alias set.  */
52   tree var;
53   HOST_WIDE_INT set;
54
55   /* Total number of virtual operands that will be needed to represent
56      all the aliases of VAR.  */
57   long total_alias_vops;
58
59   /* Nonzero if the aliases for this memory tag have been grouped
60      already.  Used in group_aliases.  */
61   unsigned int grouped_p : 1;
62
63   /* Set of variables aliased with VAR.  This is the exact same
64      information contained in VAR_ANN (VAR)->MAY_ALIASES, but in
65      bitmap form to speed up alias grouping.  */
66   sbitmap may_aliases;
67 };
68
69
70 /* Alias information used by compute_may_aliases and its helpers.  */
71 struct alias_info
72 {
73   /* SSA names visited while collecting points-to information.  If bit I
74      is set, it means that SSA variable with version I has already been
75      visited.  */
76   sbitmap ssa_names_visited;
77
78   /* Array of SSA_NAME pointers processed by the points-to collector.  */
79   varray_type processed_ptrs;
80
81   /* Variables whose address is still needed.  */
82   bitmap addresses_needed;
83
84   /* ADDRESSABLE_VARS contains all the global variables and locals that
85      have had their address taken.  */
86   struct alias_map_d **addressable_vars;
87   size_t num_addressable_vars;
88
89   /* POINTERS contains all the _DECL pointers with unique memory tags
90      that have been referenced in the program.  */
91   struct alias_map_d **pointers;
92   size_t num_pointers;
93
94   /* Number of function calls found in the program.  */
95   size_t num_calls_found;
96
97   /* Array of counters to keep track of how many times each pointer has
98      been dereferenced in the program.  This is used by the alias grouping
99      heuristic in compute_flow_insensitive_aliasing.  */
100   varray_type num_references;
101
102   /* Total number of virtual operands that will be needed to represent
103      all the aliases of all the pointers found in the program.  */
104   long total_alias_vops;
105
106   /* Variables that have been written to.  */
107   bitmap written_vars;
108
109   /* Pointers that have been used in an indirect store operation.  */
110   bitmap dereferenced_ptrs_store;
111
112   /* Pointers that have been used in an indirect load operation.  */
113   bitmap dereferenced_ptrs_load;
114 };
115
116
117 /* Counters used to display statistics on alias analysis.  */
118 struct alias_stats_d
119 {
120   unsigned int alias_queries;
121   unsigned int alias_mayalias;
122   unsigned int alias_noalias;
123   unsigned int simple_queries;
124   unsigned int simple_resolved;
125   unsigned int tbaa_queries;
126   unsigned int tbaa_resolved;
127 };
128
129
130 /* Local variables.  */
131 static struct alias_stats_d alias_stats;
132
133 /* Local functions.  */
134 static void compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *);
135 static void dump_alias_stats (FILE *);
136 static bool may_alias_p (tree, HOST_WIDE_INT, tree, HOST_WIDE_INT);
137 static tree create_memory_tag (tree type, bool is_type_tag);
138 static tree get_tmt_for (tree, struct alias_info *);
139 static tree get_nmt_for (tree);
140 static void add_may_alias (tree, tree);
141 static void replace_may_alias (tree, size_t, tree);
142 static struct alias_info *init_alias_info (void);
143 static void delete_alias_info (struct alias_info *);
144 static void compute_points_to_and_addr_escape (struct alias_info *);
145 static void compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *);
146 static void setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *);
147 static bool collect_points_to_info_r (tree, tree, void *);
148 static bool is_escape_site (tree, size_t *);
149 static void add_pointed_to_var (struct alias_info *, tree, tree);
150 static void create_global_var (void);
151 static void collect_points_to_info_for (struct alias_info *, tree);
152 static bool ptr_is_dereferenced_by (tree, tree, bool *);
153 static void maybe_create_global_var (struct alias_info *ai);
154 static void group_aliases (struct alias_info *);
155 static void set_pt_anything (tree ptr);
156 static void set_pt_malloc (tree ptr);
157
158 /* Global declarations.  */
159
160 /* Call clobbered variables in the function.  If bit I is set, then
161    REFERENCED_VARS (I) is call-clobbered.  */
162 bitmap call_clobbered_vars;
163
164 /* Addressable variables in the function.  If bit I is set, then
165    REFERENCED_VARS (I) has had its address taken.  Note that
166    CALL_CLOBBERED_VARS and ADDRESSABLE_VARS are not related.  An
167    addressable variable is not necessarily call-clobbered (e.g., a
168    local addressable whose address does not escape) and not all
169    call-clobbered variables are addressable (e.g., a local static
170    variable).  */
171 bitmap addressable_vars;
172
173 /* When the program has too many call-clobbered variables and call-sites,
174    this variable is used to represent the clobbering effects of function
175    calls.  In these cases, all the call clobbered variables in the program
176    are forced to alias this variable.  This reduces compile times by not
177    having to keep track of too many V_MAY_DEF expressions at call sites.  */
178 tree global_var;
179
180
181 /* Compute may-alias information for every variable referenced in function
182    FNDECL.
183
184    Alias analysis proceeds in 3 main phases:
185
186    1- Points-to and escape analysis.
187
188    This phase walks the use-def chains in the SSA web looking for three
189    things:
190
191         * Assignments of the form P_i = &VAR
192         * Assignments of the form P_i = malloc()
193         * Pointers and ADDR_EXPR that escape the current function.
194
195    The concept of 'escaping' is the same one used in the Java world.  When
196    a pointer or an ADDR_EXPR escapes, it means that it has been exposed
197    outside of the current function.  So, assignment to global variables,
198    function arguments and returning a pointer are all escape sites, as are
199    conversions between pointers and integers.
200
201    This is where we are currently limited.  Since not everything is renamed
202    into SSA, we lose track of escape properties when a pointer is stashed
203    inside a field in a structure, for instance.  In those cases, we are
204    assuming that the pointer does escape.
205
206    We use escape analysis to determine whether a variable is
207    call-clobbered.  Simply put, if an ADDR_EXPR escapes, then the variable
208    is call-clobbered.  If a pointer P_i escapes, then all the variables
209    pointed-to by P_i (and its memory tag) also escape.
210
211    2- Compute flow-sensitive aliases
212
213    We have two classes of memory tags.  Memory tags associated with the
214    pointed-to data type of the pointers in the program.  These tags are
215    called "type memory tag" (TMT).  The other class are those associated
216    with SSA_NAMEs, called "name memory tag" (NMT). The basic idea is that
217    when adding operands for an INDIRECT_REF *P_i, we will first check
218    whether P_i has a name tag, if it does we use it, because that will have
219    more precise aliasing information.  Otherwise, we use the standard type
220    tag.
221
222    In this phase, we go through all the pointers we found in points-to
223    analysis and create alias sets for the name memory tags associated with
224    each pointer P_i.  If P_i escapes, we mark call-clobbered the variables
225    it points to and its tag.
226
227
228    3- Compute flow-insensitive aliases
229
230    This pass will compare the alias set of every type memory tag and every
231    addressable variable found in the program.  Given a type memory tag TMT
232    and an addressable variable V.  If the alias sets of TMT and V conflict
233    (as computed by may_alias_p), then V is marked as an alias tag and added
234    to the alias set of TMT.
235
236    For instance, consider the following function:
237
238             foo (int i)
239             {
240               int *p, a, b;
241             
242               if (i > 10)
243                 p = &a;
244               else
245                 p = &b;
246             
247               *p = 3;
248               a = b + 2;
249               return *p;
250             }
251
252    After aliasing analysis has finished, the type memory tag for pointer
253    'p' will have two aliases, namely variables 'a' and 'b'.  Every time
254    pointer 'p' is dereferenced, we want to mark the operation as a
255    potential reference to 'a' and 'b'.
256
257             foo (int i)
258             {
259               int *p, a, b;
260
261               if (i_2 > 10)
262                 p_4 = &a;
263               else
264                 p_6 = &b;
265               # p_1 = PHI <p_4(1), p_6(2)>;
266
267               # a_7 = V_MAY_DEF <a_3>;
268               # b_8 = V_MAY_DEF <b_5>;
269               *p_1 = 3;
270
271               # a_9 = V_MAY_DEF <a_7>
272               # VUSE <b_8>
273               a_9 = b_8 + 2;
274
275               # VUSE <a_9>;
276               # VUSE <b_8>;
277               return *p_1;
278             }
279
280    In certain cases, the list of may aliases for a pointer may grow too
281    large.  This may cause an explosion in the number of virtual operands
282    inserted in the code.  Resulting in increased memory consumption and
283    compilation time.
