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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 #include "config.h"
  29 #endif
  30
  31 #include <stdlib.h>
  32 #include <stdbool.h>
  33
  34 #include "adt/pmap.h"
  35 #include "irnode_t.h"
  36 #include "irgraph_t.h"
  37 #include "irprog_t.h"
  38 #include "irmemory_t.h"
  39 #include "irmemory.h"
  40 #include "irflag.h"
  41 #include "hashptr.h"
  42 #include "irflag.h"
  43 #include "irouts.h"
  44 #include "irgwalk.h"
  45 #include "irprintf.h"
  46 #include "debug.h"
  47 #include "error.h"
  48 #include "typerep.h"
  49
  50 /** The debug handle. */
  51 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  52 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbgcall = NULL;)
  53
  54 /** The source language specific language disambiguator function. */
  55 static DISAMBIGUATOR_FUNC language_disambuigator = NULL;
  56
  57 /** The global memory disambiguator options. */
  58 static unsigned global_mem_disamgig_opt = aa_opt_no_opt;
  59
  60 /* Returns a human readable name for an alias relation. */
  61 const char *get_ir_alias_relation_name(ir_alias_relation rel) {
  62 #define X(a) case a: return #a
  63         switch (rel) {
  64         X(ir_no_alias);
  65         X(ir_may_alias);
  66         X(ir_sure_alias);
  67         default: assert(0); return "UNKNOWN";
  68         }
  69 #undef X
  70 }
  71
  72 /* Get the memory disambiguator options for a graph. */
  73 unsigned get_irg_memory_disambiguator_options(ir_graph *irg) {
  74         unsigned opt = irg->mem_disambig_opt;
  75         if (opt & aa_opt_inherited)
  76                 return global_mem_disamgig_opt;
  77         return opt;
  78 }  /* get_irg_memory_disambiguator_options */
  79
  80 /*  Set the memory disambiguator options for a graph. */
  81 void set_irg_memory_disambiguator_options(ir_graph *irg, unsigned options) {
  82         irg->mem_disambig_opt = options & ~aa_opt_inherited;
  83 }  /* set_irg_memory_disambiguator_options */
  84
  85 /* Set the global disambiguator options for all graphs not having local options. */
  86 void set_irp_memory_disambiguator_options(unsigned options) {
  87         global_mem_disamgig_opt = options;
  88 }  /* set_irp_memory_disambiguator_options */
  89
  90 /**
  91  * Find the base address and entity of an Sel node.
  92  *
  93  * @param sel  the node
  94  * @param pEnt after return points to the base entity.
  95  *
  96  * @return the base address.
  97  */
  98 static ir_node *find_base_adr(ir_node *sel, ir_entity **pEnt) {
  99         ir_node *ptr = get_Sel_ptr(sel);
 100
 101         while (is_Sel(ptr)) {
 102                 sel = ptr;
 103                 ptr = get_Sel_ptr(sel);
 104         }
 105         *pEnt = get_Sel_entity(sel);
 106         return ptr;
 107 }  /* find_base_adr */
 108
 109 /**
 110  * Check if a given Const node is greater or equal a given size.
 111  *
 112  * @param cns   a Const node
 113  * @param size  a integer size
 114  *
 115  * @return ir_no_alias if the Const is greater, ir_may_alias else
 116  */
 117 static ir_alias_relation check_const(ir_node *cns, int size) {
 118         tarval *tv = get_Const_tarval(cns);
 119         tarval *tv_size;
 120
 121         if (size == 0)
 122                 return tarval_is_null(tv) ? ir_may_alias : ir_no_alias;
 123         tv_size = new_tarval_from_long(size, get_tarval_mode(tv));
 124         return tarval_cmp(tv_size, tv) & (pn_Cmp_Eq|pn_Cmp_Lt) ? ir_no_alias : ir_may_alias;
 125 }  /* check_const */
 126
 127 /**
 128  * Treat idx1 and idx2 as integer indexes and check if they differ always more than size.
 129  *
 130  * @param idx1  a node representing the first index
 131  * @param idx2  a node representing the second index
 132  * @param size  an integer size
 133  *
 134  * @return ir_sure_alias iff idx1 == idx2
 135  *         ir_no_alias iff they ALWAYS differ more than size
 136  *         ir_may_alias else
 137  */
 138 static ir_alias_relation different_index(ir_node *idx1, ir_node *idx2, int size) {
 139         if (idx1 == idx2)
 140                 return ir_sure_alias;
 141         if (is_Const(idx1) && is_Const(idx2)) {
 142                 /* both are const, we can compare them */
 143                 tarval *tv1 = get_Const_tarval(idx1);
 144                 tarval *tv2 = get_Const_tarval(idx2);
 145                 tarval *tv, *tv_size;
 146                 ir_mode *m1, *m2;
 147
 148                 if (size == 0)
 149                         return tv1 == tv2 ? ir_sure_alias : ir_no_alias;
 150
 151                 /* arg, modes may be different */
 152                 m1 = get_tarval_mode(tv1);
 153                 m2 = get_tarval_mode(tv2);
 154                 if (m1 != m2) {
 155                         int size = get_mode_size_bits(m1) - get_mode_size_bits(m2);
 156
 157                         if (size < 0) {
 158                                 /* m1 is a small mode, cast up */
 159                                 m1 = mode_is_signed(m1) ? find_signed_mode(m2) : find_unsigned_mode(m2);
 160                                 if (m1 == NULL) {
 161                                         /* should NOT happen, but if it does we give up here */
 162                                         return ir_may_alias;
 163                                 }
 164                                 tv1 = tarval_convert_to(tv1, m1);
 165                         } else if (size > 0) {
 166                                 /* m2 is a small mode, cast up */
 167                                 m2 = mode_is_signed(m2) ? find_signed_mode(m1) : find_unsigned_mode(m1);
 168                                 if (m2 == NULL) {
 169                                         /* should NOT happen, but if it does we give up here */
 170                                         return ir_may_alias;
 171                                 }
 172                                 tv2 = tarval_convert_to(tv2, m2);
