]> git.ipfire.org Git - thirdparty/gcc.git/blobdiff - gcc/bitmap.h
Correct a function pre/postcondition [PR102403].
[thirdparty/gcc.git] / gcc / bitmap.h
index 3e369b077c61fc09bca0a338ad46a97f045c291c..0846f79665ddf851fc5146d61bc87365c2f0ba77 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /* Functions to support general ended bitmaps.
-   Copyright (C) 1997-2012  Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 1997-2021 Free Software Foundation, Inc.
 
 This file is part of GCC.
 
@@ -20,16 +20,21 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
 #ifndef GCC_BITMAP_H
 #define GCC_BITMAP_H
 
-/* Implementation of sparse integer sets as a linked list.
+/* Implementation of sparse integer sets as a linked list or tree.
 
    This sparse set representation is suitable for sparse sets with an
-   unknown (a priori) universe.  The set is represented as a double-linked
-   list of container nodes (struct bitmap_element_def).  Each node consists
-   of an index for the first member that could be held in the container,
-   a small array of integers that represent the members in the container,
-   and pointers to the next and previous element in the linked list.  The
-   elements in the list are sorted in ascending order, i.e. the head of
+   unknown (a priori) universe.
+
+   Sets are represented as double-linked lists of container nodes of
+   type "struct bitmap_element" or as a binary trees of the same
+   container nodes.  Each container node consists of an index for the
+   first member that could be held in the container, a small array of
+   integers that represent the members in the container, and pointers
+   to the next and previous element in the linked list, or left and
+   right children in the tree.  In linked-list form, the container
+   nodes in the list are sorted in ascending order, i.e. the head of
    the list holds the element with the smallest member of the set.
+   In tree form, nodes to the left have a smaller container index.
 
    For a given member I in the set:
      - the element for I will have index is I / (bits per element)
@@ -42,34 +47,97 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
    high storage overhead *per element*, but a small overall overhead if
    the set is very sparse.
 
-   The downside is that many operations are relatively slow because the
-   linked list has to be traversed to test membership (i.e. member_p/
-   add_member/remove_member).  To improve the performance of this set
-   representation, the last accessed element and its index are cached.
-   For membership tests on members close to recently accessed members,
-   the cached last element improves membership test to a constant-time
-   operation.
+   The storage requirements for linked-list sparse sets are O(E), with E->N
+   in the worst case (a sparse set with large distances between the values
+   of the set members).
 
-   The following operations can always be performed in O(1) time:
+   This representation also works well for data flow problems where the size
+   of the set may grow dynamically, but care must be taken that the member_p,
+   add_member, and remove_member operations occur with a suitable access
+   pattern.
+
+   The linked-list set representation works well for problems involving very
+   sparse sets.  The canonical example in GCC is, of course, the "set of
+   sets" for some CFG-based data flow problems (liveness analysis, dominance
+   frontiers, etc.).
+   
+   For random-access sparse sets of unknown universe, the binary tree
+   representation is likely to be a more suitable choice.  Theoretical
+   access times for the binary tree representation are better than those
+   for the linked-list, but in practice this is only true for truely
+   random access.
+
+   Often the most suitable representation during construction of the set
+   is not the best choice for the usage of the set.  For such cases, the
+   "view" of the set can be changed from one representation to the other.
+   This is an O(E) operation:
+
+     * from list to tree view  : bitmap_tree_view
+     * from tree to list view  : bitmap_list_view
+
+   Traversing linked lists or trees can be cache-unfriendly.  Performance
+   can be improved by keeping container nodes in the set grouped together
+   in  memory, using a dedicated obstack for a set (or group of related
+   sets).  Elements allocated on obstacks are released to a free-list and
+   taken off the free list.  If multiple sets are allocated on the same
+   obstack, elements freed from one set may be re-used for one of the other
+   sets.  This usually helps avoid cache misses.
+
+   A single free-list is used for all sets allocated in GGC space.  This is
+   bad for persistent sets, so persistent sets should be allocated on an
+   obstack whenever possible.
+
+   For random-access sets with a known, relatively small universe size, the
+   SparseSet or simple bitmap representations may be more efficient than a
+   linked-list set.
+
+
+   LINKED LIST FORM
+   ================
+
+   In linked-list form, in-order iterations of the set can be executed
+   efficiently.  The downside is that many random-access operations are
+   relatively slow, because the linked list has to be traversed to test
+   membership (i.e. member_p/ add_member/remove_member).
+   
+   To improve the performance of this set representation, the last
+   accessed element and its index are cached.  For membership tests on
+   members close to recently accessed members, the cached last element
+   improves membership test to a constant-time operation.
+
+   The following operations can always be performed in O(1) time in
+   list view:
 
