OSDN Git Service

PR rtl-optimization/51069
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cfgloopmanip.c
1 /* Loop manipulation code for GNU compiler.
2    Copyright (C) 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011
3    Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "rtl.h"
26 #include "hard-reg-set.h"
27 #include "obstack.h"
28 #include "basic-block.h"
29 #include "cfgloop.h"
30 #include "cfglayout.h"
31 #include "cfghooks.h"
32 #include "output.h"
33 #include "tree-flow.h"
34
35 static void copy_loops_to (struct loop **, int,
36                            struct loop *);
37 static void loop_redirect_edge (edge, basic_block);
38 static void remove_bbs (basic_block *, int);
39 static bool rpe_enum_p (const_basic_block, const void *);
40 static int find_path (edge, basic_block **);
41 static void fix_loop_placements (struct loop *, bool *);
42 static bool fix_bb_placement (basic_block);
43 static void fix_bb_placements (basic_block, bool *);
44 static void unloop (struct loop *, bool *);
45
46 #define RDIV(X,Y) (((X) + (Y) / 2) / (Y))
47
48 /* Checks whether basic block BB is dominated by DATA.  */
49 static bool
50 rpe_enum_p (const_basic_block bb, const void *data)
51 {
52   return dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bb, (const_basic_block) data);
53 }
54
55 /* Remove basic blocks BBS.  NBBS is the number of the basic blocks.  */
56
57 static void
58 remove_bbs (basic_block *bbs, int nbbs)
59 {
60   int i;
61
62   for (i = 0; i < nbbs; i++)
63     delete_basic_block (bbs[i]);
64 }
65
66 /* Find path -- i.e. the basic blocks dominated by edge E and put them
67    into array BBS, that will be allocated large enough to contain them.
68    E->dest must have exactly one predecessor for this to work (it is
69    easy to achieve and we do not put it here because we do not want to
70    alter anything by this function).  The number of basic blocks in the
71    path is returned.  */
72 static int
73 find_path (edge e, basic_block **bbs)
74 {
75   gcc_assert (EDGE_COUNT (e->dest->preds) <= 1);
76
77   /* Find bbs in the path.  */
78   *bbs = XCNEWVEC (basic_block, n_basic_blocks);
79   return dfs_enumerate_from (e->dest, 0, rpe_enum_p, *bbs,
80                              n_basic_blocks, e->dest);
81 }
82
83 /* Fix placement of basic block BB inside loop hierarchy --
84    Let L be a loop to that BB belongs.  Then every successor of BB must either
85      1) belong to some superloop of loop L, or
86      2) be a header of loop K such that K->outer is superloop of L
87    Returns true if we had to move BB into other loop to enforce this condition,
88    false if the placement of BB was already correct (provided that placements
89    of its successors are correct).  */
90 static bool
91 fix_bb_placement (basic_block bb)
92 {
93   edge e;
94   edge_iterator ei;
95   struct loop *loop = current_loops->tree_root, *act;
96
97   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
98     {
99       if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR)
100         continue;
101
102       act = e->dest->loop_father;
103       if (act->header == e->dest)
104         act = loop_outer (act);
105
106       if (flow_loop_nested_p (loop, act))
107         loop = act;
108     }
109
110   if (loop == bb->loop_father)
111     return false;
112
113   remove_bb_from_loops (bb);
114   add_bb_to_loop (bb, loop);
115
116   return true;
117 }
118
119 /* Fix placement of LOOP inside loop tree, i.e. find the innermost superloop
120    of LOOP to that leads at least one exit edge of LOOP, and set it
121    as the immediate superloop of LOOP.  Return true if the immediate superloop
122    of LOOP changed.  */
123
124 static bool
125 fix_loop_placement (struct loop *loop)
126 {
127   unsigned i;
128   edge e;
129   VEC (edge, heap) *exits = get_loop_exit_edges (loop);
130   struct loop *father = current_loops->tree_root, *act;
131   bool ret = false;
132
133   FOR_EACH_VEC_ELT (edge, exits, i, e)
134     {
135       act = find_common_loop (loop, e->dest->loop_father);
136       if (flow_loop_nested_p (father, act))
137         father = act;
138     }
139
140   if (father != loop_outer (loop))
141     {
142       for (act = loop_outer (loop); act != father; act = loop_outer (act))
143         act->num_nodes -= loop->num_nodes;
144       flow_loop_tree_node_remove (loop);
145       flow_loop_tree_node_add (father, loop);
146
147       /* The exit edges of LOOP no longer exits its original immediate
148          superloops; remove them from the appropriate exit lists.  */
149       FOR_EACH_VEC_ELT (edge, exits, i, e)
150         rescan_loop_exit (e, false, false);
151
152       ret = true;
153     }
154
155   VEC_free (edge, heap, exits);
156   return ret;
157 }
158
159 /* Fix placements of basic blocks inside loop hierarchy stored in loops; i.e.
160    enforce condition condition stated in description of fix_bb_placement. We
161    start from basic block FROM that had some of its successors removed, so that
162    his placement no longer has to be correct, and iteratively fix placement of
163    its predecessors that may change if placement of FROM changed.  Also fix
164    placement of subloops of FROM->loop_father, that might also be altered due
165    to this change; the condition for them is similar, except that instead of
166    successors we consider edges coming out of the loops.
167
168    If the changes may invalidate the information about irreducible regions,
169    IRRED_INVALIDATED is set to true.  */
170
171 static void
172 fix_bb_placements (basic_block from,
173                    bool *irred_invalidated)
174 {
175   sbitmap in_queue;
176   basic_block *queue, *qtop, *qbeg, *qend;
177   struct loop *base_loop, *target_loop;
178   edge e;
179
180   /* We pass through blocks back-reachable from FROM, testing whether some
181      of their successors moved to outer loop.  It may be necessary to
182      iterate several times, but it is finite, as we stop unless we move
183      the basic block up the loop structure.  The whole story is a bit
184      more complicated due to presence of subloops, those are moved using
185      fix_loop_placement.  */
186
187   base_loop = from->loop_father;
188   /* If we are already in the outermost loop, the basic blocks cannot be moved
189      outside of it.  If FROM is the header of the base loop, it cannot be moved
190      outside of it, either.  In both cases, we can end now.  */
191   if (base_loop == current_loops->tree_root
192       || from == base_loop->header)
193     return;
194
195   in_queue = sbitmap_alloc (last_basic_block);
196   sbitmap_zero (in_queue);
197   SET_BIT (in_queue, from->index);
198   /* Prevent us from going out of the base_loop.  */
199   SET_BIT (in_queue, base_loop->header->index);
200
201   queue = XNEWVEC (basic_block, base_loop->num_nodes + 1);
202   qtop = queue + base_loop->num_nodes + 1;
203   qbeg = queue;
204   qend = queue + 1;
205   *qbeg = from;
206
207   while (qbeg != qend)
208     {
209       edge_iterator ei;
210       from = *qbeg;
211       qbeg++;
212       if (qbeg == qtop)
213         qbeg = queue;
214       RESET_BIT (in_queue, from->index);
215
216       if (from->loop_father->header == from)
217         {
218           /* Subloop header, maybe move the loop upward.  */
219           if (!fix_loop_placement (from->loop_father))
220             continue;
221           target_loop = loop_outer (from->loop_father);
222         }
223       else
224         {
225           /* Ordinary basic block.  */
226           if (!fix_bb_placement (from))
227             continue;
228           target_loop = from->loop_father;
229         }
230
231       FOR_EACH_EDGE (e, ei, from->succs)
232         {
233           if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
234             *irred_invalidated = true;
235         }
236
237       /* Something has changed, insert predecessors into queue.  */
238       FOR_EACH_EDGE (e, ei, from->preds)
239         {
240           basic_block pred = e->src;
241           struct loop *nca;
242
243           if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
244             *irred_invalidated = true;
245
246           if (TEST_BIT (in_queue, pred->index))
247             continue;
248
249           /* If it is subloop, then it either was not moved, or
250              the path up the loop tree from base_loop do not contain
251              it.  */
252           nca = find_common_loop (pred->loop_father, base_loop);
253           if (pred->loop_father != base_loop
254               && (nca == base_loop
255                   || nca != pred->loop_father))
256             pred = pred->loop_father->header;
257           else if (!flow_loop_nested_p (target_loop, pred->loop_father))
