OSDN Git Service

3098549d881dddddfe96cce4a3286f4d97dd5433
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-alias.c
1 /* Alias analysis for trees.
2    Copyright (C) 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "rtl.h"
28 #include "tm_p.h"
29 #include "hard-reg-set.h"
30 #include "basic-block.h"
31 #include "timevar.h"
32 #include "expr.h"
33 #include "ggc.h"
34 #include "langhooks.h"
35 #include "flags.h"
36 #include "function.h"
37 #include "diagnostic.h"
38 #include "tree-dump.h"
39 #include "tree-gimple.h"
40 #include "tree-flow.h"
41 #include "tree-inline.h"
42 #include "tree-pass.h"
43 #include "convert.h"
44 #include "params.h"
45 #include "vec.h"
46
47 /* 'true' after aliases have been computed (see compute_may_aliases).  */
48 bool aliases_computed_p;
49
50 /* Structure to map a variable to its alias set and keep track of the
51    virtual operands that will be needed to represent it.  */
52 struct alias_map_d
53 {
54   /* Variable and its alias set.  */
55   tree var;
56   HOST_WIDE_INT set;
57
58   /* Total number of virtual operands that will be needed to represent
59      all the aliases of VAR.  */
60   long total_alias_vops;
61
62   /* Nonzero if the aliases for this memory tag have been grouped
63      already.  Used in group_aliases.  */
64   unsigned int grouped_p : 1;
65
66   /* Set of variables aliased with VAR.  This is the exact same
67      information contained in VAR_ANN (VAR)->MAY_ALIASES, but in
68      bitmap form to speed up alias grouping.  */
69   sbitmap may_aliases;
70 };
71
72
73 /* Alias information used by compute_may_aliases and its helpers.  */
74 struct alias_info
75 {
76   /* SSA names visited while collecting points-to information.  If bit I
77      is set, it means that SSA variable with version I has already been
78      visited.  */
79   sbitmap ssa_names_visited;
80
81   /* Array of SSA_NAME pointers processed by the points-to collector.  */
82   varray_type processed_ptrs;
83
84   /* Variables whose address is still needed.  */
85   bitmap addresses_needed;
86
87   /* ADDRESSABLE_VARS contains all the global variables and locals that
88      have had their address taken.  */
89   struct alias_map_d **addressable_vars;
90   size_t num_addressable_vars;
91
92   /* POINTERS contains all the _DECL pointers with unique memory tags
93      that have been referenced in the program.  */
94   struct alias_map_d **pointers;
95   size_t num_pointers;
96
97   /* Number of function calls found in the program.  */
98   size_t num_calls_found;
99
100   /* Number of const/pure function calls found in the program.  */
101   size_t num_pure_const_calls_found;
102
103   /* Array of counters to keep track of how many times each pointer has
104      been dereferenced in the program.  This is used by the alias grouping
105      heuristic in compute_flow_insensitive_aliasing.  */
106   varray_type num_references;
107
108   /* Total number of virtual operands that will be needed to represent
109      all the aliases of all the pointers found in the program.  */
110   long total_alias_vops;
111
112   /* Variables that have been written to.  */
113   bitmap written_vars;
114
115   /* Pointers that have been used in an indirect store operation.  */
116   bitmap dereferenced_ptrs_store;
117
118   /* Pointers that have been used in an indirect load operation.  */
119   bitmap dereferenced_ptrs_load;
120 };
121
122
123 /* Counters used to display statistics on alias analysis.  */
124 struct alias_stats_d
125 {
126   unsigned int alias_queries;
127   unsigned int alias_mayalias;
128   unsigned int alias_noalias;
129   unsigned int simple_queries;
130   unsigned int simple_resolved;
131   unsigned int tbaa_queries;
132   unsigned int tbaa_resolved;
133 };
134
135
136 /* Local variables.  */
137 static struct alias_stats_d alias_stats;
138
139 /* Local functions.  */
140 static void compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *);
141 static void dump_alias_stats (FILE *);
142 static bool may_alias_p (tree, HOST_WIDE_INT, tree, HOST_WIDE_INT);
143 static tree create_memory_tag (tree type, bool is_type_tag);
144 static tree get_tmt_for (tree, struct alias_info *);
145 static tree get_nmt_for (tree);
146 static void add_may_alias (tree, tree);
147 static void replace_may_alias (tree, size_t, tree);
148 static struct alias_info *init_alias_info (void);
149 static void delete_alias_info (struct alias_info *);
150 static void compute_points_to_and_addr_escape (struct alias_info *);
151 static void compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *);
152 static void setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *);
153 static bool collect_points_to_info_r (tree, tree, void *);
154 static bool is_escape_site (tree, struct alias_info *);
155 static void add_pointed_to_var (struct alias_info *, tree, tree);
156 static void create_global_var (void);
157 static void collect_points_to_info_for (struct alias_info *, tree);
158 static void maybe_create_global_var (struct alias_info *ai);
159 static void group_aliases (struct alias_info *);
160 static void set_pt_anything (tree ptr);
161 static void set_pt_malloc (tree ptr);
162
163 /* Global declarations.  */
164
165 /* Call clobbered variables in the function.  If bit I is set, then
166    REFERENCED_VARS (I) is call-clobbered.  */
167 bitmap call_clobbered_vars;
168
169 /* Addressable variables in the function.  If bit I is set, then
170    REFERENCED_VARS (I) has had its address taken.  Note that
171    CALL_CLOBBERED_VARS and ADDRESSABLE_VARS are not related.  An
172    addressable variable is not necessarily call-clobbered (e.g., a
173    local addressable whose address does not escape) and not all
174    call-clobbered variables are addressable (e.g., a local static
175    variable).  */
176 bitmap addressable_vars;
177
178 /* When the program has too many call-clobbered variables and call-sites,
179    this variable is used to represent the clobbering effects of function
180    calls.  In these cases, all the call clobbered variables in the program
181    are forced to alias this variable.  This reduces compile times by not
182    having to keep track of too many V_MAY_DEF expressions at call sites.  */
183 tree global_var;
184
185
186 /* Compute may-alias information for every variable referenced in function
187    FNDECL.
188
189    Alias analysis proceeds in 3 main phases:
190
191    1- Points-to and escape analysis.
192
193    This phase walks the use-def chains in the SSA web looking for three
194    things:
195
196         * Assignments of the form P_i = &VAR
197         * Assignments of the form P_i = malloc()
198         * Pointers and ADDR_EXPR that escape the current function.
199
200    The concept of 'escaping' is the same one used in the Java world.  When
201    a pointer or an ADDR_EXPR escapes, it means that it has been exposed
202    outside of the current function.  So, assignment to global variables,
203    function arguments and returning a pointer are all escape sites, as are
204    conversions between pointers and integers.
205
206    This is where we are currently limited.  Since not everything is renamed
207    into SSA, we lose track of escape properties when a pointer is stashed
208    inside a field in a structure, for instance.  In those cases, we are
209    assuming that the pointer does escape.
210
211    We use escape analysis to determine whether a variable is
212    call-clobbered.  Simply put, if an ADDR_EXPR escapes, then the variable
213    is call-clobbered.  If a pointer P_i escapes, then all the variables
214    pointed-to by P_i (and its memory tag) also escape.
215
216    2- Compute flow-sensitive aliases
217
218    We have two classes of memory tags.  Memory tags associated with the
219    pointed-to data type of the pointers in the program.  These tags are
220    called "type memory tag" (TMT).  The other class are those associated
221    with SSA_NAMEs, called "name memory tag" (NMT). The basic idea is that
222    when adding operands for an INDIRECT_REF *P_i, we will first check
223    whether P_i has a name tag, if it does we use it, because that will have
224    more precise aliasing information.  Otherwise, we use the standard type
225    tag.
226
227    In this phase, we go through all the pointers we found in points-to
228    analysis and create alias sets for the name memory tags associated with
229    each pointer P_i.  If P_i escapes, we mark call-clobbered the variables
230    it points to and its tag.
231
232
233    3- Compute flow-insensitive aliases
234
235    This pass will compare the alias set of every type memory tag and every
236    addressable variable found in the program.  Given a type memory tag TMT
237    and an addressable variable V.  If the alias sets of TMT and V conflict
238    (as computed by may_alias_p), then V is marked as an alias tag and added
239    to the alias set of TMT.
240
241    For instance, consider the following function:
242
243             foo (int i)
244             {
245               int *p, a, b;
246             
247               if (i > 10)
248                 p = &a;
249               else
250                 p = &b;
251             
252               *p = 3;
253               a = b + 2;
254               return *p;
255             }
256
257    After aliasing analysis has finished, the type memory tag for pointer
258    'p' will have two aliases, namely variables 'a' and 'b'.  Every time
259    pointer 'p' is dereferenced, we want to mark the operation as a
260    potential reference to 'a' and 'b'.
261
262             foo (int i)
263             {
264               int *p, a, b;
265
266               if (i_2 > 10)
267                 p_4 = &a;
268               else
269                 p_6 = &b;
270               # p_1 = PHI <p_4(1), p_6(2)>;
271
272               # a_7 = V_MAY_DEF <a_3>;
273               # b_8 = V_MAY_DEF <b_5>;
274               *p_1 = 3;
275
276               # a_9 = V_MAY_DEF <a_7>
277               # VUSE <b_8>
278               a_9 = b_8 + 2;
279
280               # VUSE <a_9>;
281               # VUSE <b_8>;
282               return *p_1;
283             }
284
285    In certain cases, the list of may aliases for a pointer may grow too
286    large.  This may cause an explosion in the number of virtual operands
287    inserted in the code.  Resulting in increased memory consumption and
288    compilation time.
289
290    When the number of virtual operands needed to represent aliased
291    loads and stores grows too large (configurable with @option{--param
292    max-aliased-vops}), alias sets are grouped to avoid severe
293    compile-time slow downs and memory consumption.  See group_aliases.  */
294
295 static void
296 compute_may_aliases (void)
297 {
298   struct alias_info *ai;
299   
300   memset (&alias_stats, 0, sizeof (alias_stats));
301
302   /* Initialize aliasing information.  */
303   ai = init_alias_info ();
304
305   /* For each pointer P_i, determine the sets of variables that P_i may
306      point-to.  For every addressable variable V, determine whether the
307      address of V escapes the current function, making V call-clobbered
308      (i.e., whether &V is stored in a global variable or if its passed as a
309      function call argument).  */
310   compute_points_to_and_addr_escape (ai);
311
312   /* Collect all pointers and addressable variables, compute alias sets,
313      create memory tags for pointers and promote variables whose address is
314      not needed anymore.  */
315   setup_pointers_and_addressables (ai);
316
317   /* Compute flow-sensitive, points-to based aliasing for all the name
318      memory tags.  Note that this pass needs to be done before flow
319      insensitive analysis because it uses the points-to information
320      gathered before to mark call-clobbered type tags.  */
321   compute_flow_sensitive_aliasing (ai);
322
323   /* Compute type-based flow-insensitive aliasing for all the type
324      memory tags.  */
325   compute_flow_insensitive_aliasing (ai);
326
327   /* If the program has too many call-clobbered variables and/or function
328      calls, create .GLOBAL_VAR and use it to model call-clobbering
329      semantics at call sites.  This reduces the number of virtual operands
330      considerably, improving compile times at the expense of lost
331      aliasing precision.  */
332   maybe_create_global_var (ai);
333
334   /* Debugging dumps.  */
335   if (dump_file)
336     {
337       dump_referenced_vars (dump_file);
338       if (dump_flags & TDF_STATS)
339         dump_alias_stats (dump_file);
340       dump_points_to_info (dump_file);
341       dump_alias_info (dump_file);
342     }
343
344   /* Deallocate memory used by aliasing data structures.  */
345   delete_alias_info (ai);
346
347   {
348     block_stmt_iterator bsi;
349     basic_block bb;
350     FOR_EACH_BB (bb)
351       {
352         for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
353           {
354             update_stmt_if_modified (bsi_stmt (bsi));
355           }
356       }
357   }
358
359 }
360
361 struct tree_opt_pass pass_may_alias = 
362 {
363   "alias",                              /* name */
364   NULL,                                 /* gate */
365   compute_may_aliases,                  /* execute */
366   NULL,                                 /* sub */
367   NULL,                                 /* next */
368   0,                                    /* static_pass_number */
369   TV_TREE_MAY_ALIAS,                    /* tv_id */
370   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
371   PROP_alias,                           /* properties_provided */
372   0,                                    /* properties_destroyed */
373   0,                                    /* todo_flags_start */
374   TODO_dump_func | TODO_update_ssa
375     | TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa
376     | TODO_verify_stmts,                /* todo_flags_finish */
377   0                                     /* letter */
378 };
379
380
381 /* Data structure used to count the number of dereferences to PTR
382    inside an expression.  */
383 struct count_ptr_d
384 {
385   tree ptr;
386   unsigned count;
387 };
388
389
390 /* Helper for count_uses_and_derefs.  Called by walk_tree to look for
391    (ALIGN/MISALIGNED_)INDIRECT_REF nodes for the pointer passed in DATA.  */
392
393 static tree
394 count_ptr_derefs (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
395 {
396   struct count_ptr_d *count_p = (struct count_ptr_d *) data;
397
398   if (INDIRECT_REF_P (*tp) && TREE_OPERAND (*tp, 0) == count_p->ptr)
399     count_p->count++;
400
401   return NULL_TREE;
402 }
403
404
405 /* Count the number of direct and indirect uses for pointer PTR in
406    statement STMT.  The two counts are stored in *NUM_USES_P and
407    *NUM_DEREFS_P respectively.  *IS_STORE_P is set to 'true' if at
408    least one of those dereferences is a store operation.  */
409
410 void
411 count_uses_and_derefs (tree ptr, tree stmt, unsigned *num_uses_p,
412                        unsigned *num_derefs_p, bool *is_store)
413 {
414   ssa_op_iter i;
415   tree use;
416
417   *num_uses_p = 0;
418   *num_derefs_p = 0;
419   *is_store = false;
420
421   /* Find out the total number of uses of PTR in STMT.  */
422   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (use, stmt, i, SSA_OP_USE)
423     if (use == ptr)
424       (*num_uses_p)++;
425
426   /* Now count the number of indirect references to PTR.  This is
427      truly awful, but we don't have much choice.  There are no parent
428      pointers inside INDIRECT_REFs, so an expression like
429      '*x_1 = foo (x_1, *x_1)' needs to be traversed piece by piece to
430      find all the indirect and direct uses of x_1 inside.  The only
431      shortcut we can take is the fact that GIMPLE only allows
432      INDIRECT_REFs inside the expressions below.  */
433   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
434       || (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR
435           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 0)) == MODIFY_EXPR)
436       || TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR
437       || TREE_CODE (stmt) == CALL_EXPR)
438     {
439       tree lhs, rhs;
440
441       if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
442         {
443           lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
444           rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
445         }
446       else if (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR)
447         {
448           tree e = TREE_OPERAND (stmt, 0);
449           lhs = TREE_OPERAND (e, 0);
450           rhs = TREE_OPERAND (e, 1);
451         }
452       else if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR)
453         {
454           lhs = ASM_OUTPUTS (stmt);
455           rhs = ASM_INPUTS (stmt);
456         }
457       else
458         {
459           lhs = NULL_TREE;
460           rhs = stmt;
461         }
462
463       if (lhs && (TREE_CODE (lhs) == TREE_LIST || EXPR_P (lhs)))
464         {
465           struct count_ptr_d count;
466           count.ptr = ptr;
467           count.count = 0;
468           walk_tree (&lhs, count_ptr_derefs, &count, NULL);
469           *is_store = true;
470           *num_derefs_p = count.count;
471         }
472
473       if (rhs && (TREE_CODE (rhs) == TREE_LIST || EXPR_P (rhs)))
474         {
475           struct count_ptr_d count;
476           count.ptr = ptr;
477           count.count = 0;
478           walk_tree (&rhs, count_ptr_derefs, &count, NULL);
479           *num_derefs_p += count.count;
480         }
481     }
482
483   gcc_assert (*num_uses_p >= *num_derefs_p);
484 }
485
486
487 /* Initialize the data structures used for alias analysis.  */
488
489 static struct alias_info *
490 init_alias_info (void)
491 {
492   struct alias_info *ai;
493
494   ai = xcalloc (1, sizeof (struct alias_info));
495   ai->ssa_names_visited = sbitmap_alloc (num_ssa_names);
496   sbitmap_zero (ai->ssa_names_visited);
497   VARRAY_TREE_INIT (ai->processed_ptrs, 50, "processed_ptrs");
498   ai->addresses_needed = BITMAP_ALLOC (NULL);
499   VARRAY_UINT_INIT (ai->num_references, num_referenced_vars, "num_references");
500   ai->written_vars = BITMAP_ALLOC (NULL);
501   ai->dereferenced_ptrs_store = BITMAP_ALLOC (NULL);
502   ai->dereferenced_ptrs_load = BITMAP_ALLOC (NULL);
503
504   /* If aliases have been computed before, clear existing information.  */
505   if (aliases_computed_p)
506     {
507       unsigned i;
508   
509       /* Similarly, clear the set of addressable variables.  In this
510          case, we can just clear the set because addressability is
511          only computed here.  */
512       bitmap_clear (addressable_vars);
513
514       /* Clear flow-insensitive alias information from each symbol.  */
515       for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
516         {
517           tree var = referenced_var (i);
518           var_ann_t ann = var_ann (var);
519
520           ann->is_alias_tag = 0;
521           ann->may_aliases = NULL;
522
523           /* Since we are about to re-discover call-clobbered
524              variables, clear the call-clobbered flag.  Variables that
525              are intrinsically call-clobbered (globals, local statics,
526              etc) will not be marked by the aliasing code, so we can't
527              remove them from CALL_CLOBBERED_VARS.  
