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 #else
 338         (void) different_index;
 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         } else if (is_Const(irn)) {
 444                 return ir_sc_globaladdr;
 445         }
 446
 447         return res;
 448 }
 449
 450 /**
 451  * If adr represents a Bitfield Sel, skip it
 452  */
 453 static ir_node *skip_Bitfield_Sels(ir_node *adr) {
 454         if (is_Sel(adr)) {
 455                 ir_entity *ent     = get_Sel_entity(adr);
 456                 ir_type   *bf_type = get_entity_type(ent);
 457
 458                 /* is it a bitfield type? */
 459                 if (is_Primitive_type(bf_type) && get_primitive_base_type(bf_type) != NULL)
 460                         adr = get_Sel_ptr(adr);
 461         }
 462         return adr;
 463 }
 464
 465 /**
 466  * Determine the alias relation between two addresses.
 467  *
 468  * @param irg    the graph of both memory operations
 469  * @param addr1  pointer address of the first memory operation
 470  * @param mode1  the mode of the accessed data through addr1
 471  * @param addr2  pointer address of the second memory operation
 472  * @param mode2  the mode of the accessed data through addr2
 473  *
 474  * @return found memory relation
 475  */
 476 static ir_alias_relation _get_alias_relation(
 477         ir_graph *irg,
 478         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
 479         ir_node *adr2, ir_mode *mode2)
 480 {
 481         ir_entity             *ent1, *ent2;
 482         unsigned              options;
 483         long                  offset1 = 0;
 484         long                  offset2 = 0;
 485         ir_node               *base1;
 486         ir_node               *base2;
 487         ir_node               *orig_adr1 = adr1;
 488         ir_node               *orig_adr2 = adr2;
 489         unsigned              mode_size;
 490         ir_storage_class_class_t class1, class2;
 491         int                   have_const_offsets;
 492
 493         if (! get_opt_alias_analysis())
 494                 return ir_may_alias;
 495
 496         if (adr1 == adr2)
 497                 return ir_sure_alias;
 498
 499         options = get_irg_memory_disambiguator_options(irg);
 500
 501         /* The Armageddon switch */
 502         if (options & aa_opt_no_alias)
 503                 return ir_no_alias;
 504
 505         /* do the addresses have constants offsets?
 506          *  Note: nodes are normalized to have constants at right inputs,
 507          *        sub X, C is normalized to add X, -C
 508          */
 509         have_const_offsets = 1;
 510         while (is_Add(adr1)) {
 511                 ir_node *add_right = get_Add_right(adr1);
 512                 if (is_Const(add_right) && !mode_is_reference(get_irn_mode(add_right))) {
 513                         tarval *tv  = get_Const_tarval(add_right);
 514                         offset1    += get_tarval_long(tv);
 515                         adr1        = get_Add_left(adr1);
 516                 } else if (mode_is_reference(get_irn_mode(add_right))) {
 517                         adr1 = add_right;
 518                         have_const_offsets = 0;
 519                 } else {
 520                         adr1 = get_Add_left(adr1);
 521                         have_const_offsets = 0;
 522                 }
 523         }
 524         while (is_Add(adr2)) {
 525                 ir_node *add_right = get_Add_right(adr2);
 526                 if (is_Const(add_right) && !mode_is_reference(get_irn_mode(add_right))) {
 527                         tarval *tv  = get_Const_tarval(add_right);
 528                         offset2    += get_tarval_long(tv);
 529                         adr2        = get_Add_left(adr2);
 530                 } else if (mode_is_reference(get_irn_mode(add_right))) {
 531                         adr2 = add_right;
 532                         have_const_offsets = 0;
 533                 } else {
 534                         adr2 = get_Add_left(adr2);
 535                         have_const_offsets = 0;
 536                 }
 537         }
 538
 539         mode_size = get_mode_size_bytes(mode1);
 540         if (get_mode_size_bytes(mode2) > mode_size) {
 541                 mode_size = get_mode_size_bytes(mode2);
 542         }
 543
 544         /* same base address -> compare offsets if possible.