258             {
259               /* If PRED is already higher in the loop hierarchy than the
260                  TARGET_LOOP to that we moved FROM, the change of the position
261                  of FROM does not affect the position of PRED, so there is no
262                  point in processing it.  */
263               continue;
264             }
265
266           if (TEST_BIT (in_queue, pred->index))
267             continue;
268
269           /* Schedule the basic block.  */
270           *qend = pred;
271           qend++;
272           if (qend == qtop)
273             qend = queue;
274           SET_BIT (in_queue, pred->index);
275         }
276     }
277   free (in_queue);
278   free (queue);
279 }
280
281 /* Removes path beginning at edge E, i.e. remove basic blocks dominated by E
282    and update loop structures and dominators.  Return true if we were able
283    to remove the path, false otherwise (and nothing is affected then).  */
284 bool
285 remove_path (edge e)
286 {
287   edge ae;
288   basic_block *rem_bbs, *bord_bbs, from, bb;
289   VEC (basic_block, heap) *dom_bbs;
290   int i, nrem, n_bord_bbs;
291   sbitmap seen;
292   bool irred_invalidated = false;
293   edge_iterator ei;
294
295   if (!can_remove_branch_p (e))
296     return false;
297
298   /* Keep track of whether we need to update information about irreducible
299      regions.  This is the case if the removed area is a part of the
300      irreducible region, or if the set of basic blocks that belong to a loop
301      that is inside an irreducible region is changed, or if such a loop is
302      removed.  */
303   if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
304     irred_invalidated = true;
305
306   /* We need to check whether basic blocks are dominated by the edge
307      e, but we only have basic block dominators.  This is easy to
308      fix -- when e->dest has exactly one predecessor, this corresponds
309      to blocks dominated by e->dest, if not, split the edge.  */
310   if (!single_pred_p (e->dest))
311     e = single_pred_edge (split_edge (e));
312
313   /* It may happen that by removing path we remove one or more loops
314      we belong to.  In this case first unloop the loops, then proceed
315      normally.   We may assume that e->dest is not a header of any loop,
316      as it now has exactly one predecessor.  */
317   while (loop_outer (e->src->loop_father)
318          && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS,
319                             e->src->loop_father->latch, e->dest))
320     unloop (e->src->loop_father, &irred_invalidated);
321
322   /* Identify the path.  */
323   nrem = find_path (e, &rem_bbs);
324
325   n_bord_bbs = 0;
326   bord_bbs = XCNEWVEC (basic_block, n_basic_blocks);
327   seen = sbitmap_alloc (last_basic_block);
328   sbitmap_zero (seen);
329
330   /* Find "border" hexes -- i.e. those with predecessor in removed path.  */
331   for (i = 0; i < nrem; i++)
332     SET_BIT (seen, rem_bbs[i]->index);
333   if (!irred_invalidated)
334     FOR_EACH_EDGE (ae, ei, e->src->succs)
335       if (ae != e && ae->dest != EXIT_BLOCK_PTR && !TEST_BIT (seen, ae->dest->index)
336           && ae->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
337         irred_invalidated = true;
338   for (i = 0; i < nrem; i++)
339     {
340       bb = rem_bbs[i];
341       FOR_EACH_EDGE (ae, ei, rem_bbs[i]->succs)
342         if (ae->dest != EXIT_BLOCK_PTR && !TEST_BIT (seen, ae->dest->index))
343           {
344             SET_BIT (seen, ae->dest->index);
345             bord_bbs[n_bord_bbs++] = ae->dest;
346
347             if (ae->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
348               irred_invalidated = true;
349           }
350     }
351
352   /* Remove the path.  */
353   from = e->src;
354   remove_branch (e);
355   dom_bbs = NULL;
356
357   /* Cancel loops contained in the path.  */
358   for (i = 0; i < nrem; i++)
359     if (rem_bbs[i]->loop_father->header == rem_bbs[i])
360       cancel_loop_tree (rem_bbs[i]->loop_father);
361
362   remove_bbs (rem_bbs, nrem);
363   free (rem_bbs);
364
365   /* Find blocks whose dominators may be affected.  */
366   sbitmap_zero (seen);
367   for (i = 0; i < n_bord_bbs; i++)
368     {
369       basic_block ldom;
370
371       bb = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, bord_bbs[i]);
372       if (TEST_BIT (seen, bb->index))
373         continue;
374       SET_BIT (seen, bb->index);
375
376       for (ldom = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, bb);
377            ldom;
378            ldom = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, ldom))
379         if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, from, ldom))
380           VEC_safe_push (basic_block, heap, dom_bbs, ldom);
381     }
382
383   free (seen);
384
385   /* Recount dominators.  */
386   iterate_fix_dominators (CDI_DOMINATORS, dom_bbs, true);
387   VEC_free (basic_block, heap, dom_bbs);
388   free (bord_bbs);
389
390   /* Fix placements of basic blocks inside loops and the placement of
391      loops in the loop tree.  */
392   fix_bb_placements (from, &irred_invalidated);
393   fix_loop_placements (from->loop_father, &irred_invalidated);
394
395   if (irred_invalidated
396       && loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_MARKED_IRREDUCIBLE_REGIONS))
397     mark_irreducible_loops ();
398
399   return true;
400 }
401
402 /* Creates place for a new LOOP in loops structure.  */
403
404 static void
405 place_new_loop (struct loop *loop)
406 {
407   loop->num = number_of_loops ();
408   VEC_safe_push (loop_p, gc, current_loops->larray, loop);
409 }
410
411 /* Given LOOP structure with filled header and latch, find the body of the
412    corresponding loop and add it to loops tree.  Insert the LOOP as a son of
413    outer.  */
414
415 void
416 add_loop (struct loop *loop, struct loop *outer)
417 {
418   basic_block *bbs;
419   int i, n;
420   struct loop *subloop;
421   edge e;
422   edge_iterator ei;
423
424   /* Add it to loop structure.  */
425   place_new_loop (loop);
426   flow_loop_tree_node_add (outer, loop);
427
428   /* Find its nodes.  */
429   bbs = XNEWVEC (basic_block, n_basic_blocks);
430   n = get_loop_body_with_size (loop, bbs, n_basic_blocks);
431
432   for (i = 0; i < n; i++)
433     {
434       if (bbs[i]->loop_father == outer)
435         {
436           remove_bb_from_loops (bbs[i]);
437           add_bb_to_loop (bbs[i], loop);
438           continue;
439         }
440
441       loop->num_nodes++;
442
443       /* If we find a direct subloop of OUTER, move it to LOOP.  */
444       subloop = bbs[i]->loop_father;
445       if (loop_outer (subloop) == outer
446           && subloop->header == bbs[i])
447         {
448           flow_loop_tree_node_remove (subloop);
449           flow_loop_tree_node_add (loop, subloop);
450         }
451     }
452
453   /* Update the information about loop exit edges.  */
454   for (i = 0; i < n; i++)
455     {
456       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bbs[i]->succs)
457         {
458           rescan_loop_exit (e, false, false);
459         }
460     }
461
462   free (bbs);
463 }
464
465 /* Multiply all frequencies in LOOP by NUM/DEN.  */
466 void
467 scale_loop_frequencies (struct loop *loop, int num, int den)
468 {
469   basic_block *bbs;
470
471   bbs = get_loop_body (loop);
472   scale_bbs_frequencies_int (bbs, loop->num_nodes, num, den);
473   free (bbs);
474 }
475
476 /* Recompute dominance information for basic blocks outside LOOP.  */
477
478 static void
479 update_dominators_in_loop (struct loop *loop)
480 {
481   VEC (basic_block, heap) *dom_bbs = NULL;
482   sbitmap seen;
483   basic_block *body;
484   unsigned i;
485
486   seen = sbitmap_alloc (last_basic_block);
487   sbitmap_zero (seen);
488   body = get_loop_body (loop);
489
490   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
491     SET_BIT (seen, body[i]->index);
492
493   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
494     {
495       basic_block ldom;
496
497       for (ldom = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, body[i]);
498            ldom;
499            ldom = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, ldom))
500         if (!TEST_BIT (seen, ldom->index))
501           {
502             SET_BIT (seen, ldom->index);
503             VEC_safe_push (basic_block, heap, dom_bbs, ldom);
504           }
505     }
506
507   iterate_fix_dominators (CDI_DOMINATORS, dom_bbs, false);
508   free (body);
509   free (seen);
510   VEC_free (basic_block, heap, dom_bbs);
511 }
512
513 /* Creates an if region as shown above. CONDITION is used to create
514    the test for the if.
