OSDN Git Service

2005-05-24 Andrew Pinski <pinskia@physics.uc.edu>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-alias.c
1 /* Alias analysis for trees.
2    Copyright (C) 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "rtl.h"
28 #include "tm_p.h"
29 #include "hard-reg-set.h"
30 #include "basic-block.h"
31 #include "timevar.h"
32 #include "expr.h"
33 #include "ggc.h"
34 #include "langhooks.h"
35 #include "flags.h"
36 #include "function.h"
37 #include "diagnostic.h"
38 #include "tree-dump.h"
39 #include "tree-gimple.h"
40 #include "tree-flow.h"
41 #include "tree-inline.h"
42 #include "tree-pass.h"
43 #include "convert.h"
44 #include "params.h"
45 #include "vec.h"
46
47 /* 'true' after aliases have been computed (see compute_may_aliases).  */
48 bool aliases_computed_p;
49
50 /* Structure to map a variable to its alias set and keep track of the
51    virtual operands that will be needed to represent it.  */
52 struct alias_map_d
53 {
54   /* Variable and its alias set.  */
55   tree var;
56   HOST_WIDE_INT set;
57
58   /* Total number of virtual operands that will be needed to represent
59      all the aliases of VAR.  */
60   long total_alias_vops;
61
62   /* Nonzero if the aliases for this memory tag have been grouped
63      already.  Used in group_aliases.  */
64   unsigned int grouped_p : 1;
65
66   /* Set of variables aliased with VAR.  This is the exact same
67      information contained in VAR_ANN (VAR)->MAY_ALIASES, but in
68      bitmap form to speed up alias grouping.  */
69   sbitmap may_aliases;
70 };
71
72
73 /* Alias information used by compute_may_aliases and its helpers.  */
74 struct alias_info
75 {
76   /* SSA names visited while collecting points-to information.  If bit I
77      is set, it means that SSA variable with version I has already been
78      visited.  */
79   sbitmap ssa_names_visited;
80
81   /* Array of SSA_NAME pointers processed by the points-to collector.  */
82   varray_type processed_ptrs;
83
84   /* Variables whose address is still needed.  */
85   bitmap addresses_needed;
86
87   /* ADDRESSABLE_VARS contains all the global variables and locals that
88      have had their address taken.  */
89   struct alias_map_d **addressable_vars;
90   size_t num_addressable_vars;
91
92   /* POINTERS contains all the _DECL pointers with unique memory tags
93      that have been referenced in the program.  */
94   struct alias_map_d **pointers;
95   size_t num_pointers;
96
97   /* Number of function calls found in the program.  */
98   size_t num_calls_found;
99
100   /* Number of const/pure function calls found in the program.  */
101   size_t num_pure_const_calls_found;
102
103   /* Array of counters to keep track of how many times each pointer has
104      been dereferenced in the program.  This is used by the alias grouping
105      heuristic in compute_flow_insensitive_aliasing.  */
106   varray_type num_references;
107
108   /* Total number of virtual operands that will be needed to represent
109      all the aliases of all the pointers found in the program.  */
110   long total_alias_vops;
111
112   /* Variables that have been written to.  */
113   bitmap written_vars;
114
115   /* Pointers that have been used in an indirect store operation.  */
116   bitmap dereferenced_ptrs_store;
117
118   /* Pointers that have been used in an indirect load operation.  */
119   bitmap dereferenced_ptrs_load;
120 };
121
122
123 /* Counters used to display statistics on alias analysis.  */
124 struct alias_stats_d
125 {
126   unsigned int alias_queries;
127   unsigned int alias_mayalias;
128   unsigned int alias_noalias;
129   unsigned int simple_queries;
130   unsigned int simple_resolved;
131   unsigned int tbaa_queries;
132   unsigned int tbaa_resolved;
133 };
134
135
136 /* Local variables.  */
137 static struct alias_stats_d alias_stats;
138
139 /* Local functions.  */
140 static void compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *);
141 static void dump_alias_stats (FILE *);
142 static bool may_alias_p (tree, HOST_WIDE_INT, tree, HOST_WIDE_INT);
143 static tree create_memory_tag (tree type, bool is_type_tag);
144 static tree get_tmt_for (tree, struct alias_info *);
145 static tree get_nmt_for (tree);
146 static void add_may_alias (tree, tree);
147 static void replace_may_alias (tree, size_t, tree);
148 static struct alias_info *init_alias_info (void);
149 static void delete_alias_info (struct alias_info *);
150 static void compute_points_to_and_addr_escape (struct alias_info *);
151 static void compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *);
152 static void setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *);
153 static bool collect_points_to_info_r (tree, tree, void *);
154 static bool is_escape_site (tree, struct alias_info *);
155 static void add_pointed_to_var (struct alias_info *, tree, tree);
156 static void create_global_var (void);
157 static void collect_points_to_info_for (struct alias_info *, tree);
158 static void maybe_create_global_var (struct alias_info *ai);
159 static void group_aliases (struct alias_info *);
160 static void set_pt_anything (tree ptr);
161 static void set_pt_malloc (tree ptr);
162
163 /* Global declarations.  */
164
165 /* Call clobbered variables in the function.  If bit I is set, then
166    REFERENCED_VARS (I) is call-clobbered.  */
167 bitmap call_clobbered_vars;
168
169 /* Addressable variables in the function.  If bit I is set, then
170    REFERENCED_VARS (I) has had its address taken.  Note that
171    CALL_CLOBBERED_VARS and ADDRESSABLE_VARS are not related.  An
172    addressable variable is not necessarily call-clobbered (e.g., a
173    local addressable whose address does not escape) and not all
174    call-clobbered variables are addressable (e.g., a local static
175    variable).  */
176 bitmap addressable_vars;
177
178 /* When the program has too many call-clobbered variables and call-sites,
179    this variable is used to represent the clobbering effects of function
180    calls.  In these cases, all the call clobbered variables in the program
181    are forced to alias this variable.  This reduces compile times by not
182    having to keep track of too many V_MAY_DEF expressions at call sites.  */
183 tree global_var;
184
185
186 /* Compute may-alias information for every variable referenced in function
187    FNDECL.
188
189    Alias analysis proceeds in 3 main phases:
190
191    1- Points-to and escape analysis.
192
193    This phase walks the use-def chains in the SSA web looking for three
194    things:
195
196         * Assignments of the form P_i = &VAR
197         * Assignments of the form P_i = malloc()
198         * Pointers and ADDR_EXPR that escape the current function.
199
200    The concept of 'escaping' is the same one used in the Java world.  When
201    a pointer or an ADDR_EXPR escapes, it means that it has been exposed
202    outside of the current function.  So, assignment to global variables,
203    function arguments and returning a pointer are all escape sites, as are
204    conversions between pointers and integers.
205
206    This is where we are currently limited.  Since not everything is renamed
207    into SSA, we lose track of escape properties when a pointer is stashed
208    inside a field in a structure, for instance.  In those cases, we are
209    assuming that the pointer does escape.
210
211    We use escape analysis to determine whether a variable is
212    call-clobbered.  Simply put, if an ADDR_EXPR escapes, then the variable
213    is call-clobbered.  If a pointer P_i escapes, then all the variables
214    pointed-to by P_i (and its memory tag) also escape.
215
216    2- Compute flow-sensitive aliases
217
218    We have two classes of memory tags.  Memory tags associated with the
219    pointed-to data type of the pointers in the program.  These tags are
220    called "type memory tag" (TMT).  The other class are those associated
221    with SSA_NAMEs, called "name memory tag" (NMT). The basic idea is that
222    when adding operands for an INDIRECT_REF *P_i, we will first check
223    whether P_i has a name tag, if it does we use it, because that will have
224    more precise aliasing information.  Otherwise, we use the standard type
225    tag.
226
227    In this phase, we go through all the pointers we found in points-to
228    analysis and create alias sets for the name memory tags associated with
229    each pointer P_i.  If P_i escapes, we mark call-clobbered the variables
230    it points to and its tag.
231
232
233    3- Compute flow-insensitive aliases
234
235    This pass will compare the alias set of every type memory tag and every
236    addressable variable found in the program.  Given a type memory tag TMT
237    and an addressable variable V.  If the alias sets of TMT and V conflict
238    (as computed by may_alias_p), then V is marked as an alias tag and added
239    to the alias set of TMT.
240
241    For instance, consider the following function:
242
243             foo (int i)
244             {
245               int *p, a, b;
246             
247               if (i > 10)
248                 p = &a;
249               else
250                 p = &b;
251             
252               *p = 3;
253               a = b + 2;
254               return *p;
255             }
256
257    After aliasing analysis has finished, the type memory tag for pointer
258    'p' will have two aliases, namely variables 'a' and 'b'.  Every time
259    pointer 'p' is dereferenced, we want to mark the operation as a
260    potential reference to 'a' and 'b'.
261
262             foo (int i)
263             {
264               int *p, a, b;
265
266               if (i_2 > 10)
267                 p_4 = &a;
268               else
269                 p_6 = &b;
270               # p_1 = PHI <p_4(1), p_6(2)>;
271
272               # a_7 = V_MAY_DEF <a_3>;
273               # b_8 = V_MAY_DEF <b_5>;
274               *p_1 = 3;
275
276               # a_9 = V_MAY_DEF <a_7>
277               # VUSE <b_8>
278               a_9 = b_8 + 2;
279
280               # VUSE <a_9>;
281               # VUSE <b_8>;
282               return *p_1;
283             }
284
285    In certain cases, the list of may aliases for a pointer may grow too
286    large.  This may cause an explosion in the number of virtual operands
287    inserted in the code.  Resulting in increased memory consumption and
288    compilation time.
289
290    When the number of virtual operands needed to represent aliased
291    loads and stores grows too large (configurable with @option{--param
292    max-aliased-vops}), alias sets are grouped to avoid severe
293    compile-time slow downs and memory consumption.  See group_aliases.  */
294
295 static void
296 compute_may_aliases (void)
297 {
298   struct alias_info *ai;
299   
300   memset (&alias_stats, 0, sizeof (alias_stats));
301
302   /* Initialize aliasing information.  */
303   ai = init_alias_info ();
304
305   /* For each pointer P_i, determine the sets of variables that P_i may
306      point-to.  For every addressable variable V, determine whether the
307      address of V escapes the current function, making V call-clobbered
308      (i.e., whether &V is stored in a global variable or if its passed as a
309      function call argument).  */
310   compute_points_to_and_addr_escape (ai);
311
312   /* Collect all pointers and addressable variables, compute alias sets,
313      create memory tags for pointers and promote variables whose address is
314      not needed anymore.  */
315   setup_pointers_and_addressables (ai);
316
317   /* Compute flow-sensitive, points-to based aliasing for all the name
318      memory tags.  Note that this pass needs to be done before flow
319      insensitive analysis because it uses the points-to information
320      gathered before to mark call-clobbered type tags.  */
321   compute_flow_sensitive_aliasing (ai);
322
323   /* Compute type-based flow-insensitive aliasing for all the type
324      memory tags.  */
325   compute_flow_insensitive_aliasing (ai);
326
327   /* If the program has too many call-clobbered variables and/or function
328      calls, create .GLOBAL_VAR and use it to model call-clobbering
329      semantics at call sites.  This reduces the number of virtual operands
330      considerably, improving compile times at the expense of lost
331      aliasing precision.  */
332   maybe_create_global_var (ai);
333
334   /* Debugging dumps.  */
335   if (dump_file)
336     {
337       dump_referenced_vars (dump_file);
338       if (dump_flags & TDF_STATS)
339         dump_alias_stats (dump_file);
340       dump_points_to_info (dump_file);
341       dump_alias_info (dump_file);
342     }
343
344   /* Deallocate memory used by aliasing data structures.  */
345   delete_alias_info (ai);
346
347   {
348     block_stmt_iterator bsi;
349     basic_block bb;
350     FOR_EACH_BB (bb)
351       {
352         for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
353           {
354             update_stmt_if_modified (bsi_stmt (bsi));
355           }
356       }
357   }
358
359 }
360
361 struct tree_opt_pass pass_may_alias = 
362 {
363   "alias",                              /* name */
364   NULL,                                 /* gate */
365   compute_may_aliases,                  /* execute */
366   NULL,                                 /* sub */
367   NULL,                                 /* next */
368   0,                                    /* static_pass_number */
369   TV_TREE_MAY_ALIAS,                    /* tv_id */
370   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
371   PROP_alias,                           /* properties_provided */
372   0,                                    /* properties_destroyed */
373   0,                                    /* todo_flags_start */
374   TODO_dump_func | TODO_update_ssa
375     | TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa
376     | TODO_verify_stmts,                /* todo_flags_finish */
377   0                                     /* letter */
378 };
379
380
381 /* Data structure used to count the number of dereferences to PTR
382    inside an expression.  */
383 struct count_ptr_d
384 {
385   tree ptr;
386   unsigned count;
387 };
388
389
390 /* Helper for count_uses_and_derefs.  Called by walk_tree to look for
391    (ALIGN/MISALIGNED_)INDIRECT_REF nodes for the pointer passed in DATA.  */
392
393 static tree
394 count_ptr_derefs (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
395 {
396   struct count_ptr_d *count_p = (struct count_ptr_d *) data;
397
398   if (INDIRECT_REF_P (*tp) && TREE_OPERAND (*tp, 0) == count_p->ptr)
399     count_p->count++;
400
401   return NULL_TREE;
402 }
403
404
405 /* Count the number of direct and indirect uses for pointer PTR in
406    statement STMT.  The two counts are stored in *NUM_USES_P and
407    *NUM_DEREFS_P respectively.  *IS_STORE_P is set to 'true' if at
408    least one of those dereferences is a store operation.  */
409
410 void
411 count_uses_and_derefs (tree ptr, tree stmt, unsigned *num_uses_p,
412                        unsigned *num_derefs_p, bool *is_store)
413 {
414   ssa_op_iter i;
415   tree use;
416
417   *num_uses_p = 0;
418   *num_derefs_p = 0;
419   *is_store = false;
420
421   /* Find out the total number of uses of PTR in STMT.  */
422   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (use, stmt, i, SSA_OP_USE)
423     if (use == ptr)
424       (*num_uses_p)++;
425
426   /* Now count the number of indirect references to PTR.  This is
427      truly awful, but we don't have much choice.  There are no parent
428      pointers inside INDIRECT_REFs, so an expression like
429      '*x_1 = foo (x_1, *x_1)' needs to be traversed piece by piece to
430      find all the indirect and direct uses of x_1 inside.  The only
431      shortcut we can take is the fact that GIMPLE only allows
432      INDIRECT_REFs inside the expressions below.  */
433   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
434       || (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR
435           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 0)) == MODIFY_EXPR)
436       || TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR
437       || TREE_CODE (stmt) == CALL_EXPR)
438     {
439       tree lhs, rhs;
440
441       if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
442         {
443           lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
444           rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
445         }
446       else if (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR)
447         {
448           tree e = TREE_OPERAND (stmt, 0);
449           lhs = TREE_OPERAND (e, 0);
450           rhs = TREE_OPERAND (e, 1);
451         }
452       else if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR)
453         {
454           lhs = ASM_OUTPUTS (stmt);
455           rhs = ASM_INPUTS (stmt);
456         }
457       else
458         {
459           lhs = NULL_TREE;
460           rhs = stmt;
461         }
462
463       if (lhs && (TREE_CODE (lhs) == TREE_LIST || EXPR_P (lhs)))
464         {
465           struct count_ptr_d count;
466           count.ptr = ptr;
467           count.count = 0;
468           walk_tree (&lhs, count_ptr_derefs, &count, NULL);
469           *is_store = true;
470           *num_derefs_p = count.count;
471         }
472
473       if (rhs && (TREE_CODE (rhs) == TREE_LIST || EXPR_P (rhs)))
474         {
475           struct count_ptr_d count;
476           count.ptr = ptr;
477           count.count = 0;
478           walk_tree (&rhs, count_ptr_derefs, &count, NULL);
479           *num_derefs_p += count.count;
480         }
481     }
482
483   gcc_assert (*num_uses_p >= *num_derefs_p);
484 }
485
486
487 /* Initialize the data structures used for alias analysis.  */
488
489 static struct alias_info *
490 init_alias_info (void)
491 {
492   struct alias_info *ai;
493
494   ai = xcalloc (1, sizeof (struct alias_info));
495   ai->ssa_names_visited = sbitmap_alloc (num_ssa_names);
496   sbitmap_zero (ai->ssa_names_visited);
497   VARRAY_TREE_INIT (ai->processed_ptrs, 50, "processed_ptrs");
498   ai->addresses_needed = BITMAP_ALLOC (NULL);
499   VARRAY_UINT_INIT (ai->num_references, num_referenced_vars, "num_references");
500   ai->written_vars = BITMAP_ALLOC (NULL);
501   ai->dereferenced_ptrs_store = BITMAP_ALLOC (NULL);
502   ai->dereferenced_ptrs_load = BITMAP_ALLOC (NULL);
503
504   /* If aliases have been computed before, clear existing information.  */
505   if (aliases_computed_p)
506     {
507       unsigned i;
508   
509       /* Similarly, clear the set of addressable variables.  In this
510          case, we can just clear the set because addressability is
511          only computed here.  */
512       bitmap_clear (addressable_vars);
513
514       /* Clear flow-insensitive alias information from each symbol.  */
515       for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
516         {
517           tree var = referenced_var (i);
518           var_ann_t ann = var_ann (var);
519
520           ann->is_alias_tag = 0;
521           ann->may_aliases = NULL;
522
523           /* Since we are about to re-discover call-clobbered
524              variables, clear the call-clobbered flag.  Variables that
525              are intrinsically call-clobbered (globals, local statics,
526              etc) will not be marked by the aliasing code, so we can't
527              remove them from CALL_CLOBBERED_VARS.  
