OSDN Git Service

2004-09-29 Daniel Berlin <dberlin@dberlin.org>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-alias.c
1 /* Alias analysis for trees.
2    Copyright (C) 2004 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "rtl.h"
28 #include "tm_p.h"
29 #include "hard-reg-set.h"
30 #include "basic-block.h"
31 #include "timevar.h"
32 #include "expr.h"
33 #include "ggc.h"
34 #include "langhooks.h"
35 #include "flags.h"
36 #include "function.h"
37 #include "diagnostic.h"
38 #include "tree-dump.h"
39 #include "tree-gimple.h"
40 #include "tree-flow.h"
41 #include "tree-inline.h"
42 #include "tree-pass.h"
43 #include "convert.h"
44 #include "params.h"
45
46
47 /* Structure to map a variable to its alias set and keep track of the
48    virtual operands that will be needed to represent it.  */
49 struct alias_map_d
50 {
51   /* Variable and its alias set.  */
52   tree var;
53   HOST_WIDE_INT set;
54
55   /* Total number of virtual operands that will be needed to represent
56      all the aliases of VAR.  */
57   long total_alias_vops;
58
59   /* Nonzero if the aliases for this memory tag have been grouped
60      already.  Used in group_aliases.  */
61   unsigned int grouped_p : 1;
62
63   /* Set of variables aliased with VAR.  This is the exact same
64      information contained in VAR_ANN (VAR)->MAY_ALIASES, but in
65      bitmap form to speed up alias grouping.  */
66   sbitmap may_aliases;
67 };
68
69
70 /* Alias information used by compute_may_aliases and its helpers.  */
71 struct alias_info
72 {
73   /* SSA names visited while collecting points-to information.  If bit I
74      is set, it means that SSA variable with version I has already been
75      visited.  */
76   bitmap ssa_names_visited;
77
78   /* Array of SSA_NAME pointers processed by the points-to collector.  */
79   varray_type processed_ptrs;
80
81   /* Variables whose address is still needed.  */
82   bitmap addresses_needed;
83
84   /* ADDRESSABLE_VARS contains all the global variables and locals that
85      have had their address taken.  */
86   struct alias_map_d **addressable_vars;
87   size_t num_addressable_vars;
88
89   /* POINTERS contains all the _DECL pointers with unique memory tags
90      that have been referenced in the program.  */
91   struct alias_map_d **pointers;
92   size_t num_pointers;
93
94   /* Number of function calls found in the program.  */
95   size_t num_calls_found;
96
97   /* Array of counters to keep track of how many times each pointer has
98      been dereferenced in the program.  This is used by the alias grouping
99      heuristic in compute_flow_insensitive_aliasing.  */
100   varray_type num_references;
101
102   /* Total number of virtual operands that will be needed to represent
103      all the aliases of all the pointers found in the program.  */
104   long total_alias_vops;
105
106   /* Variables that have been written to.  */
107   bitmap written_vars;
108
109   /* Pointers that have been used in an indirect store operation.  */
110   bitmap dereferenced_ptrs_store;
111
112   /* Pointers that have been used in an indirect load operation.  */
113   bitmap dereferenced_ptrs_load;
114 };
115
116
117 /* Counters used to display statistics on alias analysis.  */
118 struct alias_stats_d
119 {
120   unsigned int alias_queries;
121   unsigned int alias_mayalias;
122   unsigned int alias_noalias;
123   unsigned int simple_queries;
124   unsigned int simple_resolved;
125   unsigned int tbaa_queries;
126   unsigned int tbaa_resolved;
127 };
128
129
130 /* Local variables.  */
131 static struct alias_stats_d alias_stats;
132
133 /* Local functions.  */
134 static void compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *);
135 static void dump_alias_stats (FILE *);
136 static bool may_alias_p (tree, HOST_WIDE_INT, tree, HOST_WIDE_INT);
137 static tree create_memory_tag (tree type, bool is_type_tag);
138 static tree get_tmt_for (tree, struct alias_info *);
139 static tree get_nmt_for (tree);
140 static void add_may_alias (tree, tree);
141 static void replace_may_alias (tree, size_t, tree);
142 static struct alias_info *init_alias_info (void);
143 static void delete_alias_info (struct alias_info *);
144 static void compute_points_to_and_addr_escape (struct alias_info *);
145 static void compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *);
146 static void setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *);
147 static bool collect_points_to_info_r (tree, tree, void *);
148 static bool is_escape_site (tree, size_t *);
149 static void add_pointed_to_var (struct alias_info *, tree, tree);
150 static void add_pointed_to_expr (tree, tree);
151 static void create_global_var (void);
152 static void collect_points_to_info_for (struct alias_info *, tree);
153 static bool ptr_is_dereferenced_by (tree, tree, bool *);
154 static void maybe_create_global_var (struct alias_info *ai);
155 static void group_aliases (struct alias_info *);
156 static struct ptr_info_def *get_ptr_info (tree t);
157 static void set_pt_anything (tree ptr);
158 static void set_pt_malloc (tree ptr);
159
160 /* Global declarations.  */
161
162 /* Call clobbered variables in the function.  If bit I is set, then
163    REFERENCED_VARS (I) is call-clobbered.  */
164 bitmap call_clobbered_vars;
165
166 /* Addressable variables in the function.  If bit I is set, then
167    REFERENCED_VARS (I) has had its address taken.  Note that
168    CALL_CLOBBERED_VARS and ADDRESSABLE_VARS are not related.  An
169    addressable variable is not necessarily call-clobbered (e.g., a
170    local addressable whose address does not escape) and not all
171    call-clobbered variables are addressable (e.g., a local static
172    variable).  */
173 bitmap addressable_vars;
174
175 /* When the program has too many call-clobbered variables and call-sites,
176    this variable is used to represent the clobbering effects of function
177    calls.  In these cases, all the call clobbered variables in the program
178    are forced to alias this variable.  This reduces compile times by not
179    having to keep track of too many V_MAY_DEF expressions at call sites.  */
180 tree global_var;
181
182
183 /* Compute may-alias information for every variable referenced in function
184    FNDECL.
185
186    Alias analysis proceeds in 3 main phases:
187
188    1- Points-to and escape analysis.
189
190    This phase walks the use-def chains in the SSA web looking for three
191    things:
192
193         * Assignments of the form P_i = &VAR
194         * Assignments of the form P_i = malloc()
195         * Pointers and ADDR_EXPR that escape the current function.
196
197    The concept of 'escaping' is the same one used in the Java world.  When
198    a pointer or an ADDR_EXPR escapes, it means that it has been exposed
199    outside of the current function.  So, assignment to global variables,
200    function arguments and returning a pointer are all escape sites.
201
202    This is where we are currently limited.  Since not everything is renamed
203    into SSA, we lose track of escape properties when a pointer is stashed
204    inside a field in a structure, for instance.  In those cases, we are
205    assuming that the pointer does escape.
206
207    We use escape analysis to determine whether a variable is
208    call-clobbered.  Simply put, if an ADDR_EXPR escapes, then the variable
209    is call-clobbered.  If a pointer P_i escapes, then all the variables
210    pointed-to by P_i (and its memory tag) also escape.
211
212    2- Compute flow-sensitive aliases
213
214    We have two classes of memory tags.  Memory tags associated with the
215    pointed-to data type of the pointers in the program.  These tags are
216    called "type memory tag" (TMT).  The other class are those associated
217    with SSA_NAMEs, called "name memory tag" (NMT). The basic idea is that
218    when adding operands for an INDIRECT_REF *P_i, we will first check
219    whether P_i has a name tag, if it does we use it, because that will have
220    more precise aliasing information.  Otherwise, we use the standard type
221    tag.
222
223    In this phase, we go through all the pointers we found in points-to
224    analysis and create alias sets for the name memory tags associated with
225    each pointer P_i.  If P_i escapes, we mark call-clobbered the variables
226    it points to and its tag.
227
228
229    3- Compute flow-insensitive aliases
230
231    This pass will compare the alias set of every type memory tag and every
232    addressable variable found in the program.  Given a type memory tag TMT
233    and an addressable variable V.  If the alias sets of TMT and V conflict
234    (as computed by may_alias_p), then V is marked as an alias tag and added
235    to the alias set of TMT.
236
237    For instance, consider the following function:
238
239             foo (int i)
240             {
241               int *p, *q, a, b;
242             
243               if (i > 10)
244                 p = &a;
245               else
246                 q = &b;
247             
248               *p = 3;
249               *q = 5;
250               a = b + 2;
251               return *p;
252             }
253
254    After aliasing analysis has finished, the type memory tag for pointer
255    'p' will have two aliases, namely variables 'a' and 'b'.  Every time
256    pointer 'p' is dereferenced, we want to mark the operation as a
257    potential reference to 'a' and 'b'.
258
259             foo (int i)
260             {
261               int *p, a, b;
262
263               if (i_2 > 10)
264                 p_4 = &a;
265               else
266                 p_6 = &b;
267               # p_1 = PHI <p_4(1), p_6(2)>;
268
269               # a_7 = V_MAY_DEF <a_3>;
270               # b_8 = V_MAY_DEF <b_5>;
271               *p_1 = 3;
272
273               # a_9 = V_MAY_DEF <a_7>
274               # VUSE <b_8>
275               a_9 = b_8 + 2;
276
277               # VUSE <a_9>;
278               # VUSE <b_8>;
279               return *p_1;
280             }
281
282    In certain cases, the list of may aliases for a pointer may grow too
283    large.  This may cause an explosion in the number of virtual operands
284    inserted in the code.  Resulting in increased memory consumption and
285    compilation time.