      * clear                   : bitmap_clear
+     * smallest_member         : bitmap_first_set_bit
      * choose_one              : (not implemented, but could be
-                                  implemented in constant time)
+                                  in constant time)
 
-   The following operations can be performed in O(E) time worst-case (with
-   E the number of elements in the linked list), but in O(1) time with a
-   suitable access patterns:
+   The following operations can be performed in O(E) time worst-case in
+   list view (with E the number of elements in the linked list), but in
+   O(1) time with a suitable access patterns:
 
      * member_p                        : bitmap_bit_p
-     * add_member              : bitmap_set_bit
-     * remove_member           : bitmap_clear_bit
+     * add_member              : bitmap_set_bit / bitmap_set_range
+     * remove_member           : bitmap_clear_bit / bitmap_clear_range
 
-   The following operations can be performed in O(E) time:
+   The following operations can be performed in O(E) time in list view:
 
      * cardinality             : bitmap_count_bits
-     * set_size                        : bitmap_last_set_bit (but this could
+     * largest_member          : bitmap_last_set_bit (but this could
                                  in constant time with a pointer to
                                  the last element in the chain)
+     * set_size                        : bitmap_last_set_bit
+
+   In tree view the following operations can all be performed in O(log E)
+   amortized time with O(E) worst-case behavior.
+
+     * smallest_member
+     * largest_member
+     * set_size
+     * member_p
+     * add_member
+     * remove_member
 
    Additionally, the linked-list sparse set representation supports
    enumeration of the members in O(E) time:
@@ -86,50 +154,122 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
      * set_disjuction          : bitmap_xor_comp / bitmap_xor_comp_into
      * set_compare             : bitmap_equal_p
 
-   Some operations on 3 sets that occur frequently in in data flow problems
+   Some operations on 3 sets that occur frequently in data flow problems
    are also implemented:
 
      * A | (B & C)             : bitmap_ior_and_into
      * A | (B & ~C)            : bitmap_ior_and_compl /
                                  bitmap_ior_and_compl_into
 
-   The storage requirements for linked-list sparse sets are O(E), with E->N
-   in the worst case (a sparse set with large distances between the values
-   of the set members).
 
-   The linked-list set representation works well for problems involving very
-   sparse sets.  The canonical example in GCC is, of course, the "set of
-   sets" for some CFG-based data flow problems (liveness analysis, dominance
-   frontiers, etc.).
-   
-   This representation also works well for data flow problems where the size
-   of the set may grow dynamically, but care must be taken that the member_p,
-   add_member, and remove_member operations occur with a suitable access
-   pattern.
-   
-   For random-access sets with a known, relatively small universe size, the
-   SparseSet or simple bitmap representations may be more efficient than a
-   linked-list set.  For random-access sets of unknown universe, a hash table
-   or a balanced binary tree representation is likely to be a more suitable
-   choice.
+   BINARY TREE FORM
+   ================
+   An alternate "view" of a bitmap is its binary tree representation.
+   For this representation, splay trees are used because they can be
+   implemented using the same data structures as the linked list, with
+   no overhead for meta-data (like color, or rank) on the tree nodes.
 
-   Traversing linked lists is usually cache-unfriendly, even with the last
-   accessed element cached.
+   In binary tree form, random-access to the set is much more efficient
+   than for the linked-list representation.  Downsides are the high cost
+   of clearing the set, and the relatively large number of operations
+   necessary to balance the tree.  Also, iterating the set members is
+   not supported.
    
-   Cache performance can be improved by keeping the elements in the set
-   grouped together in memory, using a dedicated obstack for a set (or group
-   of related sets).  Elements allocated on obstacks are released to a
-   free-list and taken off the free list.  If multiple sets are allocated on
-   the same obstack, elements freed from one set may be re-used for one of
-   the other sets.  This usually helps avoid cache misses.
+   As for the linked-list representation, the last accessed element and
+   its index are cached, so that membership tests on the latest accessed
+   members is a constant-time operation.  Other lookups take O(logE)
+   time amortized (but O(E) time worst-case).
 
