gcc/tree-data-ref.c

   1 /* Data references and dependences detectors.
   2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007 Free Software Foundation, Inc.
   3    Contributed by Sebastian Pop <pop@cri.ensmp.fr>
   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 /* This pass walks a given loop structure searching for array
  22    references.  The information about the array accesses is recorded
  23    in DATA_REFERENCE structures.
  24
  25    The basic test for determining the dependences is:
  26    given two access functions chrec1 and chrec2 to a same array, and
  27    x and y two vectors from the iteration domain, the same element of
  28    the array is accessed twice at iterations x and y if and only if:
  29    |             chrec1 (x) == chrec2 (y).
  30
  31    The goals of this analysis are:
  32
  33    - to determine the independence: the relation between two
  34      independent accesses is qualified with the chrec_known (this
  35      information allows a loop parallelization),
  36
  37    - when two data references access the same data, to qualify the
  38      dependence relation with classic dependence representations:
  39
  40        - distance vectors
  41        - direction vectors
  42        - loop carried level dependence
  43        - polyhedron dependence
  44      or with the chains of recurrences based representation,
  45
  46    - to define a knowledge base for storing the data dependence
  47      information,
  48
  49    - to define an interface to access this data.
  50
  51
  52    Definitions:
  53
  54    - subscript: given two array accesses a subscript is the tuple
  55    composed of the access functions for a given dimension.  Example:
  56    Given A[f1][f2][f3] and B[g1][g2][g3], there are three subscripts:
  57    (f1, g1), (f2, g2), (f3, g3).
  58
  59    - Diophantine equation: an equation whose coefficients and
  60    solutions are integer constants, for example the equation
  61    |   3*x + 2*y = 1
  62    has an integer solution x = 1 and y = -1.
  63
  64    References:
  65
  66    - "Advanced Compilation for High Performance Computing" by Randy
  67    Allen and Ken Kennedy.
  68    http://citeseer.ist.psu.edu/goff91practical.html
  69
  70    - "Loop Transformations for Restructuring Compilers - The Foundations"
  71    by Utpal Banerjee.
  72
  73
  74 */
  75
  76 #include "config.h"
  77 #include "system.h"
  78 #include "coretypes.h"
  79 #include "tm.h"
  80 #include "ggc.h"
  81 #include "tree.h"
  82
  83 /* These RTL headers are needed for basic-block.h.  */
  84 #include "rtl.h"
  85 #include "basic-block.h"
  86 #include "diagnostic.h"
  87 #include "tree-flow.h"
  88 #include "tree-dump.h"
  89 #include "timevar.h"
  90 #include "cfgloop.h"
  91 #include "tree-chrec.h"
  92 #include "tree-data-ref.h"
  93 #include "tree-scalar-evolution.h"
  94 #include "tree-pass.h"
  95 #include "langhooks.h"
  96
  97 static struct datadep_stats
  98 {
  99   int num_dependence_tests;
 100   int num_dependence_dependent;
 101   int num_dependence_independent;
 102   int num_dependence_undetermined;
 103
 104   int num_subscript_tests;
 105   int num_subscript_undetermined;
 106   int num_same_subscript_function;
 107
 108   int num_ziv;
 109   int num_ziv_independent;
 110   int num_ziv_dependent;
 111   int num_ziv_unimplemented;
 112
 113   int num_siv;
 114   int num_siv_independent;
 115   int num_siv_dependent;
 116   int num_siv_unimplemented;
 117
 118   int num_miv;
 119   int num_miv_independent;
 120   int num_miv_dependent;
 121   int num_miv_unimplemented;
 122 } dependence_stats;
 123
 124 static bool subscript_dependence_tester_1 (struct data_dependence_relation *,
 125                                            struct data_reference *,
 126                                            struct data_reference *,
 127                                            struct loop *);
 128 /* Returns true iff A divides B.  */
 129
 130 static inline bool
 131 tree_fold_divides_p (const_tree a, const_tree b)
 132 {
 133   gcc_assert (TREE_CODE (a) == INTEGER_CST);
 134   gcc_assert (TREE_CODE (b) == INTEGER_CST);
 135   return integer_zerop (int_const_binop (TRUNC_MOD_EXPR, b, a, 0));
 136 }
 137
 138 /* Returns true iff A divides B.  */
 139
 140 static inline bool
 141 int_divides_p (int a, int b)
 142 {
 143   return ((b % a) == 0);
 144 }
 145
 146 \f
 147
 148 /* Dump into FILE all the data references from DATAREFS.  */
 149
 150 void
 151 dump_data_references (FILE *file, VEC (data_reference_p, heap) *datarefs)
 152 {
 153   unsigned int i;
 154   struct data_reference *dr;
 155
 156   for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, dr); i++)
 157     dump_data_reference (file, dr);
 158 }
 159
 160 /* Dump into FILE all the dependence relations from DDRS.  */
 161
 162 void
 163 dump_data_dependence_relations (FILE *file,
 164                                 VEC (ddr_p, heap) *ddrs)
 165 {
 166   unsigned int i;
 167   struct data_dependence_relation *ddr;
 168
 169   for (i = 0; VEC_iterate (ddr_p, ddrs, i, ddr); i++)
 170     dump_data_dependence_relation (file, ddr);
 171 }
 172
 173 /* Dump function for a DATA_REFERENCE structure.  */
 174
 175 void
 176 dump_data_reference (FILE *outf,
 177                      struct data_reference *dr)
 178 {
 179   unsigned int i;
 180
 181   fprintf (outf, "(Data Ref: \n  stmt: ");
 182   print_generic_stmt (outf, DR_STMT (dr), 0);
 183   fprintf (outf, "  ref: ");
 184   print_generic_stmt (outf, DR_REF (dr), 0);
 185   fprintf (outf, "  base_object: ");
 186   print_generic_stmt (outf, DR_BASE_OBJECT (dr), 0);
 187
 188   for (i = 0; i < DR_NUM_DIMENSIONS (dr); i++)
 189     {
 190       fprintf (outf, "  Access function %d: ", i);
 191       print_generic_stmt (outf, DR_ACCESS_FN (dr, i), 0);
 192     }
 193   fprintf (outf, ")\n");
 194 }
 195
 196 /* Dumps the affine function described by FN to the file OUTF.  */
 197
 198 static void
 199 dump_affine_function (FILE *outf, affine_fn fn)
 200 {
 201   unsigned i;
 202   tree coef;
 203
 204   print_generic_expr (outf, VEC_index (tree, fn, 0), TDF_SLIM);
