OSDN Git Service

bf95258ed288f8fe83e22bb62a166d22ac6e3464
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-alias-warnings.c
1 /* Strict aliasing checks.
2    Copyright (C) 2007, 2008 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 3, 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 COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "alloc-pool.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "tree-dump.h"
28 #include "tree-flow.h"
29 #include "params.h"
30 #include "function.h"
31 #include "expr.h"
32 #include "toplev.h"
33 #include "diagnostic.h"
34 #include "tree-ssa-structalias.h"
35 #include "tree-ssa-propagate.h"
36 #include "langhooks.h"
37
38 /* Module to issue a warning when a program uses data through a type
39    different from the type through which the data were defined.
40    Implements -Wstrict-aliasing and -Wstrict-aliasing=n.
41    These checks only happen when -fstrict-aliasing is present.
42
43    The idea is to use the compiler to identify occurrences of nonstandard
44    aliasing, and report them to programmers.  Programs free of such aliasing
45    are more portable, maintainable, and can usually be optimized better.
46
47    The current, as of April 2007, C and C++ language standards forbid
48    accessing data of type A through an lvalue of another type B,
49    with certain exceptions. See the C Standard ISO/IEC 9899:1999,
50    section 6.5, paragraph 7, and the C++ Standard ISO/IEC 14882:1998,
51    section 3.10, paragraph 15.
52
53    Example 1:*a is used as int but was defined as a float, *b.
54         int* a = ...;
55         float* b = reinterpret_cast<float*> (a);
56         *b = 2.0;
57         return *a
58
59    Unfortunately, the problem is in general undecidable if we take into
60    account arithmetic expressions such as array indices or pointer arithmetic.
61    (It is at least as hard as Peano arithmetic decidability.)
62    Even ignoring arithmetic, the problem is still NP-hard, because it is
63    at least as hard as flow-insensitive may-alias analysis, which was proved
64    NP-hard by Horwitz et al, TOPLAS 1997.
65
66    It is clear that we need to choose some heuristics.
67    Unfortunately, various users have different goals which correspond to
68    different time budgets so a common approach will not suit all.
69    We present the user with three effort/accuracy levels.  By accuracy, we mean
70    a common-sense mix of low count of false positives with a
71    reasonably low number of false negatives.  We are heavily biased
72    towards a low count of false positives.
73    The effort (compilation time) is likely to increase with the level.
74
75    -Wstrict-aliasing=1
76    ===================
77    Most aggressive, least accurate.  Possibly useful when higher levels
78    do not warn but -fstrict-aliasing still breaks the code, as
79    it has very few false negatives.
80    Warn for all bad pointer conversions, even if never dereferenced.
81    Implemented in the front end (c-common.c).
82    Uses alias_sets_might_conflict to compare types.
83
84    -Wstrict-aliasing=2
85    ===================
86    Aggressive, not too precise.
87    May still have many false positives (not as many as level 1 though),
88    and few false negatives (but possibly more than level 1).
89    Runs only in the front end. Uses alias_sets_might_conflict to
90    compare types. Does not check for pointer dereferences.
91    Only warns when an address is taken. Warns about incomplete type punning.
92
93    -Wstrict-aliasing=3 (default)
94    ===================
95    Should have very few false positives and few false negatives.
96    Takes care of the common pun+dereference pattern in the front end:
97    *(int*)&some_float.
98    Takes care of multiple statement cases in the back end,
99    using flow-sensitive points-to information (-O required).
100    Uses alias_sets_conflict_p to compare types and only warns
101    when the converted pointer is dereferenced.
102    Does not warn about incomplete type punning.
103
104    Future improvements can be included by adding higher levels.
105
106    In summary, expression level analysis is performed in the front-end,
107    and multiple-statement analysis is performed in the backend.
108    The remainder of this discussion is only about the backend analysis.
109
110    This implementation uses flow-sensitive points-to information.
111    Flow-sensitivity refers to accesses to the pointer, and not the object
112    pointed.  For instance, we do not warn about the following case.