528
529              NB: STRUCT_FIELDS are still call clobbered if they are for
530              a global variable, so we *don't* clear their call clobberedness
531              just because they are tags, though we will clear it if they
532              aren't for global variables.  */
533           if (ann->mem_tag_kind == NAME_TAG 
534               || ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG 
535               || !is_global_var (var))
536             clear_call_clobbered (var);
537         }
538
539       /* Clear flow-sensitive points-to information from each SSA name.  */
540       for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
541         {
542           tree name = ssa_name (i);
543
544           if (!name || !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (name)))
545             continue;
546
547           if (SSA_NAME_PTR_INFO (name))
548             {
549               struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (name);
550
551               /* Clear all the flags but keep the name tag to
552                  avoid creating new temporaries unnecessarily.  If
553                  this pointer is found to point to a subset or
554                  superset of its former points-to set, then a new
555                  tag will need to be created in create_name_tags.  */
556               pi->pt_anything = 0;
557               pi->pt_malloc = 0;
558               pi->pt_null = 0;
559               pi->value_escapes_p = 0;
560               pi->is_dereferenced = 0;
561               if (pi->pt_vars)
562                 bitmap_clear (pi->pt_vars);
563             }
564         }
565     }
566
567   /* Next time, we will need to reset alias information.  */
568   aliases_computed_p = true;
569
570   return ai;
571 }
572
573
574 /* Deallocate memory used by alias analysis.  */
575
576 static void
577 delete_alias_info (struct alias_info *ai)
578 {
579   size_t i;
580
581   sbitmap_free (ai->ssa_names_visited);
582   ai->processed_ptrs = NULL;
583   BITMAP_FREE (ai->addresses_needed);
584
585   for (i = 0; i < ai->num_addressable_vars; i++)
586     {
587       sbitmap_free (ai->addressable_vars[i]->may_aliases);
588       free (ai->addressable_vars[i]);
589     }
590   free (ai->addressable_vars);
591
592   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
593     {
594       sbitmap_free (ai->pointers[i]->may_aliases);
595       free (ai->pointers[i]);
596     }
597   free (ai->pointers);
598
599   ai->num_references = NULL;
600   BITMAP_FREE (ai->written_vars);
601   BITMAP_FREE (ai->dereferenced_ptrs_store);
602   BITMAP_FREE (ai->dereferenced_ptrs_load);
603
604   free (ai);
605 }
606
607
608 /* Walk use-def chains for pointer PTR to determine what variables is PTR
609    pointing to.  */
610
611 static void
612 collect_points_to_info_for (struct alias_info *ai, tree ptr)
613 {
614   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)));
615
616   if (!TEST_BIT (ai->ssa_names_visited, SSA_NAME_VERSION (ptr)))
617     {
618       SET_BIT (ai->ssa_names_visited, SSA_NAME_VERSION (ptr));
619       walk_use_def_chains (ptr, collect_points_to_info_r, ai, true);
620       VARRAY_PUSH_TREE (ai->processed_ptrs, ptr);
621     }
622 }
623
624
625 /* Traverse use-def links for all the pointers in the program to collect
626    address escape and points-to information.
627    
628    This is loosely based on the same idea described in R. Hasti and S.
629    Horwitz, ``Using static single assignment form to improve
630    flow-insensitive pointer analysis,'' in SIGPLAN Conference on
631    Programming Language Design and Implementation, pp. 97-105, 1998.  */
632
633 static void
634 compute_points_to_and_addr_escape (struct alias_info *ai)
635 {
636   basic_block bb;
637   unsigned i;
638   tree op;
639   ssa_op_iter iter;
640
641   timevar_push (TV_TREE_PTA);
642
643   FOR_EACH_BB (bb)
644     {
645       bb_ann_t block_ann = bb_ann (bb);
646       block_stmt_iterator si;
647
648       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
649         {
650           bitmap addr_taken;
651           tree stmt = bsi_stmt (si);
652           bool stmt_escapes_p = is_escape_site (stmt, ai);
653           bitmap_iterator bi;
654
655           /* Mark all the variables whose address are taken by the
656              statement.  Note that this will miss all the addresses taken
657              in PHI nodes (those are discovered while following the use-def
658              chains).  */
659           addr_taken = addresses_taken (stmt);
660           if (addr_taken)
661             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (addr_taken, 0, i, bi)
662               {
663                 tree var = referenced_var (i);
664                 bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, var_ann (var)->uid);
665                 if (stmt_escapes_p)
666                   mark_call_clobbered (var);
667               }
668
669           if (stmt_escapes_p)
670             block_ann->has_escape_site = 1;
671
672           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_USE)
673             {
674               var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (op));
675               struct ptr_info_def *pi;
676               bool is_store;
677               unsigned num_uses, num_derefs;
678
679               /* If the operand's variable may be aliased, keep track
680                  of how many times we've referenced it.  This is used
681                  for alias grouping in compute_flow_sensitive_aliasing.
682                  Note that we don't need to grow AI->NUM_REFERENCES
683                  because we are processing regular variables, not
684                  memory tags (the array's initial size is set to
685                  NUM_REFERENCED_VARS).  */
686               if (may_be_aliased (SSA_NAME_VAR (op)))
687                 (VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid))++;
688
689               if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
690                 continue;
691
692               collect_points_to_info_for (ai, op);
693
694               pi = SSA_NAME_PTR_INFO (op);
695               count_uses_and_derefs (op, stmt, &num_uses, &num_derefs,
696                                      &is_store);
697
698               if (num_derefs > 0)
699                 {
700                   /* Mark OP as dereferenced.  In a subsequent pass,
701                      dereferenced pointers that point to a set of
702                      variables will be assigned a name tag to alias
703                      all the variables OP points to.  */
704                   pi->is_dereferenced = 1;
705
706                   /* Keep track of how many time we've dereferenced each
707                      pointer.  Again, we don't need to grow
708                      AI->NUM_REFERENCES because we're processing
709                      existing program variables.  */
710                   (VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid))++;
711
712                   /* If this is a store operation, mark OP as being
713                      dereferenced to store, otherwise mark it as being
714                      dereferenced to load.  */
715                   if (is_store)
716                     bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid);
717                   else
718                     bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_load, v_ann->uid);
719                 }
720
721               if (stmt_escapes_p && num_derefs < num_uses)
722                 {
723                   /* If STMT is an escape point and STMT contains at
724                      least one direct use of OP, then the value of OP
725                      escapes and so the pointed-to variables need to
726                      be marked call-clobbered.  */
727                   pi->value_escapes_p = 1;
728
729                   /* If the statement makes a function call, assume
730                      that pointer OP will be dereferenced in a store
731                      operation inside the called function.  */
732                   if (get_call_expr_in (stmt))
733                     {
734                       bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid);
735                       pi->is_dereferenced = 1;
736                     }
737                 }
738             }
739
740           /* Update reference counter for definitions to any
741              potentially aliased variable.  This is used in the alias
742              grouping heuristics.  */
743           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
744             {
745               tree var = SSA_NAME_VAR (op);
746               var_ann_t ann = var_ann (var);
747               bitmap_set_bit (ai->written_vars, ann->uid);
748               if (may_be_aliased (var))
749                 (VARRAY_UINT (ai->num_references, ann->uid))++;
750
751               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
752                 collect_points_to_info_for (ai, op);
753             }
754
755           /* Mark variables in V_MAY_DEF operands as being written to.  */
756           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
757             {
758               tree var = DECL_P (op) ? op : SSA_NAME_VAR (op);
759               var_ann_t ann = var_ann (var);
760               bitmap_set_bit (ai->written_vars, ann->uid);
761             }
762             
763           /* After promoting variables and computing aliasing we will
764              need to re-scan most statements.  FIXME: Try to minimize the
765              number of statements re-scanned.  It's not really necessary to
766              re-scan *all* statements.  */
767           mark_stmt_modified (stmt);
768         }
769     }
770
771   timevar_pop (TV_TREE_PTA);
772 }
773
774
775 /* Create name tags for all the pointers that have been dereferenced.
776    We only create a name tag for a pointer P if P is found to point to
777    a set of variables (so that we can alias them to *P) or if it is
778    the result of a call to malloc (which means that P cannot point to
779    anything else nor alias any other variable).
780
781    If two pointers P and Q point to the same set of variables, they
782    are assigned the same name tag.  */
783
784 static void
785 create_name_tags (struct alias_info *ai)
786 {
787   size_t i;
788
789   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
790     {
791       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
792       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
793
794       if (pi->pt_anything || !pi->is_dereferenced)
795         {
796           /* No name tags for pointers that have not been
797              dereferenced or point to an arbitrary location.  */
798           pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
799           continue;
800         }
801
802       if (pi->pt_vars && !bitmap_empty_p (pi->pt_vars))
803         {
804           size_t j;
805           tree old_name_tag = pi->name_mem_tag;
806
807           /* If PTR points to a set of variables, check if we don't
808              have another pointer Q with the same points-to set before
809              creating a tag.  If so, use Q's tag instead of creating a
810              new one.