-   A single free-list is used for all sets allocated in GGC space.  This is
-   bad for persistent sets, so persistent sets should be allocated on an
-   obstack whenever possible.  */
+   The following operations can always be performed in O(1) time:
+
+     * choose_one              : (not implemented, but could be
+                                  implemented in constant time)
+
+   The following operations can be performed in O(logE) time amortized
+   but O(E) time worst-case, but in O(1) time if the same element is
+   accessed.
+
+     * member_p                        : bitmap_bit_p
+     * add_member              : bitmap_set_bit
+     * remove_member           : bitmap_clear_bit
+
+   The following operations can be performed in O(logE) time amortized
+   but O(E) time worst-case:
+
+     * smallest_member         : bitmap_first_set_bit
+     * largest_member          : bitmap_last_set_bit
+     * set_size                        : bitmap_last_set_bit
+
+   The following operations can be performed in O(E) time:
+
+     * clear                   : bitmap_clear
+
+   The binary tree sparse set representation does *not* support any form
+   of enumeration, and does also *not* support logical operations on sets.
+   The binary tree representation is only supposed to be used for sets
+   on which many random-access membership tests will happen.  */
 
-#include "hashtab.h"
-#include "statistics.h"
 #include "obstack.h"
+#include "array-traits.h"
+
+/* Bitmap memory usage.  */
+class bitmap_usage: public mem_usage
+{
+public:
+  /* Default contructor.  */
+  bitmap_usage (): m_nsearches (0), m_search_iter (0) {}
+  /* Constructor.  */
+  bitmap_usage (size_t allocated, size_t times, size_t peak,
+            uint64_t nsearches, uint64_t search_iter)
+    : mem_usage (allocated, times, peak),
+    m_nsearches (nsearches), m_search_iter (search_iter) {}
+
+  /* Sum the usage with SECOND usage.  */
+  bitmap_usage
+  operator+ (const bitmap_usage &second)
+  {
+    return bitmap_usage (m_allocated + second.m_allocated,
+                            m_times + second.m_times,
+                            m_peak + second.m_peak,
+                            m_nsearches + second.m_nsearches,
+                            m_search_iter + second.m_search_iter);
+  }
+
+  /* Dump usage coupled to LOC location, where TOTAL is sum of all rows.  */
+  inline void
+  dump (mem_location *loc, const mem_usage &total) const
+  {
+    char *location_string = loc->to_string ();
+
+    fprintf (stderr, "%-48s " PRsa (9) ":%5.1f%%"
+            PRsa (9) PRsa (9) ":%5.1f%%"
+            PRsa (11) PRsa (11) "%10s\n",
+            location_string, SIZE_AMOUNT (m_allocated),
+            get_percent (m_allocated, total.m_allocated),
+            SIZE_AMOUNT (m_peak), SIZE_AMOUNT (m_times),
+            get_percent (m_times, total.m_times),
+            SIZE_AMOUNT (m_nsearches), SIZE_AMOUNT (m_search_iter),
+            loc->m_ggc ? "ggc" : "heap");
+
+    free (location_string);
+  }
+
+  /* Dump header with NAME.  */
+  static inline void
+  dump_header (const char *name)
+  {
+    fprintf (stderr, "%-48s %11s%16s%17s%12s%12s%10s\n", name, "Leak", "Peak",
+            "Times", "N searches", "Search iter", "Type");
+  }
+
+  /* Number search operations.  */
+  uint64_t m_nsearches;
+  /* Number of search iterations.  */
+  uint64_t m_search_iter;
+};
+
+/* Bitmap memory description.  */
+extern mem_alloc_description<bitmap_usage> bitmap_mem_desc;
 
 /* Fundamental storage type for bitmap.  */
 
@@ -149,11 +289,11 @@ typedef unsigned long BITMAP_WORD;
 #define BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS (BITMAP_ELEMENT_WORDS * BITMAP_WORD_BITS)
 
 /* Obstack for allocating bitmaps and elements from.  */
-typedef struct GTY (()) bitmap_obstack {
-  struct bitmap_element_def *elements;
-  struct bitmap_head_def *heads;
-  struct obstack GTY ((skip)) obstack;
-} bitmap_obstack;
+struct bitmap_obstack {
+  struct bitmap_element *elements;
+  bitmap_head *heads;
+  struct obstack obstack;
+};
 
 /* Bitmap set element.  We use a linked list to hold only the bits that
    are set.  This allows for use to grow the bitset dynamically without
@@ -167,39 +307,76 @@ typedef struct GTY (()) bitmap_obstack {
    bitmap_elt_clear_from to be implemented in unit time rather than
    linear in the number of elements to be freed.  */
 