 545          * FIXME: type long is not sufficient for this task ...
 546          */
 547         if (adr1 == adr2 && have_const_offsets) {
 548                 if ((unsigned long)labs(offset2 - offset1) >= mode_size)
 549                         return ir_no_alias;
 550                 else
 551                         return ir_sure_alias;
 552         }
 553
 554         /*
 555          * Bitfields can be constructed as Sels from its base address.
 556          * As they have different entities, the disambiguator would find that they are
 557          * alias free. While this is true for it's values, it is false for the addresses
 558          * (strictly speaking, the Sel's are NOT the addresses of the bitfields).
 559          * So, skip those bitfield selecting Sel's.
 560          */
 561         adr1 = skip_Bitfield_Sels(adr1);
 562         adr2 = skip_Bitfield_Sels(adr2);
 563
 564         /* skip Sels */
 565         base1 = adr1;
 566         base2 = adr2;
 567         ent1  = NULL;
 568         ent2  = NULL;
 569         if (is_Sel(adr1)) {
 570                 base1 = find_base_adr(adr1, &ent1);
 571         }
 572         if (is_Sel(adr2)) {
 573                 base2 = find_base_adr(adr2, &ent2);
 574         }
 575
 576         /* same base address -> compare Sel entities */
 577         if (base1 == base2 && ent1 != NULL && ent2 != NULL) {
 578                 if (ent1 != ent2)
 579                         return ir_no_alias;
 580                 else if (have_const_offsets)
 581                         return different_sel_offsets(adr1, adr2);
 582         }
 583
 584         class1 = classify_pointer(irg, base1, ent1);
 585         class2 = classify_pointer(irg, base2, ent2);
 586
 587         if (class1 == ir_sc_pointer) {
 588                 if (class2 & ir_sc_modifier_nottaken) {
 589                         /* a pointer and an object whose objects was never taken */
 590                         return ir_no_alias;
 591                 }
 592         } else if (class2 == ir_sc_pointer) {
 593                 if (class1 & ir_sc_modifier_nottaken) {
 594                         /* a pointer and an object whose objects was never taken */
 595                         return ir_no_alias;
 596                 }
 597         } else if (class1 != class2) {
 598                 /* two objects from different memory spaces */
 599                 return ir_no_alias;
 600         } else {
 601                 /* both classes are equal */
 602                 if (class1 == ir_sc_globalvar) {
 603                         ir_entity *entity1 = get_SymConst_entity(base1);
 604                         ir_entity *entity2 = get_SymConst_entity(base2);
 605                         if (entity1 != entity2)
 606                                 return ir_no_alias;
 607
 608                         /* for some reason CSE didn't happen yet for the 2 SymConsts... */
 609                         return ir_may_alias;
 610                 } else if (class1 == ir_sc_globaladdr) {
 611                         tarval *tv  = get_Const_tarval(base1);
 612                         offset1    += get_tarval_long(tv);
 613                         tv          = get_Const_tarval(base2);
 614                         offset2    += get_tarval_long(tv);
 615
 616                         if ((unsigned long)labs(offset2 - offset1) >= mode_size)
 617                                 return ir_no_alias;
 618                         else
 619                                 return ir_sure_alias;
 620                 }
 621         }
 622
 623         /* Type based alias analysis */
 624         if (options & aa_opt_type_based) {
 625                 ir_alias_relation rel;
 626
 627                 if (options & aa_opt_byte_type_may_alias) {
 628                         if (get_mode_size_bits(mode1) == 8 || get_mode_size_bits(mode2) == 8) {
 629                                 /* One of the modes address a byte. Assume a ir_may_alias and leave
 630                                    the type based check. */
 631                                 goto leave_type_based_alias;
 632                         }
 633                 }
 634                 /* cheap check: If the mode sizes did not match, the types MUST be different */
 635                 if (get_mode_size_bits(mode1) != get_mode_size_bits(mode2))
 636                         return ir_no_alias;
 637
 638                 /* cheap test: if only one is a reference mode, no alias */
 639                 if (mode_is_reference(mode1) != mode_is_reference(mode2))
 640                         return ir_no_alias;
 641
 642                 /* cheap test: if arithmetic is different, no alias */
 643                 if (get_mode_arithmetic(mode1) != get_mode_arithmetic(mode2))
 644                         return ir_no_alias;
 645
 646                 /* try rule R5 */
 647                 rel = different_types(orig_adr1, orig_adr2);
 648                 if (rel != ir_may_alias)
 649                         return rel;
 650 leave_type_based_alias:;
 651         }
 652
 653         /* do we have a language specific memory disambiguator? */
 654         if (language_disambuigator) {
 655                 ir_alias_relation rel = (*language_disambuigator)(irg, orig_adr1, mode1, orig_adr2, mode2);
 656                 if (rel != ir_may_alias)
 657                         return rel;
 658         }
 659
 660         /* access points-to information here */
 661         return ir_may_alias;
 662 }  /* _get_alias_relation */
 663
 664 /*
 665  * Determine the alias relation between two addresses.