811
812              This is important for not creating unnecessary symbols
813              and also for copy propagation.  If we ever need to
814              propagate PTR into Q or vice-versa, we would run into
815              problems if they both had different name tags because
816              they would have different SSA version numbers (which
817              would force us to take the name tags in and out of SSA).  */
818           for (j = 0; j < i; j++)
819             {
820               tree q = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, j);
821               struct ptr_info_def *qi = SSA_NAME_PTR_INFO (q);
822
823               if (qi
824                   && qi->pt_vars
825                   && qi->name_mem_tag
826                   && bitmap_equal_p (pi->pt_vars, qi->pt_vars))
827                 {
828                   pi->name_mem_tag = qi->name_mem_tag;
829                   break;
830                 }
831             }
832
833           /* If we didn't find a pointer with the same points-to set
834              as PTR, create a new name tag if needed.  */
835           if (pi->name_mem_tag == NULL_TREE)
836             pi->name_mem_tag = get_nmt_for (ptr);
837
838           /* If the new name tag computed for PTR is different than
839              the old name tag that it used to have, then the old tag
840              needs to be removed from the IL, so we mark it for
841              renaming.  */
842           if (old_name_tag && old_name_tag != pi->name_mem_tag)
843             mark_sym_for_renaming (old_name_tag);
844         }
845       else if (pi->pt_malloc)
846         {
847           /* Otherwise, create a unique name tag for this pointer.  */
848           pi->name_mem_tag = get_nmt_for (ptr);
849         }
850       else
851         {
852           /* Only pointers that may point to malloc or other variables
853              may receive a name tag.  If the pointer does not point to
854              a known spot, we should use type tags.  */
855           set_pt_anything (ptr);
856           continue;
857         }
858
859       TREE_THIS_VOLATILE (pi->name_mem_tag)
860           |= TREE_THIS_VOLATILE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)));
861
862       /* Mark the new name tag for renaming.  */
863       mark_sym_for_renaming (pi->name_mem_tag);
864     }
865 }
866
867
868
869 /* For every pointer P_i in AI->PROCESSED_PTRS, create may-alias sets for
870    the name memory tag (NMT) associated with P_i.  If P_i escapes, then its
871    name tag and the variables it points-to are call-clobbered.  Finally, if
872    P_i escapes and we could not determine where it points to, then all the
873    variables in the same alias set as *P_i are marked call-clobbered.  This
874    is necessary because we must assume that P_i may take the address of any
875    variable in the same alias set.  */
876
877 static void
878 compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
879 {
880   size_t i;
881
882   create_name_tags (ai);
883
884   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
885     {
886       unsigned j;
887       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
888       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
889       var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (ptr));
890       bitmap_iterator bi;
891
892       if (pi->value_escapes_p || pi->pt_anything)
893         {
894           /* If PTR escapes or may point to anything, then its associated
895              memory tags and pointed-to variables are call-clobbered.  */
896           if (pi->name_mem_tag)
897             mark_call_clobbered (pi->name_mem_tag);
898
899           if (v_ann->type_mem_tag)
900             mark_call_clobbered (v_ann->type_mem_tag);
901
902           if (pi->pt_vars)
903             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j, bi)
904               {
905                 mark_call_clobbered (referenced_var (j));
906               }
907         }
908
909       /* Set up aliasing information for PTR's name memory tag (if it has
910          one).  Note that only pointers that have been dereferenced will
911          have a name memory tag.  */
912       if (pi->name_mem_tag && pi->pt_vars)
913         EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j, bi)
914           {
915             add_may_alias (pi->name_mem_tag, referenced_var (j));
916             add_may_alias (v_ann->type_mem_tag, referenced_var (j));
917           }
918
919       /* If the name tag is call clobbered, so is the type tag
920          associated with the base VAR_DECL.  */
921       if (pi->name_mem_tag
922           && v_ann->type_mem_tag
923           && is_call_clobbered (pi->name_mem_tag))
924         mark_call_clobbered (v_ann->type_mem_tag);
925     }
926 }
927
928
929 /* Compute type-based alias sets.  Traverse all the pointers and
930    addressable variables found in setup_pointers_and_addressables.
931    
932    For every pointer P in AI->POINTERS and addressable variable V in
933    AI->ADDRESSABLE_VARS, add V to the may-alias sets of P's type
934    memory tag (TMT) if their alias sets conflict.  V is then marked as
935    an alias tag so that the operand scanner knows that statements
936    containing V have aliased operands.  */
937
938 static void
939 compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
940 {
941   size_t i;
942
943   /* Initialize counter for the total number of virtual operands that
944      aliasing will introduce.  When AI->TOTAL_ALIAS_VOPS goes beyond the
945      threshold set by --params max-alias-vops, we enable alias
946      grouping.  */
947   ai->total_alias_vops = 0;
948
949   /* For every pointer P, determine which addressable variables may alias
950      with P's type memory tag.  */
951   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
952     {
953       size_t j;
954       struct alias_map_d *p_map = ai->pointers[i];
955       tree tag = var_ann (p_map->var)->type_mem_tag;
956       var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
957
958       p_map->total_alias_vops = 0;
959       p_map->may_aliases = sbitmap_alloc (num_referenced_vars);
960       sbitmap_zero (p_map->may_aliases);
961
962       for (j = 0; j < ai->num_addressable_vars; j++)
963         {
964           struct alias_map_d *v_map;
965           var_ann_t v_ann;
966           tree var;
967           bool tag_stored_p, var_stored_p;
968           
969           v_map = ai->addressable_vars[j];
970           var = v_map->var;
971           v_ann = var_ann (var);
972
973           /* Skip memory tags and variables that have never been
974              written to.  We also need to check if the variables are
975              call-clobbered because they may be overwritten by
976              function calls.
977
978              Note this is effectively random accessing elements in
979              the sparse bitset, which can be highly inefficient.
980              So we first check the call_clobbered status of the
981              tag and variable before querying the bitmap.  */
982           tag_stored_p = is_call_clobbered (tag)
983                          || bitmap_bit_p (ai->written_vars, tag_ann->uid);
984           var_stored_p = is_call_clobbered (var)
985                          || bitmap_bit_p (ai->written_vars, v_ann->uid);
986           if (!tag_stored_p && !var_stored_p)
987             continue;
988
989           if (may_alias_p (p_map->var, p_map->set, var, v_map->set))
990             {
991               subvar_t svars;
992               size_t num_tag_refs, num_var_refs;
993
994               num_tag_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, tag_ann->uid);
995               num_var_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid);
996
997               /* Add VAR to TAG's may-aliases set.  */
998
999               /* If this is an aggregate, we may have subvariables for it
1000                  that need to be pointed to.  */
1001               if (var_can_have_subvars (var)
1002                   && (svars = get_subvars_for_var (var)))
1003                 {
1004                   subvar_t sv;
1005
1006                   for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
1007                     {
1008                       add_may_alias (tag, sv->var);
1009                       /* Update the bitmap used to represent TAG's alias set
1010                          in case we need to group aliases.  */
1011                       SET_BIT (p_map->may_aliases, var_ann (sv->var)->uid);
1012                     }
1013                 }
1014               else
1015                 {
1016                   add_may_alias (tag, var);
1017                   /* Update the bitmap used to represent TAG's alias set
1018                      in case we need to group aliases.  */
1019                   SET_BIT (p_map->may_aliases, var_ann (var)->uid);
1020                 }
1021
1022               /* Update the total number of virtual operands due to
1023                  aliasing.  Since we are adding one more alias to TAG's
1024                  may-aliases set, the total number of virtual operands due
1025                  to aliasing will be increased by the number of references
1026                  made to VAR and TAG (every reference to TAG will also
1027                  count as a reference to VAR).  */
1028               ai->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
1029               p_map->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
1030
1031
1032             }
1033         }
1034     }
1035
1036   /* Since this analysis is based exclusively on symbols, it fails to
1037      handle cases where two pointers P and Q have different memory
1038      tags with conflicting alias set numbers but no aliased symbols in
1039      common.
1040
1041      For example, suppose that we have two memory tags TMT.1 and TMT.2
1042      such that
1043      
1044                 may-aliases (TMT.1) = { a }
1045                 may-aliases (TMT.2) = { b }
1046
1047      and the alias set number of TMT.1 conflicts with that of TMT.2.
1048      Since they don't have symbols in common, loads and stores from
1049      TMT.1 and TMT.2 will seem independent of each other, which will
1050      lead to the optimizers making invalid transformations (see
1051      testsuite/gcc.c-torture/execute/pr15262-[12].c).
1052
1053      To avoid this problem, we do a final traversal of AI->POINTERS
1054      looking for pairs of pointers that have no aliased symbols in
1055      common and yet have conflicting alias set numbers.  */
1056   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1057     {
1058       size_t j;
1059       struct alias_map_d *p_map1 = ai->pointers[i];
1060       tree tag1 = var_ann (p_map1->var)->type_mem_tag;
1061       sbitmap may_aliases1 = p_map1->may_aliases;
1062
1063       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
1064         {
1065           struct alias_map_d *p_map2 = ai->pointers[j];
1066           tree tag2 = var_ann (p_map2->var)->type_mem_tag;
1067           sbitmap may_aliases2 = p_map2->may_aliases;
1068
1069           /* If the pointers may not point to each other, do nothing.  */
1070           if (!may_alias_p (p_map1->var, p_map1->set, tag2, p_map2->set))
1071             continue;
1072
1073           /* The two pointers may alias each other.  If they already have
1074              symbols in common, do nothing.  */
1075           if (sbitmap_any_common_bits (may_aliases1, may_aliases2))
1076             continue;
1077
1078           if (sbitmap_first_set_bit (may_aliases2) >= 0)
1079             {
1080               size_t k;
1081
1082               /* Add all the aliases for TAG2 into TAG1's alias set.
1083                  FIXME, update grouping heuristic counters.  */
1084               EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (may_aliases2, 0, k,
1085                   add_may_alias (tag1, referenced_var (k)));
1086               sbitmap_a_or_b (may_aliases1, may_aliases1, may_aliases2);
1087             }
1088           else
1089             {
1090               /* Since TAG2 does not have any aliases of its own, add
1091                  TAG2 itself to the alias set of TAG1.  */
1092               add_may_alias (tag1, tag2);
1093               SET_BIT (may_aliases1, var_ann (tag2)->uid);
1094             }
1095         }
1096     }
1097
1098   if (dump_file)
1099     fprintf (dump_file, "%s: Total number of aliased vops: %ld\n",
1100              get_name (current_function_decl),
1101              ai->total_alias_vops);
1102
1103   /* Determine if we need to enable alias grouping.  */
1104   if (ai->total_alias_vops >= MAX_ALIASED_VOPS)
1105     group_aliases (ai);
1106 }
1107
1108
1109 /* Comparison function for qsort used in group_aliases.  */
1110
1111 static int
1112 total_alias_vops_cmp (const void *p, const void *q)
1113 {
1114   const struct alias_map_d **p1 = (const struct alias_map_d **)p;
1115   const struct alias_map_d **p2 = (const struct alias_map_d **)q;
1116   long n1 = (*p1)->total_alias_vops;
1117   long n2 = (*p2)->total_alias_vops;
1118
1119   /* We want to sort in descending order.  */
1120   return (n1 > n2 ? -1 : (n1 == n2) ? 0 : 1);
1121 }
1122
1123 /* Group all the aliases for TAG to make TAG represent all the
1124    variables in its alias set.  Update the total number
1125    of virtual operands due to aliasing (AI->TOTAL_ALIAS_VOPS).  This
1126    function will make TAG be the unique alias tag for all the
1127    variables in its may-aliases.  So, given:
1128
1129         may-aliases(TAG) = { V1, V2, V3 }
1130
1131    This function will group the variables into:
1132
1133         may-aliases(V1) = { TAG }
1134         may-aliases(V2) = { TAG }
1135         may-aliases(V2) = { TAG }  */
1136
1137 static void
1138 group_aliases_into (tree tag, sbitmap tag_aliases, struct alias_info *ai)
1139 {
1140   size_t i;
1141   var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
1142   size_t num_tag_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, tag_ann->uid);
1143
1144   EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (tag_aliases, 0, i,
1145     {
1146       tree var = referenced_var (i);
1147       var_ann_t ann = var_ann (var);
1148
1149       /* Make TAG the unique alias of VAR.  */
1150       ann->is_alias_tag = 0;
1151       ann->may_aliases = NULL;
1152
1153       /* Note that VAR and TAG may be the same if the function has no
1154          addressable variables (see the discussion at the end of
1155          setup_pointers_and_addressables).  */
1156       if (var != tag)
1157         add_may_alias (var, tag);
1158
1159       /* Reduce total number of virtual operands contributed
1160          by TAG on behalf of VAR.  Notice that the references to VAR
1161          itself won't be removed.  We will merely replace them with
1162          references to TAG.  */
1163       ai->total_alias_vops -= num_tag_refs;
1164     });
1165
1166   /* We have reduced the number of virtual operands that TAG makes on
1167      behalf of all the variables formerly aliased with it.  However,
1168      we have also "removed" all the virtual operands for TAG itself,
1169      so we add them back.  */
1170   ai->total_alias_vops += num_tag_refs;
1171
1172   /* TAG no longer has any aliases.  */
1173   tag_ann->may_aliases = NULL;
1174 }
1175
1176
1177 /* Group may-aliases sets to reduce the number of virtual operands due
1178    to aliasing.
1179
1180      1- Sort the list of pointers in decreasing number of contributed
1181         virtual operands.
1182
1183      2- Take the first entry in AI->POINTERS and revert the role of
1184         the memory tag and its aliases.  Usually, whenever an aliased
1185         variable Vi is found to alias with a memory tag T, we add Vi
1186         to the may-aliases set for T.  Meaning that after alias
1187         analysis, we will have:
1188
1189                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3, ..., Vn }
1190
1191         This means that every statement that references T, will get 'n'
1192         virtual operands for each of the Vi tags.  But, when alias
1193         grouping is enabled, we make T an alias tag and add it to the
1194         alias set of all the Vi variables:
1195
1196                 may-aliases(V1) = { T }
1197                 may-aliases(V2) = { T }
1198                 ...
1199                 may-aliases(Vn) = { T }
1200
1201         This has two effects: (a) statements referencing T will only get
1202         a single virtual operand, and, (b) all the variables Vi will now
1203         appear to alias each other.  So, we lose alias precision to
1204         improve compile time.  But, in theory, a program with such a high
1205         level of aliasing should not be very optimizable in the first
1206         place.
1207
1208      3- Since variables may be in the alias set of more than one
1209         memory tag, the grouping done in step (2) needs to be extended
1210         to all the memory tags that have a non-empty intersection with
1211         the may-aliases set of tag T.  For instance, if we originally
1212         had these may-aliases sets:
1213
1214                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3 }
1215                 may-aliases(R) = { V2, V4 }
1216
1217         In step (2) we would have reverted the aliases for T as:
1218
1219                 may-aliases(V1) = { T }
1220                 may-aliases(V2) = { T }
1221                 may-aliases(V3) = { T }
1222
1223         But note that now V2 is no longer aliased with R.  We could
1224         add R to may-aliases(V2), but we are in the process of
1225         grouping aliases to reduce virtual operands so what we do is
1226         add V4 to the grouping to obtain:
1227
1228                 may-aliases(V1) = { T }
1229                 may-aliases(V2) = { T }
1230                 may-aliases(V3) = { T }
1231                 may-aliases(V4) = { T }
1232
1233      4- If the total number of virtual operands due to aliasing is
1234         still above the threshold set by max-alias-vops, go back to (2).  */
1235
1236 static void
1237 group_aliases (struct alias_info *ai)
1238 {
1239   size_t i;
1240
1241   /* Sort the POINTERS array in descending order of contributed
1242      virtual operands.  */
1243   qsort (ai->pointers, ai->num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *),
1244          total_alias_vops_cmp);
1245
1246   /* For every pointer in AI->POINTERS, reverse the roles of its tag
1247      and the tag's may-aliases set.  */
1248   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1249     {
1250       size_t j;
1251       tree tag1 = var_ann (ai->pointers[i]->var)->type_mem_tag;
1252       sbitmap tag1_aliases = ai->pointers[i]->may_aliases;
1253
1254       /* Skip tags that have been grouped already.  */
1255       if (ai->pointers[i]->grouped_p)
1256         continue;
1257
1258       /* See if TAG1 had any aliases in common with other type tags.