-typedef struct GTY((chain_next ("%h.next"), chain_prev ("%h.prev"))) bitmap_element_def {
-  struct bitmap_element_def *next;     /* Next element.  */
-  struct bitmap_element_def *prev;     /* Previous element.  */
-  unsigned int indx;                   /* regno/BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS.  */
-  BITMAP_WORD bits[BITMAP_ELEMENT_WORDS]; /* Bits that are set.  */
-} bitmap_element;
-
-struct bitmap_descriptor;
-/* Head of bitmap linked list.  gengtype ignores ifdefs, but for
-   statistics we need to add a bitmap descriptor pointer.  As it is
-   not collected, we can just GTY((skip(""))) it.  Likewise current
-   points to something already pointed to by the chain started by first,
-   no need to walk it again.  */
-
-typedef struct GTY(()) bitmap_head_def {
-  bitmap_element *first;               /* First element in linked list.  */
-  bitmap_element * GTY((skip(""))) current; /* Last element looked at.  */
-  unsigned int indx;                   /* Index of last element looked at.  */
-  bitmap_obstack *obstack;             /* Obstack to allocate elements from.
-                                          If NULL, then use GGC allocation.  */
-  struct bitmap_descriptor GTY((skip(""))) *desc;
-} bitmap_head;
+struct GTY((chain_next ("%h.next"))) bitmap_element {
+  /* In list form, the next element in the linked list;
+     in tree form, the left child node in the tree.  */
+  struct bitmap_element *next;
+  /* In list form, the previous element in the linked list;
+     in tree form, the right child node in the tree.  */
+  struct bitmap_element *prev;
+  /* regno/BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS.  */
+  unsigned int indx;
+  /* Bits that are set, counting from INDX, inclusive  */
+  BITMAP_WORD bits[BITMAP_ELEMENT_WORDS];
+};
+
+/* Head of bitmap linked list.  The 'current' member points to something
+   already pointed to by the chain started by first, so GTY((skip)) it.  */
+
+class GTY(()) bitmap_head {
+public:
+  static bitmap_obstack crashme;
+  /* Poison obstack to not make it not a valid initialized GC bitmap.  */
+  CONSTEXPR bitmap_head()
+    : indx (0), tree_form (false), padding (0), alloc_descriptor (0), first (NULL),
+      current (NULL), obstack (&crashme)
+  {}
+  /* Index of last element looked at.  */
+  unsigned int indx;
+  /* False if the bitmap is in list form; true if the bitmap is in tree form.
+     Bitmap iterators only work on bitmaps in list form.  */
+  unsigned tree_form: 1;
+  /* Next integer is shifted, so padding is needed.  */
+  unsigned padding: 2;
+  /* Bitmap UID used for memory allocation statistics.  */
+  unsigned alloc_descriptor: 29;
+  /* In list form, the first element in the linked list;
+     in tree form, the root of the tree.   */
+  bitmap_element *first;
+  /* Last element looked at.  */
+  bitmap_element * GTY((skip(""))) current;
+  /* Obstack to allocate elements from.  If NULL, then use GGC allocation.  */
+  bitmap_obstack * GTY((skip(""))) obstack;
+
+  /* Dump bitmap.  */
+  void dump ();
+
+  /* Get bitmap descriptor UID casted to an unsigned integer pointer.
+     Shift the descriptor because pointer_hash<Type>::hash is
+     doing >> 3 shift operation.  */
+  unsigned *get_descriptor ()
+  {
+    return (unsigned *)(ptrdiff_t)(alloc_descriptor << 3);
+  }
+};
 
 /* Global data */
 extern bitmap_element bitmap_zero_bits;        /* Zero bitmap element */
 extern bitmap_obstack bitmap_default_obstack;   /* Default bitmap obstack */
 
+/* Change the view of the bitmap to list, or tree.  */
+void bitmap_list_view (bitmap);
+void bitmap_tree_view (bitmap);
+
 /* Clear a bitmap by freeing up the linked list.  */
 extern void bitmap_clear (bitmap);
 
 /* Copy a bitmap to another bitmap.  */
 extern void bitmap_copy (bitmap, const_bitmap);
 
+/* Move a bitmap to another bitmap.  */
+extern void bitmap_move (bitmap, bitmap);
+
 /* True if two bitmaps are identical.  */
 extern bool bitmap_equal_p (const_bitmap, const_bitmap);
 
