OSDN Git Service

Add -mlzcnt.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / doc / tree-ssa.texi
index cef4212..b09b094 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-@c Copyright (c) 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
+@c Copyright (c) 2004, 2005, 2007, 2008, 2010
 @c Free Software Foundation, Inc.
 @c This is part of the GCC manual.
 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
@@ -8,7 +8,7 @@
 @c ---------------------------------------------------------------------
 
 @node Tree SSA
-@chapter Analysis and Optimization of GIMPLE Trees
+@chapter Analysis and Optimization of GIMPLE tuples
 @cindex Tree SSA
 @cindex Optimization infrastructure for GIMPLE
 
@@ -37,678 +37,40 @@ functions and programming constructs needed to implement optimization
 passes for GIMPLE@.
 
 @menu
-* GENERIC::            A high-level language-independent representation.
-* GIMPLE::              A lower-level factored tree representation.
-* Annotations::                Attributes for statements and variables.
-* Statement Operands:: Variables referenced by GIMPLE statements.
-* SSA::                        Static Single Assignment representation.
-* Alias analysis::     Representing aliased loads and stores.
+* Annotations::         Attributes for variables.
+* SSA Operands::        SSA names referenced by GIMPLE statements.
+* SSA::                 Static Single Assignment representation.
+* Alias analysis::      Representing aliased loads and stores.
+* Memory model::        Memory model used by the middle-end.
 @end menu
 