 205   for (i = 1; VEC_iterate (tree, fn, i, coef); i++)
 206     {
 207       fprintf (outf, " + ");
 208       print_generic_expr (outf, coef, TDF_SLIM);
 209       fprintf (outf, " * x_%u", i);
 210     }
 211 }
 212
 213 /* Dumps the conflict function CF to the file OUTF.  */
 214
 215 static void
 216 dump_conflict_function (FILE *outf, conflict_function *cf)
 217 {
 218   unsigned i;
 219
 220   if (cf->n == NO_DEPENDENCE)
 221     fprintf (outf, "no dependence\n");
 222   else if (cf->n == NOT_KNOWN)
 223     fprintf (outf, "not known\n");
 224   else
 225     {
 226       for (i = 0; i < cf->n; i++)
 227         {
 228           fprintf (outf, "[");
 229           dump_affine_function (outf, cf->fns[i]);
 230           fprintf (outf, "]\n");
 231         }
 232     }
 233 }
 234
 235 /* Dump function for a SUBSCRIPT structure.  */
 236
 237 void
 238 dump_subscript (FILE *outf, struct subscript *subscript)
 239 {
 240   conflict_function *cf = SUB_CONFLICTS_IN_A (subscript);
 241
 242   fprintf (outf, "\n (subscript \n");
 243   fprintf (outf, "  iterations_that_access_an_element_twice_in_A: ");
 244   dump_conflict_function (outf, cf);
 245   if (CF_NONTRIVIAL_P (cf))
 246     {
 247       tree last_iteration = SUB_LAST_CONFLICT (subscript);
 248       fprintf (outf, "  last_conflict: ");
 249       print_generic_stmt (outf, last_iteration, 0);
 250     }
 251
 252   cf = SUB_CONFLICTS_IN_B (subscript);
 253   fprintf (outf, "  iterations_that_access_an_element_twice_in_B: ");
 254   dump_conflict_function (outf, cf);
 255   if (CF_NONTRIVIAL_P (cf))
 256     {
 257       tree last_iteration = SUB_LAST_CONFLICT (subscript);
 258       fprintf (outf, "  last_conflict: ");
 259       print_generic_stmt (outf, last_iteration, 0);
 260     }
 261
 262   fprintf (outf, "  (Subscript distance: ");
 263   print_generic_stmt (outf, SUB_DISTANCE (subscript), 0);
 264   fprintf (outf, "  )\n");
 265   fprintf (outf, " )\n");
 266 }
 267
 268 /* Print the classic direction vector DIRV to OUTF.  */
 269
 270 void
 271 print_direction_vector (FILE *outf,
 272                         lambda_vector dirv,
 273                         int length)
 274 {
 275   int eq;
 276
 277   for (eq = 0; eq < length; eq++)
 278     {
 279       enum data_dependence_direction dir = dirv[eq];
 280
 281       switch (dir)
 282         {
 283         case dir_positive:
 284           fprintf (outf, "    +");
 285           break;
 286         case dir_negative:
 287           fprintf (outf, "    -");
 288           break;
 289         case dir_equal:
 290           fprintf (outf, "    =");
 291           break;
 292         case dir_positive_or_equal:
 293           fprintf (outf, "   +=");
 294           break;
 295         case dir_positive_or_negative:
 296           fprintf (outf, "   +-");
 297           break;
 298         case dir_negative_or_equal:
 299           fprintf (outf, "   -=");
 300           break;
 301         case dir_star:
 302           fprintf (outf, "    *");
 303           break;
 304         default:
 305           fprintf (outf, "indep");
 306           break;
 307         }
 308     }
 309   fprintf (outf, "\n");
 310 }
 311
 312 /* Print a vector of direction vectors.  */
 313
 314 void
 315 print_dir_vectors (FILE *outf, VEC (lambda_vector, heap) *dir_vects,
 316                    int length)
 317 {
 318   unsigned j;
 319   lambda_vector v;
 320
 321   for (j = 0; VEC_iterate (lambda_vector, dir_vects, j, v); j++)
 322     print_direction_vector (outf, v, length);
 323 }
 324
 325 /* Print a vector of distance vectors.  */
 326
 327 void
 328 print_dist_vectors  (FILE *outf, VEC (lambda_vector, heap) *dist_vects,
 329                      int length)
 330 {
 331   unsigned j;
 332   lambda_vector v;
 333
 334   for (j = 0; VEC_iterate (lambda_vector, dist_vects, j, v); j++)
 335     print_lambda_vector (outf, v, length);
 336 }
 337
 338 /* Debug version.  */
 339
 340 void
 341 debug_data_dependence_relation (struct data_dependence_relation *ddr)
 342 {
 343   dump_data_dependence_relation (stderr, ddr);
 344 }
 345
 346 /* Dump function for a DATA_DEPENDENCE_RELATION structure.  */
 347
 348 void
 349 dump_data_dependence_relation (FILE *outf,
 350                                struct data_dependence_relation *ddr)
 351 {
 352   struct data_reference *dra, *drb;
 353
 354   dra = DDR_A (ddr);
 355   drb = DDR_B (ddr);
 356   fprintf (outf, "(Data Dep: \n");
 357   if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == chrec_dont_know)
 358     fprintf (outf, "    (don't know)\n");
 359
 360   else if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == chrec_known)
 361     fprintf (outf, "    (no dependence)\n");
 362
 363   else if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == NULL_TREE)
 364     {
 365       unsigned int i;
 366       struct loop *loopi;
 367
 368       for (i = 0; i < DDR_NUM_SUBSCRIPTS (ddr); i++)
 369         {
 370           fprintf (outf, "  access_fn_A: ");
 371           print_generic_stmt (outf, DR_ACCESS_FN (dra, i), 0);
 372           fprintf (outf, "  access_fn_B: ");
 373           print_generic_stmt (outf, DR_ACCESS_FN (drb, i), 0);
 374           dump_subscript (outf, DDR_SUBSCRIPT (ddr, i));
 375         }
 376
 377       fprintf (outf, "  inner loop index: %d\n", DDR_INNER_LOOP (ddr));
 378       fprintf (outf, "  loop nest: (");
 379       for (i = 0; VEC_iterate (loop_p, DDR_LOOP_NEST (ddr), i, loopi); i++)
 380         fprintf (outf, "%d ", loopi->num);
 381       fprintf (outf, ")\n");
 382
 383       for (i = 0; i < DDR_NUM_DIST_VECTS (ddr); i++)
 384         {
 385           fprintf (outf, "  distance_vector: ");
 386           print_lambda_vector (outf, DDR_DIST_VECT (ddr, i),
 387                                DDR_NB_LOOPS (ddr));
 388         }
 389
 390       for (i = 0; i < DDR_NUM_DIR_VECTS (ddr); i++)
 391         {
 392           fprintf (outf, "  direction_vector: ");
 393           print_direction_vector (outf, DDR_DIR_VECT (ddr, i),
 394                                   DDR_NB_LOOPS (ddr));
 395         }
 396     }
 397
 398   fprintf (outf, ")\n");