@@ -211,7 +388,10 @@ extern bool bitmap_intersect_p (const_bitmap, const_bitmap);
 extern bool bitmap_intersect_compl_p (const_bitmap, const_bitmap);
 
 /* True if MAP is an empty bitmap.  */
-#define bitmap_empty_p(MAP) (!(MAP)->first)
+inline bool bitmap_empty_p (const_bitmap map)
+{
+  return !map->first;
+}
 
 /* True if the bitmap has only a single bit set.  */
 extern bool bitmap_single_bit_set_p (const_bitmap);
@@ -219,6 +399,9 @@ extern bool bitmap_single_bit_set_p (const_bitmap);
 /* Count the number of bits set in the bitmap.  */
 extern unsigned long bitmap_count_bits (const_bitmap);
 
+/* Count the number of unique bits set across the two bitmaps.  */
+extern unsigned long bitmap_count_unique_bits (const_bitmap, const_bitmap);
+
 /* Boolean operations on bitmaps.  The _into variants are two operand
    versions that modify the first source operand.  The other variants
    are three operand versions that to not destroy the source bitmaps.
@@ -233,6 +416,7 @@ extern void bitmap_clear_range (bitmap, unsigned int, unsigned int);
 extern void bitmap_set_range (bitmap, unsigned int, unsigned int);
 extern bool bitmap_ior (bitmap, const_bitmap, const_bitmap);
 extern bool bitmap_ior_into (bitmap, const_bitmap);
+extern bool bitmap_ior_into_and_free (bitmap, bitmap *);
 extern void bitmap_xor (bitmap, const_bitmap, const_bitmap);
 extern void bitmap_xor_into (bitmap, const_bitmap);
 
@@ -251,10 +435,17 @@ extern bool bitmap_clear_bit (bitmap, int);
 /* Set a single bit in a bitmap.  Return true if the bit changed.  */
 extern bool bitmap_set_bit (bitmap, int);
 
-/* Return true if a register is set in a register set.  */
-extern int bitmap_bit_p (bitmap, int);
+/* Return true if a bit is set in a bitmap.  */
+extern int bitmap_bit_p (const_bitmap, int);
 
-/* Debug functions to print a bitmap linked list.  */
+/* Set and get multiple bit values in a sparse bitmap.  This allows a bitmap to
+   function as a sparse array of bit patterns where the patterns are
+   multiples of power of 2. This is more efficient than performing this as
+   multiple individual operations.  */
+void bitmap_set_aligned_chunk (bitmap, unsigned int, unsigned int, BITMAP_WORD);
+BITMAP_WORD bitmap_get_aligned_chunk (const_bitmap, unsigned int, unsigned int);
+
+/* Debug functions to print a bitmap.  */
 extern void debug_bitmap (const_bitmap);
 extern void debug_bitmap_file (FILE *, const_bitmap);
 
@@ -271,36 +462,49 @@ extern void dump_bitmap_statistics (void);
    to allocate from, NULL for GC'd bitmap.  */
 
 static inline void
-bitmap_initialize_stat (bitmap head, bitmap_obstack *obstack MEM_STAT_DECL)
+bitmap_initialize (bitmap head, bitmap_obstack *obstack CXX_MEM_STAT_INFO)
 {
   head->first = head->current = NULL;
+  head->indx = head->tree_form = 0;
+  head->padding = 0;
+  head->alloc_descriptor = 0;
   head->obstack = obstack;
   if (GATHER_STATISTICS)
     bitmap_register (head PASS_MEM_STAT);
 }
-#define bitmap_initialize(h,o) bitmap_initialize_stat (h,o MEM_STAT_INFO)
+
+/* Release a bitmap (but not its head).  This is suitable for pairing with
+   bitmap_initialize.  */
+
+static inline void
+bitmap_release (bitmap head)
+{
+  bitmap_clear (head);
+  /* Poison the obstack pointer so the obstack can be safely released.
+     Do not zero it as the bitmap then becomes initialized GC.  */
+  head->obstack = &bitmap_head::crashme;
+}
 