-@node GENERIC
-@section GENERIC
-@cindex GENERIC
-
-The purpose of GENERIC is simply to provide a language-independent way of
-representing an entire function in trees.  To this end, it was necessary to
-add a few new tree codes to the back end, but most everything was already
-there.  If you can express it with the codes in @code{gcc/tree.def}, it's
-GENERIC@.
-
-Early on, there was a great deal of debate about how to think about
-statements in a tree IL@.  In GENERIC, a statement is defined as any
-expression whose value, if any, is ignored.  A statement will always
-have @code{TREE_SIDE_EFFECTS} set (or it will be discarded), but a
-non-statement expression may also have side effects.  A
-@code{CALL_EXPR}, for instance.
-
-It would be possible for some local optimizations to work on the
-GENERIC form of a function; indeed, the adapted tree inliner works
-fine on GENERIC, but the current compiler performs inlining after
-lowering to GIMPLE (a restricted form described in the next section).
-Indeed, currently the frontends perform this lowering before handing
-off to @code{tree_rest_of_compilation}, but this seems inelegant.
-
-If necessary, a front end can use some language-dependent tree codes
-in its GENERIC representation, so long as it provides a hook for
-converting them to GIMPLE and doesn't expect them to work with any
-(hypothetical) optimizers that run before the conversion to GIMPLE@.
-The intermediate representation used while parsing C and C++ looks
-very little like GENERIC, but the C and C++ gimplifier hooks are
-perfectly happy to take it as input and spit out GIMPLE@.
-
-@node GIMPLE
-@section GIMPLE
-@cindex GIMPLE
-
-GIMPLE is a simplified subset of GENERIC for use in optimization.  The
-particular subset chosen (and the name) was heavily influenced by the
-SIMPLE IL used by the McCAT compiler project at McGill University
-(@uref{http://www-acaps.cs.mcgill.ca/info/McCAT/McCAT.html}),
-though we have made some different choices.  For one thing, SIMPLE
-doesn't support @code{goto}; a production compiler can't afford that
-kind of restriction.
-
-GIMPLE retains much of the structure of the parse trees: lexical
-scopes are represented as containers, rather than markers.  However,
-expressions are broken down into a 3-address form, using temporary
-variables to hold intermediate values.  Also, control structures are
-lowered to gotos.
-
-In GIMPLE no container node is ever used for its value; if a
-@code{COND_EXPR} or @code{BIND_EXPR} has a value, it is stored into a
-temporary within the controlled blocks, and that temporary is used in
-place of the container.
-
-The compiler pass which lowers GENERIC to GIMPLE is referred to as the
-@samp{gimplifier}.  The gimplifier works recursively, replacing complex
-statements with sequences of simple statements.
-
-@c Currently, the only way to
-@c tell whether or not an expression is in GIMPLE form is by recursively
-@c examining it; in the future there will probably be a flag to help avoid
-@c redundant work.  FIXME FIXME
-
-@menu
-* Interfaces::
-* Temporaries::
-* GIMPLE Expressions::
-* Statements::
-* GIMPLE Example::
-* Rough GIMPLE Grammar::
-@end menu
-
-@node Interfaces
-@subsection Interfaces
-@cindex gimplification
-
-The tree representation of a function is stored in
-@code{DECL_SAVED_TREE}.  It is lowered to GIMPLE by a call to
-@code{gimplify_function_tree}.
-
-If a front end wants to include language-specific tree codes in the tree
-representation which it provides to the back end, it must provide a
-definition of @code{LANG_HOOKS_GIMPLIFY_EXPR} which knows how to
-convert the front end trees to GIMPLE@.  Usually such a hook will involve
-much of the same code for expanding front end trees to RTL@.  This function
-can return fully lowered GIMPLE, or it can return GENERIC trees and let the
-main gimplifier lower them the rest of the way; this is often simpler.
-
-The C and C++ front ends currently convert directly from front end
-trees to GIMPLE, and hand that off to the back end rather than first
-converting to GENERIC@.  Their gimplifier hooks know about all the
-@code{_STMT} nodes and how to convert them to GENERIC forms.  There
-was some work done on a genericization pass which would run first, but
-the existence of @code{STMT_EXPR} meant that in order to convert all
-of the C statements into GENERIC equivalents would involve walking the
-entire tree anyway, so it was simpler to lower all the way.  This
-might change in the future if someone writes an optimization pass
-which would work better with higher-level trees, but currently the
-optimizers all expect GIMPLE@.
-
-A front end which wants to use the tree optimizers (and already has
-some sort of whole-function tree representation) only needs to provide
-a definition of @code{LANG_HOOKS_GIMPLIFY_EXPR}, call
-@code{gimplify_function_tree} to lower to GIMPLE, and then hand off to
-@code{tree_rest_of_compilation} to compile and output the function.
-
-You can tell the compiler to dump a C-like representation of the GIMPLE
-form with the flag @option{-fdump-tree-gimple}.
-
-@node Temporaries
-@subsection Temporaries
-@cindex Temporaries
-
-When gimplification encounters a subexpression which is too complex, it
-creates a new temporary variable to hold the value of the subexpression,
-and adds a new statement to initialize it before the current statement.
-These special temporaries are known as @samp{expression temporaries}, and are
-allocated using @code{get_formal_tmp_var}.  The compiler tries to
-always evaluate identical expressions into the same temporary, to simplify
-elimination of redundant calculations.
-
-We can only use expression temporaries when we know that it will not be
-reevaluated before its value is used, and that it will not be otherwise
-modified@footnote{These restrictions are derived from those in Morgan 4.8.}.
-Other temporaries can be allocated using
-@code{get_initialized_tmp_var} or @code{create_tmp_var}.
-
-Currently, an expression like @code{a = b + 5} is not reduced any
-further.  We tried converting it to something like
-@smallexample
-  T1 = b + 5;
-  a = T1;
-@end smallexample
-but this bloated the representation for minimal benefit.  However, a
-variable which must live in memory cannot appear in an expression; its
-value is explicitly loaded into a temporary first.  Similarly, storing
-the value of an expression to a memory variable goes through a
-temporary.
-
-@node GIMPLE Expressions
-@subsection Expressions
-@cindex GIMPLE Expressions
-
-In general, expressions in GIMPLE consist of an operation and the
-appropriate number of simple operands; these operands must either be a
-GIMPLE rvalue (@code{is_gimple_val}), i.e.@: a constant or a register
-variable.  More complex operands are factored out into temporaries, so
-that
-@smallexample
-  a = b + c + d
-@end smallexample
-becomes
-@smallexample
-  T1 = b + c;
-  a = T1 + d;
-@end smallexample
-
-The same rule holds for arguments to a @code{CALL_EXPR}.
-
-The target of an assignment is usually a variable, but can also be an
-@code{INDIRECT_REF} or a compound lvalue as described below.
-
-@menu
-* Compound Expressions::
-* Compound Lvalues::
-* Conditional Expressions::
-* Logical Operators::
-@end menu
-
-@node Compound Expressions
-@subsubsection Compound Expressions
-@cindex Compound Expressions
-
-The left-hand side of a C comma expression is simply moved into a separate
-statement.
-
-@node Compound Lvalues
-@subsubsection Compound Lvalues
-@cindex Compound Lvalues
-
-Currently compound lvalues involving array and structure field references
-are not broken down; an expression like @code{a.b[2] = 42} is not reduced
-any further (though complex array subscripts are).  This restriction is a
-workaround for limitations in later optimizers; if we were to convert this
-to
-
-@smallexample
-  T1 = &a.b;
-  T1[2] = 42;
-@end smallexample
-
-alias analysis would not remember that the reference to @code{T1[2]} came
-by way of @code{a.b}, so it would think that the assignment could alias
-another member of @code{a}; this broke @code{struct-alias-1.c}.  Future
-optimizer improvements may make this limitation unnecessary.
-
-@node Conditional Expressions
-@subsubsection Conditional Expressions
-@cindex Conditional Expressions
-
-A C @code{?:} expression is converted into an @code{if} statement with
-each branch assigning to the same temporary.  So,
-
-@smallexample
-  a = b ? c : d;
-@end smallexample
-becomes
-@smallexample
-  if (b)
-    T1 = c;
-  else
-    T1 = d;
-  a = T1;
-@end smallexample
-
-Tree level if-conversion pass re-introduces @code{?:} expression, if appropriate.
-It is used to vectorize loops with conditions using vector conditional operations.
-
-Note that in GIMPLE, @code{if} statements are also represented using
-@code{COND_EXPR}, as described below.
-
-@node Logical Operators
-@subsubsection Logical Operators
-@cindex Logical Operators
-
-Except when they appear in the condition operand of a @code{COND_EXPR},
-logical `and' and `or' operators are simplified as follows:
-@code{a = b && c} becomes
-
-@smallexample
-  T1 = (bool)b;
-  if (T1)
-    T1 = (bool)c;
-  a = T1;
-@end smallexample
-
-Note that @code{T1} in this example cannot be an expression temporary,
-because it has two different assignments.
-
-@node Statements
-@subsection Statements
-@cindex Statements
-
-Most statements will be assignment statements, represented by
-@code{MODIFY_EXPR}.  A @code{CALL_EXPR} whose value is ignored can
-also be a statement.  No other C expressions can appear at statement level;
-a reference to a volatile object is converted into a @code{MODIFY_EXPR}.
-In GIMPLE form, type of @code{MODIFY_EXPR} is not meaningful.  Instead, use type
-of LHS or RHS@.
-
-There are also several varieties of complex statements.
-
-@menu
-* Blocks::
-* Statement Sequences::
-* Empty Statements::
-* Loops::
-* Selection Statements::
-* Jumps::
-* Cleanups::
-* GIMPLE Exception Handling::
-@end menu
-
-@node Blocks
-@subsubsection Blocks
-@cindex Blocks
-
-Block scopes and the variables they declare in GENERIC and GIMPLE are
-expressed using the @code{BIND_EXPR} code, which in previous versions of
-GCC was primarily used for the C statement-expression extension.
-
-Variables in a block are collected into @code{BIND_EXPR_VARS} in
-declaration order.  Any runtime initialization is moved out of
-@code{DECL_INITIAL} and into a statement in the controlled block.  When
-gimplifying from C or C++, this initialization replaces the
-@code{DECL_STMT}.
-
-Variable-length arrays (VLAs) complicate this process, as their size often
-refers to variables initialized earlier in the block.  To handle this, we
-currently split the block at that point, and move the VLA into a new, inner
-@code{BIND_EXPR}.  This strategy may change in the future.
-
-@code{DECL_SAVED_TREE} for a GIMPLE function will always be a
-@code{BIND_EXPR} which contains declarations for the temporary variables
-used in the function.
-
-A C++ program will usually contain more @code{BIND_EXPR}s than there are
-syntactic blocks in the source code, since several C++ constructs have
-implicit scopes associated with them.  On the other hand, although the C++
-front end uses pseudo-scopes to handle cleanups for objects with
-destructors, these don't translate into the GIMPLE form; multiple
-declarations at the same level use the same @code{BIND_EXPR}.
-
-@node Statement Sequences
-@subsubsection Statement Sequences
-@cindex Statement Sequences
-
-Multiple statements at the same nesting level are collected into a
-@code{STATEMENT_LIST}.  Statement lists are modified and traversed
-using the interface in @samp{tree-iterator.h}.
-
-@node Empty Statements
-@subsubsection Empty Statements
-@cindex Empty Statements
-
-Whenever possible, statements with no effect are discarded.  But if they
-are nested within another construct which cannot be discarded for some
-reason, they are instead replaced with an empty statement, generated by
-@code{build_empty_stmt}.  Initially, all empty statements were shared,
-after the pattern of the Java front end, but this caused a lot of trouble in
-practice.
-
-An empty statement is represented as @code{(void)0}.
-
-@node Loops
-@subsubsection Loops
-@cindex Loops
-
-At one time loops were expressed in GIMPLE using @code{LOOP_EXPR}, but
-now they are lowered to explicit gotos.
-
-@node Selection Statements
-@subsubsection Selection Statements
-@cindex Selection Statements
-
-A simple selection statement, such as the C @code{if} statement, is
-expressed in GIMPLE using a void @code{COND_EXPR}.  If only one branch is
-used, the other is filled with an empty statement.
-
-Normally, the condition expression is reduced to a simple comparison.  If
-it is a shortcut (@code{&&} or @code{||}) expression, however, we try to
-break up the @code{if} into multiple @code{if}s so that the implied shortcut
-is taken directly, much like the transformation done by @code{do_jump} in
-the RTL expander.
-
-A @code{SWITCH_EXPR} in GIMPLE contains the condition and a
-@code{TREE_VEC} of @code{CASE_LABEL_EXPR}s describing the case values
-and corresponding @code{LABEL_DECL}s to jump to.  The body of the
-@code{switch} is moved after the @code{SWITCH_EXPR}.
-
-@node Jumps
-@subsubsection Jumps
-@cindex Jumps
-
-Other jumps are expressed by either @code{GOTO_EXPR} or @code{RETURN_EXPR}.
-
-The operand of a @code{GOTO_EXPR} must be either a label or a variable
-containing the address to jump to.
-
-The operand of a @code{RETURN_EXPR} is either @code{NULL_TREE} or a
-@code{MODIFY_EXPR} which sets the return value.  It would be nice to
-move the @code{MODIFY_EXPR} into a separate statement, but the special
-return semantics in @code{expand_return} make that difficult.  It may
-still happen in the future, perhaps by moving most of that logic into
-@code{expand_assignment}.
-
-@node Cleanups
-@subsubsection Cleanups
-@cindex Cleanups
-
-Destructors for local C++ objects and similar dynamic cleanups are
-represented in GIMPLE by a @code{TRY_FINALLY_EXPR}.  When the controlled
-block exits, the cleanup is run.
-
-@code{TRY_FINALLY_EXPR} complicates the flow graph, since the cleanup
-needs to appear on every edge out of the controlled block; this
-reduces the freedom to move code across these edges.  Therefore, the
-EH lowering pass which runs before most of the optimization passes
-eliminates these expressions by explicitly adding the cleanup to each
-edge.
-
-@node GIMPLE Exception Handling
-@subsubsection Exception Handling
-@cindex GIMPLE Exception Handling
-
-Other exception handling constructs are represented using
-@code{TRY_CATCH_EXPR}.  The handler operand of a @code{TRY_CATCH_EXPR}
-can be a normal statement to be executed if the controlled block throws an
-exception, or it can have one of two special forms:
-
-@enumerate
-@item A @code{CATCH_EXPR} executes its handler if the thrown exception
-  matches one of the allowed types.  Multiple handlers can be
-  expressed by a sequence of @code{CATCH_EXPR} statements.
-@item An @code{EH_FILTER_EXPR} executes its handler if the thrown
-  exception does not match one of the allowed types.
-@end enumerate
-
-Currently throwing an exception is not directly represented in GIMPLE,
-since it is implemented by calling a function.  At some point in the future
-we will want to add some way to express that the call will throw an
-exception of a known type.
-
-Just before running the optimizers, the compiler lowers the high-level
-EH constructs above into a set of @samp{goto}s, magic labels, and EH
-regions.  Continuing to unwind at the end of a cleanup is represented
-with a @code{RESX_EXPR}.
-
-@node GIMPLE Example
-@subsection GIMPLE Example
-@cindex GIMPLE Example
-
-@smallexample
-struct A @{ A(); ~A(); @};
-
-int i;
-int g();
-void f()
-@{
-  A a;
-  int j = (--i, i ? 0 : 1);
-
-  for (int x = 42; x > 0; --x)
-    @{
-      i += g()*4 + 32;
-    @}
-@}
-@end smallexample
-
-becomes
-
-@smallexample
-void f()
-@{
-  int i.0;
-  int T.1;
-  int iftmp.2;
-  int T.3;
-  int T.4;
-  int T.5;
-  int T.6;
-
-  @{
-    struct A a;
-    int j;
-
-    __comp_ctor (&a);
-    try
-      @{
-        i.0 = i;
-        T.1 = i.0 - 1;
-        i = T.1;
-        i.0 = i;
-        if (i.0 == 0)
-          iftmp.2 = 1;
-        else
-          iftmp.2 = 0;
-        j = iftmp.2;
-        @{
-          int x;
-
-          x = 42;
-          goto test;
-          loop:;
-
-          T.3 = g ();
-          T.4 = T.3 * 4;
-          i.0 = i;
-          T.5 = T.4 + i.0;
-          T.6 = T.5 + 32;
-          i = T.6;
-          x = x - 1;
-
-          test:;
-          if (x > 0)
-            goto loop;
-          else
-            goto break_;
-          break_:;
-        @}
-      @}
-    finally
-      @{
-        __comp_dtor (&a);
-      @}
-  @}
-@}
-@end smallexample
-
-@node Rough GIMPLE Grammar
-@subsection Rough GIMPLE Grammar
-@cindex Rough GIMPLE Grammar
-
-@smallexample
-   function     : FUNCTION_DECL
-                        DECL_SAVED_TREE -> compound-stmt
-
-   compound-stmt: STATEMENT_LIST
-                        members -> stmt
-
-   stmt         : block
-                | if-stmt
-                | switch-stmt
-                | goto-stmt
-                | return-stmt
-                | resx-stmt
-                | label-stmt
-                | try-stmt
-                | modify-stmt
-                | call-stmt
-
-   block        : BIND_EXPR
-                        BIND_EXPR_VARS -> chain of DECLs
-                        BIND_EXPR_BLOCK -> BLOCK
-                        BIND_EXPR_BODY -> compound-stmt
-
-   if-stmt      : COND_EXPR
-                        op0 -> condition
-                        op1 -> compound-stmt
-                        op2 -> compound-stmt
-
-   switch-stmt  : SWITCH_EXPR
-                        op0 -> val
-                        op1 -> NULL
-                        op2 -> TREE_VEC of CASE_LABEL_EXPRs
-                            The CASE_LABEL_EXPRs are sorted by CASE_LOW,
-                            and default is last.
-
-   goto-stmt    : GOTO_EXPR
-                        op0 -> LABEL_DECL | val
-
-   return-stmt  : RETURN_EXPR
-                        op0 -> return-value
-
-   return-value : NULL
-                | RESULT_DECL
-                | MODIFY_EXPR
-                        op0 -> RESULT_DECL
-                        op1 -> lhs
-
-   resx-stmt    : RESX_EXPR
-
-   label-stmt   : LABEL_EXPR
-                        op0 -> LABEL_DECL
-
-   try-stmt     : TRY_CATCH_EXPR
-                        op0 -> compound-stmt
-                        op1 -> handler
-                | TRY_FINALLY_EXPR
-                        op0 -> compound-stmt
-                        op1 -> compound-stmt
-
-   handler      : catch-seq
-                | EH_FILTER_EXPR
-                | compound-stmt
-
-   catch-seq    : STATEMENT_LIST
-                        members -> CATCH_EXPR
-
-   modify-stmt  : MODIFY_EXPR
-                        op0 -> lhs
-                        op1 -> rhs
-
-   call-stmt    : CALL_EXPR
-                        op0 -> val | OBJ_TYPE_REF
-                        op1 -> call-arg-list
-
-   call-arg-list: TREE_LIST
-                        members -> lhs | CONST
-
-   addr-expr-arg: ID
-                | compref
-
-   addressable  : addr-expr-arg
-                | indirectref
-
-   with-size-arg: addressable
-                | call-stmt
-
-   indirectref  : INDIRECT_REF
-                        op0 -> val
-
-   lhs          : addressable
-                | bitfieldref
-                | WITH_SIZE_EXPR
-                        op0 -> with-size-arg
-                        op1 -> val
-
-   min-lval     : ID
-                | indirectref
-
-   bitfieldref  : BIT_FIELD_REF
-                        op0 -> inner-compref
-                        op1 -> CONST
-                        op2 -> var
-
-   compref      : inner-compref
-                | REALPART_EXPR
-                        op0 -> inner-compref
-                | IMAGPART_EXPR
-                        op0 -> inner-compref
-
-   inner-compref: min-lval
-                | COMPONENT_REF
-                        op0 -> inner-compref
-                        op1 -> FIELD_DECL
-                        op2 -> val
-                | ARRAY_REF
-                        op0 -> inner-compref
-                        op1 -> val
-                        op2 -> val
-                        op3 -> val
-                | ARRAY_RANGE_REF
-                        op0 -> inner-compref
-                        op1 -> val
-                        op2 -> val
-                        op3 -> val
-                | VIEW_CONVERT_EXPR
-                        op0 -> inner-compref
-
-   condition    : val
-                | RELOP
-                        op0 -> val
-                        op1 -> val
-
-   val          : ID
-                | CONST
-
-   rhs          : lhs
-                | CONST
-                | call-stmt
-                | ADDR_EXPR
-                        op0 -> addr-expr-arg
-                | UNOP
-                        op0 -> val
-                | BINOP
-                        op0 -> val
-                        op1 -> val
-                | RELOP
-                        op0 -> val
-                        op1 -> val
-@end smallexample
-
 @node Annotations
 @section Annotations
 @cindex annotations
 