286
287    When the number of virtual operands needed to represent aliased
288    loads and stores grows too large (configurable with @option{--param
289    max-aliased-vops}), alias sets are grouped to avoid severe
290    compile-time slow downs and memory consumption.  See group_aliases.  */
291
292 static void
293 compute_may_aliases (void)
294 {
295   struct alias_info *ai;
296   
297   memset (&alias_stats, 0, sizeof (alias_stats));
298
299   /* Initialize aliasing information.  */
300   ai = init_alias_info ();
301
302   /* For each pointer P_i, determine the sets of variables that P_i may
303      point-to.  For every addressable variable V, determine whether the
304      address of V escapes the current function, making V call-clobbered
305      (i.e., whether &V is stored in a global variable or if its passed as a
306      function call argument).  */
307   compute_points_to_and_addr_escape (ai);
308
309   /* Collect all pointers and addressable variables, compute alias sets,
310      create memory tags for pointers and promote variables whose address is
311      not needed anymore.  */
312   setup_pointers_and_addressables (ai);
313
314   /* Compute flow-sensitive, points-to based aliasing for all the name
315      memory tags.  Note that this pass needs to be done before flow
316      insensitive analysis because it uses the points-to information
317      gathered before to mark call-clobbered type tags.  */
318   compute_flow_sensitive_aliasing (ai);
319
320   /* Compute type-based flow-insensitive aliasing for all the type
321      memory tags.  */
322   compute_flow_insensitive_aliasing (ai);
323
324   /* If the program has too many call-clobbered variables and/or function
325      calls, create .GLOBAL_VAR and use it to model call-clobbering
326      semantics at call sites.  This reduces the number of virtual operands
327      considerably, improving compile times at the expense of lost
328      aliasing precision.  */
329   maybe_create_global_var (ai);
330
331   /* Debugging dumps.  */
332   if (dump_file)
333     {
334       dump_referenced_vars (dump_file);
335       if (dump_flags & TDF_STATS)
336         dump_alias_stats (dump_file);
337       dump_points_to_info (dump_file);
338       dump_alias_info (dump_file);
339     }
340
341   /* Deallocate memory used by aliasing data structures.  */
342   delete_alias_info (ai);
343 }
344
345 struct tree_opt_pass pass_may_alias = 
346 {
347   "alias",                              /* name */
348   NULL,                                 /* gate */
349   compute_may_aliases,                  /* execute */
350   NULL,                                 /* sub */
351   NULL,                                 /* next */
352   0,                                    /* static_pass_number */
353   TV_TREE_MAY_ALIAS,                    /* tv_id */
354   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
355   PROP_alias,                           /* properties_provided */
356   0,                                    /* properties_destroyed */
357   0,                                    /* todo_flags_start */
358   TODO_dump_func | TODO_rename_vars
359     | TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa,  /* todo_flags_finish */
360   0                                     /* letter */
361 };
362
363
364 /* Initialize the data structures used for alias analysis.  */
365
366 static struct alias_info *
367 init_alias_info (void)
368 {
369   struct alias_info *ai;
370   static bool aliases_computed_p = false;
371
372   ai = xcalloc (1, sizeof (struct alias_info));
373   ai->ssa_names_visited = BITMAP_XMALLOC ();
374   VARRAY_TREE_INIT (ai->processed_ptrs, 50, "processed_ptrs");
375   ai->addresses_needed = BITMAP_XMALLOC ();
376   VARRAY_UINT_INIT (ai->num_references, num_referenced_vars, "num_references");
377   ai->written_vars = BITMAP_XMALLOC ();
378   ai->dereferenced_ptrs_store = BITMAP_XMALLOC ();
379   ai->dereferenced_ptrs_load = BITMAP_XMALLOC ();
380
381   /* If aliases have been computed before, clear existing information.  */
382   if (aliases_computed_p)
383     {
384       size_t i;
385       bitmap_iterator bi;
386
387       /* Clear the call-clobbered set.  We are going to re-discover
388           call-clobbered variables.  */
389       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
390         {
391           tree var = referenced_var (i);
392
393           /* Variables that are intrinsically call-clobbered (globals,
394              local statics, etc) will not be marked by the aliasing
395              code, so we can't remove them from CALL_CLOBBERED_VARS.  */
396           if (!is_call_clobbered (var))
397             bitmap_clear_bit (call_clobbered_vars, var_ann (var)->uid);
398         }
399
400       /* Similarly, clear the set of addressable variables.  In this
401          case, we can just clear the set because addressability is
402          only computed here.  */
403       bitmap_clear (addressable_vars);
404
405       /* Clear flow-insensitive alias information from each symbol.  */
406       for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
407         {
408           var_ann_t ann = var_ann (referenced_var (i));
409           ann->is_alias_tag = 0;
410           ann->may_aliases = NULL;
411         }
412
413       /* Clear flow-sensitive points-to information from each SSA name.  */
414       for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
415         {
416           tree name = ssa_name (i);
417
418           if (!name || !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (name)))
419             continue;
420
421           if (SSA_NAME_PTR_INFO (name))
422             {
423               struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (name);
424
425               /* Clear all the flags but keep the name tag to
426                  avoid creating new temporaries unnecessarily.  If
427                  this pointer is found to point to a subset or
428                  superset of its former points-to set, then a new
429                  tag will need to be created in create_name_tags.  */
430               pi->pt_anything = 0;
431               pi->pt_malloc = 0;
432               pi->value_escapes_p = 0;
433               pi->is_dereferenced = 0;
434               if (pi->pt_vars)
435                 bitmap_clear (pi->pt_vars);
436             }
437         }
438     }
439
440   /* Next time, we will need to reset alias information.  */
441   aliases_computed_p = true;
442
443   return ai;
444 }
445
446
447 /* Deallocate memory used by alias analysis.  */
448
449 static void
450 delete_alias_info (struct alias_info *ai)
451 {
452   size_t i;
453
454   BITMAP_XFREE (ai->ssa_names_visited);
455   ai->processed_ptrs = NULL;
456   BITMAP_XFREE (ai->addresses_needed);
457
458   for (i = 0; i < ai->num_addressable_vars; i++)
459     {
460       sbitmap_free (ai->addressable_vars[i]->may_aliases);
461       free (ai->addressable_vars[i]);
462     }
463   free (ai->addressable_vars);
464
465   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
466     {
467       sbitmap_free (ai->pointers[i]->may_aliases);
468       free (ai->pointers[i]);
469     }
470   free (ai->pointers);
471
472   ai->num_references = NULL;
473   BITMAP_XFREE (ai->written_vars);
474   BITMAP_XFREE (ai->dereferenced_ptrs_store);
475   BITMAP_XFREE (ai->dereferenced_ptrs_load);
476
477   free (ai);
478 }
479
480
481 /* Walk use-def chains for pointer PTR to determine what variables is PTR
482    pointing to.  */
483
484 static void
485 collect_points_to_info_for (struct alias_info *ai, tree ptr)
486 {
487   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)));
488
489   if (!bitmap_bit_p (ai->ssa_names_visited, SSA_NAME_VERSION (ptr)))
490     {
491       bitmap_set_bit (ai->ssa_names_visited, SSA_NAME_VERSION (ptr));
492       walk_use_def_chains (ptr, collect_points_to_info_r, ai, true);
493       VARRAY_PUSH_TREE (ai->processed_ptrs, ptr);
494     }
495 }
496
497
498 /* Helper for ptr_is_dereferenced_by.  Called by walk_tree to look for
499    (ALIGN/MISALIGNED_)INDIRECT_REF nodes for the pointer passed in DATA.  */
500
501 static tree
502 find_ptr_dereference (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
503 {
504   tree ptr = (tree) data;
505
506   if (INDIRECT_REF_P (*tp)
507       && TREE_OPERAND (*tp, 0) == ptr)
508     return *tp;
509
510   return NULL_TREE;
511 }
512
513
514 /* Return true if STMT contains (ALIGN/MISALIGNED_)INDIRECT_REF <PTR>.  
515    *IS_STORE is set to 'true' if the dereference is on the LHS of an 
516    assignment.  */
517
518 static bool
519 ptr_is_dereferenced_by (tree ptr, tree stmt, bool *is_store)
520 {
521   *is_store = false;
522
523   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
524       || (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR
525           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 0)) == MODIFY_EXPR))
526     {
527       tree e, lhs, rhs;
528
529       e = (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR) ? TREE_OPERAND (stmt, 0) : stmt;
530       lhs = TREE_OPERAND (e, 0);
531       rhs = TREE_OPERAND (e, 1);
532
533       if (EXPR_P (lhs)
534           && walk_tree (&lhs, find_ptr_dereference, ptr, NULL))
535         {
536           *is_store = true;
537           return true;
538         }
539       else if (EXPR_P (rhs)
540                && walk_tree (&rhs, find_ptr_dereference, ptr, NULL))
541         {
542           return true;
543         }
544     }
545   else if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR)
546     {
547       if (walk_tree (&ASM_OUTPUTS (stmt), find_ptr_dereference, ptr, NULL)
548           || walk_tree (&ASM_CLOBBERS (stmt), find_ptr_dereference, ptr, NULL))
549         {
550           *is_store = true;
551           return true;
552         }
553       else if (walk_tree (&ASM_INPUTS (stmt), find_ptr_dereference, ptr, NULL))
554         {
555           return true;
556         }
557     }
558
559   return false;
560 }
561
562
563 /* Traverse use-def links for all the pointers in the program to collect
564    address escape and points-to information.
565    
566    This is loosely based on the same idea described in R. Hasti and S.
567    Horwitz, ``Using static single assignment form to improve
568    flow-insensitive pointer analysis,'' in SIGPLAN Conference on
569    Programming Language Design and Implementation, pp. 97-105, 1998.  */
570
571 static void
572 compute_points_to_and_addr_escape (struct alias_info *ai)
573 {
574   basic_block bb;
575   size_t i;
576   tree op;
577   ssa_op_iter iter;
578
579   timevar_push (TV_TREE_PTA);
580
581   FOR_EACH_BB (bb)
582     {
583       bb_ann_t block_ann = bb_ann (bb);
584       block_stmt_iterator si;
585
586       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
587         {
588           bitmap addr_taken;
589           tree stmt = bsi_stmt (si);
590           bool stmt_escapes_p = is_escape_site (stmt, &ai->num_calls_found);
591           bitmap_iterator bi;
592
593           /* Mark all the variables whose address are taken by the
594              statement.  Note that this will miss all the addresses taken
595              in PHI nodes (those are discovered while following the use-def
596              chains).  */
597           get_stmt_operands (stmt);
598           addr_taken = addresses_taken (stmt);
599           if (addr_taken)
600             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (addr_taken, 0, i, bi)
601               {
602                 tree var = referenced_var (i);
603                 bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, var_ann (var)->uid);
604                 if (stmt_escapes_p)
605                   mark_call_clobbered (var);
606               }
607
608           if (stmt_escapes_p)
609             block_ann->has_escape_site = 1;
610
611           /* Special case for silly ADDR_EXPR tricks
612              (gcc.c-torture/unsorted/pass.c).  If this statement is an
613              assignment to a non-pointer variable and the RHS takes the
614              address of a variable, assume that the variable on the RHS is
615              call-clobbered.  We could add the LHS to the list of
616              "pointers" and follow it to see if it really escapes, but it's
617              not worth the pain.  */
618           if (addr_taken
619               && TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
620               && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (stmt, 0))))
621             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (addr_taken, 0, i, bi)
622               {
623                 tree var = referenced_var (i);
624                 mark_call_clobbered (var);
625               }
626
627           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_USE)
628             {
629               var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (op));
630               struct ptr_info_def *pi;
631               bool is_store;
632
633               /* If the operand's variable may be aliased, keep track
634                  of how many times we've referenced it.  This is used
635                  for alias grouping in compute_flow_sensitive_aliasing.