 666  */
 667 ir_alias_relation get_alias_relation(
 668         ir_graph *irg,
 669         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
 670         ir_node *adr2, ir_mode *mode2)
 671 {
 672         ir_alias_relation rel = _get_alias_relation(irg, adr1, mode1, adr2, mode2);
 673         DB((dbg, LEVEL_1, "alias(%+F, %+F) = %s\n", adr1, adr2, get_ir_alias_relation_name(rel)));
 674         return rel;
 675 }  /* get_alias_relation */
 676
 677 /* Set a source language specific memory disambiguator function. */
 678 void set_language_memory_disambiguator(DISAMBIGUATOR_FUNC func) {
 679         language_disambuigator = func;
 680 }  /* set_language_memory_disambiguator */
 681
 682 /** The result cache for the memory disambiguator. */
 683 static set *result_cache = NULL;
 684
 685 /** An entry in the relation cache. */
 686 typedef struct mem_disambig_entry {
 687         ir_node           *adr1;    /**< The first address. */
 688         ir_node           *adr2;    /**< The second address. */
 689         ir_alias_relation result;   /**< The alias relation result. */
 690 } mem_disambig_entry;
 691
 692 #define HASH_ENTRY(adr1, adr2)  (HASH_PTR(adr1) ^ HASH_PTR(adr2))
 693
 694 /**
 695  * Compare two relation cache entries.
 696  */
 697 static int cmp_mem_disambig_entry(const void *elt, const void *key, size_t size) {
 698         const mem_disambig_entry *p1 = elt;
 699         const mem_disambig_entry *p2 = key;
 700         (void) size;
 701
 702         return p1->adr1 == p2->adr1 && p1->adr2 == p2->adr2;
 703 }  /* cmp_mem_disambig_entry */
 704
 705 /**
 706  * Initialize the relation cache.
 707  */
 708 void mem_disambig_init(void) {
 709         result_cache = new_set(cmp_mem_disambig_entry, 8);
 710 }  /* mem_disambig_init */
 711
 712 /*
 713  * Determine the alias relation between two addresses.
 714  */
 715 ir_alias_relation get_alias_relation_ex(
 716         ir_graph *irg,
 717         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
 718         ir_node *adr2, ir_mode *mode2)
 719 {
 720         mem_disambig_entry key, *entry;
 721
 722         ir_fprintf(stderr, "%+F <-> %+F\n", adr1, adr2);
 723
 724         if (! get_opt_alias_analysis())
 725                 return ir_may_alias;
 726
 727         if (get_irn_opcode(adr1) > get_irn_opcode(adr2)) {
 728                 ir_node *t = adr1;
 729                 adr1 = adr2;
 730                 adr2 = t;
 731         }
 732
 733         key.adr1 = adr1;
 734         key.adr2 = adr2;
 735         entry = set_find(result_cache, &key, sizeof(key), HASH_ENTRY(adr1, adr2));
 736         if (entry)
 737                 return entry->result;
 738
 739         key.result = get_alias_relation(irg, adr1, mode1, adr2, mode2);
 740
 741         set_insert(result_cache, &key, sizeof(key), HASH_ENTRY(adr1, adr2));
 742         return key.result;
 743 }  /* get_alias_relation_ex */
 744
 745 /* Free the relation cache. */
 746 void mem_disambig_term(void) {
 747         if (result_cache) {
 748                 del_set(result_cache);
 749                 result_cache = NULL;
 750         }
 751 }  /* mem_disambig_term */
 752
 753 /**
 754  * Check the mode of a Load/Store with the mode of the entity
 755  * that is accessed.