-The optimizers need to associate attributes with statements and
-variables during the optimization process.  For instance, we need to
-know what basic block does a statement belong to or whether a variable
-has aliases.  All these attributes are stored in data structures
-called annotations which are then linked to the field @code{ann} in
-@code{struct tree_common}.
+The optimizers need to associate attributes with variables during the
+optimization process.  For instance, we need to know whether a
+variable has aliases.  All these attributes are stored in data
+structures called annotations which are then linked to the field
+@code{ann} in @code{struct tree_common}.
 
-Presently, we define annotations for statements (@code{stmt_ann_t}),
-variables (@code{var_ann_t}) and SSA names (@code{ssa_name_ann_t}).
+Presently, we define annotations for variables (@code{var_ann_t}).
 Annotations are defined and documented in @file{tree-flow.h}.
 
 
-@node Statement Operands
-@section Statement Operands
+@node SSA Operands
+@section SSA Operands
 @cindex operands
 @cindex virtual operands
 @cindex real operands
-@findex get_stmt_operands
-@findex modify_stmt
+@findex update_stmt
 
 Almost every GIMPLE statement will contain a reference to a variable
 or memory location.  Since statements come in different shapes and
 sizes, their operands are going to be located at various spots inside
 the statement's tree.  To facilitate access to the statement's
-operands, they are organized into arrays associated inside each
-statement's annotation.  Each element in an operand array is a pointer
+operands, they are organized into lists associated inside each
+statement's annotation.  Each element in an operand list is a pointer
 to a @code{VAR_DECL}, @code{PARM_DECL} or @code{SSA_NAME} tree node.
 This provides a very convenient way of examining and replacing
 operands.
@@ -747,9 +109,9 @@ full object that they represent.  For instance, given
 
 Since @code{a} and @code{b} are non-aliased locals, the statement
 @code{a = b} will have one real definition and one real use because
-variable @code{b} is completely modified with the contents of
-variable @code{a}.  Real definition are also known as @dfn{killing
-definitions}.  Similarly, the use of @code{a} reads all its bits.
+variable @code{a} is completely modified with the contents of
+variable @code{b}.  Real definition are also known as @dfn{killing
+definitions}.  Similarly, the use of @code{b} reads all its bits.
 