528
529              NB: STRUCT_FIELDS are still call clobbered if they are for
530              a global variable, so we *don't* clear their call clobberedness
531              just because they are tags, though we will clear it if they
532              aren't for global variables.  */
533           if (ann->mem_tag_kind == NAME_TAG 
534               || ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG 
535               || !is_global_var (var))
536             clear_call_clobbered (var);
537         }
538
539       /* Clear flow-sensitive points-to information from each SSA name.  */
540       for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
541         {
542           tree name = ssa_name (i);
543
544           if (!name || !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (name)))
545             continue;
546
547           if (SSA_NAME_PTR_INFO (name))
548             {
549               struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (name);
550
551               /* Clear all the flags but keep the name tag to
552                  avoid creating new temporaries unnecessarily.  If
553                  this pointer is found to point to a subset or
554                  superset of its former points-to set, then a new
555                  tag will need to be created in create_name_tags.  */
556               pi->pt_anything = 0;
557               pi->pt_malloc = 0;
558               pi->pt_null = 0;
559               pi->value_escapes_p = 0;
560               pi->is_dereferenced = 0;
561               if (pi->pt_vars)
562                 bitmap_clear (pi->pt_vars);
563             }
564         }
565     }
566
567   /* Next time, we will need to reset alias information.  */
568   aliases_computed_p = true;
569
570   return ai;
571 }
572
573
574 /* Deallocate memory used by alias analysis.  */
575
576 static void
577 delete_alias_info (struct alias_info *ai)
578 {
579   size_t i;
580
581   sbitmap_free (ai->ssa_names_visited);
582   ai->processed_ptrs = NULL;
583   BITMAP_FREE (ai->addresses_needed);
584
585   for (i = 0; i < ai->num_addressable_vars; i++)
586     {
587       sbitmap_free (ai->addressable_vars[i]->may_aliases);
588       free (ai->addressable_vars[i]);
589     }
590   free (ai->addressable_vars);
591
592   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
593     {
594       sbitmap_free (ai->pointers[i]->may_aliases);
595       free (ai->pointers[i]);
596     }
597   free (ai->pointers);
598
599   ai->num_references = NULL;
600   BITMAP_FREE (ai->written_vars);
601   BITMAP_FREE (ai->dereferenced_ptrs_store);
602   BITMAP_FREE (ai->dereferenced_ptrs_load);
603
604   free (ai);
605 }
606
607
608 /* Walk use-def chains for pointer PTR to determine what variables is PTR
609    pointing to.  */
610
611 static void
612 collect_points_to_info_for (struct alias_info *ai, tree ptr)
613 {
614   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)));
615
616   if (!TEST_BIT (ai->ssa_names_visited, SSA_NAME_VERSION (ptr)))
617     {
618       SET_BIT (ai->ssa_names_visited, SSA_NAME_VERSION (ptr));
619       walk_use_def_chains (ptr, collect_points_to_info_r, ai, true);
620       VARRAY_PUSH_TREE (ai->processed_ptrs, ptr);
621     }
622 }
623
624
625 /* Traverse use-def links for all the pointers in the program to collect
626    address escape and points-to information.
627    
628    This is loosely based on the same idea described in R. Hasti and S.
629    Horwitz, ``Using static single assignment form to improve
630    flow-insensitive pointer analysis,'' in SIGPLAN Conference on
631    Programming Language Design and Implementation, pp. 97-105, 1998.  */
632
633 static void
634 compute_points_to_and_addr_escape (struct alias_info *ai)
635 {
636   basic_block bb;
637   unsigned i;
638   tree op;
639   ssa_op_iter iter;
640
641   timevar_push (TV_TREE_PTA);
642
643   FOR_EACH_BB (bb)
644     {
645       block_stmt_iterator si;
646
647       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
648         {
649           bitmap addr_taken;
650           tree stmt = bsi_stmt (si);
651           bool stmt_escapes_p = is_escape_site (stmt, ai);
652           bitmap_iterator bi;
653
654           /* Mark all the variables whose address are taken by the
655              statement.  Note that this will miss all the addresses taken
656              in PHI nodes (those are discovered while following the use-def
657              chains).  */
658           addr_taken = addresses_taken (stmt);
659           if (addr_taken)
660             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (addr_taken, 0, i, bi)
661               {
662                 tree var = referenced_var (i);
663                 bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, var_ann (var)->uid);
664                 if (stmt_escapes_p)
665                   mark_call_clobbered (var);
666               }
667
668           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_USE)
669             {
670               var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (op));
671               struct ptr_info_def *pi;
672               bool is_store;
673               unsigned num_uses, num_derefs;
674
675               /* If the operand's variable may be aliased, keep track
676                  of how many times we've referenced it.  This is used
677                  for alias grouping in compute_flow_sensitive_aliasing.
678                  Note that we don't need to grow AI->NUM_REFERENCES
679                  because we are processing regular variables, not
680                  memory tags (the array's initial size is set to
681                  NUM_REFERENCED_VARS).  */
682               if (may_be_aliased (SSA_NAME_VAR (op)))
683                 (VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid))++;
684
685               if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
686                 continue;
687
688               collect_points_to_info_for (ai, op);
689
690               pi = SSA_NAME_PTR_INFO (op);
691               count_uses_and_derefs (op, stmt, &num_uses, &num_derefs,
692                                      &is_store);
693
694               if (num_derefs > 0)
695                 {
696                   /* Mark OP as dereferenced.  In a subsequent pass,
697                      dereferenced pointers that point to a set of
698                      variables will be assigned a name tag to alias
699                      all the variables OP points to.  */
700                   pi->is_dereferenced = 1;
701
702                   /* Keep track of how many time we've dereferenced each
703                      pointer.  Again, we don't need to grow
704                      AI->NUM_REFERENCES because we're processing
705                      existing program variables.  */
706                   (VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid))++;
707
708                   /* If this is a store operation, mark OP as being
709                      dereferenced to store, otherwise mark it as being
710                      dereferenced to load.  */
711                   if (is_store)
712                     bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid);
713                   else
714                     bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_load, v_ann->uid);
715                 }
716
717               if (stmt_escapes_p && num_derefs < num_uses)
718                 {
719                   /* If STMT is an escape point and STMT contains at
720                      least one direct use of OP, then the value of OP
721                      escapes and so the pointed-to variables need to
722                      be marked call-clobbered.  */
723                   pi->value_escapes_p = 1;
724
725                   /* If the statement makes a function call, assume
726                      that pointer OP will be dereferenced in a store
727                      operation inside the called function.  */
728                   if (get_call_expr_in (stmt))
729                     {
730                       bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid);
731                       pi->is_dereferenced = 1;
732                     }
733                 }
734             }
735
736           /* Update reference counter for definitions to any
737              potentially aliased variable.  This is used in the alias
738              grouping heuristics.  */
739           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
740             {
741               tree var = SSA_NAME_VAR (op);
742               var_ann_t ann = var_ann (var);
743               bitmap_set_bit (ai->written_vars, ann->uid);
744               if (may_be_aliased (var))
745                 (VARRAY_UINT (ai->num_references, ann->uid))++;
746
747               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
748                 collect_points_to_info_for (ai, op);
749             }
750
751           /* Mark variables in V_MAY_DEF operands as being written to.  */
752           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
753             {
754               tree var = DECL_P (op) ? op : SSA_NAME_VAR (op);
755               var_ann_t ann = var_ann (var);
756               bitmap_set_bit (ai->written_vars, ann->uid);
757             }
758             
759           /* After promoting variables and computing aliasing we will
760              need to re-scan most statements.  FIXME: Try to minimize the
761              number of statements re-scanned.  It's not really necessary to
762              re-scan *all* statements.  */
763           mark_stmt_modified (stmt);
764         }
765     }
766
767   timevar_pop (TV_TREE_PTA);
768 }
769
770
771 /* Create name tags for all the pointers that have been dereferenced.
772    We only create a name tag for a pointer P if P is found to point to
773    a set of variables (so that we can alias them to *P) or if it is
774    the result of a call to malloc (which means that P cannot point to
775    anything else nor alias any other variable).
776
777    If two pointers P and Q point to the same set of variables, they
778    are assigned the same name tag.  */
779
780 static void
781 create_name_tags (struct alias_info *ai)
782 {
783   size_t i;
784
785   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
786     {
787       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
788       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
789
790       if (pi->pt_anything || !pi->is_dereferenced)
791         {
792           /* No name tags for pointers that have not been
793              dereferenced or point to an arbitrary location.  */
794           pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
795           continue;
796         }
797
798       if (pi->pt_vars && !bitmap_empty_p (pi->pt_vars))
799         {
800           size_t j;
801           tree old_name_tag = pi->name_mem_tag;
802
803           /* If PTR points to a set of variables, check if we don't
804              have another pointer Q with the same points-to set before
805              creating a tag.  If so, use Q's tag instead of creating a
806              new one.