 756  * If the mode of the entity and the Load/Store mode do not match, we
 757  * have the bad reinterpret case:
 758  *
 759  * int i;
 760  * char b = *(char *)&i;
 761  *
 762  * We do NOT count this as one value and return address_taken
 763  * in that case.
 764  * However, we support an often used case. If the mode is two-complement
 765  * we allow casts between signed/unsigned.
 766  *
 767  * @param mode     the mode of the Load/Store
 768  * @param ent_mode the mode of the accessed entity
 769  *
 770  * @return non-zero if the Load/Store is a hidden cast, zero else
 771  */
 772 static int is_hidden_cast(ir_mode *mode, ir_mode *ent_mode) {
 773         if (ent_mode == NULL)
 774                 return false;
 775
 776         if (ent_mode != mode) {
 777                 if (ent_mode == NULL ||
 778                         get_mode_size_bits(ent_mode) != get_mode_size_bits(mode) ||
 779                         get_mode_sort(ent_mode) != get_mode_sort(mode) ||
 780                         get_mode_arithmetic(ent_mode) != irma_twos_complement ||
 781                         get_mode_arithmetic(mode) != irma_twos_complement)
 782                         return true;
 783         }
 784         return false;
 785 }  /* is_hidden_cast */
 786
 787 /**
 788  * Determine the usage state of a node (or its successor Sels).
 789  *
 790  * @param irn  the node
 791  */
 792 static ir_entity_usage determine_entity_usage(const ir_node *irn, ir_entity *entity) {
 793         int       i;
 794         ir_mode   *emode, *mode;
 795         ir_node   *value;
 796         ir_type   *tp;
 797         ir_entity_usage res = 0;
 798
 799         for (i = get_irn_n_outs(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 800                 ir_node *succ = get_irn_out(irn, i);
 801
 802                 switch (get_irn_opcode(succ)) {
 803                 case iro_Load:
 804                         /* beware: irn might be a Id node here, so irn might be not
 805                            equal to get_Load_ptr(succ) */
 806                         res |= ir_usage_read;
 807
 808                         /* check if this load is not a hidden conversion */
 809                         mode  = get_Load_mode(succ);
 810                         emode = get_type_mode(get_entity_type(entity));
 811                         if (is_hidden_cast(mode, emode))
 812                                 res |= ir_usage_reinterpret_cast;
 813                         break;
 814
 815                 case iro_Store:
 816                         /* check that the node is not the Store's value */
 817                         if (irn == get_Store_value(succ)) {
 818                                 res |= ir_usage_unknown;
 819                         }
 820                         if (irn == get_Store_ptr(succ)) {
 821                                 res |= ir_usage_write;
 822
 823                                 /* check if this Store is not a hidden conversion */
 824                                 value = get_Store_value(succ);
 825                                 mode  = get_irn_mode(value);
 826                                 emode = get_type_mode(get_entity_type(entity));
 827                                 if (is_hidden_cast(mode, emode))
 828                                         res |= ir_usage_reinterpret_cast;
 829                         }
 830                         assert(irn != get_Store_mem(succ));
 831                         break;
 832
 833                 case iro_CopyB:
 834                         /* CopyB are like Loads/Stores */
 835                         tp  = get_entity_type(entity);
 836                         if (tp != get_CopyB_type(succ)) {
 837                                 /* bad, different types, might be a hidden conversion */
 838                                 res |= ir_usage_reinterpret_cast;
 839                         }
 840                         if (irn == get_CopyB_dst(succ)) {
 841                                 res |= ir_usage_write;
 842                         } else {
 843                                 assert(irn == get_CopyB_src(succ));
 844                                 res |= ir_usage_read;
 845                         }
 846                         break;
 847
 848                 case iro_Add:
 849                 case iro_Sub:
 850                 case iro_Sel: {
 851                         /* Check the successor of irn. */
 852                         res |= determine_entity_usage(succ, entity);
 853                         break;
 854                 }
 855
 856                 case iro_Call:
 857                         if (irn == get_Call_ptr(succ)) {
 858                                 /* TODO: we could check for reinterpret casts here...