 173                         }
 174                         /* here the size should be identical, check for signed */
 175                         if (get_mode_sign(m1) != get_mode_sign(m2)) {
 176                                 /* find the signed */
 177                                 if (mode_is_signed(m2)) {
 178                                         tarval *t = tv1;
 179                                         ir_mode *tm = m1;
 180                                         tv1 = tv2; m1 = m2;
 181                                         tv2 = t;   m2 = tm;
 182                                 }
 183
 184                                 /* m1 is now the signed one */
 185                                 if (tarval_cmp(tv1, get_tarval_null(m1)) & (pn_Cmp_Eq|pn_Cmp_Gt)) {
 186                                         /* tv1 is signed, but >= 0, simply cast into unsigned */
 187                                         tv1 = tarval_convert_to(tv1, m2);
 188                                 } else {
 189                                         tv_size = new_tarval_from_long(size, m2);
 190
 191                                         if (tarval_cmp(tv2, tv_size) & (pn_Cmp_Eq|pn_Cmp_Gt)) {
 192                                                 /* tv1 is negative and tv2 >= tv_size, so the difference is bigger than size */
 193                                                 return ir_no_alias;
 194                                         }
 195                                         /* tv_size > tv2, so we can subtract without overflow */
 196                                         tv2 = tarval_sub(tv_size, tv2, NULL);
 197
 198                                         /* tv1 is < 0, so we can negate it */
 199                                         tv1 = tarval_neg(tv1);
 200
 201                                         /* cast it into unsigned. for two-complement it does the right thing for MIN_INT */
 202                                         tv1 = tarval_convert_to(tv1, m2);
 203
 204                                         /* now we can compare without overflow */
 205                                         return tarval_cmp(tv1, tv2) & (pn_Cmp_Eq|pn_Cmp_Gt) ? ir_no_alias : ir_may_alias;
 206                                 }
 207                         }
 208                 }
 209                 if (tarval_cmp(tv1, tv2) == pn_Cmp_Gt) {
 210                         tarval *t = tv1;
 211                         tv1 = tv2;
 212                         tv2 = t;
 213                 }
 214                 /* tv1 is now the "smaller" one */
 215                 tv      = tarval_sub(tv2, tv1, NULL);
 216                 tv_size = new_tarval_from_long(size, get_tarval_mode(tv));
 217                 return tarval_cmp(tv_size, tv) & (pn_Cmp_Eq|pn_Cmp_Lt) ? ir_no_alias : ir_may_alias;
 218         }
 219
 220         /* Note: we rely here on the fact that normalization puts constants on the RIGHT side */
 221         if (is_Add(idx1)) {
 222                 ir_node *l1 = get_Add_left(idx1);
 223                 ir_node *r1 = get_Add_right(idx1);
 224
 225                 if (l1 == idx2) {
 226                         /* x + c == y */
 227                         if (is_Const(r1))
 228                                 return check_const(r1, size);
 229                 }
 230                 if (is_Add(idx2)) {
 231                         /* both are Adds, check if they are of x + a == x + b kind */
 232                         ir_node *l2 = get_Add_left(idx2);
 233                         ir_node *r2 = get_Add_right(idx2);
 234
 235                         if (l1 == l2)
 236                                 return different_index(r1, r2, size);
 237                         else if (l1 == r2)
 238                                 return different_index(r1, l2, size);
 239                         else if (r1 == r2)
 240                                 return different_index(l1, l2, size);
 241                         else if (r1 == l2)
 242                                 return different_index(l1, r2, size);
 243                 }
 244         }
 245         if (is_Add(idx2)) {
 246                 ir_node *l2 = get_Add_left(idx2);
 247                 ir_node *r2 = get_Add_right(idx2);
 248
 249                 if (l2 == idx1) {
 250                         /* x + c == y */
 251                         if (is_Const(r2))
 252                                 return check_const(r2, size);
 253                 }
 254         }
 255
 256         if (is_Sub(idx1)) {
 257                 ir_node *l1 = get_Sub_left(idx1);
 258                 ir_node *r1 = get_Sub_right(idx1);
 259
 260                 if (l1 == idx2) {
 261                         /* x - c == y */
 262                         if (is_Const(r1))
 263                                 return check_const(r1, size);
 264                 }
 265
 266                 if (is_Sub(idx2)) {
 267                         /* both are Subs, check if they are of x - a == x - b kind */
 268                         ir_node *l2 = get_Sub_left(idx2);
 269
 270                         if (l1 == l2) {
 271                                 ir_node *r2 = get_Sub_right(idx2);
 272                                 return different_index(r1, r2, size);
 273                         }
 274                 }
 275         }
 276         if (is_Sub(idx2)) {
 277                 ir_node *l2 = get_Sub_left(idx2);
 278                 ir_node *r2 = get_Sub_right(idx2);
 279
 280                 if (l2 == idx1) {
 281                         /* x - c == y */
 282                         if (is_Const(r2))
 283                                 return check_const(r2, size);
 284                 }
 285
 286         }
 287         return ir_may_alias;
 288 }  /* different_index */
 289
 290 /**
 291  * Two Sel addresses have the same base address, check if there offsets are
 292  * different.
 293  *
 294  * @param adr1  The first address.
 295  * @param adr2  The second address.