1259          If we find a TAG2 with common aliases with TAG1, add TAG2's
1260          aliases into TAG1.  */
1261       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
1262         {
1263           sbitmap tag2_aliases = ai->pointers[j]->may_aliases;
1264
1265           if (sbitmap_any_common_bits (tag1_aliases, tag2_aliases))
1266             {
1267               tree tag2 = var_ann (ai->pointers[j]->var)->type_mem_tag;
1268
1269               sbitmap_a_or_b (tag1_aliases, tag1_aliases, tag2_aliases);
1270
1271               /* TAG2 does not need its aliases anymore.  */
1272               sbitmap_zero (tag2_aliases);
1273               var_ann (tag2)->may_aliases = NULL;
1274
1275               /* TAG1 is the unique alias of TAG2.  */
1276               add_may_alias (tag2, tag1);
1277
1278               ai->pointers[j]->grouped_p = true;
1279             }
1280         }
1281
1282       /* Now group all the aliases we collected into TAG1.  */
1283       group_aliases_into (tag1, tag1_aliases, ai);
1284
1285       /* If we've reduced total number of virtual operands below the
1286          threshold, stop.  */
1287       if (ai->total_alias_vops < MAX_ALIASED_VOPS)
1288         break;
1289     }
1290
1291   /* Finally, all the variables that have been grouped cannot be in
1292      the may-alias set of name memory tags.  Suppose that we have
1293      grouped the aliases in this code so that may-aliases(a) = TMT.20
1294
1295         p_5 = &a;
1296         ...
1297         # a_9 = V_MAY_DEF <a_8>
1298         p_5->field = 0
1299         ... Several modifications to TMT.20 ... 
1300         # VUSE <a_9>
1301         x_30 = p_5->field
1302
1303      Since p_5 points to 'a', the optimizers will try to propagate 0
1304      into p_5->field, but that is wrong because there have been
1305      modifications to 'TMT.20' in between.  To prevent this we have to
1306      replace 'a' with 'TMT.20' in the name tag of p_5.  */
1307   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
1308     {
1309       size_t j;
1310       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
1311       tree name_tag = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr)->name_mem_tag;
1312       varray_type aliases;
1313       
1314       if (name_tag == NULL_TREE)
1315         continue;
1316
1317       aliases = var_ann (name_tag)->may_aliases;
1318       for (j = 0; aliases && j < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); j++)
1319         {
1320           tree alias = VARRAY_TREE (aliases, j);
1321           var_ann_t ann = var_ann (alias);
1322
1323           if ((ann->mem_tag_kind == NOT_A_TAG 
1324                || ann->mem_tag_kind == STRUCT_FIELD)
1325               && ann->may_aliases)
1326             {
1327               tree new_alias;
1328
1329               gcc_assert (VARRAY_ACTIVE_SIZE (ann->may_aliases) == 1);
1330
1331               new_alias = VARRAY_TREE (ann->may_aliases, 0);
1332               replace_may_alias (name_tag, j, new_alias);
1333             }
1334         }
1335     }
1336
1337   if (dump_file)
1338     fprintf (dump_file,
1339              "%s: Total number of aliased vops after grouping: %ld%s\n",
1340              get_name (current_function_decl),
1341              ai->total_alias_vops,
1342              (ai->total_alias_vops < 0) ? " (negative values are OK)" : "");
1343 }
1344
1345
1346 /* Create a new alias set entry for VAR in AI->ADDRESSABLE_VARS.  */
1347
1348 static void
1349 create_alias_map_for (tree var, struct alias_info *ai)
1350 {
1351   struct alias_map_d *alias_map;
1352   alias_map = xcalloc (1, sizeof (*alias_map));
1353   alias_map->var = var;
1354   alias_map->set = get_alias_set (var);
1355   ai->addressable_vars[ai->num_addressable_vars++] = alias_map;
1356 }
1357
1358
1359 /* Create memory tags for all the dereferenced pointers and build the
1360    ADDRESSABLE_VARS and POINTERS arrays used for building the may-alias
1361    sets.  Based on the address escape and points-to information collected
1362    earlier, this pass will also clear the TREE_ADDRESSABLE flag from those
1363    variables whose address is not needed anymore.  */
1364
1365 static void
1366 setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *ai)
1367 {
1368   size_t i, n_vars, num_addressable_vars, num_pointers;
1369
1370   /* Size up the arrays ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  */
1371   num_addressable_vars = num_pointers = 0;
1372   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
1373     {
1374       tree var = referenced_var (i);
1375
1376       if (may_be_aliased (var))
1377         num_addressable_vars++;
1378
1379       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1380         {
1381           /* Since we don't keep track of volatile variables, assume that
1382              these pointers are used in indirect store operations.  */
1383           if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
1384             bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, var_ann (var)->uid);
1385
1386           num_pointers++;
1387         }
1388     }
1389
1390   /* Create ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  Note that these arrays are
1391      always going to be slightly bigger than we actually need them
1392      because some TREE_ADDRESSABLE variables will be marked
1393      non-addressable below and only pointers with unique type tags are
1394      going to be added to POINTERS.  */
1395   ai->addressable_vars = xcalloc (num_addressable_vars,
1396                                   sizeof (struct alias_map_d *));
1397   ai->pointers = xcalloc (num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *));
1398   ai->num_addressable_vars = 0;
1399   ai->num_pointers = 0;
1400
1401   /* Since we will be creating type memory tags within this loop, cache the
1402      value of NUM_REFERENCED_VARS to avoid processing the additional tags
1403      unnecessarily.  */
1404   n_vars = num_referenced_vars;
1405
1406   for (i = 0; i < n_vars; i++)
1407     {
1408       tree var = referenced_var (i);
1409       var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1410       subvar_t svars;
1411
1412       /* Name memory tags already have flow-sensitive aliasing
1413          information, so they need not be processed by
1414          compute_flow_insensitive_aliasing.  Similarly, type memory
1415          tags are already accounted for when we process their
1416          associated pointer. 
1417       
1418          Structure fields, on the other hand, have to have some of this
1419          information processed for them, but it's pointless to mark them
1420          non-addressable (since they are fake variables anyway).  */
1421       if (v_ann->mem_tag_kind != NOT_A_TAG
1422           && v_ann->mem_tag_kind != STRUCT_FIELD) 
1423         continue;
1424
1425       /* Remove the ADDRESSABLE flag from every addressable variable whose
1426          address is not needed anymore.  This is caused by the propagation
1427          of ADDR_EXPR constants into INDIRECT_REF expressions and the
1428          removal of dead pointer assignments done by the early scalar
1429          cleanup passes.  */
1430       if (TREE_ADDRESSABLE (var) && v_ann->mem_tag_kind != STRUCT_FIELD)
1431         {
1432           if (!bitmap_bit_p (ai->addresses_needed, v_ann->uid)
1433               && TREE_CODE (var) != RESULT_DECL
1434               && !is_global_var (var))
1435             {
1436               bool okay_to_mark = true;
1437
1438               /* Since VAR is now a regular GIMPLE register, we will need
1439                  to rename VAR into SSA afterwards.  */
1440               mark_sym_for_renaming (var);
1441
1442               if (var_can_have_subvars (var)
1443                   && (svars = get_subvars_for_var (var)))
1444                 {
1445                   subvar_t sv;
1446
1447                   for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
1448                     {         
1449                       var_ann_t svann = var_ann (sv->var);
1450                       if (bitmap_bit_p (ai->addresses_needed, svann->uid))
1451                         okay_to_mark = false;
1452                       mark_sym_for_renaming (sv->var);
1453                     }
1454                 }
1455
1456               /* The address of VAR is not needed, remove the
1457                  addressable bit, so that it can be optimized as a
1458                  regular variable.  */
1459               if (okay_to_mark)
1460                 mark_non_addressable (var);
1461             }
1462           else
1463             {
1464               /* Add the variable to the set of addressables.  Mostly
1465                  used when scanning operands for ASM_EXPRs that
1466                  clobber memory.  In those cases, we need to clobber
1467                  all call-clobbered variables and all addressables.  */
1468               bitmap_set_bit (addressable_vars, v_ann->uid);
1469               if (var_can_have_subvars (var)
1470                   && (svars = get_subvars_for_var (var)))
1471                 {
1472                   subvar_t sv;
1473                   for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
1474                     bitmap_set_bit (addressable_vars, var_ann (sv->var)->uid);
1475                 }
1476
1477             }
1478         }
1479
1480       /* Global variables and addressable locals may be aliased.  Create an
1481          entry in ADDRESSABLE_VARS for VAR.  */
1482       if (may_be_aliased (var))
1483         {
1484           create_alias_map_for (var, ai);
1485           mark_sym_for_renaming (var);
1486         }
1487
1488       /* Add pointer variables that have been dereferenced to the POINTERS
1489          array and create a type memory tag for them.  */
1490       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1491         {
1492           if ((bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid)
1493                 || bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_load, v_ann->uid)))
1494             {
1495               tree tag;
1496               var_ann_t t_ann;
1497
1498               /* If pointer VAR still doesn't have a memory tag
1499                  associated with it, create it now or re-use an
1500                  existing one.  */
1501               tag = get_tmt_for (var, ai);
1502               t_ann = var_ann (tag);
1503
1504               /* The type tag will need to be renamed into SSA
1505                  afterwards. Note that we cannot do this inside
1506                  get_tmt_for because aliasing may run multiple times
1507                  and we only create type tags the first time.  */
1508               mark_sym_for_renaming (tag);
1509
1510               /* Similarly, if pointer VAR used to have another type
1511                  tag, we will need to process it in the renamer to
1512                  remove the stale virtual operands.  */
1513               if (v_ann->type_mem_tag)
1514                 mark_sym_for_renaming (v_ann->type_mem_tag);
1515
1516               /* Associate the tag with pointer VAR.  */
1517               v_ann->type_mem_tag = tag;
1518
1519               /* If pointer VAR has been used in a store operation,
1520                  then its memory tag must be marked as written-to.  */
1521               if (bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid))
1522                 bitmap_set_bit (ai->written_vars, t_ann->uid);
1523
1524               /* If pointer VAR is a global variable or a PARM_DECL,
1525                  then its memory tag should be considered a global
1526                  variable.  */
1527               if (TREE_CODE (var) == PARM_DECL || is_global_var (var))
1528                 mark_call_clobbered (tag);
1529
1530               /* All the dereferences of pointer VAR count as
1531                  references of TAG.  Since TAG can be associated with
1532                  several pointers, add the dereferences of VAR to the
1533                  TAG.  We may need to grow AI->NUM_REFERENCES because
1534                  we have been adding name and type tags.  */
1535               if (t_ann->uid >= VARRAY_SIZE (ai->num_references))
1536                 VARRAY_GROW (ai->num_references, t_ann->uid + 10);
1537
1538               VARRAY_UINT (ai->num_references, t_ann->uid)
1539                 += VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid);
1540             }
1541           else
1542             {
1543               /* The pointer has not been dereferenced.  If it had a
1544                  type memory tag, remove it and mark the old tag for
1545                  renaming to remove it out of the IL.  */
1546               var_ann_t ann = var_ann (var);
1547               tree tag = ann->type_mem_tag;
1548               if (tag)
1549                 {
1550                   mark_sym_for_renaming (tag);
1551                   ann->type_mem_tag = NULL_TREE;
1552                 }
1553             }
1554         }
1555     }
1556 }
1557
1558
1559 /* Determine whether to use .GLOBAL_VAR to model call clobbering semantics. At
1560    every call site, we need to emit V_MAY_DEF expressions to represent the
1561    clobbering effects of the call for variables whose address escapes the
1562    current function.
1563
1564    One approach is to group all call-clobbered variables into a single
1565    representative that is used as an alias of every call-clobbered variable
1566    (.GLOBAL_VAR).  This works well, but it ties the optimizer hands because
1567    references to any call clobbered variable is a reference to .GLOBAL_VAR.
1568
1569    The second approach is to emit a clobbering V_MAY_DEF for every 
1570    call-clobbered variable at call sites.  This is the preferred way in terms 
1571    of optimization opportunities but it may create too many V_MAY_DEF operands
1572    if there are many call clobbered variables and function calls in the 
1573    function.
1574
1575    To decide whether or not to use .GLOBAL_VAR we multiply the number of
1576    function calls found by the number of call-clobbered variables.  If that
1577    product is beyond a certain threshold, as determined by the parameterized
1578    values shown below, we use .GLOBAL_VAR.
1579
1580    FIXME.  This heuristic should be improved.  One idea is to use several
1581    .GLOBAL_VARs of different types instead of a single one.  The thresholds
1582    have been derived from a typical bootstrap cycle, including all target
1583    libraries. Compile times were found increase by ~1% compared to using
1584    .GLOBAL_VAR.  */
1585
1586 static void
1587 maybe_create_global_var (struct alias_info *ai)
1588 {
1589   unsigned i, n_clobbered;
1590   bitmap_iterator bi;
1591   
1592   /* No need to create it, if we have one already.  */
1593   if (global_var == NULL_TREE)
1594     {
1595       /* Count all the call-clobbered variables.  */
1596       n_clobbered = 0;
1597       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
1598         {
1599           n_clobbered++;
1600         }
1601
1602       /* If the number of virtual operands that would be needed to
1603          model all the call-clobbered variables is larger than
1604          GLOBAL_VAR_THRESHOLD, create .GLOBAL_VAR.
1605
1606          Also create .GLOBAL_VAR if there are no call-clobbered
1607          variables and the program contains a mixture of pure/const
1608          and regular function calls.  This is to avoid the problem
1609          described in PR 20115:
1610
1611               int X;
1612               int func_pure (void) { return X; }
1613               int func_non_pure (int a) { X += a; }
1614               int foo ()
1615               {
1616                 int a = func_pure ();
1617                 func_non_pure (a);
1618                 a = func_pure ();
1619                 return a;
1620               }
1621
1622          Since foo() has no call-clobbered variables, there is
1623          no relationship between the calls to func_pure and
1624          func_non_pure.  Since func_pure has no side-effects, value
1625          numbering optimizations elide the second call to func_pure.
