OSDN Git Service

2009-11-07 Richard Guenther <rguenther@suse.de>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-structalias.c
1 /* Tree based points-to analysis
2    Copyright (C) 2005, 2006, 2007, 2008, 2009 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Daniel Berlin <dberlin@dberlin.org>
4
5    This file is part of GCC.
6
7    GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8    under the terms of the GNU General Public License as published by
9    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
10    (at your option) 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 COPYING3.  If not see
19    <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "ggc.h"
26 #include "obstack.h"
27 #include "bitmap.h"
28 #include "flags.h"
29 #include "rtl.h"
30 #include "tm_p.h"
31 #include "hard-reg-set.h"
32 #include "basic-block.h"
33 #include "output.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "tree-flow.h"
36 #include "tree-inline.h"
37 #include "varray.h"
38 #include "diagnostic.h"
39 #include "toplev.h"
40 #include "gimple.h"
41 #include "hashtab.h"
42 #include "function.h"
43 #include "cgraph.h"
44 #include "tree-pass.h"
45 #include "timevar.h"
46 #include "alloc-pool.h"
47 #include "splay-tree.h"
48 #include "params.h"
49 #include "cgraph.h"
50 #include "alias.h"
51 #include "pointer-set.h"
52
53 /* The idea behind this analyzer is to generate set constraints from the
54    program, then solve the resulting constraints in order to generate the
55    points-to sets.
56
57    Set constraints are a way of modeling program analysis problems that
58    involve sets.  They consist of an inclusion constraint language,
59    describing the variables (each variable is a set) and operations that
60    are involved on the variables, and a set of rules that derive facts
61    from these operations.  To solve a system of set constraints, you derive
62    all possible facts under the rules, which gives you the correct sets
63    as a consequence.
64
65    See  "Efficient Field-sensitive pointer analysis for C" by "David
66    J. Pearce and Paul H. J. Kelly and Chris Hankin, at
67    http://citeseer.ist.psu.edu/pearce04efficient.html
68
69    Also see "Ultra-fast Aliasing Analysis using CLA: A Million Lines
70    of C Code in a Second" by ""Nevin Heintze and Olivier Tardieu" at
71    http://citeseer.ist.psu.edu/heintze01ultrafast.html
72
73    There are three types of real constraint expressions, DEREF,
74    ADDRESSOF, and SCALAR.  Each constraint expression consists
75    of a constraint type, a variable, and an offset.
76
77    SCALAR is a constraint expression type used to represent x, whether
78    it appears on the LHS or the RHS of a statement.
79    DEREF is a constraint expression type used to represent *x, whether
80    it appears on the LHS or the RHS of a statement.
81    ADDRESSOF is a constraint expression used to represent &x, whether
82    it appears on the LHS or the RHS of a statement.
83
84    Each pointer variable in the program is assigned an integer id, and
85    each field of a structure variable is assigned an integer id as well.
86
87    Structure variables are linked to their list of fields through a "next
88    field" in each variable that points to the next field in offset
89    order.
90    Each variable for a structure field has
91
92    1. "size", that tells the size in bits of that field.
93    2. "fullsize, that tells the size in bits of the entire structure.
94    3. "offset", that tells the offset in bits from the beginning of the
95    structure to this field.
96
97    Thus,
98    struct f
99    {
100      int a;
101      int b;
102    } foo;
103    int *bar;
104
105    looks like
106
107    foo.a -> id 1, size 32, offset 0, fullsize 64, next foo.b
108    foo.b -> id 2, size 32, offset 32, fullsize 64, next NULL
109    bar -> id 3, size 32, offset 0, fullsize 32, next NULL
110
111
112   In order to solve the system of set constraints, the following is
113   done:
114
115   1. Each constraint variable x has a solution set associated with it,
116   Sol(x).
117
118   2. Constraints are separated into direct, copy, and complex.
119   Direct constraints are ADDRESSOF constraints that require no extra
120   processing, such as P = &Q
121   Copy constraints are those of the form P = Q.
122   Complex constraints are all the constraints involving dereferences
123   and offsets (including offsetted copies).
124
125   3. All direct constraints of the form P = &Q are processed, such
126   that Q is added to Sol(P)
127
128   4. All complex constraints for a given constraint variable are stored in a
129   linked list attached to that variable's node.
130
131   5. A directed graph is built out of the copy constraints. Each
132   constraint variable is a node in the graph, and an edge from
133   Q to P is added for each copy constraint of the form P = Q
134
135   6. The graph is then walked, and solution sets are
136   propagated along the copy edges, such that an edge from Q to P
137   causes Sol(P) <- Sol(P) union Sol(Q).
138
139   7.  As we visit each node, all complex constraints associated with
140   that node are processed by adding appropriate copy edges to the graph, or the
141   appropriate variables to the solution set.
142
143   8. The process of walking the graph is iterated until no solution
144   sets change.
145
146   Prior to walking the graph in steps 6 and 7, We perform static
147   cycle elimination on the constraint graph, as well
148   as off-line variable substitution.
149
150   TODO: Adding offsets to pointer-to-structures can be handled (IE not punted
151   on and turned into anything), but isn't.  You can just see what offset
152   inside the pointed-to struct it's going to access.
153
154   TODO: Constant bounded arrays can be handled as if they were structs of the
155   same number of elements.
156
157   TODO: Modeling heap and incoming pointers becomes much better if we
158   add fields to them as we discover them, which we could do.
159
160   TODO: We could handle unions, but to be honest, it's probably not
161   worth the pain or slowdown.  */
162
163 static GTY ((if_marked ("tree_map_marked_p"), param_is (struct tree_map)))
164 htab_t heapvar_for_stmt;
165
166 static bool use_field_sensitive = true;
167 static int in_ipa_mode = 0;
168
169 /* Used for predecessor bitmaps. */
170 static bitmap_obstack predbitmap_obstack;
171
172 /* Used for points-to sets.  */
173 static bitmap_obstack pta_obstack;
174
175 /* Used for oldsolution members of variables. */
176 static bitmap_obstack oldpta_obstack;
177
178 /* Used for per-solver-iteration bitmaps.  */
179 static bitmap_obstack iteration_obstack;
180
181 static unsigned int create_variable_info_for (tree, const char *);
182 typedef struct constraint_graph *constraint_graph_t;
183 static void unify_nodes (constraint_graph_t, unsigned int, unsigned int, bool);
184
185 struct constraint;
186 typedef struct constraint *constraint_t;
187
188 DEF_VEC_P(constraint_t);
189 DEF_VEC_ALLOC_P(constraint_t,heap);
190
191 #define EXECUTE_IF_IN_NONNULL_BITMAP(a, b, c, d)        \
192   if (a)                                                \
193     EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (a, b, c, d)
194
195 static struct constraint_stats
196 {
197   unsigned int total_vars;
198   unsigned int nonpointer_vars;
199   unsigned int unified_vars_static;
200   unsigned int unified_vars_dynamic;
201   unsigned int iterations;
202   unsigned int num_edges;
203   unsigned int num_implicit_edges;
204   unsigned int points_to_sets_created;
205 } stats;
206
207 struct variable_info
208 {
209   /* ID of this variable  */
210   unsigned int id;
211
212   /* True if this is a variable created by the constraint analysis, such as
213      heap variables and constraints we had to break up.  */
214   unsigned int is_artificial_var : 1;
215
216   /* True if this is a special variable whose solution set should not be
217      changed.  */
218   unsigned int is_special_var : 1;
219
220   /* True for variables whose size is not known or variable.  */
221   unsigned int is_unknown_size_var : 1;
222
223   /* True for (sub-)fields that represent a whole variable.  */
224   unsigned int is_full_var : 1;
225
226   /* True if this is a heap variable.  */
227   unsigned int is_heap_var : 1;
228
229   /* True if this is a variable tracking a restrict pointer source.  */
230   unsigned int is_restrict_var : 1;
231
232   /* True if this field may contain pointers.  */
233   unsigned int may_have_pointers : 1;
234
235   /* True if this represents a global variable.  */
236   unsigned int is_global_var : 1;
237
238   /* A link to the variable for the next field in this structure.  */
239   struct variable_info *next;
240
241   /* Offset of this variable, in bits, from the base variable  */
242   unsigned HOST_WIDE_INT offset;
243
244   /* Size of the variable, in bits.  */
245   unsigned HOST_WIDE_INT size;
246
247   /* Full size of the base variable, in bits.  */
248   unsigned HOST_WIDE_INT fullsize;
249
250   /* Name of this variable */
251   const char *name;
252
253   /* Tree that this variable is associated with.  */
254   tree decl;
255
256   /* Points-to set for this variable.  */
257   bitmap solution;
258
259   /* Old points-to set for this variable.  */
260   bitmap oldsolution;
261 };
262 typedef struct variable_info *varinfo_t;
263
264 static varinfo_t first_vi_for_offset (varinfo_t, unsigned HOST_WIDE_INT);
265 static varinfo_t first_or_preceding_vi_for_offset (varinfo_t,
266                                                    unsigned HOST_WIDE_INT);
267 static varinfo_t lookup_vi_for_tree (tree);
268
269 /* Pool of variable info structures.  */
270 static alloc_pool variable_info_pool;
271
272 DEF_VEC_P(varinfo_t);
273
274 DEF_VEC_ALLOC_P(varinfo_t, heap);
275
276 /* Table of variable info structures for constraint variables.
277    Indexed directly by variable info id.  */
278 static VEC(varinfo_t,heap) *varmap;
279
280 /* Return the varmap element N */
281
282 static inline varinfo_t
283 get_varinfo (unsigned int n)
284 {
285   return VEC_index (varinfo_t, varmap, n);
286 }
287
288 /* Static IDs for the special variables.  */
289 enum { nothing_id = 0, anything_id = 1, readonly_id = 2,
290        escaped_id = 3, nonlocal_id = 4, callused_id = 5,
291        storedanything_id = 6, integer_id = 7 };
292
293 struct GTY(()) heapvar_map {
294   struct tree_map map;
295   unsigned HOST_WIDE_INT offset;
296 };
297
298 static int
299 heapvar_map_eq (const void *p1, const void *p2)
300 {
301   const struct heapvar_map *h1 = (const struct heapvar_map *)p1;
302   const struct heapvar_map *h2 = (const struct heapvar_map *)p2;
303   return (h1->map.base.from == h2->map.base.from
304           && h1->offset == h2->offset);
305 }
306
307 static unsigned int
308 heapvar_map_hash (struct heapvar_map *h)
309 {
310   return iterative_hash_host_wide_int (h->offset,
311                                        htab_hash_pointer (h->map.base.from));
312 }
313
314 /* Lookup a heap var for FROM, and return it if we find one.  */
315
316 static tree
317 heapvar_lookup (tree from, unsigned HOST_WIDE_INT offset)
318 {
319   struct heapvar_map *h, in;
320   in.map.base.from = from;
321   in.offset = offset;
322   h = (struct heapvar_map *) htab_find_with_hash (heapvar_for_stmt, &in,
323                                                   heapvar_map_hash (&in));
324   if (h)
325     return h->map.to;
326   return NULL_TREE;
327 }
328
329 /* Insert a mapping FROM->TO in the heap var for statement
330    hashtable.  */
331
332 static void
333 heapvar_insert (tree from, unsigned HOST_WIDE_INT offset, tree to)
334 {
335   struct heapvar_map *h;
336   void **loc;
337
338   h = GGC_NEW (struct heapvar_map);
339   h->map.base.from = from;
340   h->offset = offset;
341   h->map.hash = heapvar_map_hash (h);
342   h->map.to = to;
343   loc = htab_find_slot_with_hash (heapvar_for_stmt, h, h->map.hash, INSERT);
344   gcc_assert (*loc == NULL);
345   *(struct heapvar_map **) loc = h;
346 }
347
348 /* Return a new variable info structure consisting for a variable
349    named NAME, and using constraint graph node NODE.  Append it
350    to the vector of variable info structures.  */
351
352 static varinfo_t
353 new_var_info (tree t, const char *name)
354 {
355   unsigned index = VEC_length (varinfo_t, varmap);
356   varinfo_t ret = (varinfo_t) pool_alloc (variable_info_pool);
357
358   ret->id = index;
359   ret->name = name;
360   ret->decl = t;
361   /* Vars without decl are artificial and do not have sub-variables.  */
362   ret->is_artificial_var = (t == NULL_TREE);
363   ret->is_special_var = false;
364   ret->is_unknown_size_var = false;
365   ret->is_full_var = (t == NULL_TREE);
366   ret->is_heap_var = false;
367   ret->is_restrict_var = false;
368   ret->may_have_pointers = true;
369   ret->is_global_var = (t == NULL_TREE);
370   if (t && DECL_P (t))
371     ret->is_global_var = is_global_var (t);
372   ret->solution = BITMAP_ALLOC (&pta_obstack);
373   ret->oldsolution = BITMAP_ALLOC (&oldpta_obstack);
374   ret->next = NULL;
375
376   VEC_safe_push (varinfo_t, heap, varmap, ret);
377
378   return ret;
379 }
380
381 typedef enum {SCALAR, DEREF, ADDRESSOF} constraint_expr_type;
382
383 /* An expression that appears in a constraint.  */
384
385 struct constraint_expr
386 {
387   /* Constraint type.  */
388   constraint_expr_type type;
389
390   /* Variable we are referring to in the constraint.  */
391   unsigned int var;
392
393   /* Offset, in bits, of this constraint from the beginning of
394      variables it ends up referring to.
395
396      IOW, in a deref constraint, we would deref, get the result set,
397      then add OFFSET to each member.   */
398   HOST_WIDE_INT offset;
399 };
400
401 /* Use 0x8000... as special unknown offset.  */
402 #define UNKNOWN_OFFSET ((HOST_WIDE_INT)-1 << (HOST_BITS_PER_WIDE_INT-1))
403
404 typedef struct constraint_expr ce_s;
405 DEF_VEC_O(ce_s);
406 DEF_VEC_ALLOC_O(ce_s, heap);
407 static void get_constraint_for_1 (tree, VEC(ce_s, heap) **, bool);
408 static void get_constraint_for (tree, VEC(ce_s, heap) **);
409 static void do_deref (VEC (ce_s, heap) **);
410
411 /* Our set constraints are made up of two constraint expressions, one
412    LHS, and one RHS.
413
414    As described in the introduction, our set constraints each represent an
415    operation between set valued variables.
416 */
417 struct constraint
418 {
419   struct constraint_expr lhs;
420   struct constraint_expr rhs;
421 };
422
423 /* List of constraints that we use to build the constraint graph from.  */
424
425 static VEC(constraint_t,heap) *constraints;
426 static alloc_pool constraint_pool;
427
428 /* The constraint graph is represented as an array of bitmaps
429    containing successor nodes.  */
430
431 struct constraint_graph
432 {
433   /* Size of this graph, which may be different than the number of
434      nodes in the variable map.  */
435   unsigned int size;
436
437   /* Explicit successors of each node. */
438   bitmap *succs;
439
440   /* Implicit predecessors of each node (Used for variable
441      substitution). */
442   bitmap *implicit_preds;
443
444   /* Explicit predecessors of each node (Used for variable substitution).  */
445   bitmap *preds;
446
447   /* Indirect cycle representatives, or -1 if the node has no indirect
448      cycles.  */
449   int *indirect_cycles;
450
451   /* Representative node for a node.  rep[a] == a unless the node has
452      been unified. */
453   unsigned int *rep;
454
455   /* Equivalence class representative for a label.  This is used for
456      variable substitution.  */
457   int *eq_rep;
458
459   /* Pointer equivalence label for a node.  All nodes with the same
460      pointer equivalence label can be unified together at some point
461      (either during constraint optimization or after the constraint
462      graph is built).  */
463   unsigned int *pe;
464
465   /* Pointer equivalence representative for a label.  This is used to
466      handle nodes that are pointer equivalent but not location
467      equivalent.  We can unite these once the addressof constraints
468      are transformed into initial points-to sets.  */
469   int *pe_rep;
470
471   /* Pointer equivalence label for each node, used during variable
472      substitution.  */
473   unsigned int *pointer_label;
474
475   /* Location equivalence label for each node, used during location
476      equivalence finding.  */
477   unsigned int *loc_label;
478
479   /* Pointed-by set for each node, used during location equivalence
480      finding.  This is pointed-by rather than pointed-to, because it
481      is constructed using the predecessor graph.  */
482   bitmap *pointed_by;
483
484   /* Points to sets for pointer equivalence.  This is *not* the actual
485      points-to sets for nodes.  */
486   bitmap *points_to;
487
488   /* Bitmap of nodes where the bit is set if the node is a direct
489      node.  Used for variable substitution.  */
490   sbitmap direct_nodes;
491
492   /* Bitmap of nodes where the bit is set if the node is address
493      taken.  Used for variable substitution.  */
494   bitmap address_taken;
495
496   /* Vector of complex constraints for each graph node.  Complex
497      constraints are those involving dereferences or offsets that are
498      not 0.  */
499   VEC(constraint_t,heap) **complex;
500 };
501
502 static constraint_graph_t graph;
503
504 /* During variable substitution and the offline version of indirect
505    cycle finding, we create nodes to represent dereferences and
506    address taken constraints.  These represent where these start and
507    end.  */
508 #define FIRST_REF_NODE (VEC_length (varinfo_t, varmap))
509 #define LAST_REF_NODE (FIRST_REF_NODE + (FIRST_REF_NODE - 1))
510
511 /* Return the representative node for NODE, if NODE has been unioned
512    with another NODE.
513    This function performs path compression along the way to finding
514    the representative.  */
515
516 static unsigned int
517 find (unsigned int node)
518 {
519   gcc_assert (node < graph->size);
520   if (graph->rep[node] != node)
521     return graph->rep[node] = find (graph->rep[node]);
522   return node;
523 }
524
525 /* Union the TO and FROM nodes to the TO nodes.
526    Note that at some point in the future, we may want to do
527    union-by-rank, in which case we are going to have to return the
528    node we unified to.  */
529
530 static bool
531 unite (unsigned int to, unsigned int from)
532 {
533   gcc_assert (to < graph->size && from < graph->size);
534   if (to != from && graph->rep[from] != to)
535     {
536       graph->rep[from] = to;
537       return true;
538     }
539   return false;
540 }
541
542 /* Create a new constraint consisting of LHS and RHS expressions.  */
543
544 static constraint_t
545 new_constraint (const struct constraint_expr lhs,
546                 const struct constraint_expr rhs)
547 {
548   constraint_t ret = (constraint_t) pool_alloc (constraint_pool);
549   ret->lhs = lhs;
550   ret->rhs = rhs;
551   return ret;
552 }
553
554 /* Print out constraint C to FILE.  */
555
556 static void
557 dump_constraint (FILE *file, constraint_t c)
558 {
559   if (c->lhs.type == ADDRESSOF)
560     fprintf (file, "&");
561   else if (c->lhs.type == DEREF)
562     fprintf (file, "*");
563   fprintf (file, "%s", get_varinfo (c->lhs.var)->name);
564   if (c->lhs.offset == UNKNOWN_OFFSET)
565     fprintf (file, " + UNKNOWN");
566   else if (c->lhs.offset != 0)
567     fprintf (file, " + " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, c->lhs.offset);
568   fprintf (file, " = ");
569   if (c->rhs.type == ADDRESSOF)
570     fprintf (file, "&");
571   else if (c->rhs.type == DEREF)
572     fprintf (file, "*");
573   fprintf (file, "%s", get_varinfo (c->rhs.var)->name);
574   if (c->rhs.offset == UNKNOWN_OFFSET)
575     fprintf (file, " + UNKNOWN");
576   else if (c->rhs.offset != 0)
577     fprintf (file, " + " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, c->rhs.offset);
578   fprintf (file, "\n");
579 }
580
581
582 void debug_constraint (constraint_t);
583 void debug_constraints (void);
584 void debug_constraint_graph (void);
585 void debug_solution_for_var (unsigned int);
586 void debug_sa_points_to_info (void);
587
588 /* Print out constraint C to stderr.  */
589
590 void
591 debug_constraint (constraint_t c)
592 {
593   dump_constraint (stderr, c);
594 }
595
596 /* Print out all constraints to FILE */
597
598 static void
599 dump_constraints (FILE *file)
600 {
601   int i;
602   constraint_t c;
603   for (i = 0; VEC_iterate (constraint_t, constraints, i, c); i++)
604     dump_constraint (file, c);
605 }
606
607 /* Print out all constraints to stderr.  */
608
609 void
610 debug_constraints (void)
611 {
612   dump_constraints (stderr);
613 }
614
615 /* Print out to FILE the edge in the constraint graph that is created by
616    constraint c. The edge may have a label, depending on the type of
617    constraint that it represents. If complex1, e.g: a = *b, then the label
618    is "=*", if complex2, e.g: *a = b, then the label is "*=", if
619    complex with an offset, e.g: a = b + 8, then the label is "+".
620    Otherwise the edge has no label.  */
621
622 static void
623 dump_constraint_edge (FILE *file, constraint_t c)
624 {
625   if (c->rhs.type != ADDRESSOF)
626     {
627       const char *src = get_varinfo (c->rhs.var)->name;
628       const char *dst = get_varinfo (c->lhs.var)->name;
629       fprintf (file, "  \"%s\" -> \"%s\" ", src, dst);
630       /* Due to preprocessing of constraints, instructions like *a = *b are
631          illegal; thus, we do not have to handle such cases.  */
632       if (c->lhs.type == DEREF)
633         fprintf (file, " [ label=\"*=\" ] ;\n");
634       else if (c->rhs.type == DEREF)
635         fprintf (file, " [ label=\"=*\" ] ;\n");
636       else
637         {
638           /* We must check the case where the constraint is an offset.
639              In this case, it is treated as a complex constraint.  */
640           if (c->rhs.offset != c->lhs.offset)
641             fprintf (file, " [ label=\"+\" ] ;\n");
642           else
643             fprintf (file, " ;\n");
644         }
645     }
646 }
647
648 /* Print the constraint graph in dot format.  */
649
650 static void
651 dump_constraint_graph (FILE *file)
652 {
653   unsigned int i=0, size;
654   constraint_t c;
655
656   /* Only print the graph if it has already been initialized:  */
657   if (!graph)
658     return;
659
660   /* Print the constraints used to produce the constraint graph. The
661      constraints will be printed as comments in the dot file:  */
662   fprintf (file, "\n\n/* Constraints used in the constraint graph:\n");
663   dump_constraints (file);
664   fprintf (file, "*/\n");
665
666   /* Prints the header of the dot file:  */
667   fprintf (file, "\n\n// The constraint graph in dot format:\n");
668   fprintf (file, "strict digraph {\n");
669   fprintf (file, "  node [\n    shape = box\n  ]\n");
670   fprintf (file, "  edge [\n    fontsize = \"12\"\n  ]\n");
671   fprintf (file, "\n  // List of nodes in the constraint graph:\n");
672
673   /* The next lines print the nodes in the graph. In order to get the
674      number of nodes in the graph, we must choose the minimum between the
675      vector VEC (varinfo_t, varmap) and graph->size. If the graph has not
676      yet been initialized, then graph->size == 0, otherwise we must only
677      read nodes that have an entry in VEC (varinfo_t, varmap).  */
678   size = VEC_length (varinfo_t, varmap);
679   size = size < graph->size ? size : graph->size;
680   for (i = 0; i < size; i++)
681     {
682       const char *name = get_varinfo (graph->rep[i])->name;
683       fprintf (file, "  \"%s\" ;\n", name);
684     }
685
686   /* Go over the list of constraints printing the edges in the constraint
687      graph.  */
688   fprintf (file, "\n  // The constraint edges:\n");
689   for (i = 0; VEC_iterate (constraint_t, constraints, i, c); i++)
690     if (c)
691       dump_constraint_edge (file, c);
692
693   /* Prints the tail of the dot file. By now, only the closing bracket.  */
694   fprintf (file, "}\n\n\n");
695 }
696
697 /* Print out the constraint graph to stderr.  */
698
699 void
700 debug_constraint_graph (void)
701 {
702   dump_constraint_graph (stderr);
703 }
704
705 /* SOLVER FUNCTIONS
706
707    The solver is a simple worklist solver, that works on the following
708    algorithm:
709
710    sbitmap changed_nodes = all zeroes;
711    changed_count = 0;
712    For each node that is not already collapsed:
713        changed_count++;
714        set bit in changed nodes
715
716    while (changed_count > 0)
717    {
718      compute topological ordering for constraint graph
719
720      find and collapse cycles in the constraint graph (updating
721      changed if necessary)
722
723      for each node (n) in the graph in topological order:
724        changed_count--;
725
726        Process each complex constraint associated with the node,
727        updating changed if necessary.
728
729        For each outgoing edge from n, propagate the solution from n to
730        the destination of the edge, updating changed as necessary.