 /* Allocate and free bitmaps from obstack, malloc and gc'd memory.  */
-extern bitmap bitmap_obstack_alloc_stat (bitmap_obstack *obstack MEM_STAT_DECL);
-#define bitmap_obstack_alloc(t) bitmap_obstack_alloc_stat (t MEM_STAT_INFO)
-extern bitmap bitmap_gc_alloc_stat (ALONE_MEM_STAT_DECL);
-#define bitmap_gc_alloc() bitmap_gc_alloc_stat (ALONE_MEM_STAT_INFO)
+extern bitmap bitmap_alloc (bitmap_obstack *obstack CXX_MEM_STAT_INFO);
+#define BITMAP_ALLOC bitmap_alloc
+extern bitmap bitmap_gc_alloc (ALONE_CXX_MEM_STAT_INFO);
+#define BITMAP_GGC_ALLOC bitmap_gc_alloc
 extern void bitmap_obstack_free (bitmap);
 
 /* A few compatibility/functions macros for compatibility with sbitmaps */
-#define dump_bitmap(file, bitmap) bitmap_print (file, bitmap, "", "\n")
-#define bitmap_zero(a) bitmap_clear (a)
+inline void dump_bitmap (FILE *file, const_bitmap map)
+{
+  bitmap_print (file, map, "", "\n");
+}
+extern void debug (const bitmap_head &ref);
+extern void debug (const bitmap_head *ptr);
+
 extern unsigned bitmap_first_set_bit (const_bitmap);
 extern unsigned bitmap_last_set_bit (const_bitmap);
 
 /* Compute bitmap hash (for purposes of hashing etc.)  */
-extern hashval_t bitmap_hash(const_bitmap);
-
-/* Allocate a bitmap from a bit obstack.  */
-#define BITMAP_ALLOC(OBSTACK) bitmap_obstack_alloc (OBSTACK)
-
-/* Allocate a gc'd bitmap.  */
-#define BITMAP_GGC_ALLOC() bitmap_gc_alloc ()
+extern hashval_t bitmap_hash (const_bitmap);
 
 /* Do any cleanup needed on a bitmap when it is no longer used.  */
 #define BITMAP_FREE(BITMAP) \
@@ -308,7 +512,7 @@ extern hashval_t bitmap_hash(const_bitmap);
 
 /* Iterator for bitmaps.  */
 
-typedef struct
+struct bitmap_iterator
 {
   /* Pointer to the current bitmap element.  */
   bitmap_element *elt1;
@@ -323,7 +527,7 @@ typedef struct
      it is shifted right, so that the actual bit is always the least
      significant bit of ACTUAL.  */
   BITMAP_WORD bits;
-} bitmap_iterator;
+};
 
 /* Initialize a single bitmap iterator.  START_BIT is the first bit to
    iterate from.  */
@@ -335,6 +539,8 @@ bmp_iter_set_init (bitmap_iterator *bi, const_bitmap map,
   bi->elt1 = map->first;
   bi->elt2 = NULL;
 
+  gcc_checking_assert (!map->tree_form);
+
   /* Advance elt1 until it is not before the block containing start_bit.  */
   while (1)
     {
@@ -377,6 +583,8 @@ bmp_iter_and_init (bitmap_iterator *bi, const_bitmap map1, const_bitmap map2,
   bi->elt1 = map1->first;
   bi->elt2 = map2->first;
 
+  gcc_checking_assert (!map1->tree_form && !map2->tree_form);
+
   /* Advance elt1 until it is not before the block containing
      start_bit.  */
   while (1)
@@ -435,8 +643,7 @@ bmp_iter_and_init (bitmap_iterator *bi, const_bitmap map1, const_bitmap map2,
   *bit_no = start_bit;
 }
 
-/* Initialize an iterator to iterate over the bits in MAP1 & ~MAP2.
-   */
+/* Initialize an iterator to iterate over the bits in MAP1 & ~MAP2.  */
 
 static inline void
 bmp_iter_and_compl_init (bitmap_iterator *bi,
@@ -446,6 +653,8 @@ bmp_iter_and_compl_init (bitmap_iterator *bi,
   bi->elt1 = map1->first;
   bi->elt2 = map2->first;
 
+  gcc_checking_assert (!map1->tree_form && !map2->tree_form);
+
   /* Advance elt1 until it is not before the block containing start_bit.  */
   while (1)
     {
@@ -549,6 +758,9 @@ bmp_iter_set (bitmap_iterator *bi, unsigned *bit_no)
          bi->word_no++;
        }
 