807
808              This is important for not creating unnecessary symbols
809              and also for copy propagation.  If we ever need to
810              propagate PTR into Q or vice-versa, we would run into
811              problems if they both had different name tags because
812              they would have different SSA version numbers (which
813              would force us to take the name tags in and out of SSA).  */
814           for (j = 0; j < i; j++)
815             {
816               tree q = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, j);
817               struct ptr_info_def *qi = SSA_NAME_PTR_INFO (q);
818
819               if (qi
820                   && qi->pt_vars
821                   && qi->name_mem_tag
822                   && bitmap_equal_p (pi->pt_vars, qi->pt_vars))
823                 {
824                   pi->name_mem_tag = qi->name_mem_tag;
825                   break;
826                 }
827             }
828
829           /* If we didn't find a pointer with the same points-to set
830              as PTR, create a new name tag if needed.  */
831           if (pi->name_mem_tag == NULL_TREE)
832             pi->name_mem_tag = get_nmt_for (ptr);
833
834           /* If the new name tag computed for PTR is different than
835              the old name tag that it used to have, then the old tag
836              needs to be removed from the IL, so we mark it for
837              renaming.  */
838           if (old_name_tag && old_name_tag != pi->name_mem_tag)
839             mark_sym_for_renaming (old_name_tag);
840         }
841       else if (pi->pt_malloc)
842         {
843           /* Otherwise, create a unique name tag for this pointer.  */
844           pi->name_mem_tag = get_nmt_for (ptr);
845         }
846       else
847         {
848           /* Only pointers that may point to malloc or other variables
849              may receive a name tag.  If the pointer does not point to
850              a known spot, we should use type tags.  */
851           set_pt_anything (ptr);
852           continue;
853         }
854
855       TREE_THIS_VOLATILE (pi->name_mem_tag)
856           |= TREE_THIS_VOLATILE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)));
857
858       /* Mark the new name tag for renaming.  */
859       mark_sym_for_renaming (pi->name_mem_tag);
860     }
861 }
862
863
864
865 /* For every pointer P_i in AI->PROCESSED_PTRS, create may-alias sets for
866    the name memory tag (NMT) associated with P_i.  If P_i escapes, then its
867    name tag and the variables it points-to are call-clobbered.  Finally, if
868    P_i escapes and we could not determine where it points to, then all the
869    variables in the same alias set as *P_i are marked call-clobbered.  This
870    is necessary because we must assume that P_i may take the address of any
871    variable in the same alias set.  */
872
873 static void
874 compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
875 {
876   size_t i;
877   
878   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
879     {
880       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
881       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
882       if (pi->pt_anything || pi->pt_vars == NULL)
883         {
884           find_what_p_points_to (ptr);
885         }
886     }
887   create_name_tags (ai);
888
889   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
890     {
891       unsigned j;
892       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
893       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
894       var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (ptr));
895       bitmap_iterator bi;
896
897       if (pi->value_escapes_p || pi->pt_anything)
898         {
899           /* If PTR escapes or may point to anything, then its associated
900              memory tags and pointed-to variables are call-clobbered.  */
901           if (pi->name_mem_tag)
902             mark_call_clobbered (pi->name_mem_tag);
903
904           if (v_ann->type_mem_tag)
905             mark_call_clobbered (v_ann->type_mem_tag);
906
907           if (pi->pt_vars)
908             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j, bi)
909               {
910                 mark_call_clobbered (referenced_var (j));
911               }
912         }
913
914       /* Set up aliasing information for PTR's name memory tag (if it has
915          one).  Note that only pointers that have been dereferenced will
916          have a name memory tag.  */
917       if (pi->name_mem_tag && pi->pt_vars)
918         EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j, bi)
919           {
920             add_may_alias (pi->name_mem_tag, referenced_var (j));
921             add_may_alias (v_ann->type_mem_tag, referenced_var (j));
922           }
923
924       /* If the name tag is call clobbered, so is the type tag
925          associated with the base VAR_DECL.  */
926       if (pi->name_mem_tag
927           && v_ann->type_mem_tag
928           && is_call_clobbered (pi->name_mem_tag))
929         mark_call_clobbered (v_ann->type_mem_tag);
930     }
931 }
932
933
934 /* Compute type-based alias sets.  Traverse all the pointers and
935    addressable variables found in setup_pointers_and_addressables.
936    
937    For every pointer P in AI->POINTERS and addressable variable V in
938    AI->ADDRESSABLE_VARS, add V to the may-alias sets of P's type
939    memory tag (TMT) if their alias sets conflict.  V is then marked as
940    an alias tag so that the operand scanner knows that statements
941    containing V have aliased operands.  */
942
943 static void
944 compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
945 {
946   size_t i;
947
948   /* Initialize counter for the total number of virtual operands that
949      aliasing will introduce.  When AI->TOTAL_ALIAS_VOPS goes beyond the
950      threshold set by --params max-alias-vops, we enable alias
951      grouping.  */
952   ai->total_alias_vops = 0;
953
954   /* For every pointer P, determine which addressable variables may alias
955      with P's type memory tag.  */
956   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
957     {
958       size_t j;
959       struct alias_map_d *p_map = ai->pointers[i];
960       tree tag = var_ann (p_map->var)->type_mem_tag;
961       var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
962
963       p_map->total_alias_vops = 0;
964       p_map->may_aliases = sbitmap_alloc (num_referenced_vars);
965       sbitmap_zero (p_map->may_aliases);
966
967       for (j = 0; j < ai->num_addressable_vars; j++)
968         {
969           struct alias_map_d *v_map;
970           var_ann_t v_ann;
971           tree var;
972           bool tag_stored_p, var_stored_p;
973           
974           v_map = ai->addressable_vars[j];
975           var = v_map->var;
976           v_ann = var_ann (var);
977
978           /* Skip memory tags and variables that have never been
979              written to.  We also need to check if the variables are
980              call-clobbered because they may be overwritten by
981              function calls.
982
983              Note this is effectively random accessing elements in
984              the sparse bitset, which can be highly inefficient.
985              So we first check the call_clobbered status of the
986              tag and variable before querying the bitmap.  */
987           tag_stored_p = is_call_clobbered (tag)
988                          || bitmap_bit_p (ai->written_vars, tag_ann->uid);
989           var_stored_p = is_call_clobbered (var)
990                          || bitmap_bit_p (ai->written_vars, v_ann->uid);
991           if (!tag_stored_p && !var_stored_p)
992             continue;
993
994           if (may_alias_p (p_map->var, p_map->set, var, v_map->set))
995             {
996               subvar_t svars;
997               size_t num_tag_refs, num_var_refs;
998
999               num_tag_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, tag_ann->uid);
1000               num_var_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid);
1001
1002               /* Add VAR to TAG's may-aliases set.  */
1003
1004               /* If this is an aggregate, we may have subvariables for it
1005                  that need to be pointed to.  */
1006               if (var_can_have_subvars (var)
1007                   && (svars = get_subvars_for_var (var)))
1008                 {
1009                   subvar_t sv;
1010
1011                   for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
1012                     {
1013                       add_may_alias (tag, sv->var);
1014                       /* Update the bitmap used to represent TAG's alias set
1015                          in case we need to group aliases.  */
1016                       SET_BIT (p_map->may_aliases, var_ann (sv->var)->uid);
1017                     }
1018                 }
1019               else
1020                 {
1021                   add_may_alias (tag, var);
1022                   /* Update the bitmap used to represent TAG's alias set
1023                      in case we need to group aliases.  */
1024                   SET_BIT (p_map->may_aliases, var_ann (var)->uid);
1025                 }
1026
1027               /* Update the total number of virtual operands due to
1028                  aliasing.  Since we are adding one more alias to TAG's
1029                  may-aliases set, the total number of virtual operands due
1030                  to aliasing will be increased by the number of references
1031                  made to VAR and TAG (every reference to TAG will also
1032                  count as a reference to VAR).  */
1033               ai->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
1034               p_map->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
1035
1036
1037             }
1038         }
1039     }
1040
1041   /* Since this analysis is based exclusively on symbols, it fails to
1042      handle cases where two pointers P and Q have different memory
1043      tags with conflicting alias set numbers but no aliased symbols in
1044      common.
1045
1046      For example, suppose that we have two memory tags TMT.1 and TMT.2
1047      such that
1048      
1049                 may-aliases (TMT.1) = { a }
1050                 may-aliases (TMT.2) = { b }
1051
1052      and the alias set number of TMT.1 conflicts with that of TMT.2.
1053      Since they don't have symbols in common, loads and stores from
1054      TMT.1 and TMT.2 will seem independent of each other, which will
1055      lead to the optimizers making invalid transformations (see
1056      testsuite/gcc.c-torture/execute/pr15262-[12].c).
1057
1058      To avoid this problem, we do a final traversal of AI->POINTERS
1059      looking for pairs of pointers that have no aliased symbols in
1060      common and yet have conflicting alias set numbers.  */
1061   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1062     {
1063       size_t j;
1064       struct alias_map_d *p_map1 = ai->pointers[i];
1065       tree tag1 = var_ann (p_map1->var)->type_mem_tag;
1066       sbitmap may_aliases1 = p_map1->may_aliases;
1067
1068       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
1069         {
1070           struct alias_map_d *p_map2 = ai->pointers[j];
1071           tree tag2 = var_ann (p_map2->var)->type_mem_tag;
1072           sbitmap may_aliases2 = p_map2->may_aliases;
1073
1074           /* If the pointers may not point to each other, do nothing.  */
1075           if (!may_alias_p (p_map1->var, p_map1->set, tag2, p_map2->set))
1076             continue;
1077
1078           /* The two pointers may alias each other.  If they already have
1079              symbols in common, do nothing.  */
1080           if (sbitmap_any_common_bits (may_aliases1, may_aliases2))
1081             continue;
1082
1083           if (sbitmap_first_set_bit (may_aliases2) >= 0)
1084             {
1085               unsigned int k;
1086               sbitmap_iterator sbi;
1087
1088               /* Add all the aliases for TAG2 into TAG1's alias set.
1089                  FIXME, update grouping heuristic counters.  */
1090               EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (may_aliases2, 0, k, sbi)
1091                 add_may_alias (tag1, referenced_var (k));
1092               sbitmap_a_or_b (may_aliases1, may_aliases1, may_aliases2);
1093             }
1094           else
1095             {
1096               /* Since TAG2 does not have any aliases of its own, add
1097                  TAG2 itself to the alias set of TAG1.  */
1098               add_may_alias (tag1, tag2);
1099               SET_BIT (may_aliases1, var_ann (tag2)->uid);
1100             }
1101         }
1102     }
1103
1104   if (dump_file)
1105     fprintf (dump_file, "%s: Total number of aliased vops: %ld\n",
1106              get_name (current_function_decl),
1107              ai->total_alias_vops);
1108
1109   /* Determine if we need to enable alias grouping.  */
1110   if (ai->total_alias_vops >= MAX_ALIASED_VOPS)
1111     group_aliases (ai);
1112 }
1113
1114
1115 /* Comparison function for qsort used in group_aliases.  */
1116
1117 static int
1118 total_alias_vops_cmp (const void *p, const void *q)
1119 {
1120   const struct alias_map_d **p1 = (const struct alias_map_d **)p;
1121   const struct alias_map_d **p2 = (const struct alias_map_d **)q;
1122   long n1 = (*p1)->total_alias_vops;
1123   long n2 = (*p2)->total_alias_vops;
1124
1125   /* We want to sort in descending order.  */
1126   return (n1 > n2 ? -1 : (n1 == n2) ? 0 : 1);
1127 }
1128
1129 /* Group all the aliases for TAG to make TAG represent all the
1130    variables in its alias set.  Update the total number
1131    of virtual operands due to aliasing (AI->TOTAL_ALIAS_VOPS).  This
1132    function will make TAG be the unique alias tag for all the
1133    variables in its may-aliases.  So, given:
1134
1135         may-aliases(TAG) = { V1, V2, V3 }
1136
1137    This function will group the variables into:
1138
1139         may-aliases(V1) = { TAG }
1140         may-aliases(V2) = { TAG }
1141         may-aliases(V2) = { TAG }  */
1142
1143 static void
1144 group_aliases_into (tree tag, sbitmap tag_aliases, struct alias_info *ai)
1145 {
1146   unsigned int i;
1147   var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
1148   size_t num_tag_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, tag_ann->uid);
1149   sbitmap_iterator sbi;
1150
1151   EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (tag_aliases, 0, i, sbi)
1152     {
1153       tree var = referenced_var (i);
1154       var_ann_t ann = var_ann (var);
1155
1156       /* Make TAG the unique alias of VAR.  */
1157       ann->is_alias_tag = 0;
1158       ann->may_aliases = NULL;
1159
1160       /* Note that VAR and TAG may be the same if the function has no
1161          addressable variables (see the discussion at the end of
1162          setup_pointers_and_addressables).  */
1163       if (var != tag)
1164         add_may_alias (var, tag);
1165
1166       /* Reduce total number of virtual operands contributed
1167          by TAG on behalf of VAR.  Notice that the references to VAR
1168          itself won't be removed.  We will merely replace them with
1169          references to TAG.  */
1170       ai->total_alias_vops -= num_tag_refs;
1171     }
1172
1173   /* We have reduced the number of virtual operands that TAG makes on
1174      behalf of all the variables formerly aliased with it.  However,
1175      we have also "removed" all the virtual operands for TAG itself,
1176      so we add them back.  */
1177   ai->total_alias_vops += num_tag_refs;
1178
1179   /* TAG no longer has any aliases.  */
1180   tag_ann->may_aliases = NULL;
1181 }
1182
1183
1184 /* Group may-aliases sets to reduce the number of virtual operands due
1185    to aliasing.
1186
1187      1- Sort the list of pointers in decreasing number of contributed
1188         virtual operands.
1189
1190      2- Take the first entry in AI->POINTERS and revert the role of
1191         the memory tag and its aliases.  Usually, whenever an aliased
1192         variable Vi is found to alias with a memory tag T, we add Vi
1193         to the may-aliases set for T.  Meaning that after alias
1194         analysis, we will have:
1195
1196                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3, ..., Vn }
1197
1198         This means that every statement that references T, will get 'n'
1199         virtual operands for each of the Vi tags.  But, when alias
1200         grouping is enabled, we make T an alias tag and add it to the
1201         alias set of all the Vi variables:
1202
1203                 may-aliases(V1) = { T }
1204                 may-aliases(V2) = { T }
1205                 ...
1206                 may-aliases(Vn) = { T }
1207
1208         This has two effects: (a) statements referencing T will only get
1209         a single virtual operand, and, (b) all the variables Vi will now
1210         appear to alias each other.  So, we lose alias precision to
1211         improve compile time.  But, in theory, a program with such a high
1212         level of aliasing should not be very optimizable in the first
1213         place.
