OSDN Git Service

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