OSDN Git Service

boehm-gc:
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-alias-warnings.c
1 /* Strict aliasing checks.
2    Copyright (C) 2007 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Silvius Rus <rus@google.com>.
4
5    This file is part of GCC.
6
7    GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8    it under the terms of the GNU General Public License as published by
9    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10    any later version.
11
12    GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15    GNU General Public License for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
19    the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
20    Boston, MA 02110-1301, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "alloc-pool.h"
27 #include "tree.h"
28 #include "tree-dump.h"
29 #include "tree-flow.h"
30 #include "params.h"
31 #include "function.h"
32 #include "expr.h"
33 #include "toplev.h"
34 #include "diagnostic.h"
35 #include "tree-ssa-structalias.h"
36 #include "tree-ssa-propagate.h"
37 #include "langhooks.h"
38
39 /* Module to issue a warning when a program uses data through a type
40    different from the type through which the data were defined.
41    Implements -Wstrict-aliasing and -Wstrict-aliasing=n.
42    These checks only happen when -fstrict-aliasing is present.
43
44    The idea is to use the compiler to identify occurrences of nonstandard
45    aliasing, and report them to programmers.  Programs free of such aliasing
46    are more portable, maintainable, and can usually be optimized better.
47
48    The current, as of April 2007, C and C++ language standards forbid
49    accessing data of type A through an lvalue of another type B,
50    with certain exceptions. See the C Standard ISO/IEC 9899:1999,
51    section 6.5, paragraph 7, and the C++ Standard ISO/IEC 14882:1998,
52    section 3.10, paragraph 15.
53
54    Example 1:*a is used as int but was defined as a float, *b.
55         int* a = ...;
56         float* b = reinterpret_cast<float*> (a);
57         *b = 2.0;
58         return *a
59
60    Unfortunately, the problem is in general undecidable if we take into
61    account arithmetic expressions such as array indices or pointer arithmetic.
62    (It is at least as hard as Peano arithmetic decidability.)
63    Even ignoring arithmetic, the problem is still NP-hard, because it is
64    at least as hard as flow-insensitive may-alias analysis, which was proved
65    NP-hard by Horwitz et al, TOPLAS 1997.
66
67    It is clear that we need to choose some heuristics.
68    Unfortunately, various users have different goals which correspond to
69    different time budgets so a common approach will not suit all.
70    We present the user with three effort/accuracy levels.  By accuracy, we mean
71    a common-sense mix of low count of false positives with a
72    reasonably low number of false negatives.  We are heavily biased
73    towards a low count of false positives.
74    The effort (compilation time) is likely to increase with the level.
75
76    -Wstrict-aliasing=1
77    ===================
78    Most aggressive, least accurate.  Possibly useful when higher levels
79    do not warn but -fstrict-aliasing still breaks the code, as
80    it has very few false negatives.
81    Warn for all bad pointer conversions, even if never dereferenced.
82    Implemented in the front end (c-common.c).
83    Uses alias_sets_might_conflict to compare types.
84
85    -Wstrict-aliasing=2
86    ===================
87    Aggressive, not too precise.
88    May still have many false positives (not as many as level 1 though),
89    and few false negatives (but possibly more than level 1).
90    Runs only in the front end. Uses alias_sets_might_conflict to
91    compare types. Does not check for pointer dereferences.
92    Only warns when an address is taken. Warns about incomplete type punning.
93
94    -Wstrict-aliasing=3 (default)
95    ===================
96    Should have very few false positives and few false negatives.
97    Takes care of the common punn+dereference pattern in the front end:
98    *(int*)&some_float.
99    Takes care of multiple statement cases in the back end,
100    using flow-sensitive points-to information (-O required).
101    Uses alias_sets_conflict_p to compare types and only warns
102    when the converted pointer is dereferenced.
103    Does not warn about incomplete type punning.
104
105    Future improvements can be included by adding higher levels.
106
107    In summary, expression level analysis is performed in the front-end,
108    and multiple-statement analysis is performed in the backend.