515
516    |
517    |     -------------                 -------------
518    |     |  pred_bb  |                 |  pred_bb  |
519    |     -------------                 -------------
520    |           |                             |
521    |           |                             | ENTRY_EDGE
522    |           | ENTRY_EDGE                  V
523    |           |             ====>     -------------
524    |           |                       |  cond_bb  |
525    |           |                       | CONDITION |
526    |           |                       -------------
527    |           V                        /         \
528    |     -------------         e_false /           \ e_true
529    |     |  succ_bb  |                V             V
530    |     -------------         -----------       -----------
531    |                           | false_bb |      | true_bb |
532    |                           -----------       -----------
533    |                                   \           /
534    |                                    \         /
535    |                                     V       V
536    |                                   -------------
537    |                                   |  join_bb  |
538    |                                   -------------
539    |                                         | exit_edge (result)
540    |                                         V
541    |                                    -----------
542    |                                    | succ_bb |
543    |                                    -----------
544    |
545  */
546
547 edge
548 create_empty_if_region_on_edge (edge entry_edge, tree condition)
549 {
550
551   basic_block cond_bb, true_bb, false_bb, join_bb;
552   edge e_true, e_false, exit_edge;
553   gimple cond_stmt;
554   tree simple_cond;
555   gimple_stmt_iterator gsi;
556
557   cond_bb = split_edge (entry_edge);
558
559   /* Insert condition in cond_bb.  */
560   gsi = gsi_last_bb (cond_bb);
561   simple_cond =
562     force_gimple_operand_gsi (&gsi, condition, true, NULL,
563                               false, GSI_NEW_STMT);
564   cond_stmt = gimple_build_cond_from_tree (simple_cond, NULL_TREE, NULL_TREE);
565   gsi = gsi_last_bb (cond_bb);
566   gsi_insert_after (&gsi, cond_stmt, GSI_NEW_STMT);
567
568   join_bb = split_edge (single_succ_edge (cond_bb));
569
570   e_true = single_succ_edge (cond_bb);
571   true_bb = split_edge (e_true);
572
573   e_false = make_edge (cond_bb, join_bb, 0);
574   false_bb = split_edge (e_false);
575
576   e_true->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
577   e_true->flags |= EDGE_TRUE_VALUE;
578   e_false->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
579   e_false->flags |= EDGE_FALSE_VALUE;
580
581   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, cond_bb, entry_edge->src);
582   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, true_bb, cond_bb);
583   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, false_bb, cond_bb);
584   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, join_bb, cond_bb);
585
586   exit_edge = single_succ_edge (join_bb);
587
588   if (single_pred_p (exit_edge->dest))
589     set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, exit_edge->dest, join_bb);
590
591   return exit_edge;
592 }
593
594 /* create_empty_loop_on_edge
595    |
596    |    - pred_bb -                   ------ pred_bb ------
597    |   |           |                 | iv0 = initial_value |
598    |    -----|-----                   ---------|-----------
599    |         |                       ______    | entry_edge
600    |         | entry_edge           /      |   |
601    |         |             ====>   |      -V---V- loop_header -------------
602    |         V                     |     | iv_before = phi (iv0, iv_after) |
603    |    - succ_bb -                |      ---|-----------------------------
604    |   |           |               |         |
605    |    -----------                |      ---V--- loop_body ---------------
606    |                               |     | iv_after = iv_before + stride   |
607    |                               |     | if (iv_before < upper_bound)    |
608    |                               |      ---|--------------\--------------
609    |                               |         |               \ exit_e
610    |                               |         V                \
611    |                               |       - loop_latch -      V- succ_bb -
612    |                               |      |              |     |           |
613    |                               |       /-------------       -----------
614    |                                \ ___ /
615
616    Creates an empty loop as shown above, the IV_BEFORE is the SSA_NAME
617    that is used before the increment of IV. IV_BEFORE should be used for
618    adding code to the body that uses the IV.  OUTER is the outer loop in
619    which the new loop should be inserted.
620
621    Both INITIAL_VALUE and UPPER_BOUND expressions are gimplified and
622    inserted on the loop entry edge.  This implies that this function
623    should be used only when the UPPER_BOUND expression is a loop
624    invariant.  */
625
626 struct loop *
627 create_empty_loop_on_edge (edge entry_edge,
628                            tree initial_value,
629                            tree stride, tree upper_bound,
630                            tree iv,
631                            tree *iv_before,
632                            tree *iv_after,
633                            struct loop *outer)
634 {
635   basic_block loop_header, loop_latch, succ_bb, pred_bb;
636   struct loop *loop;
637   gimple_stmt_iterator gsi;
638   gimple_seq stmts;
639   gimple cond_expr;
640   tree exit_test;
641   edge exit_e;
642   int prob;
643
644   gcc_assert (entry_edge && initial_value && stride && upper_bound && iv);
645
646   /* Create header, latch and wire up the loop.  */
647   pred_bb = entry_edge->src;
648   loop_header = split_edge (entry_edge);
649   loop_latch = split_edge (single_succ_edge (loop_header));
650   succ_bb = single_succ (loop_latch);
651   make_edge (loop_header, succ_bb, 0);
652   redirect_edge_succ_nodup (single_succ_edge (loop_latch), loop_header);
653
654   /* Set immediate dominator information.  */
655   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, loop_header, pred_bb);
656   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, loop_latch, loop_header);
657   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, succ_bb, loop_header);
658
659   /* Initialize a loop structure and put it in a loop hierarchy.  */
660   loop = alloc_loop ();
661   loop->header = loop_header;
662   loop->latch = loop_latch;
663   add_loop (loop, outer);
664
665   /* TODO: Fix frequencies and counts.  */
666   prob = REG_BR_PROB_BASE / 2;
667
668   scale_loop_frequencies (loop, REG_BR_PROB_BASE - prob, REG_BR_PROB_BASE);
669
670   /* Update dominators.  */
671   update_dominators_in_loop (loop);
672
673   /* Modify edge flags.  */
674   exit_e = single_exit (loop);
675   exit_e->flags = EDGE_LOOP_EXIT | EDGE_FALSE_VALUE;
676   single_pred_edge (loop_latch)->flags = EDGE_TRUE_VALUE;
677
678   /* Construct IV code in loop.  */
679   initial_value = force_gimple_operand (initial_value, &stmts, true, iv);
680   if (stmts)
681     {
682       gsi_insert_seq_on_edge (loop_preheader_edge (loop), stmts);
683       gsi_commit_edge_inserts ();
684     }
685
686   upper_bound = force_gimple_operand (upper_bound, &stmts, true, NULL);
687   if (stmts)
688     {
689       gsi_insert_seq_on_edge (loop_preheader_edge (loop), stmts);
690       gsi_commit_edge_inserts ();
691     }
692
693   gsi = gsi_last_bb (loop_header);
694   create_iv (initial_value, stride, iv, loop, &gsi, false,
695              iv_before, iv_after);
696
697   /* Insert loop exit condition.  */
698   cond_expr = gimple_build_cond
699     (LT_EXPR, *iv_before, upper_bound, NULL_TREE, NULL_TREE);
700
701   exit_test = gimple_cond_lhs (cond_expr);
702   exit_test = force_gimple_operand_gsi (&gsi, exit_test, true, NULL,
703                                         false, GSI_NEW_STMT);
704   gimple_cond_set_lhs (cond_expr, exit_test);
705   gsi = gsi_last_bb (exit_e->src);
706   gsi_insert_after (&gsi, cond_expr, GSI_NEW_STMT);
707
708   split_block_after_labels (loop_header);
709
710   return loop;
