OSDN Git Service

2004-09-17 Jeffrey D. Oldham <oldham@codesourcery.com>
[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 add_pointed_to_expr (tree, tree);
151 static void create_global_var (void);
152 static void collect_points_to_info_for (struct alias_info *, tree);
153 static bool ptr_is_dereferenced_by (tree, tree, bool *);
154 static void maybe_create_global_var (struct alias_info *ai);
155 static void group_aliases (struct alias_info *);
156 static struct ptr_info_def *get_ptr_info (tree t);
157 static void set_pt_anything (tree ptr);
158 static void set_pt_malloc (tree ptr);
159
160 /* Global declarations.  */
161
162 /* Call clobbered variables in the function.  If bit I is set, then
163    REFERENCED_VARS (I) is call-clobbered.  */
164 bitmap call_clobbered_vars;
165
166 /* Addressable variables in the function.  If bit I is set, then
167    REFERENCED_VARS (I) has had its address taken.  Note that
168    CALL_CLOBBERED_VARS and ADDRESSABLE_VARS are not related.  An
169    addressable variable is not necessarily call-clobbered (e.g., a
170    local addressable whose address does not escape) and not all
171    call-clobbered variables are addressable (e.g., a local static
172    variable).  */
173 bitmap addressable_vars;
174
175 /* When the program has too many call-clobbered variables and call-sites,
176    this variable is used to represent the clobbering effects of function
177    calls.  In these cases, all the call clobbered variables in the program
178    are forced to alias this variable.  This reduces compile times by not
179    having to keep track of too many V_MAY_DEF expressions at call sites.  */
180 tree global_var;
181
182
183 /* Compute may-alias information for every variable referenced in function
184    FNDECL.
185
186    Alias analysis proceeds in 3 main phases:
187
188    1- Points-to and escape analysis.
189
190    This phase walks the use-def chains in the SSA web looking for three
191    things:
192
193         * Assignments of the form P_i = &VAR
194         * Assignments of the form P_i = malloc()
195         * Pointers and ADDR_EXPR that escape the current function.
196
197    The concept of 'escaping' is the same one used in the Java world.  When
198    a pointer or an ADDR_EXPR escapes, it means that it has been exposed
199    outside of the current function.  So, assignment to global variables,
200    function arguments and returning a pointer are all escape sites.
201
202    This is where we are currently limited.  Since not everything is renamed
203    into SSA, we lose track of escape properties when a pointer is stashed
204    inside a field in a structure, for instance.  In those cases, we are
205    assuming that the pointer does escape.
206
207    We use escape analysis to determine whether a variable is
208    call-clobbered.  Simply put, if an ADDR_EXPR escapes, then the variable
209    is call-clobbered.  If a pointer P_i escapes, then all the variables
210    pointed-to by P_i (and its memory tag) also escape.
211
212    2- Compute flow-sensitive aliases
213
214    We have two classes of memory tags.  Memory tags associated with the
215    pointed-to data type of the pointers in the program.  These tags are
216    called "type memory tag" (TMT).  The other class are those associated
217    with SSA_NAMEs, called "name memory tag" (NMT). The basic idea is that
218    when adding operands for an INDIRECT_REF *P_i, we will first check
219    whether P_i has a name tag, if it does we use it, because that will have
220    more precise aliasing information.  Otherwise, we use the standard type
221    tag.
222
223    In this phase, we go through all the pointers we found in points-to
224    analysis and create alias sets for the name memory tags associated with
225    each pointer P_i.  If P_i escapes, we mark call-clobbered the variables
226    it points to and its tag.
227
228
229    3- Compute flow-insensitive aliases
230
231    This pass will compare the alias set of every type memory tag and every
232    addressable variable found in the program.  Given a type memory tag TMT
233    and an addressable variable V.  If the alias sets of TMT and V conflict
234    (as computed by may_alias_p), then V is marked as an alias tag and added
235    to the alias set of TMT.
236
237    For instance, consider the following function:
238
239             foo (int i)
240             {
241               int *p, *q, a, b;
242             
243               if (i > 10)
244                 p = &a;
245               else
246                 q = &b;
247             
248               *p = 3;
249               *q = 5;
250               a = b + 2;
251               return *p;
252             }
253
254    After aliasing analysis has finished, the type memory tag for pointer
255    'p' will have two aliases, namely variables 'a' and 'b'.  Every time
256    pointer 'p' is dereferenced, we want to mark the operation as a
257    potential reference to 'a' and 'b'.
258
259             foo (int i)
260             {
261               int *p, a, b;
262
263               if (i_2 > 10)
264                 p_4 = &a;
265               else
266                 p_6 = &b;
267               # p_1 = PHI <p_4(1), p_6(2)>;
268
269               # a_7 = V_MAY_DEF <a_3>;
270               # b_8 = V_MAY_DEF <b_5>;
271               *p_1 = 3;
272
273               # a_9 = V_MAY_DEF <a_7>
274               # VUSE <b_8>
275               a_9 = b_8 + 2;
276
277               # VUSE <a_9>;
278               # VUSE <b_8>;
279               return *p_1;
280             }
281
282    In certain cases, the list of may aliases for a pointer may grow too
283    large.  This may cause an explosion in the number of virtual operands
284    inserted in the code.  Resulting in increased memory consumption and
285    compilation time.
286
287    When the number of virtual operands needed to represent aliased
288    loads and stores grows too large (configurable with @option{--param
289    max-aliased-vops}), alias sets are grouped to avoid severe
290    compile-time slow downs and memory consumption.  See group_aliases.  */
291
292 static void
293 compute_may_aliases (void)
294 {
295   struct alias_info *ai;
296   
297   memset (&alias_stats, 0, sizeof (alias_stats));
298
299   /* Initialize aliasing information.  */
300   ai = init_alias_info ();
301
302   /* For each pointer P_i, determine the sets of variables that P_i may
303      point-to.  For every addressable variable V, determine whether the
304      address of V escapes the current function, making V call-clobbered
305      (i.e., whether &V is stored in a global variable or if its passed as a
306      function call argument).  */
307   compute_points_to_and_addr_escape (ai);
308
309   /* Collect all pointers and addressable variables, compute alias sets,
310      create memory tags for pointers and promote variables whose address is
311      not needed anymore.  */
312   setup_pointers_and_addressables (ai);
313
314   /* Compute flow-sensitive, points-to based aliasing for all the name
315      memory tags.  Note that this pass needs to be done before flow
316      insensitive analysis because it uses the points-to information
317      gathered before to mark call-clobbered type tags.  */
318   compute_flow_sensitive_aliasing (ai);
319
320   /* Compute type-based flow-insensitive aliasing for all the type
321      memory tags.  */
322   compute_flow_insensitive_aliasing (ai);
323
324   /* If the program has too many call-clobbered variables and/or function
325      calls, create .GLOBAL_VAR and use it to model call-clobbering
326      semantics at call sites.  This reduces the number of virtual operands
327      considerably, improving compile times at the expense of lost
328      aliasing precision.  */
329   maybe_create_global_var (ai);
330
331   /* Debugging dumps.  */
332   if (dump_file)
333     {
334       dump_referenced_vars (dump_file);
335       if (dump_flags & TDF_STATS)
336         dump_alias_stats (dump_file);
337       dump_points_to_info (dump_file);
338       dump_alias_info (dump_file);
339     }
340
341   /* Deallocate memory used by aliasing data structures.  */
342   delete_alias_info (ai);
343 }
344
345 struct tree_opt_pass pass_may_alias = 
346 {
347   "alias",                              /* name */
348   NULL,                                 /* gate */
349   compute_may_aliases,                  /* execute */
350   NULL,                                 /* sub */
351   NULL,                                 /* next */
352   0,                                    /* static_pass_number */
353   TV_TREE_MAY_ALIAS,                    /* tv_id */
354   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
355   PROP_alias,                           /* properties_provided */
356   0,                                    /* properties_destroyed */
357   0,                                    /* todo_flags_start */
358   TODO_dump_func | TODO_rename_vars
359     | TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa,  /* todo_flags_finish */
360   0                                     /* letter */
361 };
362
363
364 /* Initialize the data structures used for alias analysis.  */
365
366 static struct alias_info *
367 init_alias_info (void)
368 {
369   struct alias_info *ai;
370   static bool aliases_computed_p = false;
371
372   ai = xcalloc (1, sizeof (struct alias_info));
373   ai->ssa_names_visited = BITMAP_XMALLOC ();
374   VARRAY_TREE_INIT (ai->processed_ptrs, 50, "processed_ptrs");
375   ai->addresses_needed = BITMAP_XMALLOC ();
376   VARRAY_UINT_INIT (ai->num_references, num_referenced_vars, "num_references");
377   ai->written_vars = BITMAP_XMALLOC ();
378   ai->dereferenced_ptrs_store = BITMAP_XMALLOC ();
379   ai->dereferenced_ptrs_load = BITMAP_XMALLOC ();
380
381   /* If aliases have been computed before, clear existing information.  */
382   if (aliases_computed_p)
383     {
384       size_t i;
385
386       /* Clear the call-clobbered set.  We are going to re-discover
387           call-clobbered variables.  */
388       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i,
389         {
390           tree var = referenced_var (i);
391
392           /* Variables that are intrinsically call-clobbered (globals,
393              local statics, etc) will not be marked by the aliasing
394              code, so we can't remove them from CALL_CLOBBERED_VARS.  */
