OSDN Git Service

PR middle-end/18164
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-alias.c
1 /* Alias analysis for trees.
2    Copyright (C) 2004 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
46
47 /* Structure to map a variable to its alias set and keep track of the
48    virtual operands that will be needed to represent it.  */
49 struct alias_map_d
50 {
51   /* Variable and its alias set.  */
52   tree var;
53   HOST_WIDE_INT set;
54
55   /* Total number of virtual operands that will be needed to represent
56      all the aliases of VAR.  */
57   long total_alias_vops;
58
59   /* Nonzero if the aliases for this memory tag have been grouped
60      already.  Used in group_aliases.  */
61   unsigned int grouped_p : 1;
62
63   /* Set of variables aliased with VAR.  This is the exact same
64      information contained in VAR_ANN (VAR)->MAY_ALIASES, but in
65      bitmap form to speed up alias grouping.  */
66   sbitmap may_aliases;
67 };
68
69
70 /* Alias information used by compute_may_aliases and its helpers.  */
71 struct alias_info
72 {
73   /* SSA names visited while collecting points-to information.  If bit I
74      is set, it means that SSA variable with version I has already been
75      visited.  */
76   sbitmap ssa_names_visited;
77
78   /* Array of SSA_NAME pointers processed by the points-to collector.  */
79   varray_type processed_ptrs;
80
81   /* Variables whose address is still needed.  */
82   bitmap addresses_needed;
83
84   /* ADDRESSABLE_VARS contains all the global variables and locals that
85      have had their address taken.  */
86   struct alias_map_d **addressable_vars;
87   size_t num_addressable_vars;
88
89   /* POINTERS contains all the _DECL pointers with unique memory tags
90      that have been referenced in the program.  */
91   struct alias_map_d **pointers;
92   size_t num_pointers;
93
94   /* Number of function calls found in the program.  */
95   size_t num_calls_found;
96
97   /* Array of counters to keep track of how many times each pointer has
98      been dereferenced in the program.  This is used by the alias grouping
99      heuristic in compute_flow_insensitive_aliasing.  */
100   varray_type num_references;
101
102   /* Total number of virtual operands that will be needed to represent
103      all the aliases of all the pointers found in the program.  */
104   long total_alias_vops;
105
106   /* Variables that have been written to.  */
107   bitmap written_vars;
108
109   /* Pointers that have been used in an indirect store operation.  */
110   bitmap dereferenced_ptrs_store;
111
112   /* Pointers that have been used in an indirect load operation.  */
113   bitmap dereferenced_ptrs_load;
114 };
115
116
117 /* Counters used to display statistics on alias analysis.  */
118 struct alias_stats_d
119 {
120   unsigned int alias_queries;
121   unsigned int alias_mayalias;
122   unsigned int alias_noalias;
123   unsigned int simple_queries;
124   unsigned int simple_resolved;
125   unsigned int tbaa_queries;
126   unsigned int tbaa_resolved;
127 };
128
129
130 /* Local variables.  */
131 static struct alias_stats_d alias_stats;
132
133 /* Local functions.  */
134 static void compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *);
135 static void dump_alias_stats (FILE *);
136 static bool may_alias_p (tree, HOST_WIDE_INT, tree, HOST_WIDE_INT);
137 static tree create_memory_tag (tree type, bool is_type_tag);
138 static tree get_tmt_for (tree, struct alias_info *);
139 static tree get_nmt_for (tree);
140 static void add_may_alias (tree, tree);
141 static void replace_may_alias (tree, size_t, tree);
142 static struct alias_info *init_alias_info (void);
143 static void delete_alias_info (struct alias_info *);
144 static void compute_points_to_and_addr_escape (struct alias_info *);
145 static void compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *);
146 static void setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *);
147 static bool collect_points_to_info_r (tree, tree, void *);
148 static bool is_escape_site (tree, size_t *);
149 static void add_pointed_to_var (struct alias_info *, tree, tree);
150 static void create_global_var (void);
151 static void collect_points_to_info_for (struct alias_info *, tree);
152 static bool ptr_is_dereferenced_by (tree, tree, bool *);
153 static void maybe_create_global_var (struct alias_info *ai);
154 static void group_aliases (struct alias_info *);
155 static void set_pt_anything (tree ptr);
156 static void set_pt_malloc (tree ptr);
157
158 /* Global declarations.  */
159
160 /* Call clobbered variables in the function.  If bit I is set, then
161    REFERENCED_VARS (I) is call-clobbered.  */
162 bitmap call_clobbered_vars;
163
164 /* Addressable variables in the function.  If bit I is set, then
165    REFERENCED_VARS (I) has had its address taken.  Note that
166    CALL_CLOBBERED_VARS and ADDRESSABLE_VARS are not related.  An
167    addressable variable is not necessarily call-clobbered (e.g., a
168    local addressable whose address does not escape) and not all
169    call-clobbered variables are addressable (e.g., a local static
170    variable).  */
171 bitmap addressable_vars;
172
173 /* When the program has too many call-clobbered variables and call-sites,
174    this variable is used to represent the clobbering effects of function
175    calls.  In these cases, all the call clobbered variables in the program
176    are forced to alias this variable.  This reduces compile times by not
177    having to keep track of too many V_MAY_DEF expressions at call sites.  */
178 tree global_var;
179
180
181 /* Compute may-alias information for every variable referenced in function
182    FNDECL.
183
184    Alias analysis proceeds in 3 main phases:
185
186    1- Points-to and escape analysis.
187
188    This phase walks the use-def chains in the SSA web looking for three
189    things:
190
191         * Assignments of the form P_i = &VAR
192         * Assignments of the form P_i = malloc()
193         * Pointers and ADDR_EXPR that escape the current function.
194
195    The concept of 'escaping' is the same one used in the Java world.  When
196    a pointer or an ADDR_EXPR escapes, it means that it has been exposed
197    outside of the current function.  So, assignment to global variables,
198    function arguments and returning a pointer are all escape sites, as are
199    conversions between pointers and integers.
200
201    This is where we are currently limited.  Since not everything is renamed
202    into SSA, we lose track of escape properties when a pointer is stashed
203    inside a field in a structure, for instance.  In those cases, we are
204    assuming that the pointer does escape.
205
206    We use escape analysis to determine whether a variable is
207    call-clobbered.  Simply put, if an ADDR_EXPR escapes, then the variable
208    is call-clobbered.  If a pointer P_i escapes, then all the variables
209    pointed-to by P_i (and its memory tag) also escape.
210
211    2- Compute flow-sensitive aliases
212
213    We have two classes of memory tags.  Memory tags associated with the
214    pointed-to data type of the pointers in the program.  These tags are
215    called "type memory tag" (TMT).  The other class are those associated
216    with SSA_NAMEs, called "name memory tag" (NMT). The basic idea is that
217    when adding operands for an INDIRECT_REF *P_i, we will first check
218    whether P_i has a name tag, if it does we use it, because that will have
219    more precise aliasing information.  Otherwise, we use the standard type
220    tag.
221
222    In this phase, we go through all the pointers we found in points-to
223    analysis and create alias sets for the name memory tags associated with
224    each pointer P_i.  If P_i escapes, we mark call-clobbered the variables
225    it points to and its tag.
226
227
228    3- Compute flow-insensitive aliases
229
230    This pass will compare the alias set of every type memory tag and every
231    addressable variable found in the program.  Given a type memory tag TMT
232    and an addressable variable V.  If the alias sets of TMT and V conflict
233    (as computed by may_alias_p), then V is marked as an alias tag and added
234    to the alias set of TMT.
235
236    For instance, consider the following function:
237
238             foo (int i)
239             {
240               int *p, a, b;
241             
242               if (i > 10)
243                 p = &a;
244               else
245                 p = &b;
246             
247               *p = 3;
248               a = b + 2;
249               return *p;
250             }
251
252    After aliasing analysis has finished, the type memory tag for pointer
253    'p' will have two aliases, namely variables 'a' and 'b'.  Every time
254    pointer 'p' is dereferenced, we want to mark the operation as a
255    potential reference to 'a' and 'b'.
256
257             foo (int i)
258             {
259               int *p, a, b;
260
261               if (i_2 > 10)
262                 p_4 = &a;
263               else
264                 p_6 = &b;
265               # p_1 = PHI <p_4(1), p_6(2)>;
266
267               # a_7 = V_MAY_DEF <a_3>;
268               # b_8 = V_MAY_DEF <b_5>;
269               *p_1 = 3;
270
271               # a_9 = V_MAY_DEF <a_7>
272               # VUSE <b_8>
273               a_9 = b_8 + 2;
274
275               # VUSE <a_9>;
276               # VUSE <b_8>;
277               return *p_1;
278             }
279
280    In certain cases, the list of may aliases for a pointer may grow too
281    large.  This may cause an explosion in the number of virtual operands
282    inserted in the code.  Resulting in increased memory consumption and
283    compilation time.