711 }
712
713 /* Make area between HEADER_EDGE and LATCH_EDGE a loop by connecting
714    latch to header and update loop tree and dominators
715    accordingly. Everything between them plus LATCH_EDGE destination must
716    be dominated by HEADER_EDGE destination, and back-reachable from
717    LATCH_EDGE source.  HEADER_EDGE is redirected to basic block SWITCH_BB,
718    FALSE_EDGE of SWITCH_BB to original destination of HEADER_EDGE and
719    TRUE_EDGE of SWITCH_BB to original destination of LATCH_EDGE.
720    Returns the newly created loop.  Frequencies and counts in the new loop
721    are scaled by FALSE_SCALE and in the old one by TRUE_SCALE.  */
722
723 struct loop *
724 loopify (edge latch_edge, edge header_edge,
725          basic_block switch_bb, edge true_edge, edge false_edge,
726          bool redirect_all_edges, unsigned true_scale, unsigned false_scale)
727 {
728   basic_block succ_bb = latch_edge->dest;
729   basic_block pred_bb = header_edge->src;
730   struct loop *loop = alloc_loop ();
731   struct loop *outer = loop_outer (succ_bb->loop_father);
732   int freq;
733   gcov_type cnt;
734   edge e;
735   edge_iterator ei;
736
737   loop->header = header_edge->dest;
738   loop->latch = latch_edge->src;
739
740   freq = EDGE_FREQUENCY (header_edge);
741   cnt = header_edge->count;
742
743   /* Redirect edges.  */
744   loop_redirect_edge (latch_edge, loop->header);
745   loop_redirect_edge (true_edge, succ_bb);
746
747   /* During loop versioning, one of the switch_bb edge is already properly
748      set. Do not redirect it again unless redirect_all_edges is true.  */
749   if (redirect_all_edges)
750     {
751       loop_redirect_edge (header_edge, switch_bb);
752       loop_redirect_edge (false_edge, loop->header);
753
754       /* Update dominators.  */
755       set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, switch_bb, pred_bb);
756       set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, loop->header, switch_bb);
757     }
758
759   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, succ_bb, switch_bb);
760
761   /* Compute new loop.  */
762   add_loop (loop, outer);
763
764   /* Add switch_bb to appropriate loop.  */
765   if (switch_bb->loop_father)
766     remove_bb_from_loops (switch_bb);
767   add_bb_to_loop (switch_bb, outer);
768
769   /* Fix frequencies.  */
770   if (redirect_all_edges)
771     {
772       switch_bb->frequency = freq;
773       switch_bb->count = cnt;
774       FOR_EACH_EDGE (e, ei, switch_bb->succs)
775         {
776           e->count = (switch_bb->count * e->probability) / REG_BR_PROB_BASE;
777         }
778     }
779   scale_loop_frequencies (loop, false_scale, REG_BR_PROB_BASE);
780   scale_loop_frequencies (succ_bb->loop_father, true_scale, REG_BR_PROB_BASE);
781   update_dominators_in_loop (loop);
782
783   return loop;
784 }
785
786 /* Remove the latch edge of a LOOP and update loops to indicate that
787    the LOOP was removed.  After this function, original loop latch will
788    have no successor, which caller is expected to fix somehow.
789
790    If this may cause the information about irreducible regions to become
791    invalid, IRRED_INVALIDATED is set to true.  */
792
793 static void
794 unloop (struct loop *loop, bool *irred_invalidated)
795 {
796   basic_block *body;
797   struct loop *ploop;
798   unsigned i, n;
799   basic_block latch = loop->latch;
800   bool dummy = false;
801
802   if (loop_preheader_edge (loop)->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
803     *irred_invalidated = true;
804
805   /* This is relatively straightforward.  The dominators are unchanged, as
806      loop header dominates loop latch, so the only thing we have to care of
807      is the placement of loops and basic blocks inside the loop tree.  We
808      move them all to the loop->outer, and then let fix_bb_placements do
809      its work.  */
810
811   body = get_loop_body (loop);
812   n = loop->num_nodes;
813   for (i = 0; i < n; i++)
814     if (body[i]->loop_father == loop)
815       {
816         remove_bb_from_loops (body[i]);
817         add_bb_to_loop (body[i], loop_outer (loop));
818       }
819   free(body);
820
821   while (loop->inner)
822     {
823       ploop = loop->inner;
824       flow_loop_tree_node_remove (ploop);
825       flow_loop_tree_node_add (loop_outer (loop), ploop);
826     }
827
828   /* Remove the loop and free its data.  */
829   delete_loop (loop);
830
831   remove_edge (single_succ_edge (latch));
832
833   /* We do not pass IRRED_INVALIDATED to fix_bb_placements here, as even if
834      there is an irreducible region inside the cancelled loop, the flags will
835      be still correct.  */
836   fix_bb_placements (latch, &dummy);
837 }
838
839 /* Fix placement of superloops of LOOP inside loop tree, i.e. ensure that
840    condition stated in description of fix_loop_placement holds for them.
841    It is used in case when we removed some edges coming out of LOOP, which
842    may cause the right placement of LOOP inside loop tree to change.