 859                                  * But I doubt anyone is interested in that bit for
 860                                  * function entities and I'm too lazy to write the code now.
 861                                  */
 862                                 res |= ir_usage_read;
 863                         } else {
 864                                 assert(irn != get_Call_mem(succ));
 865                                 res |= ir_usage_unknown;
 866                         }
 867                         break;
 868
 869                 /* skip identities */
 870                 case iro_Id:
 871                         res |= determine_entity_usage(succ, entity);
 872                         break;
 873
 874                 /* skip tuples */
 875                 case iro_Tuple: {
 876                         int input_nr;
 877                         for (input_nr = get_Tuple_n_preds(succ) - 1; input_nr >= 0;
 878                                         --input_nr) {
 879                                 ir_node *pred = get_Tuple_pred(succ, input_nr);
 880                                 if (pred == irn) {
 881                                         int k;
 882                                         /* we found one input */
 883                                         for (k = get_irn_n_outs(succ) - 1; k >= 0; --k) {
 884                                                 ir_node *proj = get_irn_out(succ, k);
 885
 886                                                 if (is_Proj(proj) && get_Proj_proj(proj) == input_nr) {
 887                                                         res |= determine_entity_usage(proj, entity);
 888                                                         break;
 889                                                 }
 890                                         }
 891                                 }
 892                         }
 893                         break;
 894                 }
 895
 896                 default:
 897                         /* another op, we don't know anything (we could do more advanced
 898                          * things like a dataflow analysis here) */
 899                         res |= ir_usage_unknown;
 900                         break;
 901                 }
 902         }
 903
 904         return res;
 905 }
 906
 907 /**
 908  * Update the usage flags of all frame entities.
 909  */
 910 static void analyse_irg_entity_usage(ir_graph *irg) {
 911         ir_type *ft = get_irg_frame_type(irg);
 912         ir_node *irg_frame;
 913         int i;
 914
 915         /* set initial state to not_taken, as this is the "smallest" state */
 916         for (i = get_class_n_members(ft) - 1; i >= 0; --i) {
 917                 ir_entity       *ent   = get_class_member(ft, i);
 918                 ir_entity_usage  flags =
 919                         get_entity_stickyness(ent) == stickyness_sticky ? ir_usage_unknown : 0;
 920
 921                 set_entity_usage(ent, flags);
 922         }
 923
 924         assure_irg_outs(irg);
 925
 926         irg_frame = get_irg_frame(irg);
 927
 928         for (i = get_irn_n_outs(irg_frame) - 1; i >= 0; --i) {
 929                 ir_node        *succ = get_irn_out(irg_frame, i);
 930                 ir_entity      *entity;
 931                 ir_entity_usage flags;
 932
 933             if (!is_Sel(succ))
 934                         continue;
 935
 936                 entity = get_Sel_entity(succ);
 937                 flags  = get_entity_usage(entity);
 938                 flags |= determine_entity_usage(succ, entity);
 939                 set_entity_usage(entity, flags);
 940         }
 941
 942         /* now computed */
 943         irg->entity_usage_state = ir_entity_usage_computed;
 944 }
 945
 946 ir_entity_usage_computed_state get_irg_entity_usage_state(const ir_graph *irg) {
 947         return irg->entity_usage_state;
 948 }
 949
 950 void set_irg_entity_usage_state(ir_graph *irg, ir_entity_usage_computed_state state) {
 951         irg->entity_usage_state = state;
 952 }
 953
 954 void assure_irg_entity_usage_computed(ir_graph *irg) {
 955         if (irg->entity_usage_state != ir_entity_usage_not_computed)
 956                 return;
 957
 958         analyse_irg_entity_usage(irg);
 959 }
 960
 961
 962 /**
 963  * Initialize the entity_usage flag for a global type like type.
