nsz Git - libfirm/blob - ir/ana/irmemory.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief    Memory disambiguator
  23  * @author   Michael Beck
  24  * @date     27.12.2006
  25  * @version  $Id$
  26  */
  27 #include "config.h"
  28
  29 #include <stdlib.h>
  30 #include <stdbool.h>
  31
  32 #include "adt/pmap.h"
  33 #include "irnode_t.h"
  34 #include "irgraph_t.h"
  35 #include "irprog_t.h"
  36 #include "irmemory_t.h"
  37 #include "irmemory.h"
  38 #include "irflag.h"
  39 #include "hashptr.h"
  40 #include "irflag.h"
  41 #include "irouts.h"
  42 #include "irgwalk.h"
  43 #include "irprintf.h"
  44 #include "debug.h"
  45 #include "error.h"
  46 #include "typerep.h"
  47
  48 /** The debug handle. */
  49 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  50 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbgcall = NULL;)
  51
  52 /** The source language specific language disambiguator function. */
  53 static DISAMBIGUATOR_FUNC language_disambuigator = NULL;
  54
  55 /** The global memory disambiguator options. */
  56 static unsigned global_mem_disamgig_opt = aa_opt_no_opt;
  57
  58 /* Returns a human readable name for an alias relation. */
  59 const char *get_ir_alias_relation_name(ir_alias_relation rel) {
  60 #define X(a) case a: return #a
  61         switch (rel) {
  62         X(ir_no_alias);
  63         X(ir_may_alias);
  64         X(ir_sure_alias);
  65         default: assert(0); return "UNKNOWN";
  66         }
  67 #undef X
  68 }
  69
  70 /* Get the memory disambiguator options for a graph. */
  71 unsigned get_irg_memory_disambiguator_options(ir_graph *irg) {
  72         unsigned opt = irg->mem_disambig_opt;
  73         if (opt & aa_opt_inherited)
  74                 return global_mem_disamgig_opt;
  75         return opt;
  76 }  /* get_irg_memory_disambiguator_options */
  77
  78 /*  Set the memory disambiguator options for a graph. */
  79 void set_irg_memory_disambiguator_options(ir_graph *irg, unsigned options) {
  80         irg->mem_disambig_opt = options & ~aa_opt_inherited;
  81 }  /* set_irg_memory_disambiguator_options */
  82
  83 /* Set the global disambiguator options for all graphs not having local options. */
  84 void set_irp_memory_disambiguator_options(unsigned options) {
  85         global_mem_disamgig_opt = options;
  86 }  /* set_irp_memory_disambiguator_options */
  87
  88 /**
  89  * Find the base address and entity of an Sel node.
  90  *
  91  * @param sel  the node
  92  * @param pEnt after return points to the base entity.
  93  *
  94  * @return the base address.
  95  */
  96 static ir_node *find_base_adr(ir_node *sel, ir_entity **pEnt) {
  97         ir_node *ptr = get_Sel_ptr(sel);
  98
  99         while (is_Sel(ptr)) {
 100                 sel = ptr;
 101                 ptr = get_Sel_ptr(sel);
 102         }
 103         *pEnt = get_Sel_entity(sel);
 104         return ptr;
 105 }  /* find_base_adr */
 106
 107 /**
 108  * Check if a given Const node is greater or equal a given size.
 109  *
 110  * @param cns   a Const node
 111  * @param size  a integer size
 112  *
 113  * @return ir_no_alias if the Const is greater, ir_may_alias else
 114  */
 115 static ir_alias_relation check_const(ir_node *cns, int size) {
 116         tarval *tv = get_Const_tarval(cns);
 117         tarval *tv_size;
 118
 119         if (size == 0)
 120                 return tarval_is_null(tv) ? ir_may_alias : ir_no_alias;
 121         tv_size = new_tarval_from_long(size, get_tarval_mode(tv));
 122         return tarval_cmp(tv_size, tv) & (pn_Cmp_Eq|pn_Cmp_Lt) ? ir_no_alias : ir_may_alias;
 123 }  /* check_const */
 124
 125 /**
 126  * Treat idx1 and idx2 as integer indexes and check if they differ always more than size.
 127  *
 128  * @param idx1  a node representing the first index
 129  * @param idx2  a node representing the second index
 130  * @param size  an integer size
 131  *
 132  * @return ir_sure_alias iff idx1 == idx2
 133  *         ir_no_alias iff they ALWAYS differ more than size
 134  *         ir_may_alias else
 135  */
 136 static ir_alias_relation different_index(ir_node *idx1, ir_node *idx2, int size) {
 137         if (idx1 == idx2)
 138                 return ir_sure_alias;
 139         if (is_Const(idx1) && is_Const(idx2)) {
 140                 /* both are const, we can compare them */
 141                 tarval *tv1 = get_Const_tarval(idx1);
 142                 tarval *tv2 = get_Const_tarval(idx2);
 143                 tarval *tv, *tv_size;
 144                 ir_mode *m1, *m2;
 145
 146                 if (size == 0)
 147                         return tv1 == tv2 ? ir_sure_alias : ir_no_alias;
 148
 149                 /* arg, modes may be different */
 150                 m1 = get_tarval_mode(tv1);
 151                 m2 = get_tarval_mode(tv2);
 152                 if (m1 != m2) {
 153                         int size = get_mode_size_bits(m1) - get_mode_size_bits(m2);
 154
 155                         if (size < 0) {
 156                                 /* m1 is a small mode, cast up */
 157                                 m1 = mode_is_signed(m1) ? find_signed_mode(m2) : find_unsigned_mode(m2);
 158                                 if (m1 == NULL) {
 159                                         /* should NOT happen, but if it does we give up here */
 160                                         return ir_may_alias;
 161                                 }
 162                                 tv1 = tarval_convert_to(tv1, m1);
 163                         } else if (size > 0) {
 164                                 /* m2 is a small mode, cast up */
 165                                 m2 = mode_is_signed(m2) ? find_signed_mode(m1) : find_unsigned_mode(m1);
 166                                 if (m2 == NULL) {
 167                                         /* should NOT happen, but if it does we give up here */
 168                                         return ir_may_alias;
 169                                 }