113
114    Example 2.
115         int* a = (int*)malloc (...);
116         float* b = reinterpret_cast<float*> (a);
117         *b = 2.0;
118         a = (int*)malloc (...);
119         return *a;
120
121    In SSA, it becomes clear that the INT value *A_2 referenced in the
122    return statement is not aliased to the FLOAT defined through *B_1.
123         int* a_1 = (int*)malloc (...);
124         float* b_1 = reinterpret_cast<float*> (a_1);
125         *b_1 = 2.0;
126         a_2 = (int*)malloc (...);
127         return *a_2;
128
129
130    Algorithm Outline
131    =================
132
133    ForEach (ptr, object) in the points-to table
134      If (incompatible_types (*ptr, object))
135        If (referenced (ptr, current function)
136            and referenced (object, current function))
137          Issue warning (ptr, object, reference locations)
138
139    The complexity is:
140    O (sizeof (points-to table)
141       + sizeof (function body) * lookup_time (points-to table))
142
143    Pointer dereference locations are looked up on demand.  The search is
144    a single scan of the function body, in which all references to pointers
145    and objects in the points-to table are recorded.  However, this dominant
146    time factor occurs rarely, only when cross-type aliasing was detected.
147
148
149    Limitations of the Proposed Implementation
150    ==========================================
151
152    1. We do not catch the following case, because -fstrict-aliasing will
153       associate different tags with MEM while building points-to information,
154       thus before we get to analyze it.
155       XXX: this could be solved by either running with -fno-strict-aliasing
156       or by recording the points-to information before splitting the original
157       tag based on type.
158
159    Example 3.
160         void* mem = malloc (...);
161         int* pi = reinterpret_cast<int*> (mem);
162         float* b = reinterpret_cast<float*> (mem);
163         *b = 2.0;
164         return *pi+1;
165
166    2. We do not check whether the two conflicting (de)references can
167       reach each other in the control flow sense.  If we fixed limitation
168       1, we would wrongly issue a warning in the following case.
169
170    Example 4.
171         void* raw = malloc (...);
172         if (...) {
173          float* b = reinterpret_cast<float*> (raw);
174          *b = 2.0;
175          return (int)*b;
176         } else {
177          int* a = reinterpret_cast<int*> (raw);
178          *a = 1;
179          return *a;
180
181    3. Only simple types are compared, thus no structures, unions or classes
182       are analyzed.  A first attempt to deal with structures introduced much
183       complication and has not showed much improvement in preliminary tests,
184       so it was left out.
185
186    4. All analysis is intraprocedural.  */
187
188
189 /* Local declarations.  */
190 static void find_references_in_function (void);
191 \f
192
193
194 /* Get main type of tree TYPE, stripping array dimensions and qualifiers.  */
195
196 static tree
197 get_main_type (tree type)
198 {
199   while (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
200     type = TREE_TYPE (type);
201   return TYPE_MAIN_VARIANT (type);
202 }
203
204
205 /* Get the type of the given object.  If IS_PTR is true, get the type of the
206    object pointed to or referenced by OBJECT instead.
207    For arrays, return the element type.  Ignore all qualifiers.  */
208
209 static tree
210 get_otype (tree object, bool is_ptr)
211 {
212   tree otype = TREE_TYPE (object);
213
214   if (is_ptr)
215     {
216       gcc_assert (POINTER_TYPE_P (otype));
217       otype = TREE_TYPE (otype);
218     }
219   return get_main_type (otype);
220 }
221
222
223 /* Return true if tree TYPE is struct, class or union.  */
224
225 static bool
226 struct_class_union_p (tree type)
227 {
228   return (TREE_CODE (type) == RECORD_TYPE
229           || TREE_CODE (type) == UNION_TYPE
230           || TREE_CODE (type) == QUAL_UNION_TYPE);
231 }
232 \f
233
234
235 /* Keep data during a search for an aliasing site.
236    RHS = object or pointer aliased.  No LHS is specified because we are only
237    looking in the UseDef paths of a given variable, so LHS will always be
238    an SSA name of the same variable.