395           if (!is_call_clobbered (var))
396             bitmap_clear_bit (call_clobbered_vars, var_ann (var)->uid);
397         });
398
399       /* Similarly, clear the set of addressable variables.  In this
400          case, we can just clear the set because addressability is
401          only computed here.  */
402       bitmap_clear (addressable_vars);
403
404       /* Clear flow-insensitive alias information from each symbol.  */
405       for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
406         {
407           var_ann_t ann = var_ann (referenced_var (i));
408           ann->is_alias_tag = 0;
409           ann->may_aliases = NULL;
410         }
411
412       /* Clear flow-sensitive points-to information from each SSA name.  */
413       for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
414         {
415           tree name = ssa_name (i);
416
417           if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (name)))
418             continue;
419
420           if (SSA_NAME_PTR_INFO (name))
421             {
422               struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (name);
423
424               /* Clear all the flags but keep the name tag to
425                  avoid creating new temporaries unnecessarily.  If
426                  this pointer is found to point to a subset or
427                  superset of its former points-to set, then a new
428                  tag will need to be created in create_name_tags.  */
429               pi->pt_anything = 0;
430               pi->pt_malloc = 0;
431               pi->value_escapes_p = 0;
432               pi->is_dereferenced = 0;
433               if (pi->pt_vars)
434                 bitmap_clear (pi->pt_vars);
435             }
436         }
437     }
438
439   /* Next time, we will need to reset alias information.  */
440   aliases_computed_p = true;
441
442   return ai;
443 }
444
445
446 /* Deallocate memory used by alias analysis.  */
447
448 static void
449 delete_alias_info (struct alias_info *ai)
450 {
451   size_t i;
452
453   BITMAP_XFREE (ai->ssa_names_visited);
454   ai->processed_ptrs = NULL;
455   BITMAP_XFREE (ai->addresses_needed);
456
457   for (i = 0; i < ai->num_addressable_vars; i++)
458     {
459       sbitmap_free (ai->addressable_vars[i]->may_aliases);
460       free (ai->addressable_vars[i]);
461     }
462   free (ai->addressable_vars);
463
464   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
465     {
466       sbitmap_free (ai->pointers[i]->may_aliases);
467       free (ai->pointers[i]);
468     }
469   free (ai->pointers);
470
471   ai->num_references = NULL;
472   BITMAP_XFREE (ai->written_vars);
473   BITMAP_XFREE (ai->dereferenced_ptrs_store);
474   BITMAP_XFREE (ai->dereferenced_ptrs_load);
475
476   free (ai);
477 }
478
479
480 /* Walk use-def chains for pointer PTR to determine what variables is PTR
481    pointing to.  */
482
483 static void
484 collect_points_to_info_for (struct alias_info *ai, tree ptr)
485 {
486   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)));
487
488   if (!bitmap_bit_p (ai->ssa_names_visited, SSA_NAME_VERSION (ptr)))
489     {
490       bitmap_set_bit (ai->ssa_names_visited, SSA_NAME_VERSION (ptr));
491       walk_use_def_chains (ptr, collect_points_to_info_r, ai, true);
492       VARRAY_PUSH_TREE (ai->processed_ptrs, ptr);
493     }
494 }
495
496
497 /* Helper for ptr_is_dereferenced_by.  Called by walk_tree to look for
498    INDIRECT_REF nodes for the pointer passed in DATA.  */
499
500 static tree
501 find_ptr_dereference (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
502 {
503   tree ptr = (tree) data;
504
505   if (TREE_CODE (*tp) == INDIRECT_REF
506       && TREE_OPERAND (*tp, 0) == ptr)
507     return *tp;
508
509   return NULL_TREE;
510 }
511
512
513 /* Return true if STMT contains INDIRECT_REF <PTR>.  *IS_STORE is set
514    to 'true' if the dereference is on the LHS of an 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
590           /* Mark all the variables whose address are taken by the
591              statement.  Note that this will miss all the addresses taken
592              in PHI nodes (those are discovered while following the use-def
593              chains).  */
594           get_stmt_operands (stmt);
595           addr_taken = addresses_taken (stmt);
596           if (addr_taken)
597             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (addr_taken, 0, i,
598                 {
599                   tree var = referenced_var (i);
600                   bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, var_ann (var)->uid);
601                   if (stmt_escapes_p)
602                     mark_call_clobbered (var);
603                 });
604
605           if (stmt_escapes_p)
606             block_ann->has_escape_site = 1;
607
608           /* Special case for silly ADDR_EXPR tricks
609              (gcc.c-torture/unsorted/pass.c).  If this statement is an
610              assignment to a non-pointer variable and the RHS takes the
611              address of a variable, assume that the variable on the RHS is
612              call-clobbered.  We could add the LHS to the list of
613              "pointers" and follow it to see if it really escapes, but it's
614              not worth the pain.  */
615           if (addr_taken
616               && TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
617               && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (stmt, 0))))
618             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (addr_taken, 0, i,
619                 {
620                   tree var = referenced_var (i);
621                   mark_call_clobbered (var);
622                 });
623
624           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_USE)
625             {
626               var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (op));
627               struct ptr_info_def *pi;
628               bool is_store;
629
630               /* If the operand's variable may be aliased, keep track
631                  of how many times we've referenced it.  This is used
632                  for alias grouping in compute_flow_sensitive_aliasing.
633                  Note that we don't need to grow AI->NUM_REFERENCES
634                  because we are processing regular variables, not
635                  memory tags (the array's initial size is set to
636                  NUM_REFERENCED_VARS).  */
637               if (may_be_aliased (SSA_NAME_VAR (op)))
638                 (VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid))++;
639
640               if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
641                 continue;
642
643               collect_points_to_info_for (ai, op);
644
645               pi = SSA_NAME_PTR_INFO (op);
646               if (ptr_is_dereferenced_by (op, stmt, &is_store))
647                 {
648                   /* Mark OP as dereferenced.  In a subsequent pass,
649                      dereferenced pointers that point to a set of
650                      variables will be assigned a name tag to alias
651                      all the variables OP points to.  */
652                   pi->is_dereferenced = 1;
653
654                   /* Keep track of how many time we've dereferenced each
655                      pointer.  Again, we don't need to grow
656                      AI->NUM_REFERENCES because we're processing
657                      existing program variables.  */
658                   (VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid))++;
659
660                   /* If this is a store operation, mark OP as being
661                      dereferenced to store, otherwise mark it as being
662                      dereferenced to load.  */
663                   if (is_store)
664                     bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid);
665                   else
666                     bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_load, v_ann->uid);
667                 }
668               else if (stmt_escapes_p)
669                 {
670                   /* Note that even if STMT is an escape point, pointer OP
671                      will not escape if it is being dereferenced.  That's
672                      why we only check for escape points if OP is not
673                      dereferenced by STMT.  */
674                   pi->value_escapes_p = 1;
675
676                   /* If the statement makes a function call, assume
677                      that pointer OP will be dereferenced in a store
678                      operation inside the called function.  */
679                   if (get_call_expr_in (stmt))
680                     {
681                       bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid);
682                       pi->is_dereferenced = 1;
683                     }
684                 }
685             }
686
687           /* Update reference counter for definitions to any
688              potentially aliased variable.  This is used in the alias
689              grouping heuristics.  */
690           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
691             {
692               tree var = SSA_NAME_VAR (op);
693               var_ann_t ann = var_ann (var);
694               bitmap_set_bit (ai->written_vars, ann->uid);
695               if (may_be_aliased (var))
696                 (VARRAY_UINT (ai->num_references, ann->uid))++;
697
698               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
699                 collect_points_to_info_for (ai, op);
700             }
701
702           /* Mark variables in V_MAY_DEF operands as being written to.  */
703           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
704             {
705               tree var = SSA_NAME_VAR (op);
706               var_ann_t ann = var_ann (var);
707               bitmap_set_bit (ai->written_vars, ann->uid);
708             }
709             
710           /* After promoting variables and computing aliasing we will
711              need to re-scan most statements.  FIXME: Try to minimize the
712              number of statements re-scanned.  It's not really necessary to
713              re-scan *all* statements.  */
714           modify_stmt (stmt);
715         }
716     }
717
718   timevar_pop (TV_TREE_PTA);
719 }
720
721
722 /* Create name tags for all the pointers that have been dereferenced.