 964  */
 965 static void init_entity_usage(ir_type * tp) {
 966         int i;
 967
 968         /* We have to be conservative: All external visible entities are unknown */
 969         for (i = get_compound_n_members(tp) - 1; i >= 0; --i) {
 970                 ir_entity       *ent  = get_compound_member(tp, i);
 971                 ir_entity_usage flags = ir_usage_none;
 972                 ir_visibility   vis   = get_entity_visibility(ent);
 973
 974                 if (vis == visibility_external_visible   ||
 975                     vis == visibility_external_allocated ||
 976                     get_entity_stickyness(ent) == stickyness_sticky) {
 977                         flags |= ir_usage_unknown;
 978                 }
 979                 set_entity_usage(ent, flags);
 980         }
 981 }
 982
 983 /**
 984  * Mark all entities used in the initializer as unknown usage.
 985  *
 986  * @param initializer  the initializer to check
 987  */
 988 static void check_initializer_nodes(ir_initializer_t *initializer)
 989 {
 990         unsigned i;
 991         ir_node  *n;
 992
 993         switch (initializer->kind) {
 994         case IR_INITIALIZER_CONST:
 995                 /* let's check if it's an address */
 996                 n = initializer->consti.value;
 997                 if (is_Global(n)) {
 998                         ir_entity *ent = get_Global_entity(n);
 999                         set_entity_usage(ent, ir_usage_unknown);
1000                 }
1001                 return;
1002         case IR_INITIALIZER_TARVAL:
1003         case IR_INITIALIZER_NULL:
1004                 return;
1005         case IR_INITIALIZER_COMPOUND:
1006                 for (i = 0; i < initializer->compound.n_initializers; ++i) {
1007                         ir_initializer_t *sub_initializer
1008                                 = initializer->compound.initializers[i];
1009                         check_initializer_nodes(sub_initializer);
1010                 }
1011                 return;
1012         }
1013         panic("invalid initializer found");
1014 }  /* check_initializer_nodes */
1015
1016 /**
1017  * Mark all entities used in the initializer for the given entity as unknown
1018  * usage.
1019  *
1020  * @param ent  the entity
1021  */
1022 static void check_initializer(ir_entity *ent) {
1023         ir_node *n;
1024         int i;
1025
1026         /* do not check uninitialized values */
1027         if (get_entity_variability(ent) == variability_uninitialized)
1028                 return;
1029
1030         /* Beware: Methods are always initialized with "themself". This does not
1031            count as a taken address. */
1032         if (is_Method_type(get_entity_type(ent)))
1033                 return;
1034
1035         if (ent->has_initializer) {
1036                 check_initializer_nodes(ent->attr.initializer);
1037         } else if (is_atomic_entity(ent)) {
1038                 /* let's check if it's an address */
1039                 n = get_atomic_ent_value(ent);
1040                 if (is_Global(n)) {
1041                         ir_entity *ent = get_Global_entity(n);
1042                         set_entity_usage(ent, ir_usage_unknown);
1043                 }
1044         } else {
1045                 for (i = get_compound_ent_n_values(ent) - 1; i >= 0; --i) {
1046                         n = get_compound_ent_value(ent, i);
1047
1048                         /* let's check if it's an address */
1049                         if (is_Global(n)) {
1050                                 ir_entity *ent = get_Global_entity(n);
1051                                 set_entity_usage(ent, ir_usage_unknown);
1052                         }
1053                 }
1054         }
1055 }  /* check_initializer */
1056
1057
1058 /**
1059  * Mark all entities used in initializers as unknown usage.