239    When IS_RHS_POINTER = true, we are looking for ... = RHS.  Otherwise,
240    we are looking for ... = &RHS.
241    SITE is the output of a search, non-NULL if the search succeeded.  */
242
243 struct alias_match
244 {
245   tree rhs;
246   bool is_rhs_pointer;
247   tree site;
248 };
249
250
251 /* Callback for find_alias_site.  Return true if the right hand site
252    of STMT matches DATA.  */
253
254 static bool
255 find_alias_site_helper (tree var ATTRIBUTE_UNUSED, tree stmt, void *data)
256 {
257   struct alias_match *match = (struct alias_match *) data;
258   tree rhs_pointer = get_rhs (stmt);
259   tree to_match = NULL_TREE;
260
261   while (CONVERT_EXPR_P (rhs_pointer)
262          || TREE_CODE (rhs_pointer) == VIEW_CONVERT_EXPR)
263     rhs_pointer = TREE_OPERAND (rhs_pointer, 0);
264
265   if (!rhs_pointer)
266     /* Not a type conversion.  */
267     return false;
268
269   if (TREE_CODE (rhs_pointer) == ADDR_EXPR && !match->is_rhs_pointer)
270     to_match = TREE_OPERAND (rhs_pointer, 0);
271   else if (POINTER_TYPE_P (rhs_pointer) && match->is_rhs_pointer)
272     to_match = rhs_pointer;
273
274   if (to_match != match->rhs)
275     /* Type conversion, but not a name match.  */
276     return false;
277
278   /* Found it.  */
279   match->site = stmt;
280   return true;
281 }
282
283
284 /* Find the statement where OBJECT1 gets aliased to OBJECT2.
285    If IS_PTR2 is true, consider OBJECT2 to be the name of a pointer or
286    reference rather than the actual aliased object.
287    For now, just implement the case where OBJECT1 is an SSA name defined
288    by a PHI statement.  */
289
290 static tree
291 find_alias_site (tree object1, bool is_ptr1 ATTRIBUTE_UNUSED,
292                  tree object2, bool is_ptr2)
293 {
294   struct alias_match match;
295
296   match.rhs = object2;
297   match.is_rhs_pointer = is_ptr2;
298   match.site = NULL_TREE;
299
300   if (TREE_CODE (object1) != SSA_NAME)
301     return NULL_TREE;
302
303   walk_use_def_chains (object1, find_alias_site_helper, &match, false);
304   return match.site;
305 }
306
307
308 /* Structure to store temporary results when trying to figure out whether
309    an object is referenced.  Just its presence in the text is not enough,
310    as we may just be taking its address.  */
311
312 struct match_info
313 {
314   tree object;
315   bool is_ptr;
316   /* The difference between the number of references to OBJECT
317      and the number of occurrences of &OBJECT.  */
318   int found;
319 };
320
321
322 /* Return the base if EXPR is an SSA name.  Return EXPR otherwise.  */
323
324 static tree
325 get_ssa_base (tree expr)
326 {
327   if (TREE_CODE (expr) == SSA_NAME)
328     return SSA_NAME_VAR (expr);
329   else
330     return expr;
331 }
332
333
334 /* Record references to objects and pointer dereferences across some piece of
335    code.  The number of references is recorded for each item.
336    References to an object just to take its address are not counted.
337    For instance, if PTR is a pointer and OBJ is an object:
338    1. Expression &obj + *ptr will have the following reference match structure:
339    ptrs: <ptr, 1>
340    objs: <ptr, 1>
341    OBJ does not appear as referenced because we just take its address.
342    2. Expression ptr + *ptr will have the following reference match structure:
343    ptrs: <ptr, 1>
344    objs: <ptr, 2>
345    PTR shows up twice as an object, but is dereferenced only once.
346
347    The elements of the hash tables are tree_map objects.  */
348 struct reference_matches
349 {
350   htab_t ptrs;
351   htab_t objs;
352 };
353
354
355 /* Return the match, if any.  Otherwise, return NULL_TREE.  It will
356    return NULL_TREE even when a match was found, if the value associated
357    to KEY is NULL_TREE.  */
358
359 static inline tree
360 match (htab_t ref_map, tree key)
361 {
362   struct tree_map *found;
363   void **slot = NULL;
364   slot = htab_find_slot (ref_map, &key, NO_INSERT);
365
366   if (!slot)
367     return NULL_TREE;
368
369   found = (struct tree_map *) *slot;
370   return found->to;
371 }
372
373
374 /* Set the entry corresponding to KEY, but only if the entry
375    already exists and its value is NULL_TREE.  Otherwise, do nothing.  */
376
377 static inline void
378 maybe_add_match (htab_t ref_map, struct tree_map *key)
379 {
380   struct tree_map *found = (struct tree_map *) htab_find (ref_map, key);
381
382   if (found && !found->to)
383     found->to = key->to;
384 }
385
386
387 /* Add an entry to HT, with key T and value NULL_TREE.  */
388
389 static void
390 add_key (htab_t ht, tree t, alloc_pool references_pool)
391 {
392   void **slot;
393   struct tree_map *tp = (struct tree_map *) pool_alloc (references_pool);
394
395   tp->base.from = t;
396   tp->to = NULL_TREE;
397   slot = htab_find_slot (ht, &t, INSERT);
398   *slot = (void *) tp;
399 }
400
401
402 /* Some memory to keep the objects in the reference table.  */
403
404 static alloc_pool ref_table_alloc_pool = NULL;
405
406
407 /* Get some memory to keep the objects in the reference table.  */
408
409 static inline alloc_pool
410 reference_table_alloc_pool (bool build)
411 {
412   if (ref_table_alloc_pool || !build)
413     return ref_table_alloc_pool;
414
415   ref_table_alloc_pool =
416     create_alloc_pool ("ref_table_alloc_pool", sizeof (struct tree_map), 20);
417
418   return ref_table_alloc_pool;
419 }
420
421
422 /* Initialize the reference table by adding all pointers in the points-to
423    table as keys, and NULL_TREE as associated values.  */
424
425 static struct reference_matches *
426 build_reference_table (void)
427 {
428   unsigned int i;
429   struct reference_matches *ref_table = NULL;
430   alloc_pool references_pool = reference_table_alloc_pool (true);
431
432   ref_table = XNEW (struct reference_matches);
433   ref_table->objs = htab_create (10, tree_map_base_hash, tree_map_eq, NULL);
434   ref_table->ptrs = htab_create (10, tree_map_base_hash, tree_map_eq, NULL);
435
436   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
437     {
438       tree ptr = ssa_name (i);
439       struct ptr_info_def *pi;
440
441       if (ptr == NULL_TREE)
442         continue;
443
444       pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
445
446       if (!SSA_NAME_IN_FREE_LIST (ptr) && pi && pi->name_mem_tag)
447         {
448           /* Add pointer to the interesting dereference list.  */
449           add_key (ref_table->ptrs, ptr, references_pool);
450
451           /* Add all aliased names to the interesting reference list.  */
452           if (pi->pt_vars)
453             {
454               unsigned ix;
455               bitmap_iterator bi;
456
457               EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, ix, bi)
458                 {
459                   tree alias = referenced_var (ix);
460                   add_key (ref_table->objs, alias, references_pool);
461                 }
462             }
463         }
464     }
465
466   return ref_table;
467 }
468
469
470 /*  Reference table.  */
471
472 static struct reference_matches *ref_table = NULL;
473
474
475 /* Clean up the reference table if allocated.  */
476
477 static void
478 maybe_free_reference_table (void)
479 {
480   if (ref_table)
481     {
482       htab_delete (ref_table->ptrs);
483       htab_delete (ref_table->objs);
484       free (ref_table);
485       ref_table = NULL;
486     }
487
488   if (ref_table_alloc_pool)
489     {
490       free_alloc_pool (ref_table_alloc_pool);
491       ref_table_alloc_pool = NULL;
492     }
493 }
494
495
496 /* Get the reference table.  Initialize it if needed.  */
497
498 static inline struct reference_matches *
499 reference_table (bool build)
500 {
501   if (ref_table || !build)
502     return ref_table;
503
504   ref_table = build_reference_table ();
505   find_references_in_function ();
506   return ref_table;
507 }
508
509
510 /* Callback for find_references_in_function.