1214
1215      3- Since variables may be in the alias set of more than one
1216         memory tag, the grouping done in step (2) needs to be extended
1217         to all the memory tags that have a non-empty intersection with
1218         the may-aliases set of tag T.  For instance, if we originally
1219         had these may-aliases sets:
1220
1221                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3 }
1222                 may-aliases(R) = { V2, V4 }
1223
1224         In step (2) we would have reverted the aliases for T as:
1225
1226                 may-aliases(V1) = { T }
1227                 may-aliases(V2) = { T }
1228                 may-aliases(V3) = { T }
1229
1230         But note that now V2 is no longer aliased with R.  We could
1231         add R to may-aliases(V2), but we are in the process of
1232         grouping aliases to reduce virtual operands so what we do is
1233         add V4 to the grouping to obtain:
1234
1235                 may-aliases(V1) = { T }
1236                 may-aliases(V2) = { T }
1237                 may-aliases(V3) = { T }
1238                 may-aliases(V4) = { T }
1239
1240      4- If the total number of virtual operands due to aliasing is
1241         still above the threshold set by max-alias-vops, go back to (2).  */
1242
1243 static void
1244 group_aliases (struct alias_info *ai)
1245 {
1246   size_t i;
1247
1248   /* Sort the POINTERS array in descending order of contributed
1249      virtual operands.  */
1250   qsort (ai->pointers, ai->num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *),
1251          total_alias_vops_cmp);
1252
1253   /* For every pointer in AI->POINTERS, reverse the roles of its tag
1254      and the tag's may-aliases set.  */
1255   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1256     {
1257       size_t j;
1258       tree tag1 = var_ann (ai->pointers[i]->var)->type_mem_tag;
1259       sbitmap tag1_aliases = ai->pointers[i]->may_aliases;
1260
1261       /* Skip tags that have been grouped already.  */
1262       if (ai->pointers[i]->grouped_p)
1263         continue;
1264
1265       /* See if TAG1 had any aliases in common with other type tags.
1266          If we find a TAG2 with common aliases with TAG1, add TAG2's
1267          aliases into TAG1.  */
1268       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
1269         {
1270           sbitmap tag2_aliases = ai->pointers[j]->may_aliases;
1271
1272           if (sbitmap_any_common_bits (tag1_aliases, tag2_aliases))
1273             {
1274               tree tag2 = var_ann (ai->pointers[j]->var)->type_mem_tag;
1275
1276               sbitmap_a_or_b (tag1_aliases, tag1_aliases, tag2_aliases);
1277
1278               /* TAG2 does not need its aliases anymore.  */
1279               sbitmap_zero (tag2_aliases);
1280               var_ann (tag2)->may_aliases = NULL;
1281
1282               /* TAG1 is the unique alias of TAG2.  */
1283               add_may_alias (tag2, tag1);
1284
1285               ai->pointers[j]->grouped_p = true;
1286             }
1287         }
1288
1289       /* Now group all the aliases we collected into TAG1.  */
1290       group_aliases_into (tag1, tag1_aliases, ai);
1291
1292       /* If we've reduced total number of virtual operands below the
1293          threshold, stop.  */
1294       if (ai->total_alias_vops < MAX_ALIASED_VOPS)
1295         break;
1296     }
1297
1298   /* Finally, all the variables that have been grouped cannot be in
1299      the may-alias set of name memory tags.  Suppose that we have
1300      grouped the aliases in this code so that may-aliases(a) = TMT.20
1301
1302         p_5 = &a;
1303         ...
1304         # a_9 = V_MAY_DEF <a_8>
1305         p_5->field = 0
1306         ... Several modifications to TMT.20 ... 
1307         # VUSE <a_9>
1308         x_30 = p_5->field
1309
1310      Since p_5 points to 'a', the optimizers will try to propagate 0
1311      into p_5->field, but that is wrong because there have been
1312      modifications to 'TMT.20' in between.  To prevent this we have to
1313      replace 'a' with 'TMT.20' in the name tag of p_5.  */
1314   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
1315     {
1316       size_t j;
1317       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
1318       tree name_tag = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr)->name_mem_tag;
1319       varray_type aliases;
1320       
1321       if (name_tag == NULL_TREE)
1322         continue;
1323
1324       aliases = var_ann (name_tag)->may_aliases;
1325       for (j = 0; aliases && j < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); j++)
1326         {
1327           tree alias = VARRAY_TREE (aliases, j);
1328           var_ann_t ann = var_ann (alias);
1329
1330           if ((ann->mem_tag_kind == NOT_A_TAG 
1331                || ann->mem_tag_kind == STRUCT_FIELD)
1332               && ann->may_aliases)
1333             {
1334               tree new_alias;
1335
1336               gcc_assert (VARRAY_ACTIVE_SIZE (ann->may_aliases) == 1);
1337
1338               new_alias = VARRAY_TREE (ann->may_aliases, 0);
1339               replace_may_alias (name_tag, j, new_alias);
1340             }
1341         }
1342     }
1343
1344   if (dump_file)
1345     fprintf (dump_file,
1346              "%s: Total number of aliased vops after grouping: %ld%s\n",
1347              get_name (current_function_decl),
1348              ai->total_alias_vops,
1349              (ai->total_alias_vops < 0) ? " (negative values are OK)" : "");
1350 }
1351
1352
1353 /* Create a new alias set entry for VAR in AI->ADDRESSABLE_VARS.  */
1354
1355 static void
1356 create_alias_map_for (tree var, struct alias_info *ai)
1357 {
1358   struct alias_map_d *alias_map;
1359   alias_map = xcalloc (1, sizeof (*alias_map));
1360   alias_map->var = var;
1361   alias_map->set = get_alias_set (var);
1362   ai->addressable_vars[ai->num_addressable_vars++] = alias_map;
1363 }
1364
1365
1366 /* Create memory tags for all the dereferenced pointers and build the
1367    ADDRESSABLE_VARS and POINTERS arrays used for building the may-alias
1368    sets.  Based on the address escape and points-to information collected
1369    earlier, this pass will also clear the TREE_ADDRESSABLE flag from those
1370    variables whose address is not needed anymore.  */
1371
1372 static void
1373 setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *ai)
1374 {
1375   size_t i, n_vars, num_addressable_vars, num_pointers;
1376
1377   /* Size up the arrays ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  */
1378   num_addressable_vars = num_pointers = 0;
1379   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
1380     {
1381       tree var = referenced_var (i);
1382
1383       if (may_be_aliased (var))
1384         num_addressable_vars++;
1385
1386       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1387         {
1388           /* Since we don't keep track of volatile variables, assume that
1389              these pointers are used in indirect store operations.  */
1390           if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
1391             bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, var_ann (var)->uid);
1392
1393           num_pointers++;
1394         }
1395     }
1396
1397   /* Create ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  Note that these arrays are
1398      always going to be slightly bigger than we actually need them
1399      because some TREE_ADDRESSABLE variables will be marked
1400      non-addressable below and only pointers with unique type tags are
1401      going to be added to POINTERS.  */
1402   ai->addressable_vars = xcalloc (num_addressable_vars,
1403                                   sizeof (struct alias_map_d *));
1404   ai->pointers = xcalloc (num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *));
1405   ai->num_addressable_vars = 0;
1406   ai->num_pointers = 0;
1407
1408   /* Since we will be creating type memory tags within this loop, cache the
1409      value of NUM_REFERENCED_VARS to avoid processing the additional tags
1410      unnecessarily.  */
1411   n_vars = num_referenced_vars;
1412
1413   for (i = 0; i < n_vars; i++)
1414     {
1415       tree var = referenced_var (i);
1416       var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1417       subvar_t svars;
1418
1419       /* Name memory tags already have flow-sensitive aliasing
1420          information, so they need not be processed by
1421          compute_flow_insensitive_aliasing.  Similarly, type memory
1422          tags are already accounted for when we process their
1423          associated pointer. 
1424       
1425          Structure fields, on the other hand, have to have some of this
1426          information processed for them, but it's pointless to mark them
1427          non-addressable (since they are fake variables anyway).  */
1428       if (v_ann->mem_tag_kind != NOT_A_TAG
1429           && v_ann->mem_tag_kind != STRUCT_FIELD) 
1430         continue;
1431
1432       /* Remove the ADDRESSABLE flag from every addressable variable whose
1433          address is not needed anymore.  This is caused by the propagation
1434          of ADDR_EXPR constants into INDIRECT_REF expressions and the
1435          removal of dead pointer assignments done by the early scalar
1436          cleanup passes.  */
1437       if (TREE_ADDRESSABLE (var) && v_ann->mem_tag_kind != STRUCT_FIELD)
1438         {
1439           if (!bitmap_bit_p (ai->addresses_needed, v_ann->uid)
1440               && TREE_CODE (var) != RESULT_DECL
1441               && !is_global_var (var))
1442             {
1443               bool okay_to_mark = true;
1444
1445               /* Since VAR is now a regular GIMPLE register, we will need
1446                  to rename VAR into SSA afterwards.  */
1447               mark_sym_for_renaming (var);
1448
1449               if (var_can_have_subvars (var)
1450                   && (svars = get_subvars_for_var (var)))
1451                 {
1452                   subvar_t sv;
1453
1454                   for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
1455                     {         
1456                       var_ann_t svann = var_ann (sv->var);
1457                       if (bitmap_bit_p (ai->addresses_needed, svann->uid))
1458                         okay_to_mark = false;
1459                       mark_sym_for_renaming (sv->var);
1460                     }
1461                 }
1462
1463               /* The address of VAR is not needed, remove the
1464                  addressable bit, so that it can be optimized as a
1465                  regular variable.  */
1466               if (okay_to_mark)
1467                 mark_non_addressable (var);
1468             }
1469           else
1470             {
1471               /* Add the variable to the set of addressables.  Mostly
1472                  used when scanning operands for ASM_EXPRs that
1473                  clobber memory.  In those cases, we need to clobber
1474                  all call-clobbered variables and all addressables.  */
1475               bitmap_set_bit (addressable_vars, v_ann->uid);
1476               if (var_can_have_subvars (var)
1477                   && (svars = get_subvars_for_var (var)))
1478                 {
1479                   subvar_t sv;
1480                   for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
1481                     bitmap_set_bit (addressable_vars, var_ann (sv->var)->uid);
1482                 }
1483
1484             }
1485         }
1486
1487       /* Global variables and addressable locals may be aliased.  Create an
1488          entry in ADDRESSABLE_VARS for VAR.  */
1489       if (may_be_aliased (var))
1490         {
1491           create_alias_map_for (var, ai);
1492           mark_sym_for_renaming (var);
1493         }
1494
1495       /* Add pointer variables that have been dereferenced to the POINTERS
1496          array and create a type memory tag for them.  */
1497       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1498         {
1499           if ((bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid)
1500                 || bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_load, v_ann->uid)))
1501             {
1502               tree tag;
1503               var_ann_t t_ann;
1504
1505               /* If pointer VAR still doesn't have a memory tag
1506                  associated with it, create it now or re-use an
1507                  existing one.  */
1508               tag = get_tmt_for (var, ai);
1509               t_ann = var_ann (tag);
1510
1511               /* The type tag will need to be renamed into SSA
1512                  afterwards. Note that we cannot do this inside
1513                  get_tmt_for because aliasing may run multiple times
1514                  and we only create type tags the first time.  */
1515               mark_sym_for_renaming (tag);
1516
1517               /* Similarly, if pointer VAR used to have another type
1518                  tag, we will need to process it in the renamer to
1519                  remove the stale virtual operands.  */
1520               if (v_ann->type_mem_tag)
1521                 mark_sym_for_renaming (v_ann->type_mem_tag);
1522
1523               /* Associate the tag with pointer VAR.  */
1524               v_ann->type_mem_tag = tag;
1525
1526               /* If pointer VAR has been used in a store operation,
1527                  then its memory tag must be marked as written-to.  */
1528               if (bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid))
1529                 bitmap_set_bit (ai->written_vars, t_ann->uid);
1530
1531               /* If pointer VAR is a global variable or a PARM_DECL,
1532                  then its memory tag should be considered a global
1533                  variable.  */
1534               if (TREE_CODE (var) == PARM_DECL || is_global_var (var))
1535                 mark_call_clobbered (tag);
1536
1537               /* All the dereferences of pointer VAR count as
1538                  references of TAG.  Since TAG can be associated with
1539                  several pointers, add the dereferences of VAR to the
1540                  TAG.  We may need to grow AI->NUM_REFERENCES because
1541                  we have been adding name and type tags.  */
1542               if (t_ann->uid >= VARRAY_SIZE (ai->num_references))
1543                 VARRAY_GROW (ai->num_references, t_ann->uid + 10);
1544
1545               VARRAY_UINT (ai->num_references, t_ann->uid)
1546                 += VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid);
1547             }
1548           else
1549             {
1550               /* The pointer has not been dereferenced.  If it had a
1551                  type memory tag, remove it and mark the old tag for
1552                  renaming to remove it out of the IL.  */
1553               var_ann_t ann = var_ann (var);
1554               tree tag = ann->type_mem_tag;
1555               if (tag)
1556                 {
1557                   mark_sym_for_renaming (tag);
1558                   ann->type_mem_tag = NULL_TREE;
1559                 }
1560             }
1561         }
1562     }
1563 }
1564
1565
1566 /* Determine whether to use .GLOBAL_VAR to model call clobbering semantics. At
1567    every call site, we need to emit V_MAY_DEF expressions to represent the
1568    clobbering effects of the call for variables whose address escapes the
1569    current function.
1570
1571    One approach is to group all call-clobbered variables into a single
1572    representative that is used as an alias of every call-clobbered variable
1573    (.GLOBAL_VAR).  This works well, but it ties the optimizer hands because
1574    references to any call clobbered variable is a reference to .GLOBAL_VAR.
1575
1576    The second approach is to emit a clobbering V_MAY_DEF for every 
1577    call-clobbered variable at call sites.  This is the preferred way in terms 
1578    of optimization opportunities but it may create too many V_MAY_DEF operands
1579    if there are many call clobbered variables and function calls in the 
1580    function.
1581
1582    To decide whether or not to use .GLOBAL_VAR we multiply the number of
1583    function calls found by the number of call-clobbered variables.  If that
1584    product is beyond a certain threshold, as determined by the parameterized
1585    values shown below, we use .GLOBAL_VAR.