284
285    When the number of virtual operands needed to represent aliased
286    loads and stores grows too large (configurable with @option{--param
287    max-aliased-vops}), alias sets are grouped to avoid severe
288    compile-time slow downs and memory consumption.  See group_aliases.  */
289
290 static void
291 compute_may_aliases (void)
292 {
293   struct alias_info *ai;
294   
295   memset (&alias_stats, 0, sizeof (alias_stats));
296
297   /* Initialize aliasing information.  */
298   ai = init_alias_info ();
299
300   /* For each pointer P_i, determine the sets of variables that P_i may
301      point-to.  For every addressable variable V, determine whether the
302      address of V escapes the current function, making V call-clobbered
303      (i.e., whether &V is stored in a global variable or if its passed as a
304      function call argument).  */
305   compute_points_to_and_addr_escape (ai);
306
307   /* Collect all pointers and addressable variables, compute alias sets,
308      create memory tags for pointers and promote variables whose address is
309      not needed anymore.  */
310   setup_pointers_and_addressables (ai);
311
312   /* Compute flow-sensitive, points-to based aliasing for all the name
313      memory tags.  Note that this pass needs to be done before flow
314      insensitive analysis because it uses the points-to information
315      gathered before to mark call-clobbered type tags.  */
316   compute_flow_sensitive_aliasing (ai);
317
318   /* Compute type-based flow-insensitive aliasing for all the type
319      memory tags.  */
320   compute_flow_insensitive_aliasing (ai);
321
322   /* If the program has too many call-clobbered variables and/or function
323      calls, create .GLOBAL_VAR and use it to model call-clobbering
324      semantics at call sites.  This reduces the number of virtual operands
325      considerably, improving compile times at the expense of lost
326      aliasing precision.  */
327   maybe_create_global_var (ai);
328
329   /* Debugging dumps.  */
330   if (dump_file)
331     {
332       dump_referenced_vars (dump_file);
333       if (dump_flags & TDF_STATS)
334         dump_alias_stats (dump_file);
335       dump_points_to_info (dump_file);
336       dump_alias_info (dump_file);
337     }
338
339   /* Deallocate memory used by aliasing data structures.  */
340   delete_alias_info (ai);
341 }
342
343 struct tree_opt_pass pass_may_alias = 
344 {
345   "alias",                              /* name */
346   NULL,                                 /* gate */
347   compute_may_aliases,                  /* execute */
348   NULL,                                 /* sub */
349   NULL,                                 /* next */
350   0,                                    /* static_pass_number */
351   TV_TREE_MAY_ALIAS,                    /* tv_id */
352   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
353   PROP_alias,                           /* properties_provided */
354   0,                                    /* properties_destroyed */
355   0,                                    /* todo_flags_start */
356   TODO_dump_func | TODO_rename_vars
357     | TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa,  /* todo_flags_finish */
358   0                                     /* letter */
359 };
360
361 /* Count the number of calls in the function and conditionally
362    create GLOBAL_VAR.   This is performed before translation
363    into SSA (and thus before alias analysis) to avoid compile time
364    and memory utilization explosions in functions with many
365    of calls and call clobbered variables.  */
366
367 static void
368 count_calls_and_maybe_create_global_var (void)
369 {
370   struct alias_info ai;
371   basic_block bb;
372   bool temp;
373
374   memset (&ai, 0, sizeof (struct alias_info));
375
376   /* First count the number of calls in the IL.  */
377   FOR_EACH_BB (bb)
378     {
379       block_stmt_iterator si;
380
381       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
382         {
383           tree stmt = bsi_stmt (si);
384
385           if (get_call_expr_in (stmt) != NULL_TREE)
386             ai.num_calls_found++;
387         }
388     }
389
390   /* If there are no call clobbered variables, then maybe_create_global_var
391      will always create a GLOBAL_VAR.  At this point we do not want that
392      behavior.  So we turn on one bit in CALL_CLOBBERED_VARs, call
393      maybe_create_global_var, then reset the bit to its original state.  */
394   temp = bitmap_bit_p (call_clobbered_vars, 0);
395   bitmap_set_bit (call_clobbered_vars, 0);
396   maybe_create_global_var (&ai);
397   if (!temp)
398     bitmap_clear_bit (call_clobbered_vars, 0);
399 }
400
401 struct tree_opt_pass pass_maybe_create_global_var = 
402 {
403   "maybe_create_global_var",            /* name */
404   NULL,                                 /* gate */
405   count_calls_and_maybe_create_global_var, /* execute */
406   NULL,                                 /* sub */
407   NULL,                                 /* next */
408   0,                                    /* static_pass_number */
409   TV_TREE_MAY_ALIAS,                    /* tv_id */
410   PROP_cfg,                             /* properties_required */
411   0,                                    /* properties_provided */
412   0,                                    /* properties_destroyed */
413   0,                                    /* todo_flags_start */
414   0,                                    /* todo_flags_finish */
415   0                                     /* letter */
416 };
417
418 /* Initialize the data structures used for alias analysis.  */
419
420 static struct alias_info *
421 init_alias_info (void)
422 {
423   struct alias_info *ai;
424   static bool aliases_computed_p = false;
425
426   ai = xcalloc (1, sizeof (struct alias_info));
427   ai->ssa_names_visited = sbitmap_alloc (num_ssa_names);
428   sbitmap_zero (ai->ssa_names_visited);
429   VARRAY_TREE_INIT (ai->processed_ptrs, 50, "processed_ptrs");
430   ai->addresses_needed = BITMAP_XMALLOC ();
431   VARRAY_UINT_INIT (ai->num_references, num_referenced_vars, "num_references");
432   ai->written_vars = BITMAP_XMALLOC ();
433   ai->dereferenced_ptrs_store = BITMAP_XMALLOC ();
434   ai->dereferenced_ptrs_load = BITMAP_XMALLOC ();
435
436   /* If aliases have been computed before, clear existing information.  */
437   if (aliases_computed_p)
438     {
439       unsigned i;
440       bitmap_iterator bi;
441
442       /* Clear the call-clobbered set.  We are going to re-discover
443           call-clobbered variables.  */
444       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
445         {
446           tree var = referenced_var (i);
447
448           /* Variables that are intrinsically call-clobbered (globals,
449              local statics, etc) will not be marked by the aliasing
450              code, so we can't remove them from CALL_CLOBBERED_VARS.  */
451           if (!is_call_clobbered (var))
452             bitmap_clear_bit (call_clobbered_vars, var_ann (var)->uid);
453         }
454
455       /* Similarly, clear the set of addressable variables.  In this
456          case, we can just clear the set because addressability is
457          only computed here.  */
458       bitmap_clear (addressable_vars);
459
460       /* Clear flow-insensitive alias information from each symbol.  */
461       for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
462         {
463           var_ann_t ann = var_ann (referenced_var (i));
464           ann->is_alias_tag = 0;
465           ann->may_aliases = NULL;
466         }
467
468       /* Clear flow-sensitive points-to information from each SSA name.  */
469       for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
470         {
471           tree name = ssa_name (i);
472
473           if (!name || !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (name)))
474             continue;
475
476           if (SSA_NAME_PTR_INFO (name))
477             {
478               struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (name);
479
480               /* Clear all the flags but keep the name tag to
481                  avoid creating new temporaries unnecessarily.  If
482                  this pointer is found to point to a subset or
483                  superset of its former points-to set, then a new
484                  tag will need to be created in create_name_tags.  */
485               pi->pt_anything = 0;
486               pi->pt_malloc = 0;
487               pi->value_escapes_p = 0;
488               pi->is_dereferenced = 0;
489               if (pi->pt_vars)
490                 bitmap_clear (pi->pt_vars);
491             }
492         }
493     }
494
495   /* Next time, we will need to reset alias information.  */
496   aliases_computed_p = true;
497
498   return ai;
499 }
500
501
502 /* Deallocate memory used by alias analysis.  */
503
504 static void
505 delete_alias_info (struct alias_info *ai)
506 {
507   size_t i;
508
509   sbitmap_free (ai->ssa_names_visited);
510   ai->processed_ptrs = NULL;
511   BITMAP_XFREE (ai->addresses_needed);
512
513   for (i = 0; i < ai->num_addressable_vars; i++)
514     {
515       sbitmap_free (ai->addressable_vars[i]->may_aliases);
516       free (ai->addressable_vars[i]);
517     }
518   free (ai->addressable_vars);
519
520   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
521     {
522       sbitmap_free (ai->pointers[i]->may_aliases);
523       free (ai->pointers[i]);
524     }
525   free (ai->pointers);
526
527   ai->num_references = NULL;
528   BITMAP_XFREE (ai->written_vars);
529   BITMAP_XFREE (ai->dereferenced_ptrs_store);
530   BITMAP_XFREE (ai->dereferenced_ptrs_load);
531
532   free (ai);
533 }
534
535
536 /* Walk use-def chains for pointer PTR to determine what variables is PTR
537    pointing to.  */
538
539 static void
540 collect_points_to_info_for (struct alias_info *ai, tree ptr)
541 {
542   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)));
543
544   if (!TEST_BIT (ai->ssa_names_visited, SSA_NAME_VERSION (ptr)))
545     {
546       SET_BIT (ai->ssa_names_visited, SSA_NAME_VERSION (ptr));
547       walk_use_def_chains (ptr, collect_points_to_info_r, ai, true);
548       VARRAY_PUSH_TREE (ai->processed_ptrs, ptr);
549     }
550 }
551
552
553 /* Helper for ptr_is_dereferenced_by.  Called by walk_tree to look for
554    (ALIGN/MISALIGNED_)INDIRECT_REF nodes for the pointer passed in DATA.  */
555
556 static tree
557 find_ptr_dereference (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
558 {
559   tree ptr = (tree) data;
560
561   if (INDIRECT_REF_P (*tp)
562       && TREE_OPERAND (*tp, 0) == ptr)
563     return *tp;
564
565   return NULL_TREE;
566 }
567
568
569 /* Return true if STMT contains (ALIGN/MISALIGNED_)INDIRECT_REF <PTR>.  
570    *IS_STORE is set to 'true' if the dereference is on the LHS of an 
571    assignment.  */
572
573 static bool
574 ptr_is_dereferenced_by (tree ptr, tree stmt, bool *is_store)
575 {
576   *is_store = false;
577
578   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
579       || (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR
580           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 0)) == MODIFY_EXPR))
581     {
582       tree e, lhs, rhs;
583
584       e = (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR) ? TREE_OPERAND (stmt, 0) : stmt;
585       lhs = TREE_OPERAND (e, 0);
586       rhs = TREE_OPERAND (e, 1);
587
588       if (EXPR_P (lhs)
589           && walk_tree (&lhs, find_ptr_dereference, ptr, NULL))
590         {
591           *is_store = true;
592           return true;
593         }
594       else if (EXPR_P (rhs)
595                && walk_tree (&rhs, find_ptr_dereference, ptr, NULL))
596         {
597           return true;
598         }
599     }
600   else if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR)
601     {
602       if (walk_tree (&ASM_OUTPUTS (stmt), find_ptr_dereference, ptr, NULL)
603           || walk_tree (&ASM_CLOBBERS (stmt), find_ptr_dereference, ptr, NULL))
604         {
605           *is_store = true;
606           return true;
607         }
608       else if (walk_tree (&ASM_INPUTS (stmt), find_ptr_dereference, ptr, NULL))
609         {
610           return true;
611         }
612     }
613
614   return false;
615 }
616
617
618 /* Traverse use-def links for all the pointers in the program to collect
619    address escape and points-to information.
620    
621    This is loosely based on the same idea described in R. Hasti and S.
622    Horwitz, ``Using static single assignment form to improve
623    flow-insensitive pointer analysis,'' in SIGPLAN Conference on
624    Programming Language Design and Implementation, pp. 97-105, 1998.  */
625
626 static void
627 compute_points_to_and_addr_escape (struct alias_info *ai)
628 {
629   basic_block bb;
630   unsigned i;
631   tree op;
632   ssa_op_iter iter;
633
634   timevar_push (TV_TREE_PTA);
635
636   FOR_EACH_BB (bb)
637     {
638       bb_ann_t block_ann = bb_ann (bb);
639       block_stmt_iterator si;
640
641       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
642         {
643           bitmap addr_taken;
644           tree stmt = bsi_stmt (si);
645           bool stmt_escapes_p = is_escape_site (stmt, &ai->num_calls_found);
646           bitmap_iterator bi;
647
648           /* Mark all the variables whose address are taken by the
649              statement.  Note that this will miss all the addresses taken
650              in PHI nodes (those are discovered while following the use-def
651              chains).  */
652           get_stmt_operands (stmt);
653           addr_taken = addresses_taken (stmt);
654           if (addr_taken)
655             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (addr_taken, 0, i, bi)
656               {
657                 tree var = referenced_var (i);
658                 bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, var_ann (var)->uid);
659                 if (stmt_escapes_p)
660                   mark_call_clobbered (var);
661               }
662
663           if (stmt_escapes_p)
664             block_ann->has_escape_site = 1;
665
666           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_USE)
667             {
668               var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (op));
669               struct ptr_info_def *pi;
670               bool is_store;
671
672               /* If the operand's variable may be aliased, keep track
673                  of how many times we've referenced it.  This is used
674                  for alias grouping in compute_flow_sensitive_aliasing.