731
732    }  */
733
734 /* Return true if two constraint expressions A and B are equal.  */
735
736 static bool
737 constraint_expr_equal (struct constraint_expr a, struct constraint_expr b)
738 {
739   return a.type == b.type && a.var == b.var && a.offset == b.offset;
740 }
741
742 /* Return true if constraint expression A is less than constraint expression
743    B.  This is just arbitrary, but consistent, in order to give them an
744    ordering.  */
745
746 static bool
747 constraint_expr_less (struct constraint_expr a, struct constraint_expr b)
748 {
749   if (a.type == b.type)
750     {
751       if (a.var == b.var)
752         return a.offset < b.offset;
753       else
754         return a.var < b.var;
755     }
756   else
757     return a.type < b.type;
758 }
759
760 /* Return true if constraint A is less than constraint B.  This is just
761    arbitrary, but consistent, in order to give them an ordering.  */
762
763 static bool
764 constraint_less (const constraint_t a, const constraint_t b)
765 {
766   if (constraint_expr_less (a->lhs, b->lhs))
767     return true;
768   else if (constraint_expr_less (b->lhs, a->lhs))
769     return false;
770   else
771     return constraint_expr_less (a->rhs, b->rhs);
772 }
773
774 /* Return true if two constraints A and B are equal.  */
775
776 static bool
777 constraint_equal (struct constraint a, struct constraint b)
778 {
779   return constraint_expr_equal (a.lhs, b.lhs)
780     && constraint_expr_equal (a.rhs, b.rhs);
781 }
782
783
784 /* Find a constraint LOOKFOR in the sorted constraint vector VEC */
785
786 static constraint_t
787 constraint_vec_find (VEC(constraint_t,heap) *vec,
788                      struct constraint lookfor)
789 {
790   unsigned int place;
791   constraint_t found;
792
793   if (vec == NULL)
794     return NULL;
795
796   place = VEC_lower_bound (constraint_t, vec, &lookfor, constraint_less);
797   if (place >= VEC_length (constraint_t, vec))
798     return NULL;
799   found = VEC_index (constraint_t, vec, place);
800   if (!constraint_equal (*found, lookfor))
801     return NULL;
802   return found;
803 }
804
805 /* Union two constraint vectors, TO and FROM.  Put the result in TO.  */
806
807 static void
808 constraint_set_union (VEC(constraint_t,heap) **to,
809                       VEC(constraint_t,heap) **from)
810 {
811   int i;
812   constraint_t c;
813
814   for (i = 0; VEC_iterate (constraint_t, *from, i, c); i++)
815     {
816       if (constraint_vec_find (*to, *c) == NULL)
817         {
818           unsigned int place = VEC_lower_bound (constraint_t, *to, c,
819                                                 constraint_less);
820           VEC_safe_insert (constraint_t, heap, *to, place, c);
821         }
822     }
823 }
824
825 /* Expands the solution in SET to all sub-fields of variables included.
826    Union the expanded result into RESULT.  */
827
828 static void
829 solution_set_expand (bitmap result, bitmap set)
830 {
831   bitmap_iterator bi;
832   bitmap vars = NULL;
833   unsigned j;
834
835   /* In a first pass record all variables we need to add all
836      sub-fields off.  This avoids quadratic behavior.  */
837   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (set, 0, j, bi)
838     {
839       varinfo_t v = get_varinfo (j);
840       if (v->is_artificial_var
841           || v->is_full_var)
842         continue;
843       v = lookup_vi_for_tree (v->decl);
844       if (vars == NULL)
845         vars = BITMAP_ALLOC (NULL);
846       bitmap_set_bit (vars, v->id);
847     }
848
849   /* In the second pass now do the addition to the solution and
850      to speed up solving add it to the delta as well.  */
851   if (vars != NULL)
852     {
853       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (vars, 0, j, bi)
854         {
855           varinfo_t v = get_varinfo (j);
856           for (; v != NULL; v = v->next)
857             bitmap_set_bit (result, v->id);
858         }
859       BITMAP_FREE (vars);
860     }
861 }
862
863 /* Take a solution set SET, add OFFSET to each member of the set, and
864    overwrite SET with the result when done.  */
865
866 static void
867 solution_set_add (bitmap set, HOST_WIDE_INT offset)
868 {
869   bitmap result = BITMAP_ALLOC (&iteration_obstack);
870   unsigned int i;
871   bitmap_iterator bi;
872
873   /* If the offset is unknown we have to expand the solution to
874      all subfields.  */
875   if (offset == UNKNOWN_OFFSET)
876     {
877       solution_set_expand (set, set);
878       return;
879     }
880
881   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (set, 0, i, bi)
882     {
883       varinfo_t vi = get_varinfo (i);
884
885       /* If this is a variable with just one field just set its bit
886          in the result.  */
887       if (vi->is_artificial_var
888           || vi->is_unknown_size_var
889           || vi->is_full_var)
890         bitmap_set_bit (result, i);
891       else
892         {
893           unsigned HOST_WIDE_INT fieldoffset = vi->offset + offset;
894
895           /* If the offset makes the pointer point to before the
896              variable use offset zero for the field lookup.  */
897           if (offset < 0
898               && fieldoffset > vi->offset)
899             fieldoffset = 0;
900
901           if (offset != 0)
902             vi = first_or_preceding_vi_for_offset (vi, fieldoffset);
903
904           bitmap_set_bit (result, vi->id);
905           /* If the result is not exactly at fieldoffset include the next
906              field as well.  See get_constraint_for_ptr_offset for more
907              rationale.  */
908           if (vi->offset != fieldoffset
909               && vi->next != NULL)
910             bitmap_set_bit (result, vi->next->id);
911         }
912     }
913
914   bitmap_copy (set, result);
915   BITMAP_FREE (result);
916 }
917
918 /* Union solution sets TO and FROM, and add INC to each member of FROM in the
919    process.  */
920
921 static bool
922 set_union_with_increment  (bitmap to, bitmap from, HOST_WIDE_INT inc)
923 {
924   if (inc == 0)
925     return bitmap_ior_into (to, from);
926   else
927     {
928       bitmap tmp;
929       bool res;
930
931       tmp = BITMAP_ALLOC (&iteration_obstack);
932       bitmap_copy (tmp, from);
933       solution_set_add (tmp, inc);
934       res = bitmap_ior_into (to, tmp);
935       BITMAP_FREE (tmp);
936       return res;
937     }
938 }
939
940 /* Insert constraint C into the list of complex constraints for graph
941    node VAR.  */
942
943 static void
944 insert_into_complex (constraint_graph_t graph,
945                      unsigned int var, constraint_t c)
946 {
947   VEC (constraint_t, heap) *complex = graph->complex[var];
948   unsigned int place = VEC_lower_bound (constraint_t, complex, c,
949                                         constraint_less);
950
951   /* Only insert constraints that do not already exist.  */
952   if (place >= VEC_length (constraint_t, complex)
953       || !constraint_equal (*c, *VEC_index (constraint_t, complex, place)))
954     VEC_safe_insert (constraint_t, heap, graph->complex[var], place, c);
955 }
956
957
958 /* Condense two variable nodes into a single variable node, by moving
959    all associated info from SRC to TO.  */
960
961 static void
962 merge_node_constraints (constraint_graph_t graph, unsigned int to,
963                         unsigned int from)
964 {
965   unsigned int i;
966   constraint_t c;
967
968   gcc_assert (find (from) == to);
969
970   /* Move all complex constraints from src node into to node  */
971   for (i = 0; VEC_iterate (constraint_t, graph->complex[from], i, c); i++)
972     {
973       /* In complex constraints for node src, we may have either
974          a = *src, and *src = a, or an offseted constraint which are
975          always added to the rhs node's constraints.  */
976
977       if (c->rhs.type == DEREF)
978         c->rhs.var = to;
979       else if (c->lhs.type == DEREF)
980         c->lhs.var = to;
981       else
982         c->rhs.var = to;
983     }
984   constraint_set_union (&graph->complex[to], &graph->complex[from]);
985   VEC_free (constraint_t, heap, graph->complex[from]);
986   graph->complex[from] = NULL;
987 }
988
989
990 /* Remove edges involving NODE from GRAPH.  */
991
992 static void
993 clear_edges_for_node (constraint_graph_t graph, unsigned int node)
994 {
995   if (graph->succs[node])
996     BITMAP_FREE (graph->succs[node]);
997 }
998
999 /* Merge GRAPH nodes FROM and TO into node TO.  */
1000
1001 static void
1002 merge_graph_nodes (constraint_graph_t graph, unsigned int to,
1003                    unsigned int from)
1004 {
1005   if (graph->indirect_cycles[from] != -1)
1006     {
1007       /* If we have indirect cycles with the from node, and we have
1008          none on the to node, the to node has indirect cycles from the
1009          from node now that they are unified.
1010          If indirect cycles exist on both, unify the nodes that they
1011          are in a cycle with, since we know they are in a cycle with
1012          each other.  */
1013       if (graph->indirect_cycles[to] == -1)
1014         graph->indirect_cycles[to] = graph->indirect_cycles[from];
1015     }
1016
1017   /* Merge all the successor edges.  */
1018   if (graph->succs[from])
1019     {
1020       if (!graph->succs[to])
1021         graph->succs[to] = BITMAP_ALLOC (&pta_obstack);
1022       bitmap_ior_into (graph->succs[to],
1023                        graph->succs[from]);
1024     }
1025
1026   clear_edges_for_node (graph, from);
1027 }
1028
1029
1030 /* Add an indirect graph edge to GRAPH, going from TO to FROM if
1031    it doesn't exist in the graph already.  */
1032
1033 static void
1034 add_implicit_graph_edge (constraint_graph_t graph, unsigned int to,
1035                          unsigned int from)
1036 {
1037   if (to == from)
1038     return;
1039
1040   if (!graph->implicit_preds[to])
1041     graph->implicit_preds[to] = BITMAP_ALLOC (&predbitmap_obstack);
1042
1043   if (bitmap_set_bit (graph->implicit_preds[to], from))
1044     stats.num_implicit_edges++;
1045 }
1046
1047 /* Add a predecessor graph edge to GRAPH, going from TO to FROM if
1048    it doesn't exist in the graph already.
1049    Return false if the edge already existed, true otherwise.  */
1050
1051 static void
1052 add_pred_graph_edge (constraint_graph_t graph, unsigned int to,
1053                      unsigned int from)
1054 {
1055   if (!graph->preds[to])
1056     graph->preds[to] = BITMAP_ALLOC (&predbitmap_obstack);
1057   bitmap_set_bit (graph->preds[to], from);
1058 }
1059
1060 /* Add a graph edge to GRAPH, going from FROM to TO if
1061    it doesn't exist in the graph already.
1062    Return false if the edge already existed, true otherwise.  */
1063
1064 static bool
1065 add_graph_edge (constraint_graph_t graph, unsigned int to,
1066                 unsigned int from)
1067 {
1068   if (to == from)
1069     {
1070       return false;
1071     }
1072   else
1073     {
1074       bool r = false;
1075
1076       if (!graph->succs[from])
1077         graph->succs[from] = BITMAP_ALLOC (&pta_obstack);
1078       if (bitmap_set_bit (graph->succs[from], to))
1079         {
1080           r = true;
1081           if (to < FIRST_REF_NODE && from < FIRST_REF_NODE)
1082             stats.num_edges++;
1083         }
1084       return r;
1085     }
1086 }
1087
1088
1089 /* Return true if {DEST.SRC} is an existing graph edge in GRAPH.  */
1090
1091 static bool
1092 valid_graph_edge (constraint_graph_t graph, unsigned int src,
1093                   unsigned int dest)
1094 {
1095   return (graph->succs[dest]
1096           && bitmap_bit_p (graph->succs[dest], src));
1097 }
1098
1099 /* Initialize the constraint graph structure to contain SIZE nodes.  */
1100
1101 static void
1102 init_graph (unsigned int size)
1103 {
1104   unsigned int j;
1105
1106   graph = XCNEW (struct constraint_graph);
1107   graph->size = size;
1108   graph->succs = XCNEWVEC (bitmap, graph->size);
1109   graph->indirect_cycles = XNEWVEC (int, graph->size);
1110   graph->rep = XNEWVEC (unsigned int, graph->size);
1111   graph->complex = XCNEWVEC (VEC(constraint_t, heap) *, size);
1112   graph->pe = XCNEWVEC (unsigned int, graph->size);
1113   graph->pe_rep = XNEWVEC (int, graph->size);
1114
1115   for (j = 0; j < graph->size; j++)
1116     {
1117       graph->rep[j] = j;
1118       graph->pe_rep[j] = -1;
1119       graph->indirect_cycles[j] = -1;
1120     }
1121 }
1122
1123 /* Build the constraint graph, adding only predecessor edges right now.  */
1124
1125 static void
1126 build_pred_graph (void)
1127 {
1128   int i;
1129   constraint_t c;
1130   unsigned int j;
1131
1132   graph->implicit_preds = XCNEWVEC (bitmap, graph->size);
1133   graph->preds = XCNEWVEC (bitmap, graph->size);
1134   graph->pointer_label = XCNEWVEC (unsigned int, graph->size);
1135   graph->loc_label = XCNEWVEC (unsigned int, graph->size);
1136   graph->pointed_by = XCNEWVEC (bitmap, graph->size);
1137   graph->points_to = XCNEWVEC (bitmap, graph->size);
1138   graph->eq_rep = XNEWVEC (int, graph->size);
1139   graph->direct_nodes = sbitmap_alloc (graph->size);
1140   graph->address_taken = BITMAP_ALLOC (&predbitmap_obstack);
1141   sbitmap_zero (graph->direct_nodes);
1142
1143   for (j = 0; j < FIRST_REF_NODE; j++)
1144     {
1145       if (!get_varinfo (j)->is_special_var)
1146         SET_BIT (graph->direct_nodes, j);
1147     }
1148
1149   for (j = 0; j < graph->size; j++)
1150     graph->eq_rep[j] = -1;
1151
1152   for (j = 0; j < VEC_length (varinfo_t, varmap); j++)
1153     graph->indirect_cycles[j] = -1;
1154
1155   for (i = 0; VEC_iterate (constraint_t, constraints, i, c); i++)
1156     {
1157       struct constraint_expr lhs = c->lhs;
1158       struct constraint_expr rhs = c->rhs;
1159       unsigned int lhsvar = lhs.var;
1160       unsigned int rhsvar = rhs.var;
1161
1162       if (lhs.type == DEREF)
1163         {
1164           /* *x = y.  */
1165           if (rhs.offset == 0 && lhs.offset == 0 && rhs.type == SCALAR)
1166             add_pred_graph_edge (graph, FIRST_REF_NODE + lhsvar, rhsvar);
1167         }
1168       else if (rhs.type == DEREF)
1169         {
1170           /* x = *y */
1171           if (rhs.offset == 0 && lhs.offset == 0 && lhs.type == SCALAR)
1172             add_pred_graph_edge (graph, lhsvar, FIRST_REF_NODE + rhsvar);
1173           else
1174             RESET_BIT (graph->direct_nodes, lhsvar);
1175         }
1176       else if (rhs.type == ADDRESSOF)
1177         {
1178           varinfo_t v;
1179
1180           /* x = &y */
1181           if (graph->points_to[lhsvar] == NULL)
1182             graph->points_to[lhsvar] = BITMAP_ALLOC (&predbitmap_obstack);
1183           bitmap_set_bit (graph->points_to[lhsvar], rhsvar);
1184
1185           if (graph->pointed_by[rhsvar] == NULL)
1186             graph->pointed_by[rhsvar] = BITMAP_ALLOC (&predbitmap_obstack);
1187           bitmap_set_bit (graph->pointed_by[rhsvar], lhsvar);
1188
1189           /* Implicitly, *x = y */
1190           add_implicit_graph_edge (graph, FIRST_REF_NODE + lhsvar, rhsvar);
1191
1192           /* All related variables are no longer direct nodes.  */
1193           RESET_BIT (graph->direct_nodes, rhsvar);
1194           v = get_varinfo (rhsvar);
1195           if (!v->is_full_var)
1196             {
1197               v = lookup_vi_for_tree (v->decl);
1198               do
1199                 {
1200                   RESET_BIT (graph->direct_nodes, v->id);
1201                   v = v->next;
1202                 }
1203               while (v != NULL);
1204             }
1205           bitmap_set_bit (graph->address_taken, rhsvar);
1206         }
1207       else if (lhsvar > anything_id
1208                && lhsvar != rhsvar && lhs.offset == 0 && rhs.offset == 0)
1209         {
1210           /* x = y */
1211           add_pred_graph_edge (graph, lhsvar, rhsvar);
1212           /* Implicitly, *x = *y */
1213           add_implicit_graph_edge (graph, FIRST_REF_NODE + lhsvar,
1214                                    FIRST_REF_NODE + rhsvar);
1215         }
1216       else if (lhs.offset != 0 || rhs.offset != 0)
1217         {
1218           if (rhs.offset != 0)
1219             RESET_BIT (graph->direct_nodes, lhs.var);
1220           else if (lhs.offset != 0)
1221             RESET_BIT (graph->direct_nodes, rhs.var);
1222         }
1223     }
1224 }
1225
1226 /* Build the constraint graph, adding successor edges.  */
1227
1228 static void
1229 build_succ_graph (void)
1230 {
1231   unsigned i, t;
1232   constraint_t c;
1233
1234   for (i = 0; VEC_iterate (constraint_t, constraints, i, c); i++)
1235     {
1236       struct constraint_expr lhs;
1237       struct constraint_expr rhs;
1238       unsigned int lhsvar;
1239       unsigned int rhsvar;
1240
1241       if (!c)
1242         continue;
1243
1244       lhs = c->lhs;
1245       rhs = c->rhs;
1246       lhsvar = find (lhs.var);
1247       rhsvar = find (rhs.var);
1248
1249       if (lhs.type == DEREF)
1250         {
1251           if (rhs.offset == 0 && lhs.offset == 0 && rhs.type == SCALAR)
1252             add_graph_edge (graph, FIRST_REF_NODE + lhsvar, rhsvar);
1253         }
1254       else if (rhs.type == DEREF)
1255         {
1256           if (rhs.offset == 0 && lhs.offset == 0 && lhs.type == SCALAR)
1257             add_graph_edge (graph, lhsvar, FIRST_REF_NODE + rhsvar);
1258         }
1259       else if (rhs.type == ADDRESSOF)
1260         {
1261           /* x = &y */
1262           gcc_assert (find (rhs.var) == rhs.var);
1263           bitmap_set_bit (get_varinfo (lhsvar)->solution, rhsvar);
1264         }
1265       else if (lhsvar > anything_id
1266                && lhsvar != rhsvar && lhs.offset == 0 && rhs.offset == 0)
1267         {
1268           add_graph_edge (graph, lhsvar, rhsvar);
1269         }
1270     }
1271
1272   /* Add edges from STOREDANYTHING to all non-direct nodes that can
1273      receive pointers.  */
1274   t = find (storedanything_id);
1275   for (i = integer_id + 1; i < FIRST_REF_NODE; ++i)
1276     {
1277       if (!TEST_BIT (graph->direct_nodes, i)
1278           && get_varinfo (i)->may_have_pointers)
1279         add_graph_edge (graph, find (i), t);
1280     }
1281 }
1282
1283
1284 /* Changed variables on the last iteration.  */
1285 static unsigned int changed_count;
1286 static sbitmap changed;
1287
1288 /* Strongly Connected Component visitation info.  */
1289
1290 struct scc_info
1291 {
1292   sbitmap visited;
1293   sbitmap deleted;
1294   unsigned int *dfs;
1295   unsigned int *node_mapping;
1296   int current_index;
1297   VEC(unsigned,heap) *scc_stack;
1298 };
1299
1300
1301 /* Recursive routine to find strongly connected components in GRAPH.
1302    SI is the SCC info to store the information in, and N is the id of current
1303    graph node we are processing.
1304
1305    This is Tarjan's strongly connected component finding algorithm, as
1306    modified by Nuutila to keep only non-root nodes on the stack.
1307    The algorithm can be found in "On finding the strongly connected
1308    connected components in a directed graph" by Esko Nuutila and Eljas
1309    Soisalon-Soininen, in Information Processing Letters volume 49,
1310    number 1, pages 9-14.  */
1311
1312 static void
1313 scc_visit (constraint_graph_t graph, struct scc_info *si, unsigned int n)
1314 {
1315   unsigned int i;
1316   bitmap_iterator bi;
1317   unsigned int my_dfs;
1318
1319   SET_BIT (si->visited, n);
1320   si->dfs[n] = si->current_index ++;
1321   my_dfs = si->dfs[n];
1322
1323   /* Visit all the successors.  */
1324   EXECUTE_IF_IN_NONNULL_BITMAP (graph->succs[n], 0, i, bi)
1325     {
1326       unsigned int w;
1327
1328       if (i > LAST_REF_NODE)
1329         break;
1330
1331       w = find (i);
1332       if (TEST_BIT (si->deleted, w))
1333         continue;
1334
1335       if (!TEST_BIT (si->visited, w))
1336         scc_visit (graph, si, w);
1337       {
1338         unsigned int t = find (w);
1339         unsigned int nnode = find (n);
1340         gcc_assert (nnode == n);
1341
1342         if (si->dfs[t] < si->dfs[nnode])
1343           si->dfs[n] = si->dfs[t];
1344       }
1345     }
1346
1347   /* See if any components have been identified.  */
1348   if (si->dfs[n] == my_dfs)
1349     {
1350       if (VEC_length (unsigned, si->scc_stack) > 0
1351           && si->dfs[VEC_last (unsigned, si->scc_stack)] >= my_dfs)
1352         {
1353           bitmap scc = BITMAP_ALLOC (NULL);
1354           bool have_ref_node = n >= FIRST_REF_NODE;
1355           unsigned int lowest_node;
1356           bitmap_iterator bi;
1357
1358           bitmap_set_bit (scc, n);
1359
1360           while (VEC_length (unsigned, si->scc_stack) != 0
1361                  && si->dfs[VEC_last (unsigned, si->scc_stack)] >= my_dfs)
1362             {
1363               unsigned int w = VEC_pop (unsigned, si->scc_stack);
1364
1365               bitmap_set_bit (scc, w);
1366               if (w >= FIRST_REF_NODE)
1367                 have_ref_node = true;
1368             }
1369
1370           lowest_node = bitmap_first_set_bit (scc);
1371           gcc_assert (lowest_node < FIRST_REF_NODE);
1372
1373           /* Collapse the SCC nodes into a single node, and mark the
1374              indirect cycles.  */
1375           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (scc, 0, i, bi)
1376             {
1377               if (i < FIRST_REF_NODE)
1378                 {
1379                   if (unite (lowest_node, i))
1380                     unify_nodes (graph, lowest_node, i, false);
1381                 }
1382               else
1383                 {
1384                   unite (lowest_node, i);
1385                   graph->indirect_cycles[i - FIRST_REF_NODE] = lowest_node;
1386                 }
1387             }
1388         }
1389       SET_BIT (si->deleted, n);
1390     }
1391   else
1392     VEC_safe_push (unsigned, heap, si->scc_stack, n);
1393 }
1394
1395 /* Unify node FROM into node TO, updating the changed count if
1396    necessary when UPDATE_CHANGED is true.  */
1397
1398 static void
1399 unify_nodes (constraint_graph_t graph, unsigned int to, unsigned int from,
1400              bool update_changed)
1401 {
1402
1403   gcc_assert (to != from && find (to) == to);
1404   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1405     fprintf (dump_file, "Unifying %s to %s\n",
1406              get_varinfo (from)->name,
1407              get_varinfo (to)->name);
1408
1409   if (update_changed)
1410     stats.unified_vars_dynamic++;
1411   else
1412     stats.unified_vars_static++;
1413
1414   merge_graph_nodes (graph, to, from);
1415   merge_node_constraints (graph, to, from);
1416
1417   /* Mark TO as changed if FROM was changed. If TO was already marked
1418      as changed, decrease the changed count.  */
1419
1420   if (update_changed && TEST_BIT (changed, from))
1421     {
1422       RESET_BIT (changed, from);
1423       if (!TEST_BIT (changed, to))
1424         SET_BIT (changed, to);
1425       else
1426         {
1427           gcc_assert (changed_count > 0);
1428           changed_count--;
1429         }
1430     }
1431   if (get_varinfo (from)->solution)
1432     {
1433       /* If the solution changes because of the merging, we need to mark
1434          the variable as changed.  */
1435       if (bitmap_ior_into (get_varinfo (to)->solution,
1436                            get_varinfo (from)->solution))
1437         {
1438           if (update_changed && !TEST_BIT (changed, to))
1439             {
1440               SET_BIT (changed, to);
1441               changed_count++;
1442             }
1443         }
1444       
1445       BITMAP_FREE (get_varinfo (from)->solution);
1446       BITMAP_FREE (get_varinfo (from)->oldsolution);
1447       
1448       if (stats.iterations > 0)
1449         {
1450           BITMAP_FREE (get_varinfo (to)->oldsolution);
1451           get_varinfo (to)->oldsolution = BITMAP_ALLOC (&oldpta_obstack);
1452         }
1453     }
1454   if (valid_graph_edge (graph, to, to))
1455     {
1456       if (graph->succs[to])
1457         bitmap_clear_bit (graph->succs[to], to);
1458     }
1459 }
1460
1461 /* Information needed to compute the topological ordering of a graph.  */
1462
1463 struct topo_info
1464 {
1465   /* sbitmap of visited nodes.  */
1466   sbitmap visited;
1467   /* Array that stores the topological order of the graph, *in
1468      reverse*.  */
1469   VEC(unsigned,heap) *topo_order;
1470 };
1471
1472
1473 /* Initialize and return a topological info structure.  */
1474
1475 static struct topo_info *
1476 init_topo_info (void)
1477 {
1478   size_t size = graph->size;
1479   struct topo_info *ti = XNEW (struct topo_info);
1480   ti->visited = sbitmap_alloc (size);
1481   sbitmap_zero (ti->visited);
1482   ti->topo_order = VEC_alloc (unsigned, heap, 1);
1483   return ti;
1484 }
1485
1486
1487 /* Free the topological sort info pointed to by TI.  */
1488
1489 static void
1490 free_topo_info (struct topo_info *ti)
1491 {
1492   sbitmap_free (ti->visited);
1493   VEC_free (unsigned, heap, ti->topo_order);
1494   free (ti);
1495 }
1496
1497 /* Visit the graph in topological order, and store the order in the
1498    topo_info structure.  */
1499
1500 static void
1501 topo_visit (constraint_graph_t graph, struct topo_info *ti,
1502             unsigned int n)
1503 {
1504   bitmap_iterator bi;
1505   unsigned int j;
1506
1507   SET_BIT (ti->visited, n);
1508
1509   if (graph->succs[n])
1510     EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (graph->succs[n], 0, j, bi)
1511       {
1512         if (!TEST_BIT (ti->visited, j))
1513           topo_visit (graph, ti, j);
1514       }
1515
1516   VEC_safe_push (unsigned, heap, ti->topo_order, n);
1517 }
1518
1519 /* Process a constraint C that represents x = *(y + off), using DELTA as the
1520    starting solution for y.  */
1521
1522 static void
1523 do_sd_constraint (constraint_graph_t graph, constraint_t c,
1524                   bitmap delta)
1525 {
1526   unsigned int lhs = c->lhs.var;
1527   bool flag = false;
1528   bitmap sol = get_varinfo (lhs)->solution;
1529   unsigned int j;
1530   bitmap_iterator bi;
1531   HOST_WIDE_INT roffset = c->rhs.offset;
1532
1533   /* Our IL does not allow this.  */
1534   gcc_assert (c->lhs.offset == 0);
1535
1536   /* If the solution of Y contains anything it is good enough to transfer
1537      this to the LHS.  */
1538   if (bitmap_bit_p (delta, anything_id))
1539     {
1540       flag |= bitmap_set_bit (sol, anything_id);
1541       goto done;
1542     }
1543
1544   /* If we do not know at with offset the rhs is dereferenced compute
1545      the reachability set of DELTA, conservatively assuming it is
1546      dereferenced at all valid offsets.  */
1547   if (roffset == UNKNOWN_OFFSET)
1548     {
1549       solution_set_expand (delta, delta);
1550       /* No further offset processing is necessary.  */
1551       roffset = 0;
1552     }
1553
1554   /* For each variable j in delta (Sol(y)), add
1555      an edge in the graph from j to x, and union Sol(j) into Sol(x).  */
1556   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (delta, 0, j, bi)
1557     {
1558       varinfo_t v = get_varinfo (j);
1559       HOST_WIDE_INT fieldoffset = v->offset + roffset;
1560       unsigned int t;
1561
1562       if (v->is_full_var)
1563         fieldoffset = v->offset;
1564       else if (roffset != 0)
1565         v = first_vi_for_offset (v, fieldoffset);
1566       /* If the access is outside of the variable we can ignore it.  */
1567       if (!v)
1568         continue;
1569
1570       do
1571         {
1572           t = find (v->id);
1573
1574           /* Adding edges from the special vars is pointless.
