OSDN Git Service

* gimplify.c (gimplify_type_sizes) [POINTER_TYPE, REFERENCE_TYPE]:
[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, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
20 Boston, MA 02110-1301, 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 "tree-ssa-structalias.h"
44 #include "convert.h"
45 #include "params.h"
46 #include "ipa-type-escape.h"
47 #include "vec.h"
48 #include "bitmap.h"
49 #include "vecprim.h"
50
51 /* Obstack used to hold grouping bitmaps and other temporary bitmaps used by
52    aliasing  */
53 static bitmap_obstack alias_obstack;
54
55 /* 'true' after aliases have been computed (see compute_may_aliases).  */
56 bool aliases_computed_p;
57
58 /* Structure to map a variable to its alias set and keep track of the
59    virtual operands that will be needed to represent it.  */
60 struct alias_map_d
61 {
62   /* Variable and its alias set.  */
63   tree var;
64   HOST_WIDE_INT set;
65
66   /* Total number of virtual operands that will be needed to represent
67      all the aliases of VAR.  */
68   long total_alias_vops;
69
70   /* Nonzero if the aliases for this memory tag have been grouped
71      already.  Used in group_aliases.  */
72   unsigned int grouped_p : 1;
73
74   /* Set of variables aliased with VAR.  This is the exact same
75      information contained in VAR_ANN (VAR)->MAY_ALIASES, but in
76      bitmap form to speed up alias grouping.  */
77   bitmap may_aliases;
78 };
79
80
81 /* Counters used to display statistics on alias analysis.  */
82 struct alias_stats_d
83 {
84   unsigned int alias_queries;
85   unsigned int alias_mayalias;
86   unsigned int alias_noalias;
87   unsigned int simple_queries;
88   unsigned int simple_resolved;
89   unsigned int tbaa_queries;
90   unsigned int tbaa_resolved;
91   unsigned int structnoaddress_queries;
92   unsigned int structnoaddress_resolved;
93 };
94
95
96 /* Local variables.  */
97 static struct alias_stats_d alias_stats;
98
99 /* Local functions.  */
100 static void compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *);
101 static void finalize_ref_all_pointers (struct alias_info *);
102 static void dump_alias_stats (FILE *);
103 static bool may_alias_p (tree, HOST_WIDE_INT, tree, HOST_WIDE_INT, bool);
104 static tree create_memory_tag (tree type, bool is_type_tag);
105 static tree get_tmt_for (tree, struct alias_info *);
106 static tree get_nmt_for (tree);
107 static void add_may_alias (tree, tree);
108 static void replace_may_alias (tree, size_t, tree);
109 static struct alias_info *init_alias_info (void);
110 static void delete_alias_info (struct alias_info *);
111 static void compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *);
112 static void setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *);
113 static void create_global_var (void);
114 static void maybe_create_global_var (struct alias_info *ai);
115 static void group_aliases (struct alias_info *);
116 static void set_pt_anything (tree ptr);
117
118 /* Global declarations.  */
119
120 /* Call clobbered variables in the function.  If bit I is set, then
121    REFERENCED_VARS (I) is call-clobbered.  */
122 bitmap call_clobbered_vars;
123
124 /* Addressable variables in the function.  If bit I is set, then
125    REFERENCED_VARS (I) has had its address taken.  Note that
126    CALL_CLOBBERED_VARS and ADDRESSABLE_VARS are not related.  An
127    addressable variable is not necessarily call-clobbered (e.g., a
128    local addressable whose address does not escape) and not all
129    call-clobbered variables are addressable (e.g., a local static
130    variable).  */
131 bitmap addressable_vars;
132
133 /* When the program has too many call-clobbered variables and call-sites,
134    this variable is used to represent the clobbering effects of function
135    calls.  In these cases, all the call clobbered variables in the program
136    are forced to alias this variable.  This reduces compile times by not
137    having to keep track of too many V_MAY_DEF expressions at call sites.  */
138 tree global_var;
139
140 /* qsort comparison function to sort type/name tags by DECL_UID.  */
141
142 static int
143 sort_tags_by_id (const void *pa, const void *pb)
144 {
145   tree a = *(tree *)pa;
146   tree b = *(tree *)pb;
147  
148   return DECL_UID (a) - DECL_UID (b);
149 }
150
151 /* Initialize WORKLIST to contain those memory tags that are marked call
152    clobbered.  Initialized WORKLIST2 to contain the reasons these
153    memory tags escaped.  */
154
155 static void
156 init_transitive_clobber_worklist (VEC (tree, heap) **worklist,
157                                   VEC (int, heap) **worklist2)
158 {
159   referenced_var_iterator rvi;
160   tree curr;
161
162   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (curr, rvi)
163     {
164       if (MTAG_P (curr) && is_call_clobbered (curr))
165         {
166           VEC_safe_push (tree, heap, *worklist, curr);
167           VEC_safe_push (int, heap, *worklist2, var_ann (curr)->escape_mask);
168         }
169     }
170 }
171
172 /* Add ALIAS to WORKLIST (and the reason for escaping REASON to WORKLIST2) if
173    ALIAS is not already marked call clobbered, and is a memory
174    tag.  */
175
176 static void
177 add_to_worklist (tree alias, VEC (tree, heap) **worklist,
178                  VEC (int, heap) **worklist2,
179                  int reason)
180 {
181   if (MTAG_P (alias) && !is_call_clobbered (alias))
182     {
183       VEC_safe_push (tree, heap, *worklist, alias);
184       VEC_safe_push (int, heap, *worklist2, reason);
185     }
186 }
187
188 /* Mark aliases of TAG as call clobbered, and place any tags on the
189    alias list that were not already call clobbered on WORKLIST.  */
190
191 static void
192 mark_aliases_call_clobbered (tree tag, VEC (tree, heap) **worklist,
193                              VEC (int, heap) **worklist2)
194 {
195   unsigned int i;
196   VEC (tree, gc) *ma;
197   tree entry;
198   var_ann_t ta = var_ann (tag);
199
200   if (!MTAG_P (tag))
201     return;
202   ma = may_aliases (tag);
203   if (!ma)
204     return;
205
206   for (i = 0; VEC_iterate (tree, ma, i, entry); i++)
207     {
208       if (!unmodifiable_var_p (entry))
209         {
210           add_to_worklist (entry, worklist, worklist2, ta->escape_mask);
211           mark_call_clobbered (entry, ta->escape_mask);
212         }
213     }
214 }
215
216 /* Tags containing global vars need to be marked as global.
217    Tags containing call clobbered vars need to be marked as call
218    clobbered. */
219
220 static void
221 compute_tag_properties (void)
222 {
223   referenced_var_iterator rvi;
224   tree tag;
225   bool changed = true;
226   VEC (tree, heap) *taglist = NULL;
227
228   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (tag, rvi)
229     {
230       if (!MTAG_P (tag) || TREE_CODE (tag) == STRUCT_FIELD_TAG)
231         continue;
232       VEC_safe_push (tree, heap, taglist, tag);
233     }
234
235   /* We sort the taglist by DECL_UID, for two reasons.
236      1. To get a sequential ordering to make the bitmap accesses
237      faster.
238      2. Because of the way we compute aliases, it's more likely that
239      an earlier tag is included in a later tag, and this will reduce
240      the number of iterations.
241
242      If we had a real tag graph, we would just topo-order it and be
243      done with it.  */
244   qsort (VEC_address (tree, taglist),
245          VEC_length (tree, taglist),
246          sizeof (tree),
247          sort_tags_by_id);
248
249   /* Go through each tag not marked as global, and if it aliases
250      global vars, mark it global. 
251      
252      If the tag contains call clobbered vars, mark it call
253      clobbered.  
254
255      This loop iterates because tags may appear in the may-aliases
256      list of other tags when we group.  */
257
258   while (changed)
259     {
260       unsigned int k;
261
262       changed = false;      
263       for (k = 0; VEC_iterate (tree, taglist, k, tag); k++)
264         {
265           VEC (tree, gc) *ma;
266           unsigned int i;
267           tree entry;
268           bool tagcc = is_call_clobbered (tag);
269           bool tagglobal = MTAG_GLOBAL (tag);
270           
271           if (tagcc && tagglobal)
272             continue;
273           
274           ma = may_aliases (tag);
275           if (!ma)
276             continue;
277
278           for (i = 0; VEC_iterate (tree, ma, i, entry); i++)
279             {
280               /* Call clobbered entries cause the tag to be marked
281                  call clobbered.  */
282               if (!tagcc && is_call_clobbered (entry))
283                 {
284                   mark_call_clobbered (tag, var_ann (entry)->escape_mask);
285                   tagcc = true;
286                   changed = true;
287                 }
288
289               /* Global vars cause the tag to be marked global.  */
290               if (!tagglobal && is_global_var (entry))
291                 {
292                   MTAG_GLOBAL (tag) = true;
293                   changed = true;
294                   tagglobal = true;
295                 }
296
297               /* Early exit once both global and cc are set, since the
298                  loop can't do any more than that.  */
299               if (tagcc && tagglobal)
300                 break;
301             }
302         }
303     }
304   VEC_free (tree, heap, taglist);
305 }
306
307 /* Set up the initial variable clobbers and globalness.
308    When this function completes, only tags whose aliases need to be
309    clobbered will be set clobbered.  Tags clobbered because they   
310    contain call clobbered vars are handled in compute_tag_properties.  */
311
312 static void
313 set_initial_properties (struct alias_info *ai)
314 {
315   unsigned int i;
316   referenced_var_iterator rvi;
317   tree var;
318   tree ptr;
319
320   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
321     {
322       if (is_global_var (var) 
323           && (!var_can_have_subvars (var)
324               || get_subvars_for_var (var) == NULL))
325         {
326           if (!unmodifiable_var_p (var))
327             mark_call_clobbered (var, ESCAPE_IS_GLOBAL);
328         }
329       else if (TREE_CODE (var) == PARM_DECL
330                && default_def (var)
331                && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
332         {
333           tree def = default_def (var);
334           get_ptr_info (def)->value_escapes_p = 1;
335           get_ptr_info (def)->escape_mask |= ESCAPE_IS_PARM;      
336         }
337     }
338
339   for (i = 0; VEC_iterate (tree, ai->processed_ptrs, i, ptr); i++)
340     {
341       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
342       var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (ptr));
343       
344       if (pi->value_escapes_p)
345         {
346           /* If PTR escapes then its associated memory tags and
347              pointed-to variables are call-clobbered.  */
348           if (pi->name_mem_tag)
349             mark_call_clobbered (pi->name_mem_tag, pi->escape_mask);
350
351           if (v_ann->symbol_mem_tag)
352             mark_call_clobbered (v_ann->symbol_mem_tag, pi->escape_mask);
353
354           if (pi->pt_vars)
355             {
356               bitmap_iterator bi;
357               unsigned int j;         
358               EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j, bi)
359                 if (!unmodifiable_var_p (referenced_var (j)))
360                   mark_call_clobbered (referenced_var (j), pi->escape_mask);
361             }
362         }
363
364       /* If the name tag is call clobbered, so is the symbol tag
365          associated with the base VAR_DECL.  */
366       if (pi->name_mem_tag
367           && v_ann->symbol_mem_tag
368           && is_call_clobbered (pi->name_mem_tag))
369         mark_call_clobbered (v_ann->symbol_mem_tag, pi->escape_mask);
370
371       /* Name tags and symbol tags that we don't know where they point
372          to, might point to global memory, and thus, are clobbered.
373
374          FIXME:  This is not quite right.  They should only be
375          clobbered if value_escapes_p is true, regardless of whether
376          they point to global memory or not.
377          So removing this code and fixing all the bugs would be nice.
378          It is the cause of a bunch of clobbering.  */
379       if ((pi->pt_global_mem || pi->pt_anything) 
380           && pi->is_dereferenced && pi->name_mem_tag)
381         {
382           mark_call_clobbered (pi->name_mem_tag, ESCAPE_IS_GLOBAL);
383           MTAG_GLOBAL (pi->name_mem_tag) = true;
384         }
385       
386       if ((pi->pt_global_mem || pi->pt_anything) 
387           && pi->is_dereferenced
388           && v_ann->symbol_mem_tag)
389         {
390           mark_call_clobbered (v_ann->symbol_mem_tag, ESCAPE_IS_GLOBAL);
391           MTAG_GLOBAL (v_ann->symbol_mem_tag) = true;
392         }
393     }
394 }
395
396
397 /* This variable is set to true if we are updating the used alone
398    information for SMTs, or are in a pass that is going to break it
399    temporarily.  */
400 bool updating_used_alone;
401
402 /* Compute which variables need to be marked call clobbered because
403    their tag is call clobbered, and which tags need to be marked
404    global because they contain global variables.  */
405
406 static void
407 compute_call_clobbered (struct alias_info *ai)
408 {
409   VEC (tree, heap) *worklist = NULL;
410   VEC(int,heap) *worklist2 = NULL;
411   
412   set_initial_properties (ai);
413   init_transitive_clobber_worklist (&worklist, &worklist2);
414   while (VEC_length (tree, worklist) != 0)
415     {
416       tree curr = VEC_pop (tree, worklist);
417       int reason = VEC_pop (int, worklist2);
418       
419       mark_call_clobbered (curr, reason);
420       mark_aliases_call_clobbered (curr, &worklist, &worklist2);
421     }
422   VEC_free (tree, heap, worklist);
423   VEC_free (int, heap, worklist2);
424   compute_tag_properties ();
425 }
426
427
428 /* Helper for recalculate_used_alone.  Return a conservatively correct
429    answer as to whether STMT may make a store on the LHS to SYM.  */
430
431 static bool
432 lhs_may_store_to (tree stmt, tree sym ATTRIBUTE_UNUSED)
433 {
434   tree lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
435   
436   lhs = get_base_address (lhs);
437   
438   if (!lhs)
439     return false;
440
441   if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME)
442     return false;
443   /* We could do better here by looking at the type tag of LHS, but it
444      is unclear whether this is worth it. */
445   return true;
446 }
447
448 /* Recalculate the used_alone information for SMTs . */
449
450 void 
451 recalculate_used_alone (void)
452 {
453   VEC (tree, heap) *calls = NULL;
454   block_stmt_iterator bsi;
455   basic_block bb;
456   tree stmt;
457   size_t i;
458   referenced_var_iterator rvi;
459   tree var;
460   
461   /* First, reset all the SMT used alone bits to zero.  */
462   updating_used_alone = true;
463   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
464     if (TREE_CODE (var) == SYMBOL_MEMORY_TAG)
465       {
466         SMT_OLD_USED_ALONE (var) = SMT_USED_ALONE (var);
467         SMT_USED_ALONE (var) = 0;
468       }
469
470   /* Walk all the statements.