109    The remainder of this discussion is only about the backend analysis.
110
111    This implementation uses flow-sensitive points-to information.
112    Flow-sensitivity refers to accesses to the pointer, and not the object
113    pointed.  For instance, we do not warn about the following case.
114
115    Example 2.
116         int* a = (int*)malloc (...);
117         float* b = reinterpret_cast<float*> (a);
118         *b = 2.0;
119         a = (int*)malloc (...);
120         return *a;
121
122    In SSA, it becomes clear that the INT value *A_2 referenced in the
123    return statement is not aliased to the FLOAT defined through *B_1.
124         int* a_1 = (int*)malloc (...);
125         float* b_1 = reinterpret_cast<float*> (a_1);
126         *b_1 = 2.0;
127         a_2 = (int*)malloc (...);
128         return *a_2;
129
130
131    Algorithm Outline
132    =================
133
134    ForEach (ptr, object) in the points-to table
135      If (incompatible_types (*ptr, object))
136        If (referenced (ptr, current function)
137            and referenced (object, current function))
138          Issue warning (ptr, object, reference locations)
139
140    The complexity is:
141    O (sizeof (points-to table)
142       + sizeof (function body) * lookup_time (points-to table))
143
144    Pointer dereference locations are looked up on demand.  The search is
145    a single scan of the function body, in which all references to pointers
146    and objects in the points-to table are recorded.  However, this dominant
147    time factor occurs rarely, only when cross-type aliasing was detected.
148
149
150    Limitations of the Proposed Implementation
151    ==========================================
152
153    1. We do not catch the following case, because -fstrict-aliasing will
154       associate different tags with MEM while building points-to information,
155       thus before we get to analyze it.
156       XXX: this could be solved by either running with -fno-strict-aliasing
157       or by recording the points-to information before splitting the original
158       tag based on type.
159
160    Example 3.
161         void* mem = malloc (...);
162         int* pi = reinterpret_cast<int*> (mem);
163         float* b = reinterpret_cast<float*> (mem);
164         *b = 2.0;
165         return *pi+1;
166
167    2. We do not check whether the two conflicting (de)references can
168       reach each other in the control flow sense.  If we fixed limitation
169       1, we would wrongly issue a warning in the following case.
170
171    Example 4.
172         void* raw = malloc (...);
173         if (...) {
174          float* b = reinterpret_cast<float*> (raw);
175          *b = 2.0;
176          return (int)*b;
177         } else {
178          int* a = reinterpret_cast<int*> (raw);
179          *a = 1;
180          return *a;
181
182    3. Only simple types are compared, thus no structures, unions or classes
183       are analyzed.  A first attempt to deal with structures introduced much
184       complication and has not showed much improvement in preliminary tests,
185       so it was left out.
186
187    4. All analysis is intraprocedural.  */
188
189
190 /* Local declarations.  */
191 static void find_references_in_function (void);
192 \f
193
194
195 /* Get main type of tree TYPE, stripping array dimensions and qualifiers.  */
196
197 static tree
198 get_main_type (tree type)
199 {
200   while (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
201     type = TREE_TYPE (type);
202   return TYPE_MAIN_VARIANT (type);
203 }
204
205
206 /* Get the type of the given object.  If IS_PTR is true, get the type of the
207    object pointed to or referenced by OBJECT instead.
208    For arrays, return the element type.  Ignore all qualifiers.  */
209
210 static tree
211 get_otype (tree object, bool is_ptr)
212 {
213   tree otype = TREE_TYPE (object);
214
215   if (is_ptr)
216     {
217       gcc_assert (POINTER_TYPE_P (otype));
218       otype = TREE_TYPE (otype);
219     }
220   return get_main_type (otype);
221 }
222
223
224 /* Return true if tree TYPE is struct, class or union.  */
225
226 static bool
227 struct_class_union_p (tree type)
228 {
229   return (TREE_CODE (type) == RECORD_TYPE
230           || TREE_CODE (type) == UNION_TYPE
231           || TREE_CODE (type) == QUAL_UNION_TYPE);
232 }
233 \f
234
235
236 /* Keep data during a search for an aliasing site.