1575              They don't have sets that can change.  */
1576           if (get_varinfo (t)->is_special_var)
1577             flag |= bitmap_ior_into (sol, get_varinfo (t)->solution);
1578           /* Merging the solution from ESCAPED needlessly increases
1579              the set.  Use ESCAPED as representative instead.  */
1580           else if (v->id == escaped_id)
1581             flag |= bitmap_set_bit (sol, escaped_id);
1582           else if (add_graph_edge (graph, lhs, t))
1583             flag |= bitmap_ior_into (sol, get_varinfo (t)->solution);
1584
1585           /* If the variable is not exactly at the requested offset
1586              we have to include the next one.  */
1587           if (v->offset == (unsigned HOST_WIDE_INT)fieldoffset
1588               || v->next == NULL)
1589             break;
1590
1591           v = v->next;
1592           fieldoffset = v->offset;
1593         }
1594       while (1);
1595     }
1596
1597 done:
1598   /* If the LHS solution changed, mark the var as changed.  */
1599   if (flag)
1600     {
1601       get_varinfo (lhs)->solution = sol;
1602       if (!TEST_BIT (changed, lhs))
1603         {
1604           SET_BIT (changed, lhs);
1605           changed_count++;
1606         }
1607     }
1608 }
1609
1610 /* Process a constraint C that represents *(x + off) = y using DELTA
1611    as the starting solution for x.  */
1612
1613 static void
1614 do_ds_constraint (constraint_t c, bitmap delta)
1615 {
1616   unsigned int rhs = c->rhs.var;
1617   bitmap sol = get_varinfo (rhs)->solution;
1618   unsigned int j;
1619   bitmap_iterator bi;
1620   HOST_WIDE_INT loff = c->lhs.offset;
1621
1622   /* Our IL does not allow this.  */
1623   gcc_assert (c->rhs.offset == 0);
1624
1625   /* If the solution of y contains ANYTHING simply use the ANYTHING
1626      solution.  This avoids needlessly increasing the points-to sets.  */
1627   if (bitmap_bit_p (sol, anything_id))
1628     sol = get_varinfo (find (anything_id))->solution;
1629
1630   /* If the solution for x contains ANYTHING we have to merge the
1631      solution of y into all pointer variables which we do via
1632      STOREDANYTHING.  */
1633   if (bitmap_bit_p (delta, anything_id))
1634     {
1635       unsigned t = find (storedanything_id);
1636       if (add_graph_edge (graph, t, rhs))
1637         {
1638           if (bitmap_ior_into (get_varinfo (t)->solution, sol))
1639             {
1640               if (!TEST_BIT (changed, t))
1641                 {
1642                   SET_BIT (changed, t);
1643                   changed_count++;
1644                 }
1645             }
1646         }
1647       return;
1648     }
1649
1650   /* If we do not know at with offset the rhs is dereferenced compute
1651      the reachability set of DELTA, conservatively assuming it is
1652      dereferenced at all valid offsets.  */
1653   if (loff == UNKNOWN_OFFSET)
1654     {
1655       solution_set_expand (delta, delta);
1656       loff = 0;
1657     }
1658
1659   /* For each member j of delta (Sol(x)), add an edge from y to j and
1660      union Sol(y) into Sol(j) */
1661   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (delta, 0, j, bi)
1662     {
1663       varinfo_t v = get_varinfo (j);
1664       unsigned int t;
1665       HOST_WIDE_INT fieldoffset = v->offset + loff;
1666
1667       /* If v is a global variable then this is an escape point.  */
1668       if (v->is_global_var)
1669         {
1670           t = find (escaped_id);
1671           if (add_graph_edge (graph, t, rhs)
1672               && bitmap_ior_into (get_varinfo (t)->solution, sol)
1673               && !TEST_BIT (changed, t))
1674             {
1675               SET_BIT (changed, t);
1676               changed_count++;
1677             }
1678         }
1679
1680       if (v->is_special_var)
1681         continue;
1682
1683       if (v->is_full_var)
1684         fieldoffset = v->offset;
1685       else if (loff != 0)
1686         v = first_vi_for_offset (v, fieldoffset);
1687       /* If the access is outside of the variable we can ignore it.  */
1688       if (!v)
1689         continue;
1690
1691       do
1692         {
1693           if (v->may_have_pointers)
1694             {
1695               t = find (v->id);
1696               if (add_graph_edge (graph, t, rhs)
1697                   && bitmap_ior_into (get_varinfo (t)->solution, sol)
1698                   && !TEST_BIT (changed, t))
1699                 {
1700                   SET_BIT (changed, t);
1701                   changed_count++;
1702                 }
1703             }
1704
1705           /* If the variable is not exactly at the requested offset
1706              we have to include the next one.  */
1707           if (v->offset == (unsigned HOST_WIDE_INT)fieldoffset
1708               || v->next == NULL)
1709             break;
1710
1711           v = v->next;
1712           fieldoffset = v->offset;
1713         }
1714       while (1);
1715     }
1716 }
1717
1718 /* Handle a non-simple (simple meaning requires no iteration),
1719    constraint (IE *x = &y, x = *y, *x = y, and x = y with offsets involved).  */
1720
1721 static void
1722 do_complex_constraint (constraint_graph_t graph, constraint_t c, bitmap delta)
1723 {
1724   if (c->lhs.type == DEREF)
1725     {
1726       if (c->rhs.type == ADDRESSOF)
1727         {
1728           gcc_unreachable();
1729         }
1730       else
1731         {
1732           /* *x = y */
1733           do_ds_constraint (c, delta);
1734         }
1735     }
1736   else if (c->rhs.type == DEREF)
1737     {
1738       /* x = *y */
1739       if (!(get_varinfo (c->lhs.var)->is_special_var))
1740         do_sd_constraint (graph, c, delta);
1741     }
1742   else
1743     {
1744       bitmap tmp;
1745       bitmap solution;
1746       bool flag = false;
1747
1748       gcc_assert (c->rhs.type == SCALAR && c->lhs.type == SCALAR);
1749       solution = get_varinfo (c->rhs.var)->solution;
1750       tmp = get_varinfo (c->lhs.var)->solution;
1751
1752       flag = set_union_with_increment (tmp, solution, c->rhs.offset);
1753
1754       if (flag)
1755         {
1756           get_varinfo (c->lhs.var)->solution = tmp;
1757           if (!TEST_BIT (changed, c->lhs.var))
1758             {
1759               SET_BIT (changed, c->lhs.var);
1760               changed_count++;
1761             }
1762         }
1763     }
1764 }
1765
1766 /* Initialize and return a new SCC info structure.  */
1767
1768 static struct scc_info *
1769 init_scc_info (size_t size)
1770 {
1771   struct scc_info *si = XNEW (struct scc_info);
1772   size_t i;
1773
1774   si->current_index = 0;
1775   si->visited = sbitmap_alloc (size);
1776   sbitmap_zero (si->visited);
1777   si->deleted = sbitmap_alloc (size);
1778   sbitmap_zero (si->deleted);
1779   si->node_mapping = XNEWVEC (unsigned int, size);
1780   si->dfs = XCNEWVEC (unsigned int, size);
1781
1782   for (i = 0; i < size; i++)
1783     si->node_mapping[i] = i;
1784
1785   si->scc_stack = VEC_alloc (unsigned, heap, 1);
1786   return si;
1787 }
1788
1789 /* Free an SCC info structure pointed to by SI */
1790
1791 static void
1792 free_scc_info (struct scc_info *si)
1793 {
1794   sbitmap_free (si->visited);
1795   sbitmap_free (si->deleted);
1796   free (si->node_mapping);
1797   free (si->dfs);
1798   VEC_free (unsigned, heap, si->scc_stack);
1799   free (si);
1800 }
1801
1802
1803 /* Find indirect cycles in GRAPH that occur, using strongly connected
1804    components, and note them in the indirect cycles map.
1805
1806    This technique comes from Ben Hardekopf and Calvin Lin,
1807    "It Pays to be Lazy: Fast and Accurate Pointer Analysis for Millions of
1808    Lines of Code", submitted to PLDI 2007.  */
1809
1810 static void
1811 find_indirect_cycles (constraint_graph_t graph)
1812 {
1813   unsigned int i;
1814   unsigned int size = graph->size;
1815   struct scc_info *si = init_scc_info (size);
1816
1817   for (i = 0; i < MIN (LAST_REF_NODE, size); i ++ )
1818     if (!TEST_BIT (si->visited, i) && find (i) == i)
1819       scc_visit (graph, si, i);
1820
1821   free_scc_info (si);
1822 }
1823
1824 /* Compute a topological ordering for GRAPH, and store the result in the
1825    topo_info structure TI.  */
1826
1827 static void
1828 compute_topo_order (constraint_graph_t graph,
1829                     struct topo_info *ti)
1830 {
1831   unsigned int i;
1832   unsigned int size = graph->size;
1833
1834   for (i = 0; i != size; ++i)
1835     if (!TEST_BIT (ti->visited, i) && find (i) == i)
1836       topo_visit (graph, ti, i);
1837 }
1838
1839 /* Structure used to for hash value numbering of pointer equivalence
1840    classes.  */
1841
1842 typedef struct equiv_class_label
1843 {
1844   hashval_t hashcode;
1845   unsigned int equivalence_class;
1846   bitmap labels;
1847 } *equiv_class_label_t;
1848 typedef const struct equiv_class_label *const_equiv_class_label_t;
1849
1850 /* A hashtable for mapping a bitmap of labels->pointer equivalence
1851    classes.  */
1852 static htab_t pointer_equiv_class_table;
1853
1854 /* A hashtable for mapping a bitmap of labels->location equivalence
1855    classes.  */
1856 static htab_t location_equiv_class_table;
1857
1858 /* Hash function for a equiv_class_label_t */
1859
1860 static hashval_t
1861 equiv_class_label_hash (const void *p)
1862 {
1863   const_equiv_class_label_t const ecl = (const_equiv_class_label_t) p;
1864   return ecl->hashcode;
1865 }
1866
1867 /* Equality function for two equiv_class_label_t's.  */
1868
1869 static int
1870 equiv_class_label_eq (const void *p1, const void *p2)
1871 {
1872   const_equiv_class_label_t const eql1 = (const_equiv_class_label_t) p1;
1873   const_equiv_class_label_t const eql2 = (const_equiv_class_label_t) p2;
1874   return (eql1->hashcode == eql2->hashcode
1875           && bitmap_equal_p (eql1->labels, eql2->labels));
1876 }
1877
1878 /* Lookup a equivalence class in TABLE by the bitmap of LABELS it
1879    contains.  */
1880
1881 static unsigned int
1882 equiv_class_lookup (htab_t table, bitmap labels)
1883 {
1884   void **slot;
1885   struct equiv_class_label ecl;
1886
1887   ecl.labels = labels;
1888   ecl.hashcode = bitmap_hash (labels);
1889
1890   slot = htab_find_slot_with_hash (table, &ecl,
1891                                    ecl.hashcode, NO_INSERT);
1892   if (!slot)
1893     return 0;
1894   else
1895     return ((equiv_class_label_t) *slot)->equivalence_class;
1896 }
1897
1898
1899 /* Add an equivalence class named EQUIVALENCE_CLASS with labels LABELS
1900    to TABLE.  */
1901
1902 static void
1903 equiv_class_add (htab_t table, unsigned int equivalence_class,
1904                  bitmap labels)
1905 {
1906   void **slot;
1907   equiv_class_label_t ecl = XNEW (struct equiv_class_label);
1908
1909   ecl->labels = labels;
1910   ecl->equivalence_class = equivalence_class;
1911   ecl->hashcode = bitmap_hash (labels);
1912
1913   slot = htab_find_slot_with_hash (table, ecl,
1914                                    ecl->hashcode, INSERT);
1915   gcc_assert (!*slot);
1916   *slot = (void *) ecl;
1917 }
1918
1919 /* Perform offline variable substitution.
1920
1921    This is a worst case quadratic time way of identifying variables
1922    that must have equivalent points-to sets, including those caused by
1923    static cycles, and single entry subgraphs, in the constraint graph.
1924
1925    The technique is described in "Exploiting Pointer and Location
1926    Equivalence to Optimize Pointer Analysis. In the 14th International
1927    Static Analysis Symposium (SAS), August 2007."  It is known as the
1928    "HU" algorithm, and is equivalent to value numbering the collapsed
1929    constraint graph including evaluating unions.
1930
1931    The general method of finding equivalence classes is as follows:
1932    Add fake nodes (REF nodes) and edges for *a = b and a = *b constraints.
1933    Initialize all non-REF nodes to be direct nodes.
1934    For each constraint a = a U {b}, we set pts(a) = pts(a) u {fresh
1935    variable}
1936    For each constraint containing the dereference, we also do the same
1937    thing.
1938
1939    We then compute SCC's in the graph and unify nodes in the same SCC,
1940    including pts sets.
1941
1942    For each non-collapsed node x:
1943     Visit all unvisited explicit incoming edges.
1944     Ignoring all non-pointers, set pts(x) = Union of pts(a) for y
1945     where y->x.
1946     Lookup the equivalence class for pts(x).
1947      If we found one, equivalence_class(x) = found class.
1948      Otherwise, equivalence_class(x) = new class, and new_class is
1949     added to the lookup table.
1950
1951    All direct nodes with the same equivalence class can be replaced
1952    with a single representative node.
1953    All unlabeled nodes (label == 0) are not pointers and all edges
1954    involving them can be eliminated.
1955    We perform these optimizations during rewrite_constraints
1956
1957    In addition to pointer equivalence class finding, we also perform
1958    location equivalence class finding.  This is the set of variables
1959    that always appear together in points-to sets.  We use this to
1960    compress the size of the points-to sets.  */
1961
1962 /* Current maximum pointer equivalence class id.  */
1963 static int pointer_equiv_class;
1964
1965 /* Current maximum location equivalence class id.  */
1966 static int location_equiv_class;
1967
1968 /* Recursive routine to find strongly connected components in GRAPH,
1969    and label it's nodes with DFS numbers.  */
1970
1971 static void
1972 condense_visit (constraint_graph_t graph, struct scc_info *si, unsigned int n)
1973 {
1974   unsigned int i;
1975   bitmap_iterator bi;
1976   unsigned int my_dfs;
1977
1978   gcc_assert (si->node_mapping[n] == n);
1979   SET_BIT (si->visited, n);
1980   si->dfs[n] = si->current_index ++;
1981   my_dfs = si->dfs[n];
1982
1983   /* Visit all the successors.  */
1984   EXECUTE_IF_IN_NONNULL_BITMAP (graph->preds[n], 0, i, bi)
1985     {
1986       unsigned int w = si->node_mapping[i];
1987
1988       if (TEST_BIT (si->deleted, w))
1989         continue;
1990
1991       if (!TEST_BIT (si->visited, w))
1992         condense_visit (graph, si, w);
1993       {
1994         unsigned int t = si->node_mapping[w];
1995         unsigned int nnode = si->node_mapping[n];
1996         gcc_assert (nnode == n);
1997
1998         if (si->dfs[t] < si->dfs[nnode])
1999           si->dfs[n] = si->dfs[t];
2000       }
2001     }
2002
2003   /* Visit all the implicit predecessors.  */
2004   EXECUTE_IF_IN_NONNULL_BITMAP (graph->implicit_preds[n], 0, i, bi)
2005     {
2006       unsigned int w = si->node_mapping[i];
2007
2008       if (TEST_BIT (si->deleted, w))
2009         continue;
2010
2011       if (!TEST_BIT (si->visited, w))
2012         condense_visit (graph, si, w);
2013       {
2014         unsigned int t = si->node_mapping[w];
2015         unsigned int nnode = si->node_mapping[n];
2016         gcc_assert (nnode == n);
2017
2018         if (si->dfs[t] < si->dfs[nnode])
2019           si->dfs[n] = si->dfs[t];
2020       }
2021     }
2022
2023   /* See if any components have been identified.  */
2024   if (si->dfs[n] == my_dfs)
2025     {
2026       while (VEC_length (unsigned, si->scc_stack) != 0
2027              && si->dfs[VEC_last (unsigned, si->scc_stack)] >= my_dfs)
2028         {
2029           unsigned int w = VEC_pop (unsigned, si->scc_stack);
2030           si->node_mapping[w] = n;
2031
2032           if (!TEST_BIT (graph->direct_nodes, w))
2033             RESET_BIT (graph->direct_nodes, n);
2034
2035           /* Unify our nodes.  */
2036           if (graph->preds[w])
2037             {
2038               if (!graph->preds[n])
2039                 graph->preds[n] = BITMAP_ALLOC (&predbitmap_obstack);
2040               bitmap_ior_into (graph->preds[n], graph->preds[w]);
2041             }
2042           if (graph->implicit_preds[w])
2043             {
2044               if (!graph->implicit_preds[n])
2045                 graph->implicit_preds[n] = BITMAP_ALLOC (&predbitmap_obstack);
2046               bitmap_ior_into (graph->implicit_preds[n],
2047                                graph->implicit_preds[w]);
2048             }
2049           if (graph->points_to[w])
2050             {
2051               if (!graph->points_to[n])
2052                 graph->points_to[n] = BITMAP_ALLOC (&predbitmap_obstack);
2053               bitmap_ior_into (graph->points_to[n],
2054                                graph->points_to[w]);
2055             }
2056         }
2057       SET_BIT (si->deleted, n);
2058     }
2059   else
2060     VEC_safe_push (unsigned, heap, si->scc_stack, n);
2061 }
2062
2063 /* Label pointer equivalences.  */
2064
2065 static void
2066 label_visit (constraint_graph_t graph, struct scc_info *si, unsigned int n)
2067 {
2068   unsigned int i;
2069   bitmap_iterator bi;
2070   SET_BIT (si->visited, n);
2071
2072   if (!graph->points_to[n])
2073     graph->points_to[n] = BITMAP_ALLOC (&predbitmap_obstack);
2074
2075   /* Label and union our incoming edges's points to sets.  */
2076   EXECUTE_IF_IN_NONNULL_BITMAP (graph->preds[n], 0, i, bi)
2077     {
2078       unsigned int w = si->node_mapping[i];
2079       if (!TEST_BIT (si->visited, w))
2080         label_visit (graph, si, w);
2081
2082       /* Skip unused edges  */
2083       if (w == n || graph->pointer_label[w] == 0)
2084         continue;
2085
2086       if (graph->points_to[w])
2087         bitmap_ior_into(graph->points_to[n], graph->points_to[w]);
2088     }
2089   /* Indirect nodes get fresh variables.  */
2090   if (!TEST_BIT (graph->direct_nodes, n))
2091     bitmap_set_bit (graph->points_to[n], FIRST_REF_NODE + n);
2092
2093   if (!bitmap_empty_p (graph->points_to[n]))
2094     {
2095       unsigned int label = equiv_class_lookup (pointer_equiv_class_table,
2096                                                graph->points_to[n]);
2097       if (!label)
2098         {
2099           label = pointer_equiv_class++;
2100           equiv_class_add (pointer_equiv_class_table,
2101                            label, graph->points_to[n]);
2102         }
2103       graph->pointer_label[n] = label;
2104     }
2105 }
2106
2107 /* Perform offline variable substitution, discovering equivalence
2108    classes, and eliminating non-pointer variables.  */
2109
2110 static struct scc_info *
2111 perform_var_substitution (constraint_graph_t graph)
2112 {
2113   unsigned int i;
2114   unsigned int size = graph->size;
2115   struct scc_info *si = init_scc_info (size);
2116
2117   bitmap_obstack_initialize (&iteration_obstack);
2118   pointer_equiv_class_table = htab_create (511, equiv_class_label_hash,
2119                                            equiv_class_label_eq, free);
2120   location_equiv_class_table = htab_create (511, equiv_class_label_hash,
2121                                             equiv_class_label_eq, free);
2122   pointer_equiv_class = 1;
2123   location_equiv_class = 1;
2124
2125   /* Condense the nodes, which means to find SCC's, count incoming
2126      predecessors, and unite nodes in SCC's.  */
2127   for (i = 0; i < FIRST_REF_NODE; i++)
2128     if (!TEST_BIT (si->visited, si->node_mapping[i]))
2129       condense_visit (graph, si, si->node_mapping[i]);
2130
2131   sbitmap_zero (si->visited);
2132   /* Actually the label the nodes for pointer equivalences  */
2133   for (i = 0; i < FIRST_REF_NODE; i++)
2134     if (!TEST_BIT (si->visited, si->node_mapping[i]))
2135       label_visit (graph, si, si->node_mapping[i]);
2136
2137   /* Calculate location equivalence labels.  */
2138   for (i = 0; i < FIRST_REF_NODE; i++)
2139     {
2140       bitmap pointed_by;
2141       bitmap_iterator bi;
2142       unsigned int j;
2143       unsigned int label;
2144
2145       if (!graph->pointed_by[i])
2146         continue;
2147       pointed_by = BITMAP_ALLOC (&iteration_obstack);
2148
2149       /* Translate the pointed-by mapping for pointer equivalence
2150          labels.  */
2151       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (graph->pointed_by[i], 0, j, bi)
2152         {
2153           bitmap_set_bit (pointed_by,
2154                           graph->pointer_label[si->node_mapping[j]]);
2155         }
2156       /* The original pointed_by is now dead.  */
2157       BITMAP_FREE (graph->pointed_by[i]);
2158
2159       /* Look up the location equivalence label if one exists, or make
2160          one otherwise.  */
2161       label = equiv_class_lookup (location_equiv_class_table,
2162                                   pointed_by);
2163       if (label == 0)
2164         {
2165           label = location_equiv_class++;
2166           equiv_class_add (location_equiv_class_table,
2167                            label, pointed_by);
2168         }
2169       else
2170         {
2171           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2172             fprintf (dump_file, "Found location equivalence for node %s\n",
2173                      get_varinfo (i)->name);
2174           BITMAP_FREE (pointed_by);
2175         }
2176       graph->loc_label[i] = label;
2177
2178     }
2179
2180   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2181     for (i = 0; i < FIRST_REF_NODE; i++)
2182       {
2183         bool direct_node = TEST_BIT (graph->direct_nodes, i);
2184         fprintf (dump_file,
2185                  "Equivalence classes for %s node id %d:%s are pointer: %d"
2186                  ", location:%d\n",
2187                  direct_node ? "Direct node" : "Indirect node", i,
2188                  get_varinfo (i)->name,
2189                  graph->pointer_label[si->node_mapping[i]],
2190                  graph->loc_label[si->node_mapping[i]]);
2191       }
2192
2193   /* Quickly eliminate our non-pointer variables.  */
2194
2195   for (i = 0; i < FIRST_REF_NODE; i++)
2196     {
2197       unsigned int node = si->node_mapping[i];
2198
2199       if (graph->pointer_label[node] == 0)
2200         {
2201           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2202             fprintf (dump_file,
2203                      "%s is a non-pointer variable, eliminating edges.\n",
2204                      get_varinfo (node)->name);
2205           stats.nonpointer_vars++;
2206           clear_edges_for_node (graph, node);
2207         }
2208     }
2209
2210   return si;
2211 }
2212
2213 /* Free information that was only necessary for variable
2214    substitution.  */
2215
2216 static void
2217 free_var_substitution_info (struct scc_info *si)
2218 {
2219   free_scc_info (si);
2220   free (graph->pointer_label);
2221   free (graph->loc_label);
2222   free (graph->pointed_by);
2223   free (graph->points_to);
2224   free (graph->eq_rep);
2225   sbitmap_free (graph->direct_nodes);
2226   htab_delete (pointer_equiv_class_table);
2227   htab_delete (location_equiv_class_table);
2228   bitmap_obstack_release (&iteration_obstack);
2229 }
2230
2231 /* Return an existing node that is equivalent to NODE, which has
2232    equivalence class LABEL, if one exists.  Return NODE otherwise.  */
2233
2234 static unsigned int
2235 find_equivalent_node (constraint_graph_t graph,
2236                       unsigned int node, unsigned int label)
2237 {
2238   /* If the address version of this variable is unused, we can
2239      substitute it for anything else with the same label.