 399 }
 400
 401 /* Dump function for a DATA_DEPENDENCE_DIRECTION structure.  */
 402
 403 void
 404 dump_data_dependence_direction (FILE *file,
 405                                 enum data_dependence_direction dir)
 406 {
 407   switch (dir)
 408     {
 409     case dir_positive:
 410       fprintf (file, "+");
 411       break;
 412
 413     case dir_negative:
 414       fprintf (file, "-");
 415       break;
 416
 417     case dir_equal:
 418       fprintf (file, "=");
 419       break;
 420
 421     case dir_positive_or_negative:
 422       fprintf (file, "+-");
 423       break;
 424
 425     case dir_positive_or_equal:
 426       fprintf (file, "+=");
 427       break;
 428
 429     case dir_negative_or_equal:
 430       fprintf (file, "-=");
 431       break;
 432
 433     case dir_star:
 434       fprintf (file, "*");
 435       break;
 436
 437     default:
 438       break;
 439     }
 440 }
 441
 442 /* Dumps the distance and direction vectors in FILE.  DDRS contains
 443    the dependence relations, and VECT_SIZE is the size of the
 444    dependence vectors, or in other words the number of loops in the
 445    considered nest.  */
 446
 447 void
 448 dump_dist_dir_vectors (FILE *file, VEC (ddr_p, heap) *ddrs)
 449 {
 450   unsigned int i, j;
 451   struct data_dependence_relation *ddr;
 452   lambda_vector v;
 453
 454   for (i = 0; VEC_iterate (ddr_p, ddrs, i, ddr); i++)
 455     if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == NULL_TREE && DDR_AFFINE_P (ddr))
 456       {
 457         for (j = 0; VEC_iterate (lambda_vector, DDR_DIST_VECTS (ddr), j, v); j++)
 458           {
 459             fprintf (file, "DISTANCE_V (");
 460             print_lambda_vector (file, v, DDR_NB_LOOPS (ddr));
 461             fprintf (file, ")\n");
 462           }
 463
 464         for (j = 0; VEC_iterate (lambda_vector, DDR_DIR_VECTS (ddr), j, v); j++)
 465           {
 466             fprintf (file, "DIRECTION_V (");
 467             print_direction_vector (file, v, DDR_NB_LOOPS (ddr));
 468             fprintf (file, ")\n");
 469           }
 470       }
 471
 472   fprintf (file, "\n\n");
 473 }
 474
 475 /* Dumps the data dependence relations DDRS in FILE.  */
 476
 477 void
 478 dump_ddrs (FILE *file, VEC (ddr_p, heap) *ddrs)
 479 {
 480   unsigned int i;
 481   struct data_dependence_relation *ddr;
 482
 483   for (i = 0; VEC_iterate (ddr_p, ddrs, i, ddr); i++)
 484     dump_data_dependence_relation (file, ddr);
 485
 486   fprintf (file, "\n\n");
 487 }
 488
 489 /* Expresses EXP as VAR + OFF, where off is a constant.  The type of OFF
 490    will be ssizetype.  */
 491
 492 void
 493 split_constant_offset (tree exp, tree *var, tree *off)
 494 {
 495   tree type = TREE_TYPE (exp), otype;
 496   tree var0, var1;
 497   tree off0, off1;
 498   enum tree_code code;
 499
 500   *var = exp;
 501   STRIP_NOPS (exp);
 502   otype = TREE_TYPE (exp);
 503   code = TREE_CODE (exp);
 504
 505   switch (code)
 506     {
 507     case INTEGER_CST:
 508       *var = build_int_cst (type, 0);
 509       *off = fold_convert (ssizetype, exp);
 510       return;
 511
 512     case POINTER_PLUS_EXPR:
 513       code = PLUS_EXPR;
 514       /* FALLTHROUGH */
 515     case PLUS_EXPR:
 516     case MINUS_EXPR:
 517       split_constant_offset (TREE_OPERAND (exp, 0), &var0, &off0);
 518       split_constant_offset (TREE_OPERAND (exp, 1), &var1, &off1);
 519       *var = fold_convert (type, fold_build2 (TREE_CODE (exp), otype,
 520                                               var0, var1));
 521       *off = size_binop (code, off0, off1);
 522       return;
 523
 524     case MULT_EXPR:
 525       off1 = TREE_OPERAND (exp, 1);
 526       if (TREE_CODE (off1) != INTEGER_CST)
 527         break;
 528
 529       split_constant_offset (TREE_OPERAND (exp, 0), &var0, &off0);
 530       *var = fold_convert (type, fold_build2 (MULT_EXPR, otype,
 531                                               var0, off1));
 532       *off = size_binop (MULT_EXPR, off0, fold_convert (ssizetype, off1));
 533       return;
 534
 535     case ADDR_EXPR:
 536       {
 537         tree op, base, poffset;
 538         HOST_WIDE_INT pbitsize, pbitpos;
 539         enum machine_mode pmode;
 540         int punsignedp, pvolatilep;
 541
 542         op = TREE_OPERAND (exp, 0);
 543         if (!handled_component_p (op))
 544           break;
 545
 546         base = get_inner_reference (op, &pbitsize, &pbitpos, &poffset,
 547                                     &pmode, &punsignedp, &pvolatilep, false);
 548
 549         if (pbitpos % BITS_PER_UNIT != 0)
 550           break;
 551         base = build_fold_addr_expr (base);
 552         off0 = ssize_int (pbitpos / BITS_PER_UNIT);
 553
 554         if (poffset)
 555           {
 556             split_constant_offset (poffset, &poffset, &off1);
 557             off0 = size_binop (PLUS_EXPR, off0, off1);
 558             if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (base)))
 559               base = fold_build2 (POINTER_PLUS_EXPR, TREE_TYPE (base),
 560                                   base, fold_convert (sizetype, poffset));
 561             else
 562               base = fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (base), base,
 563                                   fold_convert (TREE_TYPE (base), poffset));
 564           }
 565
 566         var0 = fold_convert (type, base);
 567
 568         /* If variable length types are involved, punt, otherwise casts
 569            might be converted into ARRAY_REFs in gimplify_conversion.
 570            To compute that ARRAY_REF's element size TYPE_SIZE_UNIT, which
 571            possibly no longer appears in current GIMPLE, might resurface.
 572            This perhaps could run
 573            if (TREE_CODE (var0) == NOP_EXPR
 574                || TREE_CODE (var0) == CONVERT_EXPR)
 575              {
 576                gimplify_conversion (&var0);
 577                // Attempt to fill in any within var0 found ARRAY_REF's
 578                // element size from corresponding op embedded ARRAY_REF,
 579                // if unsuccessful, just punt.