511    Check whether *TP is an object reference or pointer dereference for the
512    variables given in ((struct match_info*)DATA)->OBJS or
513    ((struct match_info*)DATA)->PTRS.  The total number of references
514    is stored in the same structures.  */
515
516 static tree
517 find_references_in_tree_helper (tree *tp,
518                                 int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED,
519                                 void *data)
520 {
521   struct tree_map match;
522   static int parent_tree_code = ERROR_MARK;
523
524   /* Do not report references just for the purpose of taking an address.
525      XXX: we rely on the fact that the tree walk is in preorder
526      and that ADDR_EXPR is not a leaf, thus cannot be carried over across
527      walks.  */
528   if (parent_tree_code == ADDR_EXPR)
529     goto finish;
530
531   match.to = (tree) data;
532
533   if (TREE_CODE (*tp) == INDIRECT_REF)
534     {
535       match.base.from = TREE_OPERAND (*tp, 0);
536       maybe_add_match (reference_table (true)->ptrs, &match);
537     }
538   else
539     {
540       match.base.from = *tp;
541       maybe_add_match (reference_table (true)->objs, &match);
542     }
543
544 finish:
545   parent_tree_code = TREE_CODE (*tp);
546   return NULL_TREE;
547 }
548
549
550 /* Find all the references to aliased variables in the current function.  */
551
552 static void
553 find_references_in_function (void)
554 {
555   basic_block bb;
556   block_stmt_iterator i;
557
558   FOR_EACH_BB (bb)
559     for (i = bsi_start (bb); !bsi_end_p (i); bsi_next (&i))
560       walk_tree (bsi_stmt_ptr (i), find_references_in_tree_helper,
561                  (void *) *bsi_stmt_ptr (i), NULL);
562 }
563
564
565 /* Find the reference site for OBJECT.
566    If IS_PTR is true, look for dereferences of OBJECT instead.
567    XXX: only the first site is returned in the current
568    implementation.  If there are no matching sites, return NULL_TREE.  */
569
570 static tree
571 reference_site (tree object, bool is_ptr)
572 {
573   if (is_ptr)
574     return match (reference_table (true)->ptrs, object);
575   else
576     return match (reference_table (true)->objs, object);
577 }
578
579
580 /* Try to get more location info when something is missing.
581    OBJECT1 and OBJECT2 are aliased names.  If IS_PTR1 or IS_PTR2, the alias
582    is on the memory referenced or pointed to by OBJECT1 and OBJECT2.
583    ALIAS_SITE, DEREF_SITE1 and DEREF_SITE2 are the statements where the
584    alias takes place (some pointer assignment usually) and where the
585    alias is referenced through OBJECT1 and OBJECT2 respectively.
586    REF_TYPE1 and REF_TYPE2 will return the type of the reference at the
587    respective sites.  Only the first matching reference is returned for
588    each name.  If no statement is found, the function header is returned.  */
589
590 static void
591 maybe_find_missing_stmts (tree object1, bool is_ptr1,
592                           tree object2, bool is_ptr2,
593                           tree *alias_site,
594                           tree *deref_site1,
595                           tree *deref_site2)
596 {
597   if (object1 && object2)
598     {
599       if (!*alias_site || !EXPR_HAS_LOCATION (*alias_site))
600         *alias_site = find_alias_site (object1, is_ptr1, object2, is_ptr2);
601
602       if (!*deref_site1 || !EXPR_HAS_LOCATION (*deref_site1))
603         *deref_site1 = reference_site (object1, is_ptr1);
604
605       if (!*deref_site2 || !EXPR_HAS_LOCATION (*deref_site2))
606         *deref_site2 = reference_site (object2, is_ptr2);
607     }
608
609   /* If we could not find the alias site, set it to one of the dereference
610      sites, if available.  */
611   if (!*alias_site)
612     {
613       if (*deref_site1)
614         *alias_site = *deref_site1;
615       else if (*deref_site2)
616         *alias_site = *deref_site2;
617     }
618
619   /* If we could not find the dereference sites, set them to the alias site,
620      if known.  */
621   if (!*deref_site1 && *alias_site)
622     *deref_site1 = *alias_site;
623   if (!*deref_site2 && *alias_site)
624     *deref_site2 = *alias_site;
625 }
626
627
628 /* Callback for find_first_artificial_name.