1060  *
1061  * @param tp  a compound type
1062  */
1063 static void check_initializers(ir_type *tp) {
1064         int i;
1065
1066         for (i = get_compound_n_members(tp) - 1; i >= 0; --i) {
1067                 ir_entity *ent = get_compound_member(tp, i);
1068
1069                 check_initializer(ent);
1070         }
1071 }  /* check_initializers */
1072
1073 #ifdef DEBUG_libfirm
1074 /**
1075  * Print the entity usage flags of all entities of a given type for debugging.
1076  *
1077  * @param tp  a compound type
1078  */
1079 static void print_entity_usage_flags(ir_type *tp) {
1080         int i;
1081         for (i = get_compound_n_members(tp) - 1; i >= 0; --i) {
1082                 ir_entity *ent = get_compound_member(tp, i);
1083                 ir_entity_usage flags = get_entity_usage(ent);
1084
1085                 if (flags == 0)
1086                         continue;
1087                 ir_printf("%+F:", ent);
1088                 if (flags & ir_usage_address_taken)
1089                         printf(" address_taken");
1090                 if (flags & ir_usage_read)
1091                         printf(" read");
1092                 if (flags & ir_usage_write)
1093                         printf(" write");
1094                 if (flags & ir_usage_reinterpret_cast)
1095                         printf(" reinterp_cast");
1096                 printf("\n");
1097         }
1098 }
1099 #endif /* DEBUG_libfirm */
1100
1101 /**
1102  * Post-walker: check for global entity address
1103  */
1104 static void check_global_address(ir_node *irn, void *env) {
1105         ir_node *tls = env;
1106         ir_entity *ent;
1107         ir_entity_usage flags;
1108
1109         if (is_Global(irn)) {
1110                 /* A global. */
1111                 ent = get_Global_entity(irn);
1112         } else if (is_Sel(irn) && get_Sel_ptr(irn) == tls) {
1113                 /* A TLS variable. */
1114                 ent = get_Sel_entity(irn);
1115         } else
1116                 return;
1117
1118         flags = get_entity_usage(ent);
1119         flags |= determine_entity_usage(irn, ent);
1120         set_entity_usage(ent, flags);
1121 }  /* check_global_address */
1122
1123 /**
1124  * Update the entity usage flags of all global entities.
1125  */
1126 static void analyse_irp_globals_entity_usage(void) {
1127         int i;
1128         ir_segment_t s;
1129
1130         for (s = IR_SEGMENT_FIRST; s < IR_SEGMENT_COUNT; ++s) {
1131                 ir_type *type = get_segment_type(s);
1132                 init_entity_usage(type);
1133         }
1134
1135         for (s = IR_SEGMENT_FIRST; s < IR_SEGMENT_COUNT; ++s) {
1136                 ir_type *type = get_segment_type(s);
1137                 check_initializers(type);
1138         }
1139
1140         for (i = get_irp_n_irgs() - 1; i >= 0; --i) {
1141                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
1142
1143                 assure_irg_outs(irg);
1144                 irg_walk_graph(irg, NULL, check_global_address, get_irg_tls(irg));
1145         }
1146
1147 #ifdef DEBUG_libfirm
1148         if (firm_dbg_get_mask(dbg) & LEVEL_1) {
1149                 ir_segment_t s;
1150                 for (s = IR_SEGMENT_FIRST; s < IR_SEGMENT_COUNT; ++s) {
1151                         print_entity_usage_flags(get_segment_type(s));
1152                 }
1153         }
1154 #endif /* DEBUG_libfirm */
1155
1156         /* now computed */
1157         irp->globals_entity_usage_state = ir_entity_usage_computed;
1158 }
1159
1160 /* Returns the current address taken state of the globals. */
1161 ir_entity_usage_computed_state get_irp_globals_entity_usage_state(void) {
1162         return irp->globals_entity_usage_state;
1163 }
1164
1165 /* Sets the current address taken state of the graph. */
1166 void set_irp_globals_entity_usage_state(ir_entity_usage_computed_state state) {
1167         irp->globals_entity_usage_state = state;
1168 }
1169
1170 /* Assure that the address taken flag is computed for the globals. */
1171 void assure_irp_globals_entity_usage_computed(void) {
1172         if (irp->globals_entity_usage_state != ir_entity_usage_not_computed)
1173                 return;
1174
1175         analyse_irp_globals_entity_usage();
1176 }
1177
1178 void firm_init_memory_disambiguator(void) {
1179         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.ana.irmemory");
1180         FIRM_DBG_REGISTER(dbgcall, "firm.opt.cc");
1181 }
1182
1183
1184 /** Maps method types to cloned method types. */
1185 static pmap *mtp_map;
1186
1187 /**
1188  * Clone a method type if not already cloned.