 580              }  */
 581         while (POINTER_TYPE_P (type))
 582           type = TREE_TYPE (type);
 583         if (int_size_in_bytes (type) < 0)
 584           break;
 585
 586         *var = var0;
 587         *off = off0;
 588         return;
 589       }
 590
 591     case SSA_NAME:
 592       {
 593         tree def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (exp);
 594         if (TREE_CODE (def_stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT)
 595           {
 596             tree def_stmt_rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1);
 597
 598             if (!TREE_SIDE_EFFECTS (def_stmt_rhs)
 599                 && EXPR_P (def_stmt_rhs)
 600                 && !REFERENCE_CLASS_P (def_stmt_rhs)
 601                 && !get_call_expr_in (def_stmt_rhs))
 602               {
 603                 split_constant_offset (def_stmt_rhs, &var0, &off0);
 604                 var0 = fold_convert (type, var0);
 605                 *var = var0;
 606                 *off = off0;
 607                 return;
 608               }
 609           }
 610         break;
 611       }
 612
 613     default:
 614       break;
 615     }
 616
 617   *off = ssize_int (0);
 618 }
 619
 620 /* Returns the address ADDR of an object in a canonical shape (without nop
 621    casts, and with type of pointer to the object).  */
 622
 623 static tree
 624 canonicalize_base_object_address (tree addr)
 625 {
 626   tree orig = addr;
 627
 628   STRIP_NOPS (addr);
 629
 630   /* The base address may be obtained by casting from integer, in that case
 631      keep the cast.  */
 632   if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (addr)))
 633     return orig;
 634
 635   if (TREE_CODE (addr) != ADDR_EXPR)
 636     return addr;
 637
 638   return build_fold_addr_expr (TREE_OPERAND (addr, 0));
 639 }
 640
 641 /* Analyzes the behavior of the memory reference DR in the innermost loop that
 642    contains it.  */
 643
 644 void
 645 dr_analyze_innermost (struct data_reference *dr)
 646 {
 647   tree stmt = DR_STMT (dr);
 648   struct loop *loop = loop_containing_stmt (stmt);
 649   tree ref = DR_REF (dr);
 650   HOST_WIDE_INT pbitsize, pbitpos;
 651   tree base, poffset;
 652   enum machine_mode pmode;
 653   int punsignedp, pvolatilep;
 654   affine_iv base_iv, offset_iv;
 655   tree init, dinit, step;
 656
 657   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 658     fprintf (dump_file, "analyze_innermost: ");
 659
 660   base = get_inner_reference (ref, &pbitsize, &pbitpos, &poffset,
 661                               &pmode, &punsignedp, &pvolatilep, false);
 662   gcc_assert (base != NULL_TREE);
 663
 664   if (pbitpos % BITS_PER_UNIT != 0)
 665     {
 666       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 667         fprintf (dump_file, "failed: bit offset alignment.\n");
 668       return;
 669     }
 670
 671   base = build_fold_addr_expr (base);
 672   if (!simple_iv (loop, stmt, base, &base_iv, false))
 673     {
 674       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 675         fprintf (dump_file, "failed: evolution of base is not affine.\n");
 676       return;
 677     }
 678   if (!poffset)
 679     {
 680       offset_iv.base = ssize_int (0);
 681       offset_iv.step = ssize_int (0);
 682     }
 683   else if (!simple_iv (loop, stmt, poffset, &offset_iv, false))
 684     {
 685       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 686         fprintf (dump_file, "failed: evolution of offset is not affine.\n");
 687       return;
 688     }
 689
 690   init = ssize_int (pbitpos / BITS_PER_UNIT);
 691   split_constant_offset (base_iv.base, &base_iv.base, &dinit);
 692   init =  size_binop (PLUS_EXPR, init, dinit);
 693   split_constant_offset (offset_iv.base, &offset_iv.base, &dinit);
 694   init =  size_binop (PLUS_EXPR, init, dinit);
 695
 696   step = size_binop (PLUS_EXPR,
 697                      fold_convert (ssizetype, base_iv.step),
 698                      fold_convert (ssizetype, offset_iv.step));
 699
 700   DR_BASE_ADDRESS (dr) = canonicalize_base_object_address (base_iv.base);
 701
 702   DR_OFFSET (dr) = fold_convert (ssizetype, offset_iv.base);
 703   DR_INIT (dr) = init;
 704   DR_STEP (dr) = step;
 705
 706   DR_ALIGNED_TO (dr) = size_int (highest_pow2_factor (offset_iv.base));
 707
 708   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 709     fprintf (dump_file, "success.\n");
 710 }
 711
 712 /* Determines the base object and the list of indices of memory reference
 713    DR, analyzed in loop nest NEST.  */
 714
 715 static void
 716 dr_analyze_indices (struct data_reference *dr, struct loop *nest)
 717 {
 718   tree stmt = DR_STMT (dr);
 719   struct loop *loop = loop_containing_stmt (stmt);
 720   VEC (tree, heap) *access_fns = NULL;
 721   tree ref = unshare_expr (DR_REF (dr)), aref = ref, op;
 722   tree base, off, access_fn;
 723
 724   while (handled_component_p (aref))
 725     {
 726       if (TREE_CODE (aref) == ARRAY_REF)
 727         {
 728           op = TREE_OPERAND (aref, 1);
 729           access_fn = analyze_scalar_evolution (loop, op);
 730           access_fn = resolve_mixers (nest, access_fn);
 731           VEC_safe_push (tree, heap, access_fns, access_fn);
 732
 733           TREE_OPERAND (aref, 1) = build_int_cst (TREE_TYPE (op), 0);
 734         }
 735
 736       aref = TREE_OPERAND (aref, 0);
 737     }
 738
 739   if (INDIRECT_REF_P (aref))
 740     {
 741       op = TREE_OPERAND (aref, 0);
 742       access_fn = analyze_scalar_evolution (loop, op);
 743       access_fn = resolve_mixers (nest, access_fn);
 744       base = initial_condition (access_fn);
 745       split_constant_offset (base, &base, &off);
 746       access_fn = chrec_replace_initial_condition (access_fn,
 747                         fold_convert (TREE_TYPE (base), off));
 748
 749       TREE_OPERAND (aref, 0) = base;
 750       VEC_safe_push (tree, heap, access_fns, access_fn);
 751     }
 752
 753   DR_BASE_OBJECT (dr) = ref;
 754   DR_ACCESS_FNS (dr) = access_fns;
 755 }
 756
 757 /* Extracts the alias analysis information from the memory reference DR.  */