 296  */
 297 static ir_alias_relation different_sel_offsets(ir_node *sel1, ir_node *sel2) {
 298         /* seems to be broken */
 299         (void) sel1;
 300         (void) sel2;
 301 #if 0
 302         ir_entity *ent1 = get_Sel_entity(sel1);
 303         ir_entity *ent2 = get_Sel_entity(sel2);
 304         int i, check_arr = 0;
 305
 306         if (ent1 == ent2)
 307                 check_arr = 1;
 308         else {
 309                 ir_type *tp1 = get_entity_type(ent1);
 310                 ir_type *tp2 = get_entity_type(ent2);
 311
 312                 if (tp1 == tp2)
 313                         check_arr = 1;
 314                 else if (get_type_state(tp1) == layout_fixed && get_type_state(tp2) == layout_fixed &&
 315                          get_type_size_bits(tp1) == get_type_size_bits(tp2))
 316                         check_arr = 1;
 317         }
 318         if (check_arr) {
 319                 /* we select an entity of same size, check for indexes */
 320                 int n = get_Sel_n_indexs(sel1);
 321                 int have_no = 0;
 322
 323                 if (n > 0 && n == get_Sel_n_indexs(sel2)) {
 324                         /* same non-zero number of indexes, an array access, check */
 325                         for (i = 0; i < n; ++i) {
 326                                 ir_node *idx1 = get_Sel_index(sel1, i);
 327                                 ir_node *idx2 = get_Sel_index(sel2, i);
 328                                 ir_alias_relation res = different_index(idx1, idx2, 0); /* we can safely IGNORE the size here if it's at least >0 */
 329
 330                                 if (res == may_alias)
 331                                         return may_alias;
 332                                 else if (res == no_alias)
 333                                         have_no = 1;
 334                         }
 335                         /* if we have at least one no_alias, there is no alias relation, else we have sure */
 336                         return have_no > 0 ? no_alias : sure_alias;
 337                 }
 338         }
 339 #endif
 340         return ir_may_alias;
 341 }  /* different_sel_offsets */
 342
 343 /**
 344  * Determine the alias relation by checking if adr1 and adr2 are pointer
 345  * to different type.
 346  *
 347  * @param adr1    The first address.
 348  * @param adr2    The second address.
 349  */
 350 static ir_alias_relation different_types(ir_node *adr1, ir_node *adr2)
 351 {
 352         ir_entity *ent1 = NULL, *ent2 = NULL;
 353
 354         if (is_Global(adr1))
 355                 ent1 = get_Global_entity(adr1);
 356         else if (is_Sel(adr1))
 357                 ent1 = get_Sel_entity(adr1);
 358
 359         if (is_Global(adr2))
 360                 ent2 = get_Global_entity(adr2);
 361         else if (is_Sel(adr2))
 362                 ent2 = get_Sel_entity(adr2);
 363
 364         if (ent1 != NULL && ent2 != NULL) {
 365                 ir_type *tp1 = get_entity_type(ent1);
 366                 ir_type *tp2 = get_entity_type(ent2);
 367
 368                 if (tp1 != tp2) {
 369                         /* do deref until no pointer types are found */
 370                         while (is_Pointer_type(tp1) && is_Pointer_type(tp2)) {
 371                                 tp1 = get_pointer_points_to_type(tp1);
 372                                 tp2 = get_pointer_points_to_type(tp2);
 373                         }
 374
 375                         if (get_type_tpop(tp1) != get_type_tpop(tp2)) {
 376                                 /* different type structure */
 377                                 return ir_no_alias;
 378                         }
 379                         if (is_Class_type(tp1)) {
 380                                 /* check class hierarchy */
 381                                 if (! is_SubClass_of(tp1, tp2) &&
 382                                         ! is_SubClass_of(tp2, tp1))
 383                                         return ir_no_alias;
 384                         } else {
 385                                 /* different types */
 386                                 return ir_no_alias;
 387                         }
 388                 }
 389         }
 390         return ir_may_alias;
 391 }  /* different_types */
 392
 393 /**
 394  * Returns non-zero if a node is a result on a malloc-like routine.
 395  *
 396  * @param node  the Proj node to test
 397  */
 398 static int is_malloc_Result(ir_node *node) {
 399         node = get_Proj_pred(node);
 400         if (! is_Proj(node))
 401                 return 0;
 402         node = get_Proj_pred(node);
 403         if (! is_Call(node))
 404                 return 0;
 405         node = get_Call_ptr(node);
 406         if (is_Global(node)) {
 407                 ir_entity *ent = get_Global_entity(node);
 408
 409                 if (get_entity_additional_properties(ent) & mtp_property_malloc)
 410                         return 1;
 411                 return 0;
 412         }
 413         return 0;
 414 }  /* is_malloc_Result */
 415
 416 /**
 417  * Classify a base pointer.
 418  *
 419  * @param irg  the graph of the pointer
 420  * @param irn  the node representing the base address
 421  * @param ent  the base entity of the base address iff any
 422  */
 423 ir_storage_class_class_t classify_pointer(ir_graph *irg, ir_node *irn, ir_entity *ent)
 424 {
 425         ir_storage_class_class_t res = ir_sc_pointer;
 426         if (is_Global(irn)) {
 427                 ir_entity *entity = get_Global_entity(irn);
 428                 res = ir_sc_globalvar;
 429                 if (! (get_entity_usage(entity) & ir_usage_address_taken))
 430                         res |= ir_sc_modifier_nottaken;
 431         } else if (irn == get_irg_frame(irg)) {
 432                 res = ir_sc_localvar;
 433                 if (ent != NULL && !(get_entity_usage(ent) & ir_usage_address_taken))
 434                         res |= ir_sc_modifier_nottaken;
 435         } else if (is_arg_Proj(irn)) {
 436                 return ir_sc_argument;
 437         } else if (irn == get_irg_tls(irg)) {
 438                 res = ir_sc_tls;
 439                 if (ent != NULL && !(get_entity_usage(ent) & ir_usage_address_taken))
 440                         res |= ir_sc_modifier_nottaken;
 441         } else if (is_Proj(irn) && is_malloc_Result(irn)) {
 442                 return ir_sc_malloced;
 443         }
 444
 445         return res;
 446 }
 447
 448 /**
 449  * If adr represents a Bitfield Sel, skip it
 450  */
 451 static ir_node *skip_Bitfield_Sels(ir_node *adr) {
 452         if (is_Sel(adr)) {
 453                 ir_entity *ent     = get_Sel_entity(adr);
 454                 ir_type   *bf_type = get_entity_type(ent);
 455
 456                 /* is it a bitfield type? */
 457                 if (is_Primitive_type(bf_type) && get_primitive_base_type(bf_type) != NULL)
 458                         adr = get_Sel_ptr(adr);
 459         }
 460         return adr;
 461 }
 462
 463 /**
 464  * Determine the alias relation between two addresses.