1626          So, if we have some pure/const and some regular calls in the
1627          program we create .GLOBAL_VAR to avoid missing these
1628          relations.  */
1629       if (ai->num_calls_found * n_clobbered >= (size_t) GLOBAL_VAR_THRESHOLD
1630           || (n_clobbered == 0
1631               && ai->num_calls_found > 0
1632               && ai->num_pure_const_calls_found > 0
1633               && ai->num_calls_found > ai->num_pure_const_calls_found))
1634         create_global_var ();
1635     }
1636
1637   /* Mark all call-clobbered symbols for renaming.  Since the initial
1638      rewrite into SSA ignored all call sites, we may need to rename
1639      .GLOBAL_VAR and the call-clobbered variables.  */
1640   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
1641     {
1642       tree var = referenced_var (i);
1643
1644       /* If the function has calls to clobbering functions and
1645          .GLOBAL_VAR has been created, make it an alias for all
1646          call-clobbered variables.  */
1647       if (global_var && var != global_var)
1648         {
1649           subvar_t svars;
1650           add_may_alias (var, global_var);
1651           if (var_can_have_subvars (var)
1652               && (svars = get_subvars_for_var (var)))
1653             {
1654               subvar_t sv;
1655               for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
1656                 mark_sym_for_renaming (sv->var);
1657             }
1658         }
1659       
1660       mark_sym_for_renaming (var);
1661     }
1662 }
1663
1664
1665 /* Return TRUE if pointer PTR may point to variable VAR.
1666    
1667    MEM_ALIAS_SET is the alias set for the memory location pointed-to by PTR
1668         This is needed because when checking for type conflicts we are
1669         interested in the alias set of the memory location pointed-to by
1670         PTR.  The alias set of PTR itself is irrelevant.
1671    
1672    VAR_ALIAS_SET is the alias set for VAR.  */
1673
1674 static bool
1675 may_alias_p (tree ptr, HOST_WIDE_INT mem_alias_set,
1676              tree var, HOST_WIDE_INT var_alias_set)
1677 {
1678   tree mem;
1679   var_ann_t m_ann;
1680
1681   alias_stats.alias_queries++;
1682   alias_stats.simple_queries++;
1683
1684   /* By convention, a variable cannot alias itself.  */
1685   mem = var_ann (ptr)->type_mem_tag;
1686   if (mem == var)
1687     {
1688       alias_stats.alias_noalias++;
1689       alias_stats.simple_resolved++;
1690       return false;
1691     }
1692   
1693   /* If -fargument-noalias-global is >1, pointer arguments may
1694      not point to global variables.  */
1695   if (flag_argument_noalias > 1 && is_global_var (var)
1696       && TREE_CODE (ptr) == PARM_DECL)
1697     {
1698       alias_stats.alias_noalias++;
1699       alias_stats.simple_resolved++;
1700       return false;
1701     }
1702
1703   /* If either MEM or VAR is a read-only global and the other one
1704      isn't, then PTR cannot point to VAR.  */
1705   if ((unmodifiable_var_p (mem) && !unmodifiable_var_p (var))
1706       || (unmodifiable_var_p (var) && !unmodifiable_var_p (mem)))
1707     {
1708       alias_stats.alias_noalias++;
1709       alias_stats.simple_resolved++;
1710       return false;
1711     }
1712
1713   m_ann = var_ann (mem);
1714
1715   gcc_assert (m_ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG);
1716
1717   alias_stats.tbaa_queries++;
1718
1719   /* If VAR is a pointer with the same alias set as PTR, then dereferencing
1720      PTR can't possibly affect VAR.  Note, that we are specifically testing
1721      for PTR's alias set here, not its pointed-to type.  We also can't
1722      do this check with relaxed aliasing enabled.  */
1723   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var))
1724       && var_alias_set != 0
1725       && mem_alias_set != 0)
1726     {
1727       HOST_WIDE_INT ptr_alias_set = get_alias_set (ptr);
1728       if (ptr_alias_set == var_alias_set)
1729         {
1730           alias_stats.alias_noalias++;
1731           alias_stats.tbaa_resolved++;
1732           return false;
1733         }
1734     }
1735
1736   /* If the alias sets don't conflict then MEM cannot alias VAR.  */
1737   if (!alias_sets_conflict_p (mem_alias_set, var_alias_set))
1738     {
1739       alias_stats.alias_noalias++;
1740       alias_stats.tbaa_resolved++;
1741       return false;
1742     }
1743   alias_stats.alias_mayalias++;
1744   return true;
1745 }
1746
1747
1748 /* Add ALIAS to the set of variables that may alias VAR.  */
1749
1750 static void
1751 add_may_alias (tree var, tree alias)
1752 {
1753   size_t i;
1754   var_ann_t v_ann = get_var_ann (var);
1755   var_ann_t a_ann = get_var_ann (alias);
1756
1757   gcc_assert (var != alias);
1758
1759   if (v_ann->may_aliases == NULL)
1760     VARRAY_TREE_INIT (v_ann->may_aliases, 2, "aliases");
1761
1762   /* Avoid adding duplicates.  */
1763   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (v_ann->may_aliases); i++)
1764     if (alias == VARRAY_TREE (v_ann->may_aliases, i))
1765       return;
1766
1767   /* If VAR is a call-clobbered variable, so is its new ALIAS.
1768      FIXME, call-clobbering should only depend on whether an address
1769      escapes.  It should be independent of aliasing.  */
1770   if (is_call_clobbered (var))
1771     mark_call_clobbered (alias);
1772
1773   /* Likewise.  If ALIAS is call-clobbered, so is VAR.  */
1774   else if (is_call_clobbered (alias))
1775     mark_call_clobbered (var);
1776
1777   VARRAY_PUSH_TREE (v_ann->may_aliases, alias);
1778   a_ann->is_alias_tag = 1;
1779 }
1780
1781
1782 /* Replace alias I in the alias sets of VAR with NEW_ALIAS.  */
1783
1784 static void
1785 replace_may_alias (tree var, size_t i, tree new_alias)
1786 {
1787   var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1788   VARRAY_TREE (v_ann->may_aliases, i) = new_alias;
1789
1790   /* If VAR is a call-clobbered variable, so is NEW_ALIAS.
1791      FIXME, call-clobbering should only depend on whether an address
1792      escapes.  It should be independent of aliasing.  */
1793   if (is_call_clobbered (var))
1794     mark_call_clobbered (new_alias);
1795
1796   /* Likewise.  If NEW_ALIAS is call-clobbered, so is VAR.  */
1797   else if (is_call_clobbered (new_alias))
1798     mark_call_clobbered (var);
1799 }
1800
1801
1802 /* Mark pointer PTR as pointing to an arbitrary memory location.  */
1803
1804 static void
1805 set_pt_anything (tree ptr)
1806 {
1807   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
1808
1809   pi->pt_anything = 1;
1810   pi->pt_malloc = 0;
1811
1812   /* The pointer used to have a name tag, but we now found it pointing
1813      to an arbitrary location.  The name tag needs to be renamed and
1814      disassociated from PTR.  */
1815   if (pi->name_mem_tag)
1816     {
1817       mark_sym_for_renaming (pi->name_mem_tag);
1818       pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
1819     }
1820 }
1821
1822
1823 /* Mark pointer PTR as pointing to a malloc'd memory area.  */
1824
1825 static void
1826 set_pt_malloc (tree ptr)
1827 {
1828   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
1829
1830   /* If the pointer has already been found to point to arbitrary
1831      memory locations, it is unsafe to mark it as pointing to malloc.  */
1832   if (pi->pt_anything)
1833     return;
1834
1835   pi->pt_malloc = 1;
1836 }
1837
1838
1839 /* Given two different pointers DEST and ORIG.  Merge the points-to
1840    information in ORIG into DEST.  AI contains all the alias
1841    information collected up to this point.  */
1842
1843 static void
1844 merge_pointed_to_info (struct alias_info *ai, tree dest, tree orig)
1845 {
1846   struct ptr_info_def *dest_pi, *orig_pi;
1847
1848   gcc_assert (dest != orig);
1849
1850   /* Make sure we have points-to information for ORIG.  */
1851   collect_points_to_info_for (ai, orig);
1852
1853   dest_pi = get_ptr_info (dest);
1854   orig_pi = SSA_NAME_PTR_INFO (orig);
1855
1856   if (orig_pi)
1857     {
1858       gcc_assert (orig_pi != dest_pi);
1859
1860       /* Notice that we never merge PT_MALLOC.  This attribute is only
1861          true if the pointer is the result of a malloc() call.
1862          Otherwise, we can end up in this situation:
1863
1864          P_i = malloc ();
1865          ...
1866          P_j = P_i + X;
1867
1868          P_j would be marked as PT_MALLOC, however we currently do not
1869          handle cases of more than one pointer pointing to the same
1870          malloc'd area.
1871
1872          FIXME: If the merging comes from an expression that preserves
1873          the PT_MALLOC attribute (copy assignment, address
1874          arithmetic), we ought to merge PT_MALLOC, but then both
1875          pointers would end up getting different name tags because
1876          create_name_tags is not smart enough to determine that the
1877          two come from the same malloc call.  Copy propagation before
1878          aliasing should cure this.  */
1879       dest_pi->pt_malloc = 0;
1880       if (orig_pi->pt_malloc || orig_pi->pt_anything)
1881         set_pt_anything (dest);
1882
1883       dest_pi->pt_null |= orig_pi->pt_null;
1884
1885       if (!dest_pi->pt_anything
1886           && orig_pi->pt_vars
1887           && !bitmap_empty_p (orig_pi->pt_vars))
1888         {
1889           if (dest_pi->pt_vars == NULL)
1890             {
1891               dest_pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
1892               bitmap_copy (dest_pi->pt_vars, orig_pi->pt_vars);
1893             }
1894           else
1895             bitmap_ior_into (dest_pi->pt_vars, orig_pi->pt_vars);
1896         }
1897     }
1898   else
1899     set_pt_anything (dest);
1900 }
1901
1902
1903 /* Add EXPR to the list of expressions pointed-to by PTR.  */
1904
1905 static void
1906 add_pointed_to_expr (struct alias_info *ai, tree ptr, tree expr)
1907 {
1908   if (TREE_CODE (expr) == WITH_SIZE_EXPR)
1909     expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
1910
1911   get_ptr_info (ptr);
1912
1913   if (TREE_CODE (expr) == CALL_EXPR
1914       && (call_expr_flags (expr) & (ECF_MALLOC | ECF_MAY_BE_ALLOCA)))
1915     {
1916       /* If EXPR is a malloc-like call, then the area pointed to PTR
1917          is guaranteed to not alias with anything else.  */
1918       set_pt_malloc (ptr);
1919     }
1920   else if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
1921     {
1922       /* Found P_i = ADDR_EXPR  */
1923       add_pointed_to_var (ai, ptr, expr);
1924     }
1925   else if (TREE_CODE (expr) == SSA_NAME && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr)))
1926     {
1927       /* Found P_i = Q_j.  */
1928       merge_pointed_to_info (ai, ptr, expr);
1929     }
1930   else if (TREE_CODE (expr) == PLUS_EXPR || TREE_CODE (expr) == MINUS_EXPR)
1931     {
1932       /* Found P_i = PLUS_EXPR or P_i = MINUS_EXPR  */
1933       tree op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1934       tree op1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1935
1936       /* Both operands may be of pointer type.  FIXME: Shouldn't
1937          we just expect PTR + OFFSET always?  */
1938       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1939           && TREE_CODE (op0) != INTEGER_CST)
1940         {
1941           if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1942             merge_pointed_to_info (ai, ptr, op0);
1943           else if (TREE_CODE (op0) == ADDR_EXPR)
1944             add_pointed_to_var (ai, ptr, op0);
1945           else
1946             set_pt_anything (ptr);
1947         }
1948
1949       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1))
1950           && TREE_CODE (op1) != INTEGER_CST)
1951         {
1952           if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
1953             merge_pointed_to_info (ai, ptr, op1);
1954           else if (TREE_CODE (op1) == ADDR_EXPR)
1955             add_pointed_to_var (ai, ptr, op1);
1956           else
1957             set_pt_anything (ptr);
1958         }
1959
1960       /* Neither operand is a pointer?  VAR can be pointing anywhere.