471      Calls get put into a list of statements to update, since we will
472      need to update operands on them if we make any changes.
473      If we see a bare use of a SMT anywhere in a real virtual use or virtual
474      def, mark the SMT as used alone, and for renaming.  */
475   FOR_EACH_BB (bb)
476     {
477       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
478         {
479           bool iscall = false;
480           ssa_op_iter iter;
481
482           stmt = bsi_stmt (bsi);
483           
484           if (TREE_CODE (stmt) == CALL_EXPR
485               || (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR 
486                   && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == CALL_EXPR))
487             {
488               iscall = true;
489               VEC_safe_push (tree, heap, calls, stmt);      
490             }
491           
492           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, 
493                                      SSA_OP_VUSE | SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
494             {
495               tree svar = var;
496               
497               if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
498                 svar = SSA_NAME_VAR (var);
499               
500               if (TREE_CODE (svar) == SYMBOL_MEMORY_TAG)
501                 {
502                   /* We only care about the LHS on calls.  */
503                   if (iscall && !lhs_may_store_to (stmt, svar))
504                     continue;
505
506                   if (!SMT_USED_ALONE (svar))
507                     {
508                       SMT_USED_ALONE (svar) = true;
509                       
510                       /* Only need to mark for renaming if it wasn't
511                          used alone before.  */
512                       if (!SMT_OLD_USED_ALONE (svar))
513                         mark_sym_for_renaming (svar);
514                     }
515                 }
516             }
517         }                  
518     }
519   
520   /* Update the operands on all the calls we saw.  */
521   if (calls)
522     {
523       for (i = 0; VEC_iterate (tree, calls, i, stmt); i++)
524         update_stmt (stmt);
525     }
526   
527   /* We need to mark SMT's that are no longer used for renaming so the
528      symbols go away, or else verification will be angry with us, even
529      though they are dead.  */
530   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
531     if (TREE_CODE (var) == SYMBOL_MEMORY_TAG)
532       {
533         if (SMT_OLD_USED_ALONE (var) && !SMT_USED_ALONE (var))
534           mark_sym_for_renaming (var);
535       }
536
537   VEC_free (tree, heap, calls);
538   updating_used_alone = false;
539 }
540
541 /* Compute may-alias information for every variable referenced in function
542    FNDECL.
543
544    Alias analysis proceeds in 3 main phases:
545
546    1- Points-to and escape analysis.
547
548    This phase walks the use-def chains in the SSA web looking for three
549    things:
550
551         * Assignments of the form P_i = &VAR
552         * Assignments of the form P_i = malloc()
553         * Pointers and ADDR_EXPR that escape the current function.
554
555    The concept of 'escaping' is the same one used in the Java world.  When
556    a pointer or an ADDR_EXPR escapes, it means that it has been exposed
557    outside of the current function.  So, assignment to global variables,
558    function arguments and returning a pointer are all escape sites, as are
559    conversions between pointers and integers.
560
561    This is where we are currently limited.  Since not everything is renamed
562    into SSA, we lose track of escape properties when a pointer is stashed
563    inside a field in a structure, for instance.  In those cases, we are
564    assuming that the pointer does escape.
565
566    We use escape analysis to determine whether a variable is
567    call-clobbered.  Simply put, if an ADDR_EXPR escapes, then the variable
568    is call-clobbered.  If a pointer P_i escapes, then all the variables
569    pointed-to by P_i (and its memory tag) also escape.
570
571    2- Compute flow-sensitive aliases
572
573    We have two classes of memory tags.  Memory tags associated with the
574    pointed-to data type of the pointers in the program.  These tags are
575    called "symbol memory tag" (SMT).  The other class are those associated
576    with SSA_NAMEs, called "name memory tag" (NMT). The basic idea is that
577    when adding operands for an INDIRECT_REF *P_i, we will first check
578    whether P_i has a name tag, if it does we use it, because that will have
579    more precise aliasing information.  Otherwise, we use the standard symbol
580    tag.
581
582    In this phase, we go through all the pointers we found in points-to
583    analysis and create alias sets for the name memory tags associated with
584    each pointer P_i.  If P_i escapes, we mark call-clobbered the variables
585    it points to and its tag.
586
587
588    3- Compute flow-insensitive aliases
589
590    This pass will compare the alias set of every symbol memory tag and
591    every addressable variable found in the program.  Given a symbol
592    memory tag SMT and an addressable variable V.  If the alias sets of
593    SMT and V conflict (as computed by may_alias_p), then V is marked
594    as an alias tag and added to the alias set of SMT.
595
596    For instance, consider the following function:
597
598             foo (int i)
599             {
600               int *p, a, b;
601             
602               if (i > 10)
603                 p = &a;
604               else
605                 p = &b;
606             
607               *p = 3;
608               a = b + 2;
609               return *p;
610             }
611
612    After aliasing analysis has finished, the symbol memory tag for pointer
613    'p' will have two aliases, namely variables 'a' and 'b'.  Every time
614    pointer 'p' is dereferenced, we want to mark the operation as a
615    potential reference to 'a' and 'b'.
616
617             foo (int i)
618             {
619               int *p, a, b;
620
621               if (i_2 > 10)
622                 p_4 = &a;
623               else
624                 p_6 = &b;
625               # p_1 = PHI <p_4(1), p_6(2)>;
626
627               # a_7 = V_MAY_DEF <a_3>;
628               # b_8 = V_MAY_DEF <b_5>;
629               *p_1 = 3;
630
631               # a_9 = V_MAY_DEF <a_7>
632               # VUSE <b_8>
633               a_9 = b_8 + 2;
634
635               # VUSE <a_9>;
636               # VUSE <b_8>;
637               return *p_1;
638             }
639
640    In certain cases, the list of may aliases for a pointer may grow too
641    large.  This may cause an explosion in the number of virtual operands
642    inserted in the code.  Resulting in increased memory consumption and
643    compilation time.
644
645    When the number of virtual operands needed to represent aliased
646    loads and stores grows too large (configurable with @option{--param
647    max-aliased-vops}), alias sets are grouped to avoid severe
648    compile-time slow downs and memory consumption.  See group_aliases.  */
649
650 static unsigned int
651 compute_may_aliases (void)
652 {
653   struct alias_info *ai;
654   
655   memset (&alias_stats, 0, sizeof (alias_stats));
656
657   /* Initialize aliasing information.  */
658   ai = init_alias_info ();
659
660   /* For each pointer P_i, determine the sets of variables that P_i may
661      point-to.  For every addressable variable V, determine whether the
662      address of V escapes the current function, making V call-clobbered
663      (i.e., whether &V is stored in a global variable or if its passed as a
664      function call argument).  */
665   compute_points_to_sets (ai);
666
667   /* Collect all pointers and addressable variables, compute alias sets,
668      create memory tags for pointers and promote variables whose address is
669      not needed anymore.  */
670   setup_pointers_and_addressables (ai);
671
672   /* Compute flow-sensitive, points-to based aliasing for all the name
673      memory tags.  Note that this pass needs to be done before flow
674      insensitive analysis because it uses the points-to information
675      gathered before to mark call-clobbered symbol tags.  */
676   compute_flow_sensitive_aliasing (ai);
677
678   /* Compute type-based flow-insensitive aliasing for all the type
679      memory tags.  */
680   compute_flow_insensitive_aliasing (ai);
681   
682   /* Compute call clobbering information.  */
683   compute_call_clobbered (ai);
684
685   /* Determine if we need to enable alias grouping.  */
686   if (ai->total_alias_vops >= MAX_ALIASED_VOPS)
687     group_aliases (ai);
688
689   /* If the program has too many call-clobbered variables and/or function
690      calls, create .GLOBAL_VAR and use it to model call-clobbering
691      semantics at call sites.  This reduces the number of virtual operands
692      considerably, improving compile times at the expense of lost
693      aliasing precision.  */
694   maybe_create_global_var (ai);
695
696   /* If the program contains ref-all pointers, finalize may-alias information
697      for them.  This pass needs to be run after call-clobbering information
698      has been computed.  */
699   if (ai->ref_all_symbol_mem_tag)
700     finalize_ref_all_pointers (ai);
701
702   /* Debugging dumps.  */
703   if (dump_file)
704     {
705       dump_referenced_vars (dump_file);
706       if (dump_flags & TDF_STATS)
707         dump_alias_stats (dump_file);
708       dump_points_to_info (dump_file);
709       dump_alias_info (dump_file);
710     }
711
712   /* Deallocate memory used by aliasing data structures.  */
713   delete_alias_info (ai);
714
715   updating_used_alone = true;
716   {
717     block_stmt_iterator bsi;
718     basic_block bb;
719     FOR_EACH_BB (bb)
720       {
721         for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
722           {
723             update_stmt_if_modified (bsi_stmt (bsi));
724           }
725       }
726   }
727   recalculate_used_alone ();
728   updating_used_alone = false;
729   return 0;
730 }
731
732
733 struct tree_opt_pass pass_may_alias = 
734 {
735   "alias",                              /* name */
736   NULL,                                 /* gate */
737   compute_may_aliases,                  /* execute */
738   NULL,                                 /* sub */
739   NULL,                                 /* next */
740   0,                                    /* static_pass_number */
741   TV_TREE_MAY_ALIAS,                    /* tv_id */
742   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
743   PROP_alias,                           /* properties_provided */
744   0,                                    /* properties_destroyed */
745   0,                                    /* todo_flags_start */
746   TODO_dump_func | TODO_update_ssa
747     | TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa
748     | TODO_verify_stmts,                /* todo_flags_finish */
749   0                                     /* letter */
750 };
751
752
753 /* Data structure used to count the number of dereferences to PTR
754    inside an expression.  */
755 struct count_ptr_d
756 {
757   tree ptr;
758   unsigned count;
759 };
760
761
762 /* Helper for count_uses_and_derefs.  Called by walk_tree to look for
763    (ALIGN/MISALIGNED_)INDIRECT_REF nodes for the pointer passed in DATA.  */
764
765 static tree
766 count_ptr_derefs (tree *tp, int *walk_subtrees, void *data)
767 {
768   struct count_ptr_d *count_p = (struct count_ptr_d *) data;
769
770   /* Do not walk inside ADDR_EXPR nodes.  In the expression &ptr->fld,
771      pointer 'ptr' is *not* dereferenced, it is simply used to compute
772      the address of 'fld' as 'ptr + offsetof(fld)'.  */
773   if (TREE_CODE (*tp) == ADDR_EXPR)
774     {
775       *walk_subtrees = 0;
776       return NULL_TREE;
777     }
778
779   if (INDIRECT_REF_P (*tp) && TREE_OPERAND (*tp, 0) == count_p->ptr)
780     count_p->count++;
781
782   return NULL_TREE;
783 }
784
785
786 /* Count the number of direct and indirect uses for pointer PTR in
787    statement STMT.  The two counts are stored in *NUM_USES_P and
788    *NUM_DEREFS_P respectively.  *IS_STORE_P is set to 'true' if at
789    least one of those dereferences is a store operation.  */
790
791 void
792 count_uses_and_derefs (tree ptr, tree stmt, unsigned *num_uses_p,
793                        unsigned *num_derefs_p, bool *is_store)
794 {
795   ssa_op_iter i;
796   tree use;
797
798   *num_uses_p = 0;
799   *num_derefs_p = 0;
800   *is_store = false;
801
802   /* Find out the total number of uses of PTR in STMT.  */
803   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (use, stmt, i, SSA_OP_USE)
804     if (use == ptr)
805       (*num_uses_p)++;
806
807   /* Now count the number of indirect references to PTR.  This is
808      truly awful, but we don't have much choice.  There are no parent
809      pointers inside INDIRECT_REFs, so an expression like
810      '*x_1 = foo (x_1, *x_1)' needs to be traversed piece by piece to
811      find all the indirect and direct uses of x_1 inside.  The only
812      shortcut we can take is the fact that GIMPLE only allows
813      INDIRECT_REFs inside the expressions below.  */
814   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
815       || (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR
816           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 0)) == MODIFY_EXPR)
817       || TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR
818       || TREE_CODE (stmt) == CALL_EXPR)
819     {
820       tree lhs, rhs;
821
822       if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
823         {
824           lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
825           rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
826         }
827       else if (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR)
828         {
829           tree e = TREE_OPERAND (stmt, 0);
830           lhs = TREE_OPERAND (e, 0);
831           rhs = TREE_OPERAND (e, 1);
832         }
833       else if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR)
834         {
835           lhs = ASM_OUTPUTS (stmt);
836           rhs = ASM_INPUTS (stmt);
837         }
838       else
839         {
840           lhs = NULL_TREE;
841           rhs = stmt;
842         }
843
844       if (lhs && (TREE_CODE (lhs) == TREE_LIST || EXPR_P (lhs)))
845         {
846           struct count_ptr_d count;
847           count.ptr = ptr;
848           count.count = 0;
849           walk_tree (&lhs, count_ptr_derefs, &count, NULL);
850           *is_store = true;
851           *num_derefs_p = count.count;
852         }
853
854       if (rhs && (TREE_CODE (rhs) == TREE_LIST || EXPR_P (rhs)))
855         {
856           struct count_ptr_d count;
857           count.ptr = ptr;
858           count.count = 0;
859           walk_tree (&rhs, count_ptr_derefs, &count, NULL);
860           *num_derefs_p += count.count;
861         }
862     }
863
864   gcc_assert (*num_uses_p >= *num_derefs_p);
865 }
866
867 /* Initialize the data structures used for alias analysis.  */
868
869 static struct alias_info *
870 init_alias_info (void)
871 {
872   struct alias_info *ai;
873   referenced_var_iterator rvi;
874   tree var;
875
876   bitmap_obstack_initialize (&alias_obstack);
877   ai = XCNEW (struct alias_info);
878   ai->ssa_names_visited = sbitmap_alloc (num_ssa_names);
879   sbitmap_zero (ai->ssa_names_visited);
880   ai->processed_ptrs = VEC_alloc (tree, heap, 50);
881   ai->written_vars = BITMAP_ALLOC (&alias_obstack);
882   ai->dereferenced_ptrs_store = BITMAP_ALLOC (&alias_obstack);
883   ai->dereferenced_ptrs_load = BITMAP_ALLOC (&alias_obstack);
884
885   /* If aliases have been computed before, clear existing information.  */
886   if (aliases_computed_p)
887     {
888       unsigned i;
889   
890       /* Similarly, clear the set of addressable variables.  In this
891          case, we can just clear the set because addressability is
892          only computed here.  */
893       bitmap_clear (addressable_vars);
894
895       /* Clear flow-insensitive alias information from each symbol.  */
896       FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
897         {
898           var_ann_t ann = var_ann (var);
899           
900           ann->is_aliased = 0;
901           ann->may_aliases = NULL;
902           NUM_REFERENCES_CLEAR (ann);
903
904           /* Since we are about to re-discover call-clobbered
905              variables, clear the call-clobbered flag.  Variables that
906              are intrinsically call-clobbered (globals, local statics,
907              etc) will not be marked by the aliasing code, so we can't
908              remove them from CALL_CLOBBERED_VARS.  