1586
1587    FIXME.  This heuristic should be improved.  One idea is to use several
1588    .GLOBAL_VARs of different types instead of a single one.  The thresholds
1589    have been derived from a typical bootstrap cycle, including all target
1590    libraries. Compile times were found increase by ~1% compared to using
1591    .GLOBAL_VAR.  */
1592
1593 static void
1594 maybe_create_global_var (struct alias_info *ai)
1595 {
1596   unsigned i, n_clobbered;
1597   bitmap_iterator bi;
1598   
1599   /* No need to create it, if we have one already.  */
1600   if (global_var == NULL_TREE)
1601     {
1602       /* Count all the call-clobbered variables.  */
1603       n_clobbered = 0;
1604       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
1605         {
1606           n_clobbered++;
1607         }
1608
1609       /* If the number of virtual operands that would be needed to
1610          model all the call-clobbered variables is larger than
1611          GLOBAL_VAR_THRESHOLD, create .GLOBAL_VAR.
1612
1613          Also create .GLOBAL_VAR if there are no call-clobbered
1614          variables and the program contains a mixture of pure/const
1615          and regular function calls.  This is to avoid the problem
1616          described in PR 20115:
1617
1618               int X;
1619               int func_pure (void) { return X; }
1620               int func_non_pure (int a) { X += a; }
1621               int foo ()
1622               {
1623                 int a = func_pure ();
1624                 func_non_pure (a);
1625                 a = func_pure ();
1626                 return a;
1627               }
1628
1629          Since foo() has no call-clobbered variables, there is
1630          no relationship between the calls to func_pure and
1631          func_non_pure.  Since func_pure has no side-effects, value
1632          numbering optimizations elide the second call to func_pure.
1633          So, if we have some pure/const and some regular calls in the
1634          program we create .GLOBAL_VAR to avoid missing these
1635          relations.  */
1636       if (ai->num_calls_found * n_clobbered >= (size_t) GLOBAL_VAR_THRESHOLD
1637           || (n_clobbered == 0
1638               && ai->num_calls_found > 0
1639               && ai->num_pure_const_calls_found > 0
1640               && ai->num_calls_found > ai->num_pure_const_calls_found))
1641         create_global_var ();
1642     }
1643
1644   /* Mark all call-clobbered symbols for renaming.  Since the initial
1645      rewrite into SSA ignored all call sites, we may need to rename
1646      .GLOBAL_VAR and the call-clobbered variables.  */
1647   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
1648     {
1649       tree var = referenced_var (i);
1650
1651       /* If the function has calls to clobbering functions and
1652          .GLOBAL_VAR has been created, make it an alias for all
1653          call-clobbered variables.  */
1654       if (global_var && var != global_var)
1655         {
1656           subvar_t svars;
1657           add_may_alias (var, global_var);
1658           if (var_can_have_subvars (var)
1659               && (svars = get_subvars_for_var (var)))
1660             {
1661               subvar_t sv;
1662               for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
1663                 mark_sym_for_renaming (sv->var);
1664             }
1665         }
1666       
1667       mark_sym_for_renaming (var);
1668     }
1669 }
1670
1671
1672 /* Return TRUE if pointer PTR may point to variable VAR.
1673    
1674    MEM_ALIAS_SET is the alias set for the memory location pointed-to by PTR
1675         This is needed because when checking for type conflicts we are
1676         interested in the alias set of the memory location pointed-to by
1677         PTR.  The alias set of PTR itself is irrelevant.
1678    
1679    VAR_ALIAS_SET is the alias set for VAR.  */
1680
1681 static bool
1682 may_alias_p (tree ptr, HOST_WIDE_INT mem_alias_set,
1683              tree var, HOST_WIDE_INT var_alias_set)
1684 {
1685   tree mem;
1686   var_ann_t m_ann;
1687
1688   alias_stats.alias_queries++;
1689   alias_stats.simple_queries++;
1690
1691   /* By convention, a variable cannot alias itself.  */
1692   mem = var_ann (ptr)->type_mem_tag;
1693   if (mem == var)
1694     {
1695       alias_stats.alias_noalias++;
1696       alias_stats.simple_resolved++;
1697       return false;
1698     }
1699   
1700   /* If -fargument-noalias-global is >1, pointer arguments may
1701      not point to global variables.  */
1702   if (flag_argument_noalias > 1 && is_global_var (var)
1703       && TREE_CODE (ptr) == PARM_DECL)
1704     {
1705       alias_stats.alias_noalias++;
1706       alias_stats.simple_resolved++;
1707       return false;
1708     }
1709
1710   /* If either MEM or VAR is a read-only global and the other one
1711      isn't, then PTR cannot point to VAR.  */
1712   if ((unmodifiable_var_p (mem) && !unmodifiable_var_p (var))
1713       || (unmodifiable_var_p (var) && !unmodifiable_var_p (mem)))
1714     {
1715       alias_stats.alias_noalias++;
1716       alias_stats.simple_resolved++;
1717       return false;
1718     }
1719
1720   m_ann = var_ann (mem);
1721
1722   gcc_assert (m_ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG);
1723
1724   alias_stats.tbaa_queries++;
1725
1726   /* If VAR is a pointer with the same alias set as PTR, then dereferencing
1727      PTR can't possibly affect VAR.  Note, that we are specifically testing
1728      for PTR's alias set here, not its pointed-to type.  We also can't
1729      do this check with relaxed aliasing enabled.  */
1730   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var))
1731       && var_alias_set != 0
1732       && mem_alias_set != 0)
1733     {
1734       HOST_WIDE_INT ptr_alias_set = get_alias_set (ptr);
1735       if (ptr_alias_set == var_alias_set)
1736         {
1737           alias_stats.alias_noalias++;
1738           alias_stats.tbaa_resolved++;
1739           return false;
1740         }
1741     }
1742
1743   /* If the alias sets don't conflict then MEM cannot alias VAR.  */
1744   if (!alias_sets_conflict_p (mem_alias_set, var_alias_set))
1745     {
1746       alias_stats.alias_noalias++;
1747       alias_stats.tbaa_resolved++;
1748       return false;
1749     }
1750   alias_stats.alias_mayalias++;
1751   return true;
1752 }
1753
1754
1755 /* Add ALIAS to the set of variables that may alias VAR.  */
1756
1757 static void
1758 add_may_alias (tree var, tree alias)
1759 {
1760   size_t i;
1761   var_ann_t v_ann = get_var_ann (var);
1762   var_ann_t a_ann = get_var_ann (alias);
1763
1764   gcc_assert (var != alias);
1765
1766   if (v_ann->may_aliases == NULL)
1767     VARRAY_TREE_INIT (v_ann->may_aliases, 2, "aliases");
1768
1769   /* Avoid adding duplicates.  */
1770   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (v_ann->may_aliases); i++)
1771     if (alias == VARRAY_TREE (v_ann->may_aliases, i))
1772       return;
1773
1774   /* If VAR is a call-clobbered variable, so is its new ALIAS.
1775      FIXME, call-clobbering should only depend on whether an address
1776      escapes.  It should be independent of aliasing.  */
1777   if (is_call_clobbered (var))
1778     mark_call_clobbered (alias);
1779
1780   /* Likewise.  If ALIAS is call-clobbered, so is VAR.  */
1781   else if (is_call_clobbered (alias))
1782     mark_call_clobbered (var);
1783
1784   VARRAY_PUSH_TREE (v_ann->may_aliases, alias);
1785   a_ann->is_alias_tag = 1;
1786 }
1787
1788
1789 /* Replace alias I in the alias sets of VAR with NEW_ALIAS.  */
1790
1791 static void
1792 replace_may_alias (tree var, size_t i, tree new_alias)
1793 {
1794   var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1795   VARRAY_TREE (v_ann->may_aliases, i) = new_alias;
1796
1797   /* If VAR is a call-clobbered variable, so is NEW_ALIAS.
1798      FIXME, call-clobbering should only depend on whether an address
1799      escapes.  It should be independent of aliasing.  */
1800   if (is_call_clobbered (var))
1801     mark_call_clobbered (new_alias);
1802
1803   /* Likewise.  If NEW_ALIAS is call-clobbered, so is VAR.  */
1804   else if (is_call_clobbered (new_alias))
1805     mark_call_clobbered (var);
1806 }
1807
1808
1809 /* Mark pointer PTR as pointing to an arbitrary memory location.  */
1810
1811 static void
1812 set_pt_anything (tree ptr)
1813 {
1814   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
1815
1816   pi->pt_anything = 1;
1817   pi->pt_malloc = 0;
1818
1819   /* The pointer used to have a name tag, but we now found it pointing
1820      to an arbitrary location.  The name tag needs to be renamed and
1821      disassociated from PTR.  */
1822   if (pi->name_mem_tag)
1823     {
1824       mark_sym_for_renaming (pi->name_mem_tag);
1825       pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
1826     }
1827 }
1828
1829
1830 /* Mark pointer PTR as pointing to a malloc'd memory area.  */
1831
1832 static void
1833 set_pt_malloc (tree ptr)
1834 {
1835   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
1836
1837   /* If the pointer has already been found to point to arbitrary
1838      memory locations, it is unsafe to mark it as pointing to malloc.  */
1839   if (pi->pt_anything)
1840     return;
1841
1842   pi->pt_malloc = 1;
1843 }
1844
1845
1846 /* Given two different pointers DEST and ORIG.  Merge the points-to
1847    information in ORIG into DEST.  AI contains all the alias
1848    information collected up to this point.  */
1849
1850 static void
1851 merge_pointed_to_info (struct alias_info *ai, tree dest, tree orig)
1852 {
1853   struct ptr_info_def *dest_pi, *orig_pi;
1854
1855   gcc_assert (dest != orig);
1856
1857   /* Make sure we have points-to information for ORIG.  */
1858   collect_points_to_info_for (ai, orig);
1859
1860   dest_pi = get_ptr_info (dest);
1861   orig_pi = SSA_NAME_PTR_INFO (orig);
1862
1863   if (orig_pi)
1864     {
1865       gcc_assert (orig_pi != dest_pi);
1866
1867       /* Notice that we never merge PT_MALLOC.  This attribute is only
1868          true if the pointer is the result of a malloc() call.
1869          Otherwise, we can end up in this situation:
1870
1871          P_i = malloc ();
1872          ...
1873          P_j = P_i + X;
1874
1875          P_j would be marked as PT_MALLOC, however we currently do not
1876          handle cases of more than one pointer pointing to the same
1877          malloc'd area.
1878
1879          FIXME: If the merging comes from an expression that preserves
1880          the PT_MALLOC attribute (copy assignment, address
1881          arithmetic), we ought to merge PT_MALLOC, but then both
1882          pointers would end up getting different name tags because
1883          create_name_tags is not smart enough to determine that the
1884          two come from the same malloc call.  Copy propagation before
1885          aliasing should cure this.  */
1886       dest_pi->pt_malloc = 0;
1887       if (orig_pi->pt_malloc || orig_pi->pt_anything)
1888         set_pt_anything (dest);
1889
1890       dest_pi->pt_null |= orig_pi->pt_null;
1891
1892       if (!dest_pi->pt_anything
1893           && orig_pi->pt_vars
1894           && !bitmap_empty_p (orig_pi->pt_vars))
1895         {
1896           if (dest_pi->pt_vars == NULL)
1897             {
1898               dest_pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
1899               bitmap_copy (dest_pi->pt_vars, orig_pi->pt_vars);
1900             }
1901           else
1902             bitmap_ior_into (dest_pi->pt_vars, orig_pi->pt_vars);
1903         }
1904     }
1905   else
1906     set_pt_anything (dest);
1907 }
1908
1909
1910 /* Add EXPR to the list of expressions pointed-to by PTR.  */
1911
1912 static void
1913 add_pointed_to_expr (struct alias_info *ai, tree ptr, tree expr)
1914 {
1915   if (TREE_CODE (expr) == WITH_SIZE_EXPR)
1916     expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
1917
1918   get_ptr_info (ptr);
1919
1920   if (TREE_CODE (expr) == CALL_EXPR
1921       && (call_expr_flags (expr) & (ECF_MALLOC | ECF_MAY_BE_ALLOCA)))
1922     {
1923       /* If EXPR is a malloc-like call, then the area pointed to PTR
1924          is guaranteed to not alias with anything else.  */
1925       set_pt_malloc (ptr);
1926     }
1927   else if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
1928     {
1929       /* Found P_i = ADDR_EXPR  */
1930       add_pointed_to_var (ai, ptr, expr);
1931     }
1932   else if (TREE_CODE (expr) == SSA_NAME && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr)))
1933     {
1934       /* Found P_i = Q_j.  */
1935       merge_pointed_to_info (ai, ptr, expr);
1936     }
1937   else if (TREE_CODE (expr) == PLUS_EXPR || TREE_CODE (expr) == MINUS_EXPR)
1938     {
1939       /* Found P_i = PLUS_EXPR or P_i = MINUS_EXPR  */
1940       tree op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1941       tree op1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1942
1943       /* Both operands may be of pointer type.  FIXME: Shouldn't
1944          we just expect PTR + OFFSET always?  */
1945       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1946           && TREE_CODE (op0) != INTEGER_CST)
1947         {
1948           if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1949             merge_pointed_to_info (ai, ptr, op0);
1950           else if (TREE_CODE (op0) == ADDR_EXPR)
1951             add_pointed_to_var (ai, ptr, op0);
1952           else
1953             set_pt_anything (ptr);
1954         }
1955
1956       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1))
1957           && TREE_CODE (op1) != INTEGER_CST)
1958         {
1959           if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
1960             merge_pointed_to_info (ai, ptr, op1);
1961           else if (TREE_CODE (op1) == ADDR_EXPR)
1962             add_pointed_to_var (ai, ptr, op1);
1963           else
1964             set_pt_anything (ptr);
1965         }
1966
1967       /* Neither operand is a pointer?  VAR can be pointing anywhere.