237    RHS = object or pointer aliased.  No LHS is specified because we are only
238    looking in the UseDef paths of a given variable, so LHS will always be
239    an SSA name of the same variable.
240    When IS_RHS_POINTER = true, we are looking for ... = RHS.  Otherwise,
241    we are looking for ... = &RHS.
242    SITE is the output of a search, non-NULL if the search succeeded.  */
243
244 struct alias_match
245 {
246   tree rhs;
247   bool is_rhs_pointer;
248   tree site;
249 };
250
251
252 /* Callback for find_alias_site.  Return true if the right hand site
253    of STMT matches DATA.  */
254
255 static bool
256 find_alias_site_helper (tree var ATTRIBUTE_UNUSED, tree stmt, void *data)
257 {
258   struct alias_match *match = (struct alias_match *) data;
259   tree rhs_pointer = get_rhs (stmt);
260   tree to_match = NULL_TREE;
261
262   while (TREE_CODE (rhs_pointer) == NOP_EXPR
263          || TREE_CODE (rhs_pointer) == CONVERT_EXPR
264          || TREE_CODE (rhs_pointer) == VIEW_CONVERT_EXPR)
265     rhs_pointer = TREE_OPERAND (rhs_pointer, 0);
266
267   if (!rhs_pointer)
268     /* Not a type conversion.  */
269     return false;
270
271   if (TREE_CODE (rhs_pointer) == ADDR_EXPR && !match->is_rhs_pointer)
272     to_match = TREE_OPERAND (rhs_pointer, 0);
273   else if (POINTER_TYPE_P (rhs_pointer) && match->is_rhs_pointer)
274     to_match = rhs_pointer;
275
276   if (to_match != match->rhs)
277     /* Type conversion, but not a name match.  */
278     return false;
279
280   /* Found it.  */
281   match->site = stmt;
282   return true;
283 }
284
285
286 /* Find the statement where OBJECT1 gets aliased to OBJECT2.
287    If IS_PTR2 is true, consider OBJECT2 to be the name of a pointer or
288    reference rather than the actual aliased object.
289    For now, just implement the case where OBJECT1 is an SSA name defined
290    by a PHI statement.  */
291
292 static tree
293 find_alias_site (tree object1, bool is_ptr1 ATTRIBUTE_UNUSED,
294                  tree object2, bool is_ptr2)
295 {
296   struct alias_match match;
297
298   match.rhs = object2;
299   match.is_rhs_pointer = is_ptr2;
300   match.site = NULL_TREE;
301
302   if (TREE_CODE (object1) != SSA_NAME)
303     return NULL_TREE;
304
305   walk_use_def_chains (object1, find_alias_site_helper, &match, false);
306   return match.site;
307 }
308
309
310 /* Structure to store temporary results when trying to figure out whether
311    an object is referenced.  Just its presence in the text is not enough,
312    as we may just be taking its address.  */
313
314 struct match_info
315 {
316   tree object;
317   bool is_ptr;
318   /* The difference between the number of references to OBJECT
319      and the number of occurrences of &OBJECT.  */
320   int found;
321 };
322
323
324 /* Return the base if EXPR is an SSA name.  Return EXPR otherwise.  */
325
326 static tree
327 get_ssa_base (tree expr)
328 {
329   if (TREE_CODE (expr) == SSA_NAME)
330     return SSA_NAME_VAR (expr);
331   else
332     return expr;
333 }
334
335
336 /* Record references to objects and pointer dereferences across some piece of
337    code.  The number of references is recorded for each item.
338    References to an object just to take its address are not counted.
339    For instance, if PTR is a pointer and OBJ is an object:
340    1. Expression &obj + *ptr will have the following reference match structure:
341    ptrs: <ptr, 1>
342    objs: <ptr, 1>
343    OBJ does not appear as referenced because we just take its address.
344    2. Expression ptr + *ptr will have the following reference match structure:
345    ptrs: <ptr, 1>
346    objs: <ptr, 2>
347    PTR shows up twice as an object, but is dereferenced only once.
348
349    The elements of the hash tables are tree_map objects.  */
350 struct reference_matches
351 {
352   htab_t ptrs;
353   htab_t objs;
354 };
355
356
357 /* Return the match, if any.  Otherwise, return NULL_TREE.  It will
358    return NULL_TREE even when a match was found, if the value associated
359    to KEY is NULL_TREE.  */
360
361 static inline tree
362 match (htab_t ref_map, tree key)
363 {
364   struct tree_map *found;
365   void **slot = NULL;
366   slot = htab_find_slot (ref_map, &key, NO_INSERT);
367
368   if (!slot)
369     return NULL_TREE;
370
371   found = (struct tree_map *) *slot;
372   return found->to;
373 }
374
375
376 /* Set the entry corresponding to KEY, but only if the entry
377    already exists and its value is NULL_TREE.  Otherwise, do nothing.  */
378
379 static inline void
380 maybe_add_match (htab_t ref_map, struct tree_map *key)
381 {
382   struct tree_map *found = htab_find (ref_map, key);
383
384   if (found && !found->to)
385     found->to = key->to;
386 }
387
388
389 /* Add an entry to HT, with key T and value NULL_TREE.  */
390
391 static void
392 add_key (htab_t ht, tree t, alloc_pool references_pool)
393 {
394   void **slot;
395   struct tree_map *tp = pool_alloc (references_pool);
396
397   tp->base.from = t;
398   tp->to = NULL_TREE;
399   slot = htab_find_slot (ht, &t, INSERT);
400   *slot = (void *) tp;
401 }
402
403
404 /* Some memory to keep the objects in the reference table.  */
405
406 static alloc_pool ref_table_alloc_pool = NULL;
407
408
409 /* Get some memory to keep the objects in the reference table.  */
410
411 static inline alloc_pool
412 reference_table_alloc_pool (bool build)
413 {
414   if (ref_table_alloc_pool || !build)
415     return ref_table_alloc_pool;
416
417   ref_table_alloc_pool =
418     create_alloc_pool ("ref_table_alloc_pool", sizeof (struct tree_map), 20);
419
420   return ref_table_alloc_pool;
421 }
422
423
424 /* Initialize the reference table by adding all pointers in the points-to
425    table as keys, and NULL_TREE as associated values.  */
426
427 static struct reference_matches *
428 build_reference_table (void)
429 {
430   unsigned int i;
431   struct reference_matches *ref_table = NULL;
432   alloc_pool references_pool = reference_table_alloc_pool (true);
433
434   ref_table = XNEW (struct reference_matches);
435   ref_table->objs = htab_create (10, tree_map_base_hash, tree_map_eq, NULL);
436   ref_table->ptrs = htab_create (10, tree_map_base_hash, tree_map_eq, NULL);
437
438   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
439     {
440       tree ptr = ssa_name (i);
441       struct ptr_info_def *pi;
442
443       if (ptr == NULL_TREE)
444         continue;
445
446       pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
447
448       if (!SSA_NAME_IN_FREE_LIST (ptr) && pi && pi->name_mem_tag)
449         {
450           /* Add pointer to the interesting dereference list.  */
451           add_key (ref_table->ptrs, ptr, references_pool);
452
453           /* Add all aliased names to the interesting reference list.  */
454           if (pi->pt_vars)
455             {
456               unsigned ix;
457               bitmap_iterator bi;
458
459               EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, ix, bi)
460                 {
461                   tree alias = referenced_var (ix);
462                   add_key (ref_table->objs, alias, references_pool);
463                 }
464             }
465         }
466     }
467
468   return ref_table;
469 }
470
471
472 /*  Reference table.  */
473
474 static struct reference_matches *ref_table = NULL;
475
476
477 /* Clean up the reference table if allocated.  */
478
479 static void
480 maybe_free_reference_table (void)
481 {
482   if (ref_table)
483     {
484       htab_delete (ref_table->ptrs);
485       htab_delete (ref_table->objs);
486       free (ref_table);
487       ref_table = NULL;
488     }
489
490   if (ref_table_alloc_pool)
491     {
492       free_alloc_pool (ref_table_alloc_pool);
493       ref_table_alloc_pool = NULL;
494     }
495 }
496
497
498 /* Get the reference table.  Initialize it if needed.  */
499
500 static inline struct reference_matches *
501 reference_table (bool build)
502 {
503   if (ref_table || !build)
504     return ref_table;
505
506   ref_table = build_reference_table ();
507   find_references_in_function ();
508   return ref_table;
509 }
510
511
512 /* Callback for find_references_in_function.