629    Find out if there are no artificial names at tree node *T.  */
630
631 static tree
632 ffan_walker (tree *t,
633              int *go_below ATTRIBUTE_UNUSED,
634              void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
635 {
636   if (DECL_P (*t) && !MTAG_P (*t) && DECL_ARTIFICIAL (*t))
637     return *t;
638   else
639     return NULL_TREE;
640 }
641
642 /* Return the first artificial name within EXPR, or NULL_TREE if
643    none exists.  */
644
645 static tree
646 find_first_artificial_name (tree expr)
647 {
648   return walk_tree_without_duplicates (&expr, ffan_walker, NULL);
649 }
650
651
652 /* Get a name from the original program for VAR.  */
653
654 static const char *
655 get_var_name (tree var)
656 {
657   if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
658     return get_var_name (get_ssa_base (var));
659
660   if (find_first_artificial_name (var))
661     return "{unknown}";
662
663   if (TREE_CODE (var) == VAR_DECL || TREE_CODE (var) == PARM_DECL)
664     if (DECL_NAME (var))
665       return IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (var));
666
667   return "{unknown}";
668 }
669
670
671 /* Return "*" if OBJECT is not the actual alias but a pointer to it, or
672    "" otherwise.
673    IS_PTR is true when OBJECT is not the actual alias.
674    In addition to checking IS_PTR, we also make sure that OBJECT is a pointer
675    since IS_PTR would also be true for C++ references, but we should only
676    print a * before a pointer and not before a reference.  */
677
678 static const char *
679 get_maybe_star_prefix (tree object, bool is_ptr)
680 {
681   gcc_assert (object);
682   return (is_ptr
683           && TREE_CODE (TREE_TYPE (object)) == POINTER_TYPE) ? "*" : "";
684 }
685
686
687 /* Callback for contains_node_type_p.
688    Returns true if *T has tree code *(int*)DATA.  */
689
690 static tree
691 contains_node_type_p_callback (tree *t,
692                                int *go_below ATTRIBUTE_UNUSED,
693                                void *data)
694 {
695   return ((int) TREE_CODE (*t) == *((int *) data)) ? *t : NULL_TREE;
696 }
697
698
699 /* Return true if T contains a node with tree code TYPE.  */
700
701 static bool
702 contains_node_type_p (tree t, int type)
703 {
704   return (walk_tree_without_duplicates (&t, contains_node_type_p_callback,
705                                         (void *) &type)
706           != NULL_TREE);
707 }
708
709
710 /* Return true if a warning was issued in the front end at STMT.  */
711
712 static bool
713 already_warned_in_frontend_p (tree stmt)
714 {
715   tree rhs_pointer;
716
717   if (stmt == NULL_TREE)
718     return false;
719
720   rhs_pointer = get_rhs (stmt);
721
722   if ((CONVERT_EXPR_P (rhs_pointer)
723        || TREE_CODE (rhs_pointer) == VIEW_CONVERT_EXPR)
724       && TREE_NO_WARNING (rhs_pointer))
725     return true;
726   else
727     return false;
728 }
729
730
731 /* Return true if and only if TYPE is a function or method pointer type,
732    or pointer to a pointer to ... to a function or method.  */
733
734 static bool
735 is_method_pointer (tree type)
736 {
737   while (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE)
738     type = TREE_TYPE (type);
739   return TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE;
740 }
741
742
743 /* Issue a -Wstrict-aliasing warning.