1968          FIXME: Shouldn't we asserting here?  If we get here, we found
1969          PTR = INT_CST + INT_CST, which should not be a valid pointer
1970          expression.  */
1971       if (!(POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1972             && TREE_CODE (op0) != INTEGER_CST)
1973           && !(POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1))
1974                && TREE_CODE (op1) != INTEGER_CST))
1975         set_pt_anything (ptr);
1976     }
1977   else if (integer_zerop (expr))
1978     {
1979       /* EXPR is the NULL pointer.  Mark PTR as pointing to NULL.  */
1980       SSA_NAME_PTR_INFO (ptr)->pt_null = 1;
1981     }
1982   else
1983     {
1984       /* If we can't recognize the expression, assume that PTR may
1985          point anywhere.  */
1986       set_pt_anything (ptr);
1987     }
1988 }
1989
1990
1991 /* If VALUE is of the form &DECL, add DECL to the set of variables
1992    pointed-to by PTR.  Otherwise, add VALUE as a pointed-to expression by
1993    PTR.  AI points to the collected alias information.  */
1994
1995 static void
1996 add_pointed_to_var (struct alias_info *ai, tree ptr, tree value)
1997 {
1998   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
1999   tree pt_var = NULL_TREE;
2000   HOST_WIDE_INT offset, size;
2001   tree addrop;
2002   size_t uid;
2003   tree ref;
2004   subvar_t svars;
2005
2006   gcc_assert (TREE_CODE (value) == ADDR_EXPR);
2007
2008   addrop = TREE_OPERAND (value, 0);
2009   if (REFERENCE_CLASS_P (addrop))
2010     pt_var = get_base_address (addrop);
2011   else 
2012     pt_var = addrop;
2013
2014   /* If this is a component_ref, see if we can get a smaller number of
2015      variables to take the address of.  */
2016   if (TREE_CODE (addrop) == COMPONENT_REF
2017       && (ref = okay_component_ref_for_subvars (addrop, &offset ,&size)))
2018     {    
2019       subvar_t sv;
2020       svars = get_subvars_for_var (ref);
2021
2022       uid = var_ann (pt_var)->uid;
2023       
2024       if (pi->pt_vars == NULL)
2025         pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
2026        /* If the variable is a global, mark the pointer as pointing to
2027          global memory (which will make its tag a global variable).  */
2028       if (is_global_var (pt_var))
2029         pi->pt_global_mem = 1;     
2030
2031       for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
2032         {
2033           if (overlap_subvar (offset, size, sv, NULL))
2034             {
2035               bitmap_set_bit (pi->pt_vars, var_ann (sv->var)->uid);
2036               bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, var_ann (sv->var)->uid);
2037             }
2038         }
2039     }
2040   else if (pt_var && SSA_VAR_P (pt_var))
2041     {
2042     
2043       uid = var_ann (pt_var)->uid;
2044       
2045       if (pi->pt_vars == NULL)
2046         pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
2047
2048       /* If this is an aggregate, we may have subvariables for it that need
2049          to be pointed to.  */
2050       if (var_can_have_subvars (pt_var)
2051           && (svars = get_subvars_for_var (pt_var)))
2052         {
2053           subvar_t sv;
2054           for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
2055             {
2056               uid = var_ann (sv->var)->uid;
2057               bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, uid);             
2058               bitmap_set_bit (pi->pt_vars, uid);
2059             }
2060         }
2061       else      
2062         {
2063           bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, uid);
2064           bitmap_set_bit (pi->pt_vars, uid);      
2065         }
2066
2067       /* If the variable is a global, mark the pointer as pointing to
2068          global memory (which will make its tag a global variable).  */
2069       if (is_global_var (pt_var))
2070         pi->pt_global_mem = 1;
2071     }
2072 }
2073
2074
2075 /* Callback for walk_use_def_chains to gather points-to information from the
2076    SSA web.
2077    
2078    VAR is an SSA variable or a GIMPLE expression.
2079    
2080    STMT is the statement that generates the SSA variable or, if STMT is a
2081       PHI_NODE, VAR is one of the PHI arguments.
2082
2083    DATA is a pointer to a structure of type ALIAS_INFO.  */
2084
2085 static bool
2086 collect_points_to_info_r (tree var, tree stmt, void *data)
2087 {
2088   struct alias_info *ai = (struct alias_info *) data;
2089
2090   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2091     {
2092       fprintf (dump_file, "Visiting use-def links for ");
2093       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
2094       fprintf (dump_file, "\n");
2095     }
2096
2097   switch (TREE_CODE (stmt))
2098     {
2099     case RETURN_EXPR:
2100       gcc_assert (TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 0)) == MODIFY_EXPR);
2101       stmt = TREE_OPERAND (stmt, 0);
2102       /* FALLTHRU  */
2103
2104     case MODIFY_EXPR:
2105       {
2106         tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
2107         STRIP_NOPS (rhs);
2108         add_pointed_to_expr (ai, var, rhs);
2109         break;
2110       }
2111
2112     case ASM_EXPR:
2113       /* Pointers defined by __asm__ statements can point anywhere.  */
2114       set_pt_anything (var);
2115       break;
2116
2117     case NOP_EXPR:
2118       if (IS_EMPTY_STMT (stmt))
2119         {
2120           tree decl = SSA_NAME_VAR (var);
2121           
2122           if (TREE_CODE (decl) == PARM_DECL)
2123             add_pointed_to_expr (ai, var, decl);
2124           else if (DECL_INITIAL (decl))
2125             add_pointed_to_expr (ai, var, DECL_INITIAL (decl));
2126           else
2127             add_pointed_to_expr (ai, var, decl);
2128         }
2129       break;
2130
2131     case PHI_NODE:
2132       {
2133         /* It STMT is a PHI node, then VAR is one of its arguments.  The
2134            variable that we are analyzing is the LHS of the PHI node.  */
2135         tree lhs = PHI_RESULT (stmt);
2136
2137         switch (TREE_CODE (var))
2138           {
2139           case ADDR_EXPR:
2140             add_pointed_to_var (ai, lhs, var);
2141             break;
2142             
2143           case SSA_NAME:
2144             /* Avoid unnecessary merges.  */
2145             if (lhs != var)
2146               merge_pointed_to_info (ai, lhs, var);
2147             break;
2148             
2149           default:
2150             gcc_assert (is_gimple_min_invariant (var));
2151             add_pointed_to_expr (ai, lhs, var);
2152             break;
2153           }
2154         break;
2155       }
2156
2157     default:
2158       gcc_unreachable ();
2159     }
2160   
2161   return false;
2162 }
2163
2164
2165 /* Return true if STMT is an "escape" site from the current function.  Escape
2166    sites those statements which might expose the address of a variable
2167    outside the current function.  STMT is an escape site iff:
2168
2169         1- STMT is a function call, or
2170         2- STMT is an __asm__ expression, or
2171         3- STMT is an assignment to a non-local variable, or
2172         4- STMT is a return statement.
2173
2174    AI points to the alias information collected so far.  */
2175
2176 static bool
2177 is_escape_site (tree stmt, struct alias_info *ai)
2178 {
2179   tree call = get_call_expr_in (stmt);
2180   if (call != NULL_TREE)
2181     {
2182       ai->num_calls_found++;
2183
2184       if (!TREE_SIDE_EFFECTS (call))
2185         ai->num_pure_const_calls_found++;
2186
2187       return true;
2188     }
2189   else if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR)
2190     return true;
2191   else if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
2192     {
2193       tree lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
2194
2195       /* Get to the base of _REF nodes.  */
2196       if (TREE_CODE (lhs) != SSA_NAME)
2197         lhs = get_base_address (lhs);
2198
2199       /* If we couldn't recognize the LHS of the assignment, assume that it
2200          is a non-local store.  */
2201       if (lhs == NULL_TREE)
2202         return true;
2203
2204       /* If the RHS is a conversion between a pointer and an integer, the
2205          pointer escapes since we can't track the integer.  */
2206       if ((TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == NOP_EXPR
2207            || TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == CONVERT_EXPR
2208            || TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == VIEW_CONVERT_EXPR)
2209           && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND
2210                                         (TREE_OPERAND (stmt, 1), 0)))
2211           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (stmt, 1))))
2212         return true;
2213
2214       /* If the LHS is an SSA name, it can't possibly represent a non-local
2215          memory store.  */
2216       if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME)
2217         return false;
2218
2219       /* FIXME: LHS is not an SSA_NAME.  Even if it's an assignment to a
2220          local variables we cannot be sure if it will escape, because we
2221          don't have information about objects not in SSA form.  Need to
2222          implement something along the lines of
2223
2224          J.-D. Choi, M. Gupta, M. J. Serrano, V. C. Sreedhar, and S. P.
2225          Midkiff, ``Escape analysis for java,'' in Proceedings of the
2226          Conference on Object-Oriented Programming Systems, Languages, and
2227          Applications (OOPSLA), pp. 1-19, 1999.  */
2228       return true;
2229     }
2230   else if (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR)
2231     return true;
2232
2233   return false;
2234 }
2235
2236
2237 /* Create a new memory tag of type TYPE.  If IS_TYPE_TAG is true, the tag
2238    is considered to represent all the pointers whose pointed-to types are
2239    in the same alias set class.  Otherwise, the tag represents a single
2240    SSA_NAME pointer variable.  */
2241
2242 static tree
2243 create_memory_tag (tree type, bool is_type_tag)
2244 {
2245   var_ann_t ann;
2246   tree tag = create_tmp_var_raw (type, (is_type_tag) ? "TMT" : "NMT");
2247
2248   /* By default, memory tags are local variables.  Alias analysis will
2249      determine whether they should be considered globals.  */
2250   DECL_CONTEXT (tag) = current_function_decl;
2251
2252   /* Memory tags are by definition addressable.  This also prevents
2253      is_gimple_ref frome confusing memory tags with optimizable
2254      variables.  */
2255   TREE_ADDRESSABLE (tag) = 1;
2256
2257   ann = get_var_ann (tag);
2258   ann->mem_tag_kind = (is_type_tag) ? TYPE_TAG : NAME_TAG;
2259   ann->type_mem_tag = NULL_TREE;
2260
2261   /* Add the tag to the symbol table.  */
2262   add_referenced_tmp_var (tag);
2263
2264   return tag;
2265 }
2266
2267
2268 /* Create a name memory tag to represent a specific SSA_NAME pointer P_i.
2269    This is used if P_i has been found to point to a specific set of
2270    variables or to a non-aliased memory location like the address returned
2271    by malloc functions.  */
2272
2273 static tree
2274 get_nmt_for (tree ptr)
2275 {
2276   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
2277   tree tag = pi->name_mem_tag;
2278
2279   if (tag == NULL_TREE)
2280     tag = create_memory_tag (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)), false);
2281
2282   /* If PTR is a PARM_DECL, it points to a global variable or malloc,
2283      then its name tag should be considered a global variable.  */
2284   if (TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (ptr)) == PARM_DECL
2285       || pi->pt_malloc
2286       || pi->pt_global_mem)
2287     mark_call_clobbered (tag);
2288
2289   return tag;
2290 }
2291
2292
2293 /* Return the type memory tag associated to pointer PTR.  A memory tag is an
2294    artificial variable that represents the memory location pointed-to by
2295    PTR.  It is used to model the effects of pointer de-references on
2296    addressable variables.
