OSDN Git Service

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