636                  Note that we don't need to grow AI->NUM_REFERENCES
637                  because we are processing regular variables, not
638                  memory tags (the array's initial size is set to
639                  NUM_REFERENCED_VARS).  */
640               if (may_be_aliased (SSA_NAME_VAR (op)))
641                 (VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid))++;
642
643               if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
644                 continue;
645
646               collect_points_to_info_for (ai, op);
647
648               pi = SSA_NAME_PTR_INFO (op);
649               if (ptr_is_dereferenced_by (op, stmt, &is_store))
650                 {
651                   /* Mark OP as dereferenced.  In a subsequent pass,
652                      dereferenced pointers that point to a set of
653                      variables will be assigned a name tag to alias
654                      all the variables OP points to.  */
655                   pi->is_dereferenced = 1;
656
657                   /* Keep track of how many time we've dereferenced each
658                      pointer.  Again, we don't need to grow
659                      AI->NUM_REFERENCES because we're processing
660                      existing program variables.  */
661                   (VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid))++;
662
663                   /* If this is a store operation, mark OP as being
664                      dereferenced to store, otherwise mark it as being
665                      dereferenced to load.  */
666                   if (is_store)
667                     bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid);
668                   else
669                     bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_load, v_ann->uid);
670                 }
671               else if (stmt_escapes_p)
672                 {
673                   /* Note that even if STMT is an escape point, pointer OP
674                      will not escape if it is being dereferenced.  That's
675                      why we only check for escape points if OP is not
676                      dereferenced by STMT.  */
677                   pi->value_escapes_p = 1;
678
679                   /* If the statement makes a function call, assume
680                      that pointer OP will be dereferenced in a store
681                      operation inside the called function.  */
682                   if (get_call_expr_in (stmt))
683                     {
684                       bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid);
685                       pi->is_dereferenced = 1;
686                     }
687                 }
688             }
689
690           /* Update reference counter for definitions to any
691              potentially aliased variable.  This is used in the alias
692              grouping heuristics.  */
693           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
694             {
695               tree var = SSA_NAME_VAR (op);
696               var_ann_t ann = var_ann (var);
697               bitmap_set_bit (ai->written_vars, ann->uid);
698               if (may_be_aliased (var))
699                 (VARRAY_UINT (ai->num_references, ann->uid))++;
700
701               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
702                 collect_points_to_info_for (ai, op);
703             }
704
705           /* Mark variables in V_MAY_DEF operands as being written to.  */
706           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
707             {
708               tree var = SSA_NAME_VAR (op);
709               var_ann_t ann = var_ann (var);
710               bitmap_set_bit (ai->written_vars, ann->uid);
711             }
712             
713           /* After promoting variables and computing aliasing we will
714              need to re-scan most statements.  FIXME: Try to minimize the
715              number of statements re-scanned.  It's not really necessary to
716              re-scan *all* statements.  */
717           modify_stmt (stmt);
718         }
719     }
720
721   timevar_pop (TV_TREE_PTA);
722 }
723
724
725 /* Create name tags for all the pointers that have been dereferenced.
726    We only create a name tag for a pointer P if P is found to point to
727    a set of variables (so that we can alias them to *P) or if it is
728    the result of a call to malloc (which means that P cannot point to
729    anything else nor alias any other variable).
730
731    If two pointers P and Q point to the same set of variables, they
732    are assigned the same name tag.  */
733
734 static void
735 create_name_tags (struct alias_info *ai)
736 {
737   size_t i;
738
739   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
740     {
741       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
742       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
743
744       if (pi->pt_anything || !pi->is_dereferenced)
745         {
746           /* No name tags for pointers that have not been
747              dereferenced or point to an arbitrary location.  */
748           pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
749           continue;
750         }
751
752       if (pi->pt_vars
753           && bitmap_first_set_bit (pi->pt_vars) >= 0)
754         {
755           size_t j;
756           tree old_name_tag = pi->name_mem_tag;
757
758           /* If PTR points to a set of variables, check if we don't
759              have another pointer Q with the same points-to set before
760              creating a tag.  If so, use Q's tag instead of creating a
761              new one.
762
763              This is important for not creating unnecessary symbols
764              and also for copy propagation.  If we ever need to
765              propagate PTR into Q or vice-versa, we would run into
766              problems if they both had different name tags because
767              they would have different SSA version numbers (which
768              would force us to take the name tags in and out of SSA).  */
769           for (j = 0; j < i; j++)
770             {
771               tree q = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, j);
772               struct ptr_info_def *qi = SSA_NAME_PTR_INFO (q);
773
774               if (qi
775                   && qi->pt_vars
776                   && qi->name_mem_tag
777                   && bitmap_equal_p (pi->pt_vars, qi->pt_vars))
778                 {
779                   pi->name_mem_tag = qi->name_mem_tag;
780                   break;
781                 }
782             }
783
784           /* If we didn't find a pointer with the same points-to set
785              as PTR, create a new name tag if needed.  */
786           if (pi->name_mem_tag == NULL_TREE)
787             pi->name_mem_tag = get_nmt_for (ptr);
788
789           /* If the new name tag computed for PTR is different than
790              the old name tag that it used to have, then the old tag
791              needs to be removed from the IL, so we mark it for
792              renaming.  */
793           if (old_name_tag && old_name_tag != pi->name_mem_tag)
794             bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (old_name_tag)->uid);
795         }
796       else if (pi->pt_malloc)
797         {
798           /* Otherwise, create a unique name tag for this pointer.  */
799           pi->name_mem_tag = get_nmt_for (ptr);
800         }
801       else
802         {
803           /* Only pointers that may point to malloc or other variables
804              may receive a name tag.  If the pointer does not point to
805              a known spot, we should use type tags.  */
806           set_pt_anything (ptr);
807           continue;
808         }
809
810       TREE_THIS_VOLATILE (pi->name_mem_tag)
811           |= TREE_THIS_VOLATILE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)));
812
813       /* Mark the new name tag for renaming.  */
814       bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (pi->name_mem_tag)->uid);
815     }
816 }
817
818
819
820 /* For every pointer P_i in AI->PROCESSED_PTRS, create may-alias sets for
821    the name memory tag (NMT) associated with P_i.  If P_i escapes, then its
822    name tag and the variables it points-to are call-clobbered.  Finally, if
823    P_i escapes and we could not determine where it points to, then all the
824    variables in the same alias set as *P_i are marked call-clobbered.  This
825    is necessary because we must assume that P_i may take the address of any
826    variable in the same alias set.  */
827
828 static void
829 compute_flow_sensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
830 {
831   size_t i;
832
833   create_name_tags (ai);
834
835   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
836     {
837       size_t j;
838       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
839       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
840       var_ann_t v_ann = var_ann (SSA_NAME_VAR (ptr));
841       bitmap_iterator bi;
842
843       if (pi->value_escapes_p || pi->pt_anything)
844         {
845           /* If PTR escapes or may point to anything, then its associated
846              memory tags and pointed-to variables are call-clobbered.  */
847           if (pi->name_mem_tag)
848             mark_call_clobbered (pi->name_mem_tag);
849
850           if (v_ann->type_mem_tag)
851             mark_call_clobbered (v_ann->type_mem_tag);
852
853           if (pi->pt_vars)
854             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j, bi)
855               {
856                 mark_call_clobbered (referenced_var (j));
857               }
858         }
859
860       /* Set up aliasing information for PTR's name memory tag (if it has
861          one).  Note that only pointers that have been dereferenced will
862          have a name memory tag.  */
863       if (pi->name_mem_tag && pi->pt_vars)
864         EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, j, bi)
865           {
866             add_may_alias (pi->name_mem_tag, referenced_var (j));
867           }
868
869       /* If the name tag is call clobbered, so is the type tag
870          associated with the base VAR_DECL.  */
871       if (pi->name_mem_tag
872           && v_ann->type_mem_tag
873           && is_call_clobbered (pi->name_mem_tag))
874         mark_call_clobbered (v_ann->type_mem_tag);
875     }
876 }
877
878
879 /* Compute type-based alias sets.  Traverse all the pointers and
880    addressable variables found in setup_pointers_and_addressables.
881    
882    For every pointer P in AI->POINTERS and addressable variable V in
883    AI->ADDRESSABLE_VARS, add V to the may-alias sets of P's type
884    memory tag (TMT) if their alias sets conflict.  V is then marked as
885    an alias tag so that the operand scanner knows that statements
886    containing V have aliased operands.  */
887
888 static void
889 compute_flow_insensitive_aliasing (struct alias_info *ai)
890 {
891   size_t i;
892   sbitmap res;
893
894   /* Initialize counter for the total number of virtual operands that
895      aliasing will introduce.  When AI->TOTAL_ALIAS_VOPS goes beyond the
896      threshold set by --params max-alias-vops, we enable alias
897      grouping.  */
898   ai->total_alias_vops = 0;
899
900   /* For every pointer P, determine which addressable variables may alias
901      with P's type memory tag.  */
902   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
903     {
904       size_t j;
905       struct alias_map_d *p_map = ai->pointers[i];
906       tree tag = var_ann (p_map->var)->type_mem_tag;
907       var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
908
909       p_map->total_alias_vops = 0;
910       p_map->may_aliases = sbitmap_alloc (num_referenced_vars);
911       sbitmap_zero (p_map->may_aliases);
912
913       for (j = 0; j < ai->num_addressable_vars; j++)
914         {
915           struct alias_map_d *v_map;
916           var_ann_t v_ann;
917           tree var;
918           bool tag_stored_p, var_stored_p;
919           
920           v_map = ai->addressable_vars[j];
921           var = v_map->var;
922           v_ann = var_ann (var);
923
924           /* Skip memory tags and variables that have never been
925              written to.  We also need to check if the variables are
926              call-clobbered because they may be overwritten by
927              function calls.  */
928           tag_stored_p = bitmap_bit_p (ai->written_vars, tag_ann->uid)
929                          || is_call_clobbered (tag);
930           var_stored_p = bitmap_bit_p (ai->written_vars, v_ann->uid)
931                          || is_call_clobbered (var);
932           if (!tag_stored_p && !var_stored_p)
933             continue;
934              
935           if (may_alias_p (p_map->var, p_map->set, var, v_map->set))
936             {
937               size_t num_tag_refs, num_var_refs;
938
939               num_tag_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, tag_ann->uid);
940               num_var_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid);
941
942               /* Add VAR to TAG's may-aliases set.  */
943               add_may_alias (tag, var);
944
945               /* Update the total number of virtual operands due to
946                  aliasing.  Since we are adding one more alias to TAG's
947                  may-aliases set, the total number of virtual operands due
948                  to aliasing will be increased by the number of references
949                  made to VAR and TAG (every reference to TAG will also
950                  count as a reference to VAR).  */
951               ai->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
952               p_map->total_alias_vops += (num_var_refs + num_tag_refs);
953
954               /* Update the bitmap used to represent TAG's alias set
955                  in case we need to group aliases.  */
956               SET_BIT (p_map->may_aliases, var_ann (var)->uid);
957             }
958         }
959     }
960
961   /* Since this analysis is based exclusively on symbols, it fails to
962      handle cases where two pointers P and Q have different memory
963      tags with conflicting alias set numbers but no aliased symbols in
964      common.
965
966      For example, suppose that we have two memory tags TMT.1 and TMT.2
967      such that
968      
969                 may-aliases (TMT.1) = { a }
970                 may-aliases (TMT.2) = { b }
971
972      and the alias set number of TMT.1 conflicts with that of TMT.2.