 758
 759 static void
 760 dr_analyze_alias (struct data_reference *dr)
 761 {
 762   tree stmt = DR_STMT (dr);
 763   tree ref = DR_REF (dr);
 764   tree base = get_base_address (ref), addr, smt = NULL_TREE;
 765   ssa_op_iter it;
 766   tree op;
 767   bitmap vops;
 768
 769   if (DECL_P (base))
 770     smt = base;
 771   else if (INDIRECT_REF_P (base))
 772     {
 773       addr = TREE_OPERAND (base, 0);
 774       if (TREE_CODE (addr) == SSA_NAME)
 775         {
 776           smt = symbol_mem_tag (SSA_NAME_VAR (addr));
 777           DR_PTR_INFO (dr) = SSA_NAME_PTR_INFO (addr);
 778         }
 779     }
 780
 781   DR_SYMBOL_TAG (dr) = smt;
 782   if (smt && var_can_have_subvars (smt))
 783     DR_SUBVARS (dr) = get_subvars_for_var (smt);
 784
 785   vops = BITMAP_ALLOC (NULL);
 786   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, it, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
 787     {
 788       bitmap_set_bit (vops, DECL_UID (SSA_NAME_VAR (op)));
 789     }
 790
 791   DR_VOPS (dr) = vops;
 792 }
 793
 794 /* Returns true if the address of DR is invariant.  */
 795
 796 static bool
 797 dr_address_invariant_p (struct data_reference *dr)
 798 {
 799   unsigned i;
 800   tree idx;
 801
 802   for (i = 0; VEC_iterate (tree, DR_ACCESS_FNS (dr), i, idx); i++)
 803     if (tree_contains_chrecs (idx, NULL))
 804       return false;
 805
 806   return true;
 807 }
 808
 809 /* Frees data reference DR.  */
 810
 811 static void
 812 free_data_ref (data_reference_p dr)
 813 {
 814   BITMAP_FREE (DR_VOPS (dr));
 815   VEC_free (tree, heap, DR_ACCESS_FNS (dr));
 816   free (dr);
 817 }
 818
 819 /* Analyzes memory reference MEMREF accessed in STMT.  The reference
 820    is read if IS_READ is true, write otherwise.  Returns the
 821    data_reference description of MEMREF.  NEST is the outermost loop of the
 822    loop nest in that the reference should be analyzed.  */
 823
 824 struct data_reference *
 825 create_data_ref (struct loop *nest, tree memref, tree stmt, bool is_read)
 826 {
 827   struct data_reference *dr;
 828
 829   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 830     {
 831       fprintf (dump_file, "Creating dr for ");
 832       print_generic_expr (dump_file, memref, TDF_SLIM);
 833       fprintf (dump_file, "\n");
 834     }
 835
 836   dr = XCNEW (struct data_reference);
 837   DR_STMT (dr) = stmt;
 838   DR_REF (dr) = memref;
 839   DR_IS_READ (dr) = is_read;
 840
 841   dr_analyze_innermost (dr);
 842   dr_analyze_indices (dr, nest);
 843   dr_analyze_alias (dr);
 844
 845   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 846     {
 847       fprintf (dump_file, "\tbase_address: ");
 848       print_generic_expr (dump_file, DR_BASE_ADDRESS (dr), TDF_SLIM);
 849       fprintf (dump_file, "\n\toffset from base address: ");
 850       print_generic_expr (dump_file, DR_OFFSET (dr), TDF_SLIM);
 851       fprintf (dump_file, "\n\tconstant offset from base address: ");
 852       print_generic_expr (dump_file, DR_INIT (dr), TDF_SLIM);
 853       fprintf (dump_file, "\n\tstep: ");
 854       print_generic_expr (dump_file, DR_STEP (dr), TDF_SLIM);
 855       fprintf (dump_file, "\n\taligned to: ");
 856       print_generic_expr (dump_file, DR_ALIGNED_TO (dr), TDF_SLIM);
 857       fprintf (dump_file, "\n\tbase_object: ");
 858       print_generic_expr (dump_file, DR_BASE_OBJECT (dr), TDF_SLIM);
 859       fprintf (dump_file, "\n\tsymbol tag: ");
 860       print_generic_expr (dump_file, DR_SYMBOL_TAG (dr), TDF_SLIM);
 861       fprintf (dump_file, "\n");
 862     }
 863
 864   return dr;
 865 }
 866
 867 /* Returns true if FNA == FNB.  */
 868
 869 static bool
 870 affine_function_equal_p (affine_fn fna, affine_fn fnb)
 871 {
 872   unsigned i, n = VEC_length (tree, fna);
 873
 874   if (n != VEC_length (tree, fnb))
 875     return false;
 876
 877   for (i = 0; i < n; i++)
 878     if (!operand_equal_p (VEC_index (tree, fna, i),
 879                           VEC_index (tree, fnb, i), 0))
 880       return false;
 881
 882   return true;
 883 }
 884
 885 /* If all the functions in CF are the same, returns one of them,
 886    otherwise returns NULL.  */
 887
 888 static affine_fn
 889 common_affine_function (conflict_function *cf)
 890 {
 891   unsigned i;
 892   affine_fn comm;
 893
 894   if (!CF_NONTRIVIAL_P (cf))
 895     return NULL;
 896
 897   comm = cf->fns[0];
 898
 899   for (i = 1; i < cf->n; i++)
 900     if (!affine_function_equal_p (comm, cf->fns[i]))
 901       return NULL;
 902
 903   return comm;
 904 }
 905
 906 /* Returns the base of the affine function FN.  */
 907
 908 static tree
 909 affine_function_base (affine_fn fn)
 910 {
 911   return VEC_index (tree, fn, 0);
 912 }
 913
 914 /* Returns true if FN is a constant.  */
 915
 916 static bool
 917 affine_function_constant_p (affine_fn fn)
 918 {
 919   unsigned i;
 920   tree coef;
 921
 922   for (i = 1; VEC_iterate (tree, fn, i, coef); i++)
 923     if (!integer_zerop (coef))
 924       return false;
 925
 926   return true;
 927 }
 928
 929 /* Returns true if FN is the zero constant function.  */
 930
 931 static bool
 932 affine_function_zero_p (affine_fn fn)
 933 {
 934   return (integer_zerop (affine_function_base (fn))
 935           && affine_function_constant_p (fn));
 936 }
 937
 938 /* Returns a signed integer type with the largest precision from TA
 939    and TB.  */
 940
 941 static tree
 942 signed_type_for_types (tree ta, tree tb)
 943 {
 944   if (TYPE_PRECISION (ta) > TYPE_PRECISION (tb))
 945     return signed_type_for (ta);
 946   else
 947     return signed_type_for (tb);
 948 }
 949
 950 /* Applies operation OP on affine functions FNA and FNB, and returns the
 951    result.  */
 952
 953 static affine_fn
 954 affine_fn_op (enum tree_code op, affine_fn fna, affine_fn fnb)
 955 {
 956   unsigned i, n, m;
 957   affine_fn ret;
 958   tree coef;
 959
 960   if (VEC_length (tree, fnb) > VEC_length (tree, fna))
 961     {
 962       n = VEC_length (tree, fna);
 963       m = VEC_length (tree, fnb);
 964     }
 965   else
 966     {
 967       n = VEC_length (tree, fnb);