513    Check whether *TP is an object reference or pointer dereference for the
514    variables given in ((struct match_info*)DATA)->OBJS or
515    ((struct match_info*)DATA)->PTRS.  The total number of references
516    is stored in the same structures.  */
517
518 static tree
519 find_references_in_tree_helper (tree *tp,
520                                 int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED,
521                                 void *data)
522 {
523   struct tree_map match;
524   static int parent_tree_code = ERROR_MARK;
525
526   /* Do not report references just for the purpose of taking an address.
527      XXX: we rely on the fact that the tree walk is in preorder
528      and that ADDR_EXPR is not a leaf, thus cannot be carried over across
529      walks.  */
530   if (parent_tree_code == ADDR_EXPR)
531     goto finish;
532
533   match.to = (tree) data;
534
535   if (TREE_CODE (*tp) == INDIRECT_REF)
536     {
537       match.base.from = TREE_OPERAND (*tp, 0);
538       maybe_add_match (reference_table (true)->ptrs, &match);
539     }
540   else
541     {
542       match.base.from = *tp;
543       maybe_add_match (reference_table (true)->objs, &match);
544     }
545
546 finish:
547   parent_tree_code = TREE_CODE (*tp);
548   return NULL_TREE;
549 }
550
551
552 /* Find all the references to aliased variables in the current function.  */
553
554 static void
555 find_references_in_function (void)
556 {
557   basic_block bb;
558   block_stmt_iterator i;
559
560   FOR_EACH_BB (bb)
561     for (i = bsi_start (bb); !bsi_end_p (i); bsi_next (&i))
562       walk_tree (bsi_stmt_ptr (i), find_references_in_tree_helper,
563                  (void *) *bsi_stmt_ptr (i), NULL);
564 }
565
566
567 /* Find the reference site for OBJECT.
568    If IS_PTR is true, look for dereferences of OBJECT instead.
569    XXX: only the first site is returned in the current
570    implementation.  If there are no matching sites, return NULL_TREE.  */
571
572 static tree
573 reference_site (tree object, bool is_ptr)
574 {
575   if (is_ptr)
576     return match (reference_table (true)->ptrs, object);
577   else
578     return match (reference_table (true)->objs, object);
579 }
580
581
582 /* Try to get more location info when something is missing.
583    OBJECT1 and OBJECT2 are aliased names.  If IS_PTR1 or IS_PTR2, the alias
584    is on the memory referenced or pointed to by OBJECT1 and OBJECT2.
585    ALIAS_SITE, DEREF_SITE1 and DEREF_SITE2 are the statements where the
586    alias takes place (some pointer assignment usually) and where the
587    alias is referenced through OBJECT1 and OBJECT2 respectively.
588    REF_TYPE1 and REF_TYPE2 will return the type of the reference at the
589    respective sites.  Only the first matching reference is returned for
590    each name.  If no statement is found, the function header is returned.  */
591
592 static void
593 maybe_find_missing_stmts (tree object1, bool is_ptr1,
594                           tree object2, bool is_ptr2,
595                           tree *alias_site,
596                           tree *deref_site1,
597                           tree *deref_site2)
598 {
599   if (object1 && object2)
600     {
601       if (!*alias_site || !EXPR_HAS_LOCATION (*alias_site))
602         *alias_site = find_alias_site (object1, is_ptr1, object2, is_ptr2);
603
604       if (!*deref_site1 || !EXPR_HAS_LOCATION (*deref_site1))
605         *deref_site1 = reference_site (object1, is_ptr1);
606
607       if (!*deref_site2 || !EXPR_HAS_LOCATION (*deref_site2))
608         *deref_site2 = reference_site (object2, is_ptr2);
609     }
610
611   /* If we could not find the alias site, set it to one of the dereference
612      sites, if available.  */
613   if (!*alias_site)
614     {
615       if (*deref_site1)
616         *alias_site = *deref_site1;
617       else if (*deref_site2)
618         *alias_site = *deref_site2;
619     }
620
621   /* If we could not find the dereference sites, set them to the alias site,
622      if known.  */
623   if (!*deref_site1 && *alias_site)
624     *deref_site1 = *alias_site;
625   if (!*deref_site2 && *alias_site)
626     *deref_site2 = *alias_site;
627 }
628
629
630 /* Callback for find_first_artificial_name.