973      Since they don't have symbols in common, loads and stores from
974      TMT.1 and TMT.2 will seem independent of each other, which will
975      lead to the optimizers making invalid transformations (see
976      testsuite/gcc.c-torture/execute/pr15262-[12].c).
977
978      To avoid this problem, we do a final traversal of AI->POINTERS
979      looking for pairs of pointers that have no aliased symbols in
980      common and yet have conflicting alias set numbers.  */
981   res = sbitmap_alloc (num_referenced_vars);
982
983   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
984     {
985       size_t j;
986       struct alias_map_d *p_map1 = ai->pointers[i];
987       tree tag1 = var_ann (p_map1->var)->type_mem_tag;
988       sbitmap may_aliases1 = p_map1->may_aliases;
989
990       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
991         {
992           struct alias_map_d *p_map2 = ai->pointers[j];
993           tree tag2 = var_ann (p_map2->var)->type_mem_tag;
994           sbitmap may_aliases2 = p_map2->may_aliases;
995
996           /* If the pointers may not point to each other, do nothing.  */
997           if (!may_alias_p (p_map1->var, p_map1->set, p_map2->var, p_map2->set))
998             continue;
999
1000           /* The two pointers may alias each other.  If they already have
1001              symbols in common, do nothing.  */
1002           sbitmap_a_and_b (res, may_aliases1, may_aliases2);
1003           if (sbitmap_first_set_bit (res) >= 0)
1004             continue;
1005
1006           if (sbitmap_first_set_bit (may_aliases2) >= 0)
1007             {
1008               size_t k;
1009
1010               /* Add all the aliases for TAG2 into TAG1's alias set.
1011                  FIXME, update grouping heuristic counters.  */
1012               EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (may_aliases2, 0, k,
1013                   add_may_alias (tag1, referenced_var (k)));
1014               sbitmap_a_or_b (may_aliases1, may_aliases1, may_aliases2);
1015             }
1016           else
1017             {
1018               /* Since TAG2 does not have any aliases of its own, add
1019                  TAG2 itself to the alias set of TAG1.  */
1020               add_may_alias (tag1, tag2);
1021             }
1022         }
1023     }
1024
1025   sbitmap_free (res);
1026
1027   if (dump_file)
1028     fprintf (dump_file, "%s: Total number of aliased vops: %ld\n",
1029              get_name (current_function_decl),
1030              ai->total_alias_vops);
1031
1032   /* Determine if we need to enable alias grouping.  */
1033   if (ai->total_alias_vops >= MAX_ALIASED_VOPS)
1034     group_aliases (ai);
1035 }
1036
1037
1038 /* Comparison function for qsort used in group_aliases.  */
1039
1040 static int
1041 total_alias_vops_cmp (const void *p, const void *q)
1042 {
1043   const struct alias_map_d **p1 = (const struct alias_map_d **)p;
1044   const struct alias_map_d **p2 = (const struct alias_map_d **)q;
1045   long n1 = (*p1)->total_alias_vops;
1046   long n2 = (*p2)->total_alias_vops;
1047
1048   /* We want to sort in descending order.  */
1049   return (n1 > n2 ? -1 : (n1 == n2) ? 0 : 1);
1050 }
1051
1052 /* Group all the aliases for TAG to make TAG represent all the
1053    variables in its alias set.  Update the total number
1054    of virtual operands due to aliasing (AI->TOTAL_ALIAS_VOPS).  This
1055    function will make TAG be the unique alias tag for all the
1056    variables in its may-aliases.  So, given:
1057
1058         may-aliases(TAG) = { V1, V2, V3 }
1059
1060    This function will group the variables into:
1061
1062         may-aliases(V1) = { TAG }
1063         may-aliases(V2) = { TAG }
1064         may-aliases(V2) = { TAG }  */
1065
1066 static void
1067 group_aliases_into (tree tag, sbitmap tag_aliases, struct alias_info *ai)
1068 {
1069   size_t i;
1070   var_ann_t tag_ann = var_ann (tag);
1071   size_t num_tag_refs = VARRAY_UINT (ai->num_references, tag_ann->uid);
1072
1073   EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (tag_aliases, 0, i,
1074     {
1075       tree var = referenced_var (i);
1076       var_ann_t ann = var_ann (var);
1077
1078       /* Make TAG the unique alias of VAR.  */
1079       ann->is_alias_tag = 0;
1080       ann->may_aliases = NULL;
1081
1082       /* Note that VAR and TAG may be the same if the function has no
1083          addressable variables (see the discussion at the end of
1084          setup_pointers_and_addressables).  */
1085       if (var != tag)
1086         add_may_alias (var, tag);
1087
1088       /* Reduce total number of virtual operands contributed
1089          by TAG on behalf of VAR.  Notice that the references to VAR
1090          itself won't be removed.  We will merely replace them with
1091          references to TAG.  */
1092       ai->total_alias_vops -= num_tag_refs;
1093     });
1094
1095   /* We have reduced the number of virtual operands that TAG makes on
1096      behalf of all the variables formerly aliased with it.  However,
1097      we have also "removed" all the virtual operands for TAG itself,
1098      so we add them back.  */
1099   ai->total_alias_vops += num_tag_refs;
1100
1101   /* TAG no longer has any aliases.  */
1102   tag_ann->may_aliases = NULL;
1103 }
1104
1105
1106 /* Group may-aliases sets to reduce the number of virtual operands due
1107    to aliasing.
1108
1109      1- Sort the list of pointers in decreasing number of contributed
1110         virtual operands.
1111
1112      2- Take the first entry in AI->POINTERS and revert the role of
1113         the memory tag and its aliases.  Usually, whenever an aliased
1114         variable Vi is found to alias with a memory tag T, we add Vi
1115         to the may-aliases set for T.  Meaning that after alias
1116         analysis, we will have:
1117
1118                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3, ..., Vn }
1119
1120         This means that every statement that references T, will get 'n'
1121         virtual operands for each of the Vi tags.  But, when alias
1122         grouping is enabled, we make T an alias tag and add it to the
1123         alias set of all the Vi variables:
1124
1125                 may-aliases(V1) = { T }
1126                 may-aliases(V2) = { T }
1127                 ...
1128                 may-aliases(Vn) = { T }
1129
1130         This has two effects: (a) statements referencing T will only get
1131         a single virtual operand, and, (b) all the variables Vi will now
1132         appear to alias each other.  So, we lose alias precision to
1133         improve compile time.  But, in theory, a program with such a high
1134         level of aliasing should not be very optimizable in the first
1135         place.
1136
1137      3- Since variables may be in the alias set of more than one
1138         memory tag, the grouping done in step (2) needs to be extended
1139         to all the memory tags that have a non-empty intersection with
1140         the may-aliases set of tag T.  For instance, if we originally
1141         had these may-aliases sets:
1142
1143                 may-aliases(T) = { V1, V2, V3 }
1144                 may-aliases(R) = { V2, V4 }
1145
1146         In step (2) we would have reverted the aliases for T as:
1147
1148                 may-aliases(V1) = { T }
1149                 may-aliases(V2) = { T }
1150                 may-aliases(V3) = { T }
1151
1152         But note that now V2 is no longer aliased with R.  We could
1153         add R to may-aliases(V2), but we are in the process of
1154         grouping aliases to reduce virtual operands so what we do is
1155         add V4 to the grouping to obtain:
1156
1157                 may-aliases(V1) = { T }
1158                 may-aliases(V2) = { T }
1159                 may-aliases(V3) = { T }
1160                 may-aliases(V4) = { T }
1161
1162      4- If the total number of virtual operands due to aliasing is
1163         still above the threshold set by max-alias-vops, go back to (2).  */
1164
1165 static void
1166 group_aliases (struct alias_info *ai)
1167 {
1168   size_t i;
1169   sbitmap res;
1170
1171   /* Sort the POINTERS array in descending order of contributed
1172      virtual operands.  */
1173   qsort (ai->pointers, ai->num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *),
1174          total_alias_vops_cmp);
1175
1176   res = sbitmap_alloc (num_referenced_vars);
1177
1178   /* For every pointer in AI->POINTERS, reverse the roles of its tag
1179      and the tag's may-aliases set.  */
1180   for (i = 0; i < ai->num_pointers; i++)
1181     {
1182       size_t j;
1183       tree tag1 = var_ann (ai->pointers[i]->var)->type_mem_tag;
1184       sbitmap tag1_aliases = ai->pointers[i]->may_aliases;
1185
1186       /* Skip tags that have been grouped already.  */
1187       if (ai->pointers[i]->grouped_p)
1188         continue;
1189
1190       /* See if TAG1 had any aliases in common with other type tags.
1191          If we find a TAG2 with common aliases with TAG1, add TAG2's
1192          aliases into TAG1.  */
1193       for (j = i + 1; j < ai->num_pointers; j++)
1194         {
1195           sbitmap tag2_aliases = ai->pointers[j]->may_aliases;
1196
1197           sbitmap_a_and_b (res, tag1_aliases, tag2_aliases);
1198           if (sbitmap_first_set_bit (res) >= 0)
1199             {
1200               tree tag2 = var_ann (ai->pointers[j]->var)->type_mem_tag;
1201
1202               sbitmap_a_or_b (tag1_aliases, tag1_aliases, tag2_aliases);
1203
1204               /* TAG2 does not need its aliases anymore.  */
1205               sbitmap_zero (tag2_aliases);
1206               var_ann (tag2)->may_aliases = NULL;
1207
1208               /* TAG1 is the unique alias of TAG2.  */
1209               add_may_alias (tag2, tag1);
1210
1211               ai->pointers[j]->grouped_p = true;
1212             }
1213         }
1214
1215       /* Now group all the aliases we collected into TAG1.  */
1216       group_aliases_into (tag1, tag1_aliases, ai);
1217
1218       /* If we've reduced total number of virtual operands below the
1219          threshold, stop.  */
1220       if (ai->total_alias_vops < MAX_ALIASED_VOPS)
1221         break;
1222     }
1223
1224   /* Finally, all the variables that have been grouped cannot be in
1225      the may-alias set of name memory tags.  Suppose that we have
1226      grouped the aliases in this code so that may-aliases(a) = TMT.20
1227
1228         p_5 = &a;
1229         ...
1230         # a_9 = V_MAY_DEF <a_8>
1231         p_5->field = 0
1232         ... Several modifications to TMT.20 ... 