909
910              NB: STRUCT_FIELDS are still call clobbered if they are for
911              a global variable, so we *don't* clear their call clobberedness
912              just because they are tags, though we will clear it if they
913              aren't for global variables.  */
914           if (TREE_CODE (var) == NAME_MEMORY_TAG
915               || TREE_CODE (var) == SYMBOL_MEMORY_TAG
916               || !is_global_var (var))
917             clear_call_clobbered (var);
918         }
919
920       /* Clear flow-sensitive points-to information from each SSA name.  */
921       for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
922         {
923           tree name = ssa_name (i);
924
925           if (!name || !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (name)))
926             continue;
927
928           if (SSA_NAME_PTR_INFO (name))
929             {
930               struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (name);
931
932               /* Clear all the flags but keep the name tag to
933                  avoid creating new temporaries unnecessarily.  If
934                  this pointer is found to point to a subset or
935                  superset of its former points-to set, then a new
936                  tag will need to be created in create_name_tags.  */
937               pi->pt_anything = 0;
938               pi->pt_null = 0;
939               pi->value_escapes_p = 0;
940               pi->is_dereferenced = 0;
941               if (pi->pt_vars)
942                 bitmap_clear (pi->pt_vars);
943             }
944         }
945     }
946
947   /* Next time, we will need to reset alias information.  */
948   aliases_computed_p = true;
949
950   return ai;
951 }
952
953
954 /* Deallocate memory used by alias analysis.  */
955
956 static void
957 delete_alias_info (struct alias_info *ai)
958 {
959   size_t i;
960   referenced_var_iterator rvi;
961   tree var;
962
963   sbitmap_free (ai->ssa_names_visited);
964   VEC_free (tree, heap, ai->processed_ptrs);
965
966   for (i = 0; i < ai->num_addressable_vars; i++)
967     free (ai->addressable_vars[i]);
968   
969   FOR_EACH_REFERENCED_VAR(var, rvi)
970     {
971       var_ann_t ann = var_ann (var);
972       NUM_REFERENCES_CLEAR (ann);
973     }
974
975   free (ai->addressable_vars);
976
977   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
978     free (ai->pointers[i]);
979   free (ai->pointers);
980
981   BITMAP_FREE (ai->written_vars);
982   BITMAP_FREE (ai->dereferenced_ptrs_store);
983   BITMAP_FREE (ai->dereferenced_ptrs_load);
984   bitmap_obstack_release (&alias_obstack);
985   free (ai);
986
987   delete_points_to_sets ();
988 }
989
990 /* Used for hashing to identify pointer infos with identical
991    pt_vars bitmaps.  */
992 static int
993 eq_ptr_info (const void *p1, const void *p2)
994 {
995   const struct ptr_info_def *n1 = (const struct ptr_info_def *) p1;
996   const struct ptr_info_def *n2 = (const struct ptr_info_def *) p2;
997   return bitmap_equal_p (n1->pt_vars, n2->pt_vars);
998 }
999
1000 static hashval_t
1001 ptr_info_hash (const void *p)
1002 {
1003   const struct ptr_info_def *n = (const struct ptr_info_def *) p;
1004   return bitmap_hash (n->pt_vars);
1005 }
1006
1007 /* Create name tags for all the pointers that have been dereferenced.
1008    We only create a name tag for a pointer P if P is found to point to
1009    a set of variables (so that we can alias them to *P) or if it is
1010    the result of a call to malloc (which means that P cannot point to
1011    anything else nor alias any other variable).
1012
1013    If two pointers P and Q point to the same set of variables, they
1014    are assigned the same name tag.  */
1015
1016 static void
1017 create_name_tags (void)
1018 {
1019   size_t i;
1020   VEC (tree, heap) *with_ptvars = NULL;
1021   tree ptr;
1022   htab_t ptr_hash;
1023
1024   /* Collect the list of pointers with a non-empty points to set.  */
1025   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
1026     {
1027       tree ptr = ssa_name (i);
1028       struct ptr_info_def *pi;
1029
1030       if (!ptr
1031           || !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr))
1032           || !SSA_NAME_PTR_INFO (ptr))
1033         continue;
1034
1035       pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
1036
1037       if (pi->pt_anything || !pi->is_dereferenced)
1038         {
1039           /* No name tags for pointers that have not been
1040              dereferenced or point to an arbitrary location.  */
1041           pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
1042           continue;
1043         }
1044
1045       /* Set pt_anything on the pointers without pt_vars filled in so
1046          that they are assigned a symbol tag.  */
1047       if (pi->pt_vars && !bitmap_empty_p (pi->pt_vars)) 
1048         VEC_safe_push (tree, heap, with_ptvars, ptr);
1049       else
1050         set_pt_anything (ptr);
1051     }
1052   
1053   /* If we didn't find any pointers with pt_vars set, we're done.  */
1054   if (!with_ptvars)
1055     return;
1056
1057   ptr_hash = htab_create (10, ptr_info_hash, eq_ptr_info, NULL);
1058   /* Now go through the pointers with pt_vars, and find a name tag
1059      with the same pt_vars as this pointer, or create one if one
1060      doesn't exist.  */
1061   for (i = 0; VEC_iterate (tree, with_ptvars, i, ptr); i++)
1062     {
1063       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
1064       tree old_name_tag = pi->name_mem_tag;
1065       struct ptr_info_def **slot;
1066       
1067       /* If PTR points to a set of variables, check if we don't
1068          have another pointer Q with the same points-to set before
1069          creating a tag.  If so, use Q's tag instead of creating a
1070          new one.
1071          
1072          This is important for not creating unnecessary symbols
1073          and also for copy propagation.  If we ever need to
1074          propagate PTR into Q or vice-versa, we would run into
1075          problems if they both had different name tags because
1076          they would have different SSA version numbers (which
1077          would force us to take the name tags in and out of SSA).  */
1078
1079       slot = (struct ptr_info_def **) htab_find_slot (ptr_hash, pi, INSERT);
1080       if (*slot)
1081         pi->name_mem_tag = (*slot)->name_mem_tag;
1082       else
1083         {
1084           *slot = pi;
1085           /* If we didn't find a pointer with the same points-to set
1086              as PTR, create a new name tag if needed.  */
1087           if (pi->name_mem_tag == NULL_TREE)
1088             pi->name_mem_tag = get_nmt_for (ptr);
1089         }
1090       
1091       /* If the new name tag computed for PTR is different than
1092          the old name tag that it used to have, then the old tag
1093          needs to be removed from the IL, so we mark it for
1094          renaming.  */
1095       if (old_name_tag && old_name_tag != pi->name_mem_tag)
1096         mark_sym_for_renaming (old_name_tag);
1097       
1098       TREE_THIS_VOLATILE (pi->name_mem_tag)
1099         |= TREE_THIS_VOLATILE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)));
1100       
1101       /* Mark the new name tag for renaming.  */
1102       mark_sym_for_renaming (pi->name_mem_tag);
1103     }
1104   htab_delete (ptr_hash);
1105
1106   VEC_free (tree, heap, with_ptvars);
1107 }
1108
1109
1110 /* For every pointer P_i in AI->PROCESSED_PTRS, create may-alias sets for
1111    the name memory tag (NMT) associated with P_i.  If P_i escapes, then its
1112    name tag and the variables it points-to are call-clobbered.  Finally, if
1113    P_i escapes and we could not determine where it points to, then all the
1114    variables in the same alias set as *P_i are marked call-clobbered.  This
1115    is necessary because we must assume that P_i may take the address of any
1116    variable in the same alias set.  */
1117
1118 static void
1119 compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
1120 {
1121   size_t i;
1122   tree ptr;
1123   
1124   for (i = 0; VEC_iterate (tree, ai->processed_ptrs, i, ptr); i++)
1125     {
1126       if (!find_what_p_points_to (ptr))
1127         set_pt_anything (ptr);
1128     }
1129
1130   create_name_tags ();
1131
1132   for (i = 0; VEC_iterate (tree, ai->processed_ptrs, i, ptr); i++)
1133     {
1134       unsigned j;
1135       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
1136       var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (ptr));
1137       bitmap_iterator bi;
1138
1139
1140       /* Set up aliasing information for PTR's name memory tag (if it has
1141          one).  Note that only pointers that have been dereferenced will
1142          have a name memory tag.  */
1143       if (pi->name_mem_tag && pi->pt_vars)
1144         EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j, bi)
1145           {
1146             add_may_alias (pi->name_mem_tag, referenced_var (j));
1147             add_may_alias (v_ann->symbol_mem_tag, referenced_var (j));
1148           }
1149     }
1150 }
1151
1152
1153 /* Compute type-based alias sets.  Traverse all the pointers and
1154    addressable variables found in setup_pointers_and_addressables.
1155    
1156    For every pointer P in AI->POINTERS and addressable variable V in
1157    AI->ADDRESSABLE_VARS, add V to the may-alias sets of P's symbol
1158    memory tag (SMT) if their alias sets conflict.  V is then marked as
1159    an alias tag so that the operand scanner knows that statements
1160    containing V have aliased operands.  */
1161
1162 static void
1163 compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
1164 {
1165   size_t i;
1166
1167   /* Initialize counter for the total number of virtual operands that
1168      aliasing will introduce.  When AI->TOTAL_ALIAS_VOPS goes beyond the
1169      threshold set by --params max-alias-vops, we enable alias
1170      grouping.  */
1171   ai->total_alias_vops = 0;
1172
1173   /* For every pointer P, determine which addressable variables may alias
1174      with P's symbol memory tag.  */
1175   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1176     {
1177       size_t j;
1178       struct alias_map_d *p_map = ai->pointers[i];
1179       tree tag = var_ann (p_map->var)->symbol_mem_tag;
1180       var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
1181       tree var;
1182
1183       /* Call-clobbering information is not finalized yet at this point.  */
1184       if (PTR_IS_REF_ALL (p_map->var))
1185         continue;
1186
1187       p_map->total_alias_vops = 0;
1188       p_map->may_aliases = BITMAP_ALLOC (&alias_obstack);
1189
1190       /* Add any pre-existing may_aliases to the bitmap used to represent
1191          TAG's alias set in case we need to group aliases.  */
1192       for (j = 0; VEC_iterate (tree, tag_ann->may_aliases, j, var); ++j)
1193         bitmap_set_bit (p_map->may_aliases, DECL_UID (var));
1194
1195       for (j = 0; j < ai->num_addressable_vars; j++)
1196         {
1197           struct alias_map_d *v_map;
1198           var_ann_t v_ann;
1199           bool tag_stored_p, var_stored_p;
1200           
1201           v_map = ai->addressable_vars[j];
1202           var = v_map->var;
1203           v_ann = var_ann (var);
1204
1205           /* Skip memory tags and variables that have never been
1206              written to.  We also need to check if the variables are
1207              call-clobbered because they may be overwritten by
1208              function calls.
1209
1210              Note this is effectively random accessing elements in
1211              the sparse bitset, which can be highly inefficient.
1212              So we first check the call_clobbered status of the
1213              tag and variable before querying the bitmap.  */
1214           tag_stored_p = is_call_clobbered (tag)
1215                          || bitmap_bit_p (ai->written_vars, DECL_UID (tag));
1216           var_stored_p = is_call_clobbered (var)
1217                          || bitmap_bit_p (ai->written_vars, DECL_UID (var));
1218           if (!tag_stored_p && !var_stored_p)
1219             continue;
1220              
1221           if (may_alias_p (p_map->var, p_map->set, var, v_map->set, false))
1222             {
1223               size_t num_tag_refs, num_var_refs;
1224
1225               num_tag_refs = NUM_REFERENCES (tag_ann);
1226               num_var_refs = NUM_REFERENCES (v_ann);
1227
1228               /* Add VAR to TAG's may-aliases set.  */
1229
1230               /* We should never have a var with subvars here, because
1231                  they shouldn't get into the set of addressable vars */
1232               gcc_assert (!var_can_have_subvars (var)
1233                           || get_subvars_for_var (var) == NULL);
1234
1235               add_may_alias (tag, var);
1236               /* Update the bitmap used to represent TAG's alias set
1237                  in case we need to group aliases.  */
1238               bitmap_set_bit (p_map->may_aliases, DECL_UID (var));
1239
1240               /* Update the total number of virtual operands due to
1241                  aliasing.  Since we are adding one more alias to TAG's
1242                  may-aliases set, the total number of virtual operands due
1243                  to aliasing will be increased by the number of references
1244                  made to VAR and TAG (every reference to TAG will also
1245                  count as a reference to VAR).  */
1246               ai->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
1247               p_map->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
1248
1249
1250             }
1251         }
1252     }
1253
1254   /* Since this analysis is based exclusively on symbols, it fails to
1255      handle cases where two pointers P and Q have different memory
1256      tags with conflicting alias set numbers but no aliased symbols in
1257      common.
1258
1259      For example, suppose that we have two memory tags SMT.1 and SMT.2
1260      such that
1261      
1262                 may-aliases (SMT.1) = { a }
1263                 may-aliases (SMT.2) = { b }
1264
1265      and the alias set number of SMT.1 conflicts with that of SMT.2.
1266      Since they don't have symbols in common, loads and stores from
1267      SMT.1 and SMT.2 will seem independent of each other, which will
1268      lead to the optimizers making invalid transformations (see
1269      testsuite/gcc.c-torture/execute/pr15262-[12].c).