2240      Otherwise, we know the pointers are equivalent, but not the
2241      locations, and we can unite them later.  */
2242
2243   if (!bitmap_bit_p (graph->address_taken, node))
2244     {
2245       gcc_assert (label < graph->size);
2246
2247       if (graph->eq_rep[label] != -1)
2248         {
2249           /* Unify the two variables since we know they are equivalent.  */
2250           if (unite (graph->eq_rep[label], node))
2251             unify_nodes (graph, graph->eq_rep[label], node, false);
2252           return graph->eq_rep[label];
2253         }
2254       else
2255         {
2256           graph->eq_rep[label] = node;
2257           graph->pe_rep[label] = node;
2258         }
2259     }
2260   else
2261     {
2262       gcc_assert (label < graph->size);
2263       graph->pe[node] = label;
2264       if (graph->pe_rep[label] == -1)
2265         graph->pe_rep[label] = node;
2266     }
2267
2268   return node;
2269 }
2270
2271 /* Unite pointer equivalent but not location equivalent nodes in
2272    GRAPH.  This may only be performed once variable substitution is
2273    finished.  */
2274
2275 static void
2276 unite_pointer_equivalences (constraint_graph_t graph)
2277 {
2278   unsigned int i;
2279
2280   /* Go through the pointer equivalences and unite them to their
2281      representative, if they aren't already.  */
2282   for (i = 0; i < FIRST_REF_NODE; i++)
2283     {
2284       unsigned int label = graph->pe[i];
2285       if (label)
2286         {
2287           int label_rep = graph->pe_rep[label];
2288           
2289           if (label_rep == -1)
2290             continue;
2291           
2292           label_rep = find (label_rep);
2293           if (label_rep >= 0 && unite (label_rep, find (i)))
2294             unify_nodes (graph, label_rep, i, false);
2295         }
2296     }
2297 }
2298
2299 /* Move complex constraints to the GRAPH nodes they belong to.  */
2300
2301 static void
2302 move_complex_constraints (constraint_graph_t graph)
2303 {
2304   int i;
2305   constraint_t c;
2306
2307   for (i = 0; VEC_iterate (constraint_t, constraints, i, c); i++)
2308     {
2309       if (c)
2310         {
2311           struct constraint_expr lhs = c->lhs;
2312           struct constraint_expr rhs = c->rhs;
2313
2314           if (lhs.type == DEREF)
2315             {
2316               insert_into_complex (graph, lhs.var, c);
2317             }
2318           else if (rhs.type == DEREF)
2319             {
2320               if (!(get_varinfo (lhs.var)->is_special_var))
2321                 insert_into_complex (graph, rhs.var, c);
2322             }
2323           else if (rhs.type != ADDRESSOF && lhs.var > anything_id
2324                    && (lhs.offset != 0 || rhs.offset != 0))
2325             {
2326               insert_into_complex (graph, rhs.var, c);
2327             }
2328         }
2329     }
2330 }
2331
2332
2333 /* Optimize and rewrite complex constraints while performing
2334    collapsing of equivalent nodes.  SI is the SCC_INFO that is the
2335    result of perform_variable_substitution.  */
2336
2337 static void
2338 rewrite_constraints (constraint_graph_t graph,
2339                      struct scc_info *si)
2340 {
2341   int i;
2342   unsigned int j;
2343   constraint_t c;
2344
2345   for (j = 0; j < graph->size; j++)
2346     gcc_assert (find (j) == j);
2347
2348   for (i = 0; VEC_iterate (constraint_t, constraints, i, c); i++)
2349     {
2350       struct constraint_expr lhs = c->lhs;
2351       struct constraint_expr rhs = c->rhs;
2352       unsigned int lhsvar = find (lhs.var);
2353       unsigned int rhsvar = find (rhs.var);
2354       unsigned int lhsnode, rhsnode;
2355       unsigned int lhslabel, rhslabel;
2356
2357       lhsnode = si->node_mapping[lhsvar];
2358       rhsnode = si->node_mapping[rhsvar];
2359       lhslabel = graph->pointer_label[lhsnode];
2360       rhslabel = graph->pointer_label[rhsnode];
2361
2362       /* See if it is really a non-pointer variable, and if so, ignore
2363          the constraint.  */
2364       if (lhslabel == 0)
2365         {
2366           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2367             {
2368               
2369               fprintf (dump_file, "%s is a non-pointer variable,"
2370                        "ignoring constraint:",
2371                        get_varinfo (lhs.var)->name);
2372               dump_constraint (dump_file, c);
2373             }
2374           VEC_replace (constraint_t, constraints, i, NULL);
2375           continue;
2376         }
2377
2378       if (rhslabel == 0)
2379         {
2380           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2381             {
2382               
2383               fprintf (dump_file, "%s is a non-pointer variable,"
2384                        "ignoring constraint:",
2385                        get_varinfo (rhs.var)->name);
2386               dump_constraint (dump_file, c);
2387             }
2388           VEC_replace (constraint_t, constraints, i, NULL);
2389           continue;
2390         }
2391
2392       lhsvar = find_equivalent_node (graph, lhsvar, lhslabel);
2393       rhsvar = find_equivalent_node (graph, rhsvar, rhslabel);
2394       c->lhs.var = lhsvar;
2395       c->rhs.var = rhsvar;
2396
2397     }
2398 }
2399
2400 /* Eliminate indirect cycles involving NODE.  Return true if NODE was
2401    part of an SCC, false otherwise.  */
2402
2403 static bool
2404 eliminate_indirect_cycles (unsigned int node)
2405 {
2406   if (graph->indirect_cycles[node] != -1
2407       && !bitmap_empty_p (get_varinfo (node)->solution))
2408     {
2409       unsigned int i;
2410       VEC(unsigned,heap) *queue = NULL;
2411       int queuepos;
2412       unsigned int to = find (graph->indirect_cycles[node]);
2413       bitmap_iterator bi;
2414
2415       /* We can't touch the solution set and call unify_nodes
2416          at the same time, because unify_nodes is going to do
2417          bitmap unions into it. */
2418
2419       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (get_varinfo (node)->solution, 0, i, bi)
2420         {
2421           if (find (i) == i && i != to)
2422             {
2423               if (unite (to, i))
2424                 VEC_safe_push (unsigned, heap, queue, i);
2425             }
2426         }
2427
2428       for (queuepos = 0;
2429            VEC_iterate (unsigned, queue, queuepos, i);
2430            queuepos++)
2431         {
2432           unify_nodes (graph, to, i, true);
2433         }
2434       VEC_free (unsigned, heap, queue);
2435       return true;
2436     }
2437   return false;
2438 }
2439
2440 /* Solve the constraint graph GRAPH using our worklist solver.
2441    This is based on the PW* family of solvers from the "Efficient Field
2442    Sensitive Pointer Analysis for C" paper.
2443    It works by iterating over all the graph nodes, processing the complex
2444    constraints and propagating the copy constraints, until everything stops
2445    changed.  This corresponds to steps 6-8 in the solving list given above.  */
2446
2447 static void
2448 solve_graph (constraint_graph_t graph)
2449 {
2450   unsigned int size = graph->size;
2451   unsigned int i;
2452   bitmap pts;
2453
2454   changed_count = 0;
2455   changed = sbitmap_alloc (size);
2456   sbitmap_zero (changed);
2457
2458   /* Mark all initial non-collapsed nodes as changed.  */
2459   for (i = 0; i < size; i++)
2460     {
2461       varinfo_t ivi = get_varinfo (i);
2462       if (find (i) == i && !bitmap_empty_p (ivi->solution)
2463           && ((graph->succs[i] && !bitmap_empty_p (graph->succs[i]))
2464               || VEC_length (constraint_t, graph->complex[i]) > 0))
2465         {
2466           SET_BIT (changed, i);
2467           changed_count++;
2468         }
2469     }
2470
2471   /* Allocate a bitmap to be used to store the changed bits.  */
2472   pts = BITMAP_ALLOC (&pta_obstack);
2473
2474   while (changed_count > 0)
2475     {
2476       unsigned int i;
2477       struct topo_info *ti = init_topo_info ();
2478       stats.iterations++;
2479
2480       bitmap_obstack_initialize (&iteration_obstack);
2481
2482       compute_topo_order (graph, ti);
2483
2484       while (VEC_length (unsigned, ti->topo_order) != 0)
2485         {
2486
2487           i = VEC_pop (unsigned, ti->topo_order);
2488
2489           /* If this variable is not a representative, skip it.  */
2490           if (find (i) != i)
2491             continue;
2492
2493           /* In certain indirect cycle cases, we may merge this
2494              variable to another.  */
2495           if (eliminate_indirect_cycles (i) && find (i) != i)
2496             continue;
2497
2498           /* If the node has changed, we need to process the
2499              complex constraints and outgoing edges again.  */
2500           if (TEST_BIT (changed, i))
2501             {
2502               unsigned int j;
2503               constraint_t c;
2504               bitmap solution;
2505               VEC(constraint_t,heap) *complex = graph->complex[i];
2506               bool solution_empty;
2507
2508               RESET_BIT (changed, i);
2509               changed_count--;
2510
2511               /* Compute the changed set of solution bits.  */
2512               bitmap_and_compl (pts, get_varinfo (i)->solution,
2513                                 get_varinfo (i)->oldsolution);
2514
2515               if (bitmap_empty_p (pts))
2516                 continue;
2517
2518               bitmap_ior_into (get_varinfo (i)->oldsolution, pts);
2519
2520               solution = get_varinfo (i)->solution;
2521               solution_empty = bitmap_empty_p (solution);
2522
2523               /* Process the complex constraints */
2524               for (j = 0; VEC_iterate (constraint_t, complex, j, c); j++)
2525                 {
2526                   /* XXX: This is going to unsort the constraints in
2527                      some cases, which will occasionally add duplicate
2528                      constraints during unification.  This does not
2529                      affect correctness.  */
2530                   c->lhs.var = find (c->lhs.var);
2531                   c->rhs.var = find (c->rhs.var);
2532
2533                   /* The only complex constraint that can change our
2534                      solution to non-empty, given an empty solution,
2535                      is a constraint where the lhs side is receiving
2536                      some set from elsewhere.  */
2537                   if (!solution_empty || c->lhs.type != DEREF)
2538                     do_complex_constraint (graph, c, pts);
2539                 }
2540
2541               solution_empty = bitmap_empty_p (solution);
2542
2543               if (!solution_empty)
2544                 {
2545                   bitmap_iterator bi;
2546                   unsigned eff_escaped_id = find (escaped_id);
2547
2548                   /* Propagate solution to all successors.  */
2549                   EXECUTE_IF_IN_NONNULL_BITMAP (graph->succs[i],
2550                                                 0, j, bi)
2551                     {
2552                       bitmap tmp;
2553                       bool flag;
2554
2555                       unsigned int to = find (j);
2556                       tmp = get_varinfo (to)->solution;
2557                       flag = false;
2558
2559                       /* Don't try to propagate to ourselves.  */
2560                       if (to == i)
2561                         continue;
2562
2563                       /* If we propagate from ESCAPED use ESCAPED as
2564                          placeholder.  */
2565                       if (i == eff_escaped_id)
2566                         flag = bitmap_set_bit (tmp, escaped_id);
2567                       else
2568                         flag = set_union_with_increment (tmp, pts, 0);
2569
2570                       if (flag)
2571                         {
2572                           get_varinfo (to)->solution = tmp;
2573                           if (!TEST_BIT (changed, to))
2574                             {
2575                               SET_BIT (changed, to);
2576                               changed_count++;
2577                             }
2578                         }
2579                     }
2580                 }
2581             }
2582         }
2583       free_topo_info (ti);
2584       bitmap_obstack_release (&iteration_obstack);
2585     }
2586
2587   BITMAP_FREE (pts);
2588   sbitmap_free (changed);
2589   bitmap_obstack_release (&oldpta_obstack);
2590 }
2591
2592 /* Map from trees to variable infos.  */
2593 static struct pointer_map_t *vi_for_tree;
2594
2595
2596 /* Insert ID as the variable id for tree T in the vi_for_tree map.  */
2597
2598 static void
2599 insert_vi_for_tree (tree t, varinfo_t vi)
2600 {
2601   void **slot = pointer_map_insert (vi_for_tree, t);
2602   gcc_assert (vi);
2603   gcc_assert (*slot == NULL);
2604   *slot = vi;
2605 }
2606
2607 /* Find the variable info for tree T in VI_FOR_TREE.  If T does not
2608    exist in the map, return NULL, otherwise, return the varinfo we found.  */
2609
2610 static varinfo_t
2611 lookup_vi_for_tree (tree t)
2612 {
2613   void **slot = pointer_map_contains (vi_for_tree, t);
2614   if (slot == NULL)
2615     return NULL;
2616
2617   return (varinfo_t) *slot;
2618 }
2619
2620 /* Return a printable name for DECL  */
2621
2622 static const char *
2623 alias_get_name (tree decl)
2624 {
2625   const char *res = get_name (decl);
2626   char *temp;
2627   int num_printed = 0;
2628
2629   if (res != NULL)
2630     return res;
2631
2632   res = "NULL";
2633   if (!dump_file)
2634     return res;
2635
2636   if (TREE_CODE (decl) == SSA_NAME)
2637     {
2638       num_printed = asprintf (&temp, "%s_%u",
2639                               alias_get_name (SSA_NAME_VAR (decl)),
2640                               SSA_NAME_VERSION (decl));
2641     }
2642   else if (DECL_P (decl))
2643     {
2644       num_printed = asprintf (&temp, "D.%u", DECL_UID (decl));
2645     }
2646   if (num_printed > 0)
2647     {
2648       res = ggc_strdup (temp);
2649       free (temp);
2650     }
2651   return res;
2652 }
2653
2654 /* Find the variable id for tree T in the map.
2655    If T doesn't exist in the map, create an entry for it and return it.  */
2656
2657 static varinfo_t
2658 get_vi_for_tree (tree t)
2659 {
2660   void **slot = pointer_map_contains (vi_for_tree, t);
2661   if (slot == NULL)
2662     return get_varinfo (create_variable_info_for (t, alias_get_name (t)));
2663
2664   return (varinfo_t) *slot;
2665 }
2666
2667 /* Get a scalar constraint expression for a new temporary variable.  */
2668
2669 static struct constraint_expr
2670 new_scalar_tmp_constraint_exp (const char *name)
2671 {
2672   struct constraint_expr tmp;
2673   varinfo_t vi;
2674
2675   vi = new_var_info (NULL_TREE, name);
2676   vi->offset = 0;
2677   vi->size = -1;
2678   vi->fullsize = -1;
2679   vi->is_full_var = 1;
2680
2681   tmp.var = vi->id;
2682   tmp.type = SCALAR;
2683   tmp.offset = 0;
2684
2685   return tmp;
2686 }
2687
2688 /* Get a constraint expression vector from an SSA_VAR_P node.
2689    If address_p is true, the result will be taken its address of.  */
2690
2691 static void
2692 get_constraint_for_ssa_var (tree t, VEC(ce_s, heap) **results, bool address_p)
2693 {
2694   struct constraint_expr cexpr;
2695   varinfo_t vi;
2696
2697   /* We allow FUNCTION_DECLs here even though it doesn't make much sense.  */
2698   gcc_assert (SSA_VAR_P (t) || DECL_P (t));
2699
2700   /* For parameters, get at the points-to set for the actual parm
2701      decl.  */
2702   if (TREE_CODE (t) == SSA_NAME
2703       && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (t)) == PARM_DECL
2704       && SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (t))
2705     {
2706       get_constraint_for_ssa_var (SSA_NAME_VAR (t), results, address_p);
2707       return;
2708     }
2709
2710   vi = get_vi_for_tree (t);
2711   cexpr.var = vi->id;
2712   cexpr.type = SCALAR;
2713   cexpr.offset = 0;
2714   /* If we determine the result is "anything", and we know this is readonly,
2715      say it points to readonly memory instead.  */
2716   if (cexpr.var == anything_id && TREE_READONLY (t))
2717     {
2718       gcc_unreachable ();
2719       cexpr.type = ADDRESSOF;
2720       cexpr.var = readonly_id;
2721     }
2722
2723   /* If we are not taking the address of the constraint expr, add all
2724      sub-fiels of the variable as well.  */
2725   if (!address_p
2726       && !vi->is_full_var)
2727     {
2728       for (; vi; vi = vi->next)
2729         {
2730           cexpr.var = vi->id;
2731           VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &cexpr);
2732         }
2733       return;
2734     }
2735
2736   VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &cexpr);
2737 }
2738
2739 /* Process constraint T, performing various simplifications and then
2740    adding it to our list of overall constraints.  */
2741
2742 static void
2743 process_constraint (constraint_t t)
2744 {
2745   struct constraint_expr rhs = t->rhs;
2746   struct constraint_expr lhs = t->lhs;
2747
2748   gcc_assert (rhs.var < VEC_length (varinfo_t, varmap));
2749   gcc_assert (lhs.var < VEC_length (varinfo_t, varmap));
2750
2751   /* If we didn't get any useful constraint from the lhs we get
2752      &ANYTHING as fallback from get_constraint_for.  Deal with
2753      it here by turning it into *ANYTHING.  */
2754   if (lhs.type == ADDRESSOF
2755       && lhs.var == anything_id)
2756     lhs.type = DEREF;
2757
2758   /* ADDRESSOF on the lhs is invalid.  */
2759   gcc_assert (lhs.type != ADDRESSOF);
2760
2761   /* This can happen in our IR with things like n->a = *p */
2762   if (rhs.type == DEREF && lhs.type == DEREF && rhs.var != anything_id)
2763     {
2764       /* Split into tmp = *rhs, *lhs = tmp */
2765       struct constraint_expr tmplhs;
2766       tmplhs = new_scalar_tmp_constraint_exp ("doubledereftmp");
2767       process_constraint (new_constraint (tmplhs, rhs));
2768       process_constraint (new_constraint (lhs, tmplhs));
2769     }
2770   else if (rhs.type == ADDRESSOF && lhs.type == DEREF)
2771     {
2772       /* Split into tmp = &rhs, *lhs = tmp */
2773       struct constraint_expr tmplhs;
2774       tmplhs = new_scalar_tmp_constraint_exp ("derefaddrtmp");
2775       process_constraint (new_constraint (tmplhs, rhs));
2776       process_constraint (new_constraint (lhs, tmplhs));
2777     }
2778   else
2779     {
2780       gcc_assert (rhs.type != ADDRESSOF || rhs.offset == 0);
2781       VEC_safe_push (constraint_t, heap, constraints, t);
2782     }
2783 }
2784
2785 /* Return true if T is a type that could contain pointers.  */
2786
2787 static bool
2788 type_could_have_pointers (tree type)
2789 {
2790   if (POINTER_TYPE_P (type))
2791     return true;
2792
2793   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
2794     return type_could_have_pointers (TREE_TYPE (type));
2795
2796   return AGGREGATE_TYPE_P (type);
2797 }
2798
2799 /* Return true if T is a variable of a type that could contain
2800    pointers.  */
2801
2802 static bool
2803 could_have_pointers (tree t)
2804 {
2805   return type_could_have_pointers (TREE_TYPE (t));
2806 }
2807
2808 /* Return the position, in bits, of FIELD_DECL from the beginning of its
2809    structure.  */
2810
2811 static HOST_WIDE_INT
2812 bitpos_of_field (const tree fdecl)
2813 {
2814
2815   if (!host_integerp (DECL_FIELD_OFFSET (fdecl), 0)
2816       || !host_integerp (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (fdecl), 0))
2817     return -1;
2818
2819   return (TREE_INT_CST_LOW (DECL_FIELD_OFFSET (fdecl)) * 8
2820           + TREE_INT_CST_LOW (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (fdecl)));
2821 }
2822
2823
2824 /* Get constraint expressions for offsetting PTR by OFFSET.  Stores the
2825    resulting constraint expressions in *RESULTS.  */
2826
2827 static void
2828 get_constraint_for_ptr_offset (tree ptr, tree offset,
2829                                VEC (ce_s, heap) **results)
2830 {
2831   struct constraint_expr c;
2832   unsigned int j, n;
2833   HOST_WIDE_INT rhsunitoffset, rhsoffset;
2834
2835   /* If we do not do field-sensitive PTA adding offsets to pointers
2836      does not change the points-to solution.  */
2837   if (!use_field_sensitive)
2838     {
2839       get_constraint_for (ptr, results);
2840       return;
2841     }
2842
2843   /* If the offset is not a non-negative integer constant that fits
2844      in a HOST_WIDE_INT, we have to fall back to a conservative
2845      solution which includes all sub-fields of all pointed-to
2846      variables of ptr.  */
2847   if (offset == NULL_TREE
2848       || !host_integerp (offset, 0))
2849     rhsoffset = UNKNOWN_OFFSET;
2850   else
2851     {
2852       /* Make sure the bit-offset also fits.  */
2853       rhsunitoffset = TREE_INT_CST_LOW (offset);
2854       rhsoffset = rhsunitoffset * BITS_PER_UNIT;
2855       if (rhsunitoffset != rhsoffset / BITS_PER_UNIT)
2856         rhsoffset = UNKNOWN_OFFSET;
2857     }
2858
2859   get_constraint_for (ptr, results);
2860   if (rhsoffset == 0)
2861     return;
2862
2863   /* As we are eventually appending to the solution do not use
2864      VEC_iterate here.  */
2865   n = VEC_length (ce_s, *results);
2866   for (j = 0; j < n; j++)
2867     {
2868       varinfo_t curr;
2869       c = *VEC_index (ce_s, *results, j);
2870       curr = get_varinfo (c.var);
2871
2872       if (c.type == ADDRESSOF
2873           /* If this varinfo represents a full variable just use it.  */
2874           && curr->is_full_var)
2875         c.offset = 0;
2876       else if (c.type == ADDRESSOF
2877                /* If we do not know the offset add all subfields.  */
2878                && rhsoffset == UNKNOWN_OFFSET)
2879         {
2880           varinfo_t temp = lookup_vi_for_tree (curr->decl);
2881           do
2882             {
2883               struct constraint_expr c2;
2884               c2.var = temp->id;
2885               c2.type = ADDRESSOF;
2886               c2.offset = 0;
2887               if (c2.var != c.var)
2888                 VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &c2);
2889               temp = temp->next;
2890             }
2891           while (temp);
2892         }
2893       else if (c.type == ADDRESSOF)
2894         {
2895           varinfo_t temp;
2896           unsigned HOST_WIDE_INT offset = curr->offset + rhsoffset;
2897
2898           /* Search the sub-field which overlaps with the
2899              pointed-to offset.  If the result is outside of the variable
2900              we have to provide a conservative result, as the variable is
2901              still reachable from the resulting pointer (even though it
2902              technically cannot point to anything).  The last and first
2903              sub-fields are such conservative results.
2904              ???  If we always had a sub-field for &object + 1 then
2905              we could represent this in a more precise way.  */
2906           if (rhsoffset < 0
2907               && curr->offset < offset)
2908             offset = 0;
2909           temp = first_or_preceding_vi_for_offset (curr, offset);
2910
2911           /* If the found variable is not exactly at the pointed to
2912              result, we have to include the next variable in the
2913              solution as well.  Otherwise two increments by offset / 2
2914              do not result in the same or a conservative superset
2915              solution.  */
2916           if (temp->offset != offset
2917               && temp->next != NULL)
2918             {
2919               struct constraint_expr c2;
2920               c2.var = temp->next->id;
2921               c2.type = ADDRESSOF;
2922               c2.offset = 0;
2923               VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &c2);
2924             }
2925           c.var = temp->id;
2926           c.offset = 0;
2927         }
2928       else
2929         c.offset = rhsoffset;
2930
2931       VEC_replace (ce_s, *results, j, &c);
2932     }
2933 }
2934
2935
2936 /* Given a COMPONENT_REF T, return the constraint_expr vector for it.