631    Find out if there are no artificial names at tree node *T.  */
632
633 static tree
634 ffan_walker (tree *t,
635              int *go_below ATTRIBUTE_UNUSED,
636              void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
637 {
638   if (DECL_P (*t) && DECL_ARTIFICIAL (*t))
639     return *t;
640   else
641     return NULL_TREE;
642 }
643
644 /* Return the first artificial name within EXPR, or NULL_TREE if
645    none exists.  */
646
647 static tree
648 find_first_artificial_name (tree expr)
649 {
650   return walk_tree_without_duplicates (&expr, ffan_walker, NULL);
651 }
652
653
654 /* Get a name from the original program for VAR.  */
655
656 static const char *
657 get_var_name (tree var)
658 {
659   if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
660     return get_var_name (get_ssa_base (var));
661
662   if (find_first_artificial_name (var))
663     return "{unknown}";
664
665   if (TREE_CODE (var) == VAR_DECL || TREE_CODE (var) == PARM_DECL)
666     if (DECL_NAME (var))
667       return IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (var));
668
669   return "{unknown}";
670 }
671
672
673 /* Return "*" if OBJECT is not the actual alias but a pointer to it, or
674    "" otherwise.
675    IS_PTR is true when OBJECT is not the actual alias.
676    In addition to checking IS_PTR, we also make sure that OBJECT is a pointer
677    since IS_PTR would also be true for C++ references, but we should only
678    print a * before a pointer and not before a reference.  */
679
680 static const char *
681 get_maybe_star_prefix (tree object, bool is_ptr)
682 {
683   gcc_assert (object);
684   return (is_ptr
685           && TREE_CODE (TREE_TYPE (object)) == POINTER_TYPE) ? "*" : "";
686 }
687
688
689 /* Callback for contains_node_type_p.
690    Returns true if *T has tree code *(int*)DATA.  */
691
692 static tree
693 contains_node_type_p_callback (tree *t,
694                                int *go_below ATTRIBUTE_UNUSED,
695                                void *data)
696 {
697   return ((int) TREE_CODE (*t) == *((int *) data)) ? *t : NULL_TREE;
698 }
699
700
701 /* Return true if T contains a node with tree code TYPE.  */
702
703 static bool
704 contains_node_type_p (tree t, int type)
705 {
706   return (walk_tree_without_duplicates (&t, contains_node_type_p_callback,
707                                         (void *) &type)
708           != NULL_TREE);
709 }
710
711
712 /* Return true if a warning was issued in the front end at STMT.  */
713
714 static bool
715 already_warned_in_frontend_p (tree stmt)
716 {
717   tree rhs_pointer;
718
719   if (stmt == NULL_TREE)
720     return false;
721
722   rhs_pointer = get_rhs (stmt);
723
724   if ((TREE_CODE (rhs_pointer) == NOP_EXPR
725        || TREE_CODE (rhs_pointer) == CONVERT_EXPR
726        || TREE_CODE (rhs_pointer) == VIEW_CONVERT_EXPR)
727       && TREE_NO_WARNING (rhs_pointer))
728     return true;
729   else
730     return false;
731 }
732
733
734 /* Return true if and only if TYPE is a function or method pointer type,
735    or pointer to a pointer to ... to a function or method.  */
736
737 static bool
738 is_method_pointer (tree type)
739 {
740   while (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE)
741     type = TREE_TYPE (type);
742   return TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE;
743 }
744
745
746 /* Issue a -Wstrict-aliasing warning.