843
844    IRRED_INVALIDATED is set to true if a change in the loop structures might
845    invalidate the information about irreducible regions.  */
846
847 static void
848 fix_loop_placements (struct loop *loop, bool *irred_invalidated)
849 {
850   struct loop *outer;
851
852   while (loop_outer (loop))
853     {
854       outer = loop_outer (loop);
855       if (!fix_loop_placement (loop))
856         break;
857
858       /* Changing the placement of a loop in the loop tree may alter the
859          validity of condition 2) of the description of fix_bb_placement
860          for its preheader, because the successor is the header and belongs
861          to the loop.  So call fix_bb_placements to fix up the placement
862          of the preheader and (possibly) of its predecessors.  */
863       fix_bb_placements (loop_preheader_edge (loop)->src,
864                          irred_invalidated);
865       loop = outer;
866     }
867 }
868
869 /* Copies copy of LOOP as subloop of TARGET loop, placing newly
870    created loop into loops structure.  */
871 struct loop *
872 duplicate_loop (struct loop *loop, struct loop *target)
873 {
874   struct loop *cloop;
875   cloop = alloc_loop ();
876   place_new_loop (cloop);
877
878   /* Mark the new loop as copy of LOOP.  */
879   set_loop_copy (loop, cloop);
880
881   /* Add it to target.  */
882   flow_loop_tree_node_add (target, cloop);
883
884   return cloop;
885 }
886
887 /* Copies structure of subloops of LOOP into TARGET loop, placing
888    newly created loops into loop tree.  */
889 void
890 duplicate_subloops (struct loop *loop, struct loop *target)
891 {
892   struct loop *aloop, *cloop;
893
894   for (aloop = loop->inner; aloop; aloop = aloop->next)
895     {
896       cloop = duplicate_loop (aloop, target);
897       duplicate_subloops (aloop, cloop);
898     }
899 }
900
901 /* Copies structure of subloops of N loops, stored in array COPIED_LOOPS,
902    into TARGET loop, placing newly created loops into loop tree.  */
903 static void
904 copy_loops_to (struct loop **copied_loops, int n, struct loop *target)
905 {
906   struct loop *aloop;
907   int i;
908
909   for (i = 0; i < n; i++)
910     {
911       aloop = duplicate_loop (copied_loops[i], target);
912       duplicate_subloops (copied_loops[i], aloop);
913     }
914 }
915
916 /* Redirects edge E to basic block DEST.  */
917 static void
918 loop_redirect_edge (edge e, basic_block dest)
919 {
920   if (e->dest == dest)
921     return;
922
923   redirect_edge_and_branch_force (e, dest);
924 }
925
926 /* Check whether LOOP's body can be duplicated.  */
927 bool
928 can_duplicate_loop_p (const struct loop *loop)
929 {
930   int ret;
931   basic_block *bbs = get_loop_body (loop);
932
933   ret = can_copy_bbs_p (bbs, loop->num_nodes);
934   free (bbs);
935
936   return ret;
937 }
938
939 /* Sets probability and count of edge E to zero.  The probability and count
940    is redistributed evenly to the remaining edges coming from E->src.  */
941
942 static void
943 set_zero_probability (edge e)
944 {
945   basic_block bb = e->src;
946   edge_iterator ei;
947   edge ae, last = NULL;
948   unsigned n = EDGE_COUNT (bb->succs);
949   gcov_type cnt = e->count, cnt1;
950   unsigned prob = e->probability, prob1;
951
952   gcc_assert (n > 1);
953   cnt1 = cnt / (n - 1);
954   prob1 = prob / (n - 1);
955
956   FOR_EACH_EDGE (ae, ei, bb->succs)
957     {
958       if (ae == e)
959         continue;
960
961       ae->probability += prob1;
962       ae->count += cnt1;
963       last = ae;
964     }
965
966   /* Move the rest to one of the edges.  */
967   last->probability += prob % (n - 1);
968   last->count += cnt % (n - 1);
969
970   e->probability = 0;
971   e->count = 0;
972 }
973
974 /* Duplicates body of LOOP to given edge E NDUPL times.  Takes care of updating
975    loop structure and dominators.  E's destination must be LOOP header for
976    this to work, i.e. it must be entry or latch edge of this loop; these are
977    unique, as the loops must have preheaders for this function to work
978    correctly (in case E is latch, the function unrolls the loop, if E is entry
979    edge, it peels the loop).  Store edges created by copying ORIG edge from
980    copies corresponding to set bits in WONT_EXIT bitmap (bit 0 corresponds to
981    original LOOP body, the other copies are numbered in order given by control
982    flow through them) into TO_REMOVE array.  Returns false if duplication is
983    impossible.  */
984
985 bool
986 duplicate_loop_to_header_edge (struct loop *loop, edge e,
987                                unsigned int ndupl, sbitmap wont_exit,
988                                edge orig, VEC (edge, heap) **to_remove,
989                                int flags)
990 {
991   struct loop *target, *aloop;
992   struct loop **orig_loops;
993   unsigned n_orig_loops;
994   basic_block header = loop->header, latch = loop->latch;
995   basic_block *new_bbs, *bbs, *first_active;
996   basic_block new_bb, bb, first_active_latch = NULL;
997   edge ae, latch_edge;
998   edge spec_edges[2], new_spec_edges[2];
999 #define SE_LATCH 0
1000 #define SE_ORIG 1
1001   unsigned i, j, n;
1002   int is_latch = (latch == e->src);
1003   int scale_act = 0, *scale_step = NULL, scale_main = 0;
1004   int scale_after_exit = 0;
1005   int p, freq_in, freq_le, freq_out_orig;
1006   int prob_pass_thru, prob_pass_wont_exit, prob_pass_main;
1007   int add_irreducible_flag;
1008   basic_block place_after;
1009   bitmap bbs_to_scale = NULL;
1010   bitmap_iterator bi;
1011
1012   gcc_assert (e->dest == loop->header);
1013   gcc_assert (ndupl > 0);
1014
1015   if (orig)
1016     {
1017       /* Orig must be edge out of the loop.  */
1018       gcc_assert (flow_bb_inside_loop_p (loop, orig->src));
1019       gcc_assert (!flow_bb_inside_loop_p (loop, orig->dest));
1020     }
1021
1022   n = loop->num_nodes;
1023   bbs = get_loop_body_in_dom_order (loop);
1024   gcc_assert (bbs[0] == loop->header);
1025   gcc_assert (bbs[n  - 1] == loop->latch);
1026
1027   /* Check whether duplication is possible.  */
1028   if (!can_copy_bbs_p (bbs, loop->num_nodes))
1029     {
1030       free (bbs);
1031       return false;
1032     }
1033   new_bbs = XNEWVEC (basic_block, loop->num_nodes);
1034
1035   /* In case we are doing loop peeling and the loop is in the middle of
1036      irreducible region, the peeled copies will be inside it too.  */
1037   add_irreducible_flag = e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1038   gcc_assert (!is_latch || !add_irreducible_flag);
1039
1040   /* Find edge from latch.  */
1041   latch_edge = loop_latch_edge (loop);
1042
1043   if (flags & DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ)
1044     {
1045       /* Calculate coefficients by that we have to scale frequencies
1046          of duplicated loop bodies.  */
1047       freq_in = header->frequency;
1048       freq_le = EDGE_FREQUENCY (latch_edge);
1049       if (freq_in == 0)
1050         freq_in = 1;
1051       if (freq_in < freq_le)
1052         freq_in = freq_le;
1053       freq_out_orig = orig ? EDGE_FREQUENCY (orig) : freq_in - freq_le;
1054       if (freq_out_orig > freq_in - freq_le)
1055         freq_out_orig = freq_in - freq_le;
1056       prob_pass_thru = RDIV (REG_BR_PROB_BASE * freq_le, freq_in);
1057       prob_pass_wont_exit =
1058               RDIV (REG_BR_PROB_BASE * (freq_le + freq_out_orig), freq_in);
1059
1060       if (orig
1061           && REG_BR_PROB_BASE - orig->probability != 0)
1062         {
1063           /* The blocks that are dominated by a removed exit edge ORIG have
1064              frequencies scaled by this.  */
1065           scale_after_exit = RDIV (REG_BR_PROB_BASE * REG_BR_PROB_BASE,
1066                                    REG_BR_PROB_BASE - orig->probability);
1067           bbs_to_scale = BITMAP_ALLOC (NULL);
1068           for (i = 0; i < n; i++)
1069             {
1070               if (bbs[i] != orig->src
1071                   && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bbs[i], orig->src))
1072                 bitmap_set_bit (bbs_to_scale, i);
1073             }
1074         }
1075
1076       scale_step = XNEWVEC (int, ndupl);
1077
1078       for (i = 1; i <= ndupl; i++)
1079         scale_step[i - 1] = TEST_BIT (wont_exit, i)
1080                                 ? prob_pass_wont_exit
1081                                 : prob_pass_thru;
1082
1083       /* Complete peeling is special as the probability of exit in last
1084          copy becomes 1.  */
1085       if (flags & DLTHE_FLAG_COMPLETTE_PEEL)
1086         {
1087           int wanted_freq = EDGE_FREQUENCY (e);
1088
1089           if (wanted_freq > freq_in)
1090             wanted_freq = freq_in;
1091
1092           gcc_assert (!is_latch);
1093           /* First copy has frequency of incoming edge.  Each subsequent
1094              frequency should be reduced by prob_pass_wont_exit.  Caller
1095              should've managed the flags so all except for original loop
1096              has won't exist set.  */
1097           scale_act = RDIV (wanted_freq * REG_BR_PROB_BASE, freq_in);