2937    If address_p is true the result will be taken its address of.  */
2938
2939 static void
2940 get_constraint_for_component_ref (tree t, VEC(ce_s, heap) **results,
2941                                   bool address_p)
2942 {
2943   tree orig_t = t;
2944   HOST_WIDE_INT bitsize = -1;
2945   HOST_WIDE_INT bitmaxsize = -1;
2946   HOST_WIDE_INT bitpos;
2947   tree forzero;
2948   struct constraint_expr *result;
2949
2950   /* Some people like to do cute things like take the address of
2951      &0->a.b */
2952   forzero = t;
2953   while (!SSA_VAR_P (forzero) && !CONSTANT_CLASS_P (forzero))
2954     forzero = TREE_OPERAND (forzero, 0);
2955
2956   if (CONSTANT_CLASS_P (forzero) && integer_zerop (forzero))
2957     {
2958       struct constraint_expr temp;
2959
2960       temp.offset = 0;
2961       temp.var = integer_id;
2962       temp.type = SCALAR;
2963       VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &temp);
2964       return;
2965     }
2966
2967   t = get_ref_base_and_extent (t, &bitpos, &bitsize, &bitmaxsize);
2968
2969   /* Pretend to take the address of the base, we'll take care of
2970      adding the required subset of sub-fields below.  */
2971   get_constraint_for_1 (t, results, true);
2972   gcc_assert (VEC_length (ce_s, *results) == 1);
2973   result = VEC_last (ce_s, *results);
2974
2975   if (result->type == SCALAR
2976       && get_varinfo (result->var)->is_full_var)
2977     /* For single-field vars do not bother about the offset.  */
2978     result->offset = 0;
2979   else if (result->type == SCALAR)
2980     {
2981       /* In languages like C, you can access one past the end of an
2982          array.  You aren't allowed to dereference it, so we can
2983          ignore this constraint. When we handle pointer subtraction,
2984          we may have to do something cute here.  */
2985
2986       if ((unsigned HOST_WIDE_INT)bitpos < get_varinfo (result->var)->fullsize
2987           && bitmaxsize != 0)
2988         {
2989           /* It's also not true that the constraint will actually start at the
2990              right offset, it may start in some padding.  We only care about
2991              setting the constraint to the first actual field it touches, so
2992              walk to find it.  */
2993           struct constraint_expr cexpr = *result;
2994           varinfo_t curr;
2995           VEC_pop (ce_s, *results);
2996           cexpr.offset = 0;
2997           for (curr = get_varinfo (cexpr.var); curr; curr = curr->next)
2998             {
2999               if (ranges_overlap_p (curr->offset, curr->size,
3000                                     bitpos, bitmaxsize))
3001                 {
3002                   cexpr.var = curr->id;
3003                   VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &cexpr);
3004                   if (address_p)
3005                     break;
3006                 }
3007             }
3008           /* If we are going to take the address of this field then
3009              to be able to compute reachability correctly add at least
3010              the last field of the variable.  */
3011           if (address_p
3012               && VEC_length (ce_s, *results) == 0)
3013             {
3014               curr = get_varinfo (cexpr.var);
3015               while (curr->next != NULL)
3016                 curr = curr->next;
3017               cexpr.var = curr->id;
3018               VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &cexpr);
3019             }
3020           else
3021             /* Assert that we found *some* field there. The user couldn't be
3022                accessing *only* padding.  */
3023             /* Still the user could access one past the end of an array
3024                embedded in a struct resulting in accessing *only* padding.  */
3025             gcc_assert (VEC_length (ce_s, *results) >= 1
3026                         || ref_contains_array_ref (orig_t));
3027         }
3028       else if (bitmaxsize == 0)
3029         {
3030           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3031             fprintf (dump_file, "Access to zero-sized part of variable,"
3032                      "ignoring\n");
3033         }
3034       else
3035         if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3036           fprintf (dump_file, "Access to past the end of variable, ignoring\n");
3037     }
3038   else if (result->type == DEREF)
3039     {
3040       /* If we do not know exactly where the access goes say so.  Note
3041          that only for non-structure accesses we know that we access
3042          at most one subfiled of any variable.  */
3043       if (bitpos == -1
3044           || bitsize != bitmaxsize
3045           || AGGREGATE_TYPE_P (TREE_TYPE (orig_t)))
3046         result->offset = UNKNOWN_OFFSET;
3047       else
3048         result->offset = bitpos;
3049     }
3050   else if (result->type == ADDRESSOF)
3051     {
3052       /* We can end up here for component references on a
3053          VIEW_CONVERT_EXPR <>(&foobar).  */
3054       result->type = SCALAR;
3055       result->var = anything_id;
3056       result->offset = 0;
3057     }
3058   else
3059     gcc_unreachable ();
3060 }
3061
3062
3063 /* Dereference the constraint expression CONS, and return the result.
3064    DEREF (ADDRESSOF) = SCALAR
3065    DEREF (SCALAR) = DEREF
3066    DEREF (DEREF) = (temp = DEREF1; result = DEREF(temp))
3067    This is needed so that we can handle dereferencing DEREF constraints.  */
3068
3069 static void
3070 do_deref (VEC (ce_s, heap) **constraints)
3071 {
3072   struct constraint_expr *c;
3073   unsigned int i = 0;
3074
3075   for (i = 0; VEC_iterate (ce_s, *constraints, i, c); i++)
3076     {
3077       if (c->type == SCALAR)
3078         c->type = DEREF;
3079       else if (c->type == ADDRESSOF)
3080         c->type = SCALAR;
3081       else if (c->type == DEREF)
3082         {
3083           struct constraint_expr tmplhs;
3084           tmplhs = new_scalar_tmp_constraint_exp ("dereftmp");
3085           process_constraint (new_constraint (tmplhs, *c));
3086           c->var = tmplhs.var;
3087         }
3088       else
3089         gcc_unreachable ();
3090     }
3091 }
3092
3093 static void get_constraint_for_1 (tree, VEC (ce_s, heap) **, bool);
3094
3095 /* Given a tree T, return the constraint expression for taking the
3096    address of it.  */
3097
3098 static void
3099 get_constraint_for_address_of (tree t, VEC (ce_s, heap) **results)
3100 {
3101   struct constraint_expr *c;
3102   unsigned int i;
3103
3104   get_constraint_for_1 (t, results, true);
3105
3106   for (i = 0; VEC_iterate (ce_s, *results, i, c); i++)
3107     {
3108       if (c->type == DEREF)
3109         c->type = SCALAR;
3110       else
3111         c->type = ADDRESSOF;
3112     }
3113 }
3114
3115 /* Given a tree T, return the constraint expression for it.  */
3116
3117 static void
3118 get_constraint_for_1 (tree t, VEC (ce_s, heap) **results, bool address_p)
3119 {
3120   struct constraint_expr temp;
3121
3122   /* x = integer is all glommed to a single variable, which doesn't
3123      point to anything by itself.  That is, of course, unless it is an
3124      integer constant being treated as a pointer, in which case, we
3125      will return that this is really the addressof anything.  This
3126      happens below, since it will fall into the default case. The only
3127      case we know something about an integer treated like a pointer is
3128      when it is the NULL pointer, and then we just say it points to
3129      NULL.
3130
3131      Do not do that if -fno-delete-null-pointer-checks though, because
3132      in that case *NULL does not fail, so it _should_ alias *anything.
3133      It is not worth adding a new option or renaming the existing one,
3134      since this case is relatively obscure.  */
3135   if (flag_delete_null_pointer_checks
3136       && ((TREE_CODE (t) == INTEGER_CST
3137            && integer_zerop (t))
3138           /* The only valid CONSTRUCTORs in gimple with pointer typed
3139              elements are zero-initializer.  */
3140           || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR))
3141     {
3142       temp.var = nothing_id;
3143       temp.type = ADDRESSOF;
3144       temp.offset = 0;
3145       VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &temp);
3146       return;
3147     }
3148
3149   /* String constants are read-only.  */
3150   if (TREE_CODE (t) == STRING_CST)
3151     {
3152       temp.var = readonly_id;
3153       temp.type = SCALAR;
3154       temp.offset = 0;
3155       VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &temp);
3156       return;
3157     }
3158
3159   switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (t)))
3160     {
3161     case tcc_expression:
3162       {
3163         switch (TREE_CODE (t))
3164           {
3165           case ADDR_EXPR:
3166             get_constraint_for_address_of (TREE_OPERAND (t, 0), results);
3167             return;
3168           default:;
3169           }
3170         break;
3171       }
3172     case tcc_reference:
3173       {
3174         switch (TREE_CODE (t))
3175           {
3176           case INDIRECT_REF:
3177             {
3178               get_constraint_for_1 (TREE_OPERAND (t, 0), results, address_p);
3179               do_deref (results);
3180               return;
3181             }
3182           case ARRAY_REF:
3183           case ARRAY_RANGE_REF:
3184           case COMPONENT_REF:
3185             get_constraint_for_component_ref (t, results, address_p);
3186             return;
3187           case VIEW_CONVERT_EXPR:
3188             get_constraint_for_1 (TREE_OPERAND (t, 0), results, address_p);
3189             return;
3190           /* We are missing handling for TARGET_MEM_REF here.  */
3191           default:;
3192           }
3193         break;
3194       }
3195     case tcc_exceptional:
3196       {
3197         switch (TREE_CODE (t))
3198           {
3199           case SSA_NAME:
3200             {
3201               get_constraint_for_ssa_var (t, results, address_p);
3202               return;
3203             }
3204           default:;
3205           }
3206         break;
3207       }
3208     case tcc_declaration:
3209       {
3210         get_constraint_for_ssa_var (t, results, address_p);
3211         return;
3212       }
3213     default:;
3214     }
3215
3216   /* The default fallback is a constraint from anything.  */
3217   temp.type = ADDRESSOF;
3218   temp.var = anything_id;
3219   temp.offset = 0;
3220   VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &temp);
3221 }
3222
3223 /* Given a gimple tree T, return the constraint expression vector for it.  */
3224
3225 static void
3226 get_constraint_for (tree t, VEC (ce_s, heap) **results)
3227 {
3228   gcc_assert (VEC_length (ce_s, *results) == 0);
3229
3230   get_constraint_for_1 (t, results, false);
3231 }
3232
3233
3234 /* Efficiently generates constraints from all entries in *RHSC to all
3235    entries in *LHSC.  */
3236
3237 static void
3238 process_all_all_constraints (VEC (ce_s, heap) *lhsc, VEC (ce_s, heap) *rhsc)
3239 {
3240   struct constraint_expr *lhsp, *rhsp;
3241   unsigned i, j;
3242
3243   if (VEC_length (ce_s, lhsc) <= 1
3244       || VEC_length (ce_s, rhsc) <= 1)
3245     {
3246       for (i = 0; VEC_iterate (ce_s, lhsc, i, lhsp); ++i)
3247         for (j = 0; VEC_iterate (ce_s, rhsc, j, rhsp); ++j)
3248           process_constraint (new_constraint (*lhsp, *rhsp));
3249     }
3250   else
3251     {
3252       struct constraint_expr tmp;
3253       tmp = new_scalar_tmp_constraint_exp ("allalltmp");
3254       for (i = 0; VEC_iterate (ce_s, rhsc, i, rhsp); ++i)
3255         process_constraint (new_constraint (tmp, *rhsp));
3256       for (i = 0; VEC_iterate (ce_s, lhsc, i, lhsp); ++i)
3257         process_constraint (new_constraint (*lhsp, tmp));
3258     }
3259 }
3260
3261 /* Handle aggregate copies by expanding into copies of the respective
3262    fields of the structures.  */
3263
3264 static void
3265 do_structure_copy (tree lhsop, tree rhsop)
3266 {
3267   struct constraint_expr *lhsp, *rhsp;
3268   VEC (ce_s, heap) *lhsc = NULL, *rhsc = NULL;
3269   unsigned j;
3270
3271   get_constraint_for (lhsop, &lhsc);
3272   get_constraint_for (rhsop, &rhsc);
3273   lhsp = VEC_index (ce_s, lhsc, 0);
3274   rhsp = VEC_index (ce_s, rhsc, 0);
3275   if (lhsp->type == DEREF
3276       || (lhsp->type == ADDRESSOF && lhsp->var == anything_id)
3277       || rhsp->type == DEREF)
3278     process_all_all_constraints (lhsc, rhsc);
3279   else if (lhsp->type == SCALAR
3280            && (rhsp->type == SCALAR
3281                || rhsp->type == ADDRESSOF))
3282     {
3283       tree lhsbase, rhsbase;
3284       HOST_WIDE_INT lhssize, lhsmaxsize, lhsoffset;
3285       HOST_WIDE_INT rhssize, rhsmaxsize, rhsoffset;
3286       unsigned k = 0;
3287       lhsbase = get_ref_base_and_extent (lhsop, &lhsoffset,
3288                                          &lhssize, &lhsmaxsize);
3289       rhsbase = get_ref_base_and_extent (rhsop, &rhsoffset,
3290                                          &rhssize, &rhsmaxsize);
3291       for (j = 0; VEC_iterate (ce_s, lhsc, j, lhsp);)
3292         {
3293           varinfo_t lhsv, rhsv;
3294           rhsp = VEC_index (ce_s, rhsc, k);
3295           lhsv = get_varinfo (lhsp->var);
3296           rhsv = get_varinfo (rhsp->var);
3297           if (lhsv->may_have_pointers
3298               && ranges_overlap_p (lhsv->offset + rhsoffset, lhsv->size,
3299                                    rhsv->offset + lhsoffset, rhsv->size))
3300             process_constraint (new_constraint (*lhsp, *rhsp));
3301           if (lhsv->offset + rhsoffset + lhsv->size
3302               > rhsv->offset + lhsoffset + rhsv->size)
3303             {
3304               ++k;
3305               if (k >= VEC_length (ce_s, rhsc))
3306                 break;
3307             }
3308           else
3309             ++j;
3310         }
3311     }
3312   else
3313     gcc_unreachable ();
3314
3315   VEC_free (ce_s, heap, lhsc);
3316   VEC_free (ce_s, heap, rhsc);
3317 }
3318
3319 /* Create a constraint ID = OP.  */
3320
3321 static void
3322 make_constraint_to (unsigned id, tree op)
3323 {
3324   VEC(ce_s, heap) *rhsc = NULL;
3325   struct constraint_expr *c;
3326   struct constraint_expr includes;
3327   unsigned int j;
3328
3329   includes.var = id;
3330   includes.offset = 0;
3331   includes.type = SCALAR;
3332
3333   get_constraint_for (op, &rhsc);
3334   for (j = 0; VEC_iterate (ce_s, rhsc, j, c); j++)
3335     process_constraint (new_constraint (includes, *c));
3336   VEC_free (ce_s, heap, rhsc);
3337 }
3338
3339 /* Create a constraint ID = &FROM.  */
3340
3341 static void
3342 make_constraint_from (varinfo_t vi, int from)
3343 {
3344   struct constraint_expr lhs, rhs;
3345
3346   lhs.var = vi->id;
3347   lhs.offset = 0;
3348   lhs.type = SCALAR;
3349
3350   rhs.var = from;
3351   rhs.offset = 0;
3352   rhs.type = ADDRESSOF;
3353   process_constraint (new_constraint (lhs, rhs));
3354 }
3355
3356 /* Create a constraint ID = FROM.  */
3357
3358 static void
3359 make_copy_constraint (varinfo_t vi, int from)
3360 {
3361   struct constraint_expr lhs, rhs;
3362
3363   lhs.var = vi->id;
3364   lhs.offset = 0;
3365   lhs.type = SCALAR;
3366
3367   rhs.var = from;
3368   rhs.offset = 0;
3369   rhs.type = SCALAR;
3370   process_constraint (new_constraint (lhs, rhs));
3371 }
3372
3373 /* Make constraints necessary to make OP escape.  */
3374
3375 static void
3376 make_escape_constraint (tree op)
3377 {
3378   make_constraint_to (escaped_id, op);
3379 }
3380
3381 /* Create a new artificial heap variable with NAME and make a
3382    constraint from it to LHS.  Return the created variable.  */
3383
3384 static varinfo_t
3385 make_constraint_from_heapvar (varinfo_t lhs, const char *name)
3386 {
3387   varinfo_t vi;
3388   tree heapvar = heapvar_lookup (lhs->decl, lhs->offset);
3389
3390   if (heapvar == NULL_TREE)
3391     {
3392       var_ann_t ann;
3393       heapvar = create_tmp_var_raw (ptr_type_node, name);
3394       DECL_EXTERNAL (heapvar) = 1;
3395
3396       heapvar_insert (lhs->decl, lhs->offset, heapvar);
3397
3398       ann = get_var_ann (heapvar);
3399       ann->is_heapvar = 1;
3400     }
3401
3402   /* For global vars we need to add a heapvar to the list of referenced
3403      vars of a different function than it was created for originally.  */
3404   if (gimple_referenced_vars (cfun))
3405     add_referenced_var (heapvar);
3406
3407   vi = new_var_info (heapvar, name);
3408   vi->is_artificial_var = true;
3409   vi->is_heap_var = true;
3410   vi->is_unknown_size_var = true;
3411   vi->offset = 0;
3412   vi->fullsize = ~0;
3413   vi->size = ~0;
3414   vi->is_full_var = true;
3415   insert_vi_for_tree (heapvar, vi);
3416
3417   make_constraint_from (lhs, vi->id);
3418
3419   return vi;
3420 }
3421
3422 /* Create a new artificial heap variable with NAME and make a
3423    constraint from it to LHS.  Set flags according to a tag used
3424    for tracking restrict pointers.  */
3425
3426 static void
3427 make_constraint_from_restrict (varinfo_t lhs, const char *name)
3428 {
3429   varinfo_t vi;
3430   vi = make_constraint_from_heapvar (lhs, name);
3431   vi->is_restrict_var = 1;
3432   vi->is_global_var = 0;
3433   vi->is_special_var = 1;
3434   vi->may_have_pointers = 0;
3435 }
3436
3437 /* For non-IPA mode, generate constraints necessary for a call on the
3438    RHS.  */
3439
3440 static void
3441 handle_rhs_call (gimple stmt, VEC(ce_s, heap) **results)
3442 {
3443   struct constraint_expr rhsc;
3444   unsigned i;
3445
3446   for (i = 0; i < gimple_call_num_args (stmt); ++i)
3447     {
3448       tree arg = gimple_call_arg (stmt, i);
3449
3450       /* Find those pointers being passed, and make sure they end up
3451          pointing to anything.  */
3452       if (could_have_pointers (arg))
3453         make_escape_constraint (arg);
3454     }
3455
3456   /* The static chain escapes as well.  */
3457   if (gimple_call_chain (stmt))
3458     make_escape_constraint (gimple_call_chain (stmt));
3459
3460   /* And if we applied NRV the address of the return slot escapes as well.  */
3461   if (gimple_call_return_slot_opt_p (stmt)
3462       && gimple_call_lhs (stmt) != NULL_TREE
3463       && TREE_ADDRESSABLE (TREE_TYPE (gimple_call_lhs (stmt))))
3464     {
3465       VEC(ce_s, heap) *tmpc = NULL;
3466       struct constraint_expr lhsc, *c;
3467       get_constraint_for_address_of (gimple_call_lhs (stmt), &tmpc);
3468       lhsc.var = escaped_id;
3469       lhsc.offset = 0;
3470       lhsc.type = SCALAR;
3471       for (i = 0; VEC_iterate (ce_s, tmpc, i, c); ++i)
3472         process_constraint (new_constraint (lhsc, *c));
3473       VEC_free(ce_s, heap, tmpc);
3474     }
3475
3476   /* Regular functions return nonlocal memory.  */
3477   rhsc.var = nonlocal_id;
3478   rhsc.offset = 0;
3479   rhsc.type = SCALAR;
3480   VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &rhsc);
3481 }
3482
3483 /* For non-IPA mode, generate constraints necessary for a call
3484    that returns a pointer and assigns it to LHS.  This simply makes
3485    the LHS point to global and escaped variables.  */
3486
3487 static void
3488 handle_lhs_call (tree lhs, int flags, VEC(ce_s, heap) *rhsc)
3489 {
3490   VEC(ce_s, heap) *lhsc = NULL;
3491
3492   get_constraint_for (lhs, &lhsc);
3493
3494   if (flags & ECF_MALLOC)
3495     {
3496       varinfo_t vi;
3497       vi = make_constraint_from_heapvar (get_vi_for_tree (lhs), "HEAP");
3498       /* We delay marking allocated storage global until we know if
3499          it escapes.  */
3500       DECL_EXTERNAL (vi->decl) = 0;
3501       vi->is_global_var = 0;
3502     }
3503   else if (VEC_length (ce_s, rhsc) > 0)
3504     {
3505       /* If the store is to a global decl make sure to
3506          add proper escape constraints.  */
3507       lhs = get_base_address (lhs);
3508       if (lhs
3509           && DECL_P (lhs)
3510           && is_global_var (lhs))
3511         {
3512           struct constraint_expr tmpc;
3513           tmpc.var = escaped_id;
3514           tmpc.offset = 0;
3515           tmpc.type = SCALAR;
3516           VEC_safe_push (ce_s, heap, lhsc, &tmpc);
3517         }
3518       process_all_all_constraints (lhsc, rhsc);
3519     }
3520   VEC_free (ce_s, heap, lhsc);
3521 }
3522
3523 /* For non-IPA mode, generate constraints necessary for a call of a
3524    const function that returns a pointer in the statement STMT.  */
3525
3526 static void
3527 handle_const_call (gimple stmt, VEC(ce_s, heap) **results)
3528 {
3529   struct constraint_expr rhsc;
3530   unsigned int k;
3531
3532   /* Treat nested const functions the same as pure functions as far
3533      as the static chain is concerned.  */
3534   if (gimple_call_chain (stmt))
3535     {
3536       make_constraint_to (callused_id, gimple_call_chain (stmt));
3537       rhsc.var = callused_id;
3538       rhsc.offset = 0;
3539       rhsc.type = SCALAR;
3540       VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &rhsc);
3541     }
3542
3543   /* May return arguments.  */
3544   for (k = 0; k < gimple_call_num_args (stmt); ++k)
3545     {
3546       tree arg = gimple_call_arg (stmt, k);
3547
3548       if (could_have_pointers (arg))
3549         {
3550           VEC(ce_s, heap) *argc = NULL;
3551           unsigned i;
3552           struct constraint_expr *argp;
3553           get_constraint_for (arg, &argc);
3554           for (i = 0; VEC_iterate (ce_s, argc, i, argp); ++i)
3555             VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, argp);
3556           VEC_free(ce_s, heap, argc);
3557         }
3558     }
3559
3560   /* May return addresses of globals.  */
3561   rhsc.var = nonlocal_id;
3562   rhsc.offset = 0;
3563   rhsc.type = ADDRESSOF;
3564   VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &rhsc);
3565 }
3566
3567 /* For non-IPA mode, generate constraints necessary for a call to a
3568    pure function in statement STMT.  */
3569
3570 static void
3571 handle_pure_call (gimple stmt, VEC(ce_s, heap) **results)
3572 {
3573   struct constraint_expr rhsc;
3574   unsigned i;
3575   bool need_callused = false;
3576
3577   /* Memory reached from pointer arguments is call-used.  */
3578   for (i = 0; i < gimple_call_num_args (stmt); ++i)
3579     {
3580       tree arg = gimple_call_arg (stmt, i);
3581
3582       if (could_have_pointers (arg))
3583         {
3584           make_constraint_to (callused_id, arg);
3585           need_callused = true;
3586         }
3587     }
3588
3589   /* The static chain is used as well.  */
3590   if (gimple_call_chain (stmt))
3591     {
3592       make_constraint_to (callused_id, gimple_call_chain (stmt));
3593       need_callused = true;
3594     }
3595
3596   /* Pure functions may return callused and nonlocal memory.  */
3597   if (need_callused)
3598     {
3599       rhsc.var = callused_id;
3600       rhsc.offset = 0;
3601       rhsc.type = SCALAR;
3602       VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &rhsc);
3603     }
3604   rhsc.var = nonlocal_id;
3605   rhsc.offset = 0;
3606   rhsc.type = SCALAR;
3607   VEC_safe_push (ce_s, heap, *results, &rhsc);
3608 }
3609
3610 /* Walk statement T setting up aliasing constraints according to the
3611    references found in T.  This function is the main part of the
3612    constraint builder.  AI points to auxiliary alias information used
3613    when building alias sets and computing alias grouping heuristics.  */
3614
3615 static void
3616 find_func_aliases (gimple origt)
3617 {
3618   gimple t = origt;
3619   VEC(ce_s, heap) *lhsc = NULL;
3620   VEC(ce_s, heap) *rhsc = NULL;
3621   struct constraint_expr *c;
3622
3623   /* Now build constraints expressions.  */
3624   if (gimple_code (t) == GIMPLE_PHI)
3625     {
3626       gcc_assert (!AGGREGATE_TYPE_P (TREE_TYPE (gimple_phi_result (t))));
3627
3628       /* Only care about pointers and structures containing
3629          pointers.  */
3630       if (could_have_pointers (gimple_phi_result (t)))
3631         {
3632           size_t i;
3633           unsigned int j;
3634
3635           /* For a phi node, assign all the arguments to
3636              the result.  */
3637           get_constraint_for (gimple_phi_result (t), &lhsc);
3638           for (i = 0; i < gimple_phi_num_args (t); i++)
3639             {
3640               tree rhstype;
3641               tree strippedrhs = PHI_ARG_DEF (t, i);
3642
3643               STRIP_NOPS (strippedrhs);
3644               rhstype = TREE_TYPE (strippedrhs);
3645               get_constraint_for (gimple_phi_arg_def (t, i), &rhsc);
3646
3647               for (j = 0; VEC_iterate (ce_s, lhsc, j, c); j++)
3648                 {
3649                   struct constraint_expr *c2;
3650                   while (VEC_length (ce_s, rhsc) > 0)
3651                     {
3652                       c2 = VEC_last (ce_s, rhsc);
3653                       process_constraint (new_constraint (*c, *c2));