 In contrast, virtual operands are used with variables that can have
 a partial or ambiguous reference.  This includes structures, arrays,
@@ -767,7 +129,7 @@ instance, given
 @{
   int a, b, *p;
 
-  if (...)
+  if (@dots{})
     p = &a;
   else
     p = &b;
@@ -789,12 +151,12 @@ operands, use the @option{-vops} option to @option{-fdump-tree}:
 @{
   int a, b, *p;
 
-  if (...)
+  if (@dots{})
     p = &a;
   else
     p = &b;
-  # a = V_MAY_DEF <a>
-  # b = V_MAY_DEF <b>
+  # a = VDEF <a>
+  # b = VDEF <b>
   *p = 5;
 
   # VUSE <a>
@@ -803,105 +165,67 @@ operands, use the @option{-vops} option to @option{-fdump-tree}:
 @}
 @end smallexample
 
-Notice that @code{V_MAY_DEF} operands have two copies of the referenced
+Notice that @code{VDEF} operands have two copies of the referenced
 variable.  This indicates that this is not a killing definition of
 that variable.  In this case we refer to it as a @dfn{may definition}
 or @dfn{aliased store}.  The presence of the second copy of the
-variable in the @code{V_MAY_DEF} operand will become important when the
+variable in the @code{VDEF} operand will become important when the
 function is converted into SSA form.  This will be used to link all
 the non-killing definitions to prevent optimizations from making
 incorrect assumptions about them.
 
-Operands are collected by @file{tree-ssa-operands.c}.  They are stored
-inside each statement's annotation and can be accessed with
-@code{DEF_OPS}, @code{USE_OPS}, @code{V_MAY_DEF_OPS},
-@code{V_MUST_DEF_OPS} and @code{VUSE_OPS}.  The following are all the
-accessor macros available to access USE operands.  To access all the
-other operand arrays, just change the name accordingly.  Note that
-this interface to the operands is deprecated, and is slated for
-removal in a future version of gcc.  The preferred interface is the
-operand iterator interface.  Unless you need to discover the number of
-operands of a given type on a statement, you are strongly urged not to
-use this interface.
-
-@defmac USE_OPS (@var{ann})
-Returns the array of operands used by the statement with annotation
-@var{ann}.
-@end defmac
+Operands are updated as soon as the statement is finished via a call
+to @code{update_stmt}.  If statement elements are changed via
+@code{SET_USE} or @code{SET_DEF}, then no further action is required
+(i.e., those macros take care of updating the statement).  If changes
+are made by manipulating the statement's tree directly, then a call
+must be made to @code{update_stmt} when complete.  Calling one of the
+@code{bsi_insert} routines or @code{bsi_replace} performs an implicit
+call to @code{update_stmt}.
 
-@defmac STMT_USE_OPS (@var{stmt})
-Alternate version of USE_OPS that takes the statement @var{stmt} as
-input.
-@end defmac
-
-@defmac NUM_USES (@var{ops})
-Return the number of USE operands in array @var{ops}.
-@end defmac
+@subsection Operand Iterators And Access Routines
+@cindex Operand Iterators
+@cindex Operand Access Routines
 
-@defmac USE_OP_PTR (@var{ops}, @var{i})
-Return a pointer to the @var{i}th operand in array @var{ops}.
-@end defmac
+Operands are collected by @file{tree-ssa-operands.c}.  They are stored
+inside each statement's annotation and can be accessed through either the
+operand iterators or an access routine.
 
-@defmac USE_OP (@var{ops}, @var{i})
-Return the @var{i}th operand in array @var{ops}.
-@end defmac
+The following access routines are available for examining operands:
 
-The following function shows how to print all the operands of a given
-statement:
+@enumerate
+@item @code{SINGLE_SSA_@{USE,DEF,TREE@}_OPERAND}: These accessors will return
+NULL unless there is exactly one operand matching the specified flags.  If
+there is exactly one operand, the operand is returned as either a @code{tree},
+@code{def_operand_p}, or @code{use_operand_p}.
 
 @smallexample
-void
-print_ops (tree stmt)
-@{
-  vuse_optype vuses;
-  v_may_def_optype v_may_defs;
-  v_must_def_optype v_must_defs;
-  def_optype defs;
-  use_optype uses;
-  stmt_ann_t ann;
-  size_t i;
-
-  get_stmt_operands (stmt);
-  ann = stmt_ann (stmt);
-
-  defs = DEF_OPS (ann);
-  for (i = 0; i < NUM_DEFS (defs); i++)
-    print_generic_expr (stderr, DEF_OP (defs, i), 0);
-
-  uses = USE_OPS (ann);
-  for (i = 0; i < NUM_USES (uses); i++)
-    print_generic_expr (stderr, USE_OP (uses, i), 0);
-
-  v_may_defs = V_MAY_DEF_OPS (ann);
-  for (i = 0; i < NUM_V_MAY_DEFS (v_may_defs); i++)
-    @{
-      print_generic_expr (stderr, V_MAY_DEF_OP (v_may_defs, i), 0);
-      print_generic_expr (stderr, V_MAY_DEF_RESULT (v_may_defs, i), 0);
-    @}
+tree t = SINGLE_SSA_TREE_OPERAND (stmt, flags);
+use_operand_p u = SINGLE_SSA_USE_OPERAND (stmt, SSA_ALL_VIRTUAL_USES);
+def_operand_p d = SINGLE_SSA_DEF_OPERAND (stmt, SSA_OP_ALL_DEFS);
+@end smallexample
 
-  v_must_defs = V_MUST_DEF_OPS (ann);
-  for (i = 0; i < NUM_V_MUST_DEFS (v_must_defs); i++)
-    print_generic_expr (stderr, V_MUST_DEF_OP (v_must_defs, i), 0);
+@item @code{ZERO_SSA_OPERANDS}: This macro returns true if there are no
+operands matching the specified flags.
 
-  vuses = VUSE_OPS (ann);
-  for (i = 0; i < NUM_VUSES (vuses); i++)
-    print_generic_expr (stderr, VUSE_OP (vuses, i), 0);
-@}
+@smallexample
+if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
+  return;
 @end smallexample
 
-To collect the operands, you first need to call
-@code{get_stmt_operands}.  Since that is a potentially expensive
-operation, statements are only scanned if they have been marked
-modified by a call to @code{modify_stmt}.  So, if your pass replaces
-operands in a statement, make sure to call @code{modify_stmt}.
+@item @code{NUM_SSA_OPERANDS}: This macro Returns the number of operands
+matching 'flags'.  This actually executes a loop to perform the count, so
+only use this if it is really needed.
+
+@smallexample
+int count = NUM_SSA_OPERANDS (stmt, flags)
+@end smallexample
+@end enumerate
 
-@subsection Operand Iterators
-@cindex Operand Iterators
 
-There is an alternative to iterating over the operands in a statement.
-It is especially useful when you wish to perform the same operation on
-more than one type of operand.  The previous example could be
-rewritten as follows:
+If you wish to iterate over some or all operands, use the
+@code{FOR_EACH_SSA_@{USE,DEF,TREE@}_OPERAND} iterator.  For example, to print
+all the operands for a statement:
 
 @smallexample
 void
@@ -910,16 +234,17 @@ print_ops (tree stmt)
   ssa_op_iter;
   tree var;
 
-  get_stmt_operands (stmt);
   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_OPERANDS)
-    print_generic_expr (stderr, var, 0);
+    print_generic_expr (stderr, var, TDF_SLIM);
 @}
 @end smallexample
 
 
+How to choose the appropriate iterator:
+
 @enumerate
 @item Determine whether you are need to see the operand pointers, or just the
-    trees, and choose the appropriate macro:
+trees, and choose the appropriate macro:
 
 @smallexample
 Need            Macro:
@@ -930,24 +255,23 @@ tree            FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND
 @end smallexample
 
 @item You need to declare a variable of the type you are interested
-    in, and an ssa_op_iter structure which serves as the loop
-    controlling variable.
+in, and an ssa_op_iter structure which serves as the loop controlling
+variable.
 