744    OBJECT1 and OBJECT2 are aliased names.
745    If IS_PTR1 and/or IS_PTR2 is true, then the corresponding name
746    OBJECT1/OBJECT2 is a pointer or reference to the aliased memory,
747    rather than actual storage.
748    ALIAS_SITE is a statement where the alias took place.  In the most common
749    case, that is where a pointer was assigned to the address of an object.  */
750
751 static bool
752 strict_aliasing_warn (tree alias_site,
753                       tree object1, bool is_ptr1,
754                       tree object2, bool is_ptr2,
755                       bool filter_artificials)
756 {
757   tree ref_site1 = NULL_TREE;
758   tree ref_site2 = NULL_TREE;
759   const char *name1;
760   const char *name2;
761   location_t alias_loc;
762   location_t ref1_loc;
763   location_t ref2_loc;
764   gcc_assert (object1);
765   gcc_assert (object2);
766   name1 = get_var_name (object1);
767   name2 = get_var_name (object2);
768
769
770   if (is_method_pointer (get_main_type (TREE_TYPE (object2))))
771     return false;
772
773   maybe_find_missing_stmts (object1, is_ptr1, object2, is_ptr2, &alias_site,
774                             &ref_site1, &ref_site2);
775
776   if (EXPR_HAS_LOCATION (alias_site))
777     alias_loc = EXPR_LOCATION (alias_site);
778   else
779     return false;
780
781   if (EXPR_HAS_LOCATION (ref_site1))
782     ref1_loc = EXPR_LOCATION (ref_site1);
783   else
784     ref1_loc = alias_loc;
785
786   if (EXPR_HAS_LOCATION (ref_site2))
787     ref2_loc = EXPR_LOCATION (ref_site2);
788   else
789     ref2_loc = alias_loc;
790
791   if (already_warned_in_frontend_p (alias_site))
792     return false;
793
794   /* If they are not SSA names, but contain SSA names, drop the warning
795      because it cannot be displayed well.
796      Also drop it if they both contain artificials.
797      XXX: this is a hack, must figure out a better way to display them.  */
798   if (filter_artificials)
799     if ((find_first_artificial_name (get_ssa_base (object1))
800          && find_first_artificial_name (get_ssa_base (object2)))
801         || (TREE_CODE (object1) != SSA_NAME
802             && contains_node_type_p (object1, SSA_NAME))
803         || (TREE_CODE (object2) != SSA_NAME
804             && contains_node_type_p (object2, SSA_NAME)))
805       return false;
806
807
808   /* XXX: In the following format string, %s:%d should be replaced by %H.
809      However, in my tests only the first %H printed ok, while the
810      second and third were printed as blanks.  */
811   warning (OPT_Wstrict_aliasing,
812            "%Hlikely type-punning may break strict-aliasing rules: "
813            "object %<%s%s%> of main type %qT is referenced at or around "
814            "%s:%d and may be "
815            "aliased to object %<%s%s%> of main type %qT which is referenced "
816            "at or around %s:%d.",
817            &alias_loc,
818            get_maybe_star_prefix (object1, is_ptr1),
819            name1, get_otype (object1, is_ptr1),
820            LOCATION_FILE (ref1_loc), LOCATION_LINE (ref1_loc),
821            get_maybe_star_prefix (object2, is_ptr2),
822            name2, get_otype (object2, is_ptr2),
823            LOCATION_FILE (ref2_loc), LOCATION_LINE (ref2_loc));
824
825   return true;
826 }
827 \f
828
829
830 /* Return true when any objects of TYPE1 and TYPE2 respectively
831    may not be aliased according to the language standard.  */
832
833 static bool
834 nonstandard_alias_types_p (tree type1, tree type2)
835 {
836   alias_set_type set1;
837   alias_set_type set2;
838
839   if (VOID_TYPE_P (type1) || VOID_TYPE_P (type2))
840     return false;
841
842   set1 = get_alias_set (type1);
843   set2 = get_alias_set (type2);
844   return !alias_sets_conflict_p (set1, set2);
845 }
846 \f
847
848
849 /* Returns true when *PTR may not be aliased to ALIAS.