284
285    When the number of virtual operands needed to represent aliased
286    loads and stores grows too large (configurable with @option{--param
287    max-aliased-vops}), alias sets are grouped to avoid severe
288    compile-time slow downs and memory consumption.  See group_aliases.  */
289
290 static void
291 compute_may_aliases (void)
292 {
293   struct alias_info *ai;
294   
295   memset (&alias_stats, 0, sizeof (alias_stats));
296
297   /* Initialize aliasing information.  */
298   ai = init_alias_info ();
299
300   /* For each pointer P_i, determine the sets of variables that P_i may
301      point-to.  For every addressable variable V, determine whether the
302      address of V escapes the current function, making V call-clobbered
303      (i.e., whether &V is stored in a global variable or if its passed as a
304      function call argument).  */
305   compute_points_to_and_addr_escape (ai);
306
307   /* Collect all pointers and addressable variables, compute alias sets,
308      create memory tags for pointers and promote variables whose address is
309      not needed anymore.  */
310   setup_pointers_and_addressables (ai);
311
312   /* Compute flow-sensitive, points-to based aliasing for all the name
313      memory tags.  Note that this pass needs to be done before flow
314      insensitive analysis because it uses the points-to information
315      gathered before to mark call-clobbered type tags.  */
316   compute_flow_sensitive_aliasing (ai);
317
318   /* Compute type-based flow-insensitive aliasing for all the type
319      memory tags.  */
320   compute_flow_insensitive_aliasing (ai);
321
322   /* If the program has too many call-clobbered variables and/or function
323      calls, create .GLOBAL_VAR and use it to model call-clobbering
324      semantics at call sites.  This reduces the number of virtual operands
325      considerably, improving compile times at the expense of lost
326      aliasing precision.  */
327   maybe_create_global_var (ai);
328
329   /* Debugging dumps.  */
330   if (dump_file)
331     {
332       dump_referenced_vars (dump_file);
333       if (dump_flags & TDF_STATS)
334         dump_alias_stats (dump_file);
335       dump_points_to_info (dump_file);
336       dump_alias_info (dump_file);
337     }
338
339   /* Deallocate memory used by aliasing data structures.  */
340   delete_alias_info (ai);
341 }
342
343 struct tree_opt_pass pass_may_alias = 
344 {
345   "alias",                              /* name */
346   NULL,                                 /* gate */
347   compute_may_aliases,                  /* execute */
348   NULL,                                 /* sub */
349   NULL,                                 /* next */
350   0,                                    /* static_pass_number */
351   TV_TREE_MAY_ALIAS,                    /* tv_id */
352   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
353   PROP_alias,                           /* properties_provided */
354   0,                                    /* properties_destroyed */
355   0,                                    /* todo_flags_start */
356   TODO_dump_func | TODO_rename_vars
357     | TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa
358     | TODO_verify_stmts,                /* todo_flags_finish */
359   0                                     /* letter */
360 };
361
362 /* Count the number of calls in the function and conditionally
363    create GLOBAL_VAR.   This is performed before translation
364    into SSA (and thus before alias analysis) to avoid compile time
365    and memory utilization explosions in functions with many
366    of calls and call clobbered variables.  */
367
368 static void
369 count_calls_and_maybe_create_global_var (void)
370 {
371   struct alias_info ai;
372   basic_block bb;
373   bool temp;
374
375   memset (&ai, 0, sizeof (struct alias_info));
376
377   /* First count the number of calls in the IL.  */
378   FOR_EACH_BB (bb)
379     {
380       block_stmt_iterator si;
381
382       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
383         {
384           tree stmt = bsi_stmt (si);
385
386           if (get_call_expr_in (stmt) != NULL_TREE)
387             ai.num_calls_found++;
388         }
389     }
390
391   /* If there are no call clobbered variables, then maybe_create_global_var
392      will always create a GLOBAL_VAR.  At this point we do not want that
393      behavior.  So we turn on one bit in CALL_CLOBBERED_VARs, call
394      maybe_create_global_var, then reset the bit to its original state.  */
395   temp = bitmap_bit_p (call_clobbered_vars, 0);
396   bitmap_set_bit (call_clobbered_vars, 0);
397   maybe_create_global_var (&ai);
398   if (!temp)
399     bitmap_clear_bit (call_clobbered_vars, 0);
400 }
401
402 struct tree_opt_pass pass_maybe_create_global_var = 
403 {
404   "maybe_create_global_var",            /* name */
405   NULL,                                 /* gate */
406   count_calls_and_maybe_create_global_var, /* execute */
407   NULL,                                 /* sub */
408   NULL,                                 /* next */
409   0,                                    /* static_pass_number */
410   TV_TREE_MAY_ALIAS,                    /* tv_id */
411   PROP_cfg,                             /* properties_required */
412   0,                                    /* properties_provided */
413   0,                                    /* properties_destroyed */
414   0,                                    /* todo_flags_start */
415   0,                                    /* todo_flags_finish */
416   0                                     /* letter */
417 };
418
419 /* Initialize the data structures used for alias analysis.  */
420
421 static struct alias_info *
422 init_alias_info (void)
423 {
424   struct alias_info *ai;
425   static bool aliases_computed_p = false;
426
427   ai = xcalloc (1, sizeof (struct alias_info));
428   ai->ssa_names_visited = sbitmap_alloc (num_ssa_names);
429   sbitmap_zero (ai->ssa_names_visited);
430   VARRAY_TREE_INIT (ai->processed_ptrs, 50, "processed_ptrs");
431   ai->addresses_needed = BITMAP_XMALLOC ();
432   VARRAY_UINT_INIT (ai->num_references, num_referenced_vars, "num_references");
433   ai->written_vars = BITMAP_XMALLOC ();
434   ai->dereferenced_ptrs_store = BITMAP_XMALLOC ();
435   ai->dereferenced_ptrs_load = BITMAP_XMALLOC ();
436
437   /* If aliases have been computed before, clear existing information.  */
438   if (aliases_computed_p)
439     {
440       unsigned i;
441       basic_block bb;
442   
443      /* Make sure that every statement has a valid set of operands.
444         If a statement needs to be scanned for operands while we
445         compute aliases, it may get erroneous operands because all
446         the alias relations are not built at that point.
447         FIXME: This code will become obsolete when operands are not
448         lazily updated.  */
449       FOR_EACH_BB (bb)
450         {
451           block_stmt_iterator si;
452           for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
453             get_stmt_operands (bsi_stmt (si));
454         }
455
456       /* Similarly, clear the set of addressable variables.  In this
457          case, we can just clear the set because addressability is
458          only computed here.  */
459       bitmap_clear (addressable_vars);
460
461       /* Clear flow-insensitive alias information from each symbol.  */
462       for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
463         {
464           tree var = referenced_var (i);
465           var_ann_t ann = var_ann (var);
466
467           ann->is_alias_tag = 0;
468           ann->may_aliases = NULL;
469
470           /* Since we are about to re-discover call-clobbered
471              variables, clear the call-clobbered flag.  Variables that
472              are intrinsically call-clobbered (globals, local statics,
473              etc) will not be marked by the aliasing code, so we can't
474              remove them from CALL_CLOBBERED_VARS.  */
475           if (ann->mem_tag_kind != NOT_A_TAG || !is_global_var (var))
476             clear_call_clobbered (var);
477         }
478
479       /* Clear flow-sensitive points-to information from each SSA name.  */
480       for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
481         {
482           tree name = ssa_name (i);
483
484           if (!name || !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (name)))
485             continue;
486
487           if (SSA_NAME_PTR_INFO (name))
488             {
489               struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (name);
490
491               /* Clear all the flags but keep the name tag to
492                  avoid creating new temporaries unnecessarily.  If
493                  this pointer is found to point to a subset or
494                  superset of its former points-to set, then a new
495                  tag will need to be created in create_name_tags.  */
496               pi->pt_anything = 0;
497               pi->pt_malloc = 0;
498               pi->value_escapes_p = 0;
499               pi->is_dereferenced = 0;
500               if (pi->pt_vars)
501                 bitmap_clear (pi->pt_vars);
502             }
503         }
504     }
505
506   /* Next time, we will need to reset alias information.  */
507   aliases_computed_p = true;
508
509   return ai;
510 }
511
512
513 /* Deallocate memory used by alias analysis.  */
514
515 static void
516 delete_alias_info (struct alias_info *ai)
517 {
518   size_t i;
519
520   sbitmap_free (ai->ssa_names_visited);
521   ai->processed_ptrs = NULL;
522   BITMAP_XFREE (ai->addresses_needed);
523
524   for (i = 0; i < ai->num_addressable_vars; i++)
525     {
526       sbitmap_free (ai->addressable_vars[i]->may_aliases);
527       free (ai->addressable_vars[i]);
528     }
529   free (ai->addressable_vars);
530
531   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
532     {
533       sbitmap_free (ai->pointers[i]->may_aliases);
534       free (ai->pointers[i]);
535     }
536   free (ai->pointers);
537
538   ai->num_references = NULL;
539   BITMAP_XFREE (ai->written_vars);
540   BITMAP_XFREE (ai->dereferenced_ptrs_store);
541   BITMAP_XFREE (ai->dereferenced_ptrs_load);
542
543   free (ai);
544 }
545
546
547 /* Walk use-def chains for pointer PTR to determine what variables is PTR
548    pointing to.  */
549
550 static void
551 collect_points_to_info_for (struct alias_info *ai, tree ptr)
552 {
553   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)));
554
555   if (!TEST_BIT (ai->ssa_names_visited, SSA_NAME_VERSION (ptr)))
556     {
557       SET_BIT (ai->ssa_names_visited, SSA_NAME_VERSION (ptr));
558       walk_use_def_chains (ptr, collect_points_to_info_r, ai, true);
559       VARRAY_PUSH_TREE (ai->processed_ptrs, ptr);
560     }
561 }
562
563
564 /* Helper for ptr_is_dereferenced_by.  Called by walk_tree to look for
565    (ALIGN/MISALIGNED_)INDIRECT_REF nodes for the pointer passed in DATA.  */
566
567 static tree
568 find_ptr_dereference (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
569 {
570   tree ptr = (tree) data;
571
572   if (INDIRECT_REF_P (*tp)
573       && TREE_OPERAND (*tp, 0) == ptr)
574     return *tp;
575
576   return NULL_TREE;
577 }
578
579
580 /* Return true if STMT contains (ALIGN/MISALIGNED_)INDIRECT_REF <PTR>.  
581    *IS_STORE is set to 'true' if the dereference is on the LHS of an 
582    assignment.  */
583
584 static bool
585 ptr_is_dereferenced_by (tree ptr, tree stmt, bool *is_store)
586 {
587   *is_store = false;
588
589   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
590       || (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR
591           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 0)) == MODIFY_EXPR))
592     {
593       tree e, lhs, rhs;
594
595       e = (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR) ? TREE_OPERAND (stmt, 0) : stmt;
596       lhs = TREE_OPERAND (e, 0);
597       rhs = TREE_OPERAND (e, 1);
598
599       if (EXPR_P (lhs)
600           && walk_tree (&lhs, find_ptr_dereference, ptr, NULL))
601         {
602           *is_store = true;
603           return true;
604         }
605       else if (EXPR_P (rhs)
606                && walk_tree (&rhs, find_ptr_dereference, ptr, NULL))
607         {
608           return true;
609         }
610     }
611   else if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR)
612     {
613       if (walk_tree (&ASM_OUTPUTS (stmt), find_ptr_dereference, ptr, NULL)
614           || walk_tree (&ASM_CLOBBERS (stmt), find_ptr_dereference, ptr, NULL))
615         {
616           *is_store = true;
617           return true;
618         }
619       else if (walk_tree (&ASM_INPUTS (stmt), find_ptr_dereference, ptr, NULL))
620         {
621           return true;
622         }
623     }
624
625   return false;
626 }
627
628
629 /* Traverse use-def links for all the pointers in the program to collect
630    address escape and points-to information.
631    
632    This is loosely based on the same idea described in R. Hasti and S.
633    Horwitz, ``Using static single assignment form to improve
634    flow-insensitive pointer analysis,'' in SIGPLAN Conference on
635    Programming Language Design and Implementation, pp. 97-105, 1998.  */
636
637 static void
638 compute_points_to_and_addr_escape (struct alias_info *ai)
639 {
640   basic_block bb;
641   unsigned i;
642   tree op;
643   ssa_op_iter iter;
644
645   timevar_push (TV_TREE_PTA);
646
647   FOR_EACH_BB (bb)
648     {
649       bb_ann_t block_ann = bb_ann (bb);
650       block_stmt_iterator si;
651
652       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
653         {
654           bitmap addr_taken;
655           tree stmt = bsi_stmt (si);
656           bool stmt_escapes_p = is_escape_site (stmt, &ai->num_calls_found);
657           bitmap_iterator bi;
658
659           /* Mark all the variables whose address are taken by the
660              statement.  Note that this will miss all the addresses taken
661              in PHI nodes (those are discovered while following the use-def
662              chains).  */
663           get_stmt_operands (stmt);
664           addr_taken = addresses_taken (stmt);
665           if (addr_taken)
666             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (addr_taken, 0, i, bi)
667               {
668                 tree var = referenced_var (i);
669                 bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, var_ann (var)->uid);
670                 if (stmt_escapes_p)
671                   mark_call_clobbered (var);
672               }
673
674           if (stmt_escapes_p)
675             block_ann->has_escape_site = 1;
676
677           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_USE)
678             {
679               var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (op));
680               struct ptr_info_def *pi;
681               bool is_store;
682
683               /* If the operand's variable may be aliased, keep track
684                  of how many times we've referenced it.  This is used
685                  for alias grouping in compute_flow_sensitive_aliasing.