 @item Determine which operands you wish to use, and specify the flags of
-    those you are interested in.  They are documented in
-    @file{tree-ssa-operands.h}:
+those you are interested in.  They are documented in
+@file{tree-ssa-operands.h}:
 
 @smallexample
-#define SSA_OP_USE              0x01    /* Real USE operands.  */
-#define SSA_OP_DEF              0x02    /* Real DEF operands.  */
-#define SSA_OP_VUSE             0x04    /* VUSE operands.  */
-#define SSA_OP_VMAYUSE          0x08    /* USE portion of V_MAY_DEFS.  */
-#define SSA_OP_VMAYDEF          0x10    /* DEF portion of V_MAY_DEFS.  */
-#define SSA_OP_VMUSTDEF         0x20    /* V_MUST_DEF definitions.  */
-
-/* These are commonly grouped operand flags.  */
+#define SSA_OP_USE              0x01    /* @r{Real USE operands.}  */
+#define SSA_OP_DEF              0x02    /* @r{Real DEF operands.}  */
+#define SSA_OP_VUSE             0x04    /* @r{VUSE operands.}  */
+#define SSA_OP_VMAYUSE          0x08    /* @r{USE portion of VDEFS.}  */
+#define SSA_OP_VDEF             0x10    /* @r{DEF portion of VDEFS.}  */
+
+/* @r{These are commonly grouped operand flags.}  */
 #define SSA_OP_VIRTUAL_USES     (SSA_OP_VUSE | SSA_OP_VMAYUSE)
-#define SSA_OP_VIRTUAL_DEFS     (SSA_OP_VMAYDEF | SSA_OP_VMUSTDEF)
+#define SSA_OP_VIRTUAL_DEFS     (SSA_OP_VDEF)
 #define SSA_OP_ALL_USES         (SSA_OP_VIRTUAL_USES | SSA_OP_USE)
 #define SSA_OP_ALL_DEFS         (SSA_OP_VIRTUAL_DEFS | SSA_OP_DEF)
 #define SSA_OP_ALL_OPERANDS     (SSA_OP_ALL_USES | SSA_OP_ALL_DEFS)
@@ -967,7 +291,7 @@ So if you want to look at the use pointers for all the @code{USE} and
     @}
 @end smallexample
 
-The @code{_TREE_} macro is basically the same as the @code{USE} and
+The @code{TREE} macro is basically the same as the @code{USE} and
 @code{DEF} macros, only with the use or def dereferenced via
 @code{USE_FROM_PTR (use_p)} and @code{DEF_FROM_PTR (def_p)}.  Since we
 aren't using operand pointers, use and defs flags can be mixed.
@@ -976,18 +300,18 @@ aren't using operand pointers, use and defs flags can be mixed.
   tree var;
   ssa_op_iter iter;
 
-  FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_VUSE | SSA_OP_VMUSTDEF)
+  FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_VUSE)
     @{
        print_generic_expr (stderr, var, TDF_SLIM);
     @}
 @end smallexample
 
-@code{V_MAY_DEF}s are broken into two flags, one for the
-@code{DEF} portion (@code{SSA_OP_VMAYDEF}) and one for the USE portion
+@code{VDEF}s are broken into two flags, one for the
+@code{DEF} portion (@code{SSA_OP_VDEF}) and one for the USE portion
 (@code{SSA_OP_VMAYUSE}).  If all you want to look at are the
-@code{V_MAY_DEF}s together, there is a fourth iterator macro for this,
+@code{VDEF}s together, there is a fourth iterator macro for this,
 which returns both a def_operand_p and a use_operand_p for each
-@code{V_MAY_DEF} in the statement.  Note that you don't need any flags for
+@code{VDEF} in the statement.  Note that you don't need any flags for
 this one.
 
 @smallexample
@@ -1001,29 +325,148 @@ this one.
     @}
 @end smallexample
 
-@code{V_MUST_DEF}s are broken into two flags, one for the
-@code{DEF} portion (@code{SSA_OP_VMUSTDEF}) and one for the kill portion
-(@code{SSA_OP_VMUSTDEFKILL}).  If all you want to look at are the
-@code{V_MUST_DEF}s together, there is a fourth iterator macro for this,
-which returns both a def_operand_p and a use_operand_p for each
-@code{V_MUST_DEF} in the statement.  Note that you don't need any flags for
-this one.
+There are many examples in the code as well, as well as the
+documentation in @file{tree-ssa-operands.h}.
+
+There are also a couple of variants on the stmt iterators regarding PHI
+nodes.
+
+@code{FOR_EACH_PHI_ARG} Works exactly like
+@code{FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND}, except it works over @code{PHI} arguments
+instead of statement operands.
 
 @smallexample
-  use_operand_p kill_p;
-  def_operand_p def_p;
-  ssa_op_iter iter;
+/* Look at every virtual PHI use.  */
+FOR_EACH_PHI_ARG (use_p, phi_stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
+@{
+   my_code;
+@}
+
+/* Look at every real PHI use.  */
+FOR_EACH_PHI_ARG (use_p, phi_stmt, iter, SSA_OP_USES)
+  my_code;
+
+/* Look at every PHI use.  */
+FOR_EACH_PHI_ARG (use_p, phi_stmt, iter, SSA_OP_ALL_USES)
+  my_code;
+@end smallexample
+
+@code{FOR_EACH_PHI_OR_STMT_@{USE,DEF@}} works exactly like
+@code{FOR_EACH_SSA_@{USE,DEF@}_OPERAND}, except it will function on
+either a statement or a @code{PHI} node.  These should be used when it is
+appropriate but they are not quite as efficient as the individual
+@code{FOR_EACH_PHI} and @code{FOR_EACH_SSA} routines.
+
+@smallexample
+FOR_EACH_PHI_OR_STMT_USE (use_operand_p, stmt, iter, flags)
+  @{
+     my_code;
+  @}
+
+FOR_EACH_PHI_OR_STMT_DEF (def_operand_p, phi, iter, flags)
+  @{
+     my_code;
+  @}
+@end smallexample
+
+@subsection Immediate Uses
+@cindex Immediate Uses
+
+Immediate use information is now always available.  Using the immediate use
+iterators, you may examine every use of any @code{SSA_NAME}. For instance,
+to change each use of @code{ssa_var} to @code{ssa_var2} and call fold_stmt on
+each stmt after that is done:
 
-  FOR_EACH_SSA_MUSTDEF_OPERAND (def_p, kill_p, stmt, iter)
+@smallexample
+  use_operand_p imm_use_p;
+  imm_use_iterator iterator;
+  tree ssa_var, stmt;
+
+
+  FOR_EACH_IMM_USE_STMT (stmt, iterator, ssa_var)
     @{
-      my_code;
+      FOR_EACH_IMM_USE_ON_STMT (imm_use_p, iterator)
+        SET_USE (imm_use_p, ssa_var_2);
+      fold_stmt (stmt);
     @}
 @end smallexample
 
+There are 2 iterators which can be used. @code{FOR_EACH_IMM_USE_FAST} is
+used when the immediate uses are not changed, i.e., you are looking at the
+uses, but not setting them.
+
+If they do get changed, then care must be taken that things are not changed
+under the iterators, so use the @code{FOR_EACH_IMM_USE_STMT} and
+@code{FOR_EACH_IMM_USE_ON_STMT} iterators.  They attempt to preserve the
+sanity of the use list by moving all the uses for a statement into
+a controlled position, and then iterating over those uses.  Then the
+optimization can manipulate the stmt when all the uses have been
+processed.  This is a little slower than the FAST version since it adds a
+placeholder element and must sort through the list a bit for each statement.
+This placeholder element must be also be removed if the loop is
+terminated early.  The macro @code{BREAK_FROM_IMM_USE_SAFE} is provided
+to do this :
 