850    See C standard 6.5p7 and C++ standard 3.10p15.
851    If PTR_PTR is true, ALIAS represents a pointer or reference to the
852    aliased storage rather than its actual name.  */
853
854 static bool
855 nonstandard_alias_p (tree ptr, tree alias, bool ptr_ptr)
856 {
857   /* Find the types to compare.  */
858   tree ptr_type = get_otype (ptr, true);
859   tree alias_type = get_otype (alias, ptr_ptr);
860
861   /* XXX: for now, say it's OK if the alias escapes.
862      Not sure this is needed in general, but otherwise GCC will not
863      bootstrap.  */
864   if (var_ann (get_ssa_base (alias))->escape_mask != NO_ESCAPE)
865     return false;
866
867   /* XXX: don't get into structures for now.  It brings much complication
868      and little benefit.  */
869   if (struct_class_union_p (ptr_type) || struct_class_union_p (alias_type))
870     return false;
871
872   /* If they are both SSA names of artificials, let it go, the warning
873      is too confusing.  */
874   if (find_first_artificial_name (ptr) && find_first_artificial_name (alias))
875     return false;
876
877   /* Compare the types.  */
878   return nonstandard_alias_types_p (ptr_type, alias_type);
879 }
880
881
882 /* Return true when we should skip analysis for pointer PTR based on the
883    fact that their alias information *PI is not considered relevant.  */
884
885 static bool
886 skip_this_pointer (tree ptr ATTRIBUTE_UNUSED, struct ptr_info_def *pi)
887 {
888   /* If it is not dereferenced, it is not a problem (locally).  */
889   if (!pi->is_dereferenced)
890     return true;
891
892   /* This would probably cause too many false positives.  */
893   if (pi->value_escapes_p || pi->pt_anything)
894     return true;
895
896   return false;
897 }
898
899
900 /* Find aliasing to named objects for pointer PTR.  */
901
902 static void
903 dsa_named_for (tree ptr)
904 {
905   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
906
907   if (pi)
908     {
909       if (skip_this_pointer (ptr, pi))
910         return;
911
912       /* For all the variables it could be aliased to.  */
913       if (pi->pt_vars)
914         {
915           unsigned ix;
916           bitmap_iterator bi;
917
918           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, ix, bi)
919             {
920               tree alias = referenced_var (ix);
921
922               if (nonstandard_alias_p (ptr, alias, false))
923                 strict_aliasing_warn (SSA_NAME_DEF_STMT (ptr),
924                                       ptr, true, alias, false, true);
925             }
926         }
927     }
928 }
929
930
931 /* Detect and report strict aliasing violation of named objects.  */
932
933 static void
934 detect_strict_aliasing_named (void)
935 {
936   unsigned int i;
937
938   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
939     {
940       tree ptr = ssa_name (i);
941       struct ptr_info_def *pi;
942
943       if (ptr == NULL_TREE)
944         continue;
945
946       pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
947
948       if (!SSA_NAME_IN_FREE_LIST (ptr) && pi && pi->name_mem_tag)
949         dsa_named_for (ptr);
950     }
951 }
952
953
954 /* Return false only the first time I see each instance of FUNC.  */
955
956 static bool
957 processed_func_p (tree func)
958 {
959   static htab_t seen = NULL;
960   void **slot = NULL;
961
962   if (!seen)
963     seen = htab_create (10, tree_map_base_hash, tree_map_eq, NULL);
964
965   slot = htab_find_slot (seen, &func, INSERT);
966   gcc_assert (slot);
967
968   if (*slot)
969     return true;
970
971   gcc_assert (slot);
972   *slot = &func;
973   return false;
974 }
975
976
977 /* Detect and warn about type-punning using points-to information.  */
978
979 void
980 strict_aliasing_warning_backend (void)
981 {
982   if (flag_strict_aliasing && warn_strict_aliasing == 3
983       && !processed_func_p (current_function_decl))
984     {
985       detect_strict_aliasing_named ();
986       maybe_free_reference_table ();
987     }
988 }