 968       m = VEC_length (tree, fna);
 969     }
 970
 971   ret = VEC_alloc (tree, heap, m);
 972   for (i = 0; i < n; i++)
 973     {
 974       tree type = signed_type_for_types (TREE_TYPE (VEC_index (tree, fna, i)),
 975                                          TREE_TYPE (VEC_index (tree, fnb, i)));
 976
 977       VEC_quick_push (tree, ret,
 978                       fold_build2 (op, type,
 979                                    VEC_index (tree, fna, i),
 980                                    VEC_index (tree, fnb, i)));
 981     }
 982
 983   for (; VEC_iterate (tree, fna, i, coef); i++)
 984     VEC_quick_push (tree, ret,
 985                     fold_build2 (op, signed_type_for (TREE_TYPE (coef)),
 986                                  coef, integer_zero_node));
 987   for (; VEC_iterate (tree, fnb, i, coef); i++)
 988     VEC_quick_push (tree, ret,
 989                     fold_build2 (op, signed_type_for (TREE_TYPE (coef)),
 990                                  integer_zero_node, coef));
 991
 992   return ret;
 993 }
 994
 995 /* Returns the sum of affine functions FNA and FNB.  */
 996
 997 static affine_fn
 998 affine_fn_plus (affine_fn fna, affine_fn fnb)
 999 {
1000   return affine_fn_op (PLUS_EXPR, fna, fnb);
1001 }
1002
1003 /* Returns the difference of affine functions FNA and FNB.  */
1004
1005 static affine_fn
1006 affine_fn_minus (affine_fn fna, affine_fn fnb)
1007 {
1008   return affine_fn_op (MINUS_EXPR, fna, fnb);
1009 }
1010
1011 /* Frees affine function FN.  */
1012
1013 static void
1014 affine_fn_free (affine_fn fn)
1015 {
1016   VEC_free (tree, heap, fn);
1017 }
1018
1019 /* Determine for each subscript in the data dependence relation DDR
1020    the distance.  */
1021
1022 static void
1023 compute_subscript_distance (struct data_dependence_relation *ddr)
1024 {
1025   conflict_function *cf_a, *cf_b;
1026   affine_fn fn_a, fn_b, diff;
1027
1028   if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == NULL_TREE)
1029     {
1030       unsigned int i;
1031
1032       for (i = 0; i < DDR_NUM_SUBSCRIPTS (ddr); i++)
1033         {
1034           struct subscript *subscript;
1035
1036           subscript = DDR_SUBSCRIPT (ddr, i);
1037           cf_a = SUB_CONFLICTS_IN_A (subscript);
1038           cf_b = SUB_CONFLICTS_IN_B (subscript);
1039
1040           fn_a = common_affine_function (cf_a);
1041           fn_b = common_affine_function (cf_b);
1042           if (!fn_a || !fn_b)
1043             {
1044               SUB_DISTANCE (subscript) = chrec_dont_know;
1045               return;
1046             }
1047           diff = affine_fn_minus (fn_a, fn_b);
1048
1049           if (affine_function_constant_p (diff))
1050             SUB_DISTANCE (subscript) = affine_function_base (diff);
1051           else
1052             SUB_DISTANCE (subscript) = chrec_dont_know;
1053
1054           affine_fn_free (diff);
1055         }
1056     }
1057 }
1058
1059 /* Returns the conflict function for "unknown".  */
1060
1061 static conflict_function *
1062 conflict_fn_not_known (void)
1063 {
1064   conflict_function *fn = XCNEW (conflict_function);
1065   fn->n = NOT_KNOWN;
1066
1067   return fn;
1068 }
1069
1070 /* Returns the conflict function for "independent".  */
1071
1072 static conflict_function *
1073 conflict_fn_no_dependence (void)
1074 {
1075   conflict_function *fn = XCNEW (conflict_function);
1076   fn->n = NO_DEPENDENCE;
1077
1078   return fn;
1079 }
1080
1081 /* Returns true if the address of OBJ is invariant in LOOP.  */
1082
1083 static bool
1084 object_address_invariant_in_loop_p (const struct loop *loop, const_tree obj)
1085 {
1086   while (handled_component_p (obj))
1087     {
1088       if (TREE_CODE (obj) == ARRAY_REF)
1089         {
1090           /* Index of the ARRAY_REF was zeroed in analyze_indices, thus we only
1091              need to check the stride and the lower bound of the reference.  */
1092           if (chrec_contains_symbols_defined_in_loop (TREE_OPERAND (obj, 2),
1093                                                       loop->num)
1094               || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (TREE_OPERAND (obj, 3),
1095                                                          loop->num))
1096             return false;
1097         }
1098       else if (TREE_CODE (obj) == COMPONENT_REF)
1099         {
1100           if (chrec_contains_symbols_defined_in_loop (TREE_OPERAND (obj, 2),
1101                                                       loop->num))
1102             return false;
1103         }
1104       obj = TREE_OPERAND (obj, 0);
1105     }
1106
1107   if (!INDIRECT_REF_P (obj))
1108     return true;
1109
1110   return !chrec_contains_symbols_defined_in_loop (TREE_OPERAND (obj, 0),
1111                                                   loop->num);
1112 }
1113
1114 /* Returns true if A and B are accesses to different objects, or to different
1115    fields of the same object.  */
1116
1117 static bool
1118 disjoint_objects_p (tree a, tree b)
1119 {
1120   tree base_a, base_b;
1121   VEC (tree, heap) *comp_a = NULL, *comp_b = NULL;
1122   bool ret;
1123
1124   base_a = get_base_address (a);
1125   base_b = get_base_address (b);
1126
1127   if (DECL_P (base_a)
1128       && DECL_P (base_b)
1129       && base_a != base_b)
1130     return true;
1131
1132   if (!operand_equal_p (base_a, base_b, 0))
1133     return false;
1134
1135   /* Compare the component references of A and B.  We must start from the inner
1136      ones, so record them to the vector first.  */
1137   while (handled_component_p (a))
1138     {
1139       VEC_safe_push (tree, heap, comp_a, a);
1140       a = TREE_OPERAND (a, 0);
1141     }
1142   while (handled_component_p (b))
1143     {
1144       VEC_safe_push (tree, heap, comp_b, b);
1145       b = TREE_OPERAND (b, 0);
1146     }
1147
1148   ret = false;
1149   while (1)
1150     {
1151       if (VEC_length (tree, comp_a) == 0
1152           || VEC_length (tree, comp_b) == 0)
1153         break;
1154
1155       a = VEC_pop (tree, comp_a);
1156       b = VEC_pop (tree, comp_b);
1157
1158       /* Real and imaginary part of a variable do not alias.  */