723    We only create a name tag for a pointer P if P is found to point to
724    a set of variables (so that we can alias them to *P) or if it is
725    the result of a call to malloc (which means that P cannot point to
726    anything else nor alias any other variable).
727
728    If two pointers P and Q point to the same set of variables, they
729    are assigned the same name tag.  */
730
731 static void
732 create_name_tags (struct alias_info *ai)
733 {
734   size_t i;
735
736   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
737     {
738       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
739       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
740
741       if (pi->pt_anything || !pi->is_dereferenced)
742         {
743           /* No name tags for pointers that have not been
744              dereferenced or point to an arbitrary location.  */
745           pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
746           continue;
747         }
748
749       if (pi->pt_vars
750           && bitmap_first_set_bit (pi->pt_vars) >= 0)
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       /* Mark the new name tag for renaming.  */
808       bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (pi->name_mem_tag)->uid);
809     }
810 }
811
812
813
814 /* For every pointer P_i in AI->PROCESSED_PTRS, create may-alias sets for
815    the name memory tag (NMT) associated with P_i.  If P_i escapes, then its
816    name tag and the variables it points-to are call-clobbered.  Finally, if
817    P_i escapes and we could not determine where it points to, then all the
818    variables in the same alias set as *P_i are marked call-clobbered.  This
819    is necessary because we must assume that P_i may take the address of any
820    variable in the same alias set.  */
821
822 static void
823 compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
824 {
825   size_t i;
826
827   create_name_tags (ai);
828
829   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
830     {
831       size_t j;
832       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
833       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
834       var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (ptr));
835
836       if (pi->value_escapes_p || pi->pt_anything)
837         {
838           /* If PTR escapes or may point to anything, then its associated
839              memory tags and pointed-to variables are call-clobbered.  */
840           if (pi->name_mem_tag)
841             mark_call_clobbered (pi->name_mem_tag);
842
843           if (v_ann->type_mem_tag)
844             mark_call_clobbered (v_ann->type_mem_tag);
845
846           if (pi->pt_vars)
847             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j,
848                 mark_call_clobbered (referenced_var (j)));
849         }
850
851       /* Set up aliasing information for PTR's name memory tag (if it has
852          one).  Note that only pointers that have been dereferenced will
853          have a name memory tag.  */
854       if (pi->name_mem_tag && pi->pt_vars)
855         EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j,
856             add_may_alias (pi->name_mem_tag, referenced_var (j)));
857
858       /* If the name tag is call clobbered, so is the type tag
859          associated with the base VAR_DECL.  */
860       if (pi->name_mem_tag
861           && v_ann->type_mem_tag
862           && is_call_clobbered (pi->name_mem_tag))
863         mark_call_clobbered (v_ann->type_mem_tag);
864     }
865 }
866
867
868 /* Compute type-based alias sets.  Traverse all the pointers and
869    addressable variables found in setup_pointers_and_addressables.
870    
871    For every pointer P in AI->POINTERS and addressable variable V in
872    AI->ADDRESSABLE_VARS, add V to the may-alias sets of P's type
873    memory tag (TMT) if their alias sets conflict.  V is then marked as
874    an alias tag so that the operand scanner knows that statements
875    containing V have aliased operands.  */
876
877 static void
878 compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
879 {
880   size_t i;
881   sbitmap res;
882
883   /* Initialize counter for the total number of virtual operands that
884      aliasing will introduce.  When AI->TOTAL_ALIAS_VOPS goes beyond the
885      threshold set by --params max-alias-vops, we enable alias
886      grouping.  */
887   ai->total_alias_vops = 0;
888
889   /* For every pointer P, determine which addressable variables may alias
890      with P's type memory tag.  */
891   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
892     {
893       size_t j;
894       struct alias_map_d *p_map = ai->pointers[i];
895       tree tag = var_ann (p_map->var)->type_mem_tag;
896       var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
897
898       p_map->total_alias_vops = 0;
899       p_map->may_aliases = sbitmap_alloc (num_referenced_vars);
900       sbitmap_zero (p_map->may_aliases);
901
902       for (j = 0; j < ai->num_addressable_vars; j++)
903         {
904           struct alias_map_d *v_map;
905           var_ann_t v_ann;
906           tree var;
907           bool tag_stored_p, var_stored_p;
908           
909           v_map = ai->addressable_vars[j];
910           var = v_map->var;
911           v_ann = var_ann (var);
912
913           /* Skip memory tags and variables that have never been
914              written to.  We also need to check if the variables are
915              call-clobbered because they may be overwritten by
916              function calls.  */
917           tag_stored_p = bitmap_bit_p (ai->written_vars, tag_ann->uid)
918                          || is_call_clobbered (tag);
919           var_stored_p = bitmap_bit_p (ai->written_vars, v_ann->uid)
920                          || is_call_clobbered (var);
921           if (!tag_stored_p && !var_stored_p)
922             continue;
923              
924           if (may_alias_p (p_map->var, p_map->set, var, v_map->set))
925             {
926               size_t num_tag_refs, num_var_refs;
927
928               num_tag_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, tag_ann->uid);
929               num_var_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid);
930
931               /* Add VAR to TAG's may-aliases set.  */
932               add_may_alias (tag, var);
933
934               /* Update the total number of virtual operands due to
935                  aliasing.  Since we are adding one more alias to TAG's
936                  may-aliases set, the total number of virtual operands due
937                  to aliasing will be increased by the number of references
938                  made to VAR and TAG (every reference to TAG will also
939                  count as a reference to VAR).  */
940               ai->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
941               p_map->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
942
943               /* Update the bitmap used to represent TAG's alias set
944                  in case we need to group aliases.  */
945               SET_BIT (p_map->may_aliases, var_ann (var)->uid);
946             }
947         }
948     }
949
950   /* Since this analysis is based exclusively on symbols, it fails to
951      handle cases where two pointers P and Q have different memory
952      tags with conflicting alias set numbers but no aliased symbols in
953      common.
954
955      For example, suppose that we have two memory tags TMT.1 and TMT.2
956      such that
957      
958                 may-aliases (TMT.1) = { a }
959                 may-aliases (TMT.2) = { b }
960
961      and the alias set number of TMT.1 conflicts with that of TMT.2.
962      Since they don't have symbols in common, loads and stores from
963      TMT.1 and TMT.2 will seem independent of each other, which will
964      lead to the optimizers making invalid transformations (see
965      testsuite/gcc.c-torture/execute/pr15262-[12].c).
966
967      To avoid this problem, we do a final traversal of AI->POINTERS
968      looking for pairs of pointers that have no aliased symbols in
969      common and yet have conflicting alias set numbers.  */
970   res = sbitmap_alloc (num_referenced_vars);
971
972   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
973     {
974       size_t j;
975       struct alias_map_d *p_map1 = ai->pointers[i];
976       tree tag1 = var_ann (p_map1->var)->type_mem_tag;
977       sbitmap may_aliases1 = p_map1->may_aliases;
978
979       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
980         {
981           struct alias_map_d *p_map2 = ai->pointers[j];
982           tree tag2 = var_ann (p_map2->var)->type_mem_tag;
983           sbitmap may_aliases2 = p_map2->may_aliases;
984
985           /* If the pointers may not point to each other, do nothing.  */
986           if (!may_alias_p (p_map1->var, p_map1->set, p_map2->var, p_map2->set))
987             continue;
988
989           /* The two pointers may alias each other.  If they already have
990              symbols in common, do nothing.  */
991           sbitmap_a_and_b (res, may_aliases1, may_aliases2);
992           if (sbitmap_first_set_bit (res) >= 0)
993             continue;
994
995           if (sbitmap_first_set_bit (may_aliases2) >= 0)
996             {
997               size_t k;
998
999               /* Add all the aliases for TAG2 into TAG1's alias set.