3654                       VEC_pop (ce_s, rhsc);
3655                     }
3656                 }
3657             }
3658         }
3659     }
3660   /* In IPA mode, we need to generate constraints to pass call
3661      arguments through their calls.   There are two cases,
3662      either a GIMPLE_CALL returning a value, or just a plain
3663      GIMPLE_CALL when we are not.
3664
3665      In non-ipa mode, we need to generate constraints for each
3666      pointer passed by address.  */
3667   else if (is_gimple_call (t))
3668     {
3669       tree fndecl = gimple_call_fndecl (t);
3670       if (fndecl != NULL_TREE
3671           && DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_NORMAL)
3672         /* ???  All builtins that are handled here need to be handled
3673            in the alias-oracle query functions explicitly!  */
3674         switch (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl))
3675           {
3676           /* All the following functions return a pointer to the same object
3677              as their first argument points to.  The functions do not add
3678              to the ESCAPED solution.  The functions make the first argument
3679              pointed to memory point to what the second argument pointed to
3680              memory points to.  */
3681           case BUILT_IN_STRCPY:
3682           case BUILT_IN_STRNCPY:
3683           case BUILT_IN_BCOPY:
3684           case BUILT_IN_MEMCPY:
3685           case BUILT_IN_MEMMOVE:
3686           case BUILT_IN_MEMPCPY:
3687           case BUILT_IN_STPCPY:
3688           case BUILT_IN_STPNCPY:
3689           case BUILT_IN_STRCAT:
3690           case BUILT_IN_STRNCAT:
3691             {
3692               tree res = gimple_call_lhs (t);
3693               tree dest = gimple_call_arg (t, (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl)
3694                                                == BUILT_IN_BCOPY ? 1 : 0));
3695               tree src = gimple_call_arg (t, (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl)
3696                                               == BUILT_IN_BCOPY ? 0 : 1));
3697               if (res != NULL_TREE)
3698                 {
3699                   get_constraint_for (res, &lhsc);
3700                   if (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_MEMPCPY
3701                       || DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_STPCPY
3702                       || DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_STPNCPY)
3703                     get_constraint_for_ptr_offset (dest, NULL_TREE, &rhsc);
3704                   else
3705                     get_constraint_for (dest, &rhsc);
3706                   process_all_all_constraints (lhsc, rhsc);
3707                   VEC_free (ce_s, heap, lhsc);
3708                   VEC_free (ce_s, heap, rhsc);
3709                 }
3710               get_constraint_for_ptr_offset (dest, NULL_TREE, &lhsc);
3711               get_constraint_for_ptr_offset (src, NULL_TREE, &rhsc);
3712               do_deref (&lhsc);
3713               do_deref (&rhsc);
3714               process_all_all_constraints (lhsc, rhsc);
3715               VEC_free (ce_s, heap, lhsc);
3716               VEC_free (ce_s, heap, rhsc);
3717               return;
3718             }
3719           case BUILT_IN_MEMSET:
3720             {
3721               tree res = gimple_call_lhs (t);
3722               tree dest = gimple_call_arg (t, 0);
3723               unsigned i;
3724               ce_s *lhsp;
3725               struct constraint_expr ac;
3726               if (res != NULL_TREE)
3727                 {
3728                   get_constraint_for (res, &lhsc);
3729                   get_constraint_for (dest, &rhsc);
3730                   process_all_all_constraints (lhsc, rhsc);
3731                   VEC_free (ce_s, heap, lhsc);
3732                   VEC_free (ce_s, heap, rhsc);
3733                 }
3734               get_constraint_for_ptr_offset (dest, NULL_TREE, &lhsc);
3735               do_deref (&lhsc);
3736               if (flag_delete_null_pointer_checks
3737                   && integer_zerop (gimple_call_arg (t, 1)))
3738                 {
3739                   ac.type = ADDRESSOF;
3740                   ac.var = nothing_id;
3741                 }
3742               else
3743                 {
3744                   ac.type = SCALAR;
3745                   ac.var = integer_id;
3746                 }
3747               ac.offset = 0;
3748               for (i = 0; VEC_iterate (ce_s, lhsc, i, lhsp); ++i)
3749                 process_constraint (new_constraint (*lhsp, ac));
3750               VEC_free (ce_s, heap, lhsc);
3751               return;
3752             }
3753           /* All the following functions do not return pointers, do not
3754              modify the points-to sets of memory reachable from their
3755              arguments and do not add to the ESCAPED solution.  */
3756           case BUILT_IN_SINCOS:
3757           case BUILT_IN_SINCOSF:
3758           case BUILT_IN_SINCOSL:
3759           case BUILT_IN_FREXP:
3760           case BUILT_IN_FREXPF:
3761           case BUILT_IN_FREXPL:
3762           case BUILT_IN_GAMMA_R:
3763           case BUILT_IN_GAMMAF_R:
3764           case BUILT_IN_GAMMAL_R:
3765           case BUILT_IN_LGAMMA_R:
3766           case BUILT_IN_LGAMMAF_R:
3767           case BUILT_IN_LGAMMAL_R:
3768           case BUILT_IN_MODF:
3769           case BUILT_IN_MODFF:
3770           case BUILT_IN_MODFL:
3771           case BUILT_IN_REMQUO:
3772           case BUILT_IN_REMQUOF:
3773           case BUILT_IN_REMQUOL:
3774           case BUILT_IN_FREE:
3775             return;
3776           /* printf-style functions may have hooks to set pointers to
3777              point to somewhere into the generated string.  Leave them
3778              for a later excercise...  */
3779           default:
3780             /* Fallthru to general call handling.  */;
3781           }
3782       if (!in_ipa_mode
3783           || (fndecl
3784               && !lookup_vi_for_tree (fndecl)))
3785         {
3786           VEC(ce_s, heap) *rhsc = NULL;
3787           int flags = gimple_call_flags (t);
3788
3789           /* Const functions can return their arguments and addresses
3790              of global memory but not of escaped memory.  */
3791           if (flags & (ECF_CONST|ECF_NOVOPS))
3792             {
3793               if (gimple_call_lhs (t)
3794                   && could_have_pointers (gimple_call_lhs (t)))
3795                 handle_const_call (t, &rhsc);
3796             }
3797           /* Pure functions can return addresses in and of memory
3798              reachable from their arguments, but they are not an escape
3799              point for reachable memory of their arguments.  */
3800           else if (flags & (ECF_PURE|ECF_LOOPING_CONST_OR_PURE))
3801             handle_pure_call (t, &rhsc);
3802           else
3803             handle_rhs_call (t, &rhsc);
3804           if (gimple_call_lhs (t)
3805               && could_have_pointers (gimple_call_lhs (t)))
3806             handle_lhs_call (gimple_call_lhs (t), flags, rhsc);
3807           VEC_free (ce_s, heap, rhsc);
3808         }
3809       else
3810         {
3811           tree lhsop;
3812           varinfo_t fi;
3813           int i = 1;
3814           size_t j;
3815           tree decl;
3816
3817           lhsop = gimple_call_lhs (t);
3818           decl = gimple_call_fndecl (t);
3819
3820           /* If we can directly resolve the function being called, do so.
3821              Otherwise, it must be some sort of indirect expression that
3822              we should still be able to handle.  */
3823           if (decl)
3824             fi = get_vi_for_tree (decl);
3825           else
3826             {
3827               decl = gimple_call_fn (t);
3828               fi = get_vi_for_tree (decl);
3829             }
3830
3831           /* Assign all the passed arguments to the appropriate incoming
3832              parameters of the function.  */
3833           for (j = 0; j < gimple_call_num_args (t); j++)
3834             {
3835               struct constraint_expr lhs ;
3836               struct constraint_expr *rhsp;
3837               tree arg = gimple_call_arg (t, j);
3838
3839               get_constraint_for (arg, &rhsc);
3840               if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
3841                 {
3842                   lhs.type = DEREF;
3843                   lhs.var = fi->id;
3844                   lhs.offset = i;
3845                 }
3846               else
3847                 {
3848                   lhs.type = SCALAR;
3849                   lhs.var = first_vi_for_offset (fi, i)->id;
3850                   lhs.offset = 0;
3851                 }
3852               while (VEC_length (ce_s, rhsc) != 0)
3853                 {
3854                   rhsp = VEC_last (ce_s, rhsc);
3855                   process_constraint (new_constraint (lhs, *rhsp));
3856                   VEC_pop (ce_s, rhsc);
3857                 }
3858               i++;
3859             }
3860
3861           /* If we are returning a value, assign it to the result.  */
3862           if (lhsop)
3863             {
3864               struct constraint_expr rhs;
3865               struct constraint_expr *lhsp;
3866               unsigned int j = 0;
3867
3868               get_constraint_for (lhsop, &lhsc);
3869               if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
3870                 {
3871                   rhs.type = DEREF;
3872                   rhs.var = fi->id;
3873                   rhs.offset = i;
3874                 }
3875               else
3876                 {
3877                   rhs.type = SCALAR;
3878                   rhs.var = first_vi_for_offset (fi, i)->id;
3879                   rhs.offset = 0;
3880                 }
3881               for (j = 0; VEC_iterate (ce_s, lhsc, j, lhsp); j++)
3882                 process_constraint (new_constraint (*lhsp, rhs));
3883             }
3884         }
3885     }
3886   /* Otherwise, just a regular assignment statement.  Only care about
3887      operations with pointer result, others are dealt with as escape
3888      points if they have pointer operands.  */
3889   else if (is_gimple_assign (t)
3890            && could_have_pointers (gimple_assign_lhs (t)))
3891     {
3892       /* Otherwise, just a regular assignment statement.  */
3893       tree lhsop = gimple_assign_lhs (t);
3894       tree rhsop = (gimple_num_ops (t) == 2) ? gimple_assign_rhs1 (t) : NULL;
3895
3896       if (rhsop && AGGREGATE_TYPE_P (TREE_TYPE (lhsop)))
3897         do_structure_copy (lhsop, rhsop);
3898       else
3899         {
3900           struct constraint_expr temp;
3901           get_constraint_for (lhsop, &lhsc);
3902
3903           if (gimple_assign_rhs_code (t) == POINTER_PLUS_EXPR)
3904             get_constraint_for_ptr_offset (gimple_assign_rhs1 (t),
3905                                            gimple_assign_rhs2 (t), &rhsc);
3906           else if ((CONVERT_EXPR_CODE_P (gimple_assign_rhs_code (t))
3907                     && !(POINTER_TYPE_P (gimple_expr_type (t))
3908                          && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (rhsop))))
3909                    || gimple_assign_single_p (t))
3910             get_constraint_for (rhsop, &rhsc);
3911           else
3912             {
3913               temp.type = ADDRESSOF;
3914               temp.var = anything_id;
3915               temp.offset = 0;
3916               VEC_safe_push (ce_s, heap, rhsc, &temp);
3917             }
3918           process_all_all_constraints (lhsc, rhsc);
3919         }
3920       /* If there is a store to a global variable the rhs escapes.  */
3921       if ((lhsop = get_base_address (lhsop)) != NULL_TREE
3922           && DECL_P (lhsop)
3923           && is_global_var (lhsop))
3924         make_escape_constraint (rhsop);
3925       /* If this is a conversion of a non-restrict pointer to a
3926          restrict pointer track it with a new heapvar.  */
3927       else if (gimple_assign_cast_p (t)
3928                && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (rhsop))
3929                && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhsop))
3930                && !TYPE_RESTRICT (TREE_TYPE (rhsop))
3931                && TYPE_RESTRICT (TREE_TYPE (lhsop)))
3932         make_constraint_from_restrict (get_vi_for_tree (lhsop),
3933                                        "CAST_RESTRICT");
3934     }
3935   /* For conversions of pointers to non-pointers the pointer escapes.  */
3936   else if (gimple_assign_cast_p (t)
3937            && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (gimple_assign_rhs1 (t)))
3938            && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (t))))
3939     {
3940       make_escape_constraint (gimple_assign_rhs1 (t));
3941     }
3942   /* Handle escapes through return.  */
3943   else if (gimple_code (t) == GIMPLE_RETURN
3944            && gimple_return_retval (t) != NULL_TREE
3945            && could_have_pointers (gimple_return_retval (t)))
3946     {
3947       make_escape_constraint (gimple_return_retval (t));
3948     }
3949   /* Handle asms conservatively by adding escape constraints to everything.  */
3950   else if (gimple_code (t) == GIMPLE_ASM)
3951     {
3952       unsigned i, noutputs;
3953       const char **oconstraints;
3954       const char *constraint;
3955       bool allows_mem, allows_reg, is_inout;
3956
3957       noutputs = gimple_asm_noutputs (t);
3958       oconstraints = XALLOCAVEC (const char *, noutputs);
3959
3960       for (i = 0; i < noutputs; ++i)
3961         {
3962           tree link = gimple_asm_output_op (t, i);
3963           tree op = TREE_VALUE (link);
3964
3965           constraint = TREE_STRING_POINTER (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (link)));
3966           oconstraints[i] = constraint;
3967           parse_output_constraint (&constraint, i, 0, 0, &allows_mem,
3968                                    &allows_reg, &is_inout);
3969
3970           /* A memory constraint makes the address of the operand escape.  */
3971           if (!allows_reg && allows_mem)
3972             make_escape_constraint (build_fold_addr_expr (op));
3973
3974           /* The asm may read global memory, so outputs may point to
3975              any global memory.  */
3976           if (op && could_have_pointers (op))
3977             {
3978               VEC(ce_s, heap) *lhsc = NULL;
3979               struct constraint_expr rhsc, *lhsp;
3980               unsigned j;
3981               get_constraint_for (op, &lhsc);
3982               rhsc.var = nonlocal_id;
3983               rhsc.offset = 0;
3984               rhsc.type = SCALAR;
3985               for (j = 0; VEC_iterate (ce_s, lhsc, j, lhsp); j++)
3986                 process_constraint (new_constraint (*lhsp, rhsc));
3987               VEC_free (ce_s, heap, lhsc);
3988             }
3989         }
3990       for (i = 0; i < gimple_asm_ninputs (t); ++i)
3991         {
3992           tree link = gimple_asm_input_op (t, i);
3993           tree op = TREE_VALUE (link);
3994
3995           constraint = TREE_STRING_POINTER (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (link)));
3996
3997           parse_input_constraint (&constraint, 0, 0, noutputs, 0, oconstraints,
3998                                   &allows_mem, &allows_reg);
3999
4000           /* A memory constraint makes the address of the operand escape.  */
4001           if (!allows_reg && allows_mem)
4002             make_escape_constraint (build_fold_addr_expr (op));
4003           /* Strictly we'd only need the constraint to ESCAPED if
4004              the asm clobbers memory, otherwise using CALLUSED
4005              would be enough.  */
4006           else if (op && could_have_pointers (op))
4007             make_escape_constraint (op);
4008         }
4009     }
4010
4011   VEC_free (ce_s, heap, rhsc);
4012   VEC_free (ce_s, heap, lhsc);
4013 }
4014
4015
4016 /* Find the first varinfo in the same variable as START that overlaps with
4017    OFFSET.  Return NULL if we can't find one.  */
4018
4019 static varinfo_t
4020 first_vi_for_offset (varinfo_t start, unsigned HOST_WIDE_INT offset)
4021 {
4022   /* If the offset is outside of the variable, bail out.  */
4023   if (offset >= start->fullsize)
4024     return NULL;
4025
4026   /* If we cannot reach offset from start, lookup the first field
4027      and start from there.  */
4028   if (start->offset > offset)
4029     start = lookup_vi_for_tree (start->decl);
4030
4031   while (start)
4032     {
4033       /* We may not find a variable in the field list with the actual
4034          offset when when we have glommed a structure to a variable.
4035          In that case, however, offset should still be within the size
4036          of the variable. */
4037       if (offset >= start->offset
4038           && (offset - start->offset) < start->size)
4039         return start;
4040
4041       start= start->next;
4042     }
4043
4044   return NULL;
4045 }
4046
4047 /* Find the first varinfo in the same variable as START that overlaps with
4048    OFFSET.  If there is no such varinfo the varinfo directly preceding
4049    OFFSET is returned.  */
4050
4051 static varinfo_t
4052 first_or_preceding_vi_for_offset (varinfo_t start,
4053                                   unsigned HOST_WIDE_INT offset)
4054 {
4055   /* If we cannot reach offset from start, lookup the first field
4056      and start from there.  */
4057   if (start->offset > offset)
4058     start = lookup_vi_for_tree (start->decl);
4059
4060   /* We may not find a variable in the field list with the actual
4061      offset when when we have glommed a structure to a variable.
4062      In that case, however, offset should still be within the size
4063      of the variable.
4064      If we got beyond the offset we look for return the field
4065      directly preceding offset which may be the last field.  */
4066   while (start->next
4067          && offset >= start->offset
4068          && !((offset - start->offset) < start->size))
4069     start = start->next;
4070
4071   return start;
4072 }
4073
4074
4075 /* Insert the varinfo FIELD into the field list for BASE, at the front
4076    of the list.  */
4077
4078 static void
4079 insert_into_field_list (varinfo_t base, varinfo_t field)
4080 {
4081   varinfo_t prev = base;
4082   varinfo_t curr = base->next;
4083
4084   field->next = curr;
4085   prev->next = field;
4086 }
4087
4088 /* Insert the varinfo FIELD into the field list for BASE, ordered by
4089    offset.  */
4090
4091 static void
4092 insert_into_field_list_sorted (varinfo_t base, varinfo_t field)
4093 {
4094   varinfo_t prev = base;
4095   varinfo_t curr = base->next;
4096
4097   if (curr == NULL)
4098     {
4099       prev->next = field;
4100       field->next = NULL;
4101     }
4102   else
4103     {
4104       while (curr)
4105         {
4106           if (field->offset <= curr->offset)
4107             break;
4108           prev = curr;
4109           curr = curr->next;
4110         }
4111       field->next = prev->next;
4112       prev->next = field;
4113     }
4114 }
4115
4116 /* This structure is used during pushing fields onto the fieldstack
4117    to track the offset of the field, since bitpos_of_field gives it
4118    relative to its immediate containing type, and we want it relative
4119    to the ultimate containing object.  */
4120
4121 struct fieldoff
4122 {
4123   /* Offset from the base of the base containing object to this field.  */
4124   HOST_WIDE_INT offset;
4125
4126   /* Size, in bits, of the field.  */
4127   unsigned HOST_WIDE_INT size;
4128
4129   unsigned has_unknown_size : 1;
4130
4131   unsigned may_have_pointers : 1;
4132
4133   unsigned only_restrict_pointers : 1;
4134 };
4135 typedef struct fieldoff fieldoff_s;
4136
4137 DEF_VEC_O(fieldoff_s);
4138 DEF_VEC_ALLOC_O(fieldoff_s,heap);
4139
4140 /* qsort comparison function for two fieldoff's PA and PB */
4141
4142 static int
4143 fieldoff_compare (const void *pa, const void *pb)
4144 {
4145   const fieldoff_s *foa = (const fieldoff_s *)pa;
4146   const fieldoff_s *fob = (const fieldoff_s *)pb;
4147   unsigned HOST_WIDE_INT foasize, fobsize;
4148
4149   if (foa->offset < fob->offset)
4150     return -1;
4151   else if (foa->offset > fob->offset)
4152     return 1;
4153
4154   foasize = foa->size;
4155   fobsize = fob->size;
4156   if (foasize < fobsize)
4157     return -1;
4158   else if (foasize > fobsize)
4159     return 1;
4160   return 0;
4161 }
4162
4163 /* Sort a fieldstack according to the field offset and sizes.  */
4164 static void
4165 sort_fieldstack (VEC(fieldoff_s,heap) *fieldstack)
4166 {
4167   qsort (VEC_address (fieldoff_s, fieldstack),
4168          VEC_length (fieldoff_s, fieldstack),
4169          sizeof (fieldoff_s),
4170          fieldoff_compare);
4171 }
4172
4173 /* Return true if V is a tree that we can have subvars for.
4174    Normally, this is any aggregate type.  Also complex
4175    types which are not gimple registers can have subvars.  */
4176
4177 static inline bool
4178 var_can_have_subvars (const_tree v)
4179 {
4180   /* Volatile variables should never have subvars.  */
4181   if (TREE_THIS_VOLATILE (v))
4182     return false;
4183
4184   /* Non decls or memory tags can never have subvars.  */
4185   if (!DECL_P (v))
4186     return false;
4187
4188   /* Aggregates without overlapping fields can have subvars.  */
4189   if (TREE_CODE (TREE_TYPE (v)) == RECORD_TYPE)
4190     return true;
4191
4192   return false;
4193 }
4194
4195 /* Given a TYPE, and a vector of field offsets FIELDSTACK, push all
4196    the fields of TYPE onto fieldstack, recording their offsets along
4197    the way.
4198
4199    OFFSET is used to keep track of the offset in this entire
4200    structure, rather than just the immediately containing structure.
4201    Returns the number of fields pushed.  */
4202
4203 static int
4204 push_fields_onto_fieldstack (tree type, VEC(fieldoff_s,heap) **fieldstack,
4205                              HOST_WIDE_INT offset)
4206 {
4207   tree field;
4208   int count = 0;
4209
4210   if (TREE_CODE (type) != RECORD_TYPE)
4211     return 0;
4212
4213   /* If the vector of fields is growing too big, bail out early.
4214      Callers check for VEC_length <= MAX_FIELDS_FOR_FIELD_SENSITIVE, make
4215      sure this fails.  */
4216   if (VEC_length (fieldoff_s, *fieldstack) > MAX_FIELDS_FOR_FIELD_SENSITIVE)
4217     return 0;
4218
4219   for (field = TYPE_FIELDS (type); field; field = TREE_CHAIN (field))
4220     if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
4221       {
4222         bool push = false;
4223         int pushed = 0;
4224         HOST_WIDE_INT foff = bitpos_of_field (field);
4225
4226         if (!var_can_have_subvars (field)
4227             || TREE_CODE (TREE_TYPE (field)) == QUAL_UNION_TYPE
4228             || TREE_CODE (TREE_TYPE (field)) == UNION_TYPE)
4229           push = true;
4230         else if (!(pushed = push_fields_onto_fieldstack
4231                    (TREE_TYPE (field), fieldstack, offset + foff))
4232                  && (DECL_SIZE (field)
4233                      && !integer_zerop (DECL_SIZE (field))))
4234           /* Empty structures may have actual size, like in C++.  So
4235              see if we didn't push any subfields and the size is
4236              nonzero, push the field onto the stack.  */
4237           push = true;
4238
4239         if (push)
4240           {
4241             fieldoff_s *pair = NULL;
4242             bool has_unknown_size = false;
4243
4244             if (!VEC_empty (fieldoff_s, *fieldstack))
4245               pair = VEC_last (fieldoff_s, *fieldstack);
4246
4247             if (!DECL_SIZE (field)
4248                 || !host_integerp (DECL_SIZE (field), 1))
4249               has_unknown_size = true;
4250
4251             /* If adjacent fields do not contain pointers merge them.  */
4252             if (pair
4253                 && !pair->may_have_pointers
4254                 && !could_have_pointers (field)
4255                 && !pair->has_unknown_size
4256                 && !has_unknown_size
4257                 && pair->offset + (HOST_WIDE_INT)pair->size == offset + foff)
4258               {
4259                 pair = VEC_last (fieldoff_s, *fieldstack);
4260                 pair->size += TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE (field));
4261               }
4262             else
4263               {
4264                 pair = VEC_safe_push (fieldoff_s, heap, *fieldstack, NULL);
4265                 pair->offset = offset + foff;
4266                 pair->has_unknown_size = has_unknown_size;
4267                 if (!has_unknown_size)
4268                   pair->size = TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE (field));
4269                 else
4270                   pair->size = -1;
4271                 pair->may_have_pointers = could_have_pointers (field);
4272                 pair->only_restrict_pointers
4273                   = (!has_unknown_size
4274                      && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (field))
4275                      && TYPE_RESTRICT (TREE_TYPE (field)));
4276                 count++;
4277               }
4278           }
4279         else
4280           count += pushed;
4281       }
4282
4283   return count;
4284 }
4285
4286 /* Count the number of arguments DECL has, and set IS_VARARGS to true
4287    if it is a varargs function.  */
4288
4289 static unsigned int
4290 count_num_arguments (tree decl, bool *is_varargs)
4291 {
4292   unsigned int num = 0;
4293   tree t;
4294
4295   /* Capture named arguments for K&R functions.  They do not
4296      have a prototype and thus no TYPE_ARG_TYPES.  */
4297   for (t = DECL_ARGUMENTS (decl); t; t = TREE_CHAIN (t))
4298     ++num;
4299
4300   /* Check if the function has variadic arguments.  */
4301   for (t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)); t; t = TREE_CHAIN (t))
4302     if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
4303       break;
4304   if (!t)
4305     *is_varargs = true;
4306
4307   return num;
4308 }
4309
4310 /* Creation function node for DECL, using NAME, and return the index
4311    of the variable we've created for the function.  */
4312
4313 static unsigned int
4314 create_function_info_for (tree decl, const char *name)
4315 {
4316   varinfo_t vi;
4317   tree arg;
4318   unsigned int i;
4319   bool is_varargs = false;
4320
4321   /* Create the variable info.  */
4322
4323   vi = new_var_info (decl, name);
4324   vi->offset = 0;
4325   vi->size = 1;
4326   vi->fullsize = count_num_arguments (decl, &is_varargs) + 1;
4327   insert_vi_for_tree (vi->decl, vi);
4328
4329   stats.total_vars++;
4330
4331   /* If it's varargs, we don't know how many arguments it has, so we
4332      can't do much.  */
4333   if (is_varargs)
4334     {
4335       vi->fullsize = ~0;
4336       vi->size = ~0;
4337       vi->is_unknown_size_var = true;
4338       return vi->id;
4339     }
4340
4341   arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4342
4343   /* Set up variables for each argument.  */
4344   for (i = 1; i < vi->fullsize; i++)
4345     {
4346       varinfo_t argvi;
4347       const char *newname;
4348       char *tempname;
4349       tree argdecl = decl;
4350
4351       if (arg)
4352         argdecl = arg;
4353
4354       asprintf (&tempname, "%s.arg%d", name, i-1);
4355       newname = ggc_strdup (tempname);
4356       free (tempname);
4357
4358       argvi = new_var_info (argdecl, newname);
4359       argvi->offset = i;
4360       argvi->size = 1;
4361       argvi->is_full_var = true;
4362       argvi->fullsize = vi->fullsize;
4363       insert_into_field_list_sorted (vi, argvi);
4364       stats.total_vars ++;
4365       if (arg)
4366         {
4367           insert_vi_for_tree (arg, argvi);
4368           arg = TREE_CHAIN (arg);
4369         }
4370     }
4371
4372   /* Create a variable for the return var.  */
4373   if (DECL_RESULT (decl) != NULL
4374       || !VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl))))
4375     {
4376       varinfo_t resultvi;
4377       const char *newname;
4378       char *tempname;
4379       tree resultdecl = decl;
4380
4381       vi->fullsize ++;
4382
4383       if (DECL_RESULT (decl))
4384         resultdecl = DECL_RESULT (decl);
4385
4386       asprintf (&tempname, "%s.result", name);
4387       newname = ggc_strdup (tempname);
4388       free (tempname);
4389
4390       resultvi = new_var_info (resultdecl, newname);
4391       resultvi->offset = i;
4392       resultvi->size = 1;
4393       resultvi->fullsize = vi->fullsize;
4394       resultvi->is_full_var = true;
4395       insert_into_field_list_sorted (vi, resultvi);
4396       stats.total_vars ++;
4397       if (DECL_RESULT (decl))
4398         insert_vi_for_tree (DECL_RESULT (decl), resultvi);
4399     }
4400
4401   return vi->id;
4402 }
4403
4404
4405 /* Return true if FIELDSTACK contains fields that overlap.