1159       if ((TREE_CODE (a) == REALPART_EXPR
1160            && TREE_CODE (b) == IMAGPART_EXPR)
1161           || (TREE_CODE (a) == IMAGPART_EXPR
1162               && TREE_CODE (b) == REALPART_EXPR))
1163         {
1164           ret = true;
1165           break;
1166         }
1167
1168       if (TREE_CODE (a) != TREE_CODE (b))
1169         break;
1170
1171       /* Nothing to do for ARRAY_REFs, as the indices of array_refs in
1172          DR_BASE_OBJECT are always zero.  */
1173       if (TREE_CODE (a) == ARRAY_REF)
1174         continue;
1175       else if (TREE_CODE (a) == COMPONENT_REF)
1176         {
1177           if (operand_equal_p (TREE_OPERAND (a, 1), TREE_OPERAND (b, 1), 0))
1178             continue;
1179
1180           /* Different fields of unions may overlap.  */
1181           base_a = TREE_OPERAND (a, 0);
1182           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (base_a)) == UNION_TYPE)
1183             break;
1184
1185           /* Different fields of structures cannot.  */
1186           ret = true;
1187           break;
1188         }
1189       else
1190         break;
1191     }
1192
1193   VEC_free (tree, heap, comp_a);
1194   VEC_free (tree, heap, comp_b);
1195
1196   return ret;
1197 }
1198
1199 /* Returns false if we can prove that data references A and B do not alias,
1200    true otherwise.  */
1201
1202 static bool
1203 dr_may_alias_p (const struct data_reference *a, const struct data_reference *b)
1204 {
1205   const_tree addr_a = DR_BASE_ADDRESS (a);
1206   const_tree addr_b = DR_BASE_ADDRESS (b);
1207   const_tree type_a, type_b;
1208   const_tree decl_a = NULL_TREE, decl_b = NULL_TREE;
1209
1210   /* If the sets of virtual operands are disjoint, the memory references do not
1211      alias.  */
1212   if (!bitmap_intersect_p (DR_VOPS (a), DR_VOPS (b)))
1213     return false;
1214
1215   /* If the accessed objects are disjoint, the memory references do not
1216      alias.  */
1217   if (disjoint_objects_p (DR_BASE_OBJECT (a), DR_BASE_OBJECT (b)))
1218     return false;
1219
1220   if (!addr_a || !addr_b)
1221     return true;
1222
1223   /* If the references are based on different static objects, they cannot alias
1224      (PTA should be able to disambiguate such accesses, but often it fails to,
1225      since currently we cannot distinguish between pointer and offset in pointer
1226      arithmetics).  */
1227   if (TREE_CODE (addr_a) == ADDR_EXPR
1228       && TREE_CODE (addr_b) == ADDR_EXPR)
1229     return TREE_OPERAND (addr_a, 0) == TREE_OPERAND (addr_b, 0);
1230
1231   /* An instruction writing through a restricted pointer is "independent" of any
1232      instruction reading or writing through a different restricted pointer,
1233      in the same block/scope.  */
1234
1235   type_a = TREE_TYPE (addr_a);
1236   type_b = TREE_TYPE (addr_b);
1237   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (type_a) && POINTER_TYPE_P (type_b));
1238
1239   if (TREE_CODE (addr_a) == SSA_NAME)
1240     decl_a = SSA_NAME_VAR (addr_a);
1241   if (TREE_CODE (addr_b) == SSA_NAME)
1242     decl_b = SSA_NAME_VAR (addr_b);
1243
1244   if (TYPE_RESTRICT (type_a) && TYPE_RESTRICT (type_b)
1245       && (!DR_IS_READ (a) || !DR_IS_READ (b))
1246       && decl_a && DECL_P (decl_a)
1247       && decl_b && DECL_P (decl_b)
1248       && decl_a != decl_b
1249       && TREE_CODE (DECL_CONTEXT (decl_a)) == FUNCTION_DECL
1250       && DECL_CONTEXT (decl_a) == DECL_CONTEXT (decl_b))
1251     return false;
1252
1253   return true;
1254 }
1255
1256 /* Initialize a data dependence relation between data accesses A and
1257    B.  NB_LOOPS is the number of loops surrounding the references: the
1258    size of the classic distance/direction vectors.  */
1259
1260 static struct data_dependence_relation *
1261 initialize_data_dependence_relation (struct data_reference *a,
1262                                      struct data_reference *b,
1263                                      VEC (loop_p, heap) *loop_nest)
1264 {
1265   struct data_dependence_relation *res;
1266   unsigned int i;
1267
1268   res = XNEW (struct data_dependence_relation);
1269   DDR_A (res) = a;
1270   DDR_B (res) = b;
1271   DDR_LOOP_NEST (res) = NULL;
1272   DDR_REVERSED_P (res) = false;
1273   DDR_SUBSCRIPTS (res) = NULL;
1274   DDR_DIR_VECTS (res) = NULL;
1275   DDR_DIST_VECTS (res) = NULL;
1276
1277   if (a == NULL || b == NULL)
1278     {
1279       DDR_ARE_DEPENDENT (res) = chrec_dont_know;
1280       return res;
1281     }
1282
1283   /* If the data references do not alias, then they are independent.  */
1284   if (!dr_may_alias_p (a, b))
1285     {
1286       DDR_ARE_DEPENDENT (res) = chrec_known;
1287       return res;
1288     }
1289
1290   /* If the references do not access the same object, we do not know
1291      whether they alias or not.  */
1292   if (!operand_equal_p (DR_BASE_OBJECT (a), DR_BASE_OBJECT (b), 0))
1293     {
1294       DDR_ARE_DEPENDENT (res) = chrec_dont_know;
1295       return res;
1296     }
1297
1298   /* If the base of the object is not invariant in the loop nest, we cannot
1299      analyze it.  TODO -- in fact, it would suffice to record that there may
1300      be arbitrary dependences in the loops where the base object varies.  */
1301   if (!object_address_invariant_in_loop_p (VEC_index (loop_p, loop_nest, 0),
1302                                            DR_BASE_OBJECT (a)))
1303     {
1304       DDR_ARE_DEPENDENT (res) = chrec_dont_know;
1305       return res;
1306     }
1307
1308   gcc_assert (DR_NUM_DIMENSIONS (a) == DR_NUM_DIMENSIONS (b));
1309
1310   DDR_AFFINE_P (res) = true;
1311   DDR_ARE_DEPENDENT (res) = NULL_TREE;
1312   DDR_SUBSCRIPTS (res) = VEC_alloc (subscript_p, heap, DR_NUM_DIMENSIONS (a));
1313   DDR_LOOP_NEST (res) = loop_nest;
1314   DDR_INNER_LOOP (res) = 0;
1315
1316   for (i = 0; i < DR_NUM_DIMENSIONS (a); i++)
1317     {
1318       struct subscript *subscript;
1319
1320       subscript = XNEW (struct subscript);
1321       SUB_CONFLICTS_IN_A (subscript) = conflict_fn_not_known ();
1322       SUB_CONFLICTS_IN_B (subscript) = conflict_fn_not_known ();