1098           /* Now simulate the duplication adjustments and compute header
1099              frequency of the last copy.  */
1100           for (i = 0; i < ndupl; i++)
1101             wanted_freq = RDIV (wanted_freq * scale_step[i], REG_BR_PROB_BASE);
1102           scale_main = RDIV (wanted_freq * REG_BR_PROB_BASE, freq_in);
1103         }
1104       else if (is_latch)
1105         {
1106           prob_pass_main = TEST_BIT (wont_exit, 0)
1107                                 ? prob_pass_wont_exit
1108                                 : prob_pass_thru;
1109           p = prob_pass_main;
1110           scale_main = REG_BR_PROB_BASE;
1111           for (i = 0; i < ndupl; i++)
1112             {
1113               scale_main += p;
1114               p = RDIV (p * scale_step[i], REG_BR_PROB_BASE);
1115             }
1116           scale_main = RDIV (REG_BR_PROB_BASE * REG_BR_PROB_BASE, scale_main);
1117           scale_act = RDIV (scale_main * prob_pass_main, REG_BR_PROB_BASE);
1118         }
1119       else
1120         {
1121           scale_main = REG_BR_PROB_BASE;
1122           for (i = 0; i < ndupl; i++)
1123             scale_main = RDIV (scale_main * scale_step[i], REG_BR_PROB_BASE);
1124           scale_act = REG_BR_PROB_BASE - prob_pass_thru;
1125         }
1126       for (i = 0; i < ndupl; i++)
1127         gcc_assert (scale_step[i] >= 0 && scale_step[i] <= REG_BR_PROB_BASE);
1128       gcc_assert (scale_main >= 0 && scale_main <= REG_BR_PROB_BASE
1129                   && scale_act >= 0  && scale_act <= REG_BR_PROB_BASE);
1130     }
1131
1132   /* Loop the new bbs will belong to.  */
1133   target = e->src->loop_father;
1134
1135   /* Original loops.  */
1136   n_orig_loops = 0;
1137   for (aloop = loop->inner; aloop; aloop = aloop->next)
1138     n_orig_loops++;
1139   orig_loops = XCNEWVEC (struct loop *, n_orig_loops);
1140   for (aloop = loop->inner, i = 0; aloop; aloop = aloop->next, i++)
1141     orig_loops[i] = aloop;
1142
1143   set_loop_copy (loop, target);
1144
1145   first_active = XNEWVEC (basic_block, n);
1146   if (is_latch)
1147     {
1148       memcpy (first_active, bbs, n * sizeof (basic_block));
1149       first_active_latch = latch;
1150     }
1151
1152   spec_edges[SE_ORIG] = orig;
1153   spec_edges[SE_LATCH] = latch_edge;
1154
1155   place_after = e->src;
1156   for (j = 0; j < ndupl; j++)
1157     {
1158       /* Copy loops.  */
1159       copy_loops_to (orig_loops, n_orig_loops, target);
1160
1161       /* Copy bbs.  */
1162       copy_bbs (bbs, n, new_bbs, spec_edges, 2, new_spec_edges, loop,
1163                 place_after);
1164       place_after = new_spec_edges[SE_LATCH]->src;
1165
1166       if (flags & DLTHE_RECORD_COPY_NUMBER)
1167         for (i = 0; i < n; i++)
1168           {
1169             gcc_assert (!new_bbs[i]->aux);
1170             new_bbs[i]->aux = (void *)(size_t)(j + 1);
1171           }
1172
1173       /* Note whether the blocks and edges belong to an irreducible loop.  */
1174       if (add_irreducible_flag)
1175         {
1176           for (i = 0; i < n; i++)
1177             new_bbs[i]->flags |= BB_DUPLICATED;
1178           for (i = 0; i < n; i++)
1179             {
1180               edge_iterator ei;
1181               new_bb = new_bbs[i];
1182               if (new_bb->loop_father == target)
1183                 new_bb->flags |= BB_IRREDUCIBLE_LOOP;
1184
1185               FOR_EACH_EDGE (ae, ei, new_bb->succs)
1186                 if ((ae->dest->flags & BB_DUPLICATED)
1187                     && (ae->src->loop_father == target
1188                         || ae->dest->loop_father == target))
1189                   ae->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1190             }
1191           for (i = 0; i < n; i++)
1192             new_bbs[i]->flags &= ~BB_DUPLICATED;
1193         }
1194
1195       /* Redirect the special edges.  */
1196       if (is_latch)
1197         {
1198           redirect_edge_and_branch_force (latch_edge, new_bbs[0]);
1199           redirect_edge_and_branch_force (new_spec_edges[SE_LATCH],
1200                                           loop->header);
1201           set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, new_bbs[0], latch);
1202           latch = loop->latch = new_bbs[n - 1];
1203           e = latch_edge = new_spec_edges[SE_LATCH];
1204         }
1205       else
1206         {
1207           redirect_edge_and_branch_force (new_spec_edges[SE_LATCH],
1208                                           loop->header);
1209           redirect_edge_and_branch_force (e, new_bbs[0]);
1210           set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, new_bbs[0], e->src);
1211           e = new_spec_edges[SE_LATCH];
1212         }
1213
1214       /* Record exit edge in this copy.  */
1215       if (orig && TEST_BIT (wont_exit, j + 1))
1216         {
1217           if (to_remove)
1218             VEC_safe_push (edge, heap, *to_remove, new_spec_edges[SE_ORIG]);
1219           set_zero_probability (new_spec_edges[SE_ORIG]);
1220
1221           /* Scale the frequencies of the blocks dominated by the exit.  */
1222           if (bbs_to_scale)
1223             {
1224               EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (bbs_to_scale, 0, i, bi)
1225                 {
1226                   scale_bbs_frequencies_int (new_bbs + i, 1, scale_after_exit,
1227                                              REG_BR_PROB_BASE);
1228                 }
1229             }
1230         }
1231
1232       /* Record the first copy in the control flow order if it is not
1233          the original loop (i.e. in case of peeling).  */
1234       if (!first_active_latch)
1235         {
1236           memcpy (first_active, new_bbs, n * sizeof (basic_block));
1237           first_active_latch = new_bbs[n - 1];
1238         }
1239
1240       /* Set counts and frequencies.  */
1241       if (flags & DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ)
1242         {
1243           scale_bbs_frequencies_int (new_bbs, n, scale_act, REG_BR_PROB_BASE);
1244           scale_act = RDIV (scale_act * scale_step[j], REG_BR_PROB_BASE);
1245         }
1246     }
1247   free (new_bbs);
1248   free (orig_loops);
1249
1250   /* Record the exit edge in the original loop body, and update the frequencies.  */
1251   if (orig && TEST_BIT (wont_exit, 0))
1252     {
1253       if (to_remove)
1254         VEC_safe_push (edge, heap, *to_remove, orig);
1255       set_zero_probability (orig);
1256
1257       /* Scale the frequencies of the blocks dominated by the exit.  */
1258       if (bbs_to_scale)
1259         {
1260           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (bbs_to_scale, 0, i, bi)
1261             {
1262               scale_bbs_frequencies_int (bbs + i, 1, scale_after_exit,
1263                                          REG_BR_PROB_BASE);
1264             }
1265         }
1266     }
1267
1268   /* Update the original loop.  */
1269   if (!is_latch)
1270     set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, e->dest, e->src);
1271   if (flags & DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ)
1272     {
1273       scale_bbs_frequencies_int (bbs, n, scale_main, REG_BR_PROB_BASE);
1274       free (scale_step);
1275     }
1276
1277   /* Update dominators of outer blocks if affected.  */
1278   for (i = 0; i < n; i++)
1279     {
1280       basic_block dominated, dom_bb;
1281       VEC (basic_block, heap) *dom_bbs;
1282       unsigned j;
1283
1284       bb = bbs[i];
1285       bb->aux = 0;
1286
1287       dom_bbs = get_dominated_by (CDI_DOMINATORS, bb);
1288       FOR_EACH_VEC_ELT (basic_block, dom_bbs, j, dominated)
1289         {
1290           if (flow_bb_inside_loop_p (loop, dominated))
1291             continue;
1292           dom_bb = nearest_common_dominator (
1293                         CDI_DOMINATORS, first_active[i], first_active_latch);
1294           set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, dominated, dom_bb);
1295         }
1296       VEC_free (basic_block, heap, dom_bbs);
1297     }
1298   free (first_active);
1299
1300   free (bbs);
1301   BITMAP_FREE (bbs_to_scale);
1302
1303   return true;
1304 }
1305
1306 /* A callback for make_forwarder block, to redirect all edges except for
1307    MFB_KJ_EDGE to the entry part.  E is the edge for that we should decide
1308    whether to redirect it.  */
1309
1310 edge mfb_kj_edge;
1311 bool
1312 mfb_keep_just (edge e)
1313 {
1314   return e != mfb_kj_edge;
1315 }
1316
1317 /* True when a candidate preheader BLOCK has predecessors from LOOP.  */
1318
1319 static bool
1320 has_preds_from_loop (basic_block block, struct loop *loop)
1321 {
1322   edge e;
1323   edge_iterator ei;
1324
1325   FOR_EACH_EDGE (e, ei, block->preds)
1326     if (e->src->loop_father == loop)
1327       return true;
1328   return false;
1329 }
1330
1331 /* Creates a pre-header for a LOOP.  Returns newly created block.  Unless
1332    CP_SIMPLE_PREHEADERS is set in FLAGS, we only force LOOP to have single
1333    entry; otherwise we also force preheader block to have only one successor.