1233         # VUSE <a_9>
1234         x_30 = p_5->field
1235
1236      Since p_5 points to 'a', the optimizers will try to propagate 0
1237      into p_5->field, but that is wrong because there have been
1238      modifications to 'TMT.20' in between.  To prevent this we have to
1239      replace 'a' with 'TMT.20' in the name tag of p_5.  */
1240   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (ai->processed_ptrs); i++)
1241     {
1242       size_t j;
1243       tree ptr = VARRAY_TREE (ai->processed_ptrs, i);
1244       tree name_tag = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr)->name_mem_tag;
1245       varray_type aliases;
1246       
1247       if (name_tag == NULL_TREE)
1248         continue;
1249
1250       aliases = var_ann (name_tag)->may_aliases;
1251       for (j = 0; aliases && j < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); j++)
1252         {
1253           tree alias = VARRAY_TREE (aliases, j);
1254           var_ann_t ann = var_ann (alias);
1255
1256           if (ann->mem_tag_kind == NOT_A_TAG && ann->may_aliases)
1257             {
1258               tree new_alias;
1259
1260               gcc_assert (VARRAY_ACTIVE_SIZE (ann->may_aliases) == 1);
1261
1262               new_alias = VARRAY_TREE (ann->may_aliases, 0);
1263               replace_may_alias (name_tag, j, new_alias);
1264             }
1265         }
1266     }
1267
1268   sbitmap_free (res);
1269
1270   if (dump_file)
1271     fprintf (dump_file,
1272              "%s: Total number of aliased vops after grouping: %ld%s\n",
1273              get_name (current_function_decl),
1274              ai->total_alias_vops,
1275              (ai->total_alias_vops < 0) ? " (negative values are OK)" : "");
1276 }
1277
1278
1279 /* Create a new alias set entry for VAR in AI->ADDRESSABLE_VARS.  */
1280
1281 static void
1282 create_alias_map_for (tree var, struct alias_info *ai)
1283 {
1284   struct alias_map_d *alias_map;
1285   alias_map = xcalloc (1, sizeof (*alias_map));
1286   alias_map->var = var;
1287   alias_map->set = get_alias_set (var);
1288   ai->addressable_vars[ai->num_addressable_vars++] = alias_map;
1289 }
1290
1291
1292 /* Create memory tags for all the dereferenced pointers and build the
1293    ADDRESSABLE_VARS and POINTERS arrays used for building the may-alias
1294    sets.  Based on the address escape and points-to information collected
1295    earlier, this pass will also clear the TREE_ADDRESSABLE flag from those
1296    variables whose address is not needed anymore.  */
1297
1298 static void
1299 setup_pointers_and_addressables (struct alias_info *ai)
1300 {
1301   size_t i, n_vars, num_addressable_vars, num_pointers;
1302
1303   /* Size up the arrays ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  */
1304   num_addressable_vars = num_pointers = 0;
1305   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
1306     {
1307       tree var = referenced_var (i);
1308
1309       if (may_be_aliased (var))
1310         num_addressable_vars++;
1311
1312       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1313         {
1314           /* Since we don't keep track of volatile variables, assume that
1315              these pointers are used in indirect store operations.  */
1316           if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
1317             bitmap_set_bit (ai->dereferenced_ptrs_store, var_ann (var)->uid);
1318
1319           num_pointers++;
1320         }
1321     }
1322
1323   /* Create ADDRESSABLE_VARS and POINTERS.  Note that these arrays are
1324      always going to be slightly bigger than we actually need them
1325      because some TREE_ADDRESSABLE variables will be marked
1326      non-addressable below and only pointers with unique type tags are
1327      going to be added to POINTERS.  */
1328   ai->addressable_vars = xcalloc (num_addressable_vars,
1329                                   sizeof (struct alias_map_d *));
1330   ai->pointers = xcalloc (num_pointers, sizeof (struct alias_map_d *));
1331   ai->num_addressable_vars = 0;
1332   ai->num_pointers = 0;
1333
1334   /* Since we will be creating type memory tags within this loop, cache the
1335      value of NUM_REFERENCED_VARS to avoid processing the additional tags
1336      unnecessarily.  */
1337   n_vars = num_referenced_vars;
1338
1339   for (i = 0; i < n_vars; i++)
1340     {
1341       tree var = referenced_var (i);
1342       var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1343
1344       /* Name memory tags already have flow-sensitive aliasing
1345          information, so they need not be processed by
1346          compute_flow_insensitive_aliasing.  Similarly, type memory
1347          tags are already accounted for when we process their
1348          associated pointer.  */
1349       if (v_ann->mem_tag_kind != NOT_A_TAG)
1350         continue;
1351
1352       /* Remove the ADDRESSABLE flag from every addressable variable whose
1353          address is not needed anymore.  This is caused by the propagation
1354          of ADDR_EXPR constants into INDIRECT_REF expressions and the
1355          removal of dead pointer assignments done by the early scalar
1356          cleanup passes.  */
1357       if (TREE_ADDRESSABLE (var))
1358         {
1359           if (!bitmap_bit_p (ai->addresses_needed, v_ann->uid)
1360               && v_ann->mem_tag_kind == NOT_A_TAG
1361               && TREE_CODE (var) != RESULT_DECL
1362               && !is_global_var (var))
1363             {
1364               /* The address of VAR is not needed, remove the
1365                  addressable bit, so that it can be optimized as a
1366                  regular variable.  */
1367               mark_non_addressable (var);
1368
1369               /* Since VAR is now a regular GIMPLE register, we will need
1370                  to rename VAR into SSA afterwards.  */
1371               bitmap_set_bit (vars_to_rename, v_ann->uid);
1372             }
1373           else
1374             {
1375               /* Add the variable to the set of addressables.  Mostly
1376                  used when scanning operands for ASM_EXPRs that
1377                  clobber memory.  In those cases, we need to clobber
1378                  all call-clobbered variables and all addressables.  */
1379               bitmap_set_bit (addressable_vars, v_ann->uid);
1380             }
1381         }
1382
1383       /* Global variables and addressable locals may be aliased.  Create an
1384          entry in ADDRESSABLE_VARS for VAR.  */
1385       if (may_be_aliased (var))
1386         {
1387           create_alias_map_for (var, ai);
1388           bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (var)->uid);
1389         }
1390
1391       /* Add pointer variables that have been dereferenced to the POINTERS
1392          array and create a type memory tag for them.  */
1393       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
1394         {
1395           if ((bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid)
1396                 || bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_load, v_ann->uid)))
1397             {
1398               tree tag;
1399               var_ann_t t_ann;
1400
1401               /* If pointer VAR still doesn't have a memory tag
1402                  associated with it, create it now or re-use an
1403                  existing one.  */
1404               tag = get_tmt_for (var, ai);
1405               t_ann = var_ann (tag);
1406
1407               /* The type tag will need to be renamed into SSA
1408                  afterwards. Note that we cannot do this inside
1409                  get_tmt_for because aliasing may run multiple times
1410                  and we only create type tags the first time.  */
1411               bitmap_set_bit (vars_to_rename, t_ann->uid);
1412
1413               /* Associate the tag with pointer VAR.  */
1414               v_ann->type_mem_tag = tag;
1415
1416               /* If pointer VAR has been used in a store operation,
1417                  then its memory tag must be marked as written-to.  */
1418               if (bitmap_bit_p (ai->dereferenced_ptrs_store, v_ann->uid))
1419                 bitmap_set_bit (ai->written_vars, t_ann->uid);
1420
1421               /* If pointer VAR is a global variable or a PARM_DECL,
1422                  then its memory tag should be considered a global
1423                  variable.  */
1424               if (TREE_CODE (var) == PARM_DECL || is_global_var (var))
1425                 mark_call_clobbered (tag);
1426
1427               /* All the dereferences of pointer VAR count as
1428                  references of TAG.  Since TAG can be associated with
1429                  several pointers, add the dereferences of VAR to the
1430                  TAG.  We may need to grow AI->NUM_REFERENCES because
1431                  we have been adding name and type tags.  */
1432               if (t_ann->uid >= VARRAY_SIZE (ai->num_references))
1433                 VARRAY_GROW (ai->num_references, t_ann->uid + 10);
1434
1435               VARRAY_UINT (ai->num_references, t_ann->uid)
1436                 += VARRAY_UINT (ai->num_references, v_ann->uid);
1437             }
1438           else
1439             {
1440               /* The pointer has not been dereferenced.  If it had a
1441                  type memory tag, remove it and mark the old tag for
1442                  renaming to remove it out of the IL.  */
1443               var_ann_t ann = var_ann (var);
1444               tree tag = ann->type_mem_tag;
1445               if (tag)
1446                 {
1447                   bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (tag)->uid);
1448                   ann->type_mem_tag = NULL_TREE;
1449                 }
1450             }
1451         }
1452     }
1453 }
1454
1455
1456 /* Determine whether to use .GLOBAL_VAR to model call clobbering semantics. At
1457    every call site, we need to emit V_MAY_DEF expressions to represent the
1458    clobbering effects of the call for variables whose address escapes the
1459    current function.
1460
1461    One approach is to group all call-clobbered variables into a single
1462    representative that is used as an alias of every call-clobbered variable
1463    (.GLOBAL_VAR).  This works well, but it ties the optimizer hands because
1464    references to any call clobbered variable is a reference to .GLOBAL_VAR.
1465
1466    The second approach is to emit a clobbering V_MAY_DEF for every 
1467    call-clobbered variable at call sites.  This is the preferred way in terms 
1468    of optimization opportunities but it may create too many V_MAY_DEF operands
1469    if there are many call clobbered variables and function calls in the 
1470    function.
1471
1472    To decide whether or not to use .GLOBAL_VAR we multiply the number of
1473    function calls found by the number of call-clobbered variables.  If that
1474    product is beyond a certain threshold, as determined by the parameterized
1475    values shown below, we use .GLOBAL_VAR.
1476
1477    FIXME.  This heuristic should be improved.  One idea is to use several
1478    .GLOBAL_VARs of different types instead of a single one.  The thresholds
1479    have been derived from a typical bootstrap cycle, including all target
1480    libraries. Compile times were found increase by ~1% compared to using
1481    .GLOBAL_VAR.  */
1482
1483 static void
1484 maybe_create_global_var (struct alias_info *ai)
1485 {
1486   size_t i, n_clobbered;
1487   bitmap_iterator bi;
1488   
1489   /* No need to create it, if we have one already.  */
1490   if (global_var == NULL_TREE)
1491     {
1492       /* Count all the call-clobbered variables.  */
1493       n_clobbered = 0;
1494       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
1495         {
1496           n_clobbered++;
1497         }
1498
1499       /* Create .GLOBAL_VAR if we have too many call-clobbered
1500          variables.  We also create .GLOBAL_VAR when there no
1501          call-clobbered variables to prevent code motion
1502          transformations from re-arranging function calls that may
1503          have side effects.  For instance,
1504
1505                 foo ()
1506                 {
1507                   int a = f ();
1508                   g ();
1509                   h (a);
1510                 }
1511
1512          There are no call-clobbered variables in foo(), so it would
1513          be entirely possible for a pass to want to move the call to
1514          f() after the call to g().  If f() has side effects, that
1515          would be wrong.  Creating .GLOBAL_VAR in this case will
1516          insert VDEFs for it and prevent such transformations.  */
1517       if (n_clobbered == 0
1518           || ai->num_calls_found * n_clobbered >= (size_t) GLOBAL_VAR_THRESHOLD)
1519         create_global_var ();
1520     }
1521
1522   /* If the function has calls to clobbering functions and .GLOBAL_VAR has
1523      been created, make it an alias for all call-clobbered variables.  */
1524   if (global_var)
1525     EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (call_clobbered_vars, 0, i, bi)
1526       {
1527         tree var = referenced_var (i);
1528         if (var != global_var)
1529           {
1530              add_may_alias (var, global_var);
1531              bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (var)->uid);
1532           }
1533       }
1534 }
1535
1536
1537 /* Return TRUE if pointer PTR may point to variable VAR.