 465  *
 466  * @param irg    the graph of both memory operations
 467  * @param addr1  pointer address of the first memory operation
 468  * @param mode1  the mode of the accessed data through addr1
 469  * @param addr2  pointer address of the second memory operation
 470  * @param mode2  the mode of the accessed data through addr2
 471  *
 472  * @return found memory relation
 473  */
 474 static ir_alias_relation _get_alias_relation(
 475         ir_graph *irg,
 476         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
 477         ir_node *adr2, ir_mode *mode2)
 478 {
 479         ir_entity             *ent1, *ent2;
 480         unsigned              options;
 481         long                  offset1 = 0;
 482         long                  offset2 = 0;
 483         ir_node               *base1;
 484         ir_node               *base2;
 485         ir_node               *orig_adr1 = adr1;
 486         ir_node               *orig_adr2 = adr2;
 487         unsigned              mode_size;
 488         ir_storage_class_class_t class1, class2;
 489         int                   have_const_offsets;
 490
 491         if (! get_opt_alias_analysis())
 492                 return ir_may_alias;
 493
 494         if (adr1 == adr2)
 495                 return ir_sure_alias;
 496
 497         options = get_irg_memory_disambiguator_options(irg);
 498
 499         /* The Armageddon switch */
 500         if (options & aa_opt_no_alias)
 501                 return ir_no_alias;
 502
 503         /* do the addresses have constants offsets?
 504          *  Note: nodes are normalized to have constants at right inputs,
 505          *        sub X, C is normalized to add X, -C
 506          */
 507         have_const_offsets = 1;
 508         while (is_Add(adr1)) {
 509                 ir_node *add_right = get_Add_right(adr1);
 510                 if (is_Const(add_right) && !mode_is_reference(get_irn_mode(add_right))) {
 511                         tarval *tv  = get_Const_tarval(add_right);
 512                         offset1    += get_tarval_long(tv);
 513                         adr1        = get_Add_left(adr1);
 514                 } else if (mode_is_reference(get_irn_mode(add_right))) {
 515                         adr1 = add_right;
 516                         have_const_offsets = 0;
 517                 } else {
 518                         adr1 = get_Add_left(adr1);
 519                         have_const_offsets = 0;
 520                 }
 521         }
 522         while (is_Add(adr2)) {
 523                 ir_node *add_right = get_Add_right(adr2);
 524                 if (is_Const(add_right) && !mode_is_reference(get_irn_mode(add_right))) {
 525                         tarval *tv  = get_Const_tarval(add_right);
 526                         offset2    += get_tarval_long(tv);
 527                         adr2        = get_Add_left(adr2);
 528                 } else if (mode_is_reference(get_irn_mode(add_right))) {
 529                         adr2 = add_right;
 530                         have_const_offsets = 0;
 531                 } else {
 532                         adr2 = get_Add_left(adr2);
 533                         have_const_offsets = 0;
 534                 }
 535         }
 536
 537         mode_size = get_mode_size_bytes(mode1);
 538         if (get_mode_size_bytes(mode2) > mode_size) {
 539                 mode_size = get_mode_size_bytes(mode2);
 540         }
 541
 542         /* same base address -> compare offsets if possible.
 543          * FIXME: type long is not sufficient for this task ...
 544          */
 545         if (adr1 == adr2 && have_const_offsets) {
 546                 if ((unsigned long)labs(offset2 - offset1) >= mode_size)
 547                         return ir_no_alias;
 548                 else
 549                         return ir_sure_alias;
 550         }
 551
 552         /*
 553          * Bitfields can be constructed as Sels from its base address.
 554          * As they have different entities, the disambiguator would find that they are
 555          * alias free. While this is true for it's values, it is false for the addresses
 556          * (strictly speaking, the Sel's are NOT the addresses of the bitfields).
 557          * So, skip those bitfield selecting Sel's.
 558          */
 559         adr1 = skip_Bitfield_Sels(adr1);
 560         adr2 = skip_Bitfield_Sels(adr2);
 561
 562         /* skip Sels */
 563         base1 = adr1;
 564         base2 = adr2;
 565         ent1  = NULL;
 566         ent2  = NULL;
 567         if (is_Sel(adr1)) {
 568                 base1 = find_base_adr(adr1, &ent1);
 569         }
 570         if (is_Sel(adr2)) {
 571                 base2 = find_base_adr(adr2, &ent2);
 572         }
 573
 574         /* same base address -> compare Sel entities */
 575         if (base1 == base2 && ent1 != NULL && ent2 != NULL) {
 576                 if (ent1 != ent2)
 577                         return ir_no_alias;
 578                 else if (have_const_offsets)
 579                         return different_sel_offsets(adr1, adr2);
 580         }
 581
 582         class1 = classify_pointer(irg, base1, ent1);
 583         class2 = classify_pointer(irg, base2, ent2);
 584
 585         if (class1 == ir_sc_pointer) {
 586                 if (class2 & ir_sc_modifier_nottaken) {
 587                         /* a pointer and an object whose objects was never taken */
 588                         return ir_no_alias;
 589                 }
 590         } else if (class2 == ir_sc_pointer) {
 591                 if (class1 & ir_sc_modifier_nottaken) {
 592                         /* a pointer and an object whose objects was never taken */
 593                         return ir_no_alias;
 594                 }
 595         } else if (class1 != class2) {
 596                 /* two objects from different memory spaces */
 597                 return ir_no_alias;
 598         } else {
 599                 /* both classes are equal */
 600                 if (class1 == ir_sc_globalvar) {
 601                         ir_entity *entity1 = get_SymConst_entity(base1);
 602                         ir_entity *entity2 = get_SymConst_entity(base2);
 603                         if (entity1 != entity2)
 604                                 return ir_no_alias;
 605
 606                         /* for some reason CSE didn't happen yet for the 2 SymConsts... */
 607                         return ir_may_alias;
 608                 }
 609         }
 610
 611         /* Type based alias analysis */
 612         if (options & aa_opt_type_based) {
 613                 ir_alias_relation rel;
 614
 615                 if (options & aa_opt_byte_type_may_alias) {
 616                         if (get_mode_size_bits(mode1) == 8 || get_mode_size_bits(mode2) == 8) {
 617                                 /* One of the modes address a byte. Assume a ir_may_alias and leave
 618                                    the type based check. */
 619                                 goto leave_type_based_alias;
 620                         }
 621                 }
 622                 /* cheap check: If the mode sizes did not match, the types MUST be different */
 623                 if (get_mode_size_bits(mode1) != get_mode_size_bits(mode2))
 624                         return ir_no_alias;
 625
 626                 /* cheap test: if only one is a reference mode, no alias */
 627                 if (mode_is_reference(mode1) != mode_is_reference(mode2))
 628                         return ir_no_alias;
 629
 630                 /* cheap test: if arithmetic is different, no alias */
 631                 if (get_mode_arithmetic(mode1) != get_mode_arithmetic(mode2))
 632                         return ir_no_alias;
 633
 634                 /* try rule R5 */
 635                 rel = different_types(orig_adr1, orig_adr2);
 636                 if (rel != ir_may_alias)
 637                         return rel;
 638 leave_type_based_alias:;
 639         }
 640
 641         /* do we have a language specific memory disambiguator? */
 642         if (language_disambuigator) {
 643                 ir_alias_relation rel = (*language_disambuigator)(irg, orig_adr1, mode1, orig_adr2, mode2);
 644                 if (rel != ir_may_alias)
 645                         return rel;
 646         }
 647
 648         /* access points-to information here */
 649         return ir_may_alias;
 650 }  /* _get_alias_relation */
 651
 652 /*
 653  * Determine the alias relation between two addresses.