 170                                 tv2 = tarval_convert_to(tv2, m2);
 171                         }
 172                         /* here the size should be identical, check for signed */
 173                         if (get_mode_sign(m1) != get_mode_sign(m2)) {
 174                                 /* find the signed */
 175                                 if (mode_is_signed(m2)) {
 176                                         tarval *t = tv1;
 177                                         ir_mode *tm = m1;
 178                                         tv1 = tv2; m1 = m2;
 179                                         tv2 = t;   m2 = tm;
 180                                 }
 181
 182                                 /* m1 is now the signed one */
 183                                 if (tarval_cmp(tv1, get_tarval_null(m1)) & (pn_Cmp_Eq|pn_Cmp_Gt)) {
 184                                         /* tv1 is signed, but >= 0, simply cast into unsigned */
 185                                         tv1 = tarval_convert_to(tv1, m2);
 186                                 } else {
 187                                         tv_size = new_tarval_from_long(size, m2);
 188
 189                                         if (tarval_cmp(tv2, tv_size) & (pn_Cmp_Eq|pn_Cmp_Gt)) {
 190                                                 /* tv1 is negative and tv2 >= tv_size, so the difference is bigger than size */
 191                                                 return ir_no_alias;
 192                                         }
 193                                         /* tv_size > tv2, so we can subtract without overflow */
 194                                         tv2 = tarval_sub(tv_size, tv2, NULL);
 195
 196                                         /* tv1 is < 0, so we can negate it */
 197                                         tv1 = tarval_neg(tv1);
 198
 199                                         /* cast it into unsigned. for two-complement it does the right thing for MIN_INT */
 200                                         tv1 = tarval_convert_to(tv1, m2);
 201
 202                                         /* now we can compare without overflow */
 203                                         return tarval_cmp(tv1, tv2) & (pn_Cmp_Eq|pn_Cmp_Gt) ? ir_no_alias : ir_may_alias;
 204                                 }
 205                         }
 206                 }
 207                 if (tarval_cmp(tv1, tv2) == pn_Cmp_Gt) {
 208                         tarval *t = tv1;
 209                         tv1 = tv2;
 210                         tv2 = t;
 211                 }
 212                 /* tv1 is now the "smaller" one */
 213                 tv      = tarval_sub(tv2, tv1, NULL);
 214                 tv_size = new_tarval_from_long(size, get_tarval_mode(tv));
 215                 return tarval_cmp(tv_size, tv) & (pn_Cmp_Eq|pn_Cmp_Lt) ? ir_no_alias : ir_may_alias;
 216         }
 217
 218         /* Note: we rely here on the fact that normalization puts constants on the RIGHT side */
 219         if (is_Add(idx1)) {
 220                 ir_node *l1 = get_Add_left(idx1);
 221                 ir_node *r1 = get_Add_right(idx1);
 222
 223                 if (l1 == idx2) {
 224                         /* x + c == y */
 225                         if (is_Const(r1))
 226                                 return check_const(r1, size);
 227                 }
 228                 if (is_Add(idx2)) {
 229                         /* both are Adds, check if they are of x + a == x + b kind */
 230                         ir_node *l2 = get_Add_left(idx2);
 231                         ir_node *r2 = get_Add_right(idx2);
 232
 233                         if (l1 == l2)
 234                                 return different_index(r1, r2, size);
 235                         else if (l1 == r2)
 236                                 return different_index(r1, l2, size);
 237                         else if (r1 == r2)
 238                                 return different_index(l1, l2, size);
 239                         else if (r1 == l2)
 240                                 return different_index(l1, r2, size);
 241                 }
 242         }
 243         if (is_Add(idx2)) {
 244                 ir_node *l2 = get_Add_left(idx2);
 245                 ir_node *r2 = get_Add_right(idx2);
 246
 247                 if (l2 == idx1) {
 248                         /* x + c == y */
 249                         if (is_Const(r2))
 250                                 return check_const(r2, size);
 251                 }
 252         }
 253
 254         if (is_Sub(idx1)) {
 255                 ir_node *l1 = get_Sub_left(idx1);
 256                 ir_node *r1 = get_Sub_right(idx1);
 257
 258                 if (l1 == idx2) {
 259                         /* x - c == y */
 260                         if (is_Const(r1))
 261                                 return check_const(r1, size);
 262                 }
 263
 264                 if (is_Sub(idx2)) {
 265                         /* both are Subs, check if they are of x - a == x - b kind */
 266                         ir_node *l2 = get_Sub_left(idx2);
 267
 268                         if (l1 == l2) {
 269                                 ir_node *r2 = get_Sub_right(idx2);
 270                                 return different_index(r1, r2, size);
 271                         }
 272                 }
 273         }
 274         if (is_Sub(idx2)) {
 275                 ir_node *l2 = get_Sub_left(idx2);
 276                 ir_node *r2 = get_Sub_right(idx2);
 277
 278                 if (l2 == idx1) {
 279                         /* x - c == y */
 280                         if (is_Const(r2))
 281                                 return check_const(r2, size);
 282                 }
 283
 284         }
 285         return ir_may_alias;
 286 }  /* different_index */
 287
 288 /**
 289  * Two Sel addresses have the same base address, check if there offsets are
 290  * different.
 291  *
 292  * @param adr1  The first address.
 293  * @param adr2  The second address.