1189  *
1190  * @param tp  the type to clone
1191  */
1192 static ir_type *clone_type_and_cache(ir_type *tp) {
1193         static ident *prefix = NULL;
1194         ir_type *res;
1195         pmap_entry *e = pmap_find(mtp_map, tp);
1196
1197         if (e)
1198                 return e->value;
1199
1200         if (prefix == NULL)
1201                 prefix = new_id_from_chars("C", 1);
1202
1203         res = clone_type_method(tp, prefix);
1204         pmap_insert(mtp_map, tp, res);
1205         DB((dbgcall, LEVEL_2, "cloned type %+F into %+F\n", tp, res));
1206
1207         return res;
1208 }  /* clone_type_and_cache */
1209
1210 /**
1211  * Walker: clone all call types of Calls to methods having the
1212  * mtp_property_private property set.
1213  */
1214 static void update_calls_to_private(ir_node *call, void *env) {
1215         (void) env;
1216         if (is_Call(call)) {
1217                 ir_node *ptr = get_Call_ptr(call);
1218
1219                 if (is_SymConst(ptr)) {
1220                         ir_entity *ent = get_SymConst_entity(ptr);
1221                         ir_type *ctp = get_Call_type(call);
1222
1223                         if (get_entity_additional_properties(ent) & mtp_property_private) {
1224                                 if ((get_method_additional_properties(ctp) & mtp_property_private) == 0) {
1225                                         ctp = clone_type_and_cache(ctp);
1226                                         set_method_additional_property(ctp, mtp_property_private);
1227                                         set_Call_type(call, ctp);
1228                                         DB((dbgcall, LEVEL_1, "changed call to private method %+F\n", ent));
1229                                 }
1230                         }
1231                 }
1232         }
1233 }  /* update_calls_to_private */
1234
1235 /* Mark all private methods, i.e. those of which all call sites are known. */
1236 void mark_private_methods(void) {
1237         int i;
1238         int changed = 0;
1239
1240         assure_irp_globals_entity_usage_computed();
1241
1242         mtp_map = pmap_create();
1243
1244         /* first step: change the calling conventions of the local non-escaped entities */
1245         for (i = get_irp_n_irgs() - 1; i >= 0; --i) {
1246                 ir_graph        *irg   = get_irp_irg(i);
1247                 ir_entity       *ent   = get_irg_entity(irg);
1248                 ir_entity_usage  flags = get_entity_usage(ent);
1249
1250                 /* If an entity is sticky, it might be called from external
1251                    places (like inline assembler), so do NOT mark it as private. */
1252                 if (get_entity_visibility(ent) == visibility_local &&
1253                     !(flags & ir_usage_address_taken) &&
1254                     get_entity_stickyness(ent) != stickyness_sticky) {
1255                         ir_type *mtp = get_entity_type(ent);
1256
1257                         set_entity_additional_property(ent, mtp_property_private);
1258                         DB((dbgcall, LEVEL_1, "found private method %+F\n", ent));
1259                         if ((get_method_additional_properties(mtp) & mtp_property_private) == 0) {
1260                                 /* need a new type */
1261                                 mtp = clone_type_and_cache(mtp);
1262                                 set_entity_type(ent, mtp);
1263                                 set_method_additional_property(mtp, mtp_property_private);
1264                                 changed = 1;
1265                         }
1266                 }
1267         }
1268
1269         if (changed)
1270                 all_irg_walk(NULL, update_calls_to_private, NULL);
1271
1272         pmap_destroy(mtp_map);
1273 }  /* mark_private_methods */