 654  */
 655 ir_alias_relation get_alias_relation(
 656         ir_graph *irg,
 657         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
 658         ir_node *adr2, ir_mode *mode2)
 659 {
 660         ir_alias_relation rel = _get_alias_relation(irg, adr1, mode1, adr2, mode2);
 661         DB((dbg, LEVEL_1, "alias(%+F, %+F) = %s\n", adr1, adr2, get_ir_alias_relation_name(rel)));
 662         return rel;
 663 }  /* get_alias_relation */
 664
 665 /* Set a source language specific memory disambiguator function. */
 666 void set_language_memory_disambiguator(DISAMBIGUATOR_FUNC func) {
 667         language_disambuigator = func;
 668 }  /* set_language_memory_disambiguator */
 669
 670 /** The result cache for the memory disambiguator. */
 671 static set *result_cache = NULL;
 672
 673 /** An entry in the relation cache. */
 674 typedef struct mem_disambig_entry {
 675         ir_node           *adr1;    /**< The first address. */
 676         ir_node           *adr2;    /**< The second address. */
 677         ir_alias_relation result;   /**< The alias relation result. */
 678 } mem_disambig_entry;
 679
 680 #define HASH_ENTRY(adr1, adr2)  (HASH_PTR(adr1) ^ HASH_PTR(adr2))
 681
 682 /**
 683  * Compare two relation cache entries.
 684  */
 685 static int cmp_mem_disambig_entry(const void *elt, const void *key, size_t size) {
 686         const mem_disambig_entry *p1 = elt;
 687         const mem_disambig_entry *p2 = key;
 688         (void) size;
 689
 690         return p1->adr1 == p2->adr1 && p1->adr2 == p2->adr2;
 691 }  /* cmp_mem_disambig_entry */
 692
 693 /**
 694  * Initialize the relation cache.
 695  */
 696 void mem_disambig_init(void) {
 697         result_cache = new_set(cmp_mem_disambig_entry, 8);
 698 }  /* mem_disambig_init */
 699
 700 /*
 701  * Determine the alias relation between two addresses.
 702  */
 703 ir_alias_relation get_alias_relation_ex(
 704         ir_graph *irg,
 705         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
 706         ir_node *adr2, ir_mode *mode2)
 707 {
 708         mem_disambig_entry key, *entry;
 709
 710         ir_fprintf(stderr, "%+F <-> %+F\n", adr1, adr2);
 711
 712         if (! get_opt_alias_analysis())
 713                 return ir_may_alias;
 714
 715         if (get_irn_opcode(adr1) > get_irn_opcode(adr2)) {
 716                 ir_node *t = adr1;
 717                 adr1 = adr2;
 718                 adr2 = t;
 719         }
 720
 721         key.adr1 = adr1;
 722         key.adr2 = adr2;
 723         entry = set_find(result_cache, &key, sizeof(key), HASH_ENTRY(adr1, adr2));
 724         if (entry)
 725                 return entry->result;
 726
 727         key.result = get_alias_relation(irg, adr1, mode1, adr2, mode2);
 728
 729         set_insert(result_cache, &key, sizeof(key), HASH_ENTRY(adr1, adr2));
 730         return key.result;
 731 }  /* get_alias_relation_ex */
 732
 733 /* Free the relation cache. */
 734 void mem_disambig_term(void) {
 735         if (result_cache) {
 736                 del_set(result_cache);
 737                 result_cache = NULL;
 738         }
 739 }  /* mem_disambig_term */
 740
 741 /**
 742  * Check the mode of a Load/Store with the mode of the entity
 743  * that is accessed.
 744  * If the mode of the entity and the Load/Store mode do not match, we
 745  * have the bad reinterpret case:
 746  *
 747  * int i;
 748  * char b = *(char *)&i;
 749  *
 750  * We do NOT count this as one value and return address_taken
 751  * in that case.
 752  * However, we support an often used case. If the mode is two-complement
 753  * we allow casts between signed/unsigned.
 754  *
 755  * @param mode     the mode of the Load/Store
 756  * @param ent_mode the mode of the accessed entity
 757  *
 758  * @return non-zero if the Load/Store is a hidden cast, zero else
 759  */
 760 static int is_hidden_cast(ir_mode *mode, ir_mode *ent_mode) {
 761         if (ent_mode == NULL)
 762                 return false;
 763
 764         if (ent_mode != mode) {
 765                 if (ent_mode == NULL ||
 766                         get_mode_size_bits(ent_mode) != get_mode_size_bits(mode) ||
 767                         get_mode_sort(ent_mode) != get_mode_sort(mode) ||
 768                         get_mode_arithmetic(ent_mode) != irma_twos_complement ||
 769                         get_mode_arithmetic(mode) != irma_twos_complement)
 770                         return true;
 771         }
 772         return false;
 773 }  /* is_hidden_cast */
 774
 775 /**
 776  * Determine the usage state of a node (or its successor Sels).