675                  Note that we don't need to grow AI->NUM_REFERENCES
676                  because we are processing regular variables, not
677                  memory tags (the array's initial size is set to
678                  NUM_REFERENCED_VARS).  */
679               if (may_be_aliased (SSA_NAME_VAR (op)))
680                 (VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid))++;
681
682               if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
683                 continue;
684
685               collect_points_to_info_for (ai, op);
686
687               pi = SSA_NAME_PTR_INFO (op);
688               if (ptr_is_dereferenced_by (op, stmt, &is_store))
689                 {
690                   /* Mark OP as dereferenced.  In a subsequent pass,
691                      dereferenced pointers that point to a set of
692                      variables will be assigned a name tag to alias
693                      all the variables OP points to.  */
694                   pi->is_dereferenced = 1;
695
696                   /* Keep track of how many time we've dereferenced each
697                      pointer.  Again, we don't need to grow
698                      AI->NUM_REFERENCES because we're processing
699                      existing program variables.  */
700                   (VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid))++;
701
702                   /* If this is a store operation, mark OP as being
703                      dereferenced to store, otherwise mark it as being
704                      dereferenced to load.  */
705                   if (is_store)
706                     bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid);
707                   else
708                     bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_load, v_ann->uid);
709                 }
710               else if (stmt_escapes_p)
711                 {
712                   /* Note that even if STMT is an escape point, pointer OP
713                      will not escape if it is being dereferenced.  That's
714                      why we only check for escape points if OP is not
715                      dereferenced by STMT.  */
716                   pi->value_escapes_p = 1;
717
718                   /* If the statement makes a function call, assume
719                      that pointer OP will be dereferenced in a store
720                      operation inside the called function.  */
721                   if (get_call_expr_in (stmt))
722                     {
723                       bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid);
724                       pi->is_dereferenced = 1;
725                     }
726                 }
727             }
728
729           /* Update reference counter for definitions to any
730              potentially aliased variable.  This is used in the alias
731              grouping heuristics.  */
732           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
733             {
734               tree var = SSA_NAME_VAR (op);
735               var_ann_t ann = var_ann (var);
736               bitmap_set_bit (ai->written_vars, ann->uid);
737               if (may_be_aliased (var))
738                 (VARRAY_UINT (ai->num_references, ann->uid))++;
739
740               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
741                 collect_points_to_info_for (ai, op);
742             }
743
744           /* Mark variables in V_MAY_DEF operands as being written to.  */
745           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
746             {
747               tree var = SSA_NAME_VAR (op);
748               var_ann_t ann = var_ann (var);
749               bitmap_set_bit (ai->written_vars, ann->uid);
750             }
751             
752           /* After promoting variables and computing aliasing we will
753              need to re-scan most statements.  FIXME: Try to minimize the
754              number of statements re-scanned.  It's not really necessary to
755              re-scan *all* statements.  */
756           modify_stmt (stmt);
757         }
758     }
759
760   timevar_pop (TV_TREE_PTA);
761 }
762
763
764 /* Create name tags for all the pointers that have been dereferenced.
765    We only create a name tag for a pointer P if P is found to point to
766    a set of variables (so that we can alias them to *P) or if it is
767    the result of a call to malloc (which means that P cannot point to
768    anything else nor alias any other variable).
769
770    If two pointers P and Q point to the same set of variables, they
771    are assigned the same name tag.  */
772
773 static void
774 create_name_tags (struct alias_info *ai)
775 {
776   size_t i;
777
778   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
779     {
780       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
781       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
782
783       if (pi->pt_anything || !pi->is_dereferenced)
784         {
785           /* No name tags for pointers that have not been
786              dereferenced or point to an arbitrary location.  */
787           pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
788           continue;
789         }
790
791       if (pi->pt_vars && !bitmap_empty_p (pi->pt_vars))
792         {
793           size_t j;
794           tree old_name_tag = pi->name_mem_tag;
795
796           /* If PTR points to a set of variables, check if we don't
797              have another pointer Q with the same points-to set before
798              creating a tag.  If so, use Q's tag instead of creating a
799              new one.
800
801              This is important for not creating unnecessary symbols
802              and also for copy propagation.  If we ever need to
803              propagate PTR into Q or vice-versa, we would run into
804              problems if they both had different name tags because
805              they would have different SSA version numbers (which
806              would force us to take the name tags in and out of SSA).  */
807           for (j = 0; j < i; j++)
808             {
809               tree q = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, j);
810               struct ptr_info_def *qi = SSA_NAME_PTR_INFO (q);
811
812               if (qi
813                   && qi->pt_vars
814                   && qi->name_mem_tag
815                   && bitmap_equal_p (pi->pt_vars, qi->pt_vars))
816                 {
817                   pi->name_mem_tag = qi->name_mem_tag;
818                   break;
819                 }
820             }
821
822           /* If we didn't find a pointer with the same points-to set
823              as PTR, create a new name tag if needed.  */
824           if (pi->name_mem_tag == NULL_TREE)
825             pi->name_mem_tag = get_nmt_for (ptr);
826
827           /* If the new name tag computed for PTR is different than
828              the old name tag that it used to have, then the old tag
829              needs to be removed from the IL, so we mark it for
830              renaming.  */
831           if (old_name_tag && old_name_tag != pi->name_mem_tag)
832             bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (old_name_tag)->uid);
833         }
834       else if (pi->pt_malloc)
835         {
836           /* Otherwise, create a unique name tag for this pointer.  */
837           pi->name_mem_tag = get_nmt_for (ptr);
838         }
839       else
840         {
841           /* Only pointers that may point to malloc or other variables
842              may receive a name tag.  If the pointer does not point to
843              a known spot, we should use type tags.  */
844           set_pt_anything (ptr);
845           continue;
846         }
847
848       TREE_THIS_VOLATILE (pi->name_mem_tag)
849           |= TREE_THIS_VOLATILE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)));
850
851       /* Mark the new name tag for renaming.  */
852       bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (pi->name_mem_tag)->uid);
853     }
854 }
855
856
857
858 /* For every pointer P_i in AI->PROCESSED_PTRS, create may-alias sets for
859    the name memory tag (NMT) associated with P_i.  If P_i escapes, then its
860    name tag and the variables it points-to are call-clobbered.  Finally, if
861    P_i escapes and we could not determine where it points to, then all the
862    variables in the same alias set as *P_i are marked call-clobbered.  This
863    is necessary because we must assume that P_i may take the address of any
864    variable in the same alias set.  */
865
866 static void
867 compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
868 {
869   size_t i;
870
871   create_name_tags (ai);
872
873   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
874     {
875       unsigned j;
876       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
877       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
878       var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (ptr));
879       bitmap_iterator bi;
880
881       if (pi->value_escapes_p || pi->pt_anything)
882         {
883           /* If PTR escapes or may point to anything, then its associated
884              memory tags and pointed-to variables are call-clobbered.  */
885           if (pi->name_mem_tag)
886             mark_call_clobbered (pi->name_mem_tag);
887
888           if (v_ann->type_mem_tag)
889             mark_call_clobbered (v_ann->type_mem_tag);
890
891           if (pi->pt_vars)
892             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j, bi)
893               {
894                 mark_call_clobbered (referenced_var (j));
895               }
896         }
897
898       /* Set up aliasing information for PTR's name memory tag (if it has
899          one).  Note that only pointers that have been dereferenced will
900          have a name memory tag.  */
901       if (pi->name_mem_tag && pi->pt_vars)
902         EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j, bi)
903           {
904             add_may_alias (pi->name_mem_tag, referenced_var (j));
905           }
906
907       /* If the name tag is call clobbered, so is the type tag
908          associated with the base VAR_DECL.  */
909       if (pi->name_mem_tag
910           && v_ann->type_mem_tag
911           && is_call_clobbered (pi->name_mem_tag))
912         mark_call_clobbered (v_ann->type_mem_tag);
913     }
914 }
915
916
917 /* Compute type-based alias sets.  Traverse all the pointers and
918    addressable variables found in setup_pointers_and_addressables.
919    
920    For every pointer P in AI->POINTERS and addressable variable V in
921    AI->ADDRESSABLE_VARS, add V to the may-alias sets of P's type
922    memory tag (TMT) if their alias sets conflict.  V is then marked as
923    an alias tag so that the operand scanner knows that statements
924    containing V have aliased operands.  */
925
926 static void
927 compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
928 {
929   size_t i;
930   sbitmap res;
931
932   /* Initialize counter for the total number of virtual operands that
933      aliasing will introduce.  When AI->TOTAL_ALIAS_VOPS goes beyond the
934      threshold set by --params max-alias-vops, we enable alias
935      grouping.  */
936   ai->total_alias_vops = 0;
937
938   /* For every pointer P, determine which addressable variables may alias
939      with P's type memory tag.  */
940   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
941     {
942       size_t j;
943       struct alias_map_d *p_map = ai->pointers[i];
944       tree tag = var_ann (p_map->var)->type_mem_tag;
945       var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
946
947       p_map->total_alias_vops = 0;
948       p_map->may_aliases = sbitmap_alloc (num_referenced_vars);
949       sbitmap_zero (p_map->may_aliases);
950
951       for (j = 0; j < ai->num_addressable_vars; j++)
952         {
953           struct alias_map_d *v_map;
954           var_ann_t v_ann;
955           tree var;
956           bool tag_stored_p, var_stored_p;
957           
958           v_map = ai->addressable_vars[j];
959           var = v_map->var;
960           v_ann = var_ann (var);
961
962           /* Skip memory tags and variables that have never been
963              written to.  We also need to check if the variables are
964              call-clobbered because they may be overwritten by
965              function calls.
966
967              Note this is effectively random accessing elements in
968              the sparse bitset, which can be highly inefficient.
969              So we first check the call_clobbered status of the
970              tag and variable before querying the bitmap.  */
971           tag_stored_p = is_call_clobbered (tag)
972                          || bitmap_bit_p (ai->written_vars, tag_ann->uid);
973           var_stored_p = is_call_clobbered (var)
974                          || bitmap_bit_p (ai->written_vars, v_ann->uid);
975           if (!tag_stored_p && !var_stored_p)
976             continue;
977              
978           if (may_alias_p (p_map->var, p_map->set, var, v_map->set))
979             {
980               size_t num_tag_refs, num_var_refs;
981
982               num_tag_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, tag_ann->uid);
983               num_var_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid);
984
985               /* Add VAR to TAG's may-aliases set.  */
986               add_may_alias (tag, var);
987
988               /* Update the total number of virtual operands due to
989                  aliasing.  Since we are adding one more alias to TAG's
990                  may-aliases set, the total number of virtual operands due
991                  to aliasing will be increased by the number of references
992                  made to VAR and TAG (every reference to TAG will also
993                  count as a reference to VAR).  */
994               ai->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
995               p_map->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
996
997               /* Update the bitmap used to represent TAG's alias set
998                  in case we need to group aliases.  */
999               SET_BIT (p_map->may_aliases, var_ann (var)->uid);
1000             }
1001         }
1002     }
1003
1004   /* Since this analysis is based exclusively on symbols, it fails to
1005      handle cases where two pointers P and Q have different memory
1006      tags with conflicting alias set numbers but no aliased symbols in
1007      common.