686                  Note that we don't need to grow AI->NUM_REFERENCES
687                  because we are processing regular variables, not
688                  memory tags (the array's initial size is set to
689                  NUM_REFERENCED_VARS).  */
690               if (may_be_aliased (SSA_NAME_VAR (op)))
691                 (VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid))++;
692
693               if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
694                 continue;
695
696               collect_points_to_info_for (ai, op);
697
698               pi = SSA_NAME_PTR_INFO (op);
699               if (ptr_is_dereferenced_by (op, stmt, &is_store))
700                 {
701                   /* Mark OP as dereferenced.  In a subsequent pass,
702                      dereferenced pointers that point to a set of
703                      variables will be assigned a name tag to alias
704                      all the variables OP points to.  */
705                   pi->is_dereferenced = 1;
706
707                   /* Keep track of how many time we've dereferenced each
708                      pointer.  Again, we don't need to grow
709                      AI->NUM_REFERENCES because we're processing
710                      existing program variables.  */
711                   (VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid))++;
712
713                   /* If this is a store operation, mark OP as being
714                      dereferenced to store, otherwise mark it as being
715                      dereferenced to load.  */
716                   if (is_store)
717                     bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid);
718                   else
719                     bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_load, v_ann->uid);
720                 }
721               else if (stmt_escapes_p)
722                 {
723                   /* Note that even if STMT is an escape point, pointer OP
724                      will not escape if it is being dereferenced.  That's
725                      why we only check for escape points if OP is not
726                      dereferenced by STMT.  */
727                   pi->value_escapes_p = 1;
728
729                   /* If the statement makes a function call, assume
730                      that pointer OP will be dereferenced in a store
731                      operation inside the called function.  */
732                   if (get_call_expr_in (stmt))
733                     {
734                       bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid);
735                       pi->is_dereferenced = 1;
736                     }
737                 }
738             }
739
740           /* Update reference counter for definitions to any
741              potentially aliased variable.  This is used in the alias
742              grouping heuristics.  */
743           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
744             {
745               tree var = SSA_NAME_VAR (op);
746               var_ann_t ann = var_ann (var);
747               bitmap_set_bit (ai->written_vars, ann->uid);
748               if (may_be_aliased (var))
749                 (VARRAY_UINT (ai->num_references, ann->uid))++;
750
751               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
752                 collect_points_to_info_for (ai, op);
753             }
754
755           /* Mark variables in V_MAY_DEF operands as being written to.  */
756           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
757             {
758               tree var = SSA_NAME_VAR (op);
759               var_ann_t ann = var_ann (var);
760               bitmap_set_bit (ai->written_vars, ann->uid);
761             }
762             
763           /* After promoting variables and computing aliasing we will
764              need to re-scan most statements.  FIXME: Try to minimize the
765              number of statements re-scanned.  It's not really necessary to
766              re-scan *all* statements.  */
767           modify_stmt (stmt);
768         }
769     }
770
771   timevar_pop (TV_TREE_PTA);
772 }
773
774
775 /* Create name tags for all the pointers that have been dereferenced.
776    We only create a name tag for a pointer P if P is found to point to
777    a set of variables (so that we can alias them to *P) or if it is
778    the result of a call to malloc (which means that P cannot point to
779    anything else nor alias any other variable).
780
781    If two pointers P and Q point to the same set of variables, they
782    are assigned the same name tag.  */
783
784 static void
785 create_name_tags (struct alias_info *ai)
786 {
787   size_t i;
788
789   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
790     {
791       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
792       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
793
794       if (pi->pt_anything || !pi->is_dereferenced)
795         {
796           /* No name tags for pointers that have not been
797              dereferenced or point to an arbitrary location.  */
798           pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
799           continue;
800         }
801
802       if (pi->pt_vars && !bitmap_empty_p (pi->pt_vars))
803         {
804           size_t j;
805           tree old_name_tag = pi->name_mem_tag;
806
807           /* If PTR points to a set of variables, check if we don't
808              have another pointer Q with the same points-to set before
809              creating a tag.  If so, use Q's tag instead of creating a
810              new one.
811
812              This is important for not creating unnecessary symbols
813              and also for copy propagation.  If we ever need to
814              propagate PTR into Q or vice-versa, we would run into
815              problems if they both had different name tags because
816              they would have different SSA version numbers (which
817              would force us to take the name tags in and out of SSA).  */
818           for (j = 0; j < i; j++)
819             {
820               tree q = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, j);
821               struct ptr_info_def *qi = SSA_NAME_PTR_INFO (q);
822
823               if (qi
824                   && qi->pt_vars
825                   && qi->name_mem_tag
826                   && bitmap_equal_p (pi->pt_vars, qi->pt_vars))
827                 {
828                   pi->name_mem_tag = qi->name_mem_tag;
829                   break;
830                 }
831             }
832
833           /* If we didn't find a pointer with the same points-to set
834              as PTR, create a new name tag if needed.  */
835           if (pi->name_mem_tag == NULL_TREE)
836             pi->name_mem_tag = get_nmt_for (ptr);
837
838           /* If the new name tag computed for PTR is different than
839              the old name tag that it used to have, then the old tag
840              needs to be removed from the IL, so we mark it for
841              renaming.  */
842           if (old_name_tag && old_name_tag != pi->name_mem_tag)
843             bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (old_name_tag)->uid);
844         }
845       else if (pi->pt_malloc)
846         {
847           /* Otherwise, create a unique name tag for this pointer.  */
848           pi->name_mem_tag = get_nmt_for (ptr);
849         }
850       else
851         {
852           /* Only pointers that may point to malloc or other variables
853              may receive a name tag.  If the pointer does not point to
854              a known spot, we should use type tags.  */
855           set_pt_anything (ptr);
856           continue;
857         }
858
859       TREE_THIS_VOLATILE (pi->name_mem_tag)
860           |= TREE_THIS_VOLATILE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)));
861
862       /* Mark the new name tag for renaming.  */
863       bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (pi->name_mem_tag)->uid);
864     }
865 }
866
867
868
869 /* For every pointer P_i in AI->PROCESSED_PTRS, create may-alias sets for
870    the name memory tag (NMT) associated with P_i.  If P_i escapes, then its
871    name tag and the variables it points-to are call-clobbered.  Finally, if
872    P_i escapes and we could not determine where it points to, then all the
873    variables in the same alias set as *P_i are marked call-clobbered.  This
874    is necessary because we must assume that P_i may take the address of any
875    variable in the same alias set.  */
876
877 static void
878 compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
879 {
880   size_t i;
881
882   create_name_tags (ai);
883
884   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
885     {
886       unsigned j;
887       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
888       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
889       var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (ptr));
890       bitmap_iterator bi;
891
892       if (pi->value_escapes_p || pi->pt_anything)
893         {
894           /* If PTR escapes or may point to anything, then its associated
895              memory tags and pointed-to variables are call-clobbered.  */
896           if (pi->name_mem_tag)
897             mark_call_clobbered (pi->name_mem_tag);
898
899           if (v_ann->type_mem_tag)
900             mark_call_clobbered (v_ann->type_mem_tag);
901
902           if (pi->pt_vars)
903             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j, bi)
904               {
905                 mark_call_clobbered (referenced_var (j));
906               }
907         }
908
909       /* Set up aliasing information for PTR's name memory tag (if it has
910          one).  Note that only pointers that have been dereferenced will
911          have a name memory tag.  */
912       if (pi->name_mem_tag && pi->pt_vars)
913         EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j, bi)
914           {
915             add_may_alias (pi->name_mem_tag, referenced_var (j));
916             add_may_alias (v_ann->type_mem_tag, referenced_var (j));
917           }
918
919       /* If the name tag is call clobbered, so is the type tag
920          associated with the base VAR_DECL.  */
921       if (pi->name_mem_tag
922           && v_ann->type_mem_tag
923           && is_call_clobbered (pi->name_mem_tag))
924         mark_call_clobbered (v_ann->type_mem_tag);
925     }
926 }
927
928
929 /* Compute type-based alias sets.  Traverse all the pointers and
930    addressable variables found in setup_pointers_and_addressables.
931    
932    For every pointer P in AI->POINTERS and addressable variable V in
933    AI->ADDRESSABLE_VARS, add V to the may-alias sets of P's type
934    memory tag (TMT) if their alias sets conflict.  V is then marked as
935    an alias tag so that the operand scanner knows that statements
936    containing V have aliased operands.  */
937
938 static void
939 compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
940 {
941   size_t i;
942
943   /* Initialize counter for the total number of virtual operands that
944      aliasing will introduce.  When AI->TOTAL_ALIAS_VOPS goes beyond the
945      threshold set by --params max-alias-vops, we enable alias
946      grouping.  */
947   ai->total_alias_vops = 0;
948
949   /* For every pointer P, determine which addressable variables may alias
950      with P's type memory tag.  */
951   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
952     {
953       size_t j;
954       struct alias_map_d *p_map = ai->pointers[i];
955       tree tag = var_ann (p_map->var)->type_mem_tag;
956       var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
957
958       p_map->total_alias_vops = 0;
959       p_map->may_aliases = sbitmap_alloc (num_referenced_vars);
960       sbitmap_zero (p_map->may_aliases);
961
962       for (j = 0; j < ai->num_addressable_vars; j++)
963         {
964           struct alias_map_d *v_map;
965           var_ann_t v_ann;
966           tree var;
967           bool tag_stored_p, var_stored_p;
968           
969           v_map = ai->addressable_vars[j];
970           var = v_map->var;
971           v_ann = var_ann (var);
972
973           /* Skip memory tags and variables that have never been
974              written to.  We also need to check if the variables are
975              call-clobbered because they may be overwritten by
976              function calls.
977
978              Note this is effectively random accessing elements in
979              the sparse bitset, which can be highly inefficient.