 294  */
 295 static ir_alias_relation different_sel_offsets(ir_node *sel1, ir_node *sel2) {
 296         /* seems to be broken */
 297         (void) sel1;
 298         (void) sel2;
 299 #if 0
 300         ir_entity *ent1 = get_Sel_entity(sel1);
 301         ir_entity *ent2 = get_Sel_entity(sel2);
 302         int i, check_arr = 0;
 303
 304         if (ent1 == ent2)
 305                 check_arr = 1;
 306         else {
 307                 ir_type *tp1 = get_entity_type(ent1);
 308                 ir_type *tp2 = get_entity_type(ent2);
 309
 310                 if (tp1 == tp2)
 311                         check_arr = 1;
 312                 else if (get_type_state(tp1) == layout_fixed && get_type_state(tp2) == layout_fixed &&
 313                          get_type_size_bits(tp1) == get_type_size_bits(tp2))
 314                         check_arr = 1;
 315         }
 316         if (check_arr) {
 317                 /* we select an entity of same size, check for indexes */
 318                 int n = get_Sel_n_indexs(sel1);
 319                 int have_no = 0;
 320
 321                 if (n > 0 && n == get_Sel_n_indexs(sel2)) {
 322                         /* same non-zero number of indexes, an array access, check */
 323                         for (i = 0; i < n; ++i) {
 324                                 ir_node *idx1 = get_Sel_index(sel1, i);
 325                                 ir_node *idx2 = get_Sel_index(sel2, i);
 326                                 ir_alias_relation res = different_index(idx1, idx2, 0); /* we can safely IGNORE the size here if it's at least >0 */
 327
 328                                 if (res == may_alias)
 329                                         return may_alias;
 330                                 else if (res == no_alias)
 331                                         have_no = 1;
 332                         }
 333                         /* if we have at least one no_alias, there is no alias relation, else we have sure */
 334                         return have_no > 0 ? no_alias : sure_alias;
 335                 }
 336         }
 337 #endif
 338         return ir_may_alias;
 339 }  /* different_sel_offsets */
 340
 341 /**
 342  * Determine the alias relation by checking if adr1 and adr2 are pointer
 343  * to different type.
 344  *
 345  * @param adr1    The first address.
 346  * @param adr2    The second address.
 347  */
 348 static ir_alias_relation different_types(ir_node *adr1, ir_node *adr2)
 349 {
 350         ir_entity *ent1 = NULL, *ent2 = NULL;
 351
 352         if (is_Global(adr1))
 353                 ent1 = get_Global_entity(adr1);
 354         else if (is_Sel(adr1))
 355                 ent1 = get_Sel_entity(adr1);
 356
 357         if (is_Global(adr2))
 358                 ent2 = get_Global_entity(adr2);
 359         else if (is_Sel(adr2))
 360                 ent2 = get_Sel_entity(adr2);
 361
 362         if (ent1 != NULL && ent2 != NULL) {
 363                 ir_type *tp1 = get_entity_type(ent1);
 364                 ir_type *tp2 = get_entity_type(ent2);
 365
 366                 if (tp1 != tp2) {
 367                         /* do deref until no pointer types are found */
 368                         while (is_Pointer_type(tp1) && is_Pointer_type(tp2)) {
 369                                 tp1 = get_pointer_points_to_type(tp1);
 370                                 tp2 = get_pointer_points_to_type(tp2);
 371                         }
 372
 373                         if (get_type_tpop(tp1) != get_type_tpop(tp2)) {
 374                                 /* different type structure */
 375                                 return ir_no_alias;
 376                         }
 377                         if (is_Class_type(tp1)) {
 378                                 /* check class hierarchy */
 379                                 if (! is_SubClass_of(tp1, tp2) &&
 380                                         ! is_SubClass_of(tp2, tp1))
 381                                         return ir_no_alias;
 382                         } else {
 383                                 /* different types */
 384                                 return ir_no_alias;
 385                         }
 386                 }
 387         }
 388         return ir_may_alias;
 389 }  /* different_types */
 390
 391 /**
 392  * Returns non-zero if a node is a result on a malloc-like routine.
 393  *
 394  * @param node  the Proj node to test
 395  */
 396 static int is_malloc_Result(ir_node *node) {
 397         node = get_Proj_pred(node);
 398         if (! is_Proj(node))
 399                 return 0;
 400         node = get_Proj_pred(node);
 401         if (! is_Call(node))
 402                 return 0;
 403         node = get_Call_ptr(node);
 404         if (is_Global(node)) {
 405                 ir_entity *ent = get_Global_entity(node);
 406
 407                 if (get_entity_additional_properties(ent) & mtp_property_malloc)
 408                         return 1;
 409                 return 0;
 410         }
 411         return 0;
 412 }  /* is_malloc_Result */
 413
 414 /**
 415  * Classify a base pointer.
 416  *
 417  * @param irg  the graph of the pointer
 418  * @param irn  the node representing the base address
 419  * @param ent  the base entity of the base address iff any
 420  */
 421 ir_storage_class_class_t classify_pointer(ir_graph *irg, ir_node *irn, ir_entity *ent)
 422 {
 423         ir_storage_class_class_t res = ir_sc_pointer;
 424         if (is_Global(irn)) {
 425                 ir_entity *entity = get_Global_entity(irn);
 426                 res = ir_sc_globalvar;
 427                 if (! (get_entity_usage(entity) & ir_usage_address_taken))
 428                         res |= ir_sc_modifier_nottaken;
 429         } else if (irn == get_irg_frame(irg)) {
 430                 res = ir_sc_localvar;
 431                 if (ent != NULL && !(get_entity_usage(ent) & ir_usage_address_taken))
 432                         res |= ir_sc_modifier_nottaken;
 433         } else if (is_arg_Proj(irn)) {
 434                 return ir_sc_argument;
 435         } else if (irn == get_irg_tls(irg)) {
 436                 res = ir_sc_tls;
 437                 if (ent != NULL && !(get_entity_usage(ent) & ir_usage_address_taken))
 438                         res |= ir_sc_modifier_nottaken;
 439         } else if (is_Proj(irn) && is_malloc_Result(irn)) {
 440                 return ir_sc_malloced;
 441         }
 442
 443         return res;
 444 }
 445
 446 /**
 447  * If adr represents a Bitfield Sel, skip it
 448  */
 449 static ir_node *skip_Bitfield_Sels(ir_node *adr) {
 450         if (is_Sel(adr)) {
 451                 ir_entity *ent     = get_Sel_entity(adr);
 452                 ir_type   *bf_type = get_entity_type(ent);
 453
 454                 /* is it a bitfield type? */
 455                 if (is_Primitive_type(bf_type) && get_primitive_base_type(bf_type) != NULL)
 456                         adr = get_Sel_ptr(adr);
 457         }
 458         return adr;
 459 }
 460
 461 /**
 462  * Determine the alias relation between two addresses.