1000                  FIXME, update grouping heuristic counters.  */
1001               EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (may_aliases2, 0, k,
1002                   add_may_alias (tag1, referenced_var (k)));
1003               sbitmap_a_or_b (may_aliases1, may_aliases1, may_aliases2);
1004             }
1005           else
1006             {
1007               /* Since TAG2 does not have any aliases of its own, add
1008                  TAG2 itself to the alias set of TAG1.  */
1009               add_may_alias (tag1, tag2);
1010             }
1011         }
1012     }
1013
1014   sbitmap_free (res);
1015
1016   if (dump_file)
1017     fprintf (dump_file, "%s: Total number of aliased vops: %ld\n",
1018              get_name (current_function_decl),
1019              ai->total_alias_vops);
1020
1021   /* Determine if we need to enable alias grouping.  */
1022   if (ai->total_alias_vops >= MAX_ALIASED_VOPS)
1023     group_aliases (ai);
1024 }
1025
1026
1027 /* Comparison function for qsort used in group_aliases.  */
1028
1029 static int
1030 total_alias_vops_cmp (const void *p, const void *q)
1031 {
1032   const struct alias_map_d **p1 = (const struct alias_map_d **)p;
1033   const struct alias_map_d **p2 = (const struct alias_map_d **)q;
1034   long n1 = (*p1)->total_alias_vops;
1035   long n2 = (*p2)->total_alias_vops;
1036
1037   /* We want to sort in descending order.  */
1038   return (n1 > n2 ? -1 : (n1 == n2) ? 0 : 1);
1039 }
1040
1041 /* Group all the aliases for TAG to make TAG represent all the
1042    variables in its alias set.  Update the total number
1043    of virtual operands due to aliasing (AI->TOTAL_ALIAS_VOPS).  This
1044    function will make TAG be the unique alias tag for all the
1045    variables in its may-aliases.  So, given:
1046
1047         may-aliases(TAG) = { V1, V2, V3 }
1048
1049    This function will group the variables into:
1050
1051         may-aliases(V1) = { TAG }
1052         may-aliases(V2) = { TAG }
1053         may-aliases(V2) = { TAG }  */
1054
1055 static void
1056 group_aliases_into (tree tag, sbitmap tag_aliases, struct alias_info *ai)
1057 {
1058   size_t i;
1059   var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
1060   size_t num_tag_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, tag_ann->uid);
1061
1062   EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (tag_aliases, 0, i,
1063     {
1064       tree var = referenced_var (i);
1065       var_ann_t ann = var_ann (var);
1066
1067       /* Make TAG the unique alias of VAR.  */
1068       ann->is_alias_tag = 0;
1069       ann->may_aliases = NULL;
1070
1071       /* Note that VAR and TAG may be the same if the function has no
1072          addressable variables (see the discussion at the end of
1073          setup_pointers_and_addressables).  */
1074       if (var != tag)
1075         add_may_alias (var, tag);
1076
1077       /* Reduce total number of virtual operands contributed
1078          by TAG on behalf of VAR.  Notice that the references to VAR
1079          itself won't be removed.  We will merely replace them with
1080          references to TAG.  */
1081       ai->total_alias_vops -= num_tag_refs;
1082     });
1083
1084   /* We have reduced the number of virtual operands that TAG makes on
1085      behalf of all the variables formerly aliased with it.  However,
1086      we have also "removed" all the virtual operands for TAG itself,
1087      so we add them back.  */
1088   ai->total_alias_vops += num_tag_refs;
1089
1090   /* TAG no longer has any aliases.  */
1091   tag_ann->may_aliases = NULL;
1092 }
1093
1094
1095 /* Group may-aliases sets to reduce the number of virtual operands due
1096    to aliasing.
1097
1098      1- Sort the list of pointers in decreasing number of contributed
1099         virtual operands.
1100
1101      2- Take the first entry in AI->POINTERS and revert the role of
1102         the memory tag and its aliases.  Usually, whenever an aliased
1103         variable Vi is found to alias with a memory tag T, we add Vi
1104         to the may-aliases set for T.  Meaning that after alias
1105         analysis, we will have:
1106
1107                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3, ..., Vn }
1108
1109         This means that every statement that references T, will get 'n'
1110         virtual operands for each of the Vi tags.  But, when alias
1111         grouping is enabled, we make T an alias tag and add it to the
1112         alias set of all the Vi variables:
1113
1114                 may-aliases(V1) = { T }
1115                 may-aliases(V2) = { T }
1116                 ...
1117                 may-aliases(Vn) = { T }
1118
1119         This has two effects: (a) statements referencing T will only get
1120         a single virtual operand, and, (b) all the variables Vi will now
1121         appear to alias each other.  So, we lose alias precision to
1122         improve compile time.  But, in theory, a program with such a high
1123         level of aliasing should not be very optimizable in the first
1124         place.
1125
1126      3- Since variables may be in the alias set of more than one
1127         memory tag, the grouping done in step (2) needs to be extended
1128         to all the memory tags that have a non-empty intersection with
1129         the may-aliases set of tag T.  For instance, if we originally
1130         had these may-aliases sets:
1131
1132                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3 }
1133                 may-aliases(R) = { V2, V4 }
1134
1135         In step (2) we would have reverted the aliases for T as:
1136
1137                 may-aliases(V1) = { T }
1138                 may-aliases(V2) = { T }
1139                 may-aliases(V3) = { T }
1140
1141         But note that now V2 is no longer aliased with R.  We could
1142         add R to may-aliases(V2), but we are in the process of
1143         grouping aliases to reduce virtual operands so what we do is
1144         add V4 to the grouping to obtain:
1145
1146                 may-aliases(V1) = { T }
1147                 may-aliases(V2) = { T }
1148                 may-aliases(V3) = { T }
1149                 may-aliases(V4) = { T }
1150
1151      4- If the total number of virtual operands due to aliasing is
1152         still above the threshold set by max-alias-vops, go back to (2).  */
1153
1154 static void
1155 group_aliases (struct alias_info *ai)
1156 {
1157   size_t i;
1158   sbitmap res;
1159
1160   /* Sort the POINTERS array in descending order of contributed
1161      virtual operands.  */
1162   qsort (ai->pointers, ai->num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *),
1163          total_alias_vops_cmp);
1164
1165   res = sbitmap_alloc (num_referenced_vars);
1166
1167   /* For every pointer in AI->POINTERS, reverse the roles of its tag
1168      and the tag's may-aliases set.  */
1169   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1170     {
1171       size_t j;
1172       tree tag1 = var_ann (ai->pointers[i]->var)->type_mem_tag;
1173       sbitmap tag1_aliases = ai->pointers[i]->may_aliases;
1174
1175       /* Skip tags that have been grouped already.  */
1176       if (ai->pointers[i]->grouped_p)
1177         continue;
1178
1179       /* See if TAG1 had any aliases in common with other type tags.
1180          If we find a TAG2 with common aliases with TAG1, add TAG2's
1181          aliases into TAG1.  */
1182       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
1183         {
1184           sbitmap tag2_aliases = ai->pointers[j]->may_aliases;
1185
1186           sbitmap_a_and_b (res, tag1_aliases, tag2_aliases);
1187           if (sbitmap_first_set_bit (res) >= 0)
1188             {
1189               tree tag2 = var_ann (ai->pointers[j]->var)->type_mem_tag;
1190
1191               sbitmap_a_or_b (tag1_aliases, tag1_aliases, tag2_aliases);
1192
1193               /* TAG2 does not need its aliases anymore.  */
1194               sbitmap_zero (tag2_aliases);
1195               var_ann (tag2)->may_aliases = NULL;
1196
1197               /* TAG1 is the unique alias of TAG2.  */
1198               add_may_alias (tag2, tag1);
1199
1200               ai->pointers[j]->grouped_p = true;
1201             }
1202         }
1203
1204       /* Now group all the aliases we collected into TAG1.  */
1205       group_aliases_into (tag1, tag1_aliases, ai);
1206
1207       /* If we've reduced total number of virtual operands below the
1208          threshold, stop.  */
1209       if (ai->total_alias_vops < MAX_ALIASED_VOPS)
1210         break;
1211     }
1212
1213   /* Finally, all the variables that have been grouped cannot be in
1214      the may-alias set of name memory tags.  Suppose that we have
1215      grouped the aliases in this code so that may-aliases(a) = TMT.20
1216
1217         p_5 = &a;
1218         ...
1219         # a_9 = V_MAY_DEF <a_8>
1220         p_5->field = 0
1221         ... Several modifications to TMT.20 ... 