 777  *
 778  * @param irn  the node
 779  */
 780 static ir_entity_usage determine_entity_usage(const ir_node *irn, ir_entity *entity) {
 781         int       i;
 782         ir_mode   *emode, *mode;
 783         ir_node   *value;
 784         ir_type   *tp;
 785         ir_entity_usage res = 0;
 786
 787         for (i = get_irn_n_outs(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 788                 ir_node *succ = get_irn_out(irn, i);
 789
 790                 switch (get_irn_opcode(succ)) {
 791                 case iro_Load:
 792                         assert(irn == get_Load_ptr(succ));
 793                         res |= ir_usage_read;
 794
 795                         /* check if this load is not a hidden conversion */
 796                         mode  = get_Load_mode(succ);
 797                         emode = get_type_mode(get_entity_type(entity));
 798                         if (is_hidden_cast(mode, emode))
 799                                 res |= ir_usage_reinterpret_cast;
 800                         break;
 801
 802                 case iro_Store:
 803                         /* check that the node is not the Store's value */
 804                         if (irn == get_Store_value(succ)) {
 805                                 res |= ir_usage_unknown;
 806                         }
 807                         if (irn == get_Store_ptr(succ)) {
 808                                 res |= ir_usage_write;
 809
 810                                 /* check if this Store is not a hidden conversion */
 811                                 value = get_Store_value(succ);
 812                                 mode  = get_irn_mode(value);
 813                                 emode = get_type_mode(get_entity_type(entity));
 814                                 if (is_hidden_cast(mode, emode))
 815                                         res |= ir_usage_reinterpret_cast;
 816                         }
 817                         assert(irn != get_Store_mem(succ));
 818                         break;
 819
 820                 case iro_CopyB:
 821                         /* CopyB are like Loads/Stores */
 822                         tp  = get_entity_type(entity);
 823                         if (tp != get_CopyB_type(succ)) {
 824                                 /* bad, different types, might be a hidden conversion */
 825                                 res |= ir_usage_reinterpret_cast;
 826                         }
 827                         if (irn == get_CopyB_dst(succ)) {
 828                                 res |= ir_usage_write;
 829                         } else {
 830                                 assert(irn == get_CopyB_src(succ));
 831                                 res |= ir_usage_read;
 832                         }
 833                         break;
 834
 835                 case iro_Add:
 836                 case iro_Sub:
 837                 case iro_Sel: {
 838                         /* Check the successor of irn. */
 839                         res |= determine_entity_usage(succ, entity);
 840                         break;
 841                 }
 842
 843                 case iro_Call:
 844                         if (irn == get_Call_ptr(succ)) {
 845                                 /* TODO: we could check for reinterpret casts here...
 846                                  * But I doubt anyone is interested in that bit for
 847                                  * function entities and I'm too lazy to write the code now.
 848                                  */
 849                                 res |= ir_usage_read;
 850                         } else {
 851                                 assert(irn != get_Call_mem(succ));
 852                                 res |= ir_usage_unknown;
 853                         }
 854                         break;
 855
 856                 /* skip identities */
 857                 case iro_Id:
 858                         res |= determine_entity_usage(succ, entity);
 859                         break;
 860
 861                 /* skip tuples */
 862                 case iro_Tuple: {
 863                         int input_nr;
 864                         for (input_nr = get_Tuple_n_preds(succ) - 1; input_nr >= 0;
 865                                         --input_nr) {
 866                                 ir_node *pred = get_Tuple_pred(succ, input_nr);
 867                                 if (pred == irn) {
 868                                         int k;
 869                                         /* we found one input */
 870                                         for (k = get_irn_n_outs(succ) - 1; k >= 0; --k) {
 871                                                 ir_node *proj = get_irn_out(succ, k);
 872
 873                                                 if (is_Proj(proj) && get_Proj_proj(proj) == input_nr) {
 874                                                         res |= determine_entity_usage(proj, entity);
 875                                                         break;
 876                                                 }
 877                                         }
 878                                 }
 879                         }
 880                         break;
 881                 }
 882
 883                 default:
 884                         /* another op, we don't know anything (we could do more advanced
 885                          * things like a dataflow analysis here) */
 886                         res |= ir_usage_unknown;
 887                         break;
 888                 }
 889         }
 890
 891         return res;
 892 }
 893
 894 /**
 895  * Update the usage flags of all frame entities.
 896  */
 897 static void analyse_irg_entity_usage(ir_graph *irg) {
 898         ir_type *ft = get_irg_frame_type(irg);
 899         ir_node *irg_frame;
 900         int i;
 901
 902         /* set initial state to not_taken, as this is the "smallest" state */
 903         for (i = get_class_n_members(ft) - 1; i >= 0; --i) {
 904                 ir_entity       *ent   = get_class_member(ft, i);
 905                 ir_entity_usage  flags =
 906                         get_entity_stickyness(ent) == stickyness_sticky ? ir_usage_unknown : 0;
 907
 908                 set_entity_usage(ent, flags);
 909         }
 910
 911         assure_irg_outs(irg);
 912
 913         irg_frame = get_irg_frame(irg);
 914
 915         for (i = get_irn_n_outs(irg_frame) - 1; i >= 0; --i) {
 916                 ir_node        *succ = get_irn_out(irg_frame, i);
 917                 ir_entity      *entity;
 918                 ir_entity_usage flags;
 919
 920             if (!is_Sel(succ))
 921                         continue;
 922
 923                 entity = get_Sel_entity(succ);
 924                 flags  = get_entity_usage(entity);
 925                 flags |= determine_entity_usage(succ, entity);
 926                 set_entity_usage(entity, flags);
 927         }
 928
 929         /* now computed */
 930         irg->entity_usage_state = ir_entity_usage_computed;
 931 }
 932
 933 ir_entity_usage_computed_state get_irg_entity_usage_state(const ir_graph *irg) {
 934         return irg->entity_usage_state;
 935 }
 936
 937 void set_irg_entity_usage_state(ir_graph *irg, ir_entity_usage_computed_state state) {
 938         irg->entity_usage_state = state;
 939 }
 940
 941 void assure_irg_entity_usage_computed(ir_graph *irg) {
 942         if (irg->entity_usage_state != ir_entity_usage_not_computed)
 943                 return;
 944
 945         analyse_irg_entity_usage(irg);
 946 }
 947
 948
 949 /**
 950  * Initialize the entity_usage flag for a global type like type.