4406    FIELDSTACK is assumed to be sorted by offset.  */
4407
4408 static bool
4409 check_for_overlaps (VEC (fieldoff_s,heap) *fieldstack)
4410 {
4411   fieldoff_s *fo = NULL;
4412   unsigned int i;
4413   HOST_WIDE_INT lastoffset = -1;
4414
4415   for (i = 0; VEC_iterate (fieldoff_s, fieldstack, i, fo); i++)
4416     {
4417       if (fo->offset == lastoffset)
4418         return true;
4419       lastoffset = fo->offset;
4420     }
4421   return false;
4422 }
4423
4424 /* Create a varinfo structure for NAME and DECL, and add it to VARMAP.
4425    This will also create any varinfo structures necessary for fields
4426    of DECL.  */
4427
4428 static unsigned int
4429 create_variable_info_for (tree decl, const char *name)
4430 {
4431   varinfo_t vi;
4432   tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
4433   tree declsize = DECL_P (decl) ? DECL_SIZE (decl) : TYPE_SIZE (decl_type);
4434   VEC (fieldoff_s,heap) *fieldstack = NULL;
4435
4436   if (var_can_have_subvars (decl) && use_field_sensitive)
4437     push_fields_onto_fieldstack (decl_type, &fieldstack, 0);
4438
4439   /* If the variable doesn't have subvars, we may end up needing to
4440      sort the field list and create fake variables for all the
4441      fields.  */
4442   vi = new_var_info (decl, name);
4443   vi->offset = 0;
4444   vi->may_have_pointers = could_have_pointers (decl);
4445   if (!declsize
4446       || !host_integerp (declsize, 1))
4447     {
4448       vi->is_unknown_size_var = true;
4449       vi->fullsize = ~0;
4450       vi->size = ~0;
4451     }
4452   else
4453     {
4454       vi->fullsize = TREE_INT_CST_LOW (declsize);
4455       vi->size = vi->fullsize;
4456     }
4457
4458   insert_vi_for_tree (vi->decl, vi);
4459   if (vi->is_global_var
4460       && (!flag_whole_program || !in_ipa_mode)
4461       && vi->may_have_pointers)
4462     {
4463       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4464           && TYPE_RESTRICT (TREE_TYPE (decl)))
4465         make_constraint_from_restrict (vi, "GLOBAL_RESTRICT");
4466       make_copy_constraint (vi, nonlocal_id);
4467     }
4468
4469   stats.total_vars++;
4470   if (use_field_sensitive
4471       && !vi->is_unknown_size_var
4472       && var_can_have_subvars (decl)
4473       && VEC_length (fieldoff_s, fieldstack) > 1
4474       && VEC_length (fieldoff_s, fieldstack) <= MAX_FIELDS_FOR_FIELD_SENSITIVE)
4475     {
4476       fieldoff_s *fo = NULL;
4477       bool notokay = false;
4478       unsigned int i;
4479
4480       for (i = 0; !notokay && VEC_iterate (fieldoff_s, fieldstack, i, fo); i++)
4481         {
4482           if (fo->has_unknown_size
4483               || fo->offset < 0)
4484             {
4485               notokay = true;
4486               break;
4487             }
4488         }
4489
4490       /* We can't sort them if we have a field with a variable sized type,
4491          which will make notokay = true.  In that case, we are going to return
4492          without creating varinfos for the fields anyway, so sorting them is a
4493          waste to boot.  */
4494       if (!notokay)
4495         {
4496           sort_fieldstack (fieldstack);
4497           /* Due to some C++ FE issues, like PR 22488, we might end up
4498              what appear to be overlapping fields even though they,
4499              in reality, do not overlap.  Until the C++ FE is fixed,
4500              we will simply disable field-sensitivity for these cases.  */
4501           notokay = check_for_overlaps (fieldstack);
4502         }
4503
4504
4505       if (VEC_length (fieldoff_s, fieldstack) != 0)
4506         fo = VEC_index (fieldoff_s, fieldstack, 0);
4507
4508       if (fo == NULL || notokay)
4509         {
4510           vi->is_unknown_size_var = 1;
4511           vi->fullsize = ~0;
4512           vi->size = ~0;
4513           vi->is_full_var = true;
4514           VEC_free (fieldoff_s, heap, fieldstack);
4515           return vi->id;
4516         }
4517
4518       vi->size = fo->size;
4519       vi->offset = fo->offset;
4520       vi->may_have_pointers = fo->may_have_pointers;
4521       if (vi->is_global_var
4522           && (!flag_whole_program || !in_ipa_mode)
4523           && vi->may_have_pointers)
4524         {
4525           if (fo->only_restrict_pointers)
4526             make_constraint_from_restrict (vi, "GLOBAL_RESTRICT");
4527         }
4528       for (i = VEC_length (fieldoff_s, fieldstack) - 1;
4529            i >= 1 && VEC_iterate (fieldoff_s, fieldstack, i, fo);
4530            i--)
4531         {
4532           varinfo_t newvi;
4533           const char *newname = "NULL";
4534           char *tempname;
4535
4536           if (dump_file)
4537             {
4538               asprintf (&tempname, "%s." HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC
4539                         "+" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
4540                         vi->name, fo->offset, fo->size);
4541               newname = ggc_strdup (tempname);
4542               free (tempname);
4543             }
4544           newvi = new_var_info (decl, newname);
4545           newvi->offset = fo->offset;
4546           newvi->size = fo->size;
4547           newvi->fullsize = vi->fullsize;
4548           newvi->may_have_pointers = fo->may_have_pointers;
4549           insert_into_field_list (vi, newvi);
4550           if ((newvi->is_global_var || TREE_CODE (decl) == PARM_DECL)
4551               && newvi->may_have_pointers)
4552             {
4553                if (fo->only_restrict_pointers)
4554                  make_constraint_from_restrict (newvi, "GLOBAL_RESTRICT");
4555                if (newvi->is_global_var && !in_ipa_mode)
4556                  make_copy_constraint (newvi, nonlocal_id);
4557             }
4558
4559           stats.total_vars++;
4560         }
4561     }
4562   else
4563     vi->is_full_var = true;
4564
4565   VEC_free (fieldoff_s, heap, fieldstack);
4566
4567   return vi->id;
4568 }
4569
4570 /* Print out the points-to solution for VAR to FILE.  */
4571
4572 static void
4573 dump_solution_for_var (FILE *file, unsigned int var)
4574 {
4575   varinfo_t vi = get_varinfo (var);
4576   unsigned int i;
4577   bitmap_iterator bi;
4578
4579   if (find (var) != var)
4580     {
4581       varinfo_t vipt = get_varinfo (find (var));
4582       fprintf (file, "%s = same as %s\n", vi->name, vipt->name);
4583     }
4584   else
4585     {
4586       fprintf (file, "%s = { ", vi->name);
4587       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (vi->solution, 0, i, bi)
4588         {
4589           fprintf (file, "%s ", get_varinfo (i)->name);
4590         }
4591       fprintf (file, "}\n");
4592     }
4593 }
4594
4595 /* Print the points-to solution for VAR to stdout.  */
4596
4597 void
4598 debug_solution_for_var (unsigned int var)
4599 {
4600   dump_solution_for_var (stdout, var);
4601 }
4602
4603 /* Create varinfo structures for all of the variables in the
4604    function for intraprocedural mode.  */
4605
4606 static void
4607 intra_create_variable_infos (void)
4608 {
4609   tree t;
4610
4611   /* For each incoming pointer argument arg, create the constraint ARG
4612      = NONLOCAL or a dummy variable if flag_argument_noalias is set.  */
4613   for (t = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl); t; t = TREE_CHAIN (t))
4614     {
4615       varinfo_t p;
4616
4617       if (!could_have_pointers (t))
4618         continue;
4619
4620       /* For restrict qualified pointers to objects passed by
4621          reference build a real representative for the pointed-to object.  */
4622       if (DECL_BY_REFERENCE (t)
4623           && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
4624           && TYPE_RESTRICT (TREE_TYPE (t)))
4625         {
4626           struct constraint_expr lhsc, rhsc;
4627           varinfo_t vi;
4628           tree heapvar = heapvar_lookup (t, 0);
4629           if (heapvar == NULL_TREE)
4630             {
4631               var_ann_t ann;
4632               heapvar = create_tmp_var_raw (TREE_TYPE (TREE_TYPE (t)),
4633                                             "PARM_NOALIAS");
4634               DECL_EXTERNAL (heapvar) = 1;
4635               heapvar_insert (t, 0, heapvar);
4636               ann = get_var_ann (heapvar);
4637               ann->is_heapvar = 1;
4638             }
4639           if (gimple_referenced_vars (cfun))
4640             add_referenced_var (heapvar);
4641           lhsc.var = get_vi_for_tree (t)->id;
4642           lhsc.type = SCALAR;
4643           lhsc.offset = 0;
4644           rhsc.var = (vi = get_vi_for_tree (heapvar))->id;
4645           rhsc.type = ADDRESSOF;
4646           rhsc.offset = 0;
4647           process_constraint (new_constraint (lhsc, rhsc));
4648           vi->is_restrict_var = 1;
4649           continue;
4650         }
4651
4652       for (p = get_vi_for_tree (t); p; p = p->next)
4653         if (p->may_have_pointers)
4654           make_constraint_from (p, nonlocal_id);
4655       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
4656           && TYPE_RESTRICT (TREE_TYPE (t)))
4657         make_constraint_from_restrict (get_vi_for_tree (t), "PARM_RESTRICT");
4658     }
4659
4660   /* Add a constraint for a result decl that is passed by reference.  */
4661   if (DECL_RESULT (cfun->decl)
4662       && DECL_BY_REFERENCE (DECL_RESULT (cfun->decl)))
4663     {
4664       varinfo_t p, result_vi = get_vi_for_tree (DECL_RESULT (cfun->decl));
4665
4666       for (p = result_vi; p; p = p->next)
4667         make_constraint_from (p, nonlocal_id);
4668     }
4669
4670   /* Add a constraint for the incoming static chain parameter.  */
4671   if (cfun->static_chain_decl != NULL_TREE)
4672     {
4673       varinfo_t p, chain_vi = get_vi_for_tree (cfun->static_chain_decl);
4674
4675       for (p = chain_vi; p; p = p->next)
4676         make_constraint_from (p, nonlocal_id);
4677     }
4678 }
4679
4680 /* Structure used to put solution bitmaps in a hashtable so they can
4681    be shared among variables with the same points-to set.  */
4682
4683 typedef struct shared_bitmap_info
4684 {
4685   bitmap pt_vars;
4686   hashval_t hashcode;
4687 } *shared_bitmap_info_t;
4688 typedef const struct shared_bitmap_info *const_shared_bitmap_info_t;
4689
4690 static htab_t shared_bitmap_table;
4691
4692 /* Hash function for a shared_bitmap_info_t */
4693
4694 static hashval_t
4695 shared_bitmap_hash (const void *p)
4696 {
4697   const_shared_bitmap_info_t const bi = (const_shared_bitmap_info_t) p;
4698   return bi->hashcode;
4699 }
4700
4701 /* Equality function for two shared_bitmap_info_t's. */
4702
4703 static int
4704 shared_bitmap_eq (const void *p1, const void *p2)
4705 {
4706   const_shared_bitmap_info_t const sbi1 = (const_shared_bitmap_info_t) p1;
4707   const_shared_bitmap_info_t const sbi2 = (const_shared_bitmap_info_t) p2;
4708   return bitmap_equal_p (sbi1->pt_vars, sbi2->pt_vars);
4709 }
4710
4711 /* Lookup a bitmap in the shared bitmap hashtable, and return an already
4712    existing instance if there is one, NULL otherwise.  */
4713
4714 static bitmap
4715 shared_bitmap_lookup (bitmap pt_vars)
4716 {
4717   void **slot;
4718   struct shared_bitmap_info sbi;
4719
4720   sbi.pt_vars = pt_vars;
4721   sbi.hashcode = bitmap_hash (pt_vars);
4722
4723   slot = htab_find_slot_with_hash (shared_bitmap_table, &sbi,
4724                                    sbi.hashcode, NO_INSERT);
4725   if (!slot)
4726     return NULL;
4727   else
4728     return ((shared_bitmap_info_t) *slot)->pt_vars;
4729 }
4730
4731
4732 /* Add a bitmap to the shared bitmap hashtable.  */
4733
4734 static void
4735 shared_bitmap_add (bitmap pt_vars)
4736 {
4737   void **slot;
4738   shared_bitmap_info_t sbi = XNEW (struct shared_bitmap_info);
4739
4740   sbi->pt_vars = pt_vars;
4741   sbi->hashcode = bitmap_hash (pt_vars);
4742
4743   slot = htab_find_slot_with_hash (shared_bitmap_table, sbi,
4744                                    sbi->hashcode, INSERT);
4745   gcc_assert (!*slot);
4746   *slot = (void *) sbi;
4747 }
4748
4749
4750 /* Set bits in INTO corresponding to the variable uids in solution set FROM.  */
4751
4752 static void 
4753 set_uids_in_ptset (bitmap into, bitmap from, struct pt_solution *pt)
4754 {
4755   unsigned int i;
4756   bitmap_iterator bi;
4757
4758   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (from, 0, i, bi)
4759     {
4760       varinfo_t vi = get_varinfo (i);
4761
4762       /* The only artificial variables that are allowed in a may-alias
4763          set are heap variables.  */
4764       if (vi->is_artificial_var && !vi->is_heap_var)
4765         continue;
4766
4767       if (TREE_CODE (vi->decl) == VAR_DECL
4768           || TREE_CODE (vi->decl) == PARM_DECL
4769           || TREE_CODE (vi->decl) == RESULT_DECL)
4770         {
4771           /* Add the decl to the points-to set.  Note that the points-to
4772              set contains global variables.  */
4773           bitmap_set_bit (into, DECL_UID (vi->decl));
4774           if (vi->is_global_var)
4775             pt->vars_contains_global = true;
4776         }
4777     }
4778 }
4779
4780
4781 /* Compute the points-to solution *PT for the variable VI.  */
4782
4783 static void
4784 find_what_var_points_to (varinfo_t vi, struct pt_solution *pt)
4785 {
4786   unsigned int i;
4787   bitmap_iterator bi;
4788   bitmap finished_solution;
4789   bitmap result;
4790
4791   memset (pt, 0, sizeof (struct pt_solution));
4792
4793   /* This variable may have been collapsed, let's get the real
4794      variable.  */
4795   vi = get_varinfo (find (vi->id));
4796
4797   /* Translate artificial variables into SSA_NAME_PTR_INFO
4798      attributes.  */
4799   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (vi->solution, 0, i, bi)
4800     {
4801       varinfo_t vi = get_varinfo (i);
4802
4803       if (vi->is_artificial_var)
4804         {
4805           if (vi->id == nothing_id)
4806             pt->null = 1;
4807           else if (vi->id == escaped_id)
4808             pt->escaped = 1;
4809           else if (vi->id == callused_id)
4810             gcc_unreachable ();
4811           else if (vi->id == nonlocal_id)
4812             pt->nonlocal = 1;
4813           else if (vi->is_heap_var)
4814             /* We represent heapvars in the points-to set properly.  */
4815             ;
4816           else if (vi->id == readonly_id)
4817             /* Nobody cares.  */
4818             ;
4819           else if (vi->id == anything_id
4820                    || vi->id == integer_id)
4821             pt->anything = 1;
4822         }
4823       if (vi->is_restrict_var)
4824         pt->vars_contains_restrict = true;
4825     }
4826
4827   /* Instead of doing extra work, simply do not create
4828      elaborate points-to information for pt_anything pointers.  */
4829   if (pt->anything
4830       && (vi->is_artificial_var
4831           || !pt->vars_contains_restrict))
4832     return;
4833
4834   /* Share the final set of variables when possible.  */
4835   finished_solution = BITMAP_GGC_ALLOC ();
4836   stats.points_to_sets_created++;
4837
4838   set_uids_in_ptset (finished_solution, vi->solution, pt);
4839   result = shared_bitmap_lookup (finished_solution);
4840   if (!result)
4841     {
4842       shared_bitmap_add (finished_solution);
4843       pt->vars = finished_solution;
4844     }
4845   else
4846     {
4847       pt->vars = result;
4848       bitmap_clear (finished_solution);
4849     }
4850 }
4851
4852 /* Given a pointer variable P, fill in its points-to set.  */
4853
4854 static void
4855 find_what_p_points_to (tree p)
4856 {
4857   struct ptr_info_def *pi;
4858   tree lookup_p = p;
4859   varinfo_t vi;
4860
4861   /* For parameters, get at the points-to set for the actual parm
4862      decl.  */
4863   if (TREE_CODE (p) == SSA_NAME
4864       && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (p)) == PARM_DECL
4865       && SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (p))
4866     lookup_p = SSA_NAME_VAR (p);
4867
4868   vi = lookup_vi_for_tree (lookup_p);
4869   if (!vi)
4870     return;
4871
4872   pi = get_ptr_info (p);
4873   find_what_var_points_to (vi, &pi->pt);
4874 }
4875
4876
4877 /* Query statistics for points-to solutions.  */
4878
4879 static struct {
4880   unsigned HOST_WIDE_INT pt_solution_includes_may_alias;
4881   unsigned HOST_WIDE_INT pt_solution_includes_no_alias;
4882   unsigned HOST_WIDE_INT pt_solutions_intersect_may_alias;
4883   unsigned HOST_WIDE_INT pt_solutions_intersect_no_alias;
4884 } pta_stats;
4885
4886 void
4887 dump_pta_stats (FILE *s)
4888 {
4889   fprintf (s, "\nPTA query stats:\n");
4890   fprintf (s, "  pt_solution_includes: "
4891            HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC" disambiguations, "
4892            HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC" queries\n",
4893            pta_stats.pt_solution_includes_no_alias,
4894            pta_stats.pt_solution_includes_no_alias
4895            + pta_stats.pt_solution_includes_may_alias);
4896   fprintf (s, "  pt_solutions_intersect: "
4897            HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC" disambiguations, "
4898            HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC" queries\n",
4899            pta_stats.pt_solutions_intersect_no_alias,
4900            pta_stats.pt_solutions_intersect_no_alias
4901            + pta_stats.pt_solutions_intersect_may_alias);
4902 }
4903
4904
4905 /* Reset the points-to solution *PT to a conservative default
4906    (point to anything).  */
4907
4908 void
4909 pt_solution_reset (struct pt_solution *pt)
4910 {
4911   memset (pt, 0, sizeof (struct pt_solution));
4912   pt->anything = true;
4913 }
4914
4915 /* Set the points-to solution *PT to point only to the variables
4916    in VARS.  */
4917
4918 void
4919 pt_solution_set (struct pt_solution *pt, bitmap vars)
4920 {
4921   bitmap_iterator bi;
4922   unsigned i;
4923
4924   memset (pt, 0, sizeof (struct pt_solution));
4925   pt->vars = vars;
4926   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (vars, 0, i, bi)
4927     {
4928       tree var = referenced_var_lookup (i);
4929       if (is_global_var (var))
4930         {
4931           pt->vars_contains_global = true;
4932           break;
4933         }
4934     }
4935 }
4936
4937 /* Return true if the points-to solution *PT is empty.  */
4938
4939 static bool
4940 pt_solution_empty_p (struct pt_solution *pt)
4941 {
4942   if (pt->anything
4943       || pt->nonlocal)
4944     return false;
4945
4946   if (pt->vars
4947       && !bitmap_empty_p (pt->vars))
4948     return false;
4949
4950   /* If the solution includes ESCAPED, check if that is empty.  */
4951   if (pt->escaped
4952       && !pt_solution_empty_p (&cfun->gimple_df->escaped))
4953     return false;
4954
4955   return true;
4956 }
4957
4958 /* Return true if the points-to solution *PT includes global memory.  */
4959
4960 bool
4961 pt_solution_includes_global (struct pt_solution *pt)
4962 {
4963   if (pt->anything
4964       || pt->nonlocal
4965       || pt->vars_contains_global)
4966     return true;
4967
4968   if (pt->escaped)
4969     return pt_solution_includes_global (&cfun->gimple_df->escaped);
4970
4971   return false;
4972 }
4973
4974 /* Return true if the points-to solution *PT includes the variable
4975    declaration DECL.  */
4976
4977 static bool
4978 pt_solution_includes_1 (struct pt_solution *pt, const_tree decl)
4979 {
4980   if (pt->anything)
4981     return true;
4982
4983   if (pt->nonlocal
4984       && is_global_var (decl))
4985     return true;
4986
4987   if (pt->vars
4988       && bitmap_bit_p (pt->vars, DECL_UID (decl)))
4989     return true;
4990
4991   /* If the solution includes ESCAPED, check it.  */
4992   if (pt->escaped
4993       && pt_solution_includes_1 (&cfun->gimple_df->escaped, decl))
4994     return true;
4995
4996   return false;
4997 }
4998
4999 bool
5000 pt_solution_includes (struct pt_solution *pt, const_tree decl)
5001 {
5002   bool res = pt_solution_includes_1 (pt, decl);
5003   if (res)
5004     ++pta_stats.pt_solution_includes_may_alias;
5005   else
5006     ++pta_stats.pt_solution_includes_no_alias;
5007   return res;
5008 }
5009
5010 /* Return true if both points-to solutions PT1 and PT2 have a non-empty
5011    intersection.  */
5012
5013 static bool
5014 pt_solutions_intersect_1 (struct pt_solution *pt1, struct pt_solution *pt2)
5015 {
5016   if (pt1->anything || pt2->anything)
5017     return true;
5018
5019   /* If either points to unknown global memory and the other points to
5020      any global memory they alias.  */
5021   if ((pt1->nonlocal
5022        && (pt2->nonlocal
5023            || pt2->vars_contains_global))
5024       || (pt2->nonlocal
5025           && pt1->vars_contains_global))
5026     return true;
5027
5028   /* Check the escaped solution if required.  */
5029   if ((pt1->escaped || pt2->escaped)
5030       && !pt_solution_empty_p (&cfun->gimple_df->escaped))
5031     {
5032       /* If both point to escaped memory and that solution
5033          is not empty they alias.  */
5034       if (pt1->escaped && pt2->escaped)
5035         return true;
5036
5037       /* If either points to escaped memory see if the escaped solution
5038          intersects with the other.  */
5039       if ((pt1->escaped
5040            && pt_solutions_intersect_1 (&cfun->gimple_df->escaped, pt2))
5041           || (pt2->escaped
5042               && pt_solutions_intersect_1 (&cfun->gimple_df->escaped, pt1)))
5043         return true;
5044     }
5045
5046   /* Now both pointers alias if their points-to solution intersects.  */
5047   return (pt1->vars
5048           && pt2->vars
5049           && bitmap_intersect_p (pt1->vars, pt2->vars));
5050 }
5051
5052 bool
5053 pt_solutions_intersect (struct pt_solution *pt1, struct pt_solution *pt2)
5054 {
5055   bool res = pt_solutions_intersect_1 (pt1, pt2);
5056   if (res)
5057     ++pta_stats.pt_solutions_intersect_may_alias;
5058   else
5059     ++pta_stats.pt_solutions_intersect_no_alias;
5060   return res;
5061 }
5062
5063 /* Return true if both points-to solutions PT1 and PT2 for two restrict
5064    qualified pointers are possibly based on the same pointer.  */
5065
5066 bool
5067 pt_solutions_same_restrict_base (struct pt_solution *pt1,
5068                                  struct pt_solution *pt2)
5069 {
5070   /* If we deal with points-to solutions of two restrict qualified
5071      pointers solely rely on the pointed-to variable bitmap intersection.