1270
1271      To avoid this problem, we do a final traversal of AI->POINTERS
1272      looking for pairs of pointers that have no aliased symbols in
1273      common and yet have conflicting alias set numbers.  */
1274   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1275     {
1276       size_t j;
1277       struct alias_map_d *p_map1 = ai->pointers[i];
1278       tree tag1 = var_ann (p_map1->var)->symbol_mem_tag;
1279       bitmap may_aliases1 = p_map1->may_aliases;
1280
1281       if (PTR_IS_REF_ALL (p_map1->var))
1282         continue;
1283
1284       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
1285         {
1286           struct alias_map_d *p_map2 = ai->pointers[j];
1287           tree tag2 = var_ann (p_map2->var)->symbol_mem_tag;
1288           bitmap may_aliases2 = p_map2->may_aliases;
1289
1290           if (PTR_IS_REF_ALL (p_map2->var))
1291             continue;
1292
1293           /* If the pointers may not point to each other, do nothing.  */
1294           if (!may_alias_p (p_map1->var, p_map1->set, tag2, p_map2->set, true))
1295             continue;
1296
1297           /* The two pointers may alias each other.  If they already have
1298              symbols in common, do nothing.  */
1299           if (bitmap_intersect_p (may_aliases1, may_aliases2))
1300             continue;
1301
1302           if (!bitmap_empty_p (may_aliases2))
1303             {
1304               unsigned int k;
1305               bitmap_iterator bi;
1306
1307               /* Add all the aliases for TAG2 into TAG1's alias set.
1308                  FIXME, update grouping heuristic counters.  */
1309               EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (may_aliases2, 0, k, bi)
1310                 add_may_alias (tag1, referenced_var (k));
1311               bitmap_ior_into (may_aliases1, may_aliases2);
1312             }
1313           else
1314             {
1315               /* Since TAG2 does not have any aliases of its own, add
1316                  TAG2 itself to the alias set of TAG1.  */
1317               add_may_alias (tag1, tag2);
1318               bitmap_set_bit (may_aliases1, DECL_UID (tag2));
1319             }
1320         }
1321     }
1322   
1323   if (dump_file)
1324     fprintf (dump_file, "\n%s: Total number of aliased vops: %ld\n",
1325              get_name (current_function_decl),
1326              ai->total_alias_vops);
1327 }
1328
1329
1330 /* Finalize may-alias information for ref-all pointers.  Traverse all
1331    the addressable variables found in setup_pointers_and_addressables.
1332
1333    If flow-sensitive alias analysis has attached a name memory tag to
1334    a ref-all pointer, we will use it for the dereferences because that
1335    will have more precise aliasing information.  But if there is no
1336    name tag, we will use a special symbol tag that aliases all the
1337    call-clobbered addressable variables.  */
1338
1339 static void
1340 finalize_ref_all_pointers (struct alias_info *ai)
1341 {
1342   size_t i;
1343
1344   if (global_var)
1345     add_may_alias (ai->ref_all_symbol_mem_tag, global_var);
1346   else
1347     {
1348       /* First add the real call-clobbered variables.  */
1349       for (i = 0; i < ai->num_addressable_vars; i++)
1350         {
1351           tree var = ai->addressable_vars[i]->var;
1352           if (is_call_clobbered (var))
1353             add_may_alias (ai->ref_all_symbol_mem_tag, var);
1354         }
1355
1356       /* Then add the call-clobbered pointer memory tags.  See
1357          compute_flow_insensitive_aliasing for the rationale.  */
1358       for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1359         {
1360           tree ptr = ai->pointers[i]->var, tag;
1361           if (PTR_IS_REF_ALL (ptr))
1362             continue;
1363           tag = var_ann (ptr)->symbol_mem_tag;
1364           if (is_call_clobbered (tag))
1365             add_may_alias (ai->ref_all_symbol_mem_tag, tag);
1366         }
1367     }
1368 }
1369
1370
1371 /* Comparison function for qsort used in group_aliases.  */
1372
1373 static int
1374 total_alias_vops_cmp (const void *p, const void *q)
1375 {
1376   const struct alias_map_d **p1 = (const struct alias_map_d **)p;
1377   const struct alias_map_d **p2 = (const struct alias_map_d **)q;
1378   long n1 = (*p1)->total_alias_vops;
1379   long n2 = (*p2)->total_alias_vops;
1380
1381   /* We want to sort in descending order.  */
1382   return (n1 > n2 ? -1 : (n1 == n2) ? 0 : 1);
1383 }
1384
1385 /* Group all the aliases for TAG to make TAG represent all the
1386    variables in its alias set.  Update the total number
1387    of virtual operands due to aliasing (AI->TOTAL_ALIAS_VOPS).  This
1388    function will make TAG be the unique alias tag for all the
1389    variables in its may-aliases.  So, given:
1390
1391         may-aliases(TAG) = { V1, V2, V3 }
1392
1393    This function will group the variables into:
1394
1395         may-aliases(V1) = { TAG }
1396         may-aliases(V2) = { TAG }
1397         may-aliases(V2) = { TAG }  */
1398
1399 static void
1400 group_aliases_into (tree tag, bitmap tag_aliases, struct alias_info *ai)
1401 {
1402   unsigned int i;
1403   var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
1404   size_t num_tag_refs = NUM_REFERENCES (tag_ann);
1405   bitmap_iterator bi;
1406
1407   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (tag_aliases, 0, i, bi)
1408     {
1409       tree var = referenced_var (i);
1410       var_ann_t ann = var_ann (var);
1411
1412       /* Make TAG the unique alias of VAR.  */
1413       ann->is_aliased = 0;
1414       ann->may_aliases = NULL;
1415
1416       /* Note that VAR and TAG may be the same if the function has no
1417          addressable variables (see the discussion at the end of
1418          setup_pointers_and_addressables).  */
1419       if (var != tag)
1420         add_may_alias (var, tag);
1421
1422       /* Reduce total number of virtual operands contributed
1423          by TAG on behalf of VAR.  Notice that the references to VAR
1424          itself won't be removed.  We will merely replace them with
1425          references to TAG.  */
1426       ai->total_alias_vops -= num_tag_refs;
1427     }
1428
1429   /* We have reduced the number of virtual operands that TAG makes on
1430      behalf of all the variables formerly aliased with it.  However,
1431      we have also "removed" all the virtual operands for TAG itself,
1432      so we add them back.  */
1433   ai->total_alias_vops += num_tag_refs;
1434
1435   /* TAG no longer has any aliases.  */
1436   tag_ann->may_aliases = NULL;
1437 }
1438
1439
1440 /* Group may-aliases sets to reduce the number of virtual operands due
1441    to aliasing.
1442
1443      1- Sort the list of pointers in decreasing number of contributed
1444         virtual operands.
1445
1446      2- Take the first entry in AI->POINTERS and revert the role of
1447         the memory tag and its aliases.  Usually, whenever an aliased
1448         variable Vi is found to alias with a memory tag T, we add Vi
1449         to the may-aliases set for T.  Meaning that after alias
1450         analysis, we will have:
1451
1452                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3, ..., Vn }
1453
1454         This means that every statement that references T, will get 'n'
1455         virtual operands for each of the Vi tags.  But, when alias
1456         grouping is enabled, we make T an alias tag and add it to the
1457         alias set of all the Vi variables:
1458
1459                 may-aliases(V1) = { T }
1460                 may-aliases(V2) = { T }
1461                 ...
1462                 may-aliases(Vn) = { T }
1463
1464         This has two effects: (a) statements referencing T will only get
1465         a single virtual operand, and, (b) all the variables Vi will now
1466         appear to alias each other.  So, we lose alias precision to
1467         improve compile time.  But, in theory, a program with such a high
1468         level of aliasing should not be very optimizable in the first
1469         place.
1470
1471      3- Since variables may be in the alias set of more than one
1472         memory tag, the grouping done in step (2) needs to be extended
1473         to all the memory tags that have a non-empty intersection with
1474         the may-aliases set of tag T.  For instance, if we originally
1475         had these may-aliases sets:
1476
1477                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3 }
1478                 may-aliases(R) = { V2, V4 }
1479
1480         In step (2) we would have reverted the aliases for T as:
1481
1482                 may-aliases(V1) = { T }
1483                 may-aliases(V2) = { T }
1484                 may-aliases(V3) = { T }
1485
1486         But note that now V2 is no longer aliased with R.  We could
1487         add R to may-aliases(V2), but we are in the process of
1488         grouping aliases to reduce virtual operands so what we do is
1489         add V4 to the grouping to obtain:
1490
1491                 may-aliases(V1) = { T }
1492                 may-aliases(V2) = { T }
1493                 may-aliases(V3) = { T }
1494                 may-aliases(V4) = { T }
1495
1496      4- If the total number of virtual operands due to aliasing is
1497         still above the threshold set by max-alias-vops, go back to (2).  */
1498
1499 static void
1500 group_aliases (struct alias_info *ai)
1501 {
1502   size_t i;
1503   tree ptr;
1504
1505   /* Sort the POINTERS array in descending order of contributed
1506      virtual operands.  */
1507   qsort (ai->pointers, ai->num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *),
1508          total_alias_vops_cmp);
1509
1510   /* For every pointer in AI->POINTERS, reverse the roles of its tag
1511      and the tag's may-aliases set.  */
1512   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1513     {
1514       size_t j;
1515       tree tag1 = var_ann (ai->pointers[i]->var)->symbol_mem_tag;
1516       bitmap tag1_aliases = ai->pointers[i]->may_aliases;
1517
1518       /* Skip tags that have been grouped already.  */
1519       if (ai->pointers[i]->grouped_p)
1520         continue;
1521
1522       /* See if TAG1 had any aliases in common with other symbol tags.
1523          If we find a TAG2 with common aliases with TAG1, add TAG2's
1524          aliases into TAG1.  */
1525       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
1526         {
1527           bitmap tag2_aliases = ai->pointers[j]->may_aliases;
1528
1529           if (bitmap_intersect_p (tag1_aliases, tag2_aliases))
1530             {
1531               tree tag2 = var_ann (ai->pointers[j]->var)->symbol_mem_tag;
1532
1533               bitmap_ior_into (tag1_aliases, tag2_aliases);
1534
1535               /* TAG2 does not need its aliases anymore.  */
1536               bitmap_clear (tag2_aliases);
1537               var_ann (tag2)->may_aliases = NULL;
1538
1539               /* TAG1 is the unique alias of TAG2.  */
1540               add_may_alias (tag2, tag1);
1541
1542               ai->pointers[j]->grouped_p = true;
1543             }
1544         }
1545
1546       /* Now group all the aliases we collected into TAG1.  */
1547       group_aliases_into (tag1, tag1_aliases, ai);
1548
1549       /* If we've reduced total number of virtual operands below the
1550          threshold, stop.  */
1551       if (ai->total_alias_vops < MAX_ALIASED_VOPS)
1552         break;
1553     }
1554
1555   /* Finally, all the variables that have been grouped cannot be in
1556      the may-alias set of name memory tags.  Suppose that we have
1557      grouped the aliases in this code so that may-aliases(a) = SMT.20
1558
1559         p_5 = &a;
1560         ...
1561         # a_9 = V_MAY_DEF <a_8>
1562         p_5->field = 0
1563         ... Several modifications to SMT.20 ... 
1564         # VUSE <a_9>
1565         x_30 = p_5->field
1566
1567      Since p_5 points to 'a', the optimizers will try to propagate 0
1568      into p_5->field, but that is wrong because there have been
1569      modifications to 'SMT.20' in between.  To prevent this we have to
1570      replace 'a' with 'SMT.20' in the name tag of p_5.  */
1571   for (i = 0; VEC_iterate (tree, ai->processed_ptrs, i, ptr); i++)
1572     {
1573       size_t j;
1574       tree name_tag = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr)->name_mem_tag;
1575       VEC(tree,gc) *aliases;
1576       tree alias;
1577       
1578       if (name_tag == NULL_TREE)
1579         continue;
1580
1581       aliases = var_ann (name_tag)->may_aliases;
1582       for (j = 0; VEC_iterate (tree, aliases, j, alias); j++)
1583         {
1584           var_ann_t ann = var_ann (alias);
1585
1586           if ((!MTAG_P (alias)
1587                || TREE_CODE (alias) == STRUCT_FIELD_TAG)
1588               && ann->may_aliases)
1589             {
1590               tree new_alias;
1591
1592               gcc_assert (VEC_length (tree, ann->may_aliases) == 1);
1593
1594               new_alias = VEC_index (tree, ann->may_aliases, 0);
1595               replace_may_alias (name_tag, j, new_alias);
1596             }
1597         }
1598     }
1599
1600   if (dump_file)
1601     fprintf (dump_file,
1602              "%s: Total number of aliased vops after grouping: %ld%s\n",
1603              get_name (current_function_decl),
1604              ai->total_alias_vops,
1605              (ai->total_alias_vops < 0) ? " (negative values are OK)" : "");
1606 }
1607
1608
1609 /* Create a new alias set entry for VAR in AI->ADDRESSABLE_VARS.  */
1610
1611 static void
1612 create_alias_map_for (tree var, struct alias_info *ai)
1613 {
1614   struct alias_map_d *alias_map;
1615   alias_map = XCNEW (struct alias_map_d);
1616   alias_map->var = var;
1617   alias_map->set = get_alias_set (var);
1618   ai->addressable_vars[ai->num_addressable_vars++] = alias_map;
1619 }
1620
1621
1622 /* Create memory tags for all the dereferenced pointers and build the
1623    ADDRESSABLE_VARS and POINTERS arrays used for building the may-alias
1624    sets.  Based on the address escape and points-to information collected
1625    earlier, this pass will also clear the TREE_ADDRESSABLE flag from those
1626    variables whose address is not needed anymore.  */
1627
1628 static void
1629 setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *ai)
1630 {
1631   size_t n_vars, num_addressable_vars, num_pointers;
1632   referenced_var_iterator rvi;
1633   tree var;
1634   VEC (tree, heap) *varvec = NULL;
1635   safe_referenced_var_iterator srvi;
1636
1637   /* Size up the arrays ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  */
1638   num_addressable_vars = num_pointers = 0;
1639   
1640   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
1641     {
1642       if (may_be_aliased (var))
1643         num_addressable_vars++;
1644
1645       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1646         {
1647           /* Since we don't keep track of volatile variables, assume that
1648              these pointers are used in indirect store operations.  */
1649           if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
1650             bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, DECL_UID (var));
1651
1652           num_pointers++;
1653         }
1654     }
1655
1656   /* Create ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  Note that these arrays are
1657      always going to be slightly bigger than we actually need them
1658      because some TREE_ADDRESSABLE variables will be marked
1659      non-addressable below and only pointers with unique symbol tags are
1660      going to be added to POINTERS.  */
1661   ai->addressable_vars = XCNEWVEC (struct alias_map_d *, num_addressable_vars);
1662   ai->pointers = XCNEWVEC (struct alias_map_d *, num_pointers);
1663   ai->num_addressable_vars = 0;
1664   ai->num_pointers = 0;
1665
1666   /* Since we will be creating symbol memory tags within this loop,
1667      cache the value of NUM_REFERENCED_VARS to avoid processing the
1668      additional tags unnecessarily.  */
1669   n_vars = num_referenced_vars;
1670
1671   FOR_EACH_REFERENCED_VAR_SAFE (var, varvec, srvi)
1672     {
1673       var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1674       subvar_t svars;
1675
1676       /* Name memory tags already have flow-sensitive aliasing
1677          information, so they need not be processed by
1678          compute_flow_insensitive_aliasing.  Similarly, symbol memory
1679          tags are already accounted for when we process their
1680          associated pointer. 