747    OBJECT1 and OBJECT2 are aliased names.
748    If IS_PTR1 and/or IS_PTR2 is true, then the corresponding name
749    OBJECT1/OBJECT2 is a pointer or reference to the aliased memory,
750    rather than actual storage.
751    ALIAS_SITE is a statement where the alias took place.  In the most common
752    case, that is where a pointer was assigned to the address of an object.  */
753
754 static bool
755 strict_aliasing_warn (tree alias_site,
756                       tree object1, bool is_ptr1,
757                       tree object2, bool is_ptr2,
758                       bool filter_artificials)
759 {
760   tree ref_site1 = NULL_TREE;
761   tree ref_site2 = NULL_TREE;
762   const char *name1;
763   const char *name2;
764   location_t alias_loc;
765   location_t ref1_loc;
766   location_t ref2_loc;
767   gcc_assert (object1);
768   gcc_assert (object2);
769   name1 = get_var_name (object1);
770   name2 = get_var_name (object2);
771
772
773   if (is_method_pointer (get_main_type (TREE_TYPE (object2))))
774     return false;
775
776   maybe_find_missing_stmts (object1, is_ptr1, object2, is_ptr2, &alias_site,
777                             &ref_site1, &ref_site2);
778
779   if (EXPR_HAS_LOCATION (alias_site))
780     alias_loc = EXPR_LOCATION (alias_site);
781   else
782     return false;
783
784   if (EXPR_HAS_LOCATION (ref_site1))
785     ref1_loc = EXPR_LOCATION (ref_site1);
786   else
787     ref1_loc = alias_loc;
788
789   if (EXPR_HAS_LOCATION (ref_site2))
790     ref2_loc = EXPR_LOCATION (ref_site2);
791   else
792     ref2_loc = alias_loc;
793
794   if (already_warned_in_frontend_p (alias_site))
795     return false;
796
797   /* If they are not SSA names, but contain SSA names, drop the warning
798      because it cannot be displayed well.
799      Also drop it if they both contain artificials.
800      XXX: this is a hack, must figure out a better way to display them.  */
801   if (filter_artificials)
802     if ((find_first_artificial_name (get_ssa_base (object1))
803          && find_first_artificial_name (get_ssa_base (object2)))
804         || (TREE_CODE (object1) != SSA_NAME
805             && contains_node_type_p (object1, SSA_NAME))
806         || (TREE_CODE (object2) != SSA_NAME
807             && contains_node_type_p (object2, SSA_NAME)))
808       return false;
809
810
811   /* XXX: In the following format string, %s:%d should be replaced by %H.
812      However, in my tests only the first %H printed ok, while the
813      second and third were printed as blanks.  */
814   warning (OPT_Wstrict_aliasing,
815            "%Hlikely type-punning may break strict-aliasing rules: "
816            "object %<%s%s%> of main type %qT is referenced at or around "
817            "%s:%d and may be "
818            "aliased to object %<%s%s%> of main type %qT which is referenced "
819            "at or around %s:%d.",
820            &alias_loc,
821            get_maybe_star_prefix (object1, is_ptr1),
822            name1, get_otype (object1, is_ptr1),
823            LOCATION_FILE (ref1_loc), LOCATION_LINE (ref1_loc),
824            get_maybe_star_prefix (object2, is_ptr2),
825            name2, get_otype (object2, is_ptr2),
826            LOCATION_FILE (ref2_loc), LOCATION_LINE (ref2_loc));
827
828   return true;
829 }
830 \f
831
832
833 /* Return true when any objects of TYPE1 and TYPE2 respectively
834    may not be aliased according to the language standard.  */
835
836 static bool
837 nonstandard_alias_types_p (tree type1, tree type2)
838 {
839   HOST_WIDE_INT set1;
840   HOST_WIDE_INT set2;
841
842   if (VOID_TYPE_P (type1) || VOID_TYPE_P (type2))
843     return false;
844
845   set1 = get_alias_set (type1);
846   set2 = get_alias_set (type2);
847   return !alias_sets_conflict_p (set1, set2);
848 }
849 \f
850
851
852 /* Returns true when *PTR may not be aliased to ALIAS.