1334    When CP_FALLTHRU_PREHEADERS is set in FLAGS, we force the preheader block
1335    to be a fallthru predecessor to the loop header and to have only
1336    predecessors from outside of the loop.
1337    The function also updates dominators.  */
1338
1339 basic_block
1340 create_preheader (struct loop *loop, int flags)
1341 {
1342   edge e, fallthru;
1343   basic_block dummy;
1344   int nentry = 0;
1345   bool irred = false;
1346   bool latch_edge_was_fallthru;
1347   edge one_succ_pred = NULL, single_entry = NULL;
1348   edge_iterator ei;
1349
1350   FOR_EACH_EDGE (e, ei, loop->header->preds)
1351     {
1352       if (e->src == loop->latch)
1353         continue;
1354       irred |= (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP) != 0;
1355       nentry++;
1356       single_entry = e;
1357       if (single_succ_p (e->src))
1358         one_succ_pred = e;
1359     }
1360   gcc_assert (nentry);
1361   if (nentry == 1)
1362     {
1363       bool need_forwarder_block = false;
1364
1365       /* We do not allow entry block to be the loop preheader, since we
1366              cannot emit code there.  */
1367       if (single_entry->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
1368         need_forwarder_block = true;
1369       else
1370         {
1371           /* If we want simple preheaders, also force the preheader to have
1372              just a single successor.  */
1373           if ((flags & CP_SIMPLE_PREHEADERS)
1374               && !single_succ_p (single_entry->src))
1375             need_forwarder_block = true;
1376           /* If we want fallthru preheaders, also create forwarder block when
1377              preheader ends with a jump or has predecessors from loop.  */
1378           else if ((flags & CP_FALLTHRU_PREHEADERS)
1379                    && (JUMP_P (BB_END (single_entry->src))
1380                        || has_preds_from_loop (single_entry->src, loop)))
1381             need_forwarder_block = true;
1382         }
1383       if (! need_forwarder_block)
1384         return NULL;
1385     }
1386
1387   mfb_kj_edge = loop_latch_edge (loop);
1388   latch_edge_was_fallthru = (mfb_kj_edge->flags & EDGE_FALLTHRU) != 0;
1389   fallthru = make_forwarder_block (loop->header, mfb_keep_just, NULL);
1390   dummy = fallthru->src;
1391   loop->header = fallthru->dest;
1392
1393   /* Try to be clever in placing the newly created preheader.  The idea is to
1394      avoid breaking any "fallthruness" relationship between blocks.
1395
1396      The preheader was created just before the header and all incoming edges
1397      to the header were redirected to the preheader, except the latch edge.
1398      So the only problematic case is when this latch edge was a fallthru
1399      edge: it is not anymore after the preheader creation so we have broken
1400      the fallthruness.  We're therefore going to look for a better place.  */
1401   if (latch_edge_was_fallthru)
1402     {
1403       if (one_succ_pred)
1404         e = one_succ_pred;
1405       else
1406         e = EDGE_PRED (dummy, 0);
1407
1408       move_block_after (dummy, e->src);
1409     }
1410
1411   if (irred)
1412     {
1413       dummy->flags |= BB_IRREDUCIBLE_LOOP;
1414       single_succ_edge (dummy)->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1415     }
1416
1417   if (dump_file)
1418     fprintf (dump_file, "Created preheader block for loop %i\n",
1419              loop->num);
1420
1421   if (flags & CP_FALLTHRU_PREHEADERS)
1422     gcc_assert ((single_succ_edge (dummy)->flags & EDGE_FALLTHRU)
1423                 && !JUMP_P (BB_END (dummy)));
1424
1425   return dummy;
1426 }
1427
1428 /* Create preheaders for each loop; for meaning of FLAGS see create_preheader.  */
1429
1430 void
1431 create_preheaders (int flags)
1432 {
1433   loop_iterator li;
1434   struct loop *loop;
1435
1436   if (!current_loops)
1437     return;
1438
1439   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
1440     create_preheader (loop, flags);
1441   loops_state_set (LOOPS_HAVE_PREHEADERS);
1442 }
1443
1444 /* Forces all loop latches to have only single successor.  */
1445
1446 void
1447 force_single_succ_latches (void)
1448 {
1449   loop_iterator li;
1450   struct loop *loop;
1451   edge e;
1452
1453   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
1454     {
1455       if (loop->latch != loop->header && single_succ_p (loop->latch))
1456         continue;
1457
1458       e = find_edge (loop->latch, loop->header);
1459
1460       split_edge (e);
1461     }
1462   loops_state_set (LOOPS_HAVE_SIMPLE_LATCHES);
1463 }
1464
1465 /* This function is called from loop_version.  It splits the entry edge
1466    of the loop we want to version, adds the versioning condition, and
1467    adjust the edges to the two versions of the loop appropriately.
1468    e is an incoming edge. Returns the basic block containing the
1469    condition.
1470
1471    --- edge e ---- > [second_head]
1472
1473    Split it and insert new conditional expression and adjust edges.
1474
1475     --- edge e ---> [cond expr] ---> [first_head]
1476                         |
1477                         +---------> [second_head]
1478
1479   THEN_PROB is the probability of then branch of the condition.  */
1480
1481 static basic_block
1482 lv_adjust_loop_entry_edge (basic_block first_head, basic_block second_head,
1483                            edge e, void *cond_expr, unsigned then_prob)
1484 {
1485   basic_block new_head = NULL;
1486   edge e1;
1487
1488   gcc_assert (e->dest == second_head);
1489
1490   /* Split edge 'e'. This will create a new basic block, where we can
1491      insert conditional expr.  */
1492   new_head = split_edge (e);
1493
1494   lv_add_condition_to_bb (first_head, second_head, new_head,
1495                           cond_expr);
1496
1497   /* Don't set EDGE_TRUE_VALUE in RTL mode, as it's invalid there.  */
1498   e = single_succ_edge (new_head);
1499   e1 = make_edge (new_head, first_head,
1500                   current_ir_type () == IR_GIMPLE ? EDGE_TRUE_VALUE : 0);
1501   e1->probability = then_prob;
1502   e->probability = REG_BR_PROB_BASE - then_prob;
1503   e1->count = RDIV (e->count * e1->probability, REG_BR_PROB_BASE);
1504   e->count = RDIV (e->count * e->probability, REG_BR_PROB_BASE);
1505
1506   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, first_head, new_head);
1507   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, second_head, new_head);
1508
1509   /* Adjust loop header phi nodes.  */
1510   lv_adjust_loop_header_phi (first_head, second_head, new_head, e1);
1511
1512   return new_head;
1513 }
1514
1515 /* Main entry point for Loop Versioning transformation.
1516
1517    This transformation given a condition and a loop, creates
1518    -if (condition) { loop_copy1 } else { loop_copy2 },
1519    where loop_copy1 is the loop transformed in one way, and loop_copy2
1520    is the loop transformed in another way (or unchanged). 'condition'
1521    may be a run time test for things that were not resolved by static
1522    analysis (overlapping ranges (anti-aliasing), alignment, etc.).