1681       
1682          Structure fields, on the other hand, have to have some of this
1683          information processed for them, but it's pointless to mark them
1684          non-addressable (since they are fake variables anyway).  */
1685       if (MTAG_P (var) && TREE_CODE (var) != STRUCT_FIELD_TAG)
1686         continue;
1687
1688       /* Remove the ADDRESSABLE flag from every addressable variable whose
1689          address is not needed anymore.  This is caused by the propagation
1690          of ADDR_EXPR constants into INDIRECT_REF expressions and the
1691          removal of dead pointer assignments done by the early scalar
1692          cleanup passes.  */
1693       if (TREE_ADDRESSABLE (var))
1694         {
1695           if (!bitmap_bit_p (addressable_vars, DECL_UID (var))
1696               && TREE_CODE (var) != RESULT_DECL
1697               && !is_global_var (var))
1698             {
1699               bool okay_to_mark = true;
1700
1701               /* Since VAR is now a regular GIMPLE register, we will need
1702                  to rename VAR into SSA afterwards.  */
1703               mark_sym_for_renaming (var);
1704
1705               /* If VAR can have sub-variables, and any of its
1706                  sub-variables has its address taken, then we cannot
1707                  remove the addressable flag from VAR.  */
1708               if (var_can_have_subvars (var)
1709                   && (svars = get_subvars_for_var (var)))
1710                 {
1711                   subvar_t sv;
1712
1713                   for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
1714                     {         
1715                       if (bitmap_bit_p (addressable_vars, DECL_UID (sv->var)))
1716                         okay_to_mark = false;
1717                       mark_sym_for_renaming (sv->var);
1718                     }
1719                 }
1720
1721               /* The address of VAR is not needed, remove the
1722                  addressable bit, so that it can be optimized as a
1723                  regular variable.  */
1724               if (okay_to_mark)
1725                 mark_non_addressable (var);
1726             }
1727         }
1728
1729       /* Global variables and addressable locals may be aliased.  Create an
1730          entry in ADDRESSABLE_VARS for VAR.  */
1731       if (may_be_aliased (var)    
1732           && (!var_can_have_subvars (var) 
1733               || get_subvars_for_var (var) == NULL))
1734         {
1735           create_alias_map_for (var, ai);
1736           mark_sym_for_renaming (var);
1737         }
1738
1739       /* Add pointer variables that have been dereferenced to the POINTERS
1740          array and create a symbol memory tag for them.  */
1741       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1742         {
1743           if ((bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, DECL_UID (var))
1744                || bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_load, DECL_UID (var))))
1745             {
1746               tree tag;
1747               var_ann_t t_ann;
1748
1749               /* If pointer VAR still doesn't have a memory tag
1750                  associated with it, create it now or re-use an
1751                  existing one.  */
1752               tag = get_tmt_for (var, ai);
1753               t_ann = var_ann (tag);
1754
1755               /* The symbol tag will need to be renamed into SSA
1756                  afterwards. Note that we cannot do this inside
1757                  get_tmt_for because aliasing may run multiple times
1758                  and we only create symbol tags the first time.  */
1759               mark_sym_for_renaming (tag);
1760
1761               /* Similarly, if pointer VAR used to have another type
1762                  tag, we will need to process it in the renamer to
1763                  remove the stale virtual operands.  */
1764               if (v_ann->symbol_mem_tag)
1765                 mark_sym_for_renaming (v_ann->symbol_mem_tag);
1766
1767               /* Associate the tag with pointer VAR.  */
1768               v_ann->symbol_mem_tag = tag;
1769
1770               /* If pointer VAR has been used in a store operation,
1771                  then its memory tag must be marked as written-to.  */
1772               if (bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, DECL_UID (var)))
1773                 bitmap_set_bit (ai->written_vars, DECL_UID (tag));
1774
1775               /* All the dereferences of pointer VAR count as
1776                  references of TAG.  Since TAG can be associated with
1777                  several pointers, add the dereferences of VAR to the
1778                  TAG.  */
1779               NUM_REFERENCES_SET (t_ann, 
1780                                   NUM_REFERENCES (t_ann)
1781                                   + NUM_REFERENCES (v_ann));
1782             }
1783           else
1784             {
1785               /* The pointer has not been dereferenced.  If it had a
1786                  symbol memory tag, remove it and mark the old tag for
1787                  renaming to remove it out of the IL.  */
1788               var_ann_t ann = var_ann (var);
1789               tree tag = ann->symbol_mem_tag;
1790               if (tag)
1791                 {
1792                   mark_sym_for_renaming (tag);
1793                   ann->symbol_mem_tag = NULL_TREE;
1794                 }
1795             }
1796         }
1797     }
1798   VEC_free (tree, heap, varvec);
1799 }
1800
1801
1802 /* Determine whether to use .GLOBAL_VAR to model call clobbering semantics. At
1803    every call site, we need to emit V_MAY_DEF expressions to represent the
1804    clobbering effects of the call for variables whose address escapes the
1805    current function.
1806
1807    One approach is to group all call-clobbered variables into a single
1808    representative that is used as an alias of every call-clobbered variable
1809    (.GLOBAL_VAR).  This works well, but it ties the optimizer hands because
1810    references to any call clobbered variable is a reference to .GLOBAL_VAR.
1811
1812    The second approach is to emit a clobbering V_MAY_DEF for every 
1813    call-clobbered variable at call sites.  This is the preferred way in terms 
1814    of optimization opportunities but it may create too many V_MAY_DEF operands
1815    if there are many call clobbered variables and function calls in the 
1816    function.
1817
1818    To decide whether or not to use .GLOBAL_VAR we multiply the number of
1819    function calls found by the number of call-clobbered variables.  If that
1820    product is beyond a certain threshold, as determined by the parameterized
1821    values shown below, we use .GLOBAL_VAR.
1822
1823    FIXME.  This heuristic should be improved.  One idea is to use several
1824    .GLOBAL_VARs of different types instead of a single one.  The thresholds
1825    have been derived from a typical bootstrap cycle, including all target
1826    libraries. Compile times were found increase by ~1% compared to using
1827    .GLOBAL_VAR.  */
1828
1829 static void
1830 maybe_create_global_var (struct alias_info *ai)
1831 {
1832   unsigned i, n_clobbered;
1833   bitmap_iterator bi;
1834   
1835   /* No need to create it, if we have one already.  */
1836   if (global_var == NULL_TREE)
1837     {
1838       /* Count all the call-clobbered variables.  */
1839       n_clobbered = 0;
1840       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
1841         {
1842           n_clobbered++;
1843         }
1844
1845       /* If the number of virtual operands that would be needed to
1846          model all the call-clobbered variables is larger than
1847          GLOBAL_VAR_THRESHOLD, create .GLOBAL_VAR.
1848
1849          Also create .GLOBAL_VAR if there are no call-clobbered
1850          variables and the program contains a mixture of pure/const
1851          and regular function calls.  This is to avoid the problem
1852          described in PR 20115:
1853
1854               int X;
1855               int func_pure (void) { return X; }
1856               int func_non_pure (int a) { X += a; }
1857               int foo ()
1858               {
1859                 int a = func_pure ();
1860                 func_non_pure (a);
1861                 a = func_pure ();
1862                 return a;
1863               }
1864
1865          Since foo() has no call-clobbered variables, there is
1866          no relationship between the calls to func_pure and
1867          func_non_pure.  Since func_pure has no side-effects, value
1868          numbering optimizations elide the second call to func_pure.
1869          So, if we have some pure/const and some regular calls in the
1870          program we create .GLOBAL_VAR to avoid missing these
1871          relations.  */
1872       if (ai->num_calls_found * n_clobbered >= (size_t) GLOBAL_VAR_THRESHOLD
1873           || (n_clobbered == 0
1874               && ai->num_calls_found > 0
1875               && ai->num_pure_const_calls_found > 0
1876               && ai->num_calls_found > ai->num_pure_const_calls_found))
1877         create_global_var ();
1878     }
1879
1880   /* Mark all call-clobbered symbols for renaming.  Since the initial
1881      rewrite into SSA ignored all call sites, we may need to rename
1882      .GLOBAL_VAR and the call-clobbered variables.   */
1883   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
1884     {
1885       tree var = referenced_var (i);
1886
1887       /* If the function has calls to clobbering functions and
1888          .GLOBAL_VAR has been created, make it an alias for all
1889          call-clobbered variables.  */
1890       if (global_var && var != global_var)
1891         {
1892           add_may_alias (var, global_var);
1893           gcc_assert (!get_subvars_for_var (var));
1894         }
1895       
1896       mark_sym_for_renaming (var);
1897     }
1898 }
1899
1900
1901 /* Return TRUE if pointer PTR may point to variable VAR.
1902    
1903    MEM_ALIAS_SET is the alias set for the memory location pointed-to by PTR
1904         This is needed because when checking for type conflicts we are
1905         interested in the alias set of the memory location pointed-to by
1906         PTR.  The alias set of PTR itself is irrelevant.
1907    
1908    VAR_ALIAS_SET is the alias set for VAR.  */
1909
1910 static bool
1911 may_alias_p (tree ptr, HOST_WIDE_INT mem_alias_set,
1912              tree var, HOST_WIDE_INT var_alias_set,
1913              bool alias_set_only)
1914 {
1915   tree mem;
1916
1917   alias_stats.alias_queries++;
1918   alias_stats.simple_queries++;
1919
1920   /* By convention, a variable cannot alias itself.  */
1921   mem = var_ann (ptr)->symbol_mem_tag;
1922   if (mem == var)
1923     {
1924       alias_stats.alias_noalias++;
1925       alias_stats.simple_resolved++;
1926       return false;
1927     }
1928
1929   /* If -fargument-noalias-global is > 2, pointer arguments may
1930      not point to anything else.  */
1931   if (flag_argument_noalias > 2 && TREE_CODE (ptr) == PARM_DECL)
1932     {
1933       alias_stats.alias_noalias++;
1934       alias_stats.simple_resolved++;
1935       return false;
1936     }
1937
1938   /* If -fargument-noalias-global is > 1, pointer arguments may
1939      not point to global variables.  */
1940   if (flag_argument_noalias > 1 && is_global_var (var)
1941       && TREE_CODE (ptr) == PARM_DECL)
1942     {
1943       alias_stats.alias_noalias++;
1944       alias_stats.simple_resolved++;
1945       return false;
1946     }
1947
1948   /* If either MEM or VAR is a read-only global and the other one
1949      isn't, then PTR cannot point to VAR.  */
1950   if ((unmodifiable_var_p (mem) && !unmodifiable_var_p (var))
1951       || (unmodifiable_var_p (var) && !unmodifiable_var_p (mem)))
1952     {
1953       alias_stats.alias_noalias++;
1954       alias_stats.simple_resolved++;
1955       return false;
1956     }
1957
1958   gcc_assert (TREE_CODE (mem) == SYMBOL_MEMORY_TAG);
1959
1960   alias_stats.tbaa_queries++;
1961
1962   /* If the alias sets don't conflict then MEM cannot alias VAR.  */
1963   if (!alias_sets_conflict_p (mem_alias_set, var_alias_set))
1964     {
1965       alias_stats.alias_noalias++;
1966       alias_stats.tbaa_resolved++;
1967       return false;
1968     }
1969
1970   /* If var is a record or union type, ptr cannot point into var
1971      unless there is some operation explicit address operation in the
1972      program that can reference a field of the ptr's dereferenced
1973      type.  This also assumes that the types of both var and ptr are
1974      contained within the compilation unit, and that there is no fancy
1975      addressing arithmetic associated with any of the types
1976      involved.  */
1977
1978   if ((mem_alias_set != 0) && (var_alias_set != 0))
1979     {
1980       tree ptr_type = TREE_TYPE (ptr);
1981       tree var_type = TREE_TYPE (var);
1982       
1983       /* The star count is -1 if the type at the end of the pointer_to 
1984          chain is not a record or union type. */ 
1985       if ((!alias_set_only) && 
1986           ipa_type_escape_star_count_of_interesting_type (var_type) >= 0)
1987         {
1988           int ptr_star_count = 0;
1989           
1990           /* Ipa_type_escape_star_count_of_interesting_type is a little to
1991              restrictive for the pointer type, need to allow pointers to
1992              primitive types as long as those types cannot be pointers
1993              to everything.  */
1994           while (POINTER_TYPE_P (ptr_type))
1995             /* Strip the *'s off.  */ 
1996             {
1997               ptr_type = TREE_TYPE (ptr_type);
1998               ptr_star_count++;
1999             }
2000           
2001           /* There does not appear to be a better test to see if the 
2002              pointer type was one of the pointer to everything 
2003              types.  */
2004           
2005           if (ptr_star_count > 0)
2006             {
2007               alias_stats.structnoaddress_queries++;
2008               if (ipa_type_escape_field_does_not_clobber_p (var_type, 
2009                                                             TREE_TYPE (ptr))) 
2010                 {
2011                   alias_stats.structnoaddress_resolved++;
2012                   alias_stats.alias_noalias++;
2013                   return false;
2014                 }
2015             }
2016           else if (ptr_star_count == 0)
2017             {
2018               /* If ptr_type was not really a pointer to type, it cannot 
2019                  alias.  */ 
2020               alias_stats.structnoaddress_queries++;
2021               alias_stats.structnoaddress_resolved++;
2022               alias_stats.alias_noalias++;
2023               return false;
2024             }
2025         }
2026     }
2027
2028   alias_stats.alias_mayalias++;
2029   return true;
2030 }
2031
2032
2033 /* Add ALIAS to the set of variables that may alias VAR.  */
2034
2035 static void
2036 add_may_alias (tree var, tree alias)
2037 {
2038   size_t i;
2039   var_ann_t v_ann = get_var_ann (var);
2040   var_ann_t a_ann = get_var_ann (alias);
2041   tree al;
2042
2043   /* Don't allow self-referential aliases.  */
2044   gcc_assert (var != alias);
2045
2046   /* ALIAS must be addressable if it's being added to an alias set.  */
2047 #if 1
2048   TREE_ADDRESSABLE (alias) = 1;
2049 #else
2050   gcc_assert (may_be_aliased (alias));
2051 #endif
2052
2053   if (v_ann->may_aliases == NULL)
2054     v_ann->may_aliases = VEC_alloc (tree, gc, 2);
2055
2056   /* Avoid adding duplicates.  */
2057   for (i = 0; VEC_iterate (tree, v_ann->may_aliases, i, al); i++)
2058     if (alias == al)
2059       return;
2060
2061   VEC_safe_push (tree, gc, v_ann->may_aliases, alias);
2062   a_ann->is_aliased = 1;
2063 }
2064
2065
2066 /* Replace alias I in the alias sets of VAR with NEW_ALIAS.  */
2067
2068 static void
2069 replace_may_alias (tree var, size_t i, tree new_alias)
2070 {
2071   var_ann_t v_ann = var_ann (var);
2072   VEC_replace (tree, v_ann->may_aliases, i, new_alias);
2073 }
2074
2075
2076 /* Mark pointer PTR as pointing to an arbitrary memory location.  */
2077
2078 static void
2079 set_pt_anything (tree ptr)
2080 {
2081   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
2082
2083   pi->pt_anything = 1;
2084   pi->pt_vars = NULL;
2085
2086   /* The pointer used to have a name tag, but we now found it pointing
2087      to an arbitrary location.  The name tag needs to be renamed and
2088      disassociated from PTR.  */
2089   if (pi->name_mem_tag)
2090     {
2091       mark_sym_for_renaming (pi->name_mem_tag);
2092       pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
2093     }
2094 }
2095
2096
2097 /* Return true if STMT is an "escape" site from the current function.  Escape
2098    sites those statements which might expose the address of a variable
2099    outside the current function.  STMT is an escape site iff:
2100
2101         1- STMT is a function call, or
2102         2- STMT is an __asm__ expression, or
2103         3- STMT is an assignment to a non-local variable, or
2104         4- STMT is a return statement.