980              So we first check the call_clobbered status of the
981              tag and variable before querying the bitmap.  */
982           tag_stored_p = is_call_clobbered (tag)
983                          || bitmap_bit_p (ai->written_vars, tag_ann->uid);
984           var_stored_p = is_call_clobbered (var)
985                          || bitmap_bit_p (ai->written_vars, v_ann->uid);
986           if (!tag_stored_p && !var_stored_p)
987             continue;
988              
989           if (may_alias_p (p_map->var, p_map->set, var, v_map->set))
990             {
991               size_t num_tag_refs, num_var_refs;
992
993               num_tag_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, tag_ann->uid);
994               num_var_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid);
995
996               /* Add VAR to TAG's may-aliases set.  */
997               add_may_alias (tag, var);
998
999               /* Update the total number of virtual operands due to
1000                  aliasing.  Since we are adding one more alias to TAG's
1001                  may-aliases set, the total number of virtual operands due
1002                  to aliasing will be increased by the number of references
1003                  made to VAR and TAG (every reference to TAG will also
1004                  count as a reference to VAR).  */
1005               ai->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
1006               p_map->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
1007
1008               /* Update the bitmap used to represent TAG's alias set
1009                  in case we need to group aliases.  */
1010               SET_BIT (p_map->may_aliases, var_ann (var)->uid);
1011             }
1012         }
1013     }
1014
1015   /* Since this analysis is based exclusively on symbols, it fails to
1016      handle cases where two pointers P and Q have different memory
1017      tags with conflicting alias set numbers but no aliased symbols in
1018      common.
1019
1020      For example, suppose that we have two memory tags TMT.1 and TMT.2
1021      such that
1022      
1023                 may-aliases (TMT.1) = { a }
1024                 may-aliases (TMT.2) = { b }
1025
1026      and the alias set number of TMT.1 conflicts with that of TMT.2.
1027      Since they don't have symbols in common, loads and stores from
1028      TMT.1 and TMT.2 will seem independent of each other, which will
1029      lead to the optimizers making invalid transformations (see
1030      testsuite/gcc.c-torture/execute/pr15262-[12].c).
1031
1032      To avoid this problem, we do a final traversal of AI->POINTERS
1033      looking for pairs of pointers that have no aliased symbols in
1034      common and yet have conflicting alias set numbers.  */
1035   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1036     {
1037       size_t j;
1038       struct alias_map_d *p_map1 = ai->pointers[i];
1039       tree tag1 = var_ann (p_map1->var)->type_mem_tag;
1040       sbitmap may_aliases1 = p_map1->may_aliases;
1041
1042       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
1043         {
1044           struct alias_map_d *p_map2 = ai->pointers[j];
1045           tree tag2 = var_ann (p_map2->var)->type_mem_tag;
1046           sbitmap may_aliases2 = p_map2->may_aliases;
1047
1048           /* If the pointers may not point to each other, do nothing.  */
1049           if (!may_alias_p (p_map1->var, p_map1->set, p_map2->var, p_map2->set))
1050             continue;
1051
1052           /* The two pointers may alias each other.  If they already have
1053              symbols in common, do nothing.  */
1054           if (sbitmap_any_common_bits (may_aliases1, may_aliases2))
1055             continue;
1056
1057           if (sbitmap_first_set_bit (may_aliases2) >= 0)
1058             {
1059               size_t k;
1060
1061               /* Add all the aliases for TAG2 into TAG1's alias set.
1062                  FIXME, update grouping heuristic counters.  */
1063               EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (may_aliases2, 0, k,
1064                   add_may_alias (tag1, referenced_var (k)));
1065               sbitmap_a_or_b (may_aliases1, may_aliases1, may_aliases2);
1066             }
1067           else
1068             {
1069               /* Since TAG2 does not have any aliases of its own, add
1070                  TAG2 itself to the alias set of TAG1.  */
1071               add_may_alias (tag1, tag2);
1072             }
1073         }
1074     }
1075
1076   if (dump_file)
1077     fprintf (dump_file, "%s: Total number of aliased vops: %ld\n",
1078              get_name (current_function_decl),
1079              ai->total_alias_vops);
1080
1081   /* Determine if we need to enable alias grouping.  */
1082   if (ai->total_alias_vops >= MAX_ALIASED_VOPS)
1083     group_aliases (ai);
1084 }
1085
1086
1087 /* Comparison function for qsort used in group_aliases.  */
1088
1089 static int
1090 total_alias_vops_cmp (const void *p, const void *q)
1091 {
1092   const struct alias_map_d **p1 = (const struct alias_map_d **)p;
1093   const struct alias_map_d **p2 = (const struct alias_map_d **)q;
1094   long n1 = (*p1)->total_alias_vops;
1095   long n2 = (*p2)->total_alias_vops;
1096
1097   /* We want to sort in descending order.  */
1098   return (n1 > n2 ? -1 : (n1 == n2) ? 0 : 1);
1099 }
1100
1101 /* Group all the aliases for TAG to make TAG represent all the
1102    variables in its alias set.  Update the total number
1103    of virtual operands due to aliasing (AI->TOTAL_ALIAS_VOPS).  This
1104    function will make TAG be the unique alias tag for all the
1105    variables in its may-aliases.  So, given:
1106
1107         may-aliases(TAG) = { V1, V2, V3 }
1108
1109    This function will group the variables into:
1110
1111         may-aliases(V1) = { TAG }
1112         may-aliases(V2) = { TAG }
1113         may-aliases(V2) = { TAG }  */
1114
1115 static void
1116 group_aliases_into (tree tag, sbitmap tag_aliases, struct alias_info *ai)
1117 {
1118   size_t i;
1119   var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
1120   size_t num_tag_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, tag_ann->uid);
1121
1122   EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (tag_aliases, 0, i,
1123     {
1124       tree var = referenced_var (i);
1125       var_ann_t ann = var_ann (var);
1126
1127       /* Make TAG the unique alias of VAR.  */
1128       ann->is_alias_tag = 0;
1129       ann->may_aliases = NULL;
1130
1131       /* Note that VAR and TAG may be the same if the function has no
1132          addressable variables (see the discussion at the end of
1133          setup_pointers_and_addressables).  */
1134       if (var != tag)
1135         add_may_alias (var, tag);
1136
1137       /* Reduce total number of virtual operands contributed
1138          by TAG on behalf of VAR.  Notice that the references to VAR
1139          itself won't be removed.  We will merely replace them with
1140          references to TAG.  */
1141       ai->total_alias_vops -= num_tag_refs;
1142     });
1143
1144   /* We have reduced the number of virtual operands that TAG makes on
1145      behalf of all the variables formerly aliased with it.  However,
1146      we have also "removed" all the virtual operands for TAG itself,
1147      so we add them back.  */
1148   ai->total_alias_vops += num_tag_refs;
1149
1150   /* TAG no longer has any aliases.  */
1151   tag_ann->may_aliases = NULL;
1152 }
1153
1154
1155 /* Group may-aliases sets to reduce the number of virtual operands due
1156    to aliasing.
1157
1158      1- Sort the list of pointers in decreasing number of contributed
1159         virtual operands.
1160
1161      2- Take the first entry in AI->POINTERS and revert the role of
1162         the memory tag and its aliases.  Usually, whenever an aliased
1163         variable Vi is found to alias with a memory tag T, we add Vi
1164         to the may-aliases set for T.  Meaning that after alias
1165         analysis, we will have:
1166
1167                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3, ..., Vn }
1168
1169         This means that every statement that references T, will get 'n'
1170         virtual operands for each of the Vi tags.  But, when alias
1171         grouping is enabled, we make T an alias tag and add it to the
1172         alias set of all the Vi variables:
1173
1174                 may-aliases(V1) = { T }
1175                 may-aliases(V2) = { T }
1176                 ...
1177                 may-aliases(Vn) = { T }
1178
1179         This has two effects: (a) statements referencing T will only get
1180         a single virtual operand, and, (b) all the variables Vi will now
1181         appear to alias each other.  So, we lose alias precision to
1182         improve compile time.  But, in theory, a program with such a high
1183         level of aliasing should not be very optimizable in the first
1184         place.
1185
1186      3- Since variables may be in the alias set of more than one
1187         memory tag, the grouping done in step (2) needs to be extended
1188         to all the memory tags that have a non-empty intersection with
1189         the may-aliases set of tag T.  For instance, if we originally
1190         had these may-aliases sets:
1191
1192                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3 }
1193                 may-aliases(R) = { V2, V4 }
1194
1195         In step (2) we would have reverted the aliases for T as:
1196
1197                 may-aliases(V1) = { T }
1198                 may-aliases(V2) = { T }
1199                 may-aliases(V3) = { T }
1200
1201         But note that now V2 is no longer aliased with R.  We could
1202         add R to may-aliases(V2), but we are in the process of
1203         grouping aliases to reduce virtual operands so what we do is
1204         add V4 to the grouping to obtain:
1205
1206                 may-aliases(V1) = { T }
1207                 may-aliases(V2) = { T }
1208                 may-aliases(V3) = { T }
1209                 may-aliases(V4) = { T }
1210
1211      4- If the total number of virtual operands due to aliasing is
1212         still above the threshold set by max-alias-vops, go back to (2).  */
1213
1214 static void
1215 group_aliases (struct alias_info *ai)
1216 {
1217   size_t i;
1218
1219   /* Sort the POINTERS array in descending order of contributed
1220      virtual operands.  */
1221   qsort (ai->pointers, ai->num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *),
1222          total_alias_vops_cmp);
1223
1224   /* For every pointer in AI->POINTERS, reverse the roles of its tag
1225      and the tag's may-aliases set.  */
1226   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1227     {
1228       size_t j;
1229       tree tag1 = var_ann (ai->pointers[i]->var)->type_mem_tag;
1230       sbitmap tag1_aliases = ai->pointers[i]->may_aliases;
1231
1232       /* Skip tags that have been grouped already.  */
1233       if (ai->pointers[i]->grouped_p)
1234         continue;
1235
1236       /* See if TAG1 had any aliases in common with other type tags.
1237          If we find a TAG2 with common aliases with TAG1, add TAG2's
1238          aliases into TAG1.  */
1239       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
1240         {
1241           sbitmap tag2_aliases = ai->pointers[j]->may_aliases;
1242
1243           if (sbitmap_any_common_bits (tag1_aliases, tag2_aliases))
1244             {
1245               tree tag2 = var_ann (ai->pointers[j]->var)->type_mem_tag;
1246
1247               sbitmap_a_or_b (tag1_aliases, tag1_aliases, tag2_aliases);
1248
1249               /* TAG2 does not need its aliases anymore.  */
1250               sbitmap_zero (tag2_aliases);
1251               var_ann (tag2)->may_aliases = NULL;
1252
1253               /* TAG1 is the unique alias of TAG2.  */
1254               add_may_alias (tag2, tag1);
1255
1256               ai->pointers[j]->grouped_p = true;
1257             }
1258         }
1259
1260       /* Now group all the aliases we collected into TAG1.  */
1261       group_aliases_into (tag1, tag1_aliases, ai);
1262
1263       /* If we've reduced total number of virtual operands below the
1264          threshold, stop.  */
1265       if (ai->total_alias_vops < MAX_ALIASED_VOPS)
1266         break;
1267     }
1268
1269   /* Finally, all the variables that have been grouped cannot be in
1270      the may-alias set of name memory tags.  Suppose that we have
1271      grouped the aliases in this code so that may-aliases(a) = TMT.20
1272
1273         p_5 = &a;
1274         ...