1323       SUB_LAST_CONFLICT (subscript) = chrec_dont_know;
1324       SUB_DISTANCE (subscript) = chrec_dont_know;
1325       VEC_safe_push (subscript_p, heap, DDR_SUBSCRIPTS (res), subscript);
1326     }
1327
1328   return res;
1329 }
1330
1331 /* Frees memory used by the conflict function F.  */
1332
1333 static void
1334 free_conflict_function (conflict_function *f)
1335 {
1336   unsigned i;
1337
1338   if (CF_NONTRIVIAL_P (f))
1339     {
1340       for (i = 0; i < f->n; i++)
1341         affine_fn_free (f->fns[i]);
1342     }
1343   free (f);
1344 }
1345
1346 /* Frees memory used by SUBSCRIPTS.  */
1347
1348 static void
1349 free_subscripts (VEC (subscript_p, heap) *subscripts)
1350 {
1351   unsigned i;
1352   subscript_p s;
1353
1354   for (i = 0; VEC_iterate (subscript_p, subscripts, i, s); i++)
1355     {
1356       free_conflict_function (s->conflicting_iterations_in_a);
1357       free_conflict_function (s->conflicting_iterations_in_b);
1358     }
1359   VEC_free (subscript_p, heap, subscripts);
1360 }
1361
1362 /* Set DDR_ARE_DEPENDENT to CHREC and finalize the subscript overlap
1363    description.  */
1364
1365 static inline void
1366 finalize_ddr_dependent (struct data_dependence_relation *ddr,
1367                         tree chrec)
1368 {
1369   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1370     {
1371       fprintf (dump_file, "(dependence classified: ");
1372       print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
1373       fprintf (dump_file, ")\n");
1374     }
1375
1376   DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) = chrec;
1377   free_subscripts (DDR_SUBSCRIPTS (ddr));
1378   DDR_SUBSCRIPTS (ddr) = NULL;
1379 }
1380
1381 /* The dependence relation DDR cannot be represented by a distance
1382    vector.  */
1383
1384 static inline void
1385 non_affine_dependence_relation (struct data_dependence_relation *ddr)
1386 {
1387   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1388     fprintf (dump_file, "(Dependence relation cannot be represented by distance vector.) \n");
1389
1390   DDR_AFFINE_P (ddr) = false;
1391 }
1392
1393 \f
1394
1395 /* This section contains the classic Banerjee tests.  */
1396
1397 /* Returns true iff CHREC_A and CHREC_B are not dependent on any index
1398    variables, i.e., if the ZIV (Zero Index Variable) test is true.  */
1399
1400 static inline bool
1401 ziv_subscript_p (const_tree chrec_a, const_tree chrec_b)
1402 {
1403   return (evolution_function_is_constant_p (chrec_a)
1404           && evolution_function_is_constant_p (chrec_b));
1405 }
1406
1407 /* Returns true iff CHREC_A and CHREC_B are dependent on an index
1408    variable, i.e., if the SIV (Single Index Variable) test is true.  */
1409
1410 static bool
1411 siv_subscript_p (const_tree chrec_a, const_tree chrec_b)
1412 {
1413   if ((evolution_function_is_constant_p (chrec_a)
1414        && evolution_function_is_univariate_p (chrec_b))
1415       || (evolution_function_is_constant_p (chrec_b)
1416           && evolution_function_is_univariate_p (chrec_a)))
1417     return true;
1418
1419   if (evolution_function_is_univariate_p (chrec_a)
1420       && evolution_function_is_univariate_p (chrec_b))
1421     {
1422       switch (TREE_CODE (chrec_a))
1423         {
1424         case POLYNOMIAL_CHREC:
1425           switch (TREE_CODE (chrec_b))
1426             {
1427             case POLYNOMIAL_CHREC:
1428               if (CHREC_VARIABLE (chrec_a) != CHREC_VARIABLE (chrec_b))
1429                 return false;
1430
1431             default:
1432               return true;
1433             }
1434
1435         default:
1436           return true;
1437         }
1438     }
1439
1440   return false;
1441 }
1442
1443 /* Creates a conflict function with N dimensions.  The affine functions
1444    in each dimension follow.  */
1445
1446 static conflict_function *
1447 conflict_fn (unsigned n, ...)
1448 {
1449   unsigned i;
1450   conflict_function *ret = XCNEW (conflict_function);
1451   va_list ap;
1452
1453   gcc_assert (0 < n && n <= MAX_DIM);
1454   va_start(ap, n);
1455
1456   ret->n = n;
1457   for (i = 0; i < n; i++)
1458     ret->fns[i] = va_arg (ap, affine_fn);
1459   va_end(ap);
1460
1461   return ret;
1462 }
1463
1464 /* Returns constant affine function with value CST.  */
1465
1466 static affine_fn
1467 affine_fn_cst (tree cst)
1468 {
1469   affine_fn fn = VEC_alloc (tree, heap, 1);
1470   VEC_quick_push (tree, fn, cst);
1471   return fn;
1472 }
1473
1474 /* Returns affine function with single variable, CST + COEF * x_DIM.  */
1475
1476 static affine_fn
1477 affine_fn_univar (tree cst, unsigned dim, tree coef)
1478 {
1479   affine_fn fn = VEC_alloc (tree, heap, dim + 1);
1480   unsigned i;
1481
1482   gcc_assert (dim > 0);
1483   VEC_quick_push (tree, fn, cst);
1484   for (i = 1; i < dim; i++)
1485     VEC_quick_push (tree, fn, integer_zero_node);
1486   VEC_quick_push (tree, fn, coef);
1487   return fn;
1488 }
1489
1490 /* Analyze a ZIV (Zero Index Variable) subscript.  *OVERLAPS_A and
1491    *OVERLAPS_B are initialized to the functions that describe the
1492    relation between the elements accessed twice by CHREC_A and
1493    CHREC_B.  For k >= 0, the following property is verified:
1494
1495    CHREC_A (*OVERLAPS_A (k)) = CHREC_B (*OVERLAPS_B (k)).  */
1496
1497 static void
1498 analyze_ziv_subscript (tree chrec_a,
1499                        tree chrec_b,
1500                        conflict_function **overlaps_a,
1501                        conflict_function **overlaps_b,
1502                        tree *last_conflicts)
1503 {
1504   tree type, difference;
1505   dependence_stats.num_ziv++;
1506
1507   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1508     fprintf (dump_file, "(analyze_ziv_subscript \n");
1509
1510   type = signed_type_for_types (TREE_TYPE (chrec_a), TREE_TYPE (chrec_b));
1511   chrec_a = chrec_convert (type, chrec_a, NULL_TREE);
1512   chrec_b = chrec_convert (type, chrec_b, NULL_TREE);
1513   difference = chrec_fold_minus (type, chrec_a, chrec_b);
1514
1515   switch (TREE_CODE (difference))
1516     {
1517     case INTEGER_CST:
1518       if (integer_zerop