1222         # VUSE <a_9>
1223         x_30 = p_5->field
1224
1225      Since p_5 points to 'a', the optimizers will try to propagate 0
1226      into p_5->field, but that is wrong because there have been
1227      modifications to 'TMT.20' in between.  To prevent this we have to
1228      replace 'a' with 'TMT.20' in the name tag of p_5.  */
1229   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
1230     {
1231       size_t j;
1232       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
1233       tree name_tag = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr)->name_mem_tag;
1234       varray_type aliases;
1235       
1236       if (name_tag == NULL_TREE)
1237         continue;
1238
1239       aliases = var_ann (name_tag)->may_aliases;
1240       for (j = 0; aliases && j < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); j++)
1241         {
1242           tree alias = VARRAY_TREE (aliases, j);
1243           var_ann_t ann = var_ann (alias);
1244
1245           if (ann->mem_tag_kind == NOT_A_TAG && ann->may_aliases)
1246             {
1247               tree new_alias;
1248
1249               gcc_assert (VARRAY_ACTIVE_SIZE (ann->may_aliases) == 1);
1250
1251               new_alias = VARRAY_TREE (ann->may_aliases, 0);
1252               replace_may_alias (name_tag, j, new_alias);
1253             }
1254         }
1255     }
1256
1257   sbitmap_free (res);
1258
1259   if (dump_file)
1260     fprintf (dump_file,
1261              "%s: Total number of aliased vops after grouping: %ld%s\n",
1262              get_name (current_function_decl),
1263              ai->total_alias_vops,
1264              (ai->total_alias_vops < 0) ? " (negative values are OK)" : "");
1265 }
1266
1267
1268 /* Create a new alias set entry for VAR in AI->ADDRESSABLE_VARS.  */
1269
1270 static void
1271 create_alias_map_for (tree var, struct alias_info *ai)
1272 {
1273   struct alias_map_d *alias_map;
1274   alias_map = xcalloc (1, sizeof (*alias_map));
1275   alias_map->var = var;
1276   alias_map->set = get_alias_set (var);
1277   ai->addressable_vars[ai->num_addressable_vars++] = alias_map;
1278 }
1279
1280
1281 /* Create memory tags for all the dereferenced pointers and build the
1282    ADDRESSABLE_VARS and POINTERS arrays used for building the may-alias
1283    sets.  Based on the address escape and points-to information collected
1284    earlier, this pass will also clear the TREE_ADDRESSABLE flag from those
1285    variables whose address is not needed anymore.  */
1286
1287 static void
1288 setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *ai)
1289 {
1290   size_t i, n_vars, num_addressable_vars, num_pointers;
1291
1292   /* Size up the arrays ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  */
1293   num_addressable_vars = num_pointers = 0;
1294   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
1295     {
1296       tree var = referenced_var (i);
1297
1298       if (may_be_aliased (var))
1299         num_addressable_vars++;
1300
1301       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1302         {
1303           /* Since we don't keep track of volatile variables, assume that
1304              these pointers are used in indirect store operations.  */
1305           if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
1306             bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, var_ann (var)->uid);
1307
1308           num_pointers++;
1309         }
1310     }
1311
1312   /* Create ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  Note that these arrays are
1313      always going to be slightly bigger than we actually need them
1314      because some TREE_ADDRESSABLE variables will be marked
1315      non-addressable below and only pointers with unique type tags are
1316      going to be added to POINTERS.  */
1317   ai->addressable_vars = xcalloc (num_addressable_vars,
1318                                   sizeof (struct alias_map_d *));
1319   ai->pointers = xcalloc (num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *));
1320   ai->num_addressable_vars = 0;
1321   ai->num_pointers = 0;
1322
1323   /* Since we will be creating type memory tags within this loop, cache the
1324      value of NUM_REFERENCED_VARS to avoid processing the additional tags
1325      unnecessarily.  */
1326   n_vars = num_referenced_vars;
1327
1328   for (i = 0; i < n_vars; i++)
1329     {
1330       tree var = referenced_var (i);
1331       var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1332
1333       /* Name memory tags already have flow-sensitive aliasing
1334          information, so they need not be processed by
1335          compute_flow_insensitive_aliasing.  Similarly, type memory
1336          tags are already accounted for when we process their
1337          associated pointer.  */
1338       if (v_ann->mem_tag_kind != NOT_A_TAG)
1339         continue;
1340
1341       /* Remove the ADDRESSABLE flag from every addressable variable whose
1342          address is not needed anymore.  This is caused by the propagation
1343          of ADDR_EXPR constants into INDIRECT_REF expressions and the
1344          removal of dead pointer assignments done by the early scalar
1345          cleanup passes.  */
1346       if (TREE_ADDRESSABLE (var))
1347         {
1348           if (!bitmap_bit_p (ai->addresses_needed, v_ann->uid)
1349               && v_ann->mem_tag_kind == NOT_A_TAG
1350               && !is_global_var (var))
1351             {
1352               /* The address of VAR is not needed, remove the
1353                  addressable bit, so that it can be optimized as a
1354                  regular variable.  */
1355               mark_non_addressable (var);
1356
1357               /* Since VAR is now a regular GIMPLE register, we will need
1358                  to rename VAR into SSA afterwards.  */
1359               bitmap_set_bit (vars_to_rename, v_ann->uid);
1360             }
1361           else
1362             {
1363               /* Add the variable to the set of addressables.  Mostly
1364                  used when scanning operands for ASM_EXPRs that
1365                  clobber memory.  In those cases, we need to clobber
1366                  all call-clobbered variables and all addressables.  */
1367               bitmap_set_bit (addressable_vars, v_ann->uid);
1368             }
1369         }
1370
1371       /* Global variables and addressable locals may be aliased.  Create an
1372          entry in ADDRESSABLE_VARS for VAR.  */
1373       if (may_be_aliased (var))
1374         {
1375           create_alias_map_for (var, ai);
1376           bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (var)->uid);
1377         }
1378
1379       /* Add pointer variables that have been dereferenced to the POINTERS
1380          array and create a type memory tag for them.  */
1381       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1382         {
1383           if ((bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid)
1384                 || bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_load, v_ann->uid)))
1385             {
1386               tree tag;
1387               var_ann_t t_ann;
1388
1389               /* If pointer VAR still doesn't have a memory tag
1390                  associated with it, create it now or re-use an
1391                  existing one.  */
1392               tag = get_tmt_for (var, ai);
1393               t_ann = var_ann (tag);
1394
1395               /* The type tag will need to be renamed into SSA
1396                  afterwards. Note that we cannot do this inside
1397                  get_tmt_for because aliasing may run multiple times
1398                  and we only create type tags the first time.  */
1399               bitmap_set_bit (vars_to_rename, t_ann->uid);
1400
1401               /* Associate the tag with pointer VAR.  */
1402               v_ann->type_mem_tag = tag;
1403
1404               /* If pointer VAR has been used in a store operation,
1405                  then its memory tag must be marked as written-to.  */
1406               if (bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid))
1407                 bitmap_set_bit (ai->written_vars, t_ann->uid);
1408
1409               /* If pointer VAR is a global variable or a PARM_DECL,
1410                  then its memory tag should be considered a global
1411                  variable.  */
1412               if (TREE_CODE (var) == PARM_DECL || is_global_var (var))
1413                 mark_call_clobbered (tag);
1414
1415               /* All the dereferences of pointer VAR count as
1416                  references of TAG.  Since TAG can be associated with
1417                  several pointers, add the dereferences of VAR to the
1418                  TAG.  We may need to grow AI->NUM_REFERENCES because
1419                  we have been adding name and type tags.  */
1420               if (t_ann->uid >= VARRAY_SIZE (ai->num_references))
1421                 VARRAY_GROW (ai->num_references, t_ann->uid + 10);
1422
1423               VARRAY_UINT (ai->num_references, t_ann->uid)
1424                 += VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid);
1425             }
1426           else
1427             {
1428               /* The pointer has not been dereferenced.  If it had a
1429                  type memory tag, remove it and mark the old tag for
1430                  renaming to remove it out of the IL.  */
1431               var_ann_t ann = var_ann (var);
1432               tree tag = ann->type_mem_tag;
1433               if (tag)
1434                 {
1435                   bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (tag)->uid);
1436                   ann->type_mem_tag = NULL_TREE;
1437                 }
1438             }
1439         }
1440     }
1441 }
1442
1443
1444 /* Determine whether to use .GLOBAL_VAR to model call clobbering semantics. At
1445    every call site, we need to emit V_MAY_DEF expressions to represent the
1446    clobbering effects of the call for variables whose address escapes the
1447    current function.
1448
1449    One approach is to group all call-clobbered variables into a single
1450    representative that is used as an alias of every call-clobbered variable
1451    (.GLOBAL_VAR).  This works well, but it ties the optimizer hands because
1452    references to any call clobbered variable is a reference to .GLOBAL_VAR.
1453
1454    The second approach is to emit a clobbering V_MAY_DEF for every 
1455    call-clobbered variable at call sites.  This is the preferred way in terms 
1456    of optimization opportunities but it may create too many V_MAY_DEF operands
1457    if there are many call clobbered variables and function calls in the 
1458    function.
1459
1460    To decide whether or not to use .GLOBAL_VAR we multiply the number of
1461    function calls found by the number of call-clobbered variables.  If that
1462    product is beyond a certain threshold, as determined by the parameterized
1463    values shown below, we use .GLOBAL_VAR.
1464
1465    FIXME.  This heuristic should be improved.  One idea is to use several
1466    .GLOBAL_VARs of different types instead of a single one.  The thresholds
1467    have been derived from a typical bootstrap cycle, including all target
1468    libraries. Compile times were found increase by ~1% compared to using
1469    .GLOBAL_VAR.  */
1470
1471 static void
1472 maybe_create_global_var (struct alias_info *ai)
1473 {
1474   size_t i, n_clobbered;
1475   
1476   /* No need to create it, if we have one already.  */
1477   if (global_var == NULL_TREE)
1478     {
1479       /* Count all the call-clobbered variables.  */
1480       n_clobbered = 0;
1481       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, n_clobbered++);
1482
1483       /* Create .GLOBAL_VAR if we have too many call-clobbered
1484          variables.  We also create .GLOBAL_VAR when there no
1485          call-clobbered variables to prevent code motion
1486          transformations from re-arranging function calls that may
1487          have side effects.  For instance,
1488
1489                 foo ()
1490                 {
1491                   int a = f ();
1492                   g ();
1493                   h (a);
1494                 }
1495
1496          There are no call-clobbered variables in foo(), so it would
1497          be entirely possible for a pass to want to move the call to
1498          f() after the call to g().  If f() has side effects, that
1499          would be wrong.  Creating .GLOBAL_VAR in this case will
1500          insert VDEFs for it and prevent such transformations.  */
1501       if (n_clobbered == 0
1502           || ai->num_calls_found * n_clobbered >= (size_t) GLOBAL_VAR_THRESHOLD)
1503         create_global_var ();
1504     }
1505
1506   /* If the function has calls to clobbering functions and .GLOBAL_VAR has
1507      been created, make it an alias for all call-clobbered variables.  */
1508   if (global_var)
1509     EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i,
1510       {
1511         tree var = referenced_var (i);
1512         if (var != global_var)
1513           {
1514              add_may_alias (var, global_var);
1515              bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (var)->uid);
1516           }
1517       });
1518 }
1519
1520
1521 /* Return TRUE if pointer PTR may point to variable VAR.