2297    
2298    AI points to the data gathered during alias analysis.  This function
2299    populates the array AI->POINTERS.  */
2300
2301 static tree
2302 get_tmt_for (tree ptr, struct alias_info *ai)
2303 {
2304   size_t i;
2305   tree tag;
2306   tree tag_type = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr));
2307   HOST_WIDE_INT tag_set = get_alias_set (tag_type);
2308
2309   /* To avoid creating unnecessary memory tags, only create one memory tag
2310      per alias set class.  Note that it may be tempting to group
2311      memory tags based on conflicting alias sets instead of
2312      equivalence.  That would be wrong because alias sets are not
2313      necessarily transitive (as demonstrated by the libstdc++ test
2314      23_containers/vector/cons/4.cc).  Given three alias sets A, B, C
2315      such that conflicts (A, B) == true and conflicts (A, C) == true,
2316      it does not necessarily follow that conflicts (B, C) == true.  */
2317   for (i = 0, tag = NULL_TREE; i < ai->num_pointers; i++)
2318     {
2319       struct alias_map_d *curr = ai->pointers[i];
2320       tree curr_tag = var_ann (curr->var)->type_mem_tag;
2321       if (tag_set == curr->set
2322           && TYPE_READONLY (tag_type) == TYPE_READONLY (TREE_TYPE (curr_tag)))
2323         {
2324           tag = curr_tag;
2325           break;
2326         }
2327     }
2328
2329   /* If VAR cannot alias with any of the existing memory tags, create a new
2330      tag for PTR and add it to the POINTERS array.  */
2331   if (tag == NULL_TREE)
2332     {
2333       struct alias_map_d *alias_map;
2334
2335       /* If PTR did not have a type tag already, create a new TMT.*
2336          artificial variable representing the memory location
2337          pointed-to by PTR.  */
2338       if (var_ann (ptr)->type_mem_tag == NULL_TREE)
2339         tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2340       else
2341         tag = var_ann (ptr)->type_mem_tag;
2342
2343       /* Add PTR to the POINTERS array.  Note that we are not interested in
2344          PTR's alias set.  Instead, we cache the alias set for the memory that
2345          PTR points to.  */
2346       alias_map = xcalloc (1, sizeof (*alias_map));
2347       alias_map->var = ptr;
2348       alias_map->set = tag_set;
2349       ai->pointers[ai->num_pointers++] = alias_map;
2350     }
2351
2352   /* If the pointed-to type is volatile, so is the tag.  */
2353   TREE_THIS_VOLATILE (tag) |= TREE_THIS_VOLATILE (tag_type);
2354
2355   /* Make sure that the type tag has the same alias set as the
2356      pointed-to type.  */
2357   gcc_assert (tag_set == get_alias_set (tag));
2358
2359   /* If PTR's pointed-to type is read-only, then TAG's type must also
2360      be read-only.  */
2361   gcc_assert (TYPE_READONLY (tag_type) == TYPE_READONLY (TREE_TYPE (tag)));
2362
2363   return tag;
2364 }
2365
2366
2367 /* Create GLOBAL_VAR, an artificial global variable to act as a
2368    representative of all the variables that may be clobbered by function
2369    calls.  */
2370
2371 static void
2372 create_global_var (void)
2373 {
2374   global_var = build_decl (VAR_DECL, get_identifier (".GLOBAL_VAR"),
2375                            void_type_node);
2376   DECL_ARTIFICIAL (global_var) = 1;
2377   TREE_READONLY (global_var) = 0;
2378   DECL_EXTERNAL (global_var) = 1;
2379   TREE_STATIC (global_var) = 1;
2380   TREE_USED (global_var) = 1;
2381   DECL_CONTEXT (global_var) = NULL_TREE;
2382   TREE_THIS_VOLATILE (global_var) = 0;
2383   TREE_ADDRESSABLE (global_var) = 0;
2384
2385   add_referenced_tmp_var (global_var);
2386   mark_sym_for_renaming (global_var);
2387 }
2388
2389
2390 /* Dump alias statistics on FILE.  */
2391
2392 static void 
2393 dump_alias_stats (FILE *file)
2394 {
2395   const char *funcname
2396     = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2397   fprintf (file, "\nAlias statistics for %s\n\n", funcname);
2398   fprintf (file, "Total alias queries:\t%u\n", alias_stats.alias_queries);
2399   fprintf (file, "Total alias mayalias results:\t%u\n", 
2400            alias_stats.alias_mayalias);
2401   fprintf (file, "Total alias noalias results:\t%u\n",
2402            alias_stats.alias_noalias);
2403   fprintf (file, "Total simple queries:\t%u\n",
2404            alias_stats.simple_queries);
2405   fprintf (file, "Total simple resolved:\t%u\n",
2406            alias_stats.simple_resolved);
2407   fprintf (file, "Total TBAA queries:\t%u\n",
2408            alias_stats.tbaa_queries);
2409   fprintf (file, "Total TBAA resolved:\t%u\n",
2410            alias_stats.tbaa_resolved);
2411 }
2412   
2413
2414 /* Dump alias information on FILE.  */
2415
2416 void
2417 dump_alias_info (FILE *file)
2418 {
2419   size_t i;
2420   const char *funcname
2421     = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2422
2423   fprintf (file, "\nFlow-insensitive alias information for %s\n\n", funcname);
2424
2425   fprintf (file, "Aliased symbols\n\n");
2426   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2427     {
2428       tree var = referenced_var (i);
2429       if (may_be_aliased (var))
2430         dump_variable (file, var);
2431     }
2432
2433   fprintf (file, "\nDereferenced pointers\n\n");
2434   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2435     {
2436       tree var = referenced_var (i);
2437       var_ann_t ann = var_ann (var);
2438       if (ann->type_mem_tag)
2439         dump_variable (file, var);
2440     }
2441
2442   fprintf (file, "\nType memory tags\n\n");
2443   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2444     {
2445       tree var = referenced_var (i);
2446       var_ann_t ann = var_ann (var);
2447       if (ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG)
2448         dump_variable (file, var);
2449     }
2450
2451   fprintf (file, "\n\nFlow-sensitive alias information for %s\n\n", funcname);
2452
2453   fprintf (file, "SSA_NAME pointers\n\n");
2454   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
2455     {
2456       tree ptr = ssa_name (i);
2457       struct ptr_info_def *pi;
2458       
2459       if (ptr == NULL_TREE)
2460         continue;
2461
2462       pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2463       if (!SSA_NAME_IN_FREE_LIST (ptr)
2464           && pi
2465           && pi->name_mem_tag)
2466         dump_points_to_info_for (file, ptr);
2467     }
2468
2469   fprintf (file, "\nName memory tags\n\n");
2470   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2471     {
2472       tree var = referenced_var (i);
2473       var_ann_t ann = var_ann (var);
2474       if (ann->mem_tag_kind == NAME_TAG)
2475         dump_variable (file, var);
2476     }
2477
2478   fprintf (file, "\n");
2479 }
2480
2481
2482 /* Dump alias information on stderr.  */
2483
2484 void
2485 debug_alias_info (void)
2486 {
2487   dump_alias_info (stderr);
2488 }
2489
2490
2491 /* Return the alias information associated with pointer T.  It creates a
2492    new instance if none existed.  */
2493
2494 struct ptr_info_def *
2495 get_ptr_info (tree t)
2496 {
2497   struct ptr_info_def *pi;
2498
2499   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (t)));
2500
2501   pi = SSA_NAME_PTR_INFO (t);
2502   if (pi == NULL)
2503     {
2504       pi = ggc_alloc (sizeof (*pi));
2505       memset ((void *)pi, 0, sizeof (*pi));
2506       SSA_NAME_PTR_INFO (t) = pi;
2507     }
2508
2509   return pi;
2510 }
2511
2512
2513 /* Dump points-to information for SSA_NAME PTR into FILE.  */
2514
2515 void
2516 dump_points_to_info_for (FILE *file, tree ptr)
2517 {
2518   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2519
2520   print_generic_expr (file, ptr, dump_flags);
2521
2522   if (pi)
2523     {
2524       if (pi->name_mem_tag)
2525         {
2526           fprintf (file, ", name memory tag: ");
2527           print_generic_expr (file, pi->name_mem_tag, dump_flags);
2528         }
2529
2530       if (pi->is_dereferenced)
2531         fprintf (file, ", is dereferenced");
2532
2533       if (pi->value_escapes_p)
2534         fprintf (file, ", its value escapes");
2535
2536       if (pi->pt_anything)
2537         fprintf (file, ", points-to anything");
2538
2539       if (pi->pt_malloc)
2540         fprintf (file, ", points-to malloc");
2541
2542       if (pi->pt_null)
2543         fprintf (file, ", points-to NULL");
2544
2545       if (pi->pt_vars)
2546         {
2547           unsigned ix;
2548           bitmap_iterator bi;
2549
2550           fprintf (file, ", points-to vars: { ");
2551           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, ix, bi)
2552             {
2553               print_generic_expr (file, referenced_var (ix), dump_flags);
2554               fprintf (file, " ");
2555             }
2556           fprintf (file, "}");
2557         }
2558     }
2559
2560   fprintf (file, "\n");
2561 }
2562
2563
2564 /* Dump points-to information for VAR into stderr.  */
2565
2566 void
2567 debug_points_to_info_for (tree var)
2568 {
2569   dump_points_to_info_for (stderr, var);
2570 }
2571
2572
2573 /* Dump points-to information into FILE.  NOTE: This function is slow, as
2574    it needs to traverse the whole CFG looking for pointer SSA_NAMEs.  */
2575
2576 void
2577 dump_points_to_info (FILE *file)
2578 {
2579   basic_block bb;
2580   block_stmt_iterator si;
2581   size_t i;
2582   ssa_op_iter iter;
2583   const char *fname =
2584     lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2585
2586   fprintf (file, "\n\nPointed-to sets for pointers in %s\n\n", fname);
2587
2588   /* First dump points-to information for the default definitions of
2589      pointer variables.  This is necessary because default definitions are
2590      not part of the code.  */
2591   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2592     {
2593       tree var = referenced_var (i);
2594       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2595         {
2596           var_ann_t ann = var_ann (var);
2597           if (ann->default_def)
2598             dump_points_to_info_for (file, ann->default_def);
2599         }
2600     }
2601
2602   /* Dump points-to information for every pointer defined in the program.  */
2603   FOR_EACH_BB (bb)
2604     {
2605       tree phi;
2606
2607       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2608         {
2609           tree ptr = PHI_RESULT (phi);
2610           if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)))
2611             dump_points_to_info_for (file, ptr);
2612         }
2613
2614         for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
2615           {
2616             tree stmt = bsi_stmt (si);
2617             tree def;
2618             FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
2619               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (def)))
2620                 dump_points_to_info_for (file, def);
2621           }
2622     }
2623
2624   fprintf (file, "\n");
2625 }
2626
2627
2628 /* Dump points-to info pointed by PTO into STDERR.  */
2629
2630 void
2631 debug_points_to_info (void)
2632 {
2633   dump_points_to_info (stderr);
2634 }
2635
2636 /* Dump to FILE the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2637
2638 void
2639 dump_may_aliases_for (FILE *file, tree var)
2640 {
2641   varray_type aliases;
2642   
2643   if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
2644     var = SSA_NAME_VAR (var);
2645
2646   aliases = var_ann (var)->may_aliases;
2647   if (aliases)
2648     {
2649       size_t i;
2650       fprintf (file, "{ ");
2651       for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); i++)
2652         {
2653           print_generic_expr (file, VARRAY_TREE (aliases, i), dump_flags);
2654           fprintf (file, " ");
2655         }
2656       fprintf (file, "}");
2657     }
2658 }
2659
2660
2661 /* Dump to stderr the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2662
2663 void
2664 debug_may_aliases_for (tree var)
2665 {
2666   dump_may_aliases_for (stderr, var);
2667 }
2668
2669 /* Return true if VAR may be aliased.  */
2670
2671 bool
2672 may_be_aliased (tree var)
2673 {
2674   /* Obviously.  */
2675   if (TREE_ADDRESSABLE (var))
2676     return true;
2677
2678   /* Globally visible variables can have their addresses taken by other
2679      translation units.  */
2680   if (DECL_EXTERNAL (var) || TREE_PUBLIC (var))
2681     return true;
2682
2683   /* Automatic variables can't have their addresses escape any other way.
2684      This must be after the check for global variables, as extern declarations
2685      do not have TREE_STATIC set.  */
2686   if (!TREE_STATIC (var))
2687     return false;
2688
2689   /* If we're in unit-at-a-time mode, then we must have seen all occurrences
2690      of address-of operators, and so we can trust TREE_ADDRESSABLE.  Otherwise
2691      we can only be sure the variable isn't addressable if it's local to the
2692      current function.  */
2693   if (flag_unit_at_a_time)
2694     return false;
2695   if (decl_function_context (var) == current_function_decl)
2696     return false;
2697
2698   return true;
2699 }
2700
2701
2702 /* Add VAR to the list of may-aliases of PTR's type tag.  If PTR
2703    doesn't already have a type tag, create one.  */
2704
2705 void
2706 add_type_alias (tree ptr, tree var)
2707 {
2708   varray_type aliases;
2709   tree tag;
2710   var_ann_t ann = var_ann (ptr);
2711   subvar_t svars;
2712
2713   if (ann->type_mem_tag == NULL_TREE)
2714     {
2715       size_t i;
2716       tree q = NULL_TREE;
2717       tree tag_type = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr));
2718       HOST_WIDE_INT tag_set = get_alias_set (tag_type);
2719
2720       /* PTR doesn't have a type tag, create a new one and add VAR to
2721          the new tag's alias set.
2722
2723          FIXME, This is slower than necessary.  We need to determine
2724          whether there is another pointer Q with the same alias set as
2725          PTR.  This could be sped up by having type tags associated
2726          with types.  */
2727       for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2728         {
2729           q = referenced_var (i);
2730
2731           if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (q))
2732               && tag_set == get_alias_set (TREE_TYPE (TREE_TYPE (q))))
2733             {
2734               /* Found another pointer Q with the same alias set as
2735                  the PTR's pointed-to type.  If Q has a type tag, use
2736                  it.  Otherwise, create a new memory tag for PTR.  */
2737               var_ann_t ann1 = var_ann (q);
2738               if (ann1->type_mem_tag)
2739                 ann->type_mem_tag = ann1->type_mem_tag;
2740               else
2741                 ann->type_mem_tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2742               goto found_tag;
2743             }
2744         }
2745
2746       /* Couldn't find any other pointer with a type tag we could use.
2747          Create a new memory tag for PTR.  */
2748       ann->type_mem_tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2749     }
2750
2751 found_tag:
2752   /* If VAR is not already PTR's type tag, add it to the may-alias set
2753      for PTR's type tag.  */
2754   gcc_assert (var_ann (var)->type_mem_tag == NOT_A_TAG);
2755   tag = ann->type_mem_tag;
2756
2757   /* If VAR has subvars, add the subvars to the tag instead of the
2758      actual var.  */
2759   if (var_can_have_subvars (var)
2760       && (svars = get_subvars_for_var (var)))
2761     {
2762       subvar_t sv;      
2763       for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
2764         add_may_alias (tag, sv->var);
2765     }
2766   else
2767     add_may_alias (tag, var);
2768
2769   /* TAG and its set of aliases need to be marked for renaming.  */
2770   mark_sym_for_renaming (tag);
2771   if ((aliases = var_ann (tag)->may_aliases) != NULL)
2772     {
2773       size_t i;
2774       for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); i++)
2775         mark_sym_for_renaming (VARRAY_TREE (aliases, i));
2776     }
2777
2778   /* If we had grouped aliases, VAR may have aliases of its own.  Mark
2779      them for renaming as well.  Other statements referencing the
2780      aliases of VAR will need to be updated.  */
2781   if ((aliases = var_ann (var)->may_aliases) != NULL)
2782     {
2783       size_t i;
2784       for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); i++)
2785         mark_sym_for_renaming (VARRAY_TREE (aliases, i));
2786     }
2787 }
2788
2789
2790 /* Create a new type tag for PTR.  Construct the may-alias list of this type
2791    tag so that it has the aliasing of VAR. 