 463  *
 464  * @param irg    the graph of both memory operations
 465  * @param addr1  pointer address of the first memory operation
 466  * @param mode1  the mode of the accessed data through addr1
 467  * @param addr2  pointer address of the second memory operation
 468  * @param mode2  the mode of the accessed data through addr2
 469  *
 470  * @return found memory relation
 471  */
 472 static ir_alias_relation _get_alias_relation(
 473         ir_graph *irg,
 474         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
 475         ir_node *adr2, ir_mode *mode2)
 476 {
 477         ir_entity             *ent1, *ent2;
 478         unsigned              options;
 479         long                  offset1 = 0;
 480         long                  offset2 = 0;
 481         ir_node               *base1;
 482         ir_node               *base2;
 483         ir_node               *orig_adr1 = adr1;
 484         ir_node               *orig_adr2 = adr2;
 485         unsigned              mode_size;
 486         ir_storage_class_class_t class1, class2;
 487         int                   have_const_offsets;
 488
 489         if (! get_opt_alias_analysis())
 490                 return ir_may_alias;
 491
 492         if (adr1 == adr2)
 493                 return ir_sure_alias;
 494
 495         options = get_irg_memory_disambiguator_options(irg);
 496
 497         /* The Armageddon switch */
 498         if (options & aa_opt_no_alias)
 499                 return ir_no_alias;
 500
 501         /* do the addresses have constants offsets?
 502          *  Note: nodes are normalized to have constants at right inputs,
 503          *        sub X, C is normalized to add X, -C
 504          */
 505         have_const_offsets = 1;
 506         while (is_Add(adr1)) {
 507                 ir_node *add_right = get_Add_right(adr1);
 508                 if (is_Const(add_right) && !mode_is_reference(get_irn_mode(add_right))) {
 509                         tarval *tv  = get_Const_tarval(add_right);
 510                         offset1    += get_tarval_long(tv);
 511                         adr1        = get_Add_left(adr1);
 512                 } else if (mode_is_reference(get_irn_mode(add_right))) {
 513                         adr1 = add_right;
 514                         have_const_offsets = 0;
 515                 } else {
 516                         adr1 = get_Add_left(adr1);
 517                         have_const_offsets = 0;
 518                 }
 519         }
 520         while (is_Add(adr2)) {
 521                 ir_node *add_right = get_Add_right(adr2);
 522                 if (is_Const(add_right) && !mode_is_reference(get_irn_mode(add_right))) {
 523                         tarval *tv  = get_Const_tarval(add_right);
 524                         offset2    += get_tarval_long(tv);
 525                         adr2        = get_Add_left(adr2);
 526                 } else if (mode_is_reference(get_irn_mode(add_right))) {
 527                         adr2 = add_right;
 528                         have_const_offsets = 0;
 529                 } else {
 530                         adr2 = get_Add_left(adr2);
 531                         have_const_offsets = 0;
 532                 }
 533         }
 534
 535         mode_size = get_mode_size_bytes(mode1);
 536         if (get_mode_size_bytes(mode2) > mode_size) {
 537                 mode_size = get_mode_size_bytes(mode2);
 538         }
 539
 540         /* same base address -> compare offsets if possible.
 541          * FIXME: type long is not sufficient for this task ...
 542          */
 543         if (adr1 == adr2 && have_const_offsets) {
 544                 if ((unsigned long)labs(offset2 - offset1) >= mode_size)
 545                         return ir_no_alias;
 546                 else
 547                         return ir_sure_alias;
 548         }
 549
 550         /*
 551          * Bitfields can be constructed as Sels from its base address.
 552          * As they have different entities, the disambiguator would find that they are
 553          * alias free. While this is true for it's values, it is false for the addresses
 554          * (strictly speaking, the Sel's are NOT the addresses of the bitfields).
 555          * So, skip those bitfield selecting Sel's.
 556          */
 557         adr1 = skip_Bitfield_Sels(adr1);
 558         adr2 = skip_Bitfield_Sels(adr2);
 559
 560         /* skip Sels */
 561         base1 = adr1;
 562         base2 = adr2;
 563         ent1  = NULL;
 564         ent2  = NULL;
 565         if (is_Sel(adr1)) {
 566                 base1 = find_base_adr(adr1, &ent1);
 567         }
 568         if (is_Sel(adr2)) {
 569                 base2 = find_base_adr(adr2, &ent2);
 570         }
 571
 572         /* same base address -> compare Sel entities */
 573         if (base1 == base2 && ent1 != NULL && ent2 != NULL) {
 574                 if (ent1 != ent2)
 575                         return ir_no_alias;
 576                 else if (have_const_offsets)
 577                         return different_sel_offsets(adr1, adr2);
 578         }
 579
 580         class1 = classify_pointer(irg, base1, ent1);
 581         class2 = classify_pointer(irg, base2, ent2);
 582
 583         if (class1 == ir_sc_pointer) {
 584                 if (class2 & ir_sc_modifier_nottaken) {
 585                         /* a pointer and an object whose objects was never taken */
 586                         return ir_no_alias;
 587                 }
 588         } else if (class2 == ir_sc_pointer) {
 589                 if (class1 & ir_sc_modifier_nottaken) {
 590                         /* a pointer and an object whose objects was never taken */
 591                         return ir_no_alias;
 592                 }
 593         } else if (class1 != class2) {
 594                 /* two objects from different memory spaces */
 595                 return ir_no_alias;
 596         } else {
 597                 /* both classes are equal */
 598                 if (class1 == ir_sc_globalvar) {
 599                         ir_entity *entity1 = get_SymConst_entity(base1);
 600                         ir_entity *entity2 = get_SymConst_entity(base2);
 601                         if (entity1 != entity2)
 602                                 return ir_no_alias;
 603
 604                         /* for some reason CSE didn't happen yet for the 2 SymConsts... */
 605                         return ir_may_alias;
 606                 }
 607         }
 608
 609         /* Type based alias analysis */
 610         if (options & aa_opt_type_based) {
 611                 ir_alias_relation rel;
 612
 613                 if (options & aa_opt_byte_type_may_alias) {
 614                         if (get_mode_size_bits(mode1) == 8 || get_mode_size_bits(mode2) == 8) {
 615                                 /* One of the modes address a byte. Assume a ir_may_alias and leave
 616                                    the type based check. */
 617                                 goto leave_type_based_alias;
 618                         }
 619                 }
 620                 /* cheap check: If the mode sizes did not match, the types MUST be different */
 621                 if (get_mode_size_bits(mode1) != get_mode_size_bits(mode2))
 622                         return ir_no_alias;
 623
 624                 /* cheap test: if only one is a reference mode, no alias */
 625                 if (mode_is_reference(mode1) != mode_is_reference(mode2))
 626                         return ir_no_alias;
 627
 628                 /* cheap test: if arithmetic is different, no alias */
 629                 if (get_mode_arithmetic(mode1) != get_mode_arithmetic(mode2))
 630                         return ir_no_alias;
 631
 632                 /* try rule R5 */
 633                 rel = different_types(orig_adr1, orig_adr2);
 634                 if (rel != ir_may_alias)
 635                         return rel;
 636 leave_type_based_alias:;
 637         }
 638
 639         /* do we have a language specific memory disambiguator? */
 640         if (language_disambuigator) {
 641                 ir_alias_relation rel = (*language_disambuigator)(irg, orig_adr1, mode1, orig_adr2, mode2);
 642                 if (rel != ir_may_alias)
 643                         return rel;
 644         }
 645
 646         /* access points-to information here */
 647         return ir_may_alias;
 648 }  /* _get_alias_relation */
 649
 650 /*
 651  * Determine the alias relation between two addresses.