1522    
1523    MEM_ALIAS_SET is the alias set for the memory location pointed-to by PTR
1524         This is needed because when checking for type conflicts we are
1525         interested in the alias set of the memory location pointed-to by
1526         PTR.  The alias set of PTR itself is irrelevant.
1527    
1528    VAR_ALIAS_SET is the alias set for VAR.  */
1529
1530 static bool
1531 may_alias_p (tree ptr, HOST_WIDE_INT mem_alias_set,
1532              tree var, HOST_WIDE_INT var_alias_set)
1533 {
1534   tree mem;
1535   var_ann_t v_ann, m_ann;
1536
1537   alias_stats.alias_queries++;
1538   alias_stats.simple_queries++;
1539
1540   /* By convention, a variable cannot alias itself.  */
1541   mem = var_ann (ptr)->type_mem_tag;
1542   if (mem == var)
1543     {
1544       alias_stats.alias_noalias++;
1545       alias_stats.simple_resolved++;
1546       return false;
1547     }
1548
1549   v_ann = var_ann (var);
1550   m_ann = var_ann (mem);
1551
1552   gcc_assert (m_ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG);
1553
1554   alias_stats.tbaa_queries++;
1555
1556   /* If VAR is a pointer with the same alias set as PTR, then dereferencing
1557      PTR can't possibly affect VAR.  Note, that we are specifically testing
1558      for PTR's alias set here, not its pointed-to type.  We also can't
1559      do this check with relaxed aliasing enabled.  */
1560   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var))
1561       && var_alias_set != 0
1562       && mem_alias_set != 0)
1563     {
1564       HOST_WIDE_INT ptr_alias_set = get_alias_set (ptr);
1565       if (ptr_alias_set == var_alias_set)
1566         {
1567           alias_stats.alias_noalias++;
1568           alias_stats.tbaa_resolved++;
1569           return false;
1570         }
1571     }
1572
1573   /* If the alias sets don't conflict then MEM cannot alias VAR.  */
1574   if (!alias_sets_conflict_p (mem_alias_set, var_alias_set))
1575     {
1576       alias_stats.alias_noalias++;
1577       alias_stats.tbaa_resolved++;
1578       return false;
1579     }
1580
1581   alias_stats.alias_mayalias++;
1582   return true;
1583 }
1584
1585
1586 /* Add ALIAS to the set of variables that may alias VAR.  */
1587
1588 static void
1589 add_may_alias (tree var, tree alias)
1590 {
1591   size_t i;
1592   var_ann_t v_ann = get_var_ann (var);
1593   var_ann_t a_ann = get_var_ann (alias);
1594
1595   gcc_assert (var != alias);
1596
1597   if (v_ann->may_aliases == NULL)
1598     VARRAY_TREE_INIT (v_ann->may_aliases, 2, "aliases");
1599
1600   /* Avoid adding duplicates.  */
1601   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (v_ann->may_aliases); i++)
1602     if (alias == VARRAY_TREE (v_ann->may_aliases, i))
1603       return;
1604
1605   /* If VAR is a call-clobbered variable, so is its new ALIAS.
1606      FIXME, call-clobbering should only depend on whether an address
1607      escapes.  It should be independent of aliasing.  */
1608   if (is_call_clobbered (var))
1609     mark_call_clobbered (alias);
1610
1611   /* Likewise.  If ALIAS is call-clobbered, so is VAR.  */
1612   else if (is_call_clobbered (alias))
1613     mark_call_clobbered (var);
1614
1615   VARRAY_PUSH_TREE (v_ann->may_aliases, alias);
1616   a_ann->is_alias_tag = 1;
1617 }
1618
1619
1620 /* Replace alias I in the alias sets of VAR with NEW_ALIAS.  */
1621
1622 static void
1623 replace_may_alias (tree var, size_t i, tree new_alias)
1624 {
1625   var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1626   VARRAY_TREE (v_ann->may_aliases, i) = new_alias;
1627
1628   /* If VAR is a call-clobbered variable, so is NEW_ALIAS.
1629      FIXME, call-clobbering should only depend on whether an address
1630      escapes.  It should be independent of aliasing.  */
1631   if (is_call_clobbered (var))
1632     mark_call_clobbered (new_alias);
1633
1634   /* Likewise.  If NEW_ALIAS is call-clobbered, so is VAR.  */
1635   else if (is_call_clobbered (new_alias))
1636     mark_call_clobbered (var);
1637 }
1638
1639
1640 /* Mark pointer PTR as pointing to an arbitrary memory location.  */
1641
1642 static void
1643 set_pt_anything (tree ptr)
1644 {
1645   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
1646
1647   pi->pt_anything = 1;
1648   pi->pt_malloc = 0;
1649
1650   /* The pointer used to have a name tag, but we now found it pointing
1651      to an arbitrary location.  The name tag needs to be renamed and
1652      disassociated from PTR.  */
1653   if (pi->name_mem_tag)
1654     {
1655       bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (pi->name_mem_tag)->uid);
1656       pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
1657     }
1658 }
1659
1660
1661 /* Mark pointer PTR as pointing to a malloc'd memory area.  */
1662
1663 static void
1664 set_pt_malloc (tree ptr)
1665 {
1666   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
1667
1668   /* If the pointer has already been found to point to arbitrary
1669      memory locations, it is unsafe to mark it as pointing to malloc.  */
1670   if (pi->pt_anything)
1671     return;
1672
1673   pi->pt_malloc = 1;
1674 }
1675
1676
1677 /* Given two pointers DEST and ORIG.  Merge the points-to information in
1678    ORIG into DEST.  AI is as in collect_points_to_info.  */
1679
1680 static void
1681 merge_pointed_to_info (struct alias_info *ai, tree dest, tree orig)
1682 {
1683   struct ptr_info_def *dest_pi, *orig_pi;
1684
1685   /* Make sure we have points-to information for ORIG.  */
1686   collect_points_to_info_for (ai, orig);
1687
1688   dest_pi = get_ptr_info (dest);
1689   orig_pi = SSA_NAME_PTR_INFO (orig);
1690
1691   if (orig_pi)
1692     {
1693       /* Notice that we never merge PT_MALLOC.  This attribute is only
1694          true if the pointer is the result of a malloc() call.
1695          Otherwise, we can end up in this situation:
1696
1697          P_i = malloc ();
1698          ...
1699          P_j = P_i + X;
1700
1701          P_j would be marked as PT_MALLOC, which is wrong because
1702          PT_MALLOC implies that the pointer may not point to another
1703          variable.
1704
1705          FIXME 1: Subsequent analysis may determine that P_j
1706          cannot alias anything else, but we are being conservative
1707          here.