1008
1009      For example, suppose that we have two memory tags TMT.1 and TMT.2
1010      such that
1011      
1012                 may-aliases (TMT.1) = { a }
1013                 may-aliases (TMT.2) = { b }
1014
1015      and the alias set number of TMT.1 conflicts with that of TMT.2.
1016      Since they don't have symbols in common, loads and stores from
1017      TMT.1 and TMT.2 will seem independent of each other, which will
1018      lead to the optimizers making invalid transformations (see
1019      testsuite/gcc.c-torture/execute/pr15262-[12].c).
1020
1021      To avoid this problem, we do a final traversal of AI->POINTERS
1022      looking for pairs of pointers that have no aliased symbols in
1023      common and yet have conflicting alias set numbers.  */
1024   res = sbitmap_alloc (num_referenced_vars);
1025
1026   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1027     {
1028       size_t j;
1029       struct alias_map_d *p_map1 = ai->pointers[i];
1030       tree tag1 = var_ann (p_map1->var)->type_mem_tag;
1031       sbitmap may_aliases1 = p_map1->may_aliases;
1032
1033       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
1034         {
1035           struct alias_map_d *p_map2 = ai->pointers[j];
1036           tree tag2 = var_ann (p_map2->var)->type_mem_tag;
1037           sbitmap may_aliases2 = p_map2->may_aliases;
1038
1039           /* If the pointers may not point to each other, do nothing.  */
1040           if (!may_alias_p (p_map1->var, p_map1->set, p_map2->var, p_map2->set))
1041             continue;
1042
1043           /* The two pointers may alias each other.  If they already have
1044              symbols in common, do nothing.  */
1045           sbitmap_a_and_b (res, may_aliases1, may_aliases2);
1046           if (sbitmap_first_set_bit (res) >= 0)
1047             continue;
1048
1049           if (sbitmap_first_set_bit (may_aliases2) >= 0)
1050             {
1051               size_t k;
1052
1053               /* Add all the aliases for TAG2 into TAG1's alias set.
1054                  FIXME, update grouping heuristic counters.  */
1055               EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (may_aliases2, 0, k,
1056                   add_may_alias (tag1, referenced_var (k)));
1057               sbitmap_a_or_b (may_aliases1, may_aliases1, may_aliases2);
1058             }
1059           else
1060             {
1061               /* Since TAG2 does not have any aliases of its own, add
1062                  TAG2 itself to the alias set of TAG1.  */
1063               add_may_alias (tag1, tag2);
1064             }
1065         }
1066     }
1067
1068   sbitmap_free (res);
1069
1070   if (dump_file)
1071     fprintf (dump_file, "%s: Total number of aliased vops: %ld\n",
1072              get_name (current_function_decl),
1073              ai->total_alias_vops);
1074
1075   /* Determine if we need to enable alias grouping.  */
1076   if (ai->total_alias_vops >= MAX_ALIASED_VOPS)
1077     group_aliases (ai);
1078 }
1079
1080
1081 /* Comparison function for qsort used in group_aliases.  */
1082
1083 static int
1084 total_alias_vops_cmp (const void *p, const void *q)
1085 {
1086   const struct alias_map_d **p1 = (const struct alias_map_d **)p;
1087   const struct alias_map_d **p2 = (const struct alias_map_d **)q;
1088   long n1 = (*p1)->total_alias_vops;
1089   long n2 = (*p2)->total_alias_vops;
1090
1091   /* We want to sort in descending order.  */
1092   return (n1 > n2 ? -1 : (n1 == n2) ? 0 : 1);
1093 }
1094
1095 /* Group all the aliases for TAG to make TAG represent all the
1096    variables in its alias set.  Update the total number
1097    of virtual operands due to aliasing (AI->TOTAL_ALIAS_VOPS).  This
1098    function will make TAG be the unique alias tag for all the
1099    variables in its may-aliases.  So, given:
1100
1101         may-aliases(TAG) = { V1, V2, V3 }
1102
1103    This function will group the variables into:
1104
1105         may-aliases(V1) = { TAG }
1106         may-aliases(V2) = { TAG }
1107         may-aliases(V2) = { TAG }  */
1108
1109 static void
1110 group_aliases_into (tree tag, sbitmap tag_aliases, struct alias_info *ai)
1111 {
1112   size_t i;
1113   var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
1114   size_t num_tag_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, tag_ann->uid);
1115
1116   EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (tag_aliases, 0, i,
1117     {
1118       tree var = referenced_var (i);
1119       var_ann_t ann = var_ann (var);
1120
1121       /* Make TAG the unique alias of VAR.  */
1122       ann->is_alias_tag = 0;
1123       ann->may_aliases = NULL;
1124
1125       /* Note that VAR and TAG may be the same if the function has no
1126          addressable variables (see the discussion at the end of
1127          setup_pointers_and_addressables).  */
1128       if (var != tag)
1129         add_may_alias (var, tag);
1130
1131       /* Reduce total number of virtual operands contributed
1132          by TAG on behalf of VAR.  Notice that the references to VAR
1133          itself won't be removed.  We will merely replace them with
1134          references to TAG.  */
1135       ai->total_alias_vops -= num_tag_refs;
1136     });
1137
1138   /* We have reduced the number of virtual operands that TAG makes on
1139      behalf of all the variables formerly aliased with it.  However,
1140      we have also "removed" all the virtual operands for TAG itself,
1141      so we add them back.  */
1142   ai->total_alias_vops += num_tag_refs;
1143
1144   /* TAG no longer has any aliases.  */
1145   tag_ann->may_aliases = NULL;
1146 }
1147
1148
1149 /* Group may-aliases sets to reduce the number of virtual operands due
1150    to aliasing.
1151
1152      1- Sort the list of pointers in decreasing number of contributed
1153         virtual operands.
1154
1155      2- Take the first entry in AI->POINTERS and revert the role of
1156         the memory tag and its aliases.  Usually, whenever an aliased
1157         variable Vi is found to alias with a memory tag T, we add Vi
1158         to the may-aliases set for T.  Meaning that after alias
1159         analysis, we will have:
1160
1161                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3, ..., Vn }
1162
1163         This means that every statement that references T, will get 'n'
1164         virtual operands for each of the Vi tags.  But, when alias
1165         grouping is enabled, we make T an alias tag and add it to the
1166         alias set of all the Vi variables:
1167
1168                 may-aliases(V1) = { T }
1169                 may-aliases(V2) = { T }
1170                 ...
1171                 may-aliases(Vn) = { T }
1172
1173         This has two effects: (a) statements referencing T will only get
1174         a single virtual operand, and, (b) all the variables Vi will now
1175         appear to alias each other.  So, we lose alias precision to
1176         improve compile time.  But, in theory, a program with such a high
1177         level of aliasing should not be very optimizable in the first
1178         place.
1179
1180      3- Since variables may be in the alias set of more than one
1181         memory tag, the grouping done in step (2) needs to be extended
1182         to all the memory tags that have a non-empty intersection with
1183         the may-aliases set of tag T.  For instance, if we originally
1184         had these may-aliases sets:
1185
1186                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3 }
1187                 may-aliases(R) = { V2, V4 }
1188
1189         In step (2) we would have reverted the aliases for T as:
1190
1191                 may-aliases(V1) = { T }
1192                 may-aliases(V2) = { T }
1193                 may-aliases(V3) = { T }
1194
1195         But note that now V2 is no longer aliased with R.  We could
1196         add R to may-aliases(V2), but we are in the process of
1197         grouping aliases to reduce virtual operands so what we do is
1198         add V4 to the grouping to obtain:
1199
1200                 may-aliases(V1) = { T }
1201                 may-aliases(V2) = { T }
1202                 may-aliases(V3) = { T }
1203                 may-aliases(V4) = { T }
1204
1205      4- If the total number of virtual operands due to aliasing is
1206         still above the threshold set by max-alias-vops, go back to (2).  */
1207
1208 static void
1209 group_aliases (struct alias_info *ai)
1210 {
1211   size_t i;
1212   sbitmap res;
1213
1214   /* Sort the POINTERS array in descending order of contributed
1215      virtual operands.  */
1216   qsort (ai->pointers, ai->num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *),
1217          total_alias_vops_cmp);
1218
1219   res = sbitmap_alloc (num_referenced_vars);
1220
1221   /* For every pointer in AI->POINTERS, reverse the roles of its tag
1222      and the tag's may-aliases set.  */
1223   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1224     {
1225       size_t j;
1226       tree tag1 = var_ann (ai->pointers[i]->var)->type_mem_tag;
1227       sbitmap tag1_aliases = ai->pointers[i]->may_aliases;
1228
1229       /* Skip tags that have been grouped already.  */
1230       if (ai->pointers[i]->grouped_p)
1231         continue;
1232
1233       /* See if TAG1 had any aliases in common with other type tags.
1234          If we find a TAG2 with common aliases with TAG1, add TAG2's
1235          aliases into TAG1.  */
1236       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
1237         {
1238           sbitmap tag2_aliases = ai->pointers[j]->may_aliases;
1239
1240           sbitmap_a_and_b (res, tag1_aliases, tag2_aliases);
1241           if (sbitmap_first_set_bit (res) >= 0)
1242             {
1243               tree tag2 = var_ann (ai->pointers[j]->var)->type_mem_tag;
1244
1245               sbitmap_a_or_b (tag1_aliases, tag1_aliases, tag2_aliases);
1246
1247               /* TAG2 does not need its aliases anymore.  */
1248               sbitmap_zero (tag2_aliases);
1249               var_ann (tag2)->may_aliases = NULL;
1250
1251               /* TAG1 is the unique alias of TAG2.  */
1252               add_may_alias (tag2, tag1);
1253
1254               ai->pointers[j]->grouped_p = true;
1255             }
1256         }
1257
1258       /* Now group all the aliases we collected into TAG1.  */
1259       group_aliases_into (tag1, tag1_aliases, ai);
1260
1261       /* If we've reduced total number of virtual operands below the
1262          threshold, stop.  */
1263       if (ai->total_alias_vops < MAX_ALIASED_VOPS)
1264         break;
1265     }
1266
1267   /* Finally, all the variables that have been grouped cannot be in
1268      the may-alias set of name memory tags.  Suppose that we have
1269      grouped the aliases in this code so that may-aliases(a) = TMT.20
1270
1271         p_5 = &a;
1272         ...