1275         # a_9 = V_MAY_DEF <a_8>
1276         p_5->field = 0
1277         ... Several modifications to TMT.20 ... 
1278         # VUSE <a_9>
1279         x_30 = p_5->field
1280
1281      Since p_5 points to 'a', the optimizers will try to propagate 0
1282      into p_5->field, but that is wrong because there have been
1283      modifications to 'TMT.20' in between.  To prevent this we have to
1284      replace 'a' with 'TMT.20' in the name tag of p_5.  */
1285   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
1286     {
1287       size_t j;
1288       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
1289       tree name_tag = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr)->name_mem_tag;
1290       varray_type aliases;
1291       
1292       if (name_tag == NULL_TREE)
1293         continue;
1294
1295       aliases = var_ann (name_tag)->may_aliases;
1296       for (j = 0; aliases && j < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); j++)
1297         {
1298           tree alias = VARRAY_TREE (aliases, j);
1299           var_ann_t ann = var_ann (alias);
1300
1301           if (ann->mem_tag_kind == NOT_A_TAG && ann->may_aliases)
1302             {
1303               tree new_alias;
1304
1305               gcc_assert (VARRAY_ACTIVE_SIZE (ann->may_aliases) == 1);
1306
1307               new_alias = VARRAY_TREE (ann->may_aliases, 0);
1308               replace_may_alias (name_tag, j, new_alias);
1309             }
1310         }
1311     }
1312
1313   if (dump_file)
1314     fprintf (dump_file,
1315              "%s: Total number of aliased vops after grouping: %ld%s\n",
1316              get_name (current_function_decl),
1317              ai->total_alias_vops,
1318              (ai->total_alias_vops < 0) ? " (negative values are OK)" : "");
1319 }
1320
1321
1322 /* Create a new alias set entry for VAR in AI->ADDRESSABLE_VARS.  */
1323
1324 static void
1325 create_alias_map_for (tree var, struct alias_info *ai)
1326 {
1327   struct alias_map_d *alias_map;
1328   alias_map = xcalloc (1, sizeof (*alias_map));
1329   alias_map->var = var;
1330   alias_map->set = get_alias_set (var);
1331   ai->addressable_vars[ai->num_addressable_vars++] = alias_map;
1332 }
1333
1334
1335 /* Create memory tags for all the dereferenced pointers and build the
1336    ADDRESSABLE_VARS and POINTERS arrays used for building the may-alias
1337    sets.  Based on the address escape and points-to information collected
1338    earlier, this pass will also clear the TREE_ADDRESSABLE flag from those
1339    variables whose address is not needed anymore.  */
1340
1341 static void
1342 setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *ai)
1343 {
1344   size_t i, n_vars, num_addressable_vars, num_pointers;
1345
1346   /* Size up the arrays ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  */
1347   num_addressable_vars = num_pointers = 0;
1348   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
1349     {
1350       tree var = referenced_var (i);
1351
1352       if (may_be_aliased (var))
1353         num_addressable_vars++;
1354
1355       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1356         {
1357           /* Since we don't keep track of volatile variables, assume that
1358              these pointers are used in indirect store operations.  */
1359           if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
1360             bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, var_ann (var)->uid);
1361
1362           num_pointers++;
1363         }
1364     }
1365
1366   /* Create ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  Note that these arrays are
1367      always going to be slightly bigger than we actually need them
1368      because some TREE_ADDRESSABLE variables will be marked
1369      non-addressable below and only pointers with unique type tags are
1370      going to be added to POINTERS.  */
1371   ai->addressable_vars = xcalloc (num_addressable_vars,
1372                                   sizeof (struct alias_map_d *));
1373   ai->pointers = xcalloc (num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *));
1374   ai->num_addressable_vars = 0;
1375   ai->num_pointers = 0;
1376
1377   /* Since we will be creating type memory tags within this loop, cache the
1378      value of NUM_REFERENCED_VARS to avoid processing the additional tags
1379      unnecessarily.  */
1380   n_vars = num_referenced_vars;
1381
1382   for (i = 0; i < n_vars; i++)
1383     {
1384       tree var = referenced_var (i);
1385       var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1386
1387       /* Name memory tags already have flow-sensitive aliasing
1388          information, so they need not be processed by
1389          compute_flow_insensitive_aliasing.  Similarly, type memory
1390          tags are already accounted for when we process their
1391          associated pointer.  */
1392       if (v_ann->mem_tag_kind != NOT_A_TAG)
1393         continue;
1394
1395       /* Remove the ADDRESSABLE flag from every addressable variable whose
1396          address is not needed anymore.  This is caused by the propagation
1397          of ADDR_EXPR constants into INDIRECT_REF expressions and the
1398          removal of dead pointer assignments done by the early scalar
1399          cleanup passes.  */
1400       if (TREE_ADDRESSABLE (var))
1401         {
1402           if (!bitmap_bit_p (ai->addresses_needed, v_ann->uid)
1403               && TREE_CODE (var) != RESULT_DECL
1404               && !is_global_var (var))
1405             {
1406               /* The address of VAR is not needed, remove the
1407                  addressable bit, so that it can be optimized as a
1408                  regular variable.  */
1409               mark_non_addressable (var);
1410
1411               /* Since VAR is now a regular GIMPLE register, we will need
1412                  to rename VAR into SSA afterwards.  */
1413               bitmap_set_bit (vars_to_rename, v_ann->uid);
1414             }
1415           else
1416             {
1417               /* Add the variable to the set of addressables.  Mostly
1418                  used when scanning operands for ASM_EXPRs that
1419                  clobber memory.  In those cases, we need to clobber
1420                  all call-clobbered variables and all addressables.  */
1421               bitmap_set_bit (addressable_vars, v_ann->uid);
1422             }
1423         }
1424
1425       /* Global variables and addressable locals may be aliased.  Create an
1426          entry in ADDRESSABLE_VARS for VAR.  */
1427       if (may_be_aliased (var))
1428         {
1429           create_alias_map_for (var, ai);
1430           bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (var)->uid);
1431         }
1432
1433       /* Add pointer variables that have been dereferenced to the POINTERS
1434          array and create a type memory tag for them.  */
1435       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1436         {
1437           if ((bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid)
1438                 || bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_load, v_ann->uid)))
1439             {
1440               tree tag;
1441               var_ann_t t_ann;
1442
1443               /* If pointer VAR still doesn't have a memory tag
1444                  associated with it, create it now or re-use an
1445                  existing one.  */
1446               tag = get_tmt_for (var, ai);
1447               t_ann = var_ann (tag);
1448
1449               /* The type tag will need to be renamed into SSA
1450                  afterwards. Note that we cannot do this inside
1451                  get_tmt_for because aliasing may run multiple times
1452                  and we only create type tags the first time.  */
1453               bitmap_set_bit (vars_to_rename, t_ann->uid);
1454
1455               /* Associate the tag with pointer VAR.  */
1456               v_ann->type_mem_tag = tag;
1457
1458               /* If pointer VAR has been used in a store operation,
1459                  then its memory tag must be marked as written-to.  */
1460               if (bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid))
1461                 bitmap_set_bit (ai->written_vars, t_ann->uid);
1462
1463               /* If pointer VAR is a global variable or a PARM_DECL,
1464                  then its memory tag should be considered a global
1465                  variable.  */
1466               if (TREE_CODE (var) == PARM_DECL || is_global_var (var))
1467                 mark_call_clobbered (tag);
1468
1469               /* All the dereferences of pointer VAR count as
1470                  references of TAG.  Since TAG can be associated with
1471                  several pointers, add the dereferences of VAR to the
1472                  TAG.  We may need to grow AI->NUM_REFERENCES because
1473                  we have been adding name and type tags.  */
1474               if (t_ann->uid >= VARRAY_SIZE (ai->num_references))
1475                 VARRAY_GROW (ai->num_references, t_ann->uid + 10);
1476
1477               VARRAY_UINT (ai->num_references, t_ann->uid)
1478                 += VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid);
1479             }
1480           else
1481             {
1482               /* The pointer has not been dereferenced.  If it had a
1483                  type memory tag, remove it and mark the old tag for
1484                  renaming to remove it out of the IL.  */
1485               var_ann_t ann = var_ann (var);
1486               tree tag = ann->type_mem_tag;
1487               if (tag)
1488                 {
1489                   bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (tag)->uid);
1490                   ann->type_mem_tag = NULL_TREE;
1491                 }
1492             }
1493         }
1494     }
1495 }
1496
1497
1498 /* Determine whether to use .GLOBAL_VAR to model call clobbering semantics. At
1499    every call site, we need to emit V_MAY_DEF expressions to represent the
1500    clobbering effects of the call for variables whose address escapes the
1501    current function.
1502
1503    One approach is to group all call-clobbered variables into a single
1504    representative that is used as an alias of every call-clobbered variable
1505    (.GLOBAL_VAR).  This works well, but it ties the optimizer hands because
1506    references to any call clobbered variable is a reference to .GLOBAL_VAR.
1507
1508    The second approach is to emit a clobbering V_MAY_DEF for every 
1509    call-clobbered variable at call sites.  This is the preferred way in terms 
1510    of optimization opportunities but it may create too many V_MAY_DEF operands
1511    if there are many call clobbered variables and function calls in the 
1512    function.
1513
1514    To decide whether or not to use .GLOBAL_VAR we multiply the number of
1515    function calls found by the number of call-clobbered variables.  If that
1516    product is beyond a certain threshold, as determined by the parameterized
1517    values shown below, we use .GLOBAL_VAR.
1518
1519    FIXME.  This heuristic should be improved.  One idea is to use several
1520    .GLOBAL_VARs of different types instead of a single one.  The thresholds
1521    have been derived from a typical bootstrap cycle, including all target
1522    libraries. Compile times were found increase by ~1% compared to using
1523    .GLOBAL_VAR.  */
1524
1525 static void
1526 maybe_create_global_var (struct alias_info *ai)
1527 {
1528   unsigned i, n_clobbered;
1529   bitmap_iterator bi;
1530   
1531   /* No need to create it, if we have one already.  */
1532   if (global_var == NULL_TREE)
1533     {
1534       /* Count all the call-clobbered variables.  */
1535       n_clobbered = 0;
1536       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
1537         {
1538           n_clobbered++;
1539         }
1540
1541       /* Create .GLOBAL_VAR if we have too many call-clobbered
1542          variables.  We also create .GLOBAL_VAR when there no
1543          call-clobbered variables to prevent code motion
1544          transformations from re-arranging function calls that may
1545          have side effects.  For instance,
1546
1547                 foo ()
1548                 {
1549                   int a = f ();
1550                   g ();
1551                   h (a);
1552                 }
1553
1554          There are no call-clobbered variables in foo(), so it would
1555          be entirely possible for a pass to want to move the call to
1556          f() after the call to g().  If f() has side effects, that
1557          would be wrong.  Creating .GLOBAL_VAR in this case will
1558          insert VDEFs for it and prevent such transformations.  */
1559       if (n_clobbered == 0
1560           || ai->num_calls_found * n_clobbered >= (size_t) GLOBAL_VAR_THRESHOLD)
1561         create_global_var ();
1562     }
1563
1564   /* If the function has calls to clobbering functions and .GLOBAL_VAR has
1565      been created, make it an alias for all call-clobbered variables.  */
1566   if (global_var)
1567     EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
1568       {
1569         tree var = referenced_var (i);
1570         if (var != global_var)
1571           {
1572              add_may_alias (var, global_var);
1573              bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (var)->uid);
1574           }
1575       }
1576 }
1577
1578
1579 /* Return TRUE if pointer PTR may point to variable VAR.