1961          FIXME: Shouldn't we asserting here?  If we get here, we found
1962          PTR = INT_CST + INT_CST, which should not be a valid pointer
1963          expression.  */
1964       if (!(POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1965             && TREE_CODE (op0) != INTEGER_CST)
1966           && !(POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1))
1967                && TREE_CODE (op1) != INTEGER_CST))
1968         set_pt_anything (ptr);
1969     }
1970   else if (integer_zerop (expr))
1971     {
1972       /* EXPR is the NULL pointer.  Mark PTR as pointing to NULL.  */
1973       SSA_NAME_PTR_INFO (ptr)->pt_null = 1;
1974     }
1975   else
1976     {
1977       /* If we can't recognize the expression, assume that PTR may
1978          point anywhere.  */
1979       set_pt_anything (ptr);
1980     }
1981 }
1982
1983
1984 /* If VALUE is of the form &DECL, add DECL to the set of variables
1985    pointed-to by PTR.  Otherwise, add VALUE as a pointed-to expression by
1986    PTR.  AI points to the collected alias information.  */
1987
1988 static void
1989 add_pointed_to_var (struct alias_info *ai, tree ptr, tree value)
1990 {
1991   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
1992   tree pt_var = NULL_TREE;
1993   HOST_WIDE_INT offset, size;
1994   tree addrop;
1995   size_t uid;
1996   tree ref;
1997   subvar_t svars;
1998
1999   gcc_assert (TREE_CODE (value) == ADDR_EXPR);
2000
2001   addrop = TREE_OPERAND (value, 0);
2002   if (REFERENCE_CLASS_P (addrop))
2003     pt_var = get_base_address (addrop);
2004   else 
2005     pt_var = addrop;
2006
2007   /* If this is a component_ref, see if we can get a smaller number of
2008      variables to take the address of.  */
2009   if (TREE_CODE (addrop) == COMPONENT_REF
2010       && (ref = okay_component_ref_for_subvars (addrop, &offset ,&size)))
2011     {    
2012       subvar_t sv;
2013       svars = get_subvars_for_var (ref);
2014
2015       uid = var_ann (pt_var)->uid;
2016       
2017       if (pi->pt_vars == NULL)
2018         pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
2019        /* If the variable is a global, mark the pointer as pointing to
2020          global memory (which will make its tag a global variable).  */
2021       if (is_global_var (pt_var))
2022         pi->pt_global_mem = 1;     
2023
2024       for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
2025         {
2026           if (overlap_subvar (offset, size, sv, NULL))
2027             {
2028               bitmap_set_bit (pi->pt_vars, var_ann (sv->var)->uid);
2029               bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, var_ann (sv->var)->uid);
2030             }
2031         }
2032     }
2033   else if (pt_var && SSA_VAR_P (pt_var))
2034     {
2035     
2036       uid = var_ann (pt_var)->uid;
2037       
2038       if (pi->pt_vars == NULL)
2039         pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
2040
2041       /* If this is an aggregate, we may have subvariables for it that need
2042          to be pointed to.  */
2043       if (var_can_have_subvars (pt_var)
2044           && (svars = get_subvars_for_var (pt_var)))
2045         {
2046           subvar_t sv;
2047           for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
2048             {
2049               uid = var_ann (sv->var)->uid;
2050               bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, uid);             
2051               bitmap_set_bit (pi->pt_vars, uid);
2052             }
2053         }
2054       else      
2055         {
2056           bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, uid);
2057           bitmap_set_bit (pi->pt_vars, uid);      
2058         }
2059
2060       /* If the variable is a global, mark the pointer as pointing to
2061          global memory (which will make its tag a global variable).  */
2062       if (is_global_var (pt_var))
2063         pi->pt_global_mem = 1;
2064     }
2065 }
2066
2067
2068 /* Callback for walk_use_def_chains to gather points-to information from the
2069    SSA web.
2070    
2071    VAR is an SSA variable or a GIMPLE expression.
2072    
2073    STMT is the statement that generates the SSA variable or, if STMT is a
2074       PHI_NODE, VAR is one of the PHI arguments.
2075
2076    DATA is a pointer to a structure of type ALIAS_INFO.  */
2077
2078 static bool
2079 collect_points_to_info_r (tree var, tree stmt, void *data)
2080 {
2081   struct alias_info *ai = (struct alias_info *) data;
2082
2083   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2084     {
2085       fprintf (dump_file, "Visiting use-def links for ");
2086       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
2087       fprintf (dump_file, "\n");
2088     }
2089
2090   switch (TREE_CODE (stmt))
2091     {
2092     case RETURN_EXPR:
2093       gcc_assert (TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 0)) == MODIFY_EXPR);
2094       stmt = TREE_OPERAND (stmt, 0);
2095       /* FALLTHRU  */
2096
2097     case MODIFY_EXPR:
2098       {
2099         tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
2100         STRIP_NOPS (rhs);
2101         add_pointed_to_expr (ai, var, rhs);
2102         break;
2103       }
2104
2105     case ASM_EXPR:
2106       /* Pointers defined by __asm__ statements can point anywhere.  */
2107       set_pt_anything (var);
2108       break;
2109
2110     case NOP_EXPR:
2111       if (IS_EMPTY_STMT (stmt))
2112         {
2113           tree decl = SSA_NAME_VAR (var);
2114           
2115           if (TREE_CODE (decl) == PARM_DECL)
2116             add_pointed_to_expr (ai, var, decl);
2117           else if (DECL_INITIAL (decl))
2118             add_pointed_to_expr (ai, var, DECL_INITIAL (decl));
2119           else
2120             add_pointed_to_expr (ai, var, decl);
2121         }
2122       break;
2123
2124     case PHI_NODE:
2125       {
2126         /* It STMT is a PHI node, then VAR is one of its arguments.  The
2127            variable that we are analyzing is the LHS of the PHI node.  */
2128         tree lhs = PHI_RESULT (stmt);
2129
2130         switch (TREE_CODE (var))
2131           {
2132           case ADDR_EXPR:
2133             add_pointed_to_var (ai, lhs, var);
2134             break;
2135             
2136           case SSA_NAME:
2137             /* Avoid unnecessary merges.  */
2138             if (lhs != var)
2139               merge_pointed_to_info (ai, lhs, var);
2140             break;
2141             
2142           default:
2143             gcc_assert (is_gimple_min_invariant (var));
2144             add_pointed_to_expr (ai, lhs, var);
2145             break;
2146           }
2147         break;
2148       }
2149
2150     default:
2151       gcc_unreachable ();
2152     }
2153   
2154   return false;
2155 }
2156
2157
2158 /* Return true if STMT is an "escape" site from the current function.  Escape
2159    sites those statements which might expose the address of a variable
2160    outside the current function.  STMT is an escape site iff:
2161
2162         1- STMT is a function call, or
2163         2- STMT is an __asm__ expression, or
2164         3- STMT is an assignment to a non-local variable, or
2165         4- STMT is a return statement.
2166
2167    AI points to the alias information collected so far.  */
2168
2169 static bool
2170 is_escape_site (tree stmt, struct alias_info *ai)
2171 {
2172   tree call = get_call_expr_in (stmt);
2173   if (call != NULL_TREE)
2174     {
2175       ai->num_calls_found++;
2176
2177       if (!TREE_SIDE_EFFECTS (call))
2178         ai->num_pure_const_calls_found++;
2179
2180       return true;
2181     }
2182   else if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR)
2183     return true;
2184   else if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
2185     {
2186       tree lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
2187
2188       /* Get to the base of _REF nodes.  */
2189       if (TREE_CODE (lhs) != SSA_NAME)
2190         lhs = get_base_address (lhs);
2191
2192       /* If we couldn't recognize the LHS of the assignment, assume that it
2193          is a non-local store.  */
2194       if (lhs == NULL_TREE)
2195         return true;
2196
2197       /* If the RHS is a conversion between a pointer and an integer, the
2198          pointer escapes since we can't track the integer.  */
2199       if ((TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == NOP_EXPR
2200            || TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == CONVERT_EXPR
2201            || TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == VIEW_CONVERT_EXPR)
2202           && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND
2203                                         (TREE_OPERAND (stmt, 1), 0)))
2204           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (stmt, 1))))
2205         return true;
2206
2207       /* If the LHS is an SSA name, it can't possibly represent a non-local
2208          memory store.  */
2209       if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME)
2210         return false;
2211
2212       /* FIXME: LHS is not an SSA_NAME.  Even if it's an assignment to a
2213          local variables we cannot be sure if it will escape, because we
2214          don't have information about objects not in SSA form.  Need to
2215          implement something along the lines of
2216
2217          J.-D. Choi, M. Gupta, M. J. Serrano, V. C. Sreedhar, and S. P.
2218          Midkiff, ``Escape analysis for java,'' in Proceedings of the
2219          Conference on Object-Oriented Programming Systems, Languages, and
2220          Applications (OOPSLA), pp. 1-19, 1999.  */
2221       return true;
2222     }
2223   else if (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR)
2224     return true;
2225
2226   return false;
2227 }
2228
2229
2230 /* Create a new memory tag of type TYPE.  If IS_TYPE_TAG is true, the tag
2231    is considered to represent all the pointers whose pointed-to types are
2232    in the same alias set class.  Otherwise, the tag represents a single
2233    SSA_NAME pointer variable.  */
2234
2235 static tree
2236 create_memory_tag (tree type, bool is_type_tag)
2237 {
2238   var_ann_t ann;
2239   tree tag = create_tmp_var_raw (type, (is_type_tag) ? "TMT" : "NMT");
2240
2241   /* By default, memory tags are local variables.  Alias analysis will
2242      determine whether they should be considered globals.  */
2243   DECL_CONTEXT (tag) = current_function_decl;
2244
2245   /* Memory tags are by definition addressable.  This also prevents
2246      is_gimple_ref frome confusing memory tags with optimizable
2247      variables.  */
2248   TREE_ADDRESSABLE (tag) = 1;
2249
2250   ann = get_var_ann (tag);
2251   ann->mem_tag_kind = (is_type_tag) ? TYPE_TAG : NAME_TAG;
2252   ann->type_mem_tag = NULL_TREE;
2253
2254   /* Add the tag to the symbol table.  */
2255   add_referenced_tmp_var (tag);
2256
2257   return tag;
2258 }
2259
2260
2261 /* Create a name memory tag to represent a specific SSA_NAME pointer P_i.
2262    This is used if P_i has been found to point to a specific set of
2263    variables or to a non-aliased memory location like the address returned
2264    by malloc functions.  */
2265
2266 static tree
2267 get_nmt_for (tree ptr)
2268 {
2269   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
2270   tree tag = pi->name_mem_tag;
2271
2272   if (tag == NULL_TREE)
2273     tag = create_memory_tag (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)), false);
2274
2275   /* If PTR is a PARM_DECL, it points to a global variable or malloc,
2276      then its name tag should be considered a global variable.  */
2277   if (TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (ptr)) == PARM_DECL
2278       || pi->pt_malloc
2279       || pi->pt_global_mem)
2280     mark_call_clobbered (tag);
2281
2282   return tag;
2283 }
2284
2285
2286 /* Return the type memory tag associated to pointer PTR.  A memory tag is an
2287    artificial variable that represents the memory location pointed-to by
2288    PTR.  It is used to model the effects of pointer de-references on
2289    addressable variables.