2792
2793    Note, the set of aliases represented by the new type tag are not marked
2794    for renaming.  */
2795
2796 void
2797 new_type_alias (tree ptr, tree var)
2798 {
2799   var_ann_t p_ann = var_ann (ptr);
2800   tree tag_type = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr));
2801   var_ann_t v_ann = var_ann (var);
2802   tree tag;
2803   subvar_t svars;
2804
2805   gcc_assert (p_ann->type_mem_tag == NULL_TREE);
2806   gcc_assert (v_ann->mem_tag_kind == NOT_A_TAG);
2807
2808   /* Add VAR to the may-alias set of PTR's new type tag.  If VAR has
2809      subvars, add the subvars to the tag instead of the actual var.  */
2810   if (var_can_have_subvars (var)
2811       && (svars = get_subvars_for_var (var)))
2812     {
2813       subvar_t sv;
2814
2815       tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2816       p_ann->type_mem_tag = tag;
2817
2818       for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
2819         add_may_alias (tag, sv->var);
2820     }
2821   else
2822     {
2823       /* The following is based on code in add_stmt_operand to ensure that the
2824          same defs/uses/vdefs/vuses will be found after replacing a reference
2825          to var (or ARRAY_REF to var) with an INDIRECT_REF to ptr whose value
2826          is the address of var.  */
2827       varray_type aliases = v_ann->may_aliases;
2828
2829       if ((aliases != NULL)
2830           && (VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases) == 1))
2831         {
2832           tree ali = VARRAY_TREE (aliases, 0);
2833
2834           if (get_var_ann (ali)->mem_tag_kind == TYPE_TAG)
2835             {
2836               p_ann->type_mem_tag = ali;
2837               return;
2838             }
2839         }
2840
2841       tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2842       p_ann->type_mem_tag = tag;
2843
2844       if (aliases == NULL)
2845         add_may_alias (tag, var);
2846       else
2847         {
2848           size_t i;
2849
2850           for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); i++)
2851             add_may_alias (tag, VARRAY_TREE (aliases, i));
2852         }
2853     }    
2854 }
2855
2856 /* This represents the used range of a variable.  */
2857
2858 typedef struct used_part
2859 {
2860   HOST_WIDE_INT minused;
2861   HOST_WIDE_INT maxused;
2862   /* True if we have an explicit use/def of some portion of this variable,
2863      even if it is all of it. i.e. a.b = 5 or temp = a.b.  */
2864   bool explicit_uses;
2865   /* True if we have an implicit use/def of some portion of this
2866      variable.  Implicit uses occur when we can't tell what part we
2867      are referencing, and have to make conservative assumptions.  */
2868   bool implicit_uses;
2869 } *used_part_t;
2870
2871 /* An array of used_part structures, indexed by variable uid.  */
2872
2873 static used_part_t *used_portions;
2874
2875 /* Given a variable uid, UID, get or create the entry in the used portions
2876    table for the variable.  */
2877
2878 static used_part_t
2879 get_or_create_used_part_for (size_t uid)
2880 {
2881   used_part_t up;
2882   if (used_portions[uid] == NULL)
2883     {
2884       up = xcalloc (1, sizeof (struct used_part));
2885       up->minused = INT_MAX;
2886       up->maxused = 0;
2887       up->explicit_uses = false;
2888       up->implicit_uses = false;
2889     }
2890   else
2891     up = used_portions[uid];
2892   return up;
2893 }
2894
2895
2896 /* Given an aggregate VAR, create the subvariables that represent its
2897    fields.  */
2898
2899 static void
2900 create_overlap_variables_for (tree var)
2901 {
2902   VEC(fieldoff_s,heap) *fieldstack = NULL;
2903   used_part_t up;
2904   size_t uid = var_ann (var)->uid;
2905
2906   if (used_portions[uid] == NULL)
2907     return;
2908
2909   up = used_portions[uid];
2910   push_fields_onto_fieldstack (TREE_TYPE (var), &fieldstack, 0, NULL);
2911   if (VEC_length (fieldoff_s, fieldstack) != 0)
2912     {
2913       subvar_t *subvars;
2914       fieldoff_s *fo;
2915       bool notokay = false;
2916       int fieldcount = 0;
2917       int i;
2918       HOST_WIDE_INT lastfooffset = -1;
2919       HOST_WIDE_INT lastfosize = -1;
2920       tree lastfotype = NULL_TREE;
2921
2922       /* Not all fields have DECL_SIZE set, and those that don't, we don't
2923          know their size, and thus, can't handle.
2924          The same is true of fields with DECL_SIZE that is not an integer
2925          constant (such as variable sized fields).
2926          Fields with offsets which are not constant will have an offset < 0 
2927          We *could* handle fields that are constant sized arrays, but
2928          currently don't.  Doing so would require some extra changes to
2929          tree-ssa-operands.c.  */
2930
2931       for (i = 0; VEC_iterate (fieldoff_s, fieldstack, i, fo); i++)
2932         {
2933           if (!DECL_SIZE (fo->field) 
2934               || TREE_CODE (DECL_SIZE (fo->field)) != INTEGER_CST
2935               || TREE_CODE (TREE_TYPE (fo->field)) == ARRAY_TYPE
2936               || fo->offset < 0)
2937             {
2938               notokay = true;
2939               break;
2940             }
2941           fieldcount++;
2942         }
2943
2944       /* The current heuristic we use is as follows:
2945          If the variable has no used portions in this function, no
2946          structure vars are created for it.
2947          Otherwise,
2948          If the variable has less than SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS,
2949          we always create structure vars for them.
2950          If the variable has more than SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS, and
2951          some explicit uses, we create structure vars for them.
2952          If the variable has more than SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS, and
2953          no explicit uses, we do not create structure vars for them.
2954       */
2955       
2956       if (fieldcount >= SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS
2957           && !up->explicit_uses)
2958         {
2959           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2960             {
2961               fprintf (dump_file, "Variable ");
2962               print_generic_expr (dump_file, var, 0);
2963               fprintf (dump_file, " has no explicit uses in this function, and is > SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS, so skipping\n");
2964             }
2965           notokay = true;
2966         }
2967       
2968       /* Bail out, if we can't create overlap variables.  */
2969       if (notokay)
2970         {
2971           VEC_free (fieldoff_s, heap, fieldstack);
2972           return;
2973         }
2974       
2975       /* Otherwise, create the variables.  */
2976       subvars = lookup_subvars_for_var (var);
2977       
2978       sort_fieldstack (fieldstack);
2979
2980       for (i = VEC_length (fieldoff_s, fieldstack);
2981            VEC_iterate (fieldoff_s, fieldstack, --i, fo);)
2982         {
2983           subvar_t sv;
2984           HOST_WIDE_INT fosize;
2985           var_ann_t ann;
2986           tree currfotype;
2987
2988           fosize = TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE (fo->field));
2989           currfotype = TREE_TYPE (fo->field);
2990
2991           /* If this field isn't in the used portion,
2992              or it has the exact same offset and size as the last
2993              field, skip it.  */
2994
2995           if (((fo->offset <= up->minused
2996                 && fo->offset + fosize <= up->minused)
2997                || fo->offset >= up->maxused)
2998               || (fo->offset == lastfooffset
2999                   && fosize == lastfosize
3000                   && currfotype == lastfotype))
3001             continue;
3002           sv = ggc_alloc (sizeof (struct subvar));
3003           sv->offset = fo->offset;
3004           sv->size = fosize;
3005           sv->next = *subvars;
3006           sv->var = create_tmp_var_raw (TREE_TYPE (fo->field), "SFT");
3007           if (dump_file)
3008             {
3009               fprintf (dump_file, "structure field tag %s created for var %s",
3010                        get_name (sv->var), get_name (var));
3011               fprintf (dump_file, " offset " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
3012                        sv->offset);
3013               fprintf (dump_file, " size " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
3014                        sv->size);
3015               fprintf (dump_file, "\n");
3016             }
3017           
3018           /* We need to copy the various flags from var to sv->var, so that
3019              they are is_global_var iff the original variable was.  */
3020
3021           DECL_EXTERNAL (sv->var) = DECL_EXTERNAL (var);
3022           TREE_PUBLIC  (sv->var) = TREE_PUBLIC (var);
3023           TREE_STATIC (sv->var) = TREE_STATIC (var);
3024           TREE_READONLY (sv->var) = TREE_READONLY (var);
3025
3026           /* Like other memory tags, these need to be marked addressable to
3027              keep is_gimple_reg from thinking they are real.  */
3028           TREE_ADDRESSABLE (sv->var) = 1;
3029
3030           DECL_CONTEXT (sv->var) = DECL_CONTEXT (var);
3031
3032           ann = get_var_ann (sv->var);
3033           ann->mem_tag_kind = STRUCT_FIELD; 
3034           ann->type_mem_tag = NULL;     
3035           add_referenced_tmp_var (sv->var);
3036           
3037           lastfotype = currfotype;
3038           lastfooffset = fo->offset;
3039           lastfosize = fosize;
3040           *subvars = sv;
3041         }
3042
3043       /* Once we have created subvars, the original is no longer call
3044          clobbered on its own.  Its call clobbered status depends
3045          completely on the call clobbered status of the subvars.
3046
3047          add_referenced_var in the above loop will take care of
3048          marking subvars of global variables as call clobbered for us
3049          to start, since they are global as well.  */
3050       clear_call_clobbered (var);
3051     }
3052
3053   VEC_free (fieldoff_s, heap, fieldstack);
3054 }
3055
3056
3057 /* Find the conservative answer to the question of what portions of what 
3058    structures are used by this statement.  We assume that if we have a
3059    component ref with a known size + offset, that we only need that part
3060    of the structure.  For unknown cases, or cases where we do something
3061    to the whole structure, we assume we need to create fields for the 
3062    entire structure.  */
3063
3064 static tree
3065 find_used_portions (tree *tp, int *walk_subtrees, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
3066 {
3067   switch (TREE_CODE (*tp))
3068     {
3069     case COMPONENT_REF:
3070       {
3071         HOST_WIDE_INT bitsize;
3072         HOST_WIDE_INT bitpos;
3073         tree offset;
3074         enum machine_mode mode;
3075         int unsignedp;
3076         int volatilep;  
3077         tree ref;
3078         ref = get_inner_reference (*tp, &bitsize, &bitpos, &offset, &mode,
3079                                    &unsignedp, &volatilep, false);
3080         if (DECL_P (ref) && offset == NULL && bitsize != -1)
3081           {         
3082             size_t uid = var_ann (ref)->uid;
3083             used_part_t up;
3084
3085             up = get_or_create_used_part_for (uid);         
3086
3087             if (bitpos <= up->minused)
3088               up->minused = bitpos;
3089             if ((bitpos + bitsize >= up->maxused))
3090               up->maxused = bitpos + bitsize;       
3091
3092             up->explicit_uses = true;
3093             used_portions[uid] = up;
3094
3095             *walk_subtrees = 0;
3096             return NULL_TREE;
3097           }
3098         else if (DECL_P (ref))
3099           {
3100             if (DECL_SIZE (ref)
3101                 && var_can_have_subvars (ref)
3102                 && TREE_CODE (DECL_SIZE (ref)) == INTEGER_CST)
3103               {
3104                 used_part_t up;
3105                 size_t uid = var_ann (ref)->uid;
3106
3107                 up = get_or_create_used_part_for (uid);
3108
3109                 up->minused = 0;
3110                 up->maxused = TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE (ref));
3111
3112                 up->implicit_uses = true;
3113
3114                 used_portions[uid] = up;
3115
3116                 *walk_subtrees = 0;
3117                 return NULL_TREE;
3118               }
3119           }
3120       }
3121       break;
3122     case VAR_DECL:
3123     case PARM_DECL:
3124       {
3125         tree var = *tp;
3126         if (DECL_SIZE (var)
3127             && var_can_have_subvars (var)
3128             && TREE_CODE (DECL_SIZE (var)) == INTEGER_CST)
3129           {
3130             used_part_t up;
3131             size_t uid = var_ann (var)->uid;        
3132             
3133             up = get_or_create_used_part_for (uid);
3134  
3135             up->minused = 0;
3136             up->maxused = TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE (var));
3137             up->implicit_uses = true;
3138
3139             used_portions[uid] = up;
3140             *walk_subtrees = 0;
3141             return NULL_TREE;
3142           }
3143       }
3144       break;
3145       
3146     default:
3147       break;
3148       
3149     }
3150   return NULL_TREE;
3151 }
3152
3153 /* We are about to create some new referenced variables, and we need the
3154    before size.  */
3155
3156 static size_t old_referenced_vars;
3157
3158
3159 /* Create structure field variables for structures used in this function.  */
3160
3161 static void
3162 create_structure_vars (void)
3163 {
3164   basic_block bb;
3165   size_t i;
3166
3167   old_referenced_vars = num_referenced_vars;
3168   used_portions = xcalloc (num_referenced_vars, sizeof (used_part_t));
3169   
3170   FOR_EACH_BB (bb)
3171     {
3172       block_stmt_iterator bsi;
3173       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
3174         {
3175           walk_tree_without_duplicates (bsi_stmt_ptr (bsi), 
3176                                         find_used_portions,
3177                                         NULL);
3178         }
3179     }
3180   for (i = 0; i < old_referenced_vars; i++)
3181     {
3182       tree var = referenced_var (i);
3183       /* The C++ FE creates vars without DECL_SIZE set, for some reason.  */
3184       if (var     
3185           && DECL_SIZE (var)
3186           && var_can_have_subvars (var)
3187           && var_ann (var)->mem_tag_kind == NOT_A_TAG
3188           && TREE_CODE (DECL_SIZE (var)) == INTEGER_CST)
3189         create_overlap_variables_for (var);
3190     }
3191   for (i = 0; i < old_referenced_vars; i++)
3192     free (used_portions[i]);
3193
3194   free (used_portions);
3195 }
3196
3197 static bool
3198 gate_structure_vars (void)
3199 {
3200   return flag_tree_salias != 0;
3201 }
3202
3203 struct tree_opt_pass pass_create_structure_vars = 
3204 {
3205   "salias",              /* name */
3206   gate_structure_vars,   /* gate */
3207   create_structure_vars, /* execute */
3208   NULL,                  /* sub */
3209   NULL,                  /* next */
3210   0,                     /* static_pass_number */
3211   0,                     /* tv_id */
3212   PROP_cfg,              /* properties_required */
3213   0,                     /* properties_provided */
3214   0,                     /* properties_destroyed */
3215   0,                     /* todo_flags_start */
3216   TODO_dump_func,        /* todo_flags_finish */
3217   0                      /* letter */
3218 };