1538    
1539    MEM_ALIAS_SET is the alias set for the memory location pointed-to by PTR
1540         This is needed because when checking for type conflicts we are
1541         interested in the alias set of the memory location pointed-to by
1542         PTR.  The alias set of PTR itself is irrelevant.
1543    
1544    VAR_ALIAS_SET is the alias set for VAR.  */
1545
1546 static bool
1547 may_alias_p (tree ptr, HOST_WIDE_INT mem_alias_set,
1548              tree var, HOST_WIDE_INT var_alias_set)
1549 {
1550   tree mem;
1551   var_ann_t v_ann, m_ann;
1552
1553   alias_stats.alias_queries++;
1554   alias_stats.simple_queries++;
1555
1556   /* By convention, a variable cannot alias itself.  */
1557   mem = var_ann (ptr)->type_mem_tag;
1558   if (mem == var)
1559     {
1560       alias_stats.alias_noalias++;
1561       alias_stats.simple_resolved++;
1562       return false;
1563     }
1564
1565   v_ann = var_ann (var);
1566   m_ann = var_ann (mem);
1567
1568   gcc_assert (m_ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG);
1569
1570   alias_stats.tbaa_queries++;
1571
1572   /* If VAR is a pointer with the same alias set as PTR, then dereferencing
1573      PTR can't possibly affect VAR.  Note, that we are specifically testing
1574      for PTR's alias set here, not its pointed-to type.  We also can't
1575      do this check with relaxed aliasing enabled.  */
1576   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var))
1577       && var_alias_set != 0
1578       && mem_alias_set != 0)
1579     {
1580       HOST_WIDE_INT ptr_alias_set = get_alias_set (ptr);
1581       if (ptr_alias_set == var_alias_set)
1582         {
1583           alias_stats.alias_noalias++;
1584           alias_stats.tbaa_resolved++;
1585           return false;
1586         }
1587     }
1588
1589   /* If the alias sets don't conflict then MEM cannot alias VAR.  */
1590   if (!alias_sets_conflict_p (mem_alias_set, var_alias_set))
1591     {
1592       alias_stats.alias_noalias++;
1593       alias_stats.tbaa_resolved++;
1594       return false;
1595     }
1596
1597   alias_stats.alias_mayalias++;
1598   return true;
1599 }
1600
1601
1602 /* Add ALIAS to the set of variables that may alias VAR.  */
1603
1604 static void
1605 add_may_alias (tree var, tree alias)
1606 {
1607   size_t i;
1608   var_ann_t v_ann = get_var_ann (var);
1609   var_ann_t a_ann = get_var_ann (alias);
1610
1611   gcc_assert (var != alias);
1612
1613   if (v_ann->may_aliases == NULL)
1614     VARRAY_TREE_INIT (v_ann->may_aliases, 2, "aliases");
1615
1616   /* Avoid adding duplicates.  */
1617   for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (v_ann->may_aliases); i++)
1618     if (alias == VARRAY_TREE (v_ann->may_aliases, i))
1619       return;
1620
1621   /* If VAR is a call-clobbered variable, so is its new ALIAS.
1622      FIXME, call-clobbering should only depend on whether an address
1623      escapes.  It should be independent of aliasing.  */
1624   if (is_call_clobbered (var))
1625     mark_call_clobbered (alias);
1626
1627   /* Likewise.  If ALIAS is call-clobbered, so is VAR.  */
1628   else if (is_call_clobbered (alias))
1629     mark_call_clobbered (var);
1630
1631   VARRAY_PUSH_TREE (v_ann->may_aliases, alias);
1632   a_ann->is_alias_tag = 1;
1633 }
1634
1635
1636 /* Replace alias I in the alias sets of VAR with NEW_ALIAS.  */
1637
1638 static void
1639 replace_may_alias (tree var, size_t i, tree new_alias)
1640 {
1641   var_ann_t v_ann = var_ann (var);
1642   VARRAY_TREE (v_ann->may_aliases, i) = new_alias;
1643
1644   /* If VAR is a call-clobbered variable, so is NEW_ALIAS.
1645      FIXME, call-clobbering should only depend on whether an address
1646      escapes.  It should be independent of aliasing.  */
1647   if (is_call_clobbered (var))
1648     mark_call_clobbered (new_alias);
1649
1650   /* Likewise.  If NEW_ALIAS is call-clobbered, so is VAR.  */
1651   else if (is_call_clobbered (new_alias))
1652     mark_call_clobbered (var);
1653 }
1654
1655
1656 /* Mark pointer PTR as pointing to an arbitrary memory location.  */
1657
1658 static void
1659 set_pt_anything (tree ptr)
1660 {
1661   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
1662
1663   pi->pt_anything = 1;
1664   pi->pt_malloc = 0;
1665
1666   /* The pointer used to have a name tag, but we now found it pointing
1667      to an arbitrary location.  The name tag needs to be renamed and
1668      disassociated from PTR.  */
1669   if (pi->name_mem_tag)
1670     {
1671       bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (pi->name_mem_tag)->uid);
1672       pi->name_mem_tag = NULL_TREE;
1673     }
1674 }
1675
1676
1677 /* Mark pointer PTR as pointing to a malloc'd memory area.  */
1678
1679 static void
1680 set_pt_malloc (tree ptr)
1681 {
1682   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
1683
1684   /* If the pointer has already been found to point to arbitrary
1685      memory locations, it is unsafe to mark it as pointing to malloc.  */
1686   if (pi->pt_anything)
1687     return;
1688
1689   pi->pt_malloc = 1;
1690 }
1691
1692
1693 /* Given two pointers DEST and ORIG.  Merge the points-to information in
1694    ORIG into DEST.  AI is as in collect_points_to_info.  */
1695
1696 static void
1697 merge_pointed_to_info (struct alias_info *ai, tree dest, tree orig)
1698 {
1699   struct ptr_info_def *dest_pi, *orig_pi;
1700
1701   /* Make sure we have points-to information for ORIG.  */
1702   collect_points_to_info_for (ai, orig);
1703
1704   dest_pi = get_ptr_info (dest);
1705   orig_pi = SSA_NAME_PTR_INFO (orig);
1706
1707   if (orig_pi)
1708     {
1709       /* Notice that we never merge PT_MALLOC.  This attribute is only
1710          true if the pointer is the result of a malloc() call.
1711          Otherwise, we can end up in this situation:
1712
1713          P_i = malloc ();
1714          ...
1715          P_j = P_i + X;
1716
1717          P_j would be marked as PT_MALLOC, which is wrong because
1718          PT_MALLOC implies that the pointer may not point to another
1719          variable.
1720
1721          FIXME 1: Subsequent analysis may determine that P_j
1722          cannot alias anything else, but we are being conservative
1723          here.
1724
1725          FIXME 2: If the merging comes from a copy assignment, we
1726          ought to merge PT_MALLOC, but then both pointers would end up
1727          getting different name tags because create_name_tags is not
1728          smart enough to determine that the two come from the same
1729          malloc call.  Copy propagation before aliasing should cure
1730          this.  */
1731       dest_pi->pt_malloc = 0;
1732
1733       if (orig_pi->pt_malloc || orig_pi->pt_anything)
1734         set_pt_anything (dest);
1735
1736       if (!dest_pi->pt_anything
1737           && orig_pi->pt_vars
1738           && bitmap_first_set_bit (orig_pi->pt_vars) >= 0)
1739         {
1740           if (dest_pi->pt_vars == NULL)
1741             {
1742               dest_pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
1743               bitmap_copy (dest_pi->pt_vars, orig_pi->pt_vars);
1744             }
1745           else
1746             bitmap_a_or_b (dest_pi->pt_vars,
1747                            dest_pi->pt_vars,
1748                            orig_pi->pt_vars);
1749         }
1750     }
1751   else
1752     set_pt_anything (dest);
1753 }
1754
1755
1756 /* Add VALUE to the list of expressions pointed-to by PTR.  */
1757
1758 static void
1759 add_pointed_to_expr (tree ptr, tree value)
1760 {
1761   if (TREE_CODE (value) == WITH_SIZE_EXPR)
1762     value = TREE_OPERAND (value, 0);
1763
1764   /* Pointer variables should have been handled by merge_pointed_to_info.  */
1765   gcc_assert (TREE_CODE (value) != SSA_NAME
1766               || !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (value)));
1767
1768   get_ptr_info (ptr);
1769
1770   /* If VALUE is the result of a malloc-like call, then the area pointed to
1771      PTR is guaranteed to not alias with anything else.  */
1772   if (TREE_CODE (value) == CALL_EXPR
1773       && (call_expr_flags (value) & (ECF_MALLOC | ECF_MAY_BE_ALLOCA)))
1774     set_pt_malloc (ptr);
1775   else
1776     set_pt_anything (ptr);
1777
1778   if (dump_file)
1779     {
1780       struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
1781
1782       fprintf (dump_file, "Pointer ");
1783       print_generic_expr (dump_file, ptr, dump_flags);
1784       fprintf (dump_file, " points to ");
1785       if (pi->pt_malloc)
1786         fprintf (dump_file, "malloc space: ");
1787       else
1788         fprintf (dump_file, "an arbitrary address: ");
1789       print_generic_expr (dump_file, value, dump_flags);
1790       fprintf (dump_file, "\n");
1791     }
1792 }
1793
1794
1795 /* If VALUE is of the form &DECL, add DECL to the set of variables
1796    pointed-to by PTR.  Otherwise, add VALUE as a pointed-to expression by
1797    PTR.  AI is as in collect_points_to_info.  */
1798
1799 static void
1800 add_pointed_to_var (struct alias_info *ai, tree ptr, tree value)
1801 {
1802   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
1803   tree pt_var;
1804   size_t uid;
1805
1806   gcc_assert (TREE_CODE (value) == ADDR_EXPR);
1807
1808   pt_var = TREE_OPERAND (value, 0);
1809   if (REFERENCE_CLASS_P (pt_var))
1810     pt_var = get_base_address (pt_var);
1811
1812   if (pt_var && SSA_VAR_P (pt_var))
1813     {
1814       uid = var_ann (pt_var)->uid;
1815       bitmap_set_bit (ai->addresses_needed, uid);
1816
1817       if (pi->pt_vars == NULL)
1818         pi->pt_vars = BITMAP_GGC_ALLOC ();
1819       bitmap_set_bit (pi->pt_vars, uid);
1820
1821       /* If the variable is a global, mark the pointer as pointing to
1822          global memory (which will make its tag a global variable).  */
1823       if (is_global_var (pt_var))
1824         pi->pt_global_mem = 1;
1825     }
1826 }
1827
1828
1829 /* Callback for walk_use_def_chains to gather points-to information from the