 652  */
 653 ir_alias_relation get_alias_relation(
 654         ir_graph *irg,
 655         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
 656         ir_node *adr2, ir_mode *mode2)
 657 {
 658         ir_alias_relation rel = _get_alias_relation(irg, adr1, mode1, adr2, mode2);
 659         DB((dbg, LEVEL_1, "alias(%+F, %+F) = %s\n", adr1, adr2, get_ir_alias_relation_name(rel)));
 660         return rel;
 661 }  /* get_alias_relation */
 662
 663 /* Set a source language specific memory disambiguator function. */
 664 void set_language_memory_disambiguator(DISAMBIGUATOR_FUNC func) {
 665         language_disambuigator = func;
 666 }  /* set_language_memory_disambiguator */
 667
 668 /** The result cache for the memory disambiguator. */
 669 static set *result_cache = NULL;
 670
 671 /** An entry in the relation cache. */
 672 typedef struct mem_disambig_entry {
 673         ir_node           *adr1;    /**< The first address. */
 674         ir_node           *adr2;    /**< The second address. */
 675         ir_alias_relation result;   /**< The alias relation result. */
 676 } mem_disambig_entry;
 677
 678 #define HASH_ENTRY(adr1, adr2)  (HASH_PTR(adr1) ^ HASH_PTR(adr2))
 679
 680 /**
 681  * Compare two relation cache entries.
 682  */
 683 static int cmp_mem_disambig_entry(const void *elt, const void *key, size_t size) {
 684         const mem_disambig_entry *p1 = elt;
 685         const mem_disambig_entry *p2 = key;
 686         (void) size;
 687
 688         return p1->adr1 == p2->adr1 && p1->adr2 == p2->adr2;
 689 }  /* cmp_mem_disambig_entry */
 690
 691 /**
 692  * Initialize the relation cache.
 693  */
 694 void mem_disambig_init(void) {
 695         result_cache = new_set(cmp_mem_disambig_entry, 8);
 696 }  /* mem_disambig_init */
 697
 698 /*
 699  * Determine the alias relation between two addresses.
 700  */
 701 ir_alias_relation get_alias_relation_ex(
 702         ir_graph *irg,
 703         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
 704         ir_node *adr2, ir_mode *mode2)
 705 {
 706         mem_disambig_entry key, *entry;
 707
 708         ir_fprintf(stderr, "%+F <-> %+F\n", adr1, adr2);
 709
 710         if (! get_opt_alias_analysis())
 711                 return ir_may_alias;
 712
 713         if (get_irn_opcode(adr1) > get_irn_opcode(adr2)) {
 714                 ir_node *t = adr1;
 715                 adr1 = adr2;
 716                 adr2 = t;
 717         }
 718
 719         key.adr1 = adr1;
 720         key.adr2 = adr2;
 721         entry = set_find(result_cache, &key, sizeof(key), HASH_ENTRY(adr1, adr2));
 722         if (entry)
 723                 return entry->result;
 724
 725         key.result = get_alias_relation(irg, adr1, mode1, adr2, mode2);
 726
 727         set_insert(result_cache, &key, sizeof(key), HASH_ENTRY(adr1, adr2));
 728         return key.result;
 729 }  /* get_alias_relation_ex */
 730
 731 /* Free the relation cache. */
 732 void mem_disambig_term(void) {
 733         if (result_cache) {
 734                 del_set(result_cache);
 735                 result_cache = NULL;
 736         }
 737 }  /* mem_disambig_term */
 738
 739 /**
 740  * Check the mode of a Load/Store with the mode of the entity
 741  * that is accessed.
 742  * If the mode of the entity and the Load/Store mode do not match, we
 743  * have the bad reinterpret case:
 744  *
 745  * int i;
 746  * char b = *(char *)&i;
 747  *
 748  * We do NOT count this as one value and return address_taken
 749  * in that case.
 750  * However, we support an often used case. If the mode is two-complement
 751  * we allow casts between signed/unsigned.
 752  *
 753  * @param mode     the mode of the Load/Store
 754  * @param ent_mode the mode of the accessed entity
 755  *
 756  * @return non-zero if the Load/Store is a hidden cast, zero else
 757  */
 758 static int is_hidden_cast(ir_mode *mode, ir_mode *ent_mode) {
 759         if (ent_mode == NULL)
 760                 return false;
 761
 762         if (ent_mode != mode) {
 763                 if (ent_mode == NULL ||
 764                         get_mode_size_bits(ent_mode) != get_mode_size_bits(mode) ||
 765                         get_mode_sort(ent_mode) != get_mode_sort(mode) ||
 766                         get_mode_arithmetic(ent_mode) != irma_twos_complement ||
 767                         get_mode_arithmetic(mode) != irma_twos_complement)
 768                         return true;
 769         }
 770         return false;
 771 }  /* is_hidden_cast */
 772
 773 /**
 774  * Determine the usage state of a node (or its successor Sels).