+      /* Make sure we didn't remove the element while iterating.  */
+      gcc_checking_assert (bi->elt1->indx != -1U);
+
       /* Advance to the next element.  */
       bi->elt1 = bi->elt1->next;
       if (!bi->elt1)
@@ -595,6 +807,9 @@ bmp_iter_and (bitmap_iterator *bi, unsigned *bit_no)
       /* Advance to the next identical element.  */
       do
        {
+         /* Make sure we didn't remove the element while iterating.  */
+         gcc_checking_assert (bi->elt1->indx != -1U);
+
          /* Advance elt1 while it is less than elt2.  We always want
             to advance one elt.  */
          do
@@ -605,6 +820,9 @@ bmp_iter_and (bitmap_iterator *bi, unsigned *bit_no)
            }
          while (bi->elt1->indx < bi->elt2->indx);
 
+         /* Make sure we didn't remove the element while iterating.  */
+         gcc_checking_assert (bi->elt2->indx != -1U);
+
          /* Advance elt2 to be no less than elt1.  This might not
             advance.  */
          while (bi->elt2->indx < bi->elt1->indx)
@@ -657,11 +875,17 @@ bmp_iter_and_compl (bitmap_iterator *bi, unsigned *bit_no)
          bi->word_no++;
        }
 
+      /* Make sure we didn't remove the element while iterating.  */
+      gcc_checking_assert (bi->elt1->indx != -1U);
+
       /* Advance to the next element of elt1.  */
       bi->elt1 = bi->elt1->next;
       if (!bi->elt1)
        return false;
 
+      /* Make sure we didn't remove the element while iterating.  */
+      gcc_checking_assert (! bi->elt2 || bi->elt2->indx != -1U);
+
       /* Advance elt2 until it is no less than elt1.  */
       while (bi->elt2 && bi->elt2->indx < bi->elt1->indx)
        bi->elt2 = bi->elt2->next;
@@ -671,15 +895,30 @@ bmp_iter_and_compl (bitmap_iterator *bi, unsigned *bit_no)
     }
 }
 
+/* If you are modifying a bitmap you are currently iterating over you
+   have to ensure to
+     - never remove the current bit;
+     - if you set or clear a bit before the current bit this operation
+       will not affect the set of bits you are visiting during the iteration;
+     - if you set or clear a bit after the current bit it is unspecified
+       whether that affects the set of bits you are visiting during the
+       iteration.
+   If you want to remove the current bit you can delay this to the next
+   iteration (and after the iteration in case the last iteration is
+   affected).  */
+
 /* Loop over all bits set in BITMAP, starting with MIN and setting
    BITNUM to the bit number.  ITER is a bitmap iterator.  BITNUM
    should be treated as a read-only variable as it contains loop
    state.  */
 
+#ifndef EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP
+/* See sbitmap.h for the other definition of EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP.  */
 #define EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP(BITMAP, MIN, BITNUM, ITER)            \
   for (bmp_iter_set_init (&(ITER), (BITMAP), (MIN), &(BITNUM));                \
        bmp_iter_set (&(ITER), &(BITNUM));                              \
        bmp_iter_next (&(ITER), &(BITNUM)))
+#endif
 
 /* Loop over all the bits set in BITMAP1 & BITMAP2, starting with MIN
    and setting BITNUM to the bit number.  ITER is a bitmap iterator.
@@ -703,4 +942,145 @@ bmp_iter_and_compl (bitmap_iterator *bi, unsigned *bit_no)
        bmp_iter_and_compl (&(ITER), &(BITNUM));                                \
        bmp_iter_next (&(ITER), &(BITNUM)))
 