-There are many examples in the code as well, as well as the
-documentation in @file{tree-ssa-operands.h}.
+@smallexample
+  FOR_EACH_IMM_USE_STMT (stmt, iterator, ssa_var)
+    @{
+      if (stmt == last_stmt)
+        BREAK_FROM_SAFE_IMM_USE (iter);
+
+      FOR_EACH_IMM_USE_ON_STMT (imm_use_p, iterator)
+        SET_USE (imm_use_p, ssa_var_2);
+      fold_stmt (stmt);
+    @}
+@end smallexample
 
+There are checks in @code{verify_ssa} which verify that the immediate use list
+is up to date, as well as checking that an optimization didn't break from the
+loop without using this macro.  It is safe to simply 'break'; from a
+@code{FOR_EACH_IMM_USE_FAST} traverse.
+
+Some useful functions and macros:
+@enumerate
+@item  @code{has_zero_uses (ssa_var)} : Returns true if there are no uses of
+@code{ssa_var}.
+@item   @code{has_single_use (ssa_var)} : Returns true if there is only a
+single use of @code{ssa_var}.
+@item   @code{single_imm_use (ssa_var, use_operand_p *ptr, tree *stmt)} :
+Returns true if there is only a single use of @code{ssa_var}, and also returns
+the use pointer and statement it occurs in, in the second and third parameters.
+@item   @code{num_imm_uses (ssa_var)} : Returns the number of immediate uses of
+@code{ssa_var}. It is better not to use this if possible since it simply
+utilizes a loop to count the uses.
+@item  @code{PHI_ARG_INDEX_FROM_USE (use_p)} : Given a use within a @code{PHI}
+node, return the index number for the use.  An assert is triggered if the use
+isn't located in a @code{PHI} node.
+@item  @code{USE_STMT (use_p)} : Return the statement a use occurs in.
+@end enumerate
+
+Note that uses are not put into an immediate use list until their statement is
+actually inserted into the instruction stream via a @code{bsi_*} routine.
+
+It is also still possible to utilize lazy updating of statements, but this
+should be used only when absolutely required.  Both alias analysis and the
+dominator optimizations currently do this.
+
+When lazy updating is being used, the immediate use information is out of date
+and cannot be used reliably.  Lazy updating is achieved by simply marking
+statements modified via calls to @code{mark_stmt_modified} instead of
+@code{update_stmt}.  When lazy updating is no longer required, all the
+modified statements must have @code{update_stmt} called in order to bring them
+up to date.  This must be done before the optimization is finished, or
+@code{verify_ssa} will trigger an abort.
+
+This is done with a simple loop over the instruction stream:
+@smallexample
+  block_stmt_iterator bsi;
+  basic_block bb;
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    @{
+      for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
+        update_stmt_if_modified (bsi_stmt (bsi));
+    @}
+@end smallexample
 
 @node SSA
 @section Static Single Assignment
@@ -1056,7 +499,8 @@ the version number and the statement that created the
 @code{SSA_NAME}.  Only definitions and virtual definitions may
 create new @code{SSA_NAME} nodes.
 
-Sometimes, flow of control makes it impossible to determine what is the
+@cindex PHI nodes
+Sometimes, flow of control makes it impossible to determine the
 most recent version of a variable.  In these cases, the compiler
 inserts an artificial definition for that variable called
 @dfn{PHI function} or @dfn{PHI node}.  This new definition merges
@@ -1064,9 +508,9 @@ all the incoming versions of the variable to create a new name
 for it.  For instance,
 
 @smallexample
-if (...)
+if (@dots{})
   a_1 = 5;
-else if (...)
+else if (@dots{})
   a_2 = 2;
 else
   a_3 = 13;
@@ -1085,44 +529,188 @@ which''.
 
 The following macros can be used to examine PHI nodes
 
-@defmac        PHI_RESULT (@var{phi})
+@defmac PHI_RESULT (@var{phi})
 Returns the @code{SSA_NAME} created by PHI node @var{phi} (i.e.,
 @var{phi}'s LHS)@.
 @end defmac
 
-@defmac        PHI_NUM_ARGS (@var{phi})
+@defmac PHI_NUM_ARGS (@var{phi})
 Returns the number of arguments in @var{phi}.  This number is exactly
 the number of incoming edges to the basic block holding @var{phi}@.
 @end defmac
 
-@defmac        PHI_ARG_ELT (@var{phi}, @var{i})
+@defmac PHI_ARG_ELT (@var{phi}, @var{i})
 Returns a tuple representing the @var{i}th argument of @var{phi}@.
 Each element of this tuple contains an @code{SSA_NAME} @var{var} and
 the incoming edge through which @var{var} flows.
 @end defmac
 
-@defmac        PHI_ARG_EDGE (@var{phi}, @var{i})
+@defmac PHI_ARG_EDGE (@var{phi}, @var{i})
 Returns the incoming edge for the @var{i}th argument of @var{phi}.
 @end defmac
 
-@defmac        PHI_ARG_DEF (@var{phi}, @var{i})
+@defmac PHI_ARG_DEF (@var{phi}, @var{i})
 Returns the @code{SSA_NAME} for the @var{i}th argument of @var{phi}.
 @end defmac
 
 
 @subsection Preserving the SSA form
-@findex vars_to_rename
+@findex update_ssa
 @cindex preserving SSA form
 Some optimization passes make changes to the function that
 invalidate the SSA property.  This can happen when a pass has
-added new variables or changed the program so that variables that
-were previously aliased aren't anymore.
+added new symbols or changed the program so that variables that
+were previously aliased aren't anymore.  Whenever something like this
+happens, the affected symbols must be renamed into SSA form again.
+Transformations that emit new code or replicate existing statements
+will also need to update the SSA form@.
 