1830    SSA web.
1831    
1832    VAR is an SSA variable or a GIMPLE expression.
1833    
1834    STMT is the statement that generates the SSA variable or, if STMT is a
1835       PHI_NODE, VAR is one of the PHI arguments.
1836
1837    DATA is a pointer to a structure of type ALIAS_INFO.  */
1838
1839 static bool
1840 collect_points_to_info_r (tree var, tree stmt, void *data)
1841 {
1842   struct alias_info *ai = (struct alias_info *) data;
1843
1844   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1845     {
1846       fprintf (dump_file, "Visiting use-def links for ");
1847       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
1848       fprintf (dump_file, "\n");
1849     }
1850
1851   switch (TREE_CODE (stmt))
1852     {
1853     case RETURN_EXPR:
1854       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 0)) != MODIFY_EXPR)
1855         abort ();
1856       stmt = TREE_OPERAND (stmt, 0);
1857       /* FALLTHRU  */
1858
1859     case MODIFY_EXPR:
1860       {
1861         tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
1862         STRIP_NOPS (rhs);
1863
1864         /* Found P_i = ADDR_EXPR  */
1865         if (TREE_CODE (rhs) == ADDR_EXPR)
1866           add_pointed_to_var (ai, var, rhs);
1867
1868         /* Found P_i = Q_j.  */
1869         else if (TREE_CODE (rhs) == SSA_NAME
1870                  && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (rhs)))
1871           merge_pointed_to_info (ai, var, rhs);
1872
1873         /* Found P_i = PLUS_EXPR or P_i = MINUS_EXPR  */
1874         else if (TREE_CODE (rhs) == PLUS_EXPR
1875                  || TREE_CODE (rhs) == MINUS_EXPR)
1876           {
1877             tree op0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
1878             tree op1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
1879             
1880             /* Both operands may be of pointer type.  FIXME: Shouldn't
1881                we just expect PTR + OFFSET always?  */
1882             if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1883                 && TREE_CODE (op0) != INTEGER_CST)
1884               {
1885                 if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1886                   merge_pointed_to_info (ai, var, op0);
1887                 else if (TREE_CODE (op0) == ADDR_EXPR)
1888                   add_pointed_to_var (ai, var, op0);
1889                 else
1890                   add_pointed_to_expr (var, op0);
1891               }
1892
1893             if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1))
1894                 && TREE_CODE (op1) != INTEGER_CST)
1895               {
1896                 if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
1897                   merge_pointed_to_info (ai, var, op1);
1898                 else if (TREE_CODE (op1) == ADDR_EXPR)
1899                   add_pointed_to_var (ai, var, op1);
1900                 else
1901                   add_pointed_to_expr (var, op1);
1902               }
1903
1904             /* Neither operand is a pointer?  VAR can be pointing
1905                anywhere.  FIXME: Is this right?  If we get here, we
1906                found PTR = INT_CST + INT_CST.  */
1907             if (!(POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1908                   && TREE_CODE (op0) != INTEGER_CST)
1909                 && !(POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1))
1910                      && TREE_CODE (op1) != INTEGER_CST))
1911               add_pointed_to_expr (var, rhs);
1912           }
1913
1914         /* Something else.  */
1915         else
1916           add_pointed_to_expr (var, rhs);
1917         break;
1918       }
1919     case ASM_EXPR:
1920       /* Pointers defined by __asm__ statements can point anywhere.  */
1921       set_pt_anything (var);
1922       break;
1923
1924     case NOP_EXPR:
1925       if (IS_EMPTY_STMT (stmt))
1926         {
1927           tree decl = SSA_NAME_VAR (var);
1928           
1929           if (TREE_CODE (decl) == PARM_DECL)
1930             add_pointed_to_expr (var, decl);
1931           else if (DECL_INITIAL (decl))
1932             add_pointed_to_var (ai, var, DECL_INITIAL (decl));
1933           else
1934             add_pointed_to_expr (var, decl);
1935         }
1936       break;
1937     case PHI_NODE:
1938       {
1939         /* It STMT is a PHI node, then VAR is one of its arguments.  The
1940            variable that we are analyzing is the LHS of the PHI node.  */
1941         tree lhs = PHI_RESULT (stmt);
1942
1943         switch (TREE_CODE (var))
1944           {
1945           case ADDR_EXPR:
1946             add_pointed_to_var (ai, lhs, var);
1947             break;
1948             
1949           case SSA_NAME:
1950             merge_pointed_to_info (ai, lhs, var);
1951             break;
1952             
1953           default:
1954             gcc_assert (is_gimple_min_invariant (var));
1955             add_pointed_to_expr (lhs, var);
1956             break;
1957           }
1958         break;
1959       }
1960     default:
1961       gcc_unreachable ();
1962     }
1963   
1964   return false;
1965 }
1966
1967
1968 /* Return true if STMT is an "escape" site from the current function.  Escape
1969    sites those statements which might expose the address of a variable
1970    outside the current function.  STMT is an escape site iff:
1971
1972         1- STMT is a function call, or
1973         2- STMT is an __asm__ expression, or
1974         3- STMT is an assignment to a non-local variable, or
1975         4- STMT is a return statement.
1976
1977    If NUM_CALLS_P is not NULL, the counter is incremented if STMT contains
1978    a function call.  */
1979
1980 static bool
1981 is_escape_site (tree stmt, size_t *num_calls_p)
1982 {
1983   if (get_call_expr_in (stmt) != NULL_TREE)
1984     {
1985       if (num_calls_p)
1986         (*num_calls_p)++;
1987
1988       return true;
1989     }
1990   else if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR)
1991     return true;
1992   else if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
1993     {
1994       tree lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
1995
1996       /* Get to the base of _REF nodes.  */
1997       if (TREE_CODE (lhs) != SSA_NAME)
1998         lhs = get_base_address (lhs);
1999
2000       /* If we couldn't recognize the LHS of the assignment, assume that it
2001          is a non-local store.  */
2002       if (lhs == NULL_TREE)
2003         return true;
2004
2005       /* If the LHS is an SSA name, it can't possibly represent a non-local
2006          memory store.  */
2007       if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME)
2008         return false;
2009
2010       /* FIXME: LHS is not an SSA_NAME.  Even if it's an assignment to a
2011          local variables we cannot be sure if it will escape, because we
2012          don't have information about objects not in SSA form.  Need to
2013          implement something along the lines of
2014
2015          J.-D. Choi, M. Gupta, M. J. Serrano, V. C. Sreedhar, and S. P.
2016          Midkiff, ``Escape analysis for java,'' in Proceedings of the
2017          Conference on Object-Oriented Programming Systems, Languages, and
2018          Applications (OOPSLA), pp. 1-19, 1999.  */
2019       return true;
2020     }
2021   else if (TREE_CODE (stmt) == RETURN_EXPR)
2022     return true;
2023
2024   return false;
2025 }
2026
2027
2028 /* Create a new memory tag of type TYPE.  If IS_TYPE_TAG is true, the tag
2029    is considered to represent all the pointers whose pointed-to types are
2030    in the same alias set class.  Otherwise, the tag represents a single
2031    SSA_NAME pointer variable.  */
2032
2033 static tree
2034 create_memory_tag (tree type, bool is_type_tag)
2035 {
2036   var_ann_t ann;
2037   tree tag = create_tmp_var_raw (type, (is_type_tag) ? "TMT" : "NMT");
2038
2039   /* By default, memory tags are local variables.  Alias analysis will
2040      determine whether they should be considered globals.  */
2041   DECL_CONTEXT (tag) = current_function_decl;
2042
2043   /* Memory tags are by definition addressable.  This also prevents
2044      is_gimple_ref frome confusing memory tags with optimizable
2045      variables.  */
2046   TREE_ADDRESSABLE (tag) = 1;
2047
2048   ann = get_var_ann (tag);
2049   ann->mem_tag_kind = (is_type_tag) ? TYPE_TAG : NAME_TAG;
2050   ann->type_mem_tag = NULL_TREE;
2051
2052   /* Add the tag to the symbol table.  */
2053   add_referenced_tmp_var (tag);
2054
2055   return tag;
2056 }
2057
2058
2059 /* Create a name memory tag to represent a specific SSA_NAME pointer P_i.
2060    This is used if P_i has been found to point to a specific set of
2061    variables or to a non-aliased memory location like the address returned
2062    by malloc functions.  */
2063
2064 static tree
2065 get_nmt_for (tree ptr)
2066 {
2067   struct ptr_info_def *pi = get_ptr_info (ptr);
2068   tree tag = pi->name_mem_tag;
2069
2070   if (tag == NULL_TREE)
2071     tag = create_memory_tag (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr)), false);
2072
2073   /* If PTR is a PARM_DECL, it points to a global variable or malloc,
2074      then its name tag should be considered a global variable.  */
2075   if (TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (ptr)) == PARM_DECL
2076       || pi->pt_malloc
2077       || pi->pt_global_mem)
2078     mark_call_clobbered (tag);
2079
2080   return tag;
2081 }
2082
2083
2084 /* Return the type memory tag associated to pointer PTR.  A memory tag is an
2085    artificial variable that represents the memory location pointed-to by
2086    PTR.  It is used to model the effects of pointer de-references on
2087    addressable variables.