1708
1709          FIXME 2: If the merging comes from a copy assignment, we
1710          ought to merge PT_MALLOC, but then both pointers would end up
1711          getting different name tags because create_name_tags is not
1712          smart enough to determine that the two come from the same
1713          malloc call.  Copy propagation before aliasing should cure
1714          this.  */
1715       dest_pi->pt_malloc = 0;
1716
1717       if (orig_pi->pt_malloc || orig_pi->pt_anything)
1718         set_pt_anything (dest);
1719
1720       if (!dest_pi->pt_anything
1721           && orig_pi->pt_vars
1722           && bitmap_first_set_bit (orig_pi->pt_vars) >= 0)
1723         {
1724           if (dest_pi->pt_vars == NULL)
1725             {
1726               dest_pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
1727               bitmap_copy (dest_pi->pt_vars, orig_pi->pt_vars);
1728             }
1729           else
1730             bitmap_a_or_b (dest_pi->pt_vars,
1731                            dest_pi->pt_vars,
1732                            orig_pi->pt_vars);
1733         }
1734     }
1735   else
1736     set_pt_anything (dest);
1737 }
1738
1739
1740 /* Add VALUE to the list of expressions pointed-to by PTR.  */
1741
1742 static void
1743 add_pointed_to_expr (tree ptr, tree value)
1744 {
1745   if (TREE_CODE (value) == WITH_SIZE_EXPR)
1746     value = TREE_OPERAND (value, 0);
1747
1748   /* Pointer variables should have been handled by merge_pointed_to_info.  */
1749   gcc_assert (TREE_CODE (value) != SSA_NAME
1750               || !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (value)));
1751
1752   get_ptr_info (ptr);
1753
1754   /* If VALUE is the result of a malloc-like call, then the area pointed to
1755      PTR is guaranteed to not alias with anything else.  */
1756   if (TREE_CODE (value) == CALL_EXPR
1757       && (call_expr_flags (value) & (ECF_MALLOC | ECF_MAY_BE_ALLOCA)))
1758     set_pt_malloc (ptr);
1759   else
1760     set_pt_anything (ptr);
1761
1762   if (dump_file)
1763     {
1764       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
1765
1766       fprintf (dump_file, "Pointer ");
1767       print_generic_expr (dump_file, ptr, dump_flags);
1768       fprintf (dump_file, " points to ");
1769       if (pi->pt_malloc)
1770         fprintf (dump_file, "malloc space: ");
1771       else
1772         fprintf (dump_file, "an arbitrary address: ");
1773       print_generic_expr (dump_file, value, dump_flags);
1774       fprintf (dump_file, "\n");
1775     }
1776 }
1777
1778
1779 /* If VALUE is of the form &DECL, add DECL to the set of variables
1780    pointed-to by PTR.  Otherwise, add VALUE as a pointed-to expression by
1781    PTR.  AI is as in collect_points_to_info.  */
1782
1783 static void
1784 add_pointed_to_var (struct alias_info *ai, tree ptr, tree value)
1785 {
1786   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
1787   tree pt_var;
1788   size_t uid;
1789
1790   gcc_assert (TREE_CODE (value) == ADDR_EXPR);
1791
1792   pt_var = TREE_OPERAND (value, 0);
1793   if (REFERENCE_CLASS_P (pt_var))
1794     pt_var = get_base_address (pt_var);
1795
1796   if (pt_var && SSA_VAR_P (pt_var))
1797     {
1798       uid = var_ann (pt_var)->uid;
1799       bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, uid);
1800
1801       if (pi->pt_vars == NULL)
1802         pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
1803       bitmap_set_bit (pi->pt_vars, uid);
1804
1805       /* If the variable is a global, mark the pointer as pointing to
1806          global memory (which will make its tag a global variable).  */
1807       if (is_global_var (pt_var))
1808         pi->pt_global_mem = 1;
1809     }
1810 }
1811
1812
1813 /* Callback for walk_use_def_chains to gather points-to information from the
1814    SSA web.
1815    
1816    VAR is an SSA variable or a GIMPLE expression.
1817    
1818    STMT is the statement that generates the SSA variable or, if STMT is a
1819       PHI_NODE, VAR is one of the PHI arguments.
1820
1821    DATA is a pointer to a structure of type ALIAS_INFO.  */
1822
1823 static bool
1824 collect_points_to_info_r (tree var, tree stmt, void *data)
1825 {
1826   struct alias_info *ai = (struct alias_info *) data;
1827
1828   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1829     {
1830       fprintf (dump_file, "Visiting use-def links for ");
1831       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
1832       fprintf (dump_file, "\n");
1833     }
1834
1835   switch (TREE_CODE (stmt))
1836     {
1837     case RETURN_EXPR:
1838       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 0)) != MODIFY_EXPR)
1839         abort ();
1840       stmt = TREE_OPERAND (stmt, 0);
1841       /* FALLTHRU  */
1842
1843     case MODIFY_EXPR:
1844       {
1845         tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
1846         STRIP_NOPS (rhs);
1847
1848         /* Found P_i = ADDR_EXPR  */
1849         if (TREE_CODE (rhs) == ADDR_EXPR)
1850           add_pointed_to_var (ai, var, rhs);
1851
1852         /* Found P_i = Q_j.  */
1853         else if (TREE_CODE (rhs) == SSA_NAME
1854                  && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (rhs)))
1855           merge_pointed_to_info (ai, var, rhs);
1856
1857         /* Found P_i = PLUS_EXPR or P_i = MINUS_EXPR  */
1858         else if (TREE_CODE (rhs) == PLUS_EXPR
1859                  || TREE_CODE (rhs) == MINUS_EXPR)
1860           {
1861             tree op0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
1862             tree op1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
1863             
1864             /* Both operands may be of pointer type.  FIXME: Shouldn't
1865                we just expect PTR + OFFSET always?  */
1866             if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1867                 && TREE_CODE (op0) != INTEGER_CST)
1868               {
1869                 if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1870                   merge_pointed_to_info (ai, var, op0);
1871                 else if (TREE_CODE (op0) == ADDR_EXPR)
1872                   add_pointed_to_var (ai, var, op0);
1873                 else
1874                   add_pointed_to_expr (var, op0);
1875               }
1876
1877             if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1))
1878                 && TREE_CODE (op1) != INTEGER_CST)
1879               {
1880                 if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
1881                   merge_pointed_to_info (ai, var, op1);
1882                 else if (TREE_CODE (op1) == ADDR_EXPR)
1883                   add_pointed_to_var (ai, var, op1);
1884                 else
1885                   add_pointed_to_expr (var, op1);
1886               }
1887
1888             /* Neither operand is a pointer?  VAR can be pointing
1889                anywhere.  FIXME: Is this right?  If we get here, we
1890                found PTR = INT_CST + INT_CST.  */
1891             if (!(POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1892                   && TREE_CODE (op0) != INTEGER_CST)
1893                 && !(POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1))
1894                      && TREE_CODE (op1) != INTEGER_CST))
1895               add_pointed_to_expr (var, rhs);
1896           }
1897
1898         /* Something else.  */
1899         else
1900           add_pointed_to_expr (var, rhs);
1901         break;
1902       }
1903     case ASM_EXPR:
1904       /* Pointers defined by __asm__ statements can point anywhere.  */
1905       set_pt_anything (var);
1906       break;
1907
1908     case NOP_EXPR:
1909       if (IS_EMPTY_STMT (stmt))
1910         {
1911           tree decl = SSA_NAME_VAR (var);
1912           
1913           if (TREE_CODE (decl) == PARM_DECL)
1914             add_pointed_to_expr (var, decl);
1915           else if (DECL_INITIAL (decl))
1916             add_pointed_to_var (ai, var, DECL_INITIAL (decl));
1917           else
1918             add_pointed_to_expr (var, decl);
1919         }
1920       break;
1921     case PHI_NODE:
1922       {
1923         /* It STMT is a PHI node, then VAR is one of its arguments.  The
1924            variable that we are analyzing is the LHS of the PHI node.  */
1925         tree lhs = PHI_RESULT (stmt);
1926
1927         switch (TREE_CODE (var))
1928           {
1929           case ADDR_EXPR:
1930             add_pointed_to_var (ai, lhs, var);
1931             break;
1932             
1933           case SSA_NAME:
1934             merge_pointed_to_info (ai, lhs, var);
1935             break;
1936             
1937           default:
1938             gcc_assert (is_gimple_min_invariant (var));
1939             add_pointed_to_expr (lhs, var);
1940             break;
1941           }
1942         break;
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   /* If the pointed-to type is volatile, so is the tag.  */
2028   TREE_THIS_VOLATILE (tag) = TREE_THIS_VOLATILE (type);
2029
2030   /* Memory tags are by definition addressable.  This also prevents
2031      is_gimple_ref frome confusing memory tags with optimizable
2032      variables.  */
2033   TREE_ADDRESSABLE (tag) = 1;
2034
2035   ann = get_var_ann (tag);
2036   ann->mem_tag_kind = (is_type_tag) ? TYPE_TAG : NAME_TAG;
2037   ann->type_mem_tag = NULL_TREE;
2038
2039   /* Add the tag to the symbol table.  */
2040   add_referenced_tmp_var (tag);
2041
2042   return tag;
2043 }
2044
2045
2046 /* Create a name memory tag to represent a specific SSA_NAME pointer P_i.
2047    This is used if P_i has been found to point to a specific set of
2048    variables or to a non-aliased memory location like the address returned
2049    by malloc functions.  */
2050
2051 static tree
2052 get_nmt_for (tree ptr)
2053 {
2054   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
2055   tree tag = pi->name_mem_tag;
2056
2057   if (tag == NULL_TREE)
2058     tag = create_memory_tag (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)), false);
2059
2060   /* If PTR is a PARM_DECL, it points to a global variable or malloc,
2061      then its name tag should be considered a global variable.  */
2062   if (TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (ptr)) == PARM_DECL
2063       || pi->pt_malloc
2064       || pi->pt_global_mem)
2065     mark_call_clobbered (tag);
2066
2067   return tag;
2068 }
2069
2070
2071 /* Return the type memory tag associated to pointer PTR.  A memory tag is an
2072    artificial variable that represents the memory location pointed-to by
2073    PTR.  It is used to model the effects of pointer de-references on
2074    addressable variables.