-Whenever something like this happens, the affected variables must
-be renamed into SSA form again.  To do this, you should mark the
-new variables in the global bitmap @code{vars_to_rename}.  Once
-your pass has finished, the pass manager will invoke the SSA
-renamer to put the program into SSA once more.
+Since GCC implements two different SSA forms for register and virtual
+variables, keeping the SSA form up to date depends on whether you are
+updating register or virtual names.  In both cases, the general idea
+behind incremental SSA updates is similar: when new SSA names are
+created, they typically are meant to replace other existing names in
+the program@.
+
+For instance, given the following code:
+
+@smallexample
+     1  L0:
+     2  x_1 = PHI (0, x_5)
+     3  if (x_1 < 10)
+     4    if (x_1 > 7)
+     5      y_2 = 0
+     6    else
+     7      y_3 = x_1 + x_7
+     8    endif
+     9    x_5 = x_1 + 1
+     10   goto L0;
+     11 endif
+@end smallexample
+
+Suppose that we insert new names @code{x_10} and @code{x_11} (lines
+@code{4} and @code{8})@.
+
+@smallexample
+     1  L0:
+     2  x_1 = PHI (0, x_5)
+     3  if (x_1 < 10)
+     4    x_10 = @dots{}
+     5    if (x_1 > 7)
+     6      y_2 = 0
+     7    else
+     8      x_11 = @dots{}
+     9      y_3 = x_1 + x_7
+     10   endif
+     11   x_5 = x_1 + 1
+     12   goto L0;
+     13 endif
+@end smallexample
+
+We want to replace all the uses of @code{x_1} with the new definitions
+of @code{x_10} and @code{x_11}.  Note that the only uses that should
+be replaced are those at lines @code{5}, @code{9} and @code{11}.
+Also, the use of @code{x_7} at line @code{9} should @emph{not} be
+replaced (this is why we cannot just mark symbol @code{x} for
+renaming)@.
+
+Additionally, we may need to insert a PHI node at line @code{11}
+because that is a merge point for @code{x_10} and @code{x_11}.  So the
+use of @code{x_1} at line @code{11} will be replaced with the new PHI
+node.  The insertion of PHI nodes is optional.  They are not strictly
+necessary to preserve the SSA form, and depending on what the caller
+inserted, they may not even be useful for the optimizers@.
+
+Updating the SSA form is a two step process.  First, the pass has to
+identify which names need to be updated and/or which symbols need to
+be renamed into SSA form for the first time.  When new names are
+introduced to replace existing names in the program, the mapping
+between the old and the new names are registered by calling
+@code{register_new_name_mapping} (note that if your pass creates new
+code by duplicating basic blocks, the call to @code{tree_duplicate_bb}
+will set up the necessary mappings automatically).  On the other hand,
+if your pass exposes a new symbol that should be put in SSA form for
+the first time, the new symbol should be registered with
+@code{mark_sym_for_renaming}.
+
+After the replacement mappings have been registered and new symbols
+marked for renaming, a call to @code{update_ssa} makes the registered
+changes.  This can be done with an explicit call or by creating
+@code{TODO} flags in the @code{tree_opt_pass} structure for your pass.
+There are several @code{TODO} flags that control the behavior of
+@code{update_ssa}:
+
+@itemize @bullet
+@item @code{TODO_update_ssa}.  Update the SSA form inserting PHI nodes
+for newly exposed symbols and virtual names marked for updating.
+When updating real names, only insert PHI nodes for a real name
+@code{O_j} in blocks reached by all the new and old definitions for
+@code{O_j}.  If the iterated dominance frontier for @code{O_j}
+is not pruned, we may end up inserting PHI nodes in blocks that
+have one or more edges with no incoming definition for
+@code{O_j}.  This would lead to uninitialized warnings for
+@code{O_j}'s symbol@.
+
+@item @code{TODO_update_ssa_no_phi}.  Update the SSA form without
+inserting any new PHI nodes at all.  This is used by passes that
+have either inserted all the PHI nodes themselves or passes that
+need only to patch use-def and def-def chains for virtuals
+(e.g., DCE)@.
+
+
+@item @code{TODO_update_ssa_full_phi}.  Insert PHI nodes everywhere
+they are needed.  No pruning of the IDF is done.  This is used
+by passes that need the PHI nodes for @code{O_j} even if it
+means that some arguments will come from the default definition
+of @code{O_j}'s symbol (e.g., @code{pass_linear_transform})@.
+
+WARNING: If you need to use this flag, chances are that your
+pass may be doing something wrong.  Inserting PHI nodes for an
+old name where not all edges carry a new replacement may lead to
+silent codegen errors or spurious uninitialized warnings@.
+
+@item @code{TODO_update_ssa_only_virtuals}.  Passes that update the
+SSA form on their own may want to delegate the updating of
+virtual names to the generic updater.  Since FUD chains are
+easier to maintain, this simplifies the work they need to do.
+NOTE: If this flag is used, any OLD->NEW mappings for real names
+are explicitly destroyed and only the symbols marked for
+renaming are processed@.
+@end itemize
+
+@subsection Preserving the virtual SSA form
+@cindex preserving virtual SSA form
+
+The virtual SSA form is harder to preserve than the non-virtual SSA form
+mainly because the set of virtual operands for a statement may change at
+what some would consider unexpected times.  In general, statement
+modifications should be bracketed between calls to
+@code{push_stmt_changes} and @code{pop_stmt_changes}.  For example,
+
+@smallexample
+    munge_stmt (tree stmt)
+    @{
+       push_stmt_changes (&stmt);
+       @dots{} rewrite STMT @dots{}
+       pop_stmt_changes (&stmt);
+    @}
+@end smallexample
+
+The call to @code{push_stmt_changes} saves the current state of the
+statement operands and the call to @code{pop_stmt_changes} compares
+the saved state with the current one and does the appropriate symbol
+marking for the SSA renamer.
+
+It is possible to modify several statements at a time, provided that
+@code{push_stmt_changes} and @code{pop_stmt_changes} are called in
+LIFO order, as when processing a stack of statements.
+
+Additionally, if the pass discovers that it did not need to make
+changes to the statement after calling @code{push_stmt_changes}, it
+can simply discard the topmost change buffer by calling
+@code{discard_stmt_changes}.  This will avoid the expensive operand
+re-scan operation and the buffer comparison that determines if symbols
+need to be marked for renaming.
 
 @subsection Examining @code{SSA_NAME} nodes
 @cindex examining SSA_NAMEs
@@ -1158,8 +746,8 @@ slightly different.  For each argument @var{arg} of the PHI node, this
 function will:
 
 @enumerate
-@item  Walk the use-def chains for @var{arg}.
-@item  Call @code{FN (@var{arg}, @var{phi}, @var{data})}.
+@item Walk the use-def chains for @var{arg}.
+@item Call @code{FN (@var{arg}, @var{phi}, @var{data})}.
 @end enumerate
 
 Note how the first argument to @var{fn} is no longer the original
@@ -1179,26 +767,26 @@ hooks to execute custom code at various points during traversal:
 
 @enumerate
 @item Once to initialize any local data needed while processing
-      @var{bb} and its children.  This local data is pushed into an
-      internal stack which is automatically pushed and popped as the
-      walker traverses the dominator tree.
+@var{bb} and its children.  This local data is pushed into an
+internal stack which is automatically pushed and popped as the
+walker traverses the dominator tree.
 
 @item Once before traversing all the statements in the @var{bb}.
 
 @item Once for every statement inside @var{bb}.
 
 @item Once after traversing all the statements and before recursing
-      into @var{bb}'s dominator children.
+into @var{bb}'s dominator children.
 
 @item It then recurses into all the dominator children of @var{bb}.
 
 @item After recursing into all the dominator children of @var{bb} it
-      can, optionally, traverse every statement in @var{bb} again
-      (i.e., repeating steps 2 and 3).
+can, optionally, traverse every statement in @var{bb} again
+(i.e., repeating steps 2 and 3).
 
 @item Once after walking the statements in @var{bb} and @var{bb}'s
-      dominator children.  At this stage, the block local data stack
-      is popped.
+dominator children.  At this stage, the block local data stack
+is popped.
 @end enumerate
 @end deftypefn
 
@@ -1208,187 +796,128 @@ hooks to execute custom code at various points during traversal:
 @cindex flow-sensitive alias analysis
 @cindex flow-insensitive alias analysis
 
-Alias analysis proceeds in 3 main phases:
+Alias analysis in GIMPLE SSA form consists of two pieces.  First
+the virtual SSA web ties conflicting memory accesses and provides
+a SSA use-def chain and SSA immediate-use chains for walking
+possibly dependent memory accesses.  Second an alias-oracle can
+be queried to disambiguate explicit and implicit memory references.
 
 @enumerate
-@item  Points-to and escape analysis.
-
-This phase walks the use-def chains in the SSA web looking for
-three things:
-
-       @itemize @bullet
-       @item   Assignments of the form @code{P_i = &VAR}
-       @item   Assignments of the form P_i = malloc()
-       @item   Pointers and ADDR_EXPR that escape the current function.
-       @end itemize
-
-The concept of `escaping' is the same one used in the Java world.
-When a pointer or an ADDR_EXPR escapes, it means that it has been
-exposed outside of the current function.  So, assignment to
-global variables, function arguments and returning a pointer are
-all escape sites.
-
-This is where we are currently limited.  Since not everything is
-renamed into SSA, we lose track of escape properties when a
-pointer is stashed inside a field in a structure, for instance.
-In those cases, we are assuming that the pointer does escape.
-
-We use escape analysis to determine whether a variable is
-call-clobbered.  Simply put, if an ADDR_EXPR escapes, then the
-variable is call-clobbered.  If a pointer P_i escapes, then all
-the variables pointed-to by P_i (and its memory tag) also escape.
-
-@item  Compute flow-sensitive aliases
-
-We have two classes of memory tags.  Memory tags associated with
-the pointed-to data type of the pointers in the program.  These
-tags are called ``type memory tag'' (TMT)@.  The other class are
-those associated with SSA_NAMEs, called ``name memory tag'' (NMT)@.
-The basic idea is that when adding operands for an INDIRECT_REF
-*P_i, we will first check whether P_i has a name tag, if it does
-we use it, because that will have more precise aliasing
-information.  Otherwise, we use the standard type tag.
-
-In this phase, we go through all the pointers we found in
-points-to analysis and create alias sets for the name memory tags
-associated with each pointer P_i.  If P_i escapes, we mark
-call-clobbered the variables it points to and its tag.
-
-
-@item  Compute flow-insensitive aliases
-
-This pass will compare the alias set of every type memory tag and
-every addressable variable found in the program.  Given a type
-memory tag TMT and an addressable variable V@.  If the alias sets
-of TMT and V conflict (as computed by may_alias_p), then V is
-marked as an alias tag and added to the alias set of TMT@.
-@end enumerate
-
-For instance, consider the following function:
-
-@smallexample
-foo (int i)
-@{
-  int *p, *q, a, b;
+@item Memory SSA form.
 