1580    
1581    MEM_ALIAS_SET is the alias set for the memory location pointed-to by PTR
1582         This is needed because when checking for type conflicts we are
1583         interested in the alias set of the memory location pointed-to by
1584         PTR.  The alias set of PTR itself is irrelevant.
1585    
1586    VAR_ALIAS_SET is the alias set for VAR.  */
1587
1588 static bool
1589 may_alias_p (tree ptr, HOST_WIDE_INT mem_alias_set,
1590              tree var, HOST_WIDE_INT var_alias_set)
1591 {
1592   tree mem;
1593   var_ann_t v_ann, m_ann;
1594
1595   alias_stats.alias_queries++;
1596   alias_stats.simple_queries++;
1597
1598   /* By convention, a variable cannot alias itself.  */
1599   mem = var_ann (ptr)->type_mem_tag;
1600   if (mem == var)
1601     {
1602       alias_stats.alias_noalias++;
1603       alias_stats.simple_resolved++;
1604       return false;
1605     }
1606
1607   v_ann = var_ann (var);
1608   m_ann = var_ann (mem);
1609
1610   gcc_assert (m_ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG);
1611
1612   alias_stats.tbaa_queries++;
1613
1614   /* If VAR is a pointer with the same alias set as PTR, then dereferencing
1615      PTR can't possibly affect VAR.  Note, that we are specifically testing
1616      for PTR's alias set here, not its pointed-to type.  We also can't
1617      do this check with relaxed aliasing enabled.  */
1618   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var))
1619       && var_alias_set != 0
1620       && mem_alias_set != 0)
1621     {
1622       HOST_WIDE_INT ptr_alias_set = get_alias_set (ptr);
1623       if (ptr_alias_set == var_alias_set)
1624         {
1625           alias_stats.alias_noalias++;
1626           alias_stats.tbaa_resolved++;
1627           return false;
1628         }
1629     }
1630
1631   /* If the alias sets don't conflict then MEM cannot alias VAR.  */
1632   if (!alias_sets_conflict_p (mem_alias_set, var_alias_set))
1633     {
1634       alias_stats.alias_noalias++;
1635       alias_stats.tbaa_resolved++;
1636       return false;
1637     }
1638
1639   alias_stats.alias_mayalias++;
1640   return true;
1641 }
1642
1643
1644 /* Add ALIAS to the set of variables that may alias VAR.  */
1645
1646 static void
1647 add_may_alias (tree var, tree alias)
1648 {
1649   size_t i;
1650   var_ann_t v_ann = get_var_ann (var);
1651   var_ann_t a_ann = get_var_ann (alias);
1652
1653   gcc_assert (var != alias);
1654
1655   if (v_ann->may_aliases == NULL)
1656     VARRAY_TREE_INIT (v_ann->may_aliases, 2, "aliases");
1657
1658   /* Avoid adding duplicates.  */
1659   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (v_ann->may_aliases); i++)
1660     if (alias == VARRAY_TREE (v_ann->may_aliases, i))
1661       return;
1662
1663   /* If VAR is a call-clobbered variable, so is its new ALIAS.
1664      FIXME, call-clobbering should only depend on whether an address
1665      escapes.  It should be independent of aliasing.  */
1666   if (is_call_clobbered (var))
1667     mark_call_clobbered (alias);
1668
1669   /* Likewise.  If ALIAS is call-clobbered, so is VAR.  */
1670   else if (is_call_clobbered (alias))
1671     mark_call_clobbered (var);
1672
1673   VARRAY_PUSH_TREE (v_ann->may_aliases, alias);
1674   a_ann->is_alias_tag = 1;
1675 }
1676
1677
1678 /* Replace alias I in the alias sets of VAR with NEW_ALIAS.  */
1679
1680 static void
1681 replace_may_alias (tree var, size_t i, tree new_alias)
1682 {
1683   var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1684   VARRAY_TREE (v_ann->may_aliases, i) = new_alias;
1685
1686   /* If VAR is a call-clobbered variable, so is NEW_ALIAS.
1687      FIXME, call-clobbering should only depend on whether an address
1688      escapes.  It should be independent of aliasing.  */
1689   if (is_call_clobbered (var))
1690     mark_call_clobbered (new_alias);
1691
1692   /* Likewise.  If NEW_ALIAS is call-clobbered, so is VAR.  */
1693   else if (is_call_clobbered (new_alias))
1694     mark_call_clobbered (var);
1695 }
1696
1697
1698 /* Mark pointer PTR as pointing to an arbitrary memory location.  */
1699
1700 static void
1701 set_pt_anything (tree ptr)
1702 {
1703   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
1704
1705   pi->pt_anything = 1;
1706   pi->pt_malloc = 0;
1707
1708   /* The pointer used to have a name tag, but we now found it pointing
1709      to an arbitrary location.  The name tag needs to be renamed and
1710      disassociated from PTR.  */
1711   if (pi->name_mem_tag)
1712     {
1713       bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (pi->name_mem_tag)->uid);
1714       pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
1715     }
1716 }
1717
1718
1719 /* Mark pointer PTR as pointing to a malloc'd memory area.  */
1720
1721 static void
1722 set_pt_malloc (tree ptr)
1723 {
1724   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
1725
1726   /* If the pointer has already been found to point to arbitrary
1727      memory locations, it is unsafe to mark it as pointing to malloc.  */
1728   if (pi->pt_anything)
1729     return;
1730
1731   pi->pt_malloc = 1;
1732 }
1733
1734
1735 /* Given two different pointers DEST and ORIG.  Merge the points-to
1736    information in ORIG into DEST.  AI is as in
1737    collect_points_to_info.  */
1738
1739 static void
1740 merge_pointed_to_info (struct alias_info *ai, tree dest, tree orig)
1741 {
1742   struct ptr_info_def *dest_pi, *orig_pi;
1743
1744   gcc_assert (dest != orig);
1745
1746   /* Make sure we have points-to information for ORIG.  */
1747   collect_points_to_info_for (ai, orig);
1748
1749   dest_pi = get_ptr_info (dest);
1750   orig_pi = SSA_NAME_PTR_INFO (orig);
1751
1752   if (orig_pi)
1753     {
1754       /* Notice that we never merge PT_MALLOC.  This attribute is only
1755          true if the pointer is the result of a malloc() call.
1756          Otherwise, we can end up in this situation:
1757
1758          P_i = malloc ();
1759          ...
1760          P_j = P_i + X;
1761
1762          P_j would be marked as PT_MALLOC, however we currently do not
1763          handle cases of more than one pointer pointing to the same
1764          malloc'd area.
1765
1766          FIXME: If the merging comes from an expression that preserves
1767          the PT_MALLOC attribute (copy assignment, address
1768          arithmetic), we ought to merge PT_MALLOC, but then both
1769          pointers would end up getting different name tags because
1770          create_name_tags is not smart enough to determine that the
1771          two come from the same malloc call.  Copy propagation before
1772          aliasing should cure this.  */
1773       gcc_assert (orig_pi != dest_pi);
1774       
1775       dest_pi->pt_malloc = 0;
1776
1777       if (orig_pi->pt_malloc || orig_pi->pt_anything)
1778         set_pt_anything (dest);
1779
1780       if (!dest_pi->pt_anything
1781           && orig_pi->pt_vars
1782           && !bitmap_empty_p (orig_pi->pt_vars))
1783         {
1784           if (dest_pi->pt_vars == NULL)
1785             {
1786               dest_pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
1787               bitmap_copy (dest_pi->pt_vars, orig_pi->pt_vars);
1788             }
1789           else
1790             bitmap_ior_into (dest_pi->pt_vars, orig_pi->pt_vars);
1791         }
1792     }
1793   else
1794     set_pt_anything (dest);
1795 }
1796
1797
1798 /* Add EXPR to the list of expressions pointed-to by PTR.  */
1799
1800 static void
1801 add_pointed_to_expr (struct alias_info *ai, tree ptr, tree expr)
1802 {
1803   if (TREE_CODE (expr) == WITH_SIZE_EXPR)
1804     expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
1805
1806   get_ptr_info (ptr);
1807
1808   if (TREE_CODE (expr) == CALL_EXPR
1809       && (call_expr_flags (expr) & (ECF_MALLOC | ECF_MAY_BE_ALLOCA)))
1810     {
1811       /* If EXPR is a malloc-like call, then the area pointed to PTR
1812          is guaranteed to not alias with anything else.  */
1813       set_pt_malloc (ptr);
1814     }
1815   else if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
1816     {
1817       /* Found P_i = ADDR_EXPR  */
1818       add_pointed_to_var (ai, ptr, expr);
1819     }
1820   else if (TREE_CODE (expr) == SSA_NAME && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr)))
1821     {
1822       /* Found P_i = Q_j.  */
1823       merge_pointed_to_info (ai, ptr, expr);
1824     }
1825   else if (TREE_CODE (expr) == PLUS_EXPR || TREE_CODE (expr) == MINUS_EXPR)
1826     {
1827       /* Found P_i = PLUS_EXPR or P_i = MINUS_EXPR  */
1828       tree op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1829       tree op1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1830
1831       /* Both operands may be of pointer type.  FIXME: Shouldn't
1832          we just expect PTR + OFFSET always?  */
1833       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1834           && TREE_CODE (op0) != INTEGER_CST)
1835         {
1836           if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1837             merge_pointed_to_info (ai, ptr, op0);
1838           else if (TREE_CODE (op0) == ADDR_EXPR)
1839             add_pointed_to_var (ai, ptr, op0);
1840           else
1841             set_pt_anything (ptr);
1842         }
1843
1844       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1))
1845           && TREE_CODE (op1) != INTEGER_CST)
1846         {
1847           if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
1848             merge_pointed_to_info (ai, ptr, op1);
1849           else if (TREE_CODE (op1) == ADDR_EXPR)
1850             add_pointed_to_var (ai, ptr, op1);
1851           else
1852             set_pt_anything (ptr);
1853         }
1854
1855       /* Neither operand is a pointer?  VAR can be pointing anywhere.