853    See C standard 6.5p7 and C++ standard 3.10p15.
854    If PTR_PTR is true, ALIAS represents a pointer or reference to the
855    aliased storage rather than its actual name.  */
856
857 static bool
858 nonstandard_alias_p (tree ptr, tree alias, bool ptr_ptr)
859 {
860   /* Find the types to compare.  */
861   tree ptr_type = get_otype (ptr, true);
862   tree alias_type = get_otype (alias, ptr_ptr);
863
864   /* XXX: for now, say it's OK if the alias escapes.
865      Not sure this is needed in general, but otherwise GCC will not
866      bootstrap.  */
867   if (var_ann (get_ssa_base (alias))->escape_mask != NO_ESCAPE)
868     return false;
869
870   /* XXX: don't get into structures for now.  It brings much complication
871      and little benefit.  */
872   if (struct_class_union_p (ptr_type) || struct_class_union_p (alias_type))
873     return false;
874
875   /* If they are both SSA names of artificials, let it go, the warning
876      is too confusing.  */
877   if (find_first_artificial_name (ptr) && find_first_artificial_name (alias))
878     return false;
879
880   /* Compare the types.  */
881   return nonstandard_alias_types_p (ptr_type, alias_type);
882 }
883
884
885 /* Return true when we should skip analysis for pointer PTR based on the
886    fact that their alias information *PI is not considered relevant.  */
887
888 static bool
889 skip_this_pointer (tree ptr ATTRIBUTE_UNUSED, struct ptr_info_def *pi)
890 {
891   /* If it is not dereferenced, it is not a problem (locally).  */
892   if (!pi->is_dereferenced)
893     return true;
894
895   /* This would probably cause too many false positives.  */
896   if (pi->value_escapes_p || pi->pt_anything)
897     return true;
898
899   return false;
900 }
901
902
903 /* Find aliasing to named objects for pointer PTR.  */
904
905 static void
906 dsa_named_for (tree ptr)
907 {
908   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
909
910   if (pi)
911     {
912       if (skip_this_pointer (ptr, pi))
913         return;
914
915       /* For all the variables it could be aliased to.  */
916       if (pi->pt_vars)
917         {
918           unsigned ix;
919           bitmap_iterator bi;
920
921           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, ix, bi)
922             {
923               tree alias = referenced_var (ix);
924
925               if (nonstandard_alias_p (ptr, alias, false))
926                 strict_aliasing_warn (SSA_NAME_DEF_STMT (ptr),
927                                       ptr, true, alias, false, true);
928             }
929         }
930     }
931 }
932
933
934 /* Detect and report strict aliasing violation of named objects.  */
935
936 static void
937 detect_strict_aliasing_named (void)
938 {
939   unsigned int i;
940
941   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
942     {
943       tree ptr = ssa_name (i);
944       struct ptr_info_def *pi;
945
946       if (ptr == NULL_TREE)
947         continue;
948
949       pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
950
951       if (!SSA_NAME_IN_FREE_LIST (ptr) && pi && pi->name_mem_tag)
952         dsa_named_for (ptr);
953     }
954 }
955
956
957 /* Return false only the first time I see each instance of FUNC.  */
958
959 static bool
960 processed_func_p (tree func)
961 {
962   static htab_t seen = NULL;
963   void **slot = NULL;
964
965   if (!seen)
966     seen = htab_create (10, tree_map_base_hash, tree_map_eq, NULL);
967
968   slot = htab_find_slot (seen, &func, INSERT);
969   gcc_assert (slot);
970
971   if (*slot)
972     return true;
973
974   gcc_assert (slot);
975   *slot = &func;
976   return false;
977 }
978
979
980 /* Detect and warn about type-punning using points-to information.  */
981
982 void
983 strict_aliasing_warning_backend (void)
984 {
985   if (flag_strict_aliasing && warn_strict_aliasing == 3
986       && !processed_func_p (current_function_decl))
987     {
988       detect_strict_aliasing_named ();
989       maybe_free_reference_table ();
990     }
991 }