2290    
2291    AI points to the data gathered during alias analysis.  This function
2292    populates the array AI->POINTERS.  */
2293
2294 static tree
2295 get_tmt_for (tree ptr, struct alias_info *ai)
2296 {
2297   size_t i;
2298   tree tag;
2299   tree tag_type = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr));
2300   HOST_WIDE_INT tag_set = get_alias_set (tag_type);
2301
2302   /* To avoid creating unnecessary memory tags, only create one memory tag
2303      per alias set class.  Note that it may be tempting to group
2304      memory tags based on conflicting alias sets instead of
2305      equivalence.  That would be wrong because alias sets are not
2306      necessarily transitive (as demonstrated by the libstdc++ test
2307      23_containers/vector/cons/4.cc).  Given three alias sets A, B, C
2308      such that conflicts (A, B) == true and conflicts (A, C) == true,
2309      it does not necessarily follow that conflicts (B, C) == true.  */
2310   for (i = 0, tag = NULL_TREE; i < ai->num_pointers; i++)
2311     {
2312       struct alias_map_d *curr = ai->pointers[i];
2313       tree curr_tag = var_ann (curr->var)->type_mem_tag;
2314       if (tag_set == curr->set
2315           && TYPE_READONLY (tag_type) == TYPE_READONLY (TREE_TYPE (curr_tag)))
2316         {
2317           tag = curr_tag;
2318           break;
2319         }
2320     }
2321
2322   /* If VAR cannot alias with any of the existing memory tags, create a new
2323      tag for PTR and add it to the POINTERS array.  */
2324   if (tag == NULL_TREE)
2325     {
2326       struct alias_map_d *alias_map;
2327
2328       /* If PTR did not have a type tag already, create a new TMT.*
2329          artificial variable representing the memory location
2330          pointed-to by PTR.  */
2331       if (var_ann (ptr)->type_mem_tag == NULL_TREE)
2332         tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2333       else
2334         tag = var_ann (ptr)->type_mem_tag;
2335
2336       /* Add PTR to the POINTERS array.  Note that we are not interested in
2337          PTR's alias set.  Instead, we cache the alias set for the memory that
2338          PTR points to.  */
2339       alias_map = xcalloc (1, sizeof (*alias_map));
2340       alias_map->var = ptr;
2341       alias_map->set = tag_set;
2342       ai->pointers[ai->num_pointers++] = alias_map;
2343     }
2344
2345   /* If the pointed-to type is volatile, so is the tag.  */
2346   TREE_THIS_VOLATILE (tag) |= TREE_THIS_VOLATILE (tag_type);
2347
2348   /* Make sure that the type tag has the same alias set as the
2349      pointed-to type.  */
2350   gcc_assert (tag_set == get_alias_set (tag));
2351
2352   /* If PTR's pointed-to type is read-only, then TAG's type must also
2353      be read-only.  */
2354   gcc_assert (TYPE_READONLY (tag_type) == TYPE_READONLY (TREE_TYPE (tag)));
2355
2356   return tag;
2357 }
2358
2359
2360 /* Create GLOBAL_VAR, an artificial global variable to act as a
2361    representative of all the variables that may be clobbered by function
2362    calls.  */
2363
2364 static void
2365 create_global_var (void)
2366 {
2367   global_var = build_decl (VAR_DECL, get_identifier (".GLOBAL_VAR"),
2368                            void_type_node);
2369   DECL_ARTIFICIAL (global_var) = 1;
2370   TREE_READONLY (global_var) = 0;
2371   DECL_EXTERNAL (global_var) = 1;
2372   TREE_STATIC (global_var) = 1;
2373   TREE_USED (global_var) = 1;
2374   DECL_CONTEXT (global_var) = NULL_TREE;
2375   TREE_THIS_VOLATILE (global_var) = 0;
2376   TREE_ADDRESSABLE (global_var) = 0;
2377
2378   add_referenced_tmp_var (global_var);
2379   mark_sym_for_renaming (global_var);
2380 }
2381
2382
2383 /* Dump alias statistics on FILE.  */
2384
2385 static void 
2386 dump_alias_stats (FILE *file)
2387 {
2388   const char *funcname
2389     = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2390   fprintf (file, "\nAlias statistics for %s\n\n", funcname);
2391   fprintf (file, "Total alias queries:\t%u\n", alias_stats.alias_queries);
2392   fprintf (file, "Total alias mayalias results:\t%u\n", 
2393            alias_stats.alias_mayalias);
2394   fprintf (file, "Total alias noalias results:\t%u\n",
2395            alias_stats.alias_noalias);
2396   fprintf (file, "Total simple queries:\t%u\n",
2397            alias_stats.simple_queries);
2398   fprintf (file, "Total simple resolved:\t%u\n",
2399            alias_stats.simple_resolved);
2400   fprintf (file, "Total TBAA queries:\t%u\n",
2401            alias_stats.tbaa_queries);
2402   fprintf (file, "Total TBAA resolved:\t%u\n",
2403            alias_stats.tbaa_resolved);
2404 }
2405   
2406
2407 /* Dump alias information on FILE.  */
2408
2409 void
2410 dump_alias_info (FILE *file)
2411 {
2412   size_t i;
2413   const char *funcname
2414     = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2415
2416   fprintf (file, "\nFlow-insensitive alias information for %s\n\n", funcname);
2417
2418   fprintf (file, "Aliased symbols\n\n");
2419   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2420     {
2421       tree var = referenced_var (i);
2422       if (may_be_aliased (var))
2423         dump_variable (file, var);
2424     }
2425
2426   fprintf (file, "\nDereferenced pointers\n\n");
2427   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2428     {
2429       tree var = referenced_var (i);
2430       var_ann_t ann = var_ann (var);
2431       if (ann->type_mem_tag)
2432         dump_variable (file, var);
2433     }
2434
2435   fprintf (file, "\nType memory tags\n\n");
2436   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2437     {
2438       tree var = referenced_var (i);
2439       var_ann_t ann = var_ann (var);
2440       if (ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG)
2441         dump_variable (file, var);
2442     }
2443
2444   fprintf (file, "\n\nFlow-sensitive alias information for %s\n\n", funcname);
2445
2446   fprintf (file, "SSA_NAME pointers\n\n");
2447   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
2448     {
2449       tree ptr = ssa_name (i);
2450       struct ptr_info_def *pi;
2451       
2452       if (ptr == NULL_TREE)
2453         continue;
2454
2455       pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2456       if (!SSA_NAME_IN_FREE_LIST (ptr)
2457           && pi
2458           && pi->name_mem_tag)
2459         dump_points_to_info_for (file, ptr);
2460     }
2461
2462   fprintf (file, "\nName memory tags\n\n");
2463   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2464     {
2465       tree var = referenced_var (i);
2466       var_ann_t ann = var_ann (var);
2467       if (ann->mem_tag_kind == NAME_TAG)
2468         dump_variable (file, var);
2469     }
2470
2471   fprintf (file, "\n");
2472 }
2473
2474
2475 /* Dump alias information on stderr.  */
2476
2477 void
2478 debug_alias_info (void)
2479 {
2480   dump_alias_info (stderr);
2481 }
2482
2483
2484 /* Return the alias information associated with pointer T.  It creates a
2485    new instance if none existed.  */
2486
2487 struct ptr_info_def *
2488 get_ptr_info (tree t)
2489 {
2490   struct ptr_info_def *pi;
2491
2492   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (t)));
2493
2494   pi = SSA_NAME_PTR_INFO (t);
2495   if (pi == NULL)
2496     {
2497       pi = ggc_alloc (sizeof (*pi));
2498       memset ((void *)pi, 0, sizeof (*pi));
2499       SSA_NAME_PTR_INFO (t) = pi;
2500     }
2501
2502   return pi;
2503 }
2504
2505
2506 /* Dump points-to information for SSA_NAME PTR into FILE.  */
2507
2508 void
2509 dump_points_to_info_for (FILE *file, tree ptr)
2510 {
2511   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2512
2513   print_generic_expr (file, ptr, dump_flags);
2514
2515   if (pi)
2516     {
2517       if (pi->name_mem_tag)
2518         {
2519           fprintf (file, ", name memory tag: ");
2520           print_generic_expr (file, pi->name_mem_tag, dump_flags);
2521         }
2522
2523       if (pi->is_dereferenced)
2524         fprintf (file, ", is dereferenced");
2525
2526       if (pi->value_escapes_p)
2527         fprintf (file, ", its value escapes");
2528
2529       if (pi->pt_anything)
2530         fprintf (file, ", points-to anything");
2531
2532       if (pi->pt_malloc)
2533         fprintf (file, ", points-to malloc");
2534
2535       if (pi->pt_null)
2536         fprintf (file, ", points-to NULL");
2537
2538       if (pi->pt_vars)
2539         {
2540           unsigned ix;
2541           bitmap_iterator bi;
2542
2543           fprintf (file, ", points-to vars: { ");
2544           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, ix, bi)
2545             {
2546               print_generic_expr (file, referenced_var (ix), dump_flags);
2547               fprintf (file, " ");
2548             }
2549           fprintf (file, "}");
2550         }
2551     }
2552
2553   fprintf (file, "\n");
2554 }
2555
2556
2557 /* Dump points-to information for VAR into stderr.  */
2558
2559 void
2560 debug_points_to_info_for (tree var)
2561 {
2562   dump_points_to_info_for (stderr, var);
2563 }
2564
2565
2566 /* Dump points-to information into FILE.  NOTE: This function is slow, as
2567    it needs to traverse the whole CFG looking for pointer SSA_NAMEs.  */
2568
2569 void
2570 dump_points_to_info (FILE *file)
2571 {
2572   basic_block bb;
2573   block_stmt_iterator si;
2574   size_t i;
2575   ssa_op_iter iter;
2576   const char *fname =
2577     lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2578
2579   fprintf (file, "\n\nPointed-to sets for pointers in %s\n\n", fname);
2580
2581   /* First dump points-to information for the default definitions of
2582      pointer variables.  This is necessary because default definitions are
2583      not part of the code.  */
2584   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2585     {
2586       tree var = referenced_var (i);
2587       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2588         {
2589           var_ann_t ann = var_ann (var);
2590           if (ann->default_def)
2591             dump_points_to_info_for (file, ann->default_def);
2592         }
2593     }
2594
2595   /* Dump points-to information for every pointer defined in the program.  */
2596   FOR_EACH_BB (bb)
2597     {
2598       tree phi;
2599
2600       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2601         {
2602           tree ptr = PHI_RESULT (phi);
2603           if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)))
2604             dump_points_to_info_for (file, ptr);
2605         }
2606
2607         for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
2608           {
2609             tree stmt = bsi_stmt (si);
2610             tree def;
2611             FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
2612               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (def)))
2613                 dump_points_to_info_for (file, def);
2614           }
2615     }
2616
2617   fprintf (file, "\n");
2618 }
2619
2620
2621 /* Dump points-to info pointed by PTO into STDERR.  */
2622
2623 void
2624 debug_points_to_info (void)
2625 {
2626   dump_points_to_info (stderr);
2627 }
2628
2629 /* Dump to FILE the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2630
2631 void
2632 dump_may_aliases_for (FILE *file, tree var)
2633 {
2634   varray_type aliases;
2635   
2636   if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
2637     var = SSA_NAME_VAR (var);
2638
2639   aliases = var_ann (var)->may_aliases;
2640   if (aliases)
2641     {
2642       size_t i;
2643       fprintf (file, "{ ");
2644       for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); i++)
2645         {
2646           print_generic_expr (file, VARRAY_TREE (aliases, i), dump_flags);
2647           fprintf (file, " ");
2648         }
2649       fprintf (file, "}");
2650     }
2651 }
2652
2653
2654 /* Dump to stderr the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2655
2656 void
2657 debug_may_aliases_for (tree var)
2658 {
2659   dump_may_aliases_for (stderr, var);
2660 }
2661
2662 /* Return true if VAR may be aliased.  */
2663
2664 bool
2665 may_be_aliased (tree var)
2666 {
2667   /* Obviously.  */
2668   if (TREE_ADDRESSABLE (var))
2669     return true;
2670
2671   /* Globally visible variables can have their addresses taken by other
2672      translation units.  */
2673   if (DECL_EXTERNAL (var) || TREE_PUBLIC (var))
2674     return true;
2675
2676   /* Automatic variables can't have their addresses escape any other way.
2677      This must be after the check for global variables, as extern declarations
2678      do not have TREE_STATIC set.  */
2679   if (!TREE_STATIC (var))
2680     return false;
2681
2682   /* If we're in unit-at-a-time mode, then we must have seen all occurrences
2683      of address-of operators, and so we can trust TREE_ADDRESSABLE.  Otherwise
2684      we can only be sure the variable isn't addressable if it's local to the
2685      current function.  */
2686   if (flag_unit_at_a_time)
2687     return false;
2688   if (decl_function_context (var) == current_function_decl)
2689     return false;
2690
2691   return true;
2692 }
2693
2694
2695 /* Add VAR to the list of may-aliases of PTR's type tag.  If PTR
2696    doesn't already have a type tag, create one.  */
2697
2698 void
2699 add_type_alias (tree ptr, tree var)
2700 {
2701   varray_type aliases;
2702   tree tag;
2703   var_ann_t ann = var_ann (ptr);
2704   subvar_t svars;
2705
2706   if (ann->type_mem_tag == NULL_TREE)
2707     {
2708       size_t i;
2709       tree q = NULL_TREE;
2710       tree tag_type = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr));
2711       HOST_WIDE_INT tag_set = get_alias_set (tag_type);
2712
2713       /* PTR doesn't have a type tag, create a new one and add VAR to
2714          the new tag's alias set.
2715
2716          FIXME, This is slower than necessary.  We need to determine
2717          whether there is another pointer Q with the same alias set as
2718          PTR.  This could be sped up by having type tags associated
2719          with types.  */
2720       for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2721         {
2722           q = referenced_var (i);
2723
2724           if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (q))
2725               && tag_set == get_alias_set (TREE_TYPE (TREE_TYPE (q))))
2726             {
2727               /* Found another pointer Q with the same alias set as
2728                  the PTR's pointed-to type.  If Q has a type tag, use
2729                  it.  Otherwise, create a new memory tag for PTR.  */
2730               var_ann_t ann1 = var_ann (q);
2731               if (ann1->type_mem_tag)
2732                 ann->type_mem_tag = ann1->type_mem_tag;
2733               else
2734                 ann->type_mem_tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2735               goto found_tag;
2736             }
2737         }
2738
2739       /* Couldn't find any other pointer with a type tag we could use.
2740          Create a new memory tag for PTR.  */
2741       ann->type_mem_tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2742     }
2743
2744 found_tag:
2745   /* If VAR is not already PTR's type tag, add it to the may-alias set
2746      for PTR's type tag.  */
2747   gcc_assert (var_ann (var)->type_mem_tag == NOT_A_TAG);
2748   tag = ann->type_mem_tag;
2749
2750   /* If VAR has subvars, add the subvars to the tag instead of the
2751      actual var.  */
2752   if (var_can_have_subvars (var)
2753       && (svars = get_subvars_for_var (var)))
2754     {
2755       subvar_t sv;      
2756       for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
2757         add_may_alias (tag, sv->var);
2758     }
2759   else
2760     add_may_alias (tag, var);
2761
2762   /* TAG and its set of aliases need to be marked for renaming.  */
2763   mark_sym_for_renaming (tag);
2764   if ((aliases = var_ann (tag)->may_aliases) != NULL)
2765     {
2766       size_t i;
2767       for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); i++)
2768         mark_sym_for_renaming (VARRAY_TREE (aliases, i));
2769     }
2770
2771   /* If we had grouped aliases, VAR may have aliases of its own.  Mark
2772      them for renaming as well.  Other statements referencing the
2773      aliases of VAR will need to be updated.  */
2774   if ((aliases = var_ann (var)->may_aliases) != NULL)
2775     {
2776       size_t i;
2777       for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); i++)
2778         mark_sym_for_renaming (VARRAY_TREE (aliases, i));
2779     }
2780 }
2781
2782
2783 /* This structure is simply used during pushing fields onto the fieldstack
2784    to track the offset of the field, since bitpos_of_field gives it relative
2785    to its immediate containing type, and we want it relative to the ultimate
2786    containing object.  */
2787
2788 typedef struct fieldoff
2789 {
2790   tree field;
2791   HOST_WIDE_INT offset;  
2792 } fieldoff_s;
2793
2794 DEF_VEC_O (fieldoff_s);
2795 DEF_VEC_ALLOC_O(fieldoff_s,heap);
2796
2797 /* Return the position, in bits, of FIELD_DECL from the beginning of its
2798    structure. 
2799    Return -1 if the position is conditional or otherwise non-constant
2800    integer.  */
2801
2802 static HOST_WIDE_INT
2803 bitpos_of_field (const tree fdecl)
2804 {
2805
2806   if (TREE_CODE (DECL_FIELD_OFFSET (fdecl)) != INTEGER_CST
2807       || TREE_CODE (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (fdecl)) != INTEGER_CST)
2808     return -1;
2809
2810   return (tree_low_cst (DECL_FIELD_OFFSET (fdecl), 1) * 8) 
2811     + tree_low_cst (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (fdecl), 1);
2812 }
2813
2814 /* Given a TYPE, and a vector of field offsets FIELDSTACK, push all the fields
2815    of TYPE onto fieldstack, recording their offsets along the way.