1856          FIXME: Shouldn't we abort here?  If we get here, we found
1857          PTR = INT_CST + INT_CST, which should not be a valid pointer
1858          expression.  */
1859       if (!(POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1860             && TREE_CODE (op0) != INTEGER_CST)
1861           && !(POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1))
1862                && TREE_CODE (op1) != INTEGER_CST))
1863         set_pt_anything (ptr);
1864     }
1865   else
1866     {
1867       /* If we can't recognize the expression, assume that PTR may
1868          point anywhere.  */
1869       set_pt_anything (ptr);
1870     }
1871 }
1872
1873
1874 /* If VALUE is of the form &DECL, add DECL to the set of variables
1875    pointed-to by PTR.  Otherwise, add VALUE as a pointed-to expression by
1876    PTR.  AI is as in collect_points_to_info.  */
1877
1878 static void
1879 add_pointed_to_var (struct alias_info *ai, tree ptr, tree value)
1880 {
1881   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
1882   tree pt_var;
1883   size_t uid;
1884
1885   gcc_assert (TREE_CODE (value) == ADDR_EXPR);
1886
1887   pt_var = TREE_OPERAND (value, 0);
1888   if (REFERENCE_CLASS_P (pt_var))
1889     pt_var = get_base_address (pt_var);
1890
1891   if (pt_var && SSA_VAR_P (pt_var))
1892     {
1893       uid = var_ann (pt_var)->uid;
1894       bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, uid);
1895
1896       if (pi->pt_vars == NULL)
1897         pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
1898       bitmap_set_bit (pi->pt_vars, uid);
1899
1900       /* If the variable is a global, mark the pointer as pointing to
1901          global memory (which will make its tag a global variable).  */
1902       if (is_global_var (pt_var))
1903         pi->pt_global_mem = 1;
1904     }
1905 }
1906
1907
1908 /* Callback for walk_use_def_chains to gather points-to information from the
1909    SSA web.
1910    
1911    VAR is an SSA variable or a GIMPLE expression.
1912    
1913    STMT is the statement that generates the SSA variable or, if STMT is a
1914       PHI_NODE, VAR is one of the PHI arguments.
1915
1916    DATA is a pointer to a structure of type ALIAS_INFO.  */
1917
1918 static bool
1919 collect_points_to_info_r (tree var, tree stmt, void *data)
1920 {
1921   struct alias_info *ai = (struct alias_info *) data;
1922
1923   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1924     {
1925       fprintf (dump_file, "Visiting use-def links for ");
1926       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
1927       fprintf (dump_file, "\n");
1928     }
1929
1930   switch (TREE_CODE (stmt))
1931     {
1932     case RETURN_EXPR:
1933       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 0)) != MODIFY_EXPR)
1934         abort ();
1935       stmt = TREE_OPERAND (stmt, 0);
1936       /* FALLTHRU  */
1937
1938     case MODIFY_EXPR:
1939       {
1940         tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
1941         STRIP_NOPS (rhs);
1942         add_pointed_to_expr (ai, var, rhs);
1943         break;
1944       }
1945
1946     case ASM_EXPR:
1947       /* Pointers defined by __asm__ statements can point anywhere.  */
1948       set_pt_anything (var);
1949       break;
1950
1951     case NOP_EXPR:
1952       if (IS_EMPTY_STMT (stmt))
1953         {
1954           tree decl = SSA_NAME_VAR (var);
1955           
1956           if (TREE_CODE (decl) == PARM_DECL)
1957             add_pointed_to_expr (ai, var, decl);
1958           else if (DECL_INITIAL (decl))
1959             add_pointed_to_expr (ai, var, DECL_INITIAL (decl));
1960           else
1961             add_pointed_to_expr (ai, var, decl);
1962         }
1963       break;
1964
1965     case PHI_NODE:
1966       {
1967         /* It STMT is a PHI node, then VAR is one of its arguments.  The
1968            variable that we are analyzing is the LHS of the PHI node.  */
1969         tree lhs = PHI_RESULT (stmt);
1970
1971         switch (TREE_CODE (var))
1972           {
1973           case ADDR_EXPR:
1974             add_pointed_to_var (ai, lhs, var);
1975             break;
1976             
1977           case SSA_NAME:
1978             /* Avoid unnecessary merges.  */
1979             if (lhs != var)
1980               merge_pointed_to_info (ai, lhs, var);
1981             break;
1982             
1983           default:
1984             gcc_assert (is_gimple_min_invariant (var));
1985             add_pointed_to_expr (ai, lhs, var);
1986             break;
1987           }
1988         break;
1989       }
1990
1991     default:
1992       gcc_unreachable ();
1993     }
1994   
1995   return false;
1996 }
1997
1998
1999 /* Return true if STMT is an "escape" site from the current function.  Escape
2000    sites those statements which might expose the address of a variable
2001    outside the current function.  STMT is an escape site iff:
2002
2003         1- STMT is a function call, or
2004         2- STMT is an __asm__ expression, or
2005         3- STMT is an assignment to a non-local variable, or
2006         4- STMT is a return statement.
2007
2008    If NUM_CALLS_P is not NULL, the counter is incremented if STMT contains
2009    a function call.  */
2010
2011 static bool
2012 is_escape_site (tree stmt, size_t *num_calls_p)
2013 {
2014   if (get_call_expr_in (stmt) != NULL_TREE)
2015     {
2016       if (num_calls_p)
2017         (*num_calls_p)++;
2018
2019       return true;
2020     }
2021   else if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR)
2022     return true;
2023   else if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
2024     {
2025       tree lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
2026
2027       /* Get to the base of _REF nodes.  */
2028       if (TREE_CODE (lhs) != SSA_NAME)
2029         lhs = get_base_address (lhs);
2030
2031       /* If we couldn't recognize the LHS of the assignment, assume that it
2032          is a non-local store.  */
2033       if (lhs == NULL_TREE)
2034         return true;
2035
2036       /* If the RHS is a conversion between a pointer and an integer, the
2037          pointer escapes since we can't track the integer.  */
2038       if ((TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == NOP_EXPR
2039            || TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == CONVERT_EXPR
2040            || TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == VIEW_CONVERT_EXPR)
2041           && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND
2042                                         (TREE_OPERAND (stmt, 1), 0)))
2043           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (stmt, 1))))
2044         return true;
2045
2046       /* If the LHS is an SSA name, it can't possibly represent a non-local
2047          memory store.  */
2048       if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME)
2049         return false;
2050
2051       /* FIXME: LHS is not an SSA_NAME.  Even if it's an assignment to a
2052          local variables we cannot be sure if it will escape, because we
2053          don't have information about objects not in SSA form.  Need to
2054          implement something along the lines of
2055
2056          J.-D. Choi, M. Gupta, M. J. Serrano, V. C. Sreedhar, and S. P.
2057          Midkiff, ``Escape analysis for java,'' in Proceedings of the
2058          Conference on Object-Oriented Programming Systems, Languages, and
2059          Applications (OOPSLA), pp. 1-19, 1999.  */
2060       return true;
2061     }
2062   else if (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR)
2063     return true;
2064
2065   return false;
2066 }
2067
2068
2069 /* Create a new memory tag of type TYPE.  If IS_TYPE_TAG is true, the tag
2070    is considered to represent all the pointers whose pointed-to types are
2071    in the same alias set class.  Otherwise, the tag represents a single
2072    SSA_NAME pointer variable.  */
2073
2074 static tree
2075 create_memory_tag (tree type, bool is_type_tag)
2076 {
2077   var_ann_t ann;
2078   tree tag = create_tmp_var_raw (type, (is_type_tag) ? "TMT" : "NMT");
2079
2080   /* By default, memory tags are local variables.  Alias analysis will
2081      determine whether they should be considered globals.  */
2082   DECL_CONTEXT (tag) = current_function_decl;
2083
2084   /* Memory tags are by definition addressable.  This also prevents
2085      is_gimple_ref frome confusing memory tags with optimizable
2086      variables.  */
2087   TREE_ADDRESSABLE (tag) = 1;
2088
2089   ann = get_var_ann (tag);
2090   ann->mem_tag_kind = (is_type_tag) ? TYPE_TAG : NAME_TAG;
2091   ann->type_mem_tag = NULL_TREE;
2092
2093   /* Add the tag to the symbol table.  */
2094   add_referenced_tmp_var (tag);
2095
2096   return tag;
2097 }
2098
2099
2100 /* Create a name memory tag to represent a specific SSA_NAME pointer P_i.
2101    This is used if P_i has been found to point to a specific set of
2102    variables or to a non-aliased memory location like the address returned
2103    by malloc functions.  */
2104
2105 static tree
2106 get_nmt_for (tree ptr)
2107 {
2108   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
2109   tree tag = pi->name_mem_tag;
2110
2111   if (tag == NULL_TREE)
2112     tag = create_memory_tag (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)), false);
2113
2114   /* If PTR is a PARM_DECL, it points to a global variable or malloc,
2115      then its name tag should be considered a global variable.  */
2116   if (TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (ptr)) == PARM_DECL
2117       || pi->pt_malloc
2118       || pi->pt_global_mem)
2119     mark_call_clobbered (tag);
2120
2121   return tag;
2122 }
2123
2124
2125 /* Return the type memory tag associated to pointer PTR.  A memory tag is an
2126    artificial variable that represents the memory location pointed-to by
2127    PTR.  It is used to model the effects of pointer de-references on
2128    addressable variables.