2105
2106    AI points to the alias information collected so far.  
2107
2108    Return the type of escape site found, if we found one, or NO_ESCAPE
2109    if none.  */
2110
2111 enum escape_type
2112 is_escape_site (tree stmt, struct alias_info *ai)
2113 {
2114   tree call = get_call_expr_in (stmt);
2115   if (call != NULL_TREE)
2116     {
2117       ai->num_calls_found++;
2118
2119       if (!TREE_SIDE_EFFECTS (call))
2120         {
2121           ai->num_pure_const_calls_found++;
2122           return ESCAPE_TO_PURE_CONST;
2123         }
2124
2125       return ESCAPE_TO_CALL;
2126     }
2127   else if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR)
2128     return ESCAPE_TO_ASM;
2129   else if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
2130     {
2131       tree lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
2132
2133       /* Get to the base of _REF nodes.  */
2134       if (TREE_CODE (lhs) != SSA_NAME)
2135         lhs = get_base_address (lhs);
2136
2137       /* If we couldn't recognize the LHS of the assignment, assume that it
2138          is a non-local store.  */
2139       if (lhs == NULL_TREE)
2140         return ESCAPE_UNKNOWN;
2141
2142       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == NOP_EXPR
2143           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == CONVERT_EXPR
2144           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == VIEW_CONVERT_EXPR)
2145         {
2146           tree from = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (stmt, 1), 0));
2147           tree to = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (stmt, 1));
2148
2149           /* If the RHS is a conversion between a pointer and an integer, the
2150              pointer escapes since we can't track the integer.  */
2151           if (POINTER_TYPE_P (from) && !POINTER_TYPE_P (to))
2152             return ESCAPE_BAD_CAST;
2153
2154           /* Same if the RHS is a conversion between a regular pointer and a
2155              ref-all pointer since we can't track the SMT of the former.  */
2156           if (POINTER_TYPE_P (from) && !TYPE_REF_CAN_ALIAS_ALL (from)
2157               && POINTER_TYPE_P (to) && TYPE_REF_CAN_ALIAS_ALL (to))
2158             return ESCAPE_BAD_CAST;
2159         }
2160
2161       /* If the LHS is an SSA name, it can't possibly represent a non-local
2162          memory store.  */
2163       if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME)
2164         return NO_ESCAPE;
2165
2166       /* FIXME: LHS is not an SSA_NAME.  Even if it's an assignment to a
2167          local variables we cannot be sure if it will escape, because we
2168          don't have information about objects not in SSA form.  Need to
2169          implement something along the lines of
2170
2171          J.-D. Choi, M. Gupta, M. J. Serrano, V. C. Sreedhar, and S. P.
2172          Midkiff, ``Escape analysis for java,'' in Proceedings of the
2173          Conference on Object-Oriented Programming Systems, Languages, and
2174          Applications (OOPSLA), pp. 1-19, 1999.  */
2175       return ESCAPE_STORED_IN_GLOBAL;
2176     }
2177   else if (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR)
2178     return ESCAPE_TO_RETURN;
2179
2180   return NO_ESCAPE;
2181 }
2182
2183 /* Create a new memory tag of type TYPE.
2184    Does NOT push it into the current binding.  */
2185
2186 static tree
2187 create_tag_raw (enum tree_code code, tree type, const char *prefix)
2188 {
2189   tree tmp_var;
2190   tree new_type;
2191
2192   /* Make the type of the variable writable.  */
2193   new_type = build_type_variant (type, 0, 0);
2194   TYPE_ATTRIBUTES (new_type) = TYPE_ATTRIBUTES (type);
2195
2196   tmp_var = build_decl (code, create_tmp_var_name (prefix),
2197                         type);
2198   /* Make the variable writable.  */
2199   TREE_READONLY (tmp_var) = 0;
2200
2201   /* It doesn't start out global.  */
2202   MTAG_GLOBAL (tmp_var) = 0;
2203   TREE_STATIC (tmp_var) = 0;
2204   TREE_USED (tmp_var) = 1;
2205
2206   return tmp_var;
2207 }
2208
2209 /* Create a new memory tag of type TYPE.  If IS_TYPE_TAG is true, the tag
2210    is considered to represent all the pointers whose pointed-to types are
2211    in the same alias set class.  Otherwise, the tag represents a single
2212    SSA_NAME pointer variable.  */
2213
2214 static tree
2215 create_memory_tag (tree type, bool is_type_tag)
2216 {
2217   var_ann_t ann;
2218   tree tag = create_tag_raw (is_type_tag ? SYMBOL_MEMORY_TAG : NAME_MEMORY_TAG,
2219                              type, (is_type_tag) ? "SMT" : "NMT");
2220
2221   /* By default, memory tags are local variables.  Alias analysis will
2222      determine whether they should be considered globals.  */
2223   DECL_CONTEXT (tag) = current_function_decl;
2224
2225   /* Memory tags are by definition addressable.  */
2226   TREE_ADDRESSABLE (tag) = 1;
2227
2228   ann = get_var_ann (tag);
2229   ann->symbol_mem_tag = NULL_TREE;
2230
2231   /* Add the tag to the symbol table.  */
2232   add_referenced_var (tag);
2233
2234   return tag;
2235 }
2236
2237
2238 /* Create a name memory tag to represent a specific SSA_NAME pointer P_i.
2239    This is used if P_i has been found to point to a specific set of
2240    variables or to a non-aliased memory location like the address returned
2241    by malloc functions.  */
2242
2243 static tree
2244 get_nmt_for (tree ptr)
2245 {
2246   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
2247   tree tag = pi->name_mem_tag;
2248
2249   if (tag == NULL_TREE)
2250     tag = create_memory_tag (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)), false);
2251   return tag;
2252 }
2253
2254
2255 /* Return the symbol memory tag associated to pointer PTR.  A memory
2256    tag is an artificial variable that represents the memory location
2257    pointed-to by PTR.  It is used to model the effects of pointer
2258    de-references on addressable variables.
2259    
2260    AI points to the data gathered during alias analysis.  This
2261    function populates the array AI->POINTERS.  */
2262
2263 static tree
2264 get_tmt_for (tree ptr, struct alias_info *ai)
2265 {
2266   size_t i;
2267   tree tag;
2268   tree tag_type = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr));
2269   HOST_WIDE_INT tag_set = get_alias_set (tag_type);
2270
2271   /* We use a unique memory tag for all the ref-all pointers.  */
2272   if (PTR_IS_REF_ALL (ptr))
2273     {
2274       if (!ai->ref_all_symbol_mem_tag)
2275         ai->ref_all_symbol_mem_tag = create_memory_tag (void_type_node, true);
2276       return ai->ref_all_symbol_mem_tag;
2277     }
2278
2279   /* To avoid creating unnecessary memory tags, only create one memory tag
2280      per alias set class.  Note that it may be tempting to group
2281      memory tags based on conflicting alias sets instead of
2282      equivalence.  That would be wrong because alias sets are not
2283      necessarily transitive (as demonstrated by the libstdc++ test
2284      23_containers/vector/cons/4.cc).  Given three alias sets A, B, C
2285      such that conflicts (A, B) == true and conflicts (A, C) == true,
2286      it does not necessarily follow that conflicts (B, C) == true.  */
2287   for (i = 0, tag = NULL_TREE; i < ai->num_pointers; i++)
2288     {
2289       struct alias_map_d *curr = ai->pointers[i];
2290       tree curr_tag = var_ann (curr->var)->symbol_mem_tag;
2291       if (tag_set == curr->set)
2292         {
2293           tag = curr_tag;
2294           break;
2295         }
2296     }
2297
2298   /* If VAR cannot alias with any of the existing memory tags, create a new
2299      tag for PTR and add it to the POINTERS array.  */
2300   if (tag == NULL_TREE)
2301     {
2302       struct alias_map_d *alias_map;
2303
2304       /* If PTR did not have a symbol tag already, create a new SMT.*
2305          artificial variable representing the memory location
2306          pointed-to by PTR.  */
2307       if (var_ann (ptr)->symbol_mem_tag == NULL_TREE)
2308         tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2309       else
2310         tag = var_ann (ptr)->symbol_mem_tag;
2311
2312       /* Add PTR to the POINTERS array.  Note that we are not interested in
2313          PTR's alias set.  Instead, we cache the alias set for the memory that
2314          PTR points to.  */
2315       alias_map = XCNEW (struct alias_map_d);
2316       alias_map->var = ptr;
2317       alias_map->set = tag_set;
2318       ai->pointers[ai->num_pointers++] = alias_map;
2319     }
2320
2321   /* If the pointed-to type is volatile, so is the tag.  */
2322   TREE_THIS_VOLATILE (tag) |= TREE_THIS_VOLATILE (tag_type);
2323
2324   /* Make sure that the symbol tag has the same alias set as the
2325      pointed-to type.  */
2326   gcc_assert (tag_set == get_alias_set (tag));
2327
2328   return tag;
2329 }
2330
2331
2332 /* Create GLOBAL_VAR, an artificial global variable to act as a
2333    representative of all the variables that may be clobbered by function
2334    calls.  */
2335
2336 static void
2337 create_global_var (void)
2338 {
2339   global_var = build_decl (VAR_DECL, get_identifier (".GLOBAL_VAR"),
2340                            void_type_node);
2341   DECL_ARTIFICIAL (global_var) = 1;
2342   TREE_READONLY (global_var) = 0;
2343   DECL_EXTERNAL (global_var) = 1;
2344   TREE_STATIC (global_var) = 1;
2345   TREE_USED (global_var) = 1;
2346   DECL_CONTEXT (global_var) = NULL_TREE;
2347   TREE_THIS_VOLATILE (global_var) = 0;
2348   TREE_ADDRESSABLE (global_var) = 0;
2349
2350   create_var_ann (global_var);
2351   mark_call_clobbered (global_var, ESCAPE_UNKNOWN);
2352   add_referenced_var (global_var);
2353   mark_sym_for_renaming (global_var);
2354 }
2355
2356
2357 /* Dump alias statistics on FILE.  */
2358
2359 static void 
2360 dump_alias_stats (FILE *file)
2361 {
2362   const char *funcname
2363     = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2364   fprintf (file, "\nAlias statistics for %s\n\n", funcname);
2365   fprintf (file, "Total alias queries:\t%u\n", alias_stats.alias_queries);
2366   fprintf (file, "Total alias mayalias results:\t%u\n", 
2367            alias_stats.alias_mayalias);
2368   fprintf (file, "Total alias noalias results:\t%u\n",
2369            alias_stats.alias_noalias);
2370   fprintf (file, "Total simple queries:\t%u\n",
2371            alias_stats.simple_queries);
2372   fprintf (file, "Total simple resolved:\t%u\n",
2373            alias_stats.simple_resolved);
2374   fprintf (file, "Total TBAA queries:\t%u\n",
2375            alias_stats.tbaa_queries);
2376   fprintf (file, "Total TBAA resolved:\t%u\n",
2377            alias_stats.tbaa_resolved);
2378   fprintf (file, "Total non-addressable structure type queries:\t%u\n",
2379            alias_stats.structnoaddress_queries);
2380   fprintf (file, "Total non-addressable structure type resolved:\t%u\n",
2381            alias_stats.structnoaddress_resolved);
2382 }
2383   
2384
2385 /* Dump alias information on FILE.  */
2386
2387 void
2388 dump_alias_info (FILE *file)
2389 {
2390   size_t i;
2391   const char *funcname
2392     = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2393   referenced_var_iterator rvi;
2394   tree var;
2395
2396   fprintf (file, "\nFlow-insensitive alias information for %s\n\n", funcname);
2397
2398   fprintf (file, "Aliased symbols\n\n");
2399   
2400   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
2401     {
2402       if (may_be_aliased (var))
2403         dump_variable (file, var);
2404     }
2405
2406   fprintf (file, "\nDereferenced pointers\n\n");
2407
2408   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
2409     {
2410       var_ann_t ann = var_ann (var);
2411       if (ann->symbol_mem_tag)
2412         dump_variable (file, var);
2413     }
2414
2415   fprintf (file, "\nSymbol memory tags\n\n");
2416   
2417   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
2418     {
2419       if (TREE_CODE (var) == SYMBOL_MEMORY_TAG)
2420         dump_variable (file, var);
2421     }
2422
2423   fprintf (file, "\n\nFlow-sensitive alias information for %s\n\n", funcname);
2424
2425   fprintf (file, "SSA_NAME pointers\n\n");
2426   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
2427     {
2428       tree ptr = ssa_name (i);
2429       struct ptr_info_def *pi;
2430       
2431       if (ptr == NULL_TREE)
2432         continue;
2433
2434       pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2435       if (!SSA_NAME_IN_FREE_LIST (ptr)
2436           && pi
2437           && pi->name_mem_tag)
2438         dump_points_to_info_for (file, ptr);
2439     }
2440
2441   fprintf (file, "\nName memory tags\n\n");
2442   
2443   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
2444     {
2445       if (TREE_CODE (var) == NAME_MEMORY_TAG)
2446         dump_variable (file, var);
2447     }
2448
2449   fprintf (file, "\n");
2450 }
2451
2452
2453 /* Dump alias information on stderr.  */
2454
2455 void
2456 debug_alias_info (void)
2457 {
2458   dump_alias_info (stderr);
2459 }
2460
2461
2462 /* Return the alias information associated with pointer T.  It creates a
2463    new instance if none existed.  */
2464
2465 struct ptr_info_def *
2466 get_ptr_info (tree t)
2467 {
2468   struct ptr_info_def *pi;
2469
2470   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (t)));
2471
2472   pi = SSA_NAME_PTR_INFO (t);
2473   if (pi == NULL)
2474     {
2475       pi = GGC_NEW (struct ptr_info_def);
2476       memset ((void *)pi, 0, sizeof (*pi));
2477       SSA_NAME_PTR_INFO (t) = pi;
2478     }
2479
2480   return pi;
2481 }
2482
2483
2484 /* Dump points-to information for SSA_NAME PTR into FILE.  */
2485
2486 void
2487 dump_points_to_info_for (FILE *file, tree ptr)
2488 {
2489   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2490
2491   print_generic_expr (file, ptr, dump_flags);
2492
2493   if (pi)
2494     {
2495       if (pi->name_mem_tag)
2496         {
2497           fprintf (file, ", name memory tag: ");
2498           print_generic_expr (file, pi->name_mem_tag, dump_flags);
2499         }
2500
2501       if (pi->is_dereferenced)
2502         fprintf (file, ", is dereferenced");
2503
2504       if (pi->value_escapes_p)
2505         fprintf (file, ", its value escapes");
2506
2507       if (pi->pt_anything)
2508         fprintf (file, ", points-to anything");
2509
2510       if (pi->pt_null)
2511         fprintf (file, ", points-to NULL");
2512
2513       if (pi->pt_vars)
2514         {
2515           unsigned ix;
2516           bitmap_iterator bi;
2517
2518           fprintf (file, ", points-to vars: { ");