1523
1524    THEN_PROB is the probability of the then edge of the if.  THEN_SCALE
1525    is the ratio by that the frequencies in the original loop should
1526    be scaled.  ELSE_SCALE is the ratio by that the frequencies in the
1527    new loop should be scaled.
1528
1529    If PLACE_AFTER is true, we place the new loop after LOOP in the
1530    instruction stream, otherwise it is placed before LOOP.  */
1531
1532 struct loop *
1533 loop_version (struct loop *loop,
1534               void *cond_expr, basic_block *condition_bb,
1535               unsigned then_prob, unsigned then_scale, unsigned else_scale,
1536               bool place_after)
1537 {
1538   basic_block first_head, second_head;
1539   edge entry, latch_edge, true_edge, false_edge;
1540   int irred_flag;
1541   struct loop *nloop;
1542   basic_block cond_bb;
1543
1544   /* Record entry and latch edges for the loop */
1545   entry = loop_preheader_edge (loop);
1546   irred_flag = entry->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1547   entry->flags &= ~EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1548
1549   /* Note down head of loop as first_head.  */
1550   first_head = entry->dest;
1551
1552   /* Duplicate loop.  */
1553   if (!cfg_hook_duplicate_loop_to_header_edge (loop, entry, 1,
1554                                                NULL, NULL, NULL, 0))
1555     {
1556       entry->flags |= irred_flag;
1557       return NULL;
1558     }
1559
1560   /* After duplication entry edge now points to new loop head block.
1561      Note down new head as second_head.  */
1562   second_head = entry->dest;
1563
1564   /* Split loop entry edge and insert new block with cond expr.  */
1565   cond_bb =  lv_adjust_loop_entry_edge (first_head, second_head,
1566                                         entry, cond_expr, then_prob);
1567   if (condition_bb)
1568     *condition_bb = cond_bb;
1569
1570   if (!cond_bb)
1571     {
1572       entry->flags |= irred_flag;
1573       return NULL;
1574     }
1575
1576   latch_edge = single_succ_edge (get_bb_copy (loop->latch));
1577
1578   extract_cond_bb_edges (cond_bb, &true_edge, &false_edge);
1579   nloop = loopify (latch_edge,
1580                    single_pred_edge (get_bb_copy (loop->header)),
1581                    cond_bb, true_edge, false_edge,
1582                    false /* Do not redirect all edges.  */,
1583                    then_scale, else_scale);
1584
1585   /* loopify redirected latch_edge. Update its PENDING_STMTS.  */
1586   lv_flush_pending_stmts (latch_edge);
1587
1588   /* loopify redirected condition_bb's succ edge. Update its PENDING_STMTS.  */
1589   extract_cond_bb_edges (cond_bb, &true_edge, &false_edge);
1590   lv_flush_pending_stmts (false_edge);
1591   /* Adjust irreducible flag.  */
1592   if (irred_flag)
1593     {
1594       cond_bb->flags |= BB_IRREDUCIBLE_LOOP;
1595       loop_preheader_edge (loop)->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1596       loop_preheader_edge (nloop)->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1597       single_pred_edge (cond_bb)->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1598     }
1599
1600   if (place_after)
1601     {
1602       basic_block *bbs = get_loop_body_in_dom_order (nloop), after;
1603       unsigned i;
1604
1605       after = loop->latch;
1606
1607       for (i = 0; i < nloop->num_nodes; i++)
1608         {
1609           move_block_after (bbs[i], after);
1610           after = bbs[i];
1611         }
1612       free (bbs);
1613     }
1614
1615   /* At this point condition_bb is loop preheader with two successors,
1616      first_head and second_head.   Make sure that loop preheader has only
1617      one successor.  */
1618   split_edge (loop_preheader_edge (loop));
1619   split_edge (loop_preheader_edge (nloop));
1620
1621   return nloop;
1622 }
1623
1624 /* The structure of loops might have changed.  Some loops might get removed
1625    (and their headers and latches were set to NULL), loop exists might get
1626    removed (thus the loop nesting may be wrong), and some blocks and edges
1627    were changed (so the information about bb --> loop mapping does not have
1628    to be correct).  But still for the remaining loops the header dominates
1629    the latch, and loops did not get new subloops (new loops might possibly
1630    get created, but we are not interested in them).  Fix up the mess.
1631
1632    If CHANGED_BBS is not NULL, basic blocks whose loop has changed are
1633    marked in it.  */
1634
1635 void
1636 fix_loop_structure (bitmap changed_bbs)
1637 {
1638   basic_block bb;
1639   struct loop *loop, *ploop;
1640   loop_iterator li;
1641   bool record_exits = false;
1642   struct loop **superloop = XNEWVEC (struct loop *, number_of_loops ());
1643
1644   /* Remove the old bb -> loop mapping.  Remember the depth of the blocks in
1645      the loop hierarchy, so that we can recognize blocks whose loop nesting
1646      relationship has changed.  */
1647   FOR_EACH_BB (bb)
1648     {
1649       if (changed_bbs)
1650         bb->aux = (void *) (size_t) loop_depth (bb->loop_father);
1651       bb->loop_father = current_loops->tree_root;
1652     }
1653
1654   if (loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_RECORDED_EXITS))
1655     {
1656       release_recorded_exits ();
1657       record_exits = true;
1658     }
1659
1660   /* Remove the dead loops from structures.  We start from the innermost
1661      loops, so that when we remove the loops, we know that the loops inside
1662      are preserved, and do not waste time relinking loops that will be
1663      removed later.  */
1664   FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_FROM_INNERMOST)
1665     {
1666       if (loop->header)
1667         continue;
1668
1669       while (loop->inner)
1670         {
1671           ploop = loop->inner;
1672           flow_loop_tree_node_remove (ploop);
1673           flow_loop_tree_node_add (loop_outer (loop), ploop);
1674         }
1675
1676       /* Remove the loop and free its data.  */
1677       delete_loop (loop);
1678     }
1679
1680   /* Rescan the bodies of loops, starting from the outermost ones.  We assume
1681      that no optimization interchanges the order of the loops, i.e., it cannot
1682      happen that L1 was superloop of L2 before and it is subloop of L2 now
1683      (without explicitly updating loop information).  At the same time, we also
1684      determine the new loop structure.  */
1685   current_loops->tree_root->num_nodes = n_basic_blocks;
1686   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
1687     {
1688       superloop[loop->num] = loop->header->loop_father;
1689       loop->num_nodes = flow_loop_nodes_find (loop->header, loop);
1690     }
1691
1692   /* Now fix the loop nesting.  */
1693   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
1694     {
1695       ploop = superloop[loop->num];
1696       if (ploop != loop_outer (loop))
1697         {
1698           flow_loop_tree_node_remove (loop);
1699           flow_loop_tree_node_add (ploop, loop);
1700         }
1701     }
1702   free (superloop);
1703
1704   /* Mark the blocks whose loop has changed.  */
1705   if (changed_bbs)
1706     {
1707       FOR_EACH_BB (bb)
1708         {
1709           if ((void *) (size_t) loop_depth (bb->loop_father) != bb->aux)
1710             bitmap_set_bit (changed_bbs, bb->index);
1711
1712           bb->aux = NULL;
1713         }
1714     }
1715
1716   if (loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_PREHEADERS))
1717     create_preheaders (CP_SIMPLE_PREHEADERS);
1718
1719   if (loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_SIMPLE_LATCHES))
1720     force_single_succ_latches ();
1721
1722   if (loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_MARKED_IRREDUCIBLE_REGIONS))
1723     mark_irreducible_loops ();
1724
1725   if (record_exits)
1726     record_loop_exits ();
1727
1728 #ifdef ENABLE_CHECKING
1729   verify_loop_structure ();
1730 #endif
1731 }