 775  *
 776  * @param irn  the node
 777  */
 778 static ir_entity_usage determine_entity_usage(const ir_node *irn, ir_entity *entity) {
 779         int       i;
 780         ir_mode   *emode, *mode;
 781         ir_node   *value;
 782         ir_type   *tp;
 783         ir_entity_usage res = 0;
 784
 785         for (i = get_irn_n_outs(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 786                 ir_node *succ = get_irn_out(irn, i);
 787
 788                 switch (get_irn_opcode(succ)) {
 789                 case iro_Load:
 790                         assert(irn == get_Load_ptr(succ));
 791                         res |= ir_usage_read;
 792
 793                         /* check if this load is not a hidden conversion */
 794                         mode  = get_Load_mode(succ);
 795                         emode = get_type_mode(get_entity_type(entity));
 796                         if (is_hidden_cast(mode, emode))
 797                                 res |= ir_usage_reinterpret_cast;
 798                         break;
 799
 800                 case iro_Store:
 801                         /* check that the node is not the Store's value */
 802                         if (irn == get_Store_value(succ)) {
 803                                 res |= ir_usage_unknown;
 804                         }
 805                         if (irn == get_Store_ptr(succ)) {
 806                                 res |= ir_usage_write;
 807
 808                                 /* check if this Store is not a hidden conversion */
 809                                 value = get_Store_value(succ);
 810                                 mode  = get_irn_mode(value);
 811                                 emode = get_type_mode(get_entity_type(entity));
 812                                 if (is_hidden_cast(mode, emode))
 813                                         res |= ir_usage_reinterpret_cast;
 814                         }
 815                         assert(irn != get_Store_mem(succ));
 816                         break;
 817
 818                 case iro_CopyB:
 819                         /* CopyB are like Loads/Stores */
 820                         tp  = get_entity_type(entity);
 821                         if (tp != get_CopyB_type(succ)) {
 822                                 /* bad, different types, might be a hidden conversion */
 823                                 res |= ir_usage_reinterpret_cast;
 824                         }
 825                         if (irn == get_CopyB_dst(succ)) {
 826                                 res |= ir_usage_write;
 827                         } else {
 828                                 assert(irn == get_CopyB_src(succ));
 829                                 res |= ir_usage_read;
 830                         }
 831                         break;
 832
 833                 case iro_Add:
 834                 case iro_Sub:
 835                 case iro_Sel: {
 836                         /* Check the successor of irn. */
 837                         res |= determine_entity_usage(succ, entity);
 838                         break;
 839                 }
 840
 841                 case iro_Call:
 842                         if (irn == get_Call_ptr(succ)) {
 843                                 /* TODO: we could check for reinterpret casts here...
 844                                  * But I doubt anyone is interested in that bit for
 845                                  * function entities and I'm too lazy to write the code now.
 846                                  */
 847                                 res |= ir_usage_read;
 848                         } else {
 849                                 assert(irn != get_Call_mem(succ));
 850                                 res |= ir_usage_unknown;
 851                         }
 852                         break;
 853
 854                 /* skip identities */
 855                 case iro_Id:
 856                         res |= determine_entity_usage(succ, entity);
 857                         break;
 858
 859                 /* skip tuples */
 860                 case iro_Tuple: {
 861                         int input_nr;
 862                         for (input_nr = get_Tuple_n_preds(succ) - 1; input_nr >= 0;
 863                                         --input_nr) {
 864                                 ir_node *pred = get_Tuple_pred(succ, input_nr);
 865                                 if (pred == irn) {
 866                                         int k;
 867                                         /* we found one input */
 868                                         for (k = get_irn_n_outs(succ) - 1; k >= 0; --k) {
 869                                                 ir_node *proj = get_irn_out(succ, k);
 870
 871                                                 if (is_Proj(proj) && get_Proj_proj(proj) == input_nr) {
 872                                                         res |= determine_entity_usage(proj, entity);
 873                                                         break;
 874                                                 }
 875                                         }
 876                                 }
 877                         }
 878                         break;
 879                 }
 880
 881                 default:
 882                         /* another op, we don't know anything (we could do more advanced
 883                          * things like a dataflow analysis here) */
 884                         res |= ir_usage_unknown;
 885                         break;
 886                 }
 887         }
 888
 889         return res;
 890 }
 891
 892 /**
 893  * Update the usage flags of all frame entities.
 894  */
 895 static void analyse_irg_entity_usage(ir_graph *irg) {
 896         ir_type *ft = get_irg_frame_type(irg);
 897         ir_node *irg_frame;
 898         int i;
 899
 900         /* set initial state to not_taken, as this is the "smallest" state */
 901         for (i = get_class_n_members(ft) - 1; i >= 0; --i) {
 902                 ir_entity       *ent   = get_class_member(ft, i);
 903                 ir_entity_usage  flags =
 904                         get_entity_stickyness(ent) == stickyness_sticky ? ir_usage_unknown : 0;
 905
 906                 set_entity_usage(ent, flags);
 907         }
 908
 909         assure_irg_outs(irg);
 910
 911         irg_frame = get_irg_frame(irg);
 912
 913         for (i = get_irn_n_outs(irg_frame) - 1; i >= 0; --i) {
 914                 ir_node        *succ = get_irn_out(irg_frame, i);
 915                 ir_entity      *entity;
 916                 ir_entity_usage flags;
 917
 918             if (!is_Sel(succ))
 919                         continue;
 920
 921                 entity = get_Sel_entity(succ);
 922                 flags  = get_entity_usage(entity);
 923                 flags |= determine_entity_usage(succ, entity);
 924                 set_entity_usage(entity, flags);
 925         }
 926
 927         /* now computed */
 928         irg->entity_usage_state = ir_entity_usage_computed;
 929 }
 930
 931 ir_entity_usage_computed_state get_irg_entity_usage_state(const ir_graph *irg) {
 932         return irg->entity_usage_state;
 933 }
 934
 935 void set_irg_entity_usage_state(ir_graph *irg, ir_entity_usage_computed_state state) {
 936         irg->entity_usage_state = state;
 937 }
 938
 939 void assure_irg_entity_usage_computed(ir_graph *irg) {
 940         if (irg->entity_usage_state != ir_entity_usage_not_computed)
 941                 return;
 942
 943         analyse_irg_entity_usage(irg);
 944 }
 945
 946
 947 /**
 948  * Initialize the entity_usage flag for a global type like type.