2129    
2130    AI points to the data gathered during alias analysis.  This function
2131    populates the array AI->POINTERS.  */
2132
2133 static tree
2134 get_tmt_for (tree ptr, struct alias_info *ai)
2135 {
2136   size_t i;
2137   tree tag;
2138   tree tag_type = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr));
2139   HOST_WIDE_INT tag_set = get_alias_set (tag_type);
2140
2141   /* To avoid creating unnecessary memory tags, only create one memory tag
2142      per alias set class.  Note that it may be tempting to group
2143      memory tags based on conflicting alias sets instead of
2144      equivalence.  That would be wrong because alias sets are not
2145      necessarily transitive (as demonstrated by the libstdc++ test
2146      23_containers/vector/cons/4.cc).  Given three alias sets A, B, C
2147      such that conflicts (A, B) == true and conflicts (A, C) == true,
2148      it does not necessarily follow that conflicts (B, C) == true.  */
2149   for (i = 0, tag = NULL_TREE; i < ai->num_pointers; i++)
2150     {
2151       struct alias_map_d *curr = ai->pointers[i];
2152       if (tag_set == curr->set)
2153         {
2154           tag = var_ann (curr->var)->type_mem_tag;
2155           break;
2156         }
2157     }
2158
2159   /* If VAR cannot alias with any of the existing memory tags, create a new
2160      tag for PTR and add it to the POINTERS array.  */
2161   if (tag == NULL_TREE)
2162     {
2163       struct alias_map_d *alias_map;
2164
2165       /* If PTR did not have a type tag already, create a new TMT.*
2166          artificial variable representing the memory location
2167          pointed-to by PTR.  */
2168       if (var_ann (ptr)->type_mem_tag == NULL_TREE)
2169         tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2170       else
2171         tag = var_ann (ptr)->type_mem_tag;
2172
2173       /* Add PTR to the POINTERS array.  Note that we are not interested in
2174          PTR's alias set.  Instead, we cache the alias set for the memory that
2175          PTR points to.  */
2176       alias_map = xcalloc (1, sizeof (*alias_map));
2177       alias_map->var = ptr;
2178       alias_map->set = tag_set;
2179       ai->pointers[ai->num_pointers++] = alias_map;
2180     }
2181
2182   /* If the pointed-to type is volatile, so is the tag.  */
2183   TREE_THIS_VOLATILE (tag) |= TREE_THIS_VOLATILE (tag_type);
2184
2185   /* Make sure that the type tag has the same alias set as the
2186      pointed-to type.  */
2187   gcc_assert (tag_set == get_alias_set (tag));
2188
2189   return tag;
2190 }
2191
2192
2193 /* Create GLOBAL_VAR, an artificial global variable to act as a
2194    representative of all the variables that may be clobbered by function
2195    calls.  */
2196
2197 static void
2198 create_global_var (void)
2199 {
2200   global_var = build_decl (VAR_DECL, get_identifier (".GLOBAL_VAR"),
2201                            void_type_node);
2202   DECL_ARTIFICIAL (global_var) = 1;
2203   TREE_READONLY (global_var) = 0;
2204   DECL_EXTERNAL (global_var) = 1;
2205   TREE_STATIC (global_var) = 1;
2206   TREE_USED (global_var) = 1;
2207   DECL_CONTEXT (global_var) = NULL_TREE;
2208   TREE_THIS_VOLATILE (global_var) = 0;
2209   TREE_ADDRESSABLE (global_var) = 0;
2210
2211   add_referenced_tmp_var (global_var);
2212   bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (global_var)->uid);
2213 }
2214
2215
2216 /* Dump alias statistics on FILE.  */
2217
2218 static void 
2219 dump_alias_stats (FILE *file)
2220 {
2221   const char *funcname
2222     = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2223   fprintf (file, "\nAlias statistics for %s\n\n", funcname);
2224   fprintf (file, "Total alias queries:\t%u\n", alias_stats.alias_queries);
2225   fprintf (file, "Total alias mayalias results:\t%u\n", 
2226            alias_stats.alias_mayalias);
2227   fprintf (file, "Total alias noalias results:\t%u\n",
2228            alias_stats.alias_noalias);
2229   fprintf (file, "Total simple queries:\t%u\n",
2230            alias_stats.simple_queries);
2231   fprintf (file, "Total simple resolved:\t%u\n",
2232            alias_stats.simple_resolved);
2233   fprintf (file, "Total TBAA queries:\t%u\n",
2234            alias_stats.tbaa_queries);
2235   fprintf (file, "Total TBAA resolved:\t%u\n",
2236            alias_stats.tbaa_resolved);
2237 }
2238   
2239
2240 /* Dump alias information on FILE.  */
2241
2242 void
2243 dump_alias_info (FILE *file)
2244 {
2245   size_t i;
2246   const char *funcname
2247     = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2248
2249   fprintf (file, "\nFlow-insensitive alias information for %s\n\n", funcname);
2250
2251   fprintf (file, "Aliased symbols\n\n");
2252   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2253     {
2254       tree var = referenced_var (i);
2255       if (may_be_aliased (var))
2256         dump_variable (file, var);
2257     }
2258
2259   fprintf (file, "\nDereferenced pointers\n\n");
2260   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2261     {
2262       tree var = referenced_var (i);
2263       var_ann_t ann = var_ann (var);
2264       if (ann->type_mem_tag)
2265         dump_variable (file, var);
2266     }
2267
2268   fprintf (file, "\nType memory tags\n\n");
2269   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2270     {
2271       tree var = referenced_var (i);
2272       var_ann_t ann = var_ann (var);
2273       if (ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG)
2274         dump_variable (file, var);
2275     }
2276
2277   fprintf (file, "\n\nFlow-sensitive alias information for %s\n\n", funcname);
2278
2279   fprintf (file, "SSA_NAME pointers\n\n");
2280   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
2281     {
2282       tree ptr = ssa_name (i);
2283       struct ptr_info_def *pi;
2284       
2285       if (ptr == NULL_TREE)
2286         continue;
2287
2288       pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2289       if (!SSA_NAME_IN_FREE_LIST (ptr)
2290           && pi
2291           && pi->name_mem_tag)
2292         dump_points_to_info_for (file, ptr);
2293     }
2294
2295   fprintf (file, "\nName memory tags\n\n");
2296   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2297     {
2298       tree var = referenced_var (i);
2299       var_ann_t ann = var_ann (var);
2300       if (ann->mem_tag_kind == NAME_TAG)
2301         dump_variable (file, var);
2302     }
2303
2304   fprintf (file, "\n");
2305 }
2306
2307
2308 /* Dump alias information on stderr.  */
2309
2310 void
2311 debug_alias_info (void)
2312 {
2313   dump_alias_info (stderr);
2314 }
2315
2316
2317 /* Return the alias information associated with pointer T.  It creates a
2318    new instance if none existed.  */
2319
2320 struct ptr_info_def *
2321 get_ptr_info (tree t)
2322 {
2323   struct ptr_info_def *pi;
2324
2325   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (t)));
2326
2327   pi = SSA_NAME_PTR_INFO (t);
2328   if (pi == NULL)
2329     {
2330       pi = ggc_alloc (sizeof (*pi));
2331       memset ((void *)pi, 0, sizeof (*pi));
2332       SSA_NAME_PTR_INFO (t) = pi;
2333     }
2334
2335   return pi;
2336 }
2337
2338
2339 /* Dump points-to information for SSA_NAME PTR into FILE.  */
2340
2341 void
2342 dump_points_to_info_for (FILE *file, tree ptr)
2343 {
2344   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2345
2346   print_generic_expr (file, ptr, dump_flags);
2347
2348   if (pi)
2349     {
2350       if (pi->name_mem_tag)
2351         {
2352           fprintf (file, ", name memory tag: ");
2353           print_generic_expr (file, pi->name_mem_tag, dump_flags);
2354         }
2355
2356       if (pi->is_dereferenced)
2357         fprintf (file, ", is dereferenced");
2358
2359       if (pi->value_escapes_p)
2360         fprintf (file, ", its value escapes");
2361
2362       if (pi->pt_anything)
2363         fprintf (file, ", points-to anything");
2364
2365       if (pi->pt_malloc)
2366         fprintf (file, ", points-to malloc");
2367
2368       if (pi->pt_vars)
2369         {
2370           unsigned ix;
2371           bitmap_iterator bi;
2372
2373           fprintf (file, ", points-to vars: { ");
2374           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, ix, bi)
2375             {
2376               print_generic_expr (file, referenced_var (ix), dump_flags);
2377               fprintf (file, " ");
2378             }
2379           fprintf (file, "}");
2380         }
2381     }
2382
2383   fprintf (file, "\n");
2384 }
2385
2386
2387 /* Dump points-to information for VAR into stderr.  */
2388
2389 void
2390 debug_points_to_info_for (tree var)
2391 {
2392   dump_points_to_info_for (stderr, var);
2393 }
2394
2395
2396 /* Dump points-to information into FILE.  NOTE: This function is slow, as
2397    it needs to traverse the whole CFG looking for pointer SSA_NAMEs.  */
2398
2399 void
2400 dump_points_to_info (FILE *file)
2401 {
2402   basic_block bb;
2403   block_stmt_iterator si;
2404   size_t i;
2405   ssa_op_iter iter;
2406   const char *fname =
2407     lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2408
2409   fprintf (file, "\n\nPointed-to sets for pointers in %s\n\n", fname);
2410
2411   /* First dump points-to information for the default definitions of
2412      pointer variables.  This is necessary because default definitions are
2413      not part of the code.  */
2414   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2415     {
2416       tree var = referenced_var (i);
2417       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2418         {
2419           var_ann_t ann = var_ann (var);
2420           if (ann->default_def)
2421             dump_points_to_info_for (file, ann->default_def);
2422         }
2423     }
2424
2425   /* Dump points-to information for every pointer defined in the program.  */
2426   FOR_EACH_BB (bb)
2427     {
2428       tree phi;
2429
2430       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2431         {
2432           tree ptr = PHI_RESULT (phi);
2433           if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)))
2434             dump_points_to_info_for (file, ptr);
2435         }
2436
2437         for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
2438           {
2439             tree stmt = bsi_stmt (si);
2440             tree def;
2441             FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
2442               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (def)))
2443                 dump_points_to_info_for (file, def);
2444           }
2445     }
2446
2447   fprintf (file, "\n");
2448 }
2449
2450
2451 /* Dump points-to info pointed by PTO into STDERR.  */
2452
2453 void
2454 debug_points_to_info (void)
2455 {
2456   dump_points_to_info (stderr);
2457 }
2458
2459 /* Dump to FILE the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2460
2461 void
2462 dump_may_aliases_for (FILE *file, tree var)
2463 {
2464   varray_type aliases;
2465   
2466   if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
2467     var = SSA_NAME_VAR (var);
2468
2469   aliases = var_ann (var)->may_aliases;
2470   if (aliases)
2471     {
2472       size_t i;
2473       fprintf (file, "{ ");
2474       for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); i++)
2475         {
2476           print_generic_expr (file, VARRAY_TREE (aliases, i), dump_flags);
2477           fprintf (file, " ");
2478         }
2479       fprintf (file, "}");
2480     }
2481 }
2482
2483
2484 /* Dump to stderr the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2485
2486 void
2487 debug_may_aliases_for (tree var)
2488 {
2489   dump_may_aliases_for (stderr, var);
2490 }
2491
2492 /* Return true if VAR may be aliased.  */
2493
2494 bool
2495 may_be_aliased (tree var)
2496 {
2497   /* Obviously.  */
2498   if (TREE_ADDRESSABLE (var))
2499     return true;
2500
2501   /* Globally visible variables can have their addresses taken by other
2502      translation units.  */
2503   if (DECL_EXTERNAL (var) || TREE_PUBLIC (var))
2504     return true;
2505
2506   /* Automatic variables can't have their addresses escape any other way.
2507      This must be after the check for global variables, as extern declarations
2508      do not have TREE_STATIC set.  */
2509   if (!TREE_STATIC (var))
2510     return false;
2511
2512   /* If we're in unit-at-a-time mode, then we must have seen all occurrences
2513      of address-of operators, and so we can trust TREE_ADDRESSABLE.  Otherwise
2514      we can only be sure the variable isn't addressable if it's local to the
2515      current function.  */
2516   if (flag_unit_at_a_time)
2517     return false;
2518   if (decl_function_context (var) == current_function_decl)
2519     return false;
2520
2521   return true;
2522 }
2523