 951  */
 952 static void init_entity_usage(ir_type * tp) {
 953         int i;
 954
 955         /* We have to be conservative: All external visible entities are unknown */
 956         for (i = get_compound_n_members(tp) - 1; i >= 0; --i) {
 957                 ir_entity       *ent  = get_compound_member(tp, i);
 958                 ir_entity_usage flags = ir_usage_none;
 959                 ir_visibility   vis   = get_entity_visibility(ent);
 960
 961                 if (vis == visibility_external_visible   ||
 962                     vis == visibility_external_allocated ||
 963                     get_entity_stickyness(ent) == stickyness_sticky) {
 964                         flags |= ir_usage_unknown;
 965                 }
 966                 set_entity_usage(ent, flags);
 967         }
 968 }
 969
 970 /**
 971  * Mark all entities used in the initializer as unknown usage.
 972  *
 973  * @param initializer  the initializer to check
 974  */
 975 static void check_initializer_nodes(ir_initializer_t *initializer)
 976 {
 977         unsigned i;
 978         ir_node  *n;
 979
 980         switch (initializer->kind) {
 981         case IR_INITIALIZER_CONST:
 982                 /* let's check if it's an address */
 983                 n = initializer->consti.value;
 984                 if (is_Global(n)) {
 985                         ir_entity *ent = get_Global_entity(n);
 986                         set_entity_usage(ent, ir_usage_unknown);
 987                 }
 988                 return;
 989         case IR_INITIALIZER_TARVAL:
 990         case IR_INITIALIZER_NULL:
 991                 return;
 992         case IR_INITIALIZER_COMPOUND:
 993                 for (i = 0; i < initializer->compound.n_initializers; ++i) {
 994                         ir_initializer_t *sub_initializer
 995                                 = initializer->compound.initializers[i];
 996                         check_initializer_nodes(sub_initializer);
 997                 }
 998                 return;
 999         }
1000         panic("invalid initializer found");
1001 }  /* check_initializer_nodes */
1002
1003 /**
1004  * Mark all entities used in the initializer for the given entity as unknown
1005  * usage.
1006  *
1007  * @param ent  the entity
1008  */
1009 static void check_initializer(ir_entity *ent) {
1010         ir_node *n;
1011         int i;
1012
1013         /* do not check uninitialized values */
1014         if (get_entity_variability(ent) == variability_uninitialized)
1015                 return;
1016
1017         /* Beware: Methods are always initialized with "themself". This does not
1018            count as a taken address. */
1019         if (is_Method_type(get_entity_type(ent)))
1020                 return;
1021
1022         if (ent->has_initializer) {
1023                 check_initializer_nodes(ent->attr.initializer);
1024         } else if (is_atomic_entity(ent)) {
1025                 /* let's check if it's an address */
1026                 n = get_atomic_ent_value(ent);
1027                 if (is_Global(n)) {
1028                         ir_entity *ent = get_Global_entity(n);
1029                         set_entity_usage(ent, ir_usage_unknown);
1030                 }
1031         } else {
1032                 for (i = get_compound_ent_n_values(ent) - 1; i >= 0; --i) {
1033                         n = get_compound_ent_value(ent, i);
1034
1035                         /* let's check if it's an address */
1036                         if (is_Global(n)) {
1037                                 ir_entity *ent = get_Global_entity(n);
1038                                 set_entity_usage(ent, ir_usage_unknown);
1039                         }
1040                 }
1041         }
1042 }  /* check_initializer */
1043
1044
1045 /**
1046  * Mark all entities used in initializers as unknown usage.
1047  *
1048  * @param tp  a compound type
1049  */
1050 static void check_initializers(ir_type *tp) {
1051         int i;
1052
1053         for (i = get_compound_n_members(tp) - 1; i >= 0; --i) {
1054                 ir_entity *ent = get_compound_member(tp, i);
1055
1056                 check_initializer(ent);
1057         }
1058 }  /* check_initializers */
1059
1060 #ifdef DEBUG_libfirm
1061 /**
1062  * Print the entity usage flags of all entities of a given type for debugging.
1063  *
1064  * @param tp  a compound type
1065  */
1066 static void print_entity_usage_flags(ir_type *tp) {
1067         int i;
1068         for (i = get_compound_n_members(tp) - 1; i >= 0; --i) {
1069                 ir_entity *ent = get_compound_member(tp, i);
1070                 ir_entity_usage flags = get_entity_usage(ent);
1071
1072                 if (flags == 0)
1073                         continue;
1074                 ir_printf("%+F:", ent);
1075                 if (flags & ir_usage_address_taken)
1076                         printf(" address_taken");
1077                 if (flags & ir_usage_read)
1078                         printf(" read");
1079                 if (flags & ir_usage_write)
1080                         printf(" write");
1081                 if (flags & ir_usage_reinterpret_cast)
1082                         printf(" reinterp_cast");
1083                 printf("\n");
1084         }
1085 }
1086 #endif /* DEBUG_libfirm */
1087
1088 /**
1089  * Post-walker: check for global entity address
1090  */
1091 static void check_global_address(ir_node *irn, void *env) {
1092         ir_node *tls = env;
1093         ir_entity *ent;
1094         ir_entity_usage flags;
1095
1096         if (is_Global(irn)) {
1097                 /* A global. */
1098                 ent = get_Global_entity(irn);
1099         } else if (is_Sel(irn) && get_Sel_ptr(irn) == tls) {
1100                 /* A TLS variable. */
1101                 ent = get_Sel_entity(irn);
1102         } else
1103                 return;
1104
1105         flags = get_entity_usage(ent);
1106         flags |= determine_entity_usage(irn, ent);
1107         set_entity_usage(ent, flags);
1108 }  /* check_global_address */
1109
1110 /**
1111  * Update the entity usage flags of all global entities.