5072      For two pointers that are based on each other the bitmaps will
5073      intersect.  */
5074   if (pt1->vars_contains_restrict
5075       && pt2->vars_contains_restrict)
5076     {
5077       gcc_assert (pt1->vars && pt2->vars);
5078       return bitmap_intersect_p (pt1->vars, pt2->vars);
5079     }
5080
5081   return true;
5082 }
5083
5084
5085 /* Dump points-to information to OUTFILE.  */
5086
5087 static void
5088 dump_sa_points_to_info (FILE *outfile)
5089 {
5090   unsigned int i;
5091
5092   fprintf (outfile, "\nPoints-to sets\n\n");
5093
5094   if (dump_flags & TDF_STATS)
5095     {
5096       fprintf (outfile, "Stats:\n");
5097       fprintf (outfile, "Total vars:               %d\n", stats.total_vars);
5098       fprintf (outfile, "Non-pointer vars:          %d\n",
5099                stats.nonpointer_vars);
5100       fprintf (outfile, "Statically unified vars:  %d\n",
5101                stats.unified_vars_static);
5102       fprintf (outfile, "Dynamically unified vars: %d\n",
5103                stats.unified_vars_dynamic);
5104       fprintf (outfile, "Iterations:               %d\n", stats.iterations);
5105       fprintf (outfile, "Number of edges:          %d\n", stats.num_edges);
5106       fprintf (outfile, "Number of implicit edges: %d\n",
5107                stats.num_implicit_edges);
5108     }
5109
5110   for (i = 0; i < VEC_length (varinfo_t, varmap); i++)
5111     dump_solution_for_var (outfile, i);
5112 }
5113
5114
5115 /* Debug points-to information to stderr.  */
5116
5117 void
5118 debug_sa_points_to_info (void)
5119 {
5120   dump_sa_points_to_info (stderr);
5121 }
5122
5123
5124 /* Initialize the always-existing constraint variables for NULL
5125    ANYTHING, READONLY, and INTEGER */
5126
5127 static void
5128 init_base_vars (void)
5129 {
5130   struct constraint_expr lhs, rhs;
5131   varinfo_t var_anything;
5132   varinfo_t var_nothing;
5133   varinfo_t var_readonly;
5134   varinfo_t var_escaped;
5135   varinfo_t var_nonlocal;
5136   varinfo_t var_callused;
5137   varinfo_t var_storedanything;
5138   varinfo_t var_integer;
5139
5140   /* Create the NULL variable, used to represent that a variable points
5141      to NULL.  */
5142   var_nothing = new_var_info (NULL_TREE, "NULL");
5143   gcc_assert (var_nothing->id == nothing_id);
5144   var_nothing->is_artificial_var = 1;
5145   var_nothing->offset = 0;
5146   var_nothing->size = ~0;
5147   var_nothing->fullsize = ~0;
5148   var_nothing->is_special_var = 1;
5149
5150   /* Create the ANYTHING variable, used to represent that a variable
5151      points to some unknown piece of memory.  */
5152   var_anything = new_var_info (NULL_TREE, "ANYTHING");
5153   gcc_assert (var_anything->id == anything_id);
5154   var_anything->is_artificial_var = 1;
5155   var_anything->size = ~0;
5156   var_anything->offset = 0;
5157   var_anything->next = NULL;
5158   var_anything->fullsize = ~0;
5159   var_anything->is_special_var = 1;
5160
5161   /* Anything points to anything.  This makes deref constraints just
5162      work in the presence of linked list and other p = *p type loops,
5163      by saying that *ANYTHING = ANYTHING. */
5164   lhs.type = SCALAR;
5165   lhs.var = anything_id;
5166   lhs.offset = 0;
5167   rhs.type = ADDRESSOF;
5168   rhs.var = anything_id;
5169   rhs.offset = 0;
5170
5171   /* This specifically does not use process_constraint because
5172      process_constraint ignores all anything = anything constraints, since all
5173      but this one are redundant.  */
5174   VEC_safe_push (constraint_t, heap, constraints, new_constraint (lhs, rhs));
5175
5176   /* Create the READONLY variable, used to represent that a variable
5177      points to readonly memory.  */
5178   var_readonly = new_var_info (NULL_TREE, "READONLY");
5179   gcc_assert (var_readonly->id == readonly_id);
5180   var_readonly->is_artificial_var = 1;
5181   var_readonly->offset = 0;
5182   var_readonly->size = ~0;
5183   var_readonly->fullsize = ~0;
5184   var_readonly->next = NULL;
5185   var_readonly->is_special_var = 1;
5186
5187   /* readonly memory points to anything, in order to make deref
5188      easier.  In reality, it points to anything the particular
5189      readonly variable can point to, but we don't track this
5190      separately. */
5191   lhs.type = SCALAR;
5192   lhs.var = readonly_id;
5193   lhs.offset = 0;
5194   rhs.type = ADDRESSOF;
5195   rhs.var = readonly_id;  /* FIXME */
5196   rhs.offset = 0;
5197   process_constraint (new_constraint (lhs, rhs));
5198
5199   /* Create the ESCAPED variable, used to represent the set of escaped
5200      memory.  */
5201   var_escaped = new_var_info (NULL_TREE, "ESCAPED");
5202   gcc_assert (var_escaped->id == escaped_id);
5203   var_escaped->is_artificial_var = 1;
5204   var_escaped->offset = 0;
5205   var_escaped->size = ~0;
5206   var_escaped->fullsize = ~0;
5207   var_escaped->is_special_var = 0;
5208
5209   /* Create the NONLOCAL variable, used to represent the set of nonlocal
5210      memory.  */
5211   var_nonlocal = new_var_info (NULL_TREE, "NONLOCAL");
5212   gcc_assert (var_nonlocal->id == nonlocal_id);
5213   var_nonlocal->is_artificial_var = 1;
5214   var_nonlocal->offset = 0;
5215   var_nonlocal->size = ~0;
5216   var_nonlocal->fullsize = ~0;
5217   var_nonlocal->is_special_var = 1;
5218
5219   /* ESCAPED = *ESCAPED, because escaped is may-deref'd at calls, etc.  */
5220   lhs.type = SCALAR;
5221   lhs.var = escaped_id;
5222   lhs.offset = 0;
5223   rhs.type = DEREF;
5224   rhs.var = escaped_id;
5225   rhs.offset = 0;
5226   process_constraint (new_constraint (lhs, rhs));
5227
5228   /* ESCAPED = ESCAPED + UNKNOWN_OFFSET, because if a sub-field escapes the
5229      whole variable escapes.  */
5230   lhs.type = SCALAR;
5231   lhs.var = escaped_id;
5232   lhs.offset = 0;
5233   rhs.type = SCALAR;
5234   rhs.var = escaped_id;
5235   rhs.offset = UNKNOWN_OFFSET;
5236   process_constraint (new_constraint (lhs, rhs));
5237
5238   /* *ESCAPED = NONLOCAL.  This is true because we have to assume
5239      everything pointed to by escaped points to what global memory can
5240      point to.  */
5241   lhs.type = DEREF;
5242   lhs.var = escaped_id;
5243   lhs.offset = 0;
5244   rhs.type = SCALAR;
5245   rhs.var = nonlocal_id;
5246   rhs.offset = 0;
5247   process_constraint (new_constraint (lhs, rhs));
5248
5249   /* NONLOCAL = &NONLOCAL, NONLOCAL = &ESCAPED.  This is true because
5250      global memory may point to global memory and escaped memory.  */
5251   lhs.type = SCALAR;
5252   lhs.var = nonlocal_id;
5253   lhs.offset = 0;
5254   rhs.type = ADDRESSOF;
5255   rhs.var = nonlocal_id;
5256   rhs.offset = 0;
5257   process_constraint (new_constraint (lhs, rhs));
5258   rhs.type = ADDRESSOF;
5259   rhs.var = escaped_id;
5260   rhs.offset = 0;
5261   process_constraint (new_constraint (lhs, rhs));
5262
5263   /* Create the CALLUSED variable, used to represent the set of call-used
5264      memory.  */
5265   var_callused = new_var_info (NULL_TREE, "CALLUSED");
5266   gcc_assert (var_callused->id == callused_id);
5267   var_callused->is_artificial_var = 1;
5268   var_callused->offset = 0;
5269   var_callused->size = ~0;
5270   var_callused->fullsize = ~0;
5271   var_callused->is_special_var = 0;
5272
5273   /* CALLUSED = *CALLUSED, because call-used is may-deref'd at calls, etc.  */
5274   lhs.type = SCALAR;
5275   lhs.var = callused_id;
5276   lhs.offset = 0;
5277   rhs.type = DEREF;
5278   rhs.var = callused_id;
5279   rhs.offset = 0;
5280   process_constraint (new_constraint (lhs, rhs));
5281
5282   /* CALLUSED = CALLUSED + UNKNOWN, because if a sub-field is call-used the
5283      whole variable is call-used.  */
5284   lhs.type = SCALAR;
5285   lhs.var = callused_id;
5286   lhs.offset = 0;
5287   rhs.type = SCALAR;
5288   rhs.var = callused_id;
5289   rhs.offset = UNKNOWN_OFFSET;
5290   process_constraint (new_constraint (lhs, rhs));
5291
5292   /* Create the STOREDANYTHING variable, used to represent the set of
5293      variables stored to *ANYTHING.  */
5294   var_storedanything = new_var_info (NULL_TREE, "STOREDANYTHING");
5295   gcc_assert (var_storedanything->id == storedanything_id);
5296   var_storedanything->is_artificial_var = 1;
5297   var_storedanything->offset = 0;
5298   var_storedanything->size = ~0;
5299   var_storedanything->fullsize = ~0;
5300   var_storedanything->is_special_var = 0;
5301
5302   /* Create the INTEGER variable, used to represent that a variable points
5303      to what an INTEGER "points to".  */
5304   var_integer = new_var_info (NULL_TREE, "INTEGER");
5305   gcc_assert (var_integer->id == integer_id);
5306   var_integer->is_artificial_var = 1;
5307   var_integer->size = ~0;
5308   var_integer->fullsize = ~0;
5309   var_integer->offset = 0;
5310   var_integer->next = NULL;
5311   var_integer->is_special_var = 1;
5312
5313   /* INTEGER = ANYTHING, because we don't know where a dereference of
5314      a random integer will point to.  */
5315   lhs.type = SCALAR;
5316   lhs.var = integer_id;
5317   lhs.offset = 0;
5318   rhs.type = ADDRESSOF;
5319   rhs.var = anything_id;
5320   rhs.offset = 0;
5321   process_constraint (new_constraint (lhs, rhs));
5322 }
5323
5324 /* Initialize things necessary to perform PTA */
5325
5326 static void
5327 init_alias_vars (void)
5328 {
5329   use_field_sensitive = (MAX_FIELDS_FOR_FIELD_SENSITIVE > 1);
5330
5331   bitmap_obstack_initialize (&pta_obstack);
5332   bitmap_obstack_initialize (&oldpta_obstack);
5333   bitmap_obstack_initialize (&predbitmap_obstack);
5334
5335   constraint_pool = create_alloc_pool ("Constraint pool",
5336                                        sizeof (struct constraint), 30);
5337   variable_info_pool = create_alloc_pool ("Variable info pool",
5338                                           sizeof (struct variable_info), 30);
5339   constraints = VEC_alloc (constraint_t, heap, 8);
5340   varmap = VEC_alloc (varinfo_t, heap, 8);
5341   vi_for_tree = pointer_map_create ();
5342
5343   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
5344   shared_bitmap_table = htab_create (511, shared_bitmap_hash,
5345                                      shared_bitmap_eq, free);
5346   init_base_vars ();
5347 }
5348
5349 /* Remove the REF and ADDRESS edges from GRAPH, as well as all the
5350    predecessor edges.  */
5351
5352 static void
5353 remove_preds_and_fake_succs (constraint_graph_t graph)
5354 {
5355   unsigned int i;
5356
5357   /* Clear the implicit ref and address nodes from the successor
5358      lists.  */
5359   for (i = 0; i < FIRST_REF_NODE; i++)
5360     {
5361       if (graph->succs[i])
5362         bitmap_clear_range (graph->succs[i], FIRST_REF_NODE,
5363                             FIRST_REF_NODE * 2);
5364     }
5365
5366   /* Free the successor list for the non-ref nodes.  */
5367   for (i = FIRST_REF_NODE; i < graph->size; i++)
5368     {
5369       if (graph->succs[i])
5370         BITMAP_FREE (graph->succs[i]);
5371     }
5372
5373   /* Now reallocate the size of the successor list as, and blow away
5374      the predecessor bitmaps.  */
5375   graph->size = VEC_length (varinfo_t, varmap);
5376   graph->succs = XRESIZEVEC (bitmap, graph->succs, graph->size);
5377
5378   free (graph->implicit_preds);
5379   graph->implicit_preds = NULL;
5380   free (graph->preds);
5381   graph->preds = NULL;
5382   bitmap_obstack_release (&predbitmap_obstack);
5383 }
5384
5385 /* Initialize the heapvar for statement mapping.  */
5386
5387 static void
5388 init_alias_heapvars (void)
5389 {
5390   if (!heapvar_for_stmt)
5391     heapvar_for_stmt = htab_create_ggc (11, tree_map_hash, heapvar_map_eq,
5392                                         NULL);
5393 }
5394
5395 /* Delete the heapvar for statement mapping.  */
5396
5397 void
5398 delete_alias_heapvars (void)
5399 {
5400   if (heapvar_for_stmt)
5401     htab_delete (heapvar_for_stmt);
5402   heapvar_for_stmt = NULL;
5403 }
5404
5405 /* Solve the constraint set.  */
5406
5407 static void
5408 solve_constraints (void)
5409 {
5410   struct scc_info *si;
5411
5412   if (dump_file)
5413     {
5414       fprintf (dump_file, "Points-to analysis\n\nConstraints:\n\n");
5415       dump_constraints (dump_file);
5416     }
5417
5418   if (dump_file)
5419     fprintf (dump_file,
5420              "\nCollapsing static cycles and doing variable "
5421              "substitution\n");
5422
5423   init_graph (VEC_length (varinfo_t, varmap) * 2);
5424   
5425   if (dump_file)
5426     fprintf (dump_file, "Building predecessor graph\n");
5427   build_pred_graph ();
5428   
5429   if (dump_file)
5430     fprintf (dump_file, "Detecting pointer and location "
5431              "equivalences\n");
5432   si = perform_var_substitution (graph);
5433   
5434   if (dump_file)
5435     fprintf (dump_file, "Rewriting constraints and unifying "
5436              "variables\n");
5437   rewrite_constraints (graph, si);
5438
5439   build_succ_graph ();
5440   free_var_substitution_info (si);
5441
5442   if (dump_file && (dump_flags & TDF_GRAPH))
5443     dump_constraint_graph (dump_file);
5444
5445   move_complex_constraints (graph);
5446
5447   if (dump_file)
5448     fprintf (dump_file, "Uniting pointer but not location equivalent "
5449              "variables\n");
5450   unite_pointer_equivalences (graph);
5451
5452   if (dump_file)
5453     fprintf (dump_file, "Finding indirect cycles\n");
5454   find_indirect_cycles (graph);
5455
5456   /* Implicit nodes and predecessors are no longer necessary at this
5457      point. */
5458   remove_preds_and_fake_succs (graph);
5459
5460   if (dump_file)
5461     fprintf (dump_file, "Solving graph\n");
5462
5463   solve_graph (graph);
5464
5465   if (dump_file)
5466     dump_sa_points_to_info (dump_file);
5467 }
5468
5469 /* Create points-to sets for the current function.  See the comments
5470    at the start of the file for an algorithmic overview.  */
5471
5472 static void
5473 compute_points_to_sets (void)
5474 {
5475   basic_block bb;
5476   unsigned i;
5477   varinfo_t vi;
5478
5479   timevar_push (TV_TREE_PTA);
5480
5481   init_alias_vars ();
5482   init_alias_heapvars ();
5483
5484   intra_create_variable_infos ();
5485
5486   /* Now walk all statements and derive aliases.  */
5487   FOR_EACH_BB (bb)
5488     {
5489       gimple_stmt_iterator gsi;
5490
5491       for (gsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
5492         {
5493           gimple phi = gsi_stmt (gsi);
5494
5495           if (is_gimple_reg (gimple_phi_result (phi)))
5496             find_func_aliases (phi);
5497         }
5498
5499       for (gsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
5500         {
5501           gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
5502
5503           find_func_aliases (stmt);
5504         }
5505     }
5506
5507   /* From the constraints compute the points-to sets.  */
5508   solve_constraints ();
5509
5510   /* Compute the points-to sets for ESCAPED and CALLUSED used for
5511      call-clobber analysis.  */
5512   find_what_var_points_to (get_varinfo (escaped_id),
5513                            &cfun->gimple_df->escaped);
5514   find_what_var_points_to (get_varinfo (callused_id),
5515                            &cfun->gimple_df->callused);
5516
5517   /* Make sure the ESCAPED solution (which is used as placeholder in
5518      other solutions) does not reference itself.  This simplifies
5519      points-to solution queries.  */
5520   cfun->gimple_df->escaped.escaped = 0;
5521
5522   /* Mark escaped HEAP variables as global.  */
5523   for (i = 0; VEC_iterate (varinfo_t, varmap, i, vi); ++i)
5524     if (vi->is_heap_var
5525         && !vi->is_restrict_var
5526         && !vi->is_global_var)
5527       DECL_EXTERNAL (vi->decl) = vi->is_global_var
5528         = pt_solution_includes (&cfun->gimple_df->escaped, vi->decl);
5529
5530   /* Compute the points-to sets for pointer SSA_NAMEs.  */
5531   for (i = 0; i < num_ssa_names; ++i)
5532     {
5533       tree ptr = ssa_name (i);
5534       if (ptr
5535           && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)))
5536         find_what_p_points_to (ptr);
5537     }
5538
5539   timevar_pop (TV_TREE_PTA);
5540 }
5541
5542
5543 /* Delete created points-to sets.  */
5544
5545 static void
5546 delete_points_to_sets (void)
5547 {
5548   unsigned int i;
5549
5550   htab_delete (shared_bitmap_table);
5551   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
5552     fprintf (dump_file, "Points to sets created:%d\n",
5553              stats.points_to_sets_created);
5554
5555   pointer_map_destroy (vi_for_tree);
5556   bitmap_obstack_release (&pta_obstack);
5557   VEC_free (constraint_t, heap, constraints);
5558
5559   for (i = 0; i < graph->size; i++)
5560     VEC_free (constraint_t, heap, graph->complex[i]);
5561   free (graph->complex);
5562
5563   free (graph->rep);
5564   free (graph->succs);
5565   free (graph->pe);
5566   free (graph->pe_rep);
5567   free (graph->indirect_cycles);
5568   free (graph);
5569
5570   VEC_free (varinfo_t, heap, varmap);
5571   free_alloc_pool (variable_info_pool);
5572   free_alloc_pool (constraint_pool);
5573 }
5574
5575
5576 /* Compute points-to information for every SSA_NAME pointer in the
5577    current function and compute the transitive closure of escaped
5578    variables to re-initialize the call-clobber states of local variables.  */
5579
5580 unsigned int
5581 compute_may_aliases (void)
5582 {
5583   /* For each pointer P_i, determine the sets of variables that P_i may
5584      point-to.  Compute the reachability set of escaped and call-used
5585      variables.  */
5586   compute_points_to_sets ();
5587
5588   /* Debugging dumps.  */
5589   if (dump_file)
5590     {
5591       dump_alias_info (dump_file);
5592
5593       if (dump_flags & TDF_DETAILS)
5594         dump_referenced_vars (dump_file);
5595     }
5596
5597   /* Deallocate memory used by aliasing data structures and the internal
5598      points-to solution.  */
5599   delete_points_to_sets ();
5600
5601   gcc_assert (!need_ssa_update_p (cfun));
5602
5603   return 0;
5604 }
5605
5606 static bool
5607 gate_tree_pta (void)
5608 {
5609   return flag_tree_pta;
5610 }
5611
5612 /* A dummy pass to cause points-to information to be computed via
5613    TODO_rebuild_alias.  */
5614
5615 struct gimple_opt_pass pass_build_alias =
5616 {
5617  {
5618   GIMPLE_PASS,
5619   "alias",                  /* name */
5620   gate_tree_pta,            /* gate */
5621   NULL,                     /* execute */
5622   NULL,                     /* sub */
5623   NULL,                     /* next */
5624   0,                        /* static_pass_number */
5625   TV_NONE,                  /* tv_id */
5626   PROP_cfg | PROP_ssa,      /* properties_required */
5627   0,                        /* properties_provided */
5628   0,                        /* properties_destroyed */
5629   0,                        /* todo_flags_start */
5630   TODO_rebuild_alias | TODO_dump_func  /* todo_flags_finish */
5631  }
5632 };
5633
5634 /* A dummy pass to cause points-to information to be computed via
5635    TODO_rebuild_alias.  */
5636
5637 struct gimple_opt_pass pass_build_ealias =
5638 {
5639  {
5640   GIMPLE_PASS,
5641   "ealias",                 /* name */
5642   gate_tree_pta,            /* gate */
5643   NULL,                     /* execute */
5644   NULL,                     /* sub */
5645   NULL,                     /* next */
5646   0,                        /* static_pass_number */
5647   TV_NONE,                  /* tv_id */
5648   PROP_cfg | PROP_ssa,      /* properties_required */
5649   0,                        /* properties_provided */
5650   0,                        /* properties_destroyed */
5651   0,                        /* todo_flags_start */
5652   TODO_rebuild_alias | TODO_dump_func  /* todo_flags_finish */
5653  }
5654 };
5655
5656
5657 /* Return true if we should execute IPA PTA.  */
5658 static bool
5659 gate_ipa_pta (void)
5660 {
5661   return (optimize
5662           && flag_ipa_pta
5663           /* Don't bother doing anything if the program has errors.  */
5664           && !(errorcount || sorrycount));
5665 }
5666
5667 /* Execute the driver for IPA PTA.  */
5668 static unsigned int
5669 ipa_pta_execute (void)
5670 {
5671   struct cgraph_node *node;
5672
5673   in_ipa_mode = 1;
5674
5675   init_alias_heapvars ();
5676   init_alias_vars ();
5677
5678   /* Build the constraints.  */
5679   for (node = cgraph_nodes; node; node = node->next)
5680     {
5681       unsigned int varid;
5682
5683       /* Nodes without a body are not interesting.  Especially do not
5684          visit clones at this point for now - we get duplicate decls
5685          there for inline clones at least.  */
5686       if (!gimple_has_body_p (node->decl)
5687           || node->clone_of)
5688         continue;
5689
5690       /* It does not make sense to have graph edges into or out of
5691          externally visible functions.  There is no extra information
5692          we can gather from them.  */
5693       if (node->local.externally_visible)
5694         continue;
5695
5696       varid = create_function_info_for (node->decl,
5697                                         cgraph_node_name (node));
5698     }
5699
5700   for (node = cgraph_nodes; node; node = node->next)
5701     {
5702       struct function *func;
5703       basic_block bb;
5704       tree old_func_decl;
5705
5706       /* Nodes without a body are not interesting.  */
5707       if (!gimple_has_body_p (node->decl)
5708           || node->clone_of)
5709         continue;
5710
5711       if (dump_file)
5712         fprintf (dump_file,
5713                  "Generating constraints for %s\n",
5714                  cgraph_node_name (node));
5715
5716       func = DECL_STRUCT_FUNCTION (node->decl);
5717       old_func_decl = current_function_decl;
5718       push_cfun (func);
5719       current_function_decl = node->decl;
5720
5721       /* For externally visible functions use local constraints for
5722          their arguments.  For local functions we see all callers
5723          and thus do not need initial constraints for parameters.  */
5724       if (node->local.externally_visible)
5725         intra_create_variable_infos ();
5726
5727       /* Build constriants for the function body.  */
5728       FOR_EACH_BB_FN (bb, func)
5729         {
5730           gimple_stmt_iterator gsi;
5731
5732           for (gsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gsi);
5733                gsi_next (&gsi))
5734             {
5735               gimple phi = gsi_stmt (gsi);
5736
5737               if (is_gimple_reg (gimple_phi_result (phi)))
5738                 find_func_aliases (phi);
5739             }
5740
5741           for (gsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
5742             {
5743               gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
5744
5745               find_func_aliases (stmt);
5746             }
5747         }
5748
5749       current_function_decl = old_func_decl;
5750       pop_cfun ();
5751     }
5752
5753   /* From the constraints compute the points-to sets.  */
5754   solve_constraints ();
5755
5756   delete_points_to_sets ();
5757
5758   in_ipa_mode = 0;
5759
5760   return 0;
5761 }
5762
5763 struct simple_ipa_opt_pass pass_ipa_pta =
5764 {
5765  {
5766   SIMPLE_IPA_PASS,
5767   "pta",                                /* name */
5768   gate_ipa_pta,                 /* gate */
5769   ipa_pta_execute,                      /* execute */
5770   NULL,                                 /* sub */
5771   NULL,                                 /* next */
5772   0,                                    /* static_pass_number */
5773   TV_IPA_PTA,                   /* tv_id */
5774   0,                                    /* properties_required */
5775   0,                                    /* properties_provided */
5776   0,                                    /* properties_destroyed */
5777   0,                                    /* todo_flags_start */
5778   TODO_update_ssa                       /* todo_flags_finish */
5779  }
5780 };
5781
5782
5783 #include "gt-tree-ssa-structalias.h"