1273         # a_9 = V_MAY_DEF <a_8>
1274         p_5->field = 0
1275         ... Several modifications to TMT.20 ... 
1276         # VUSE <a_9>
1277         x_30 = p_5->field
1278
1279      Since p_5 points to 'a', the optimizers will try to propagate 0
1280      into p_5->field, but that is wrong because there have been
1281      modifications to 'TMT.20' in between.  To prevent this we have to
1282      replace 'a' with 'TMT.20' in the name tag of p_5.  */
1283   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
1284     {
1285       size_t j;
1286       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
1287       tree name_tag = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr)->name_mem_tag;
1288       varray_type aliases;
1289       
1290       if (name_tag == NULL_TREE)
1291         continue;
1292
1293       aliases = var_ann (name_tag)->may_aliases;
1294       for (j = 0; aliases && j < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); j++)
1295         {
1296           tree alias = VARRAY_TREE (aliases, j);
1297           var_ann_t ann = var_ann (alias);
1298
1299           if (ann->mem_tag_kind == NOT_A_TAG && ann->may_aliases)
1300             {
1301               tree new_alias;
1302
1303               gcc_assert (VARRAY_ACTIVE_SIZE (ann->may_aliases) == 1);
1304
1305               new_alias = VARRAY_TREE (ann->may_aliases, 0);
1306               replace_may_alias (name_tag, j, new_alias);
1307             }
1308         }
1309     }
1310
1311   sbitmap_free (res);
1312
1313   if (dump_file)
1314     fprintf (dump_file,
1315              "%s: Total number of aliased vops after grouping: %ld%s\n",
1316              get_name (current_function_decl),
1317              ai->total_alias_vops,
1318              (ai->total_alias_vops < 0) ? " (negative values are OK)" : "");
1319 }
1320
1321
1322 /* Create a new alias set entry for VAR in AI->ADDRESSABLE_VARS.  */
1323
1324 static void
1325 create_alias_map_for (tree var, struct alias_info *ai)
1326 {
1327   struct alias_map_d *alias_map;
1328   alias_map = xcalloc (1, sizeof (*alias_map));
1329   alias_map->var = var;
1330   alias_map->set = get_alias_set (var);
1331   ai->addressable_vars[ai->num_addressable_vars++] = alias_map;
1332 }
1333
1334
1335 /* Create memory tags for all the dereferenced pointers and build the
1336    ADDRESSABLE_VARS and POINTERS arrays used for building the may-alias
1337    sets.  Based on the address escape and points-to information collected
1338    earlier, this pass will also clear the TREE_ADDRESSABLE flag from those
1339    variables whose address is not needed anymore.  */
1340
1341 static void
1342 setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *ai)
1343 {
1344   size_t i, n_vars, num_addressable_vars, num_pointers;
1345
1346   /* Size up the arrays ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  */
1347   num_addressable_vars = num_pointers = 0;
1348   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
1349     {
1350       tree var = referenced_var (i);
1351
1352       if (may_be_aliased (var))
1353         num_addressable_vars++;
1354
1355       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1356         {
1357           /* Since we don't keep track of volatile variables, assume that
1358              these pointers are used in indirect store operations.  */
1359           if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
1360             bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, var_ann (var)->uid);
1361
1362           num_pointers++;
1363         }
1364     }
1365
1366   /* Create ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  Note that these arrays are
1367      always going to be slightly bigger than we actually need them
1368      because some TREE_ADDRESSABLE variables will be marked
1369      non-addressable below and only pointers with unique type tags are
1370      going to be added to POINTERS.  */
1371   ai->addressable_vars = xcalloc (num_addressable_vars,
1372                                   sizeof (struct alias_map_d *));
1373   ai->pointers = xcalloc (num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *));
1374   ai->num_addressable_vars = 0;
1375   ai->num_pointers = 0;
1376
1377   /* Since we will be creating type memory tags within this loop, cache the
1378      value of NUM_REFERENCED_VARS to avoid processing the additional tags
1379      unnecessarily.  */
1380   n_vars = num_referenced_vars;
1381
1382   for (i = 0; i < n_vars; i++)
1383     {
1384       tree var = referenced_var (i);
1385       var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1386
1387       /* Name memory tags already have flow-sensitive aliasing
1388          information, so they need not be processed by
1389          compute_flow_insensitive_aliasing.  Similarly, type memory
1390          tags are already accounted for when we process their
1391          associated pointer.  */
1392       if (v_ann->mem_tag_kind != NOT_A_TAG)
1393         continue;
1394
1395       /* Remove the ADDRESSABLE flag from every addressable variable whose
1396          address is not needed anymore.  This is caused by the propagation
1397          of ADDR_EXPR constants into INDIRECT_REF expressions and the
1398          removal of dead pointer assignments done by the early scalar
1399          cleanup passes.  */
1400       if (TREE_ADDRESSABLE (var))
1401         {
1402           if (!bitmap_bit_p (ai->addresses_needed, v_ann->uid)
1403               && v_ann->mem_tag_kind == NOT_A_TAG
1404               && TREE_CODE (var) != RESULT_DECL
1405               && !is_global_var (var))
1406             {
1407               /* The address of VAR is not needed, remove the
1408                  addressable bit, so that it can be optimized as a
1409                  regular variable.  */
1410               mark_non_addressable (var);
1411
1412               /* Since VAR is now a regular GIMPLE register, we will need
1413                  to rename VAR into SSA afterwards.  */
1414               bitmap_set_bit (vars_to_rename, v_ann->uid);
1415             }
1416           else
1417             {
1418               /* Add the variable to the set of addressables.  Mostly
1419                  used when scanning operands for ASM_EXPRs that
1420                  clobber memory.  In those cases, we need to clobber
1421                  all call-clobbered variables and all addressables.  */
1422               bitmap_set_bit (addressable_vars, v_ann->uid);
1423             }
1424         }
1425
1426       /* Global variables and addressable locals may be aliased.  Create an
1427          entry in ADDRESSABLE_VARS for VAR.  */
1428       if (may_be_aliased (var))
1429         {
1430           create_alias_map_for (var, ai);
1431           bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (var)->uid);
1432         }
1433
1434       /* Add pointer variables that have been dereferenced to the POINTERS
1435          array and create a type memory tag for them.  */
1436       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1437         {
1438           if ((bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid)
1439                 || bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_load, v_ann->uid)))
1440             {
1441               tree tag;
1442               var_ann_t t_ann;
1443
1444               /* If pointer VAR still doesn't have a memory tag
1445                  associated with it, create it now or re-use an
1446                  existing one.  */
1447               tag = get_tmt_for (var, ai);
1448               t_ann = var_ann (tag);
1449
1450               /* The type tag will need to be renamed into SSA
1451                  afterwards. Note that we cannot do this inside
1452                  get_tmt_for because aliasing may run multiple times
1453                  and we only create type tags the first time.  */
1454               bitmap_set_bit (vars_to_rename, t_ann->uid);
1455
1456               /* Associate the tag with pointer VAR.  */
1457               v_ann->type_mem_tag = tag;
1458
1459               /* If pointer VAR has been used in a store operation,
1460                  then its memory tag must be marked as written-to.  */
1461               if (bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid))
1462                 bitmap_set_bit (ai->written_vars, t_ann->uid);
1463
1464               /* If pointer VAR is a global variable or a PARM_DECL,
1465                  then its memory tag should be considered a global
1466                  variable.  */
1467               if (TREE_CODE (var) == PARM_DECL || is_global_var (var))
1468                 mark_call_clobbered (tag);
1469
1470               /* All the dereferences of pointer VAR count as
1471                  references of TAG.  Since TAG can be associated with
1472                  several pointers, add the dereferences of VAR to the
1473                  TAG.  We may need to grow AI->NUM_REFERENCES because
1474                  we have been adding name and type tags.  */
1475               if (t_ann->uid >= VARRAY_SIZE (ai->num_references))
1476                 VARRAY_GROW (ai->num_references, t_ann->uid + 10);
1477
1478               VARRAY_UINT (ai->num_references, t_ann->uid)
1479                 += VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid);
1480             }
1481           else
1482             {
1483               /* The pointer has not been dereferenced.  If it had a
1484                  type memory tag, remove it and mark the old tag for
1485                  renaming to remove it out of the IL.  */
1486               var_ann_t ann = var_ann (var);
1487               tree tag = ann->type_mem_tag;
1488               if (tag)
1489                 {
1490                   bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (tag)->uid);
1491                   ann->type_mem_tag = NULL_TREE;
1492                 }
1493             }
1494         }
1495     }
1496 }
1497
1498
1499 /* Determine whether to use .GLOBAL_VAR to model call clobbering semantics. At
1500    every call site, we need to emit V_MAY_DEF expressions to represent the
1501    clobbering effects of the call for variables whose address escapes the
1502    current function.
1503
1504    One approach is to group all call-clobbered variables into a single
1505    representative that is used as an alias of every call-clobbered variable
1506    (.GLOBAL_VAR).  This works well, but it ties the optimizer hands because
1507    references to any call clobbered variable is a reference to .GLOBAL_VAR.
1508
1509    The second approach is to emit a clobbering V_MAY_DEF for every 
1510    call-clobbered variable at call sites.  This is the preferred way in terms 
1511    of optimization opportunities but it may create too many V_MAY_DEF operands
1512    if there are many call clobbered variables and function calls in the 
1513    function.
1514
1515    To decide whether or not to use .GLOBAL_VAR we multiply the number of
1516    function calls found by the number of call-clobbered variables.  If that
1517    product is beyond a certain threshold, as determined by the parameterized
1518    values shown below, we use .GLOBAL_VAR.
1519
1520    FIXME.  This heuristic should be improved.  One idea is to use several
1521    .GLOBAL_VARs of different types instead of a single one.  The thresholds
1522    have been derived from a typical bootstrap cycle, including all target
1523    libraries. Compile times were found increase by ~1% compared to using
1524    .GLOBAL_VAR.  */
1525
1526 static void
1527 maybe_create_global_var (struct alias_info *ai)
1528 {
1529   unsigned i, n_clobbered;
1530   bitmap_iterator bi;
1531   
1532   /* No need to create it, if we have one already.  */
1533   if (global_var == NULL_TREE)
1534     {
1535       /* Count all the call-clobbered variables.  */
1536       n_clobbered = 0;
1537       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
1538         {
1539           n_clobbered++;
1540         }
1541
1542       /* Create .GLOBAL_VAR if we have too many call-clobbered
1543          variables.  We also create .GLOBAL_VAR when there no
1544          call-clobbered variables to prevent code motion
1545          transformations from re-arranging function calls that may
1546          have side effects.  For instance,
1547
1548                 foo ()
1549                 {
1550                   int a = f ();
1551                   g ();
1552                   h (a);
1553                 }
1554
1555          There are no call-clobbered variables in foo(), so it would
1556          be entirely possible for a pass to want to move the call to
1557          f() after the call to g().  If f() has side effects, that
1558          would be wrong.  Creating .GLOBAL_VAR in this case will
1559          insert VDEFs for it and prevent such transformations.  */
1560       if (n_clobbered == 0
1561           || ai->num_calls_found * n_clobbered >= (size_t) GLOBAL_VAR_THRESHOLD)
1562         create_global_var ();
1563     }
1564
1565   /* If the function has calls to clobbering functions and .GLOBAL_VAR has
1566      been created, make it an alias for all call-clobbered variables.  */
1567   if (global_var)
1568     EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
1569       {
1570         tree var = referenced_var (i);
1571         if (var != global_var)
1572           {
1573              add_may_alias (var, global_var);
1574              bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (var)->uid);
1575           }
1576       }
1577 }
1578
1579
1580 /* Return TRUE if pointer PTR may point to variable VAR.