 949  */
 950 static void init_entity_usage(ir_type * tp) {
 951         int i;
 952
 953         /* We have to be conservative: All external visible entities are unknown */
 954         for (i = get_compound_n_members(tp) - 1; i >= 0; --i) {
 955                 ir_entity       *ent  = get_compound_member(tp, i);
 956                 ir_entity_usage flags = ir_usage_none;
 957                 ir_visibility   vis   = get_entity_visibility(ent);
 958
 959                 if (vis == visibility_external_visible   ||
 960                     vis == visibility_external_allocated ||
 961                     get_entity_stickyness(ent) == stickyness_sticky) {
 962                         flags |= ir_usage_unknown;
 963                 }
 964                 set_entity_usage(ent, flags);
 965         }
 966 }
 967
 968 /**
 969  * Mark all entities used in the initializer as unknown usage.
 970  *
 971  * @param initializer  the initializer to check
 972  */
 973 static void check_initializer_nodes(ir_initializer_t *initializer)
 974 {
 975         unsigned i;
 976         ir_node  *n;
 977
 978         switch (initializer->kind) {
 979         case IR_INITIALIZER_CONST:
 980                 /* let's check if it's an address */
 981                 n = initializer->consti.value;
 982                 if (is_Global(n)) {
 983                         ir_entity *ent = get_Global_entity(n);
 984                         set_entity_usage(ent, ir_usage_unknown);
 985                 }
 986                 return;
 987         case IR_INITIALIZER_TARVAL:
 988         case IR_INITIALIZER_NULL:
 989                 return;
 990         case IR_INITIALIZER_COMPOUND:
 991                 for (i = 0; i < initializer->compound.n_initializers; ++i) {
 992                         ir_initializer_t *sub_initializer
 993                                 = initializer->compound.initializers[i];
 994                         check_initializer_nodes(sub_initializer);
 995                 }
 996                 return;
 997         }
 998         panic("invalid initializer found");
 999 }  /* check_initializer_nodes */
1000
1001 /**
1002  * Mark all entities used in the initializer for the given entity as unknown
1003  * usage.
1004  *
1005  * @param ent  the entity
1006  */
1007 static void check_initializer(ir_entity *ent) {
1008         ir_node *n;
1009         int i;
1010
1011         /* do not check uninitialized values */
1012         if (get_entity_variability(ent) == variability_uninitialized)
1013                 return;
1014
1015         /* Beware: Methods are always initialized with "themself". This does not
1016            count as a taken address. */
1017         if (is_Method_type(get_entity_type(ent)))
1018                 return;
1019
1020         if (ent->has_initializer) {
1021                 check_initializer_nodes(ent->attr.initializer);
1022         } else if (is_atomic_entity(ent)) {
1023                 /* let's check if it's an address */
1024                 n = get_atomic_ent_value(ent);
1025                 if (is_Global(n)) {
1026                         ir_entity *ent = get_Global_entity(n);
1027                         set_entity_usage(ent, ir_usage_unknown);
1028                 }
1029         } else {
1030                 for (i = get_compound_ent_n_values(ent) - 1; i >= 0; --i) {
1031                         n = get_compound_ent_value(ent, i);
1032
1033                         /* let's check if it's an address */
1034                         if (is_Global(n)) {
1035                                 ir_entity *ent = get_Global_entity(n);
1036                                 set_entity_usage(ent, ir_usage_unknown);
1037                         }
1038                 }
1039         }
1040 }  /* check_initializer */
1041
1042
1043 /**
1044  * Mark all entities used in initializers as unknown usage.
1045  *
1046  * @param tp  a compound type
1047  */
1048 static void check_initializers(ir_type *tp) {
1049         int i;
1050
1051         for (i = get_compound_n_members(tp) - 1; i >= 0; --i) {
1052                 ir_entity *ent = get_compound_member(tp, i);
1053
1054                 check_initializer(ent);
1055         }
1056 }  /* check_initializers */
1057
1058 #ifdef DEBUG_libfirm
1059 /**
1060  * Print the entity usage flags of all entities of a given type for debugging.
1061  *
1062  * @param tp  a compound type
1063  */
1064 static void print_entity_usage_flags(ir_type *tp) {
1065         int i;
1066         for (i = get_compound_n_members(tp) - 1; i >= 0; --i) {
1067                 ir_entity *ent = get_compound_member(tp, i);
1068                 ir_entity_usage flags = get_entity_usage(ent);
1069
1070                 if (flags == 0)
1071                         continue;
1072                 ir_printf("%+F:", ent);
1073                 if (flags & ir_usage_address_taken)
1074                         printf(" address_taken");
1075                 if (flags & ir_usage_read)
1076                         printf(" read");
1077                 if (flags & ir_usage_write)
1078                         printf(" write");
1079                 if (flags & ir_usage_reinterpret_cast)
1080                         printf(" reinterp_cast");
1081                 printf("\n");
1082         }
1083 }
1084 #endif /* DEBUG_libfirm */
1085
1086 /**
1087  * Post-walker: check for global entity address
1088  */
1089 static void check_global_address(ir_node *irn, void *env) {
1090         ir_node *tls = env;
1091         ir_entity *ent;
1092         ir_entity_usage flags;
1093
1094         if (is_Global(irn)) {
1095                 /* A global. */
1096                 ent = get_Global_entity(irn);
1097         } else if (is_Sel(irn) && get_Sel_ptr(irn) == tls) {
1098                 /* A TLS variable. */
1099                 ent = get_Sel_entity(irn);
1100         } else
1101                 return;
1102
1103         flags = get_entity_usage(ent);
1104         flags |= determine_entity_usage(irn, ent);
1105         set_entity_usage(ent, flags);
1106 }  /* check_global_address */
1107
1108 /**
1109  * Update the entity usage flags of all global entities.