2075    
2076    AI points to the data gathered during alias analysis.  This function
2077    populates the array AI->POINTERS.  */
2078
2079 static tree
2080 get_tmt_for (tree ptr, struct alias_info *ai)
2081 {
2082   size_t i;
2083   tree tag;
2084   tree tag_type = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr));
2085   HOST_WIDE_INT tag_set = get_alias_set (tag_type);
2086
2087   /* To avoid creating unnecessary memory tags, only create one memory tag
2088      per alias set class.  Note that it may be tempting to group
2089      memory tags based on conflicting alias sets instead of
2090      equivalence.  That would be wrong because alias sets are not
2091      necessarily transitive (as demonstrated by the libstdc++ test
2092      23_containers/vector/cons/4.cc).  Given three alias sets A, B, C
2093      such that conflicts (A, B) == true and conflicts (A, C) == true,
2094      it does not necessarily follow that conflicts (B, C) == true.  */
2095   for (i = 0, tag = NULL_TREE; i < ai->num_pointers; i++)
2096     {
2097       struct alias_map_d *curr = ai->pointers[i];
2098       if (tag_set == curr->set)
2099         {
2100           tag = var_ann (curr->var)->type_mem_tag;
2101           break;
2102         }
2103     }
2104
2105   /* If VAR cannot alias with any of the existing memory tags, create a new
2106      tag for PTR and add it to the POINTERS array.  */
2107   if (tag == NULL_TREE)
2108     {
2109       struct alias_map_d *alias_map;
2110
2111       /* If PTR did not have a type tag already, create a new TMT.*
2112          artificial variable representing the memory location
2113          pointed-to by PTR.  */
2114       if (var_ann (ptr)->type_mem_tag == NULL_TREE)
2115         tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2116       else
2117         tag = var_ann (ptr)->type_mem_tag;
2118
2119       /* Add PTR to the POINTERS array.  Note that we are not interested in
2120          PTR's alias set.  Instead, we cache the alias set for the memory that
2121          PTR points to.  */
2122       alias_map = xcalloc (1, sizeof (*alias_map));
2123       alias_map->var = ptr;
2124       alias_map->set = tag_set;
2125       ai->pointers[ai->num_pointers++] = alias_map;
2126     }
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 = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2227       if (!SSA_NAME_IN_FREE_LIST (ptr)
2228           && pi
2229           && pi->name_mem_tag)
2230         dump_points_to_info_for (file, ptr);
2231     }
2232
2233   fprintf (file, "\nName memory tags\n\n");
2234   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2235     {
2236       tree var = referenced_var (i);
2237       var_ann_t ann = var_ann (var);
2238       if (ann->mem_tag_kind == NAME_TAG)
2239         dump_variable (file, var);
2240     }
2241
2242   fprintf (file, "\n");
2243 }
2244
2245
2246 /* Dump alias information on stderr.  */
2247
2248 void
2249 debug_alias_info (void)
2250 {
2251   dump_alias_info (stderr);
2252 }
2253
2254
2255 /* Return the alias information associated with pointer T.  It creates a
2256    new instance if none existed.  */
2257
2258 static struct ptr_info_def *
2259 get_ptr_info (tree t)
2260 {
2261   struct ptr_info_def *pi;
2262
2263   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (t)));
2264
2265   pi = SSA_NAME_PTR_INFO (t);
2266   if (pi == NULL)
2267     {
2268       pi = ggc_alloc (sizeof (*pi));
2269       memset ((void *)pi, 0, sizeof (*pi));
2270       SSA_NAME_PTR_INFO (t) = pi;
2271     }
2272
2273   return pi;
2274 }
2275
2276
2277 /* Dump points-to information for SSA_NAME PTR into FILE.  */
2278
2279 void
2280 dump_points_to_info_for (FILE *file, tree ptr)
2281 {
2282   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2283
2284   print_generic_expr (file, ptr, dump_flags);
2285
2286   if (pi)
2287     {
2288       if (pi->name_mem_tag)
2289         {
2290           fprintf (file, ", name memory tag: ");
2291           print_generic_expr (file, pi->name_mem_tag, dump_flags);
2292         }
2293
2294       if (pi->is_dereferenced)
2295         fprintf (file, ", is dereferenced");
2296
2297       if (pi->value_escapes_p)
2298         fprintf (file, ", its value escapes");
2299
2300       if (pi->pt_anything)
2301         fprintf (file, ", points-to anything");
2302
2303       if (pi->pt_malloc)
2304         fprintf (file, ", points-to malloc");
2305
2306       if (pi->pt_vars)
2307         {
2308           unsigned ix;
2309
2310           fprintf (file, ", points-to vars: { ");
2311           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, ix,
2312               {
2313                 print_generic_expr (file, referenced_var (ix), dump_flags);
2314                 fprintf (file, " ");
2315               });
2316           fprintf (file, "}");
2317         }
2318     }
2319
2320   fprintf (file, "\n");
2321 }
2322
2323
2324 /* Dump points-to information for VAR into stderr.  */
2325
2326 void
2327 debug_points_to_info_for (tree var)
2328 {
2329   dump_points_to_info_for (stderr, var);
2330 }
2331
2332
2333 /* Dump points-to information into FILE.  NOTE: This function is slow, as
2334    it needs to traverse the whole CFG looking for pointer SSA_NAMEs.  */
2335
2336 void
2337 dump_points_to_info (FILE *file)
2338 {
2339   basic_block bb;
2340   block_stmt_iterator si;
2341   size_t i;
2342   ssa_op_iter iter;
2343   const char *fname =
2344     lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2345
2346   fprintf (file, "\n\nPointed-to sets for pointers in %s\n\n", fname);
2347
2348   /* First dump points-to information for the default definitions of
2349      pointer variables.  This is necessary because default definitions are
2350      not part of the code.  */
2351   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2352     {
2353       tree var = referenced_var (i);
2354       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2355         {
2356           var_ann_t ann = var_ann (var);
2357           if (ann->default_def)
2358             dump_points_to_info_for (file, ann->default_def);
2359         }
2360     }
2361
2362   /* Dump points-to information for every pointer defined in the program.  */
2363   FOR_EACH_BB (bb)
2364     {
2365       tree phi;
2366
2367       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2368         {
2369           tree ptr = PHI_RESULT (phi);
2370           if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)))
2371             dump_points_to_info_for (file, ptr);
2372         }
2373
2374         for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
2375           {
2376             tree stmt = bsi_stmt (si);
2377             tree def;
2378             FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
2379               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (def)))
2380                 dump_points_to_info_for (file, def);
2381           }
2382     }
2383
2384   fprintf (file, "\n");
2385 }
2386
2387
2388 /* Dump points-to info pointed by PTO into STDERR.  */
2389
2390 void
2391 debug_points_to_info (void)
2392 {
2393   dump_points_to_info (stderr);
2394 }
2395
2396 /* Dump to FILE the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2397
2398 void
2399 dump_may_aliases_for (FILE *file, tree var)
2400 {
2401   varray_type aliases;
2402   
2403   if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
2404     var = SSA_NAME_VAR (var);
2405
2406   aliases = var_ann (var)->may_aliases;
2407   if (aliases)
2408     {
2409       size_t i;
2410       fprintf (file, "{ ");
2411       for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); i++)
2412         {
2413           print_generic_expr (file, VARRAY_TREE (aliases, i), dump_flags);
2414           fprintf (file, " ");
2415         }
2416       fprintf (file, "}");
2417     }
2418 }
2419
2420
2421 /* Dump to stderr the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2422
2423 void
2424 debug_may_aliases_for (tree var)
2425 {
2426   dump_may_aliases_for (stderr, var);
2427 }
2428
2429 /* Return true if VAR may be aliased.  */
2430
2431 bool
2432 may_be_aliased (tree var)
2433 {
2434   /* Obviously.  */
2435   if (TREE_ADDRESSABLE (var))
2436     return true;
2437
2438   /* Globally visible variables can have their addresses taken by other
2439      translation units.  */
2440   if (DECL_EXTERNAL (var) || TREE_PUBLIC (var))
2441     return true;
2442
2443   /* Automatic variables can't have their addresses escape any other way.
2444      This must be after the check for global variables, as extern declarations
2445      do not have TREE_STATIC set.  */
2446   if (!TREE_STATIC (var))
2447     return false;
2448
2449   /* If we're in unit-at-a-time mode, then we must have seen all occurrences
2450      of address-of operators, and so we can trust TREE_ADDRESSABLE.  Otherwise
2451      we can only be sure the variable isn't addressable if it's local to the
2452      current function.  */
2453   if (flag_unit_at_a_time)
2454     return false;
2455   if (decl_function_context (var) == current_function_decl)
2456     return false;
2457
2458   return true;
2459 }
2460