+/* A class that ties the lifetime of a bitmap to its scope.  */
+class auto_bitmap
+{
+ public:
+  auto_bitmap (ALONE_CXX_MEM_STAT_INFO)
+    { bitmap_initialize (&m_bits, &bitmap_default_obstack PASS_MEM_STAT); }
+  explicit auto_bitmap (bitmap_obstack *o CXX_MEM_STAT_INFO)
+    { bitmap_initialize (&m_bits, o PASS_MEM_STAT); }
+  ~auto_bitmap () { bitmap_clear (&m_bits); }
+  // Allow calling bitmap functions on our bitmap.
+  operator bitmap () { return &m_bits; }
+
+ private:
+  // Prevent making a copy that references our bitmap.
+  auto_bitmap (const auto_bitmap &);
+  auto_bitmap &operator = (const auto_bitmap &);
+  auto_bitmap (auto_bitmap &&);
+  auto_bitmap &operator = (auto_bitmap &&);
+
+  bitmap_head m_bits;
+};
+
+/* Base class for bitmap_view; see there for details.  */
+template<typename T, typename Traits = array_traits<T> >
+class base_bitmap_view
+{
+public:
+  typedef typename Traits::element_type array_element_type;
+
+  base_bitmap_view (const T &, bitmap_element *);
+  operator const_bitmap () const { return &m_head; }
+
+private:
+  base_bitmap_view (const base_bitmap_view &);
+
+  bitmap_head m_head;
+};
+
+/* Provides a read-only bitmap view of a single integer bitmask or a
+   constant-sized array of integer bitmasks, or of a wrapper around such
+   bitmasks.  */
+template<typename T, typename Traits>
+class bitmap_view<T, Traits, true> : public base_bitmap_view<T, Traits>
+{
+public:
+  bitmap_view (const T &array)
+    : base_bitmap_view<T, Traits> (array, m_bitmap_elements) {}
+
+private:
+  /* How many bitmap_elements we need to hold a full T.  */
+  static const size_t num_bitmap_elements
+    = CEIL (CHAR_BIT
+           * sizeof (typename Traits::element_type)
+           * Traits::constant_size,
+           BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS);
+  bitmap_element m_bitmap_elements[num_bitmap_elements];
+};
+
+/* Initialize the view for array ARRAY, using the array of bitmap
+   elements in BITMAP_ELEMENTS (which is known to contain enough
+   entries).  */
+template<typename T, typename Traits>
+base_bitmap_view<T, Traits>::base_bitmap_view (const T &array,
+                                              bitmap_element *bitmap_elements)
+{
+  m_head.obstack = NULL;
+
+  /* The code currently assumes that each element of ARRAY corresponds
+     to exactly one bitmap_element.  */
+  const size_t array_element_bits = CHAR_BIT * sizeof (array_element_type);
+  STATIC_ASSERT (BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS % array_element_bits == 0);
+  size_t array_step = BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS / array_element_bits;
+  size_t array_size = Traits::size (array);
+
+  /* Process each potential bitmap_element in turn.  The loop is written
+     this way rather than per array element because usually there are
+     only a small number of array elements per bitmap element (typically
+     two or four).  The inner loops should therefore unroll completely.  */
+  const array_element_type *array_elements = Traits::base (array);
+  unsigned int indx = 0;
+  for (size_t array_base = 0;
+       array_base < array_size;
+       array_base += array_step, indx += 1)
+    {
+      /* How many array elements are in this particular bitmap_element.  */
+      unsigned int array_count
+       = (STATIC_CONSTANT_P (array_size % array_step == 0)
+          ? array_step : MIN (array_step, array_size - array_base));
+
+      /* See whether we need this bitmap element.  */
+      array_element_type ior = array_elements[array_base];
+      for (size_t i = 1; i < array_count; ++i)
+       ior |= array_elements[array_base + i];
+      if (ior == 0)
+       continue;
+
+      /* Grab the next bitmap element and chain it.  */
+      bitmap_element *bitmap_element = bitmap_elements++;
+      if (m_head.current)
+       m_head.current->next = bitmap_element;
+      else
+       m_head.first = bitmap_element;
+      bitmap_element->prev = m_head.current;
+      bitmap_element->next = NULL;
+      bitmap_element->indx = indx;
+      m_head.current = bitmap_element;
+      m_head.indx = indx;
+
+      /* Fill in the bits of the bitmap element.  */
+      if (array_element_bits < BITMAP_WORD_BITS)
+       {
+         /* Multiple array elements fit in one element of
+            bitmap_element->bits.  */
+         size_t array_i = array_base;
+         for (unsigned int word_i = 0; word_i < BITMAP_ELEMENT_WORDS;
+              ++word_i)
+           {
+             BITMAP_WORD word = 0;
+             for (unsigned int shift = 0;
+                  shift < BITMAP_WORD_BITS && array_i < array_size;
+                  shift += array_element_bits)
+               word |= array_elements[array_i++] << shift;
+             bitmap_element->bits[word_i] = word;
+           }
+       }
+      else
+       {
+         /* Array elements are the same size as elements of
+            bitmap_element->bits, or are an exact multiple of that size.  */
+         unsigned int word_i = 0;
+         for (unsigned int i = 0; i < array_count; ++i)
+           for (unsigned int shift = 0; shift < array_element_bits;
+                shift += BITMAP_WORD_BITS)
+             bitmap_element->bits[word_i++]
+               = array_elements[array_base + i] >> shift;
+         while (word_i < BITMAP_ELEMENT_WORDS)
+           bitmap_element->bits[word_i++] = 0;
+       }
+    }
+}
+
 #endif /* GCC_BITMAP_H */