1581    
1582    MEM_ALIAS_SET is the alias set for the memory location pointed-to by PTR
1583         This is needed because when checking for type conflicts we are
1584         interested in the alias set of the memory location pointed-to by
1585         PTR.  The alias set of PTR itself is irrelevant.
1586    
1587    VAR_ALIAS_SET is the alias set for VAR.  */
1588
1589 static bool
1590 may_alias_p (tree ptr, HOST_WIDE_INT mem_alias_set,
1591              tree var, HOST_WIDE_INT var_alias_set)
1592 {
1593   tree mem;
1594   var_ann_t v_ann, m_ann;
1595
1596   alias_stats.alias_queries++;
1597   alias_stats.simple_queries++;
1598
1599   /* By convention, a variable cannot alias itself.  */
1600   mem = var_ann (ptr)->type_mem_tag;
1601   if (mem == var)
1602     {
1603       alias_stats.alias_noalias++;
1604       alias_stats.simple_resolved++;
1605       return false;
1606     }
1607
1608   v_ann = var_ann (var);
1609   m_ann = var_ann (mem);
1610
1611   gcc_assert (m_ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG);
1612
1613   alias_stats.tbaa_queries++;
1614
1615   /* If VAR is a pointer with the same alias set as PTR, then dereferencing
1616      PTR can't possibly affect VAR.  Note, that we are specifically testing
1617      for PTR's alias set here, not its pointed-to type.  We also can't
1618      do this check with relaxed aliasing enabled.  */
1619   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var))
1620       && var_alias_set != 0
1621       && mem_alias_set != 0)
1622     {
1623       HOST_WIDE_INT ptr_alias_set = get_alias_set (ptr);
1624       if (ptr_alias_set == var_alias_set)
1625         {
1626           alias_stats.alias_noalias++;
1627           alias_stats.tbaa_resolved++;
1628           return false;
1629         }
1630     }
1631
1632   /* If the alias sets don't conflict then MEM cannot alias VAR.  */
1633   if (!alias_sets_conflict_p (mem_alias_set, var_alias_set))
1634     {
1635       alias_stats.alias_noalias++;
1636       alias_stats.tbaa_resolved++;
1637       return false;
1638     }
1639
1640   alias_stats.alias_mayalias++;
1641   return true;
1642 }
1643
1644
1645 /* Add ALIAS to the set of variables that may alias VAR.  */
1646
1647 static void
1648 add_may_alias (tree var, tree alias)
1649 {
1650   size_t i;
1651   var_ann_t v_ann = get_var_ann (var);
1652   var_ann_t a_ann = get_var_ann (alias);
1653
1654   gcc_assert (var != alias);
1655
1656   if (v_ann->may_aliases == NULL)
1657     VARRAY_TREE_INIT (v_ann->may_aliases, 2, "aliases");
1658
1659   /* Avoid adding duplicates.  */
1660   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (v_ann->may_aliases); i++)
1661     if (alias == VARRAY_TREE (v_ann->may_aliases, i))
1662       return;
1663
1664   /* If VAR is a call-clobbered variable, so is its new ALIAS.
1665      FIXME, call-clobbering should only depend on whether an address
1666      escapes.  It should be independent of aliasing.  */
1667   if (is_call_clobbered (var))
1668     mark_call_clobbered (alias);
1669
1670   /* Likewise.  If ALIAS is call-clobbered, so is VAR.  */
1671   else if (is_call_clobbered (alias))
1672     mark_call_clobbered (var);
1673
1674   VARRAY_PUSH_TREE (v_ann->may_aliases, alias);
1675   a_ann->is_alias_tag = 1;
1676 }
1677
1678
1679 /* Replace alias I in the alias sets of VAR with NEW_ALIAS.  */
1680
1681 static void
1682 replace_may_alias (tree var, size_t i, tree new_alias)
1683 {
1684   var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1685   VARRAY_TREE (v_ann->may_aliases, i) = new_alias;
1686
1687   /* If VAR is a call-clobbered variable, so is NEW_ALIAS.
1688      FIXME, call-clobbering should only depend on whether an address
1689      escapes.  It should be independent of aliasing.  */
1690   if (is_call_clobbered (var))
1691     mark_call_clobbered (new_alias);
1692
1693   /* Likewise.  If NEW_ALIAS is call-clobbered, so is VAR.  */
1694   else if (is_call_clobbered (new_alias))
1695     mark_call_clobbered (var);
1696 }
1697
1698
1699 /* Mark pointer PTR as pointing to an arbitrary memory location.  */
1700
1701 static void
1702 set_pt_anything (tree ptr)
1703 {
1704   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
1705
1706   pi->pt_anything = 1;
1707   pi->pt_malloc = 0;
1708
1709   /* The pointer used to have a name tag, but we now found it pointing
1710      to an arbitrary location.  The name tag needs to be renamed and
1711      disassociated from PTR.  */
1712   if (pi->name_mem_tag)
1713     {
1714       bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (pi->name_mem_tag)->uid);
1715       pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
1716     }
1717 }
1718
1719
1720 /* Mark pointer PTR as pointing to a malloc'd memory area.  */
1721
1722 static void
1723 set_pt_malloc (tree ptr)
1724 {
1725   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
1726
1727   /* If the pointer has already been found to point to arbitrary
1728      memory locations, it is unsafe to mark it as pointing to malloc.  */
1729   if (pi->pt_anything)
1730     return;
1731
1732   pi->pt_malloc = 1;
1733 }
1734
1735
1736 /* Given two different pointers DEST and ORIG.  Merge the points-to
1737    information in ORIG into DEST.  AI is as in
1738    collect_points_to_info.  */
1739
1740 static void
1741 merge_pointed_to_info (struct alias_info *ai, tree dest, tree orig)
1742 {
1743   struct ptr_info_def *dest_pi, *orig_pi;
1744
1745   gcc_assert (dest != orig);
1746
1747   /* Make sure we have points-to information for ORIG.  */
1748   collect_points_to_info_for (ai, orig);
1749
1750   dest_pi = get_ptr_info (dest);
1751   orig_pi = SSA_NAME_PTR_INFO (orig);
1752
1753   if (orig_pi)
1754     {
1755       /* Notice that we never merge PT_MALLOC.  This attribute is only
1756          true if the pointer is the result of a malloc() call.
1757          Otherwise, we can end up in this situation:
1758
1759          P_i = malloc ();
1760          ...
1761          P_j = P_i + X;
1762
1763          P_j would be marked as PT_MALLOC, however we currently do not
1764          handle cases of more than one pointer pointing to the same
1765          malloc'd area.
1766
1767          FIXME: If the merging comes from an expression that preserves
1768          the PT_MALLOC attribute (copy assignment, address
1769          arithmetic), we ought to merge PT_MALLOC, but then both
1770          pointers would end up getting different name tags because
1771          create_name_tags is not smart enough to determine that the
1772          two come from the same malloc call.  Copy propagation before
1773          aliasing should cure this.  */
1774       gcc_assert (orig_pi != dest_pi);
1775       
1776       dest_pi->pt_malloc = 0;
1777
1778       if (orig_pi->pt_malloc || orig_pi->pt_anything)
1779         set_pt_anything (dest);
1780
1781       if (!dest_pi->pt_anything
1782           && orig_pi->pt_vars
1783           && !bitmap_empty_p (orig_pi->pt_vars))
1784         {
1785           if (dest_pi->pt_vars == NULL)
1786             {
1787               dest_pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
1788               bitmap_copy (dest_pi->pt_vars, orig_pi->pt_vars);
1789             }
1790           else
1791             bitmap_ior_into (dest_pi->pt_vars, orig_pi->pt_vars);
1792         }
1793     }
1794   else
1795     set_pt_anything (dest);
1796 }
1797
1798
1799 /* Add EXPR to the list of expressions pointed-to by PTR.  */
1800
1801 static void
1802 add_pointed_to_expr (struct alias_info *ai, tree ptr, tree expr)
1803 {
1804   if (TREE_CODE (expr) == WITH_SIZE_EXPR)
1805     expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
1806
1807   get_ptr_info (ptr);
1808
1809   if (TREE_CODE (expr) == CALL_EXPR
1810       && (call_expr_flags (expr) & (ECF_MALLOC | ECF_MAY_BE_ALLOCA)))
1811     {
1812       /* If EXPR is a malloc-like call, then the area pointed to PTR
1813          is guaranteed to not alias with anything else.  */
1814       set_pt_malloc (ptr);
1815     }
1816   else if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
1817     {
1818       /* Found P_i = ADDR_EXPR  */
1819       add_pointed_to_var (ai, ptr, expr);
1820     }
1821   else if (TREE_CODE (expr) == SSA_NAME && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr)))
1822     {
1823       /* Found P_i = Q_j.  */
1824       merge_pointed_to_info (ai, ptr, expr);
1825     }
1826   else if (TREE_CODE (expr) == PLUS_EXPR || TREE_CODE (expr) == MINUS_EXPR)
1827     {
1828       /* Found P_i = PLUS_EXPR or P_i = MINUS_EXPR  */
1829       tree op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1830       tree op1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1831
1832       /* Both operands may be of pointer type.  FIXME: Shouldn't
1833          we just expect PTR + OFFSET always?  */
1834       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1835           && TREE_CODE (op0) != INTEGER_CST)
1836         {
1837           if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1838             merge_pointed_to_info (ai, ptr, op0);
1839           else if (TREE_CODE (op0) == ADDR_EXPR)
1840             add_pointed_to_var (ai, ptr, op0);
1841           else
1842             set_pt_anything (ptr);
1843         }
1844
1845       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1))
1846           && TREE_CODE (op1) != INTEGER_CST)
1847         {
1848           if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
1849             merge_pointed_to_info (ai, ptr, op1);
1850           else if (TREE_CODE (op1) == ADDR_EXPR)
1851             add_pointed_to_var (ai, ptr, op1);
1852           else
1853             set_pt_anything (ptr);
1854         }
1855
1856       /* Neither operand is a pointer?  VAR can be pointing anywhere.