2816    OFFSET is used to keep track of the offset in this entire structure, rather
2817    than just the immediately containing structure.  Returns the number
2818    of fields pushed. */
2819
2820 static int
2821 push_fields_onto_fieldstack (tree type, VEC(fieldoff_s,heap) **fieldstack, 
2822                              HOST_WIDE_INT offset)
2823 {
2824   tree field;
2825   int count = 0;
2826
2827   for (field = TYPE_FIELDS (type); field; field = TREE_CHAIN (field))
2828     if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
2829       {
2830         bool push = false;
2831       
2832         if (!var_can_have_subvars (field))
2833           push = true;
2834         else if (!(push_fields_onto_fieldstack
2835                    (TREE_TYPE (field), fieldstack,
2836                     offset + bitpos_of_field (field)))
2837                  && DECL_SIZE (field)
2838                  && !integer_zerop (DECL_SIZE (field)))
2839           /* Empty structures may have actual size, like in C++. So
2840              see if we didn't push any subfields and the size is
2841              nonzero, push the field onto the stack */
2842           push = true;
2843         
2844         if (push)
2845           {
2846             fieldoff_s *pair;
2847
2848             pair = VEC_safe_push (fieldoff_s, heap, *fieldstack, NULL);
2849             pair->field = field;
2850             pair->offset = offset + bitpos_of_field (field);
2851             count++;
2852           }
2853       }
2854   return count;
2855 }
2856
2857
2858 /* This represents the used range of a variable.  */
2859
2860 typedef struct used_part
2861 {
2862   HOST_WIDE_INT minused;
2863   HOST_WIDE_INT maxused;
2864   /* True if we have an explicit use/def of some portion of this variable,
2865      even if it is all of it. i.e. a.b = 5 or temp = a.b.  */
2866   bool explicit_uses;
2867   /* True if we have an implicit use/def of some portion of this
2868      variable.  Implicit uses occur when we can't tell what part we
2869      are referencing, and have to make conservative assumptions.  */
2870   bool implicit_uses;
2871 } *used_part_t;
2872
2873 /* An array of used_part structures, indexed by variable uid.  */
2874
2875 static used_part_t *used_portions;
2876
2877 /* Given a variable uid, UID, get or create the entry in the used portions
2878    table for the variable.  */
2879
2880 static used_part_t
2881 get_or_create_used_part_for (size_t uid)
2882 {
2883   used_part_t up;
2884   if (used_portions[uid] == NULL)
2885     {
2886       up = xcalloc (1, sizeof (struct used_part));
2887       up->minused = INT_MAX;
2888       up->maxused = 0;
2889       up->explicit_uses = false;
2890       up->implicit_uses = false;
2891     }
2892   else
2893     up = used_portions[uid];
2894   return up;
2895 }
2896
2897 /* qsort comparison function for two fieldoff's PA and PB */
2898
2899 static int 
2900 fieldoff_compare (const void *pa, const void *pb)
2901 {
2902   const fieldoff_s *foa = (const fieldoff_s *)pa;
2903   const fieldoff_s *fob = (const fieldoff_s *)pb;
2904   HOST_WIDE_INT foasize, fobsize;
2905   
2906   if (foa->offset != fob->offset)
2907     return foa->offset - fob->offset;
2908
2909   foasize = TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE (foa->field));
2910   fobsize = TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE (fob->field));
2911   return foasize - fobsize;
2912 }
2913
2914 /* Given an aggregate VAR, create the subvariables that represent its
2915    fields.  */
2916
2917 static void
2918 create_overlap_variables_for (tree var)
2919 {
2920   VEC(fieldoff_s,heap) *fieldstack = NULL;
2921   used_part_t up;
2922   size_t uid = var_ann (var)->uid;
2923
2924   if (used_portions[uid] == NULL)
2925     return;
2926
2927   up = used_portions[uid];
2928   push_fields_onto_fieldstack (TREE_TYPE (var), &fieldstack, 0);
2929   if (VEC_length (fieldoff_s, fieldstack) != 0)
2930     {
2931       subvar_t *subvars;
2932       fieldoff_s *fo;
2933       bool notokay = false;
2934       int fieldcount = 0;
2935       int i;
2936       HOST_WIDE_INT lastfooffset = -1;
2937       HOST_WIDE_INT lastfosize = -1;
2938       tree lastfotype = NULL_TREE;
2939
2940       /* Not all fields have DECL_SIZE set, and those that don't, we don't
2941          know their size, and thus, can't handle.
2942          The same is true of fields with DECL_SIZE that is not an integer
2943          constant (such as variable sized fields).
2944          Fields with offsets which are not constant will have an offset < 0 
2945          We *could* handle fields that are constant sized arrays, but
2946          currently don't.  Doing so would require some extra changes to
2947          tree-ssa-operands.c.  */
2948
2949       for (i = 0; VEC_iterate (fieldoff_s, fieldstack, i, fo); i++)
2950         {
2951           if (!DECL_SIZE (fo->field) 
2952               || TREE_CODE (DECL_SIZE (fo->field)) != INTEGER_CST
2953               || TREE_CODE (TREE_TYPE (fo->field)) == ARRAY_TYPE
2954               || fo->offset < 0)
2955             {
2956               notokay = true;
2957               break;
2958             }
2959           fieldcount++;
2960         }
2961
2962       /* The current heuristic we use is as follows:
2963          If the variable has no used portions in this function, no
2964          structure vars are created for it.
2965          Otherwise,
2966          If the variable has less than SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS,
2967          we always create structure vars for them.
2968          If the variable has more than SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS, and
2969          some explicit uses, we create structure vars for them.
2970          If the variable has more than SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS, and
2971          no explicit uses, we do not create structure vars for them.
2972       */
2973       
2974       if (fieldcount >= SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS
2975           && !up->explicit_uses)
2976         {
2977           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2978             {
2979               fprintf (dump_file, "Variable ");
2980               print_generic_expr (dump_file, var, 0);
2981               fprintf (dump_file, " has no explicit uses in this function, and is > SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS, so skipping\n");
2982             }
2983           notokay = true;
2984         }
2985       
2986       /* Bail out, if we can't create overlap variables.  */
2987       if (notokay)
2988         {
2989           VEC_free (fieldoff_s, heap, fieldstack);
2990           return;
2991         }
2992       
2993       /* Otherwise, create the variables.  */
2994       subvars = lookup_subvars_for_var (var);
2995       
2996       qsort (VEC_address (fieldoff_s, fieldstack), 
2997              VEC_length (fieldoff_s, fieldstack), 
2998              sizeof (fieldoff_s),
2999              fieldoff_compare);
3000
3001       for (i = VEC_length (fieldoff_s, fieldstack);
3002            VEC_iterate (fieldoff_s, fieldstack, --i, fo);)
3003         {
3004           subvar_t sv;
3005           HOST_WIDE_INT fosize;
3006           var_ann_t ann;
3007           tree currfotype;
3008
3009           fosize = TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE (fo->field));
3010           currfotype = TREE_TYPE (fo->field);
3011
3012           /* If this field isn't in the used portion,
3013              or it has the exact same offset and size as the last
3014              field, skip it.  */
3015
3016           if (((fo->offset <= up->minused
3017                 && fo->offset + fosize <= up->minused)
3018                || fo->offset >= up->maxused)
3019               || (fo->offset == lastfooffset
3020                   && fosize == lastfosize
3021                   && currfotype == lastfotype))
3022             continue;
3023           sv = ggc_alloc (sizeof (struct subvar));
3024           sv->offset = fo->offset;
3025           sv->size = fosize;
3026           sv->next = *subvars;
3027           sv->var = create_tmp_var_raw (TREE_TYPE (fo->field), "SFT");
3028           if (dump_file)
3029             {
3030               fprintf (dump_file, "structure field tag %s created for var %s",
3031                        get_name (sv->var), get_name (var));
3032               fprintf (dump_file, " offset " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
3033                        sv->offset);
3034               fprintf (dump_file, " size " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
3035                        sv->size);
3036               fprintf (dump_file, "\n");
3037             }
3038           
3039           /* We need to copy the various flags from var to sv->var, so that
3040              they are is_global_var iff the original variable was.  */
3041
3042           DECL_EXTERNAL (sv->var) = DECL_EXTERNAL (var);
3043           TREE_PUBLIC  (sv->var) = TREE_PUBLIC (var);
3044           TREE_STATIC (sv->var) = TREE_STATIC (var);
3045           TREE_READONLY (sv->var) = TREE_READONLY (var);
3046
3047           /* Like other memory tags, these need to be marked addressable to
3048              keep is_gimple_reg from thinking they are real.  */
3049           TREE_ADDRESSABLE (sv->var) = 1;
3050
3051           DECL_CONTEXT (sv->var) = DECL_CONTEXT (var);
3052
3053           ann = get_var_ann (sv->var);
3054           ann->mem_tag_kind = STRUCT_FIELD; 
3055           ann->type_mem_tag = NULL;     
3056           add_referenced_tmp_var (sv->var);
3057           
3058           lastfotype = currfotype;
3059           lastfooffset = fo->offset;
3060           lastfosize = fosize;
3061           *subvars = sv;
3062         }
3063
3064       /* Once we have created subvars, the original is no longer call
3065          clobbered on its own.  Its call clobbered status depends
3066          completely on the call clobbered status of the subvars.
3067
3068          add_referenced_var in the above loop will take care of
3069          marking subvars of global variables as call clobbered for us
3070          to start, since they are global as well.  */
3071       clear_call_clobbered (var);
3072     }
3073
3074   VEC_free (fieldoff_s, heap, fieldstack);
3075 }
3076
3077
3078 /* Find the conservative answer to the question of what portions of what 
3079    structures are used by this statement.  We assume that if we have a
3080    component ref with a known size + offset, that we only need that part
3081    of the structure.  For unknown cases, or cases where we do something
3082    to the whole structure, we assume we need to create fields for the 
3083    entire structure.  */
3084
3085 static tree
3086 find_used_portions (tree *tp, int *walk_subtrees, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
3087 {
3088   switch (TREE_CODE (*tp))
3089     {
3090     case COMPONENT_REF:
3091       {
3092         HOST_WIDE_INT bitsize;
3093         HOST_WIDE_INT bitpos;
3094         tree offset;
3095         enum machine_mode mode;
3096         int unsignedp;
3097         int volatilep;  
3098         tree ref;
3099         ref = get_inner_reference (*tp, &bitsize, &bitpos, &offset, &mode,
3100                                    &unsignedp, &volatilep, false);
3101         if (DECL_P (ref) && offset == NULL && bitsize != -1)
3102           {         
3103             size_t uid = var_ann (ref)->uid;
3104             used_part_t up;
3105
3106             up = get_or_create_used_part_for (uid);         
3107
3108             if (bitpos <= up->minused)
3109               up->minused = bitpos;
3110             if ((bitpos + bitsize >= up->maxused))
3111               up->maxused = bitpos + bitsize;       
3112
3113             up->explicit_uses = true;
3114             used_portions[uid] = up;
3115
3116             *walk_subtrees = 0;
3117             return NULL_TREE;
3118           }
3119         else if (DECL_P (ref))
3120           {
3121             if (DECL_SIZE (ref)
3122                 && var_can_have_subvars (ref)
3123                 && TREE_CODE (DECL_SIZE (ref)) == INTEGER_CST)
3124               {
3125                 used_part_t up;
3126                 size_t uid = var_ann (ref)->uid;
3127
3128                 up = get_or_create_used_part_for (uid);
3129
3130                 up->minused = 0;
3131                 up->maxused = TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE (ref));
3132
3133                 up->implicit_uses = true;
3134
3135                 used_portions[uid] = up;
3136
3137                 *walk_subtrees = 0;
3138                 return NULL_TREE;
3139               }
3140           }
3141       }
3142       break;
3143     case VAR_DECL:
3144     case PARM_DECL:
3145       {
3146         tree var = *tp;
3147         if (DECL_SIZE (var)
3148             && var_can_have_subvars (var)
3149             && TREE_CODE (DECL_SIZE (var)) == INTEGER_CST)
3150           {
3151             used_part_t up;
3152             size_t uid = var_ann (var)->uid;        
3153             
3154             up = get_or_create_used_part_for (uid);
3155  
3156             up->minused = 0;
3157             up->maxused = TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE (var));
3158             up->implicit_uses = true;
3159
3160             used_portions[uid] = up;
3161             *walk_subtrees = 0;
3162             return NULL_TREE;
3163           }
3164       }
3165       break;
3166       
3167     default:
3168       break;
3169       
3170     }
3171   return NULL_TREE;
3172 }
3173
3174 /* We are about to create some new referenced variables, and we need the
3175    before size.  */
3176
3177 static size_t old_referenced_vars;
3178
3179
3180 /* Create structure field variables for structures used in this function.  */
3181
3182 static void
3183 create_structure_vars (void)
3184 {
3185   basic_block bb;
3186   size_t i;
3187
3188   old_referenced_vars = num_referenced_vars;
3189   used_portions = xcalloc (num_referenced_vars, sizeof (used_part_t));
3190   
3191   FOR_EACH_BB (bb)
3192     {
3193       block_stmt_iterator bsi;
3194       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
3195         {
3196           walk_tree_without_duplicates (bsi_stmt_ptr (bsi), 
3197                                         find_used_portions,
3198                                         NULL);
3199         }
3200     }
3201   for (i = 0; i < old_referenced_vars; i++)
3202     {
3203       tree var = referenced_var (i);
3204       /* The C++ FE creates vars without DECL_SIZE set, for some reason.  */
3205       if (var     
3206           && DECL_SIZE (var)
3207           && var_can_have_subvars (var)
3208           && var_ann (var)->mem_tag_kind == NOT_A_TAG
3209           && TREE_CODE (DECL_SIZE (var)) == INTEGER_CST)
3210         create_overlap_variables_for (var);
3211     }
3212   for (i = 0; i < old_referenced_vars; i++)
3213     free (used_portions[i]);
3214
3215   free (used_portions);
3216 }
3217
3218 static bool
3219 gate_structure_vars (void)
3220 {
3221   return flag_tree_salias != 0;
3222 }
3223
3224 struct tree_opt_pass pass_create_structure_vars = 
3225 {
3226   "salias",              /* name */
3227   gate_structure_vars,   /* gate */
3228   create_structure_vars, /* execute */
3229   NULL,                  /* sub */
3230   NULL,                  /* next */
3231   0,                     /* static_pass_number */
3232   0,                     /* tv_id */
3233   PROP_cfg,              /* properties_required */
3234   0,                     /* properties_provided */
3235   0,                     /* properties_destroyed */
3236   0,                     /* todo_flags_start */
3237   TODO_dump_func,        /* todo_flags_finish */
3238   0                      /* letter */
3239 };