2519           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, ix, bi)
2520             {
2521               print_generic_expr (file, referenced_var (ix), dump_flags);
2522               fprintf (file, " ");
2523             }
2524           fprintf (file, "}");
2525         }
2526     }
2527
2528   fprintf (file, "\n");
2529 }
2530
2531
2532 /* Dump points-to information for VAR into stderr.  */
2533
2534 void
2535 debug_points_to_info_for (tree var)
2536 {
2537   dump_points_to_info_for (stderr, var);
2538 }
2539
2540
2541 /* Dump points-to information into FILE.  NOTE: This function is slow, as
2542    it needs to traverse the whole CFG looking for pointer SSA_NAMEs.  */
2543
2544 void
2545 dump_points_to_info (FILE *file)
2546 {
2547   basic_block bb;
2548   block_stmt_iterator si;
2549   ssa_op_iter iter;
2550   const char *fname =
2551     lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2552   referenced_var_iterator rvi;
2553   tree var;
2554
2555   fprintf (file, "\n\nPointed-to sets for pointers in %s\n\n", fname);
2556
2557   /* First dump points-to information for the default definitions of
2558      pointer variables.  This is necessary because default definitions are
2559      not part of the code.  */
2560   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
2561     {
2562       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2563         {
2564           tree def = default_def (var);
2565           if (def)
2566             dump_points_to_info_for (file, def);
2567         }
2568     }
2569
2570   /* Dump points-to information for every pointer defined in the program.  */
2571   FOR_EACH_BB (bb)
2572     {
2573       tree phi;
2574
2575       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2576         {
2577           tree ptr = PHI_RESULT (phi);
2578           if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)))
2579             dump_points_to_info_for (file, ptr);
2580         }
2581
2582         for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
2583           {
2584             tree stmt = bsi_stmt (si);
2585             tree def;
2586             FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
2587               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (def)))
2588                 dump_points_to_info_for (file, def);
2589           }
2590     }
2591
2592   fprintf (file, "\n");
2593 }
2594
2595
2596 /* Dump points-to info pointed to by PTO into STDERR.  */
2597
2598 void
2599 debug_points_to_info (void)
2600 {
2601   dump_points_to_info (stderr);
2602 }
2603
2604 /* Dump to FILE the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2605
2606 void
2607 dump_may_aliases_for (FILE *file, tree var)
2608 {
2609   VEC(tree, gc) *aliases;
2610   
2611   if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
2612     var = SSA_NAME_VAR (var);
2613
2614   aliases = var_ann (var)->may_aliases;
2615   if (aliases)
2616     {
2617       size_t i;
2618       tree al;
2619       fprintf (file, "{ ");
2620       for (i = 0; VEC_iterate (tree, aliases, i, al); i++)
2621         {
2622           print_generic_expr (file, al, dump_flags);
2623           fprintf (file, " ");
2624         }
2625       fprintf (file, "}");
2626     }
2627 }
2628
2629
2630 /* Dump to stderr the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2631
2632 void
2633 debug_may_aliases_for (tree var)
2634 {
2635   dump_may_aliases_for (stderr, var);
2636 }
2637
2638 /* Return true if VAR may be aliased.  */
2639
2640 bool
2641 may_be_aliased (tree var)
2642 {
2643   /* Obviously.  */
2644   if (TREE_ADDRESSABLE (var))
2645     return true;
2646
2647   /* Globally visible variables can have their addresses taken by other
2648      translation units.  */
2649
2650   if (MTAG_P (var)
2651       && (MTAG_GLOBAL (var) || TREE_PUBLIC (var)))
2652     return true;
2653   else if (!MTAG_P (var)
2654       && (DECL_EXTERNAL (var) || TREE_PUBLIC (var)))
2655     return true;
2656
2657   /* Automatic variables can't have their addresses escape any other way.
2658      This must be after the check for global variables, as extern declarations
2659      do not have TREE_STATIC set.  */
2660   if (!TREE_STATIC (var))
2661     return false;
2662
2663   /* If we're in unit-at-a-time mode, then we must have seen all occurrences
2664      of address-of operators, and so we can trust TREE_ADDRESSABLE.  Otherwise
2665      we can only be sure the variable isn't addressable if it's local to the
2666      current function.  */
2667   if (flag_unit_at_a_time)
2668     return false;
2669   if (decl_function_context (var) == current_function_decl)
2670     return false;
2671
2672   return true;
2673 }
2674
2675
2676 /* Given two symbols return TRUE if one is in the alias set of the other.  */
2677 bool
2678 is_aliased_with (tree tag, tree sym)
2679 {
2680   size_t i;
2681   VEC(tree,gc) *aliases;
2682   tree al;
2683
2684   if (var_ann (sym)->is_aliased)
2685     {
2686       aliases = var_ann (tag)->may_aliases;
2687
2688       if (aliases == NULL)
2689         return false;
2690
2691       for (i = 0; VEC_iterate (tree, aliases, i, al); i++)
2692         if (al == sym)
2693           return true;
2694     }
2695   else
2696     {
2697       aliases = var_ann (sym)->may_aliases;
2698
2699       if (aliases == NULL)
2700         return false;
2701
2702       for (i = 0; VEC_iterate (tree, aliases, i, al); i++)
2703         if (al == tag)
2704           return true;
2705     }
2706
2707   return false;
2708 }
2709
2710 /* The following is based on code in add_stmt_operand to ensure that the
2711    same defs/uses/vdefs/vuses will be found after replacing a reference
2712    to var (or ARRAY_REF to var) with an INDIRECT_REF to ptr whose value
2713    is the address of var.  Return a memtag for the ptr, after adding the 
2714    proper may_aliases to it (which are the aliases of var, if it has any,
2715    or var itself).  */
2716
2717 static tree
2718 add_may_alias_for_new_tag (tree tag, tree var)
2719 {
2720   var_ann_t v_ann = var_ann (var);
2721   VEC(tree, gc) *aliases = v_ann->may_aliases;
2722
2723   /* Case 1: |aliases| == 1  */
2724   if ((aliases != NULL)
2725       && (VEC_length (tree, aliases) == 1))
2726     {
2727       tree ali = VEC_index (tree, aliases, 0);
2728
2729       if (TREE_CODE (ali) == SYMBOL_MEMORY_TAG)
2730         return ali;
2731     }
2732
2733   /* Case 2: |aliases| == 0  */
2734   if (aliases == NULL)
2735     add_may_alias (tag, var);
2736   else
2737     {
2738       /* Case 3: |aliases| > 1  */
2739       unsigned i;
2740       tree al;
2741
2742       for (i = 0; VEC_iterate (tree, aliases, i, al); i++)
2743         add_may_alias (tag, al);
2744     }
2745
2746   return tag;
2747 }
2748
2749 /* Create a new symbol tag for PTR.  Construct the may-alias list of this type
2750    tag so that it has the aliasing of VAR, or of the relevant subvars of VAR
2751    according to the location accessed by EXPR.
2752
2753    Note, the set of aliases represented by the new symbol tag are not marked
2754    for renaming.  */
2755
2756 void
2757 new_type_alias (tree ptr, tree var, tree expr)
2758 {
2759   var_ann_t p_ann = var_ann (ptr);
2760   tree tag_type = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr));
2761   tree tag;
2762   subvar_t svars;
2763   tree ali = NULL_TREE;
2764   HOST_WIDE_INT offset, size, maxsize;
2765   tree ref;
2766
2767   gcc_assert (p_ann->symbol_mem_tag == NULL_TREE);
2768   gcc_assert (!MTAG_P (var));
2769
2770   ref = get_ref_base_and_extent (expr, &offset, &size, &maxsize);
2771   gcc_assert (ref);
2772
2773   tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2774   p_ann->symbol_mem_tag = tag;
2775
2776   /* Add VAR to the may-alias set of PTR's new symbol tag.  If VAR has
2777      subvars, add the subvars to the tag instead of the actual var.  */
2778   if (var_can_have_subvars (var)
2779       && (svars = get_subvars_for_var (var)))
2780     {
2781       subvar_t sv;
2782       VEC (tree, heap) *overlaps = NULL;
2783       unsigned int len;
2784
2785       for (sv = svars; sv; sv = sv->next)
2786         {
2787           bool exact;
2788
2789           if (overlap_subvar (offset, maxsize, sv->var, &exact))
2790             VEC_safe_push (tree, heap, overlaps, sv->var);
2791         }
2792       len = VEC_length (tree, overlaps);
2793       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2794         fprintf (dump_file, "\nnumber of overlapping subvars = %u\n", len);
2795       gcc_assert (len);
2796
2797       if (len == 1)
2798         ali = add_may_alias_for_new_tag (tag, VEC_index (tree, overlaps, 0));
2799       else if (len > 1)
2800         {
2801           unsigned int k;
2802           tree sv_var;
2803
2804           for (k = 0; VEC_iterate (tree, overlaps, k, sv_var); k++)
2805             {
2806               ali = add_may_alias_for_new_tag (tag, sv_var);
2807
2808               if (ali != tag)
2809                 {
2810                   /* Can happen only if 'Case 1' of add_may_alias_for_new_tag
2811                      took place.  Since more than one svar was found, we add 
2812                      'ali' as one of the may_aliases of the new tag.  */ 
2813                   add_may_alias (tag, ali);
2814                   ali = tag;
2815                 }
2816             }
2817         }
2818     }
2819   else
2820     ali = add_may_alias_for_new_tag (tag, var);
2821
2822   p_ann->symbol_mem_tag = ali;
2823   TREE_READONLY (tag) = TREE_READONLY (var);
2824   MTAG_GLOBAL (tag) = is_global_var (var);
2825 }
2826
2827 /* This represents the used range of a variable.  */
2828
2829 typedef struct used_part
2830 {
2831   HOST_WIDE_INT minused;
2832   HOST_WIDE_INT maxused;
2833   /* True if we have an explicit use/def of some portion of this variable,
2834      even if it is all of it. i.e. a.b = 5 or temp = a.b.  */
2835   bool explicit_uses;
2836   /* True if we have an implicit use/def of some portion of this
2837      variable.  Implicit uses occur when we can't tell what part we
2838      are referencing, and have to make conservative assumptions.  */
2839   bool implicit_uses;
2840   /* True if the structure is only written to or taken its address.  */
2841   bool write_only;
2842 } *used_part_t;
2843
2844 /* An array of used_part structures, indexed by variable uid.  */
2845
2846 static htab_t used_portions;
2847
2848 struct used_part_map
2849 {
2850   unsigned int uid;
2851   used_part_t to;
2852 };
2853
2854 /* Return true if the uid in the two used part maps are equal.  */
2855
2856 static int
2857 used_part_map_eq (const void *va, const void *vb)
2858 {
2859   const struct used_part_map *a = (const struct used_part_map *) va;
2860   const struct used_part_map *b = (const struct used_part_map *) vb;
2861   return (a->uid == b->uid);
2862 }
2863
2864 /* Hash a from uid in a used_part_map.  */
2865
2866 static unsigned int
2867 used_part_map_hash (const void *item)
2868 {
2869   return ((const struct used_part_map *)item)->uid;
2870 }
2871
2872 /* Free a used part map element.  */
2873
2874 static void 
2875 free_used_part_map (void *item)
2876 {
2877   free (((struct used_part_map *)item)->to);
2878   free (item);
2879 }
2880
2881 /* Lookup a used_part structure for a UID.  */
2882
2883 static used_part_t
2884 up_lookup (unsigned int uid)
2885 {
2886   struct used_part_map *h, in;
2887   in.uid = uid;
2888   h = (struct used_part_map *) htab_find_with_hash (used_portions, &in, uid);
2889   if (!h)
2890     return NULL;
2891   return h->to;
2892 }
2893
2894 /* Insert the pair UID, TO into the used part hashtable.  */
2895  
2896 static void 
2897 up_insert (unsigned int uid, used_part_t to)
2898
2899   struct used_part_map *h;
2900   void **loc;
2901
2902   h = XNEW (struct used_part_map);
2903   h->uid = uid;
2904   h->to = to;
2905   loc = htab_find_slot_with_hash (used_portions, h,
2906                                   uid, INSERT);
2907   if (*loc != NULL)
2908     free (*loc);
2909   *(struct used_part_map **)  loc = h;
2910 }
2911
2912
2913 /* Given a variable uid, UID, get or create the entry in the used portions
2914    table for the variable.  */
2915
2916 static used_part_t
2917 get_or_create_used_part_for (size_t uid)
2918 {
2919   used_part_t up;
2920   if ((up = up_lookup (uid)) == NULL)
2921     {
2922       up = XCNEW (struct used_part);
2923       up->minused = INT_MAX;
2924       up->maxused = 0;
2925       up->explicit_uses = false;
2926       up->implicit_uses = false;
2927       up->write_only = true;
2928     }
2929
2930   return up;
2931 }
2932
2933
2934 /* Create and return a structure sub-variable for field type FIELD at
2935    offset OFFSET, with size SIZE, of variable VAR.  */
2936
2937 static tree
2938 create_sft (tree var, tree field, unsigned HOST_WIDE_INT offset,
2939             unsigned HOST_WIDE_INT size)
2940 {
2941   var_ann_t ann;
2942   tree subvar = create_tag_raw (STRUCT_FIELD_TAG, field, "SFT");
2943
2944   /* We need to copy the various flags from VAR to SUBVAR, so that
2945      they are is_global_var iff the original variable was.  */
2946   DECL_CONTEXT (subvar) = DECL_CONTEXT (var);
2947   MTAG_GLOBAL (subvar) = DECL_EXTERNAL (var);
2948   TREE_PUBLIC  (subvar) = TREE_PUBLIC (var);
2949   TREE_STATIC (subvar) = TREE_STATIC (var);
2950   TREE_READONLY (subvar) = TREE_READONLY (var);
2951   TREE_ADDRESSABLE (subvar) = TREE_ADDRESSABLE (var);
2952
2953   /* Add the new variable to REFERENCED_VARS.  */
2954   ann = get_var_ann (subvar);
2955   ann->symbol_mem_tag = NULL;   
2956   add_referenced_var (subvar);
2957   SFT_PARENT_VAR (subvar) = var;
2958   SFT_OFFSET (subvar) = offset;
2959   SFT_SIZE (subvar) = size;
2960   return subvar;
2961 }
2962
2963
2964 /* Given an aggregate VAR, create the subvariables that represent its
2965    fields.  */
2966
2967 static void
2968 create_overlap_variables_for (tree var)
2969 {
2970   VEC(fieldoff_s,heap) *fieldstack = NULL;
2971   used_part_t up;
2972   size_t uid = DECL_UID (var);
2973
2974   up = up_lookup (uid);
2975   if (!up
2976       || up->write_only)
2977     return;
2978
2979   push_fields_onto_fieldstack (TREE_TYPE (var), &fieldstack, 0, NULL);
2980   if (VEC_length (fieldoff_s, fieldstack) != 0)
2981     {
2982       subvar_t *subvars;
2983       fieldoff_s *fo;
2984       bool notokay = false;
2985       int fieldcount = 0;
2986       int i;
2987       HOST_WIDE_INT lastfooffset = -1;
2988       HOST_WIDE_INT lastfosize = -1;
2989       tree lastfotype = NULL_TREE;
2990
2991       /* Not all fields have DECL_SIZE set, and those that don't, we don't
2992          know their size, and thus, can't handle.