1857          FIXME: Shouldn't we abort here?  If we get here, we found
1858          PTR = INT_CST + INT_CST, which should not be a valid pointer
1859          expression.  */
1860       if (!(POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1861             && TREE_CODE (op0) != INTEGER_CST)
1862           && !(POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1))
1863                && TREE_CODE (op1) != INTEGER_CST))
1864         set_pt_anything (ptr);
1865     }
1866   else
1867     {
1868       /* If we can't recognize the expression, assume that PTR may
1869          point anywhere.  */
1870       set_pt_anything (ptr);
1871     }
1872 }
1873
1874
1875 /* If VALUE is of the form &DECL, add DECL to the set of variables
1876    pointed-to by PTR.  Otherwise, add VALUE as a pointed-to expression by
1877    PTR.  AI is as in collect_points_to_info.  */
1878
1879 static void
1880 add_pointed_to_var (struct alias_info *ai, tree ptr, tree value)
1881 {
1882   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
1883   tree pt_var;
1884   size_t uid;
1885
1886   gcc_assert (TREE_CODE (value) == ADDR_EXPR);
1887
1888   pt_var = TREE_OPERAND (value, 0);
1889   if (REFERENCE_CLASS_P (pt_var))
1890     pt_var = get_base_address (pt_var);
1891
1892   if (pt_var && SSA_VAR_P (pt_var))
1893     {
1894       uid = var_ann (pt_var)->uid;
1895       bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, uid);
1896
1897       if (pi->pt_vars == NULL)
1898         pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
1899       bitmap_set_bit (pi->pt_vars, uid);
1900
1901       /* If the variable is a global, mark the pointer as pointing to
1902          global memory (which will make its tag a global variable).  */
1903       if (is_global_var (pt_var))
1904         pi->pt_global_mem = 1;
1905     }
1906 }
1907
1908
1909 /* Callback for walk_use_def_chains to gather points-to information from the
1910    SSA web.
1911    
1912    VAR is an SSA variable or a GIMPLE expression.
1913    
1914    STMT is the statement that generates the SSA variable or, if STMT is a
1915       PHI_NODE, VAR is one of the PHI arguments.
1916
1917    DATA is a pointer to a structure of type ALIAS_INFO.  */
1918
1919 static bool
1920 collect_points_to_info_r (tree var, tree stmt, void *data)
1921 {
1922   struct alias_info *ai = (struct alias_info *) data;
1923
1924   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1925     {
1926       fprintf (dump_file, "Visiting use-def links for ");
1927       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
1928       fprintf (dump_file, "\n");
1929     }
1930
1931   switch (TREE_CODE (stmt))
1932     {
1933     case RETURN_EXPR:
1934       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 0)) != MODIFY_EXPR)
1935         abort ();
1936       stmt = TREE_OPERAND (stmt, 0);
1937       /* FALLTHRU  */
1938
1939     case MODIFY_EXPR:
1940       {
1941         tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
1942         STRIP_NOPS (rhs);
1943         add_pointed_to_expr (ai, var, rhs);
1944         break;
1945       }
1946
1947     case ASM_EXPR:
1948       /* Pointers defined by __asm__ statements can point anywhere.  */
1949       set_pt_anything (var);
1950       break;
1951
1952     case NOP_EXPR:
1953       if (IS_EMPTY_STMT (stmt))
1954         {
1955           tree decl = SSA_NAME_VAR (var);
1956           
1957           if (TREE_CODE (decl) == PARM_DECL)
1958             add_pointed_to_expr (ai, var, decl);
1959           else if (DECL_INITIAL (decl))
1960             add_pointed_to_expr (ai, var, DECL_INITIAL (decl));
1961           else
1962             add_pointed_to_expr (ai, var, decl);
1963         }
1964       break;
1965
1966     case PHI_NODE:
1967       {
1968         /* It STMT is a PHI node, then VAR is one of its arguments.  The
1969            variable that we are analyzing is the LHS of the PHI node.  */
1970         tree lhs = PHI_RESULT (stmt);
1971
1972         switch (TREE_CODE (var))
1973           {
1974           case ADDR_EXPR:
1975             add_pointed_to_var (ai, lhs, var);
1976             break;
1977             
1978           case SSA_NAME:
1979             /* Avoid unnecessary merges.  */
1980             if (lhs != var)
1981               merge_pointed_to_info (ai, lhs, var);
1982             break;
1983             
1984           default:
1985             gcc_assert (is_gimple_min_invariant (var));
1986             add_pointed_to_expr (ai, lhs, var);
1987             break;
1988           }
1989         break;
1990       }
1991
1992     default:
1993       gcc_unreachable ();
1994     }
1995   
1996   return false;
1997 }
1998
1999
2000 /* Return true if STMT is an "escape" site from the current function.  Escape
2001    sites those statements which might expose the address of a variable
2002    outside the current function.  STMT is an escape site iff:
2003
2004         1- STMT is a function call, or
2005         2- STMT is an __asm__ expression, or
2006         3- STMT is an assignment to a non-local variable, or
2007         4- STMT is a return statement.
2008
2009    If NUM_CALLS_P is not NULL, the counter is incremented if STMT contains
2010    a function call.  */
2011
2012 static bool
2013 is_escape_site (tree stmt, size_t *num_calls_p)
2014 {
2015   if (get_call_expr_in (stmt) != NULL_TREE)
2016     {
2017       if (num_calls_p)
2018         (*num_calls_p)++;
2019
2020       return true;
2021     }
2022   else if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR)
2023     return true;
2024   else if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
2025     {
2026       tree lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
2027
2028       /* Get to the base of _REF nodes.  */
2029       if (TREE_CODE (lhs) != SSA_NAME)
2030         lhs = get_base_address (lhs);
2031
2032       /* If we couldn't recognize the LHS of the assignment, assume that it
2033          is a non-local store.  */
2034       if (lhs == NULL_TREE)
2035         return true;
2036
2037       /* If the RHS is a conversion between a pointer and an integer, the
2038          pointer escapes since we can't track the integer.  */
2039       if ((TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == NOP_EXPR
2040            || TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == CONVERT_EXPR
2041            || TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == VIEW_CONVERT_EXPR)
2042           && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND
2043                                         (TREE_OPERAND (stmt, 1), 0)))
2044           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (stmt, 1))))
2045         return true;
2046
2047       /* If the LHS is an SSA name, it can't possibly represent a non-local
2048          memory store.  */
2049       if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME)
2050         return false;
2051
2052       /* FIXME: LHS is not an SSA_NAME.  Even if it's an assignment to a
2053          local variables we cannot be sure if it will escape, because we
2054          don't have information about objects not in SSA form.  Need to
2055          implement something along the lines of
2056
2057          J.-D. Choi, M. Gupta, M. J. Serrano, V. C. Sreedhar, and S. P.
2058          Midkiff, ``Escape analysis for java,'' in Proceedings of the
2059          Conference on Object-Oriented Programming Systems, Languages, and
2060          Applications (OOPSLA), pp. 1-19, 1999.  */
2061       return true;
2062     }
2063   else if (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR)
2064     return true;
2065
2066   return false;
2067 }
2068
2069
2070 /* Create a new memory tag of type TYPE.  If IS_TYPE_TAG is true, the tag
2071    is considered to represent all the pointers whose pointed-to types are
2072    in the same alias set class.  Otherwise, the tag represents a single
2073    SSA_NAME pointer variable.  */
2074
2075 static tree
2076 create_memory_tag (tree type, bool is_type_tag)
2077 {
2078   var_ann_t ann;
2079   tree tag = create_tmp_var_raw (type, (is_type_tag) ? "TMT" : "NMT");
2080
2081   /* By default, memory tags are local variables.  Alias analysis will
2082      determine whether they should be considered globals.  */
2083   DECL_CONTEXT (tag) = current_function_decl;
2084
2085   /* Memory tags are by definition addressable.  This also prevents
2086      is_gimple_ref frome confusing memory tags with optimizable
2087      variables.  */
2088   TREE_ADDRESSABLE (tag) = 1;
2089
2090   ann = get_var_ann (tag);
2091   ann->mem_tag_kind = (is_type_tag) ? TYPE_TAG : NAME_TAG;
2092   ann->type_mem_tag = NULL_TREE;
2093
2094   /* Add the tag to the symbol table.  */
2095   add_referenced_tmp_var (tag);
2096
2097   return tag;
2098 }
2099
2100
2101 /* Create a name memory tag to represent a specific SSA_NAME pointer P_i.
2102    This is used if P_i has been found to point to a specific set of
2103    variables or to a non-aliased memory location like the address returned
2104    by malloc functions.  */
2105
2106 static tree
2107 get_nmt_for (tree ptr)
2108 {
2109   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
2110   tree tag = pi->name_mem_tag;
2111
2112   if (tag == NULL_TREE)
2113     tag = create_memory_tag (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)), false);
2114
2115   /* If PTR is a PARM_DECL, it points to a global variable or malloc,
2116      then its name tag should be considered a global variable.  */
2117   if (TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (ptr)) == PARM_DECL
2118       || pi->pt_malloc
2119       || pi->pt_global_mem)
2120     mark_call_clobbered (tag);
2121
2122   return tag;
2123 }
2124
2125
2126 /* Return the type memory tag associated to pointer PTR.  A memory tag is an
2127    artificial variable that represents the memory location pointed-to by
2128    PTR.  It is used to model the effects of pointer de-references on
2129    addressable variables.