1112  */
1113 static void analyse_irp_globals_entity_usage(void) {
1114         int i;
1115         ir_segment_t s;
1116
1117         for (s = IR_SEGMENT_FIRST; s < IR_SEGMENT_COUNT; ++s) {
1118                 ir_type *type = get_segment_type(s);
1119                 init_entity_usage(type);
1120         }
1121
1122         for (s = IR_SEGMENT_FIRST; s < IR_SEGMENT_COUNT; ++s) {
1123                 ir_type *type = get_segment_type(s);
1124                 check_initializers(type);
1125         }
1126
1127         for (i = get_irp_n_irgs() - 1; i >= 0; --i) {
1128                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
1129
1130                 assure_irg_outs(irg);
1131                 irg_walk_graph(irg, NULL, check_global_address, get_irg_tls(irg));
1132         }
1133
1134 #ifdef DEBUG_libfirm
1135         if (firm_dbg_get_mask(dbg) & LEVEL_1) {
1136                 ir_segment_t s;
1137                 for (s = IR_SEGMENT_FIRST; s < IR_SEGMENT_COUNT; ++s) {
1138                         print_entity_usage_flags(get_segment_type(s));
1139                 }
1140         }
1141 #endif /* DEBUG_libfirm */
1142
1143         /* now computed */
1144         irp->globals_entity_usage_state = ir_entity_usage_computed;
1145 }
1146
1147 /* Returns the current address taken state of the globals. */
1148 ir_entity_usage_computed_state get_irp_globals_entity_usage_state(void) {
1149         return irp->globals_entity_usage_state;
1150 }
1151
1152 /* Sets the current address taken state of the graph. */
1153 void set_irp_globals_entity_usage_state(ir_entity_usage_computed_state state) {
1154         irp->globals_entity_usage_state = state;
1155 }
1156
1157 /* Assure that the address taken flag is computed for the globals. */
1158 void assure_irp_globals_entity_usage_computed(void) {
1159         if (irp->globals_entity_usage_state != ir_entity_usage_not_computed)
1160                 return;
1161
1162         analyse_irp_globals_entity_usage();
1163 }
1164
1165 void firm_init_memory_disambiguator(void) {
1166         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.ana.irmemory");
1167         FIRM_DBG_REGISTER(dbgcall, "firm.opt.cc");
1168 }
1169
1170
1171 /** Maps method types to cloned method types. */
1172 static pmap *mtp_map;
1173
1174 /**
1175  * Clone a method type if not already cloned.
1176  *
1177  * @param tp  the type to clone
1178  */
1179 static ir_type *clone_type_and_cache(ir_type *tp) {
1180         static ident *prefix = NULL;
1181         ir_type *res;
1182         pmap_entry *e = pmap_find(mtp_map, tp);
1183
1184         if (e)
1185                 return e->value;
1186
1187         if (prefix == NULL)
1188                 prefix = new_id_from_chars("C", 1);
1189
1190         res = clone_type_method(tp, prefix);
1191         pmap_insert(mtp_map, tp, res);
1192         DB((dbgcall, LEVEL_2, "cloned type %+F into %+F\n", tp, res));
1193
1194         return res;
1195 }  /* clone_type_and_cache */
1196
1197 /**
1198  * Walker: clone all call types of Calls to methods having the
1199  * mtp_property_private property set.
1200  */
1201 static void update_calls_to_private(ir_node *call, void *env) {
1202         (void) env;
1203         if (is_Call(call)) {
1204                 ir_node *ptr = get_Call_ptr(call);
1205
1206                 if (is_SymConst(ptr)) {
1207                         ir_entity *ent = get_SymConst_entity(ptr);
1208                         ir_type *ctp = get_Call_type(call);
1209
1210                         if (get_entity_additional_properties(ent) & mtp_property_private) {
1211                                 if ((get_method_additional_properties(ctp) & mtp_property_private) == 0) {
1212                                         ctp = clone_type_and_cache(ctp);
1213                                         set_method_additional_property(ctp, mtp_property_private);
1214                                         set_Call_type(call, ctp);
1215                                         DB((dbgcall, LEVEL_1, "changed call to private method %+F\n", ent));
1216                                 }
1217                         }
1218                 }
1219         }
1220 }  /* update_calls_to_private */
1221
1222 /* Mark all private methods, i.e. those of which all call sites are known. */
1223 void mark_private_methods(void) {
1224         int i;
1225         int changed = 0;
1226
1227         assure_irp_globals_entity_usage_computed();
1228
1229         mtp_map = pmap_create();
1230
1231         /* first step: change the calling conventions of the local non-escaped entities */
1232         for (i = get_irp_n_irgs() - 1; i >= 0; --i) {
1233                 ir_graph        *irg   = get_irp_irg(i);
1234                 ir_entity       *ent   = get_irg_entity(irg);
1235                 ir_entity_usage  flags = get_entity_usage(ent);
1236
1237                 /* If an entity is sticky, it might be called from external
1238                    places (like inline assembler), so do NOT mark it as private. */
1239                 if (get_entity_visibility(ent) == visibility_local &&
1240                     !(flags & ir_usage_address_taken) &&
1241                     get_entity_stickyness(ent) != stickyness_sticky) {
1242                         ir_type *mtp = get_entity_type(ent);
1243
1244                         set_entity_additional_property(ent, mtp_property_private);
1245                         DB((dbgcall, LEVEL_1, "found private method %+F\n", ent));
1246                         if ((get_method_additional_properties(mtp) & mtp_property_private) == 0) {
1247                                 /* need a new type */
1248                                 mtp = clone_type_and_cache(mtp);
1249                                 set_entity_type(ent, mtp);
1250                                 set_method_additional_property(mtp, mtp_property_private);
1251                                 changed = 1;
1252                         }
1253                 }
1254         }
1255
1256         if (changed)
1257                 all_irg_walk(NULL, update_calls_to_private, NULL);
1258
1259         pmap_destroy(mtp_map);
1260 }  /* mark_private_methods */