-  if (i > 10)
-    p = &a;
-  else
-    q = &b;
-
-  *p = 3;
-  *q = 5;
-  a = b + 2;
-  return *p;
-@}
-@end smallexample
+All statements that may use memory have exactly one accompanied use of
+a virtual SSA name that represents the state of memory at the
+given point in the IL.
 
-After aliasing analysis has finished, the type memory tag for
-pointer @code{p} will have two aliases, namely variables @code{a} and
-@code{b}.
-Every time pointer @code{p} is dereferenced, we want to mark the
-operation as a potential reference to @code{a} and @code{b}.
+All statements that may define memory have exactly one accompanied
+definition of a virtual SSA name using the previous state of memory
+and defining the new state of memory after the given point in the IL.
 
 @smallexample
-foo (int i)
+int i;
+int foo (void)
 @{
-  int *p, a, b;
-
-  if (i_2 > 10)
-    p_4 = &a;
-  else
-    p_6 = &b;
-  # p_1 = PHI <p_4(1), p_6(2)>;
-
-  # a_7 = V_MAY_DEF <a_3>;
-  # b_8 = V_MAY_DEF <b_5>;
-  *p_1 = 3;
-
-  # a_9 = V_MAY_DEF <a_7>
-  # VUSE <b_8>
-  a_9 = b_8 + 2;
-
-  # VUSE <a_9>;
-  # VUSE <b_8>;
-  return *p_1;
+  # .MEM_3 = VDEF <.MEM_2(D)>
+  i = 1;
+  # VUSE <.MEM_3>
+  return i;
 @}
 @end smallexample
 
-In certain cases, the list of may aliases for a pointer may grow
-too large.  This may cause an explosion in the number of virtual
-operands inserted in the code.  Resulting in increased memory
-consumption and compilation time.
-
-When the number of virtual operands needed to represent aliased
-loads and stores grows too large (configurable with @option{--param
-max-aliased-vops}), alias sets are grouped to avoid severe
-compile-time slow downs and memory consumption.  The alias
-grouping heuristic proceeds as follows:
-
-@enumerate
-@item Sort the list of pointers in decreasing number of contributed
-virtual operands.
-
-@item Take the first pointer from the list and reverse the role
-of the memory tag and its aliases.  Usually, whenever an
-aliased variable Vi is found to alias with a memory tag
-T, we add Vi to the may-aliases set for T@.  Meaning that
-after alias analysis, we will have:
-
-@smallexample
-may-aliases(T) = @{ V1, V2, V3, ..., Vn @}
-@end smallexample
-
-This means that every statement that references T, will get
-@code{n} virtual operands for each of the Vi tags.  But, when
-alias grouping is enabled, we make T an alias tag and add it
-to the alias set of all the Vi variables:
-
-@smallexample
-may-aliases(V1) = @{ T @}
-may-aliases(V2) = @{ T @}
-...
-may-aliases(Vn) = @{ T @}
-@end smallexample
-
-This has two effects: (a) statements referencing T will only get
-a single virtual operand, and, (b) all the variables Vi will now
-appear to alias each other.  So, we lose alias precision to
-improve compile time.  But, in theory, a program with such a high
-level of aliasing should not be very optimizable in the first
-place.
+The virtual SSA names in this case are @code{.MEM_2(D)} and
+@code{.MEM_3}.  The store to the global variable @code{i}
+defines @code{.MEM_3} invalidating @code{.MEM_2(D)}.  The
+load from @code{i} uses that new state @code{.MEM_3}.
+
+The virtual SSA web serves as constraints to SSA optimizers
+preventing illegitimate code-motion and optimization.  It
+also provides a way to walk related memory statements.
+
+@item Points-to and escape analysis.
+
+Points-to analysis builds a set of constraints from the GIMPLE
+SSA IL representing all pointer operations and facts we do
+or do not know about pointers.  Solving this set of constraints
+yields a conservatively correct solution for each pointer
+variable in the program (though we are only interested in
+SSA name pointers) as to what it may possibly point to.
+
+This points-to solution for a given SSA name pointer is stored
+in the @code{pt_solution} sub-structure of the
+@code{SSA_NAME_PTR_INFO} record.  The following accessor
+functions are available:
+
+@itemize @bullet
+@item @code{pt_solution_includes}
+@item @code{pt_solutions_intersect}
+@end itemize
+
+Points-to analysis also computes the solution for two special
+set of pointers, @code{ESCAPED} and @code{CALLUSED}.  Those
+represent all memory that has escaped the scope of analysis
+or that is used by pure or nested const calls.
+
+@item Type-based alias analysis
+
+Type-based alias analysis is frontend dependent though generic
+support is provided by the middle-end in @code{alias.c}.  TBAA
+code is used by both tree optimizers and RTL optimizers.
+
+Every language that wishes to perform language-specific alias analysis
+should define a function that computes, given a @code{tree}
+node, an alias set for the node.  Nodes in different alias sets are not
+allowed to alias.  For an example, see the C front-end function
+@code{c_get_alias_set}.
+
+@item Tree alias-oracle
+
+The tree alias-oracle provides means to disambiguate two memory
+references and memory references against statements.  The following
+queries are available:
+
+@itemize @bullet
+@item @code{refs_may_alias_p}
+@item @code{ref_maybe_used_by_stmt_p}
+@item @code{stmt_may_clobber_ref_p}
+@end itemize
+
+In addition to those two kind of statement walkers are available
+walking statements related to a reference ref.
+@code{walk_non_aliased_vuses} walks over dominating memory defining
+statements and calls back if the statement does not clobber ref
+providing the non-aliased VUSE.  The walk stops at
+the first clobbering statement or if asked to.
+@code{walk_aliased_vdefs} walks over dominating memory defining
+statements and calls back on each statement clobbering ref
+providing its aliasing VDEF.  The walk stops if asked to.
 
-@item Since variables may be in the alias set of more than one
-memory tag, the grouping done in step (2) needs to be extended
-to all the memory tags that have a non-empty intersection with
-the may-aliases set of tag T@.  For instance, if we originally
-had these may-aliases sets:
+@end enumerate
 
-@smallexample
-may-aliases(T) = @{ V1, V2, V3 @}
-may-aliases(R) = @{ V2, V4 @}
-@end smallexample
 
-In step (2) we would have reverted the aliases for T as:
+@node Memory model
+@section Memory model
+@cindex memory model
 
-@smallexample
-may-aliases(V1) = @{ T @}
-may-aliases(V2) = @{ T @}
-may-aliases(V3) = @{ T @}
-@end smallexample
+The memory model used by the middle-end models that of the C/C++
+languages.  The middle-end has the notion of an effective type
+of a memory region which is used for type-based alias analysis.
 
-But note that now V2 is no longer aliased with R@.  We could
-add R to may-aliases(V2), but we are in the process of
-grouping aliases to reduce virtual operands so what we do is
-add V4 to the grouping to obtain:
+The following is a refinement of ISO C99 6.5/6, clarifying the block copy case
+to follow common sense and extending the concept of a dynamic effective
+type to objects with a declared type as required for C++.
 
 @smallexample
-may-aliases(V1) = @{ T @}
-may-aliases(V2) = @{ T @}
-may-aliases(V3) = @{ T @}
-may-aliases(V4) = @{ T @}
+The effective type of an object for an access to its stored value is
+the declared type of the object or the effective type determined by
+a previous store to it.  If a value is stored into an object through
+an lvalue having a type that is not a character type, then the
+type of the lvalue becomes the effective type of the object for that
+access and for subsequent accesses that do not modify the stored value.
+If a value is copied into an object using @code{memcpy} or @code{memmove},
+or is copied as an array of character type, then the effective type
+of the modified object for that access and for subsequent accesses that
+do not modify the value is undetermined.  For all other accesses to an
+object, the effective type of the object is simply the type of the
+lvalue used for the access.
 @end smallexample
 
-@item If the total number of virtual operands due to aliasing is
-still above the threshold set by max-alias-vops, go back to (2).
-@end enumerate