2130    
2131    AI points to the data gathered during alias analysis.  This function
2132    populates the array AI->POINTERS.  */
2133
2134 static tree
2135 get_tmt_for (tree ptr, struct alias_info *ai)
2136 {
2137   size_t i;
2138   tree tag;
2139   tree tag_type = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr));
2140   HOST_WIDE_INT tag_set = get_alias_set (tag_type);
2141
2142   /* To avoid creating unnecessary memory tags, only create one memory tag
2143      per alias set class.  Note that it may be tempting to group
2144      memory tags based on conflicting alias sets instead of
2145      equivalence.  That would be wrong because alias sets are not
2146      necessarily transitive (as demonstrated by the libstdc++ test
2147      23_containers/vector/cons/4.cc).  Given three alias sets A, B, C
2148      such that conflicts (A, B) == true and conflicts (A, C) == true,
2149      it does not necessarily follow that conflicts (B, C) == true.  */
2150   for (i = 0, tag = NULL_TREE; i < ai->num_pointers; i++)
2151     {
2152       struct alias_map_d *curr = ai->pointers[i];
2153       if (tag_set == curr->set)
2154         {
2155           tag = var_ann (curr->var)->type_mem_tag;
2156           break;
2157         }
2158     }
2159
2160   /* If VAR cannot alias with any of the existing memory tags, create a new
2161      tag for PTR and add it to the POINTERS array.  */
2162   if (tag == NULL_TREE)
2163     {
2164       struct alias_map_d *alias_map;
2165
2166       /* If PTR did not have a type tag already, create a new TMT.*
2167          artificial variable representing the memory location
2168          pointed-to by PTR.  */
2169       if (var_ann (ptr)->type_mem_tag == NULL_TREE)
2170         tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2171       else
2172         tag = var_ann (ptr)->type_mem_tag;
2173
2174       /* Add PTR to the POINTERS array.  Note that we are not interested in
2175          PTR's alias set.  Instead, we cache the alias set for the memory that
2176          PTR points to.  */
2177       alias_map = xcalloc (1, sizeof (*alias_map));
2178       alias_map->var = ptr;
2179       alias_map->set = tag_set;
2180       ai->pointers[ai->num_pointers++] = alias_map;
2181     }
2182
2183   /* If the pointed-to type is volatile, so is the tag.  */
2184   TREE_THIS_VOLATILE (tag) |= TREE_THIS_VOLATILE (tag_type);
2185
2186   /* Make sure that the type tag has the same alias set as the
2187      pointed-to type.  */
2188   gcc_assert (tag_set == get_alias_set (tag));
2189
2190   return tag;
2191 }
2192
2193
2194 /* Create GLOBAL_VAR, an artificial global variable to act as a
2195    representative of all the variables that may be clobbered by function
2196    calls.  */
2197
2198 static void
2199 create_global_var (void)
2200 {
2201   global_var = build_decl (VAR_DECL, get_identifier (".GLOBAL_VAR"),
2202                            size_type_node);
2203   DECL_ARTIFICIAL (global_var) = 1;
2204   TREE_READONLY (global_var) = 0;
2205   DECL_EXTERNAL (global_var) = 1;
2206   TREE_STATIC (global_var) = 1;
2207   TREE_USED (global_var) = 1;
2208   DECL_CONTEXT (global_var) = NULL_TREE;
2209   TREE_THIS_VOLATILE (global_var) = 0;
2210   TREE_ADDRESSABLE (global_var) = 0;
2211
2212   add_referenced_tmp_var (global_var);
2213   bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (global_var)->uid);
2214 }
2215
2216
2217 /* Dump alias statistics on FILE.  */
2218
2219 static void 
2220 dump_alias_stats (FILE *file)
2221 {
2222   const char *funcname
2223     = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2224   fprintf (file, "\nAlias statistics for %s\n\n", funcname);
2225   fprintf (file, "Total alias queries:\t%u\n", alias_stats.alias_queries);
2226   fprintf (file, "Total alias mayalias results:\t%u\n", 
2227            alias_stats.alias_mayalias);
2228   fprintf (file, "Total alias noalias results:\t%u\n",
2229            alias_stats.alias_noalias);
2230   fprintf (file, "Total simple queries:\t%u\n",
2231            alias_stats.simple_queries);
2232   fprintf (file, "Total simple resolved:\t%u\n",
2233            alias_stats.simple_resolved);
2234   fprintf (file, "Total TBAA queries:\t%u\n",
2235            alias_stats.tbaa_queries);
2236   fprintf (file, "Total TBAA resolved:\t%u\n",
2237            alias_stats.tbaa_resolved);
2238 }
2239   
2240
2241 /* Dump alias information on FILE.  */
2242
2243 void
2244 dump_alias_info (FILE *file)
2245 {
2246   size_t i;
2247   const char *funcname
2248     = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2249
2250   fprintf (file, "\nFlow-insensitive alias information for %s\n\n", funcname);
2251
2252   fprintf (file, "Aliased symbols\n\n");
2253   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2254     {
2255       tree var = referenced_var (i);
2256       if (may_be_aliased (var))
2257         dump_variable (file, var);
2258     }
2259
2260   fprintf (file, "\nDereferenced pointers\n\n");
2261   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2262     {
2263       tree var = referenced_var (i);
2264       var_ann_t ann = var_ann (var);
2265       if (ann->type_mem_tag)
2266         dump_variable (file, var);
2267     }
2268
2269   fprintf (file, "\nType memory tags\n\n");
2270   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2271     {
2272       tree var = referenced_var (i);
2273       var_ann_t ann = var_ann (var);
2274       if (ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG)
2275         dump_variable (file, var);
2276     }
2277
2278   fprintf (file, "\n\nFlow-sensitive alias information for %s\n\n", funcname);
2279
2280   fprintf (file, "SSA_NAME pointers\n\n");
2281   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
2282     {
2283       tree ptr = ssa_name (i);
2284       struct ptr_info_def *pi;
2285       
2286       if (ptr == NULL_TREE)
2287         continue;
2288
2289       pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2290       if (!SSA_NAME_IN_FREE_LIST (ptr)
2291           && pi
2292           && pi->name_mem_tag)
2293         dump_points_to_info_for (file, ptr);
2294     }
2295
2296   fprintf (file, "\nName memory tags\n\n");
2297   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2298     {
2299       tree var = referenced_var (i);
2300       var_ann_t ann = var_ann (var);
2301       if (ann->mem_tag_kind == NAME_TAG)
2302         dump_variable (file, var);
2303     }
2304
2305   fprintf (file, "\n");
2306 }
2307
2308
2309 /* Dump alias information on stderr.  */
2310
2311 void
2312 debug_alias_info (void)
2313 {
2314   dump_alias_info (stderr);
2315 }
2316
2317
2318 /* Return the alias information associated with pointer T.  It creates a
2319    new instance if none existed.  */
2320
2321 struct ptr_info_def *
2322 get_ptr_info (tree t)
2323 {
2324   struct ptr_info_def *pi;
2325
2326   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (t)));
2327
2328   pi = SSA_NAME_PTR_INFO (t);
2329   if (pi == NULL)
2330     {
2331       pi = ggc_alloc (sizeof (*pi));
2332       memset ((void *)pi, 0, sizeof (*pi));
2333       SSA_NAME_PTR_INFO (t) = pi;
2334     }
2335
2336   return pi;
2337 }
2338
2339
2340 /* Dump points-to information for SSA_NAME PTR into FILE.  */
2341
2342 void
2343 dump_points_to_info_for (FILE *file, tree ptr)
2344 {
2345   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2346
2347   print_generic_expr (file, ptr, dump_flags);
2348
2349   if (pi)
2350     {
2351       if (pi->name_mem_tag)
2352         {
2353           fprintf (file, ", name memory tag: ");
2354           print_generic_expr (file, pi->name_mem_tag, dump_flags);
2355         }
2356
2357       if (pi->is_dereferenced)
2358         fprintf (file, ", is dereferenced");
2359
2360       if (pi->value_escapes_p)
2361         fprintf (file, ", its value escapes");
2362
2363       if (pi->pt_anything)
2364         fprintf (file, ", points-to anything");
2365
2366       if (pi->pt_malloc)
2367         fprintf (file, ", points-to malloc");
2368
2369       if (pi->pt_vars)
2370         {
2371           unsigned ix;
2372           bitmap_iterator bi;
2373
2374           fprintf (file, ", points-to vars: { ");
2375           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, ix, bi)
2376             {
2377               print_generic_expr (file, referenced_var (ix), dump_flags);
2378               fprintf (file, " ");
2379             }
2380           fprintf (file, "}");
2381         }
2382     }
2383
2384   fprintf (file, "\n");
2385 }
2386
2387
2388 /* Dump points-to information for VAR into stderr.  */
2389
2390 void
2391 debug_points_to_info_for (tree var)
2392 {
2393   dump_points_to_info_for (stderr, var);
2394 }
2395
2396
2397 /* Dump points-to information into FILE.  NOTE: This function is slow, as
2398    it needs to traverse the whole CFG looking for pointer SSA_NAMEs.  */
2399
2400 void
2401 dump_points_to_info (FILE *file)
2402 {
2403   basic_block bb;
2404   block_stmt_iterator si;
2405   size_t i;
2406   ssa_op_iter iter;
2407   const char *fname =
2408     lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2409
2410   fprintf (file, "\n\nPointed-to sets for pointers in %s\n\n", fname);
2411
2412   /* First dump points-to information for the default definitions of
2413      pointer variables.  This is necessary because default definitions are
2414      not part of the code.  */
2415   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2416     {
2417       tree var = referenced_var (i);
2418       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2419         {
2420           var_ann_t ann = var_ann (var);
2421           if (ann->default_def)
2422             dump_points_to_info_for (file, ann->default_def);
2423         }
2424     }
2425
2426   /* Dump points-to information for every pointer defined in the program.  */
2427   FOR_EACH_BB (bb)
2428     {
2429       tree phi;
2430
2431       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2432         {
2433           tree ptr = PHI_RESULT (phi);
2434           if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)))
2435             dump_points_to_info_for (file, ptr);
2436         }
2437
2438         for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
2439           {
2440             tree stmt = bsi_stmt (si);
2441             tree def;
2442             FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
2443               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (def)))
2444                 dump_points_to_info_for (file, def);
2445           }
2446     }
2447
2448   fprintf (file, "\n");
2449 }
2450
2451
2452 /* Dump points-to info pointed by PTO into STDERR.  */
2453
2454 void
2455 debug_points_to_info (void)
2456 {
2457   dump_points_to_info (stderr);
2458 }
2459
2460 /* Dump to FILE the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2461
2462 void
2463 dump_may_aliases_for (FILE *file, tree var)
2464 {
2465   varray_type aliases;
2466   
2467   if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
2468     var = SSA_NAME_VAR (var);
2469
2470   aliases = var_ann (var)->may_aliases;
2471   if (aliases)
2472     {
2473       size_t i;
2474       fprintf (file, "{ ");
2475       for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); i++)
2476         {
2477           print_generic_expr (file, VARRAY_TREE (aliases, i), dump_flags);
2478           fprintf (file, " ");
2479         }
2480       fprintf (file, "}");
2481     }
2482 }
2483
2484
2485 /* Dump to stderr the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2486
2487 void
2488 debug_may_aliases_for (tree var)
2489 {
2490   dump_may_aliases_for (stderr, var);
2491 }
2492
2493 /* Return true if VAR may be aliased.  */
2494
2495 bool
2496 may_be_aliased (tree var)
2497 {
2498   /* Obviously.  */
2499   if (TREE_ADDRESSABLE (var))
2500     return true;
2501
2502   /* Globally visible variables can have their addresses taken by other
2503      translation units.  */
2504   if (DECL_EXTERNAL (var) || TREE_PUBLIC (var))
2505     return true;
2506
2507   /* Automatic variables can't have their addresses escape any other way.
2508      This must be after the check for global variables, as extern declarations
2509      do not have TREE_STATIC set.  */
2510   if (!TREE_STATIC (var))
2511     return false;
2512
2513   /* If we're in unit-at-a-time mode, then we must have seen all occurrences
2514      of address-of operators, and so we can trust TREE_ADDRESSABLE.  Otherwise
2515      we can only be sure the variable isn't addressable if it's local to the
2516      current function.  */
2517   if (flag_unit_at_a_time)
2518     return false;
2519   if (decl_function_context (var) == current_function_decl)
2520     return false;
2521
2522   return true;
2523 }
2524