2088    
2089    AI points to the data gathered during alias analysis.  This function
2090    populates the array AI->POINTERS.  */
2091
2092 static tree
2093 get_tmt_for (tree ptr, struct alias_info *ai)
2094 {
2095   size_t i;
2096   tree tag;
2097   tree tag_type = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ptr));
2098   HOST_WIDE_INT tag_set = get_alias_set (tag_type);
2099
2100   /* To avoid creating unnecessary memory tags, only create one memory tag
2101      per alias set class.  Note that it may be tempting to group
2102      memory tags based on conflicting alias sets instead of
2103      equivalence.  That would be wrong because alias sets are not
2104      necessarily transitive (as demonstrated by the libstdc++ test
2105      23_containers/vector/cons/4.cc).  Given three alias sets A, B, C
2106      such that conflicts (A, B) == true and conflicts (A, C) == true,
2107      it does not necessarily follow that conflicts (B, C) == true.  */
2108   for (i = 0, tag = NULL_TREE; i < ai->num_pointers; i++)
2109     {
2110       struct alias_map_d *curr = ai->pointers[i];
2111       if (tag_set == curr->set)
2112         {
2113           tag = var_ann (curr->var)->type_mem_tag;
2114           break;
2115         }
2116     }
2117
2118   /* If VAR cannot alias with any of the existing memory tags, create a new
2119      tag for PTR and add it to the POINTERS array.  */
2120   if (tag == NULL_TREE)
2121     {
2122       struct alias_map_d *alias_map;
2123
2124       /* If PTR did not have a type tag already, create a new TMT.*
2125          artificial variable representing the memory location
2126          pointed-to by PTR.  */
2127       if (var_ann (ptr)->type_mem_tag == NULL_TREE)
2128         tag = create_memory_tag (tag_type, true);
2129       else
2130         tag = var_ann (ptr)->type_mem_tag;
2131
2132       /* Add PTR to the POINTERS array.  Note that we are not interested in
2133          PTR's alias set.  Instead, we cache the alias set for the memory that
2134          PTR points to.  */
2135       alias_map = xcalloc (1, sizeof (*alias_map));
2136       alias_map->var = ptr;
2137       alias_map->set = tag_set;
2138       ai->pointers[ai->num_pointers++] = alias_map;
2139     }
2140
2141   /* If the pointed-to type is volatile, so is the tag.  */
2142   TREE_THIS_VOLATILE (tag) |= TREE_THIS_VOLATILE (tag_type);
2143
2144   /* Make sure that the type tag has the same alias set as the
2145      pointed-to type.  */
2146   gcc_assert (tag_set == get_alias_set (tag));
2147
2148   return tag;
2149 }
2150
2151
2152 /* Create GLOBAL_VAR, an artificial global variable to act as a
2153    representative of all the variables that may be clobbered by function
2154    calls.  */
2155
2156 static void
2157 create_global_var (void)
2158 {
2159   global_var = build_decl (VAR_DECL, get_identifier (".GLOBAL_VAR"),
2160                            size_type_node);
2161   DECL_ARTIFICIAL (global_var) = 1;
2162   TREE_READONLY (global_var) = 0;
2163   DECL_EXTERNAL (global_var) = 1;
2164   TREE_STATIC (global_var) = 1;
2165   TREE_USED (global_var) = 1;
2166   DECL_CONTEXT (global_var) = NULL_TREE;
2167   TREE_THIS_VOLATILE (global_var) = 0;
2168   TREE_ADDRESSABLE (global_var) = 0;
2169
2170   add_referenced_tmp_var (global_var);
2171   bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (global_var)->uid);
2172 }
2173
2174
2175 /* Dump alias statistics on FILE.  */
2176
2177 static void 
2178 dump_alias_stats (FILE *file)
2179 {
2180   const char *funcname
2181     = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2182   fprintf (file, "\nAlias statistics for %s\n\n", funcname);
2183   fprintf (file, "Total alias queries:\t%u\n", alias_stats.alias_queries);
2184   fprintf (file, "Total alias mayalias results:\t%u\n", 
2185            alias_stats.alias_mayalias);
2186   fprintf (file, "Total alias noalias results:\t%u\n",
2187            alias_stats.alias_noalias);
2188   fprintf (file, "Total simple queries:\t%u\n",
2189            alias_stats.simple_queries);
2190   fprintf (file, "Total simple resolved:\t%u\n",
2191            alias_stats.simple_resolved);
2192   fprintf (file, "Total TBAA queries:\t%u\n",
2193            alias_stats.tbaa_queries);
2194   fprintf (file, "Total TBAA resolved:\t%u\n",
2195            alias_stats.tbaa_resolved);
2196 }
2197   
2198
2199 /* Dump alias information on FILE.  */
2200
2201 void
2202 dump_alias_info (FILE *file)
2203 {
2204   size_t i;
2205   const char *funcname
2206     = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2207
2208   fprintf (file, "\nFlow-insensitive alias information for %s\n\n", funcname);
2209
2210   fprintf (file, "Aliased symbols\n\n");
2211   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2212     {
2213       tree var = referenced_var (i);
2214       if (may_be_aliased (var))
2215         dump_variable (file, var);
2216     }
2217
2218   fprintf (file, "\nDereferenced pointers\n\n");
2219   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2220     {
2221       tree var = referenced_var (i);
2222       var_ann_t ann = var_ann (var);
2223       if (ann->type_mem_tag)
2224         dump_variable (file, var);
2225     }
2226
2227   fprintf (file, "\nType memory tags\n\n");
2228   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2229     {
2230       tree var = referenced_var (i);
2231       var_ann_t ann = var_ann (var);
2232       if (ann->mem_tag_kind == TYPE_TAG)
2233         dump_variable (file, var);
2234     }
2235
2236   fprintf (file, "\n\nFlow-sensitive alias information for %s\n\n", funcname);
2237
2238   fprintf (file, "SSA_NAME pointers\n\n");
2239   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
2240     {
2241       tree ptr = ssa_name (i);
2242       struct ptr_info_def *pi;
2243       
2244       if (ptr == NULL_TREE)
2245         continue;
2246
2247       pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2248       if (!SSA_NAME_IN_FREE_LIST (ptr)
2249           && pi
2250           && pi->name_mem_tag)
2251         dump_points_to_info_for (file, ptr);
2252     }
2253
2254   fprintf (file, "\nName memory tags\n\n");
2255   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2256     {
2257       tree var = referenced_var (i);
2258       var_ann_t ann = var_ann (var);
2259       if (ann->mem_tag_kind == NAME_TAG)
2260         dump_variable (file, var);
2261     }
2262
2263   fprintf (file, "\n");
2264 }
2265
2266
2267 /* Dump alias information on stderr.  */
2268
2269 void
2270 debug_alias_info (void)
2271 {
2272   dump_alias_info (stderr);
2273 }
2274
2275
2276 /* Return the alias information associated with pointer T.  It creates a
2277    new instance if none existed.  */
2278
2279 static struct ptr_info_def *
2280 get_ptr_info (tree t)
2281 {
2282   struct ptr_info_def *pi;
2283
2284   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (t)));
2285
2286   pi = SSA_NAME_PTR_INFO (t);
2287   if (pi == NULL)
2288     {
2289       pi = ggc_alloc (sizeof (*pi));
2290       memset ((void *)pi, 0, sizeof (*pi));
2291       SSA_NAME_PTR_INFO (t) = pi;
2292     }
2293
2294   return pi;
2295 }
2296
2297
2298 /* Dump points-to information for SSA_NAME PTR into FILE.  */
2299
2300 void
2301 dump_points_to_info_for (FILE *file, tree ptr)
2302 {
2303   struct ptr_info_def *pi = SSA_NAME_PTR_INFO (ptr);
2304
2305   print_generic_expr (file, ptr, dump_flags);
2306
2307   if (pi)
2308     {
2309       if (pi->name_mem_tag)
2310         {
2311           fprintf (file, ", name memory tag: ");
2312           print_generic_expr (file, pi->name_mem_tag, dump_flags);
2313         }
2314
2315       if (pi->is_dereferenced)
2316         fprintf (file, ", is dereferenced");
2317
2318       if (pi->value_escapes_p)
2319         fprintf (file, ", its value escapes");
2320
2321       if (pi->pt_anything)
2322         fprintf (file, ", points-to anything");
2323
2324       if (pi->pt_malloc)
2325         fprintf (file, ", points-to malloc");
2326
2327       if (pi->pt_vars)
2328         {
2329           unsigned ix;
2330           bitmap_iterator bi;
2331
2332           fprintf (file, ", points-to vars: { ");
2333           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pi->pt_vars, 0, ix, bi)
2334             {
2335               print_generic_expr (file, referenced_var (ix), dump_flags);
2336               fprintf (file, " ");
2337             }
2338           fprintf (file, "}");
2339         }
2340     }
2341
2342   fprintf (file, "\n");
2343 }
2344
2345
2346 /* Dump points-to information for VAR into stderr.  */
2347
2348 void
2349 debug_points_to_info_for (tree var)
2350 {
2351   dump_points_to_info_for (stderr, var);
2352 }
2353
2354
2355 /* Dump points-to information into FILE.  NOTE: This function is slow, as
2356    it needs to traverse the whole CFG looking for pointer SSA_NAMEs.  */
2357
2358 void
2359 dump_points_to_info (FILE *file)
2360 {
2361   basic_block bb;
2362   block_stmt_iterator si;
2363   size_t i;
2364   ssa_op_iter iter;
2365   const char *fname =
2366     lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
2367
2368   fprintf (file, "\n\nPointed-to sets for pointers in %s\n\n", fname);
2369
2370   /* First dump points-to information for the default definitions of
2371      pointer variables.  This is necessary because default definitions are
2372      not part of the code.  */
2373   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
2374     {
2375       tree var = referenced_var (i);
2376       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2377         {
2378           var_ann_t ann = var_ann (var);
2379           if (ann->default_def)
2380             dump_points_to_info_for (file, ann->default_def);
2381         }
2382     }
2383
2384   /* Dump points-to information for every pointer defined in the program.  */
2385   FOR_EACH_BB (bb)
2386     {
2387       tree phi;
2388
2389       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2390         {
2391           tree ptr = PHI_RESULT (phi);
2392           if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (ptr)))
2393             dump_points_to_info_for (file, ptr);
2394         }
2395
2396         for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
2397           {
2398             tree stmt = bsi_stmt (si);
2399             tree def;
2400             FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
2401               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (def)))
2402                 dump_points_to_info_for (file, def);
2403           }
2404     }
2405
2406   fprintf (file, "\n");
2407 }
2408
2409
2410 /* Dump points-to info pointed by PTO into STDERR.  */
2411
2412 void
2413 debug_points_to_info (void)
2414 {
2415   dump_points_to_info (stderr);
2416 }
2417
2418 /* Dump to FILE the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2419
2420 void
2421 dump_may_aliases_for (FILE *file, tree var)
2422 {
2423   varray_type aliases;
2424   
2425   if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
2426     var = SSA_NAME_VAR (var);
2427
2428   aliases = var_ann (var)->may_aliases;
2429   if (aliases)
2430     {
2431       size_t i;
2432       fprintf (file, "{ ");
2433       for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (aliases); i++)
2434         {
2435           print_generic_expr (file, VARRAY_TREE (aliases, i), dump_flags);
2436           fprintf (file, " ");
2437         }
2438       fprintf (file, "}");
2439     }
2440 }
2441
2442
2443 /* Dump to stderr the list of variables that may be aliasing VAR.  */
2444
2445 void
2446 debug_may_aliases_for (tree var)
2447 {
2448   dump_may_aliases_for (stderr, var);
2449 }
2450
2451 /* Return true if VAR may be aliased.  */
2452
2453 bool
2454 may_be_aliased (tree var)
2455 {
2456   /* Obviously.  */
2457   if (TREE_ADDRESSABLE (var))
2458     return true;
2459
2460   /* Globally visible variables can have their addresses taken by other
2461      translation units.  */
2462   if (DECL_EXTERNAL (var) || TREE_PUBLIC (var))
2463     return true;
2464
2465   /* Automatic variables can't have their addresses escape any other way.
2466      This must be after the check for global variables, as extern declarations
2467      do not have TREE_STATIC set.  */
2468   if (!TREE_STATIC (var))
2469     return false;
2470
2471   /* If we're in unit-at-a-time mode, then we must have seen all occurrences
2472      of address-of operators, and so we can trust TREE_ADDRESSABLE.  Otherwise
2473      we can only be sure the variable isn't addressable if it's local to the
2474      current function.  */
2475   if (flag_unit_at_a_time)
2476     return false;
2477   if (decl_function_context (var) == current_function_decl)
2478     return false;
2479
2480   return true;
2481 }
2482