2993          The same is true of fields with DECL_SIZE that is not an integer
2994          constant (such as variable sized fields).
2995          Fields with offsets which are not constant will have an offset < 0 
2996          We *could* handle fields that are constant sized arrays, but
2997          currently don't.  Doing so would require some extra changes to
2998          tree-ssa-operands.c.  */
2999
3000       for (i = 0; VEC_iterate (fieldoff_s, fieldstack, i, fo); i++)
3001         {
3002           if (!fo->size
3003               || TREE_CODE (fo->size) != INTEGER_CST
3004               || fo->offset < 0)
3005             {
3006               notokay = true;
3007               break;
3008             }
3009           fieldcount++;
3010         }
3011
3012       /* The current heuristic we use is as follows:
3013          If the variable has no used portions in this function, no
3014          structure vars are created for it.
3015          Otherwise,
3016          If the variable has less than SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS,
3017          we always create structure vars for them.
3018          If the variable has more than SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS, and
3019          some explicit uses, we create structure vars for them.
3020          If the variable has more than SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS, and
3021          no explicit uses, we do not create structure vars for them.
3022       */
3023       
3024       if (fieldcount >= SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS
3025           && !up->explicit_uses)
3026         {
3027           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3028             {
3029               fprintf (dump_file, "Variable ");
3030               print_generic_expr (dump_file, var, 0);
3031               fprintf (dump_file, " has no explicit uses in this function, and is > SALIAS_MAX_IMPLICIT_FIELDS, so skipping\n");
3032             }
3033           notokay = true;
3034         }
3035       
3036       /* Bail out, if we can't create overlap variables.  */
3037       if (notokay)
3038         {
3039           VEC_free (fieldoff_s, heap, fieldstack);
3040           return;
3041         }
3042       
3043       /* Otherwise, create the variables.  */
3044       subvars = lookup_subvars_for_var (var);
3045       
3046       sort_fieldstack (fieldstack);
3047
3048       for (i = VEC_length (fieldoff_s, fieldstack);
3049            VEC_iterate (fieldoff_s, fieldstack, --i, fo);)
3050         {
3051           subvar_t sv;
3052           HOST_WIDE_INT fosize;
3053           tree currfotype;
3054
3055           fosize = TREE_INT_CST_LOW (fo->size);
3056           currfotype = fo->type;
3057
3058           /* If this field isn't in the used portion,
3059              or it has the exact same offset and size as the last
3060              field, skip it.  */
3061
3062           if (((fo->offset <= up->minused
3063                 && fo->offset + fosize <= up->minused)
3064                || fo->offset >= up->maxused)
3065               || (fo->offset == lastfooffset
3066                   && fosize == lastfosize
3067                   && currfotype == lastfotype))
3068             continue;
3069           sv = GGC_NEW (struct subvar);
3070           sv->next = *subvars;
3071           sv->var = create_sft (var, fo->type, fo->offset, fosize);
3072
3073           if (dump_file)
3074             {
3075               fprintf (dump_file, "structure field tag %s created for var %s",
3076                        get_name (sv->var), get_name (var));
3077               fprintf (dump_file, " offset " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
3078                        SFT_OFFSET (sv->var));
3079               fprintf (dump_file, " size " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
3080                        SFT_SIZE (sv->var));
3081               fprintf (dump_file, "\n");
3082             }
3083           
3084           lastfotype = currfotype;
3085           lastfooffset = fo->offset;
3086           lastfosize = fosize;
3087           *subvars = sv;
3088         }
3089
3090       /* Once we have created subvars, the original is no longer call
3091          clobbered on its own.  Its call clobbered status depends
3092          completely on the call clobbered status of the subvars.
3093
3094          add_referenced_var in the above loop will take care of
3095          marking subvars of global variables as call clobbered for us
3096          to start, since they are global as well.  */
3097       clear_call_clobbered (var);
3098     }
3099
3100   VEC_free (fieldoff_s, heap, fieldstack);
3101 }
3102
3103
3104 /* Find the conservative answer to the question of what portions of what 
3105    structures are used by this statement.  We assume that if we have a
3106    component ref with a known size + offset, that we only need that part
3107    of the structure.  For unknown cases, or cases where we do something
3108    to the whole structure, we assume we need to create fields for the 
3109    entire structure.  */
3110
3111 static tree
3112 find_used_portions (tree *tp, int *walk_subtrees, void *lhs_p)
3113 {
3114   switch (TREE_CODE (*tp))
3115     {
3116     case MODIFY_EXPR:
3117       /* Recurse manually here to track whether the use is in the
3118          LHS of an assignment.  */
3119       find_used_portions (&TREE_OPERAND (*tp, 0), walk_subtrees, tp);
3120       return find_used_portions (&TREE_OPERAND (*tp, 1), walk_subtrees, NULL);
3121     case REALPART_EXPR:
3122     case IMAGPART_EXPR:
3123     case COMPONENT_REF:
3124     case ARRAY_REF:
3125       {
3126         HOST_WIDE_INT bitsize;
3127         HOST_WIDE_INT bitmaxsize;
3128         HOST_WIDE_INT bitpos;
3129         tree ref;
3130         ref = get_ref_base_and_extent (*tp, &bitpos, &bitsize, &bitmaxsize);
3131         if (DECL_P (ref)
3132             && var_can_have_subvars (ref)
3133             && bitmaxsize != -1)
3134           {
3135             size_t uid = DECL_UID (ref);
3136             used_part_t up;
3137
3138             up = get_or_create_used_part_for (uid);         
3139
3140             if (bitpos <= up->minused)
3141               up->minused = bitpos;
3142             if ((bitpos + bitmaxsize >= up->maxused))
3143               up->maxused = bitpos + bitmaxsize;
3144
3145             if (bitsize == bitmaxsize)
3146               up->explicit_uses = true;
3147             else
3148               up->implicit_uses = true;
3149             if (!lhs_p)
3150               up->write_only = false;
3151             up_insert (uid, up);
3152
3153             *walk_subtrees = 0;
3154             return NULL_TREE;
3155           }
3156       }
3157       break;
3158       /* This is here to make sure we mark the entire base variable as used
3159          when you take its address.  Because our used portion analysis is
3160          simple, we aren't looking at casts or pointer arithmetic to see what
3161          happens when you take the address.  */
3162     case ADDR_EXPR:
3163       {
3164         tree var = get_base_address (TREE_OPERAND (*tp, 0));
3165
3166         if (var 
3167             && DECL_P (var)
3168             && DECL_SIZE (var)
3169             && var_can_have_subvars (var)
3170             && TREE_CODE (DECL_SIZE (var)) == INTEGER_CST)
3171           {
3172             used_part_t up;
3173             size_t uid = DECL_UID (var);
3174             
3175             up = get_or_create_used_part_for (uid);
3176  
3177             up->minused = 0;
3178             up->maxused = TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE (var));
3179             up->implicit_uses = true;
3180             if (!lhs_p)
3181               up->write_only = false;
3182
3183             up_insert (uid, up);
3184             *walk_subtrees = 0;
3185             return NULL_TREE;
3186           }
3187       }
3188       break;
3189     case CALL_EXPR:
3190       {
3191         tree *arg;
3192         for (arg = &TREE_OPERAND (*tp, 1); *arg; arg = &TREE_CHAIN (*arg))
3193           {
3194             if (TREE_CODE (TREE_VALUE (*arg)) != ADDR_EXPR)
3195               find_used_portions (&TREE_VALUE (*arg), walk_subtrees, NULL);
3196           }
3197         *walk_subtrees = 0;
3198         return NULL_TREE;
3199       }
3200     case VAR_DECL:
3201     case PARM_DECL:
3202     case RESULT_DECL:
3203       {
3204         tree var = *tp;
3205         if (DECL_SIZE (var)
3206             && var_can_have_subvars (var)
3207             && TREE_CODE (DECL_SIZE (var)) == INTEGER_CST)
3208           {
3209             used_part_t up;
3210             size_t uid = DECL_UID (var);
3211             
3212             up = get_or_create_used_part_for (uid);
3213  
3214             up->minused = 0;
3215             up->maxused = TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE (var));
3216             up->implicit_uses = true;
3217
3218             up_insert (uid, up);
3219             *walk_subtrees = 0;
3220             return NULL_TREE;
3221           }
3222       }
3223       break;
3224       
3225     default:
3226       break;
3227       
3228     }
3229   return NULL_TREE;
3230 }
3231
3232 /* Create structure field variables for structures used in this function.  */
3233
3234 static unsigned int
3235 create_structure_vars (void)
3236 {
3237   basic_block bb;
3238   safe_referenced_var_iterator rvi;
3239   VEC (tree, heap) *varvec = NULL;
3240   tree var;
3241
3242   used_portions = htab_create (10, used_part_map_hash, used_part_map_eq, 
3243                                free_used_part_map);
3244   
3245   FOR_EACH_BB (bb)
3246     {
3247       block_stmt_iterator bsi;
3248       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
3249         {
3250           walk_tree_without_duplicates (bsi_stmt_ptr (bsi), 
3251                                         find_used_portions,
3252                                         NULL);
3253         }
3254     }
3255   FOR_EACH_REFERENCED_VAR_SAFE (var, varvec, rvi)
3256     {
3257       /* The C++ FE creates vars without DECL_SIZE set, for some reason.  */
3258       if (var     
3259           && DECL_SIZE (var)
3260           && var_can_have_subvars (var)
3261           && !MTAG_P (var)
3262           && TREE_CODE (DECL_SIZE (var)) == INTEGER_CST)
3263         create_overlap_variables_for (var);
3264     }
3265   htab_delete (used_portions);
3266   VEC_free (tree, heap, varvec);
3267   return 0;
3268 }
3269
3270 static bool
3271 gate_structure_vars (void)
3272 {
3273   return flag_tree_salias != 0;
3274 }
3275
3276 struct tree_opt_pass pass_create_structure_vars = 
3277 {
3278   "salias",              /* name */
3279   gate_structure_vars,   /* gate */
3280   create_structure_vars, /* execute */
3281   NULL,                  /* sub */
3282   NULL,                  /* next */
3283   0,                     /* static_pass_number */
3284   0,                     /* tv_id */
3285   PROP_cfg,              /* properties_required */
3286   0,                     /* properties_provided */
3287   0,                     /* properties_destroyed */
3288   0,                     /* todo_flags_start */
3289   TODO_dump_func,        /* todo_flags_finish */
3290   0                      /* letter */
3291 };
3292
3293 /* Reset the DECL_CALL_CLOBBERED flags on our referenced vars.  In
3294    theory, this only needs to be done for globals.  */
3295
3296 static unsigned int
3297 reset_cc_flags (void)
3298 {
3299   tree var;
3300   referenced_var_iterator rvi;
3301
3302   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
3303     DECL_CALL_CLOBBERED (var) = false;
3304   return 0;
3305 }
3306
3307 struct tree_opt_pass pass_reset_cc_flags =
3308 {
3309   NULL,          /* name */
3310   NULL,          /* gate */
3311   reset_cc_flags, /* execute */
3312   NULL,                  /* sub */
3313   NULL,                  /* next */
3314   0,                     /* static_pass_number */
3315   0,                     /* tv_id */
3316   PROP_referenced_vars |PROP_cfg, /* properties_required */
3317   0,                     /* properties_provided */
3318   0,                     /* properties_destroyed */
3319   0,                     /* todo_flags_start */
3320   0,                     /* todo_flags_finish */
3321   0                      /* letter */
3322 };