1110  */
1111 static void analyse_irp_globals_entity_usage(void) {
1112         int i;
1113         ir_segment_t s;
1114
1115         for (s = IR_SEGMENT_FIRST; s < IR_SEGMENT_COUNT; ++s) {
1116                 ir_type *type = get_segment_type(s);
1117                 init_entity_usage(type);
1118         }
1119
1120         for (s = IR_SEGMENT_FIRST; s < IR_SEGMENT_COUNT; ++s) {
1121                 ir_type *type = get_segment_type(s);
1122                 check_initializers(type);
1123         }
1124
1125         for (i = get_irp_n_irgs() - 1; i >= 0; --i) {
1126                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
1127
1128                 assure_irg_outs(irg);
1129                 irg_walk_graph(irg, NULL, check_global_address, get_irg_tls(irg));
1130         }
1131
1132 #ifdef DEBUG_libfirm
1133         if (firm_dbg_get_mask(dbg) & LEVEL_1) {
1134                 ir_segment_t s;
1135                 for (s = IR_SEGMENT_FIRST; s < IR_SEGMENT_COUNT; ++s) {
1136                         print_entity_usage_flags(get_segment_type(s));
1137                 }
1138         }
1139 #endif /* DEBUG_libfirm */
1140
1141         /* now computed */
1142         irp->globals_entity_usage_state = ir_entity_usage_computed;
1143 }
1144
1145 /* Returns the current address taken state of the globals. */
1146 ir_entity_usage_computed_state get_irp_globals_entity_usage_state(void) {
1147         return irp->globals_entity_usage_state;
1148 }
1149
1150 /* Sets the current address taken state of the graph. */
1151 void set_irp_globals_entity_usage_state(ir_entity_usage_computed_state state) {
1152         irp->globals_entity_usage_state = state;
1153 }
1154
1155 /* Assure that the address taken flag is computed for the globals. */
1156 void assure_irp_globals_entity_usage_computed(void) {
1157         if (irp->globals_entity_usage_state != ir_entity_usage_not_computed)
1158                 return;
1159
1160         analyse_irp_globals_entity_usage();
1161 }
1162
1163 void firm_init_memory_disambiguator(void) {
1164         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.ana.irmemory");
1165         FIRM_DBG_REGISTER(dbgcall, "firm.opt.cc");
1166 }
1167
1168
1169 /** Maps method types to cloned method types. */
1170 static pmap *mtp_map;
1171
1172 /**
1173  * Clone a method type if not already cloned.
1174  *
1175  * @param tp  the type to clone
1176  */
1177 static ir_type *clone_type_and_cache(ir_type *tp) {
1178         static ident *prefix = NULL;
1179         ir_type *res;
1180         pmap_entry *e = pmap_find(mtp_map, tp);
1181
1182         if (e)
1183                 return e->value;
1184
1185         if (prefix == NULL)
1186                 prefix = new_id_from_chars("C", 1);
1187
1188         res = clone_type_method(tp, prefix);
1189         pmap_insert(mtp_map, tp, res);
1190         DB((dbgcall, LEVEL_2, "cloned type %+F into %+F\n", tp, res));
1191
1192         return res;
1193 }  /* clone_type_and_cache */
1194
1195 /**
1196  * Walker: clone all call types of Calls to methods having the
1197  * mtp_property_private property set.
1198  */
1199 static void update_calls_to_private(ir_node *call, void *env) {
1200         (void) env;
1201         if (is_Call(call)) {
1202                 ir_node *ptr = get_Call_ptr(call);
1203
1204                 if (is_SymConst(ptr)) {
1205                         ir_entity *ent = get_SymConst_entity(ptr);
1206                         ir_type *ctp = get_Call_type(call);
1207
1208                         if (get_entity_additional_properties(ent) & mtp_property_private) {
1209                                 if ((get_method_additional_properties(ctp) & mtp_property_private) == 0) {
1210                                         ctp = clone_type_and_cache(ctp);
1211                                         set_method_additional_property(ctp, mtp_property_private);
1212                                         set_Call_type(call, ctp);
1213                                         DB((dbgcall, LEVEL_1, "changed call to private method %+F\n", ent));
1214                                 }
1215                         }
1216                 }
1217         }
1218 }  /* update_calls_to_private */
1219
1220 /* Mark all private methods, i.e. those of which all call sites are known. */
1221 void mark_private_methods(void) {
1222         int i;
1223         int changed = 0;
1224
1225         assure_irp_globals_entity_usage_computed();
1226
1227         mtp_map = pmap_create();
1228
1229         /* first step: change the calling conventions of the local non-escaped entities */
1230         for (i = get_irp_n_irgs() - 1; i >= 0; --i) {
1231                 ir_graph        *irg   = get_irp_irg(i);
1232                 ir_entity       *ent   = get_irg_entity(irg);
1233                 ir_entity_usage  flags = get_entity_usage(ent);
1234
1235                 /* If an entity is sticky, it might be called from external
1236                    places (like inline assembler), so do NOT mark it as private. */
1237                 if (get_entity_visibility(ent) == visibility_local &&
1238                     !(flags & ir_usage_address_taken) &&
1239                     get_entity_stickyness(ent) != stickyness_sticky) {
1240                         ir_type *mtp = get_entity_type(ent);
1241
1242                         set_entity_additional_property(ent, mtp_property_private);
1243                         DB((dbgcall, LEVEL_1, "found private method %+F\n", ent));
1244                         if ((get_method_additional_properties(mtp) & mtp_property_private) == 0) {
1245                                 /* need a new type */
1246                                 mtp = clone_type_and_cache(mtp);
1247                                 set_entity_type(ent, mtp);
1248                                 set_method_additional_property(mtp, mtp_property_private);
1249                                 changed = 1;
1250                         }
1251                 }
1252         }
1253
1254         if (changed)
1255                 all_irg_walk(NULL, update_calls_to_private, NULL);
1256
1257         pmap_destroy(mtp_map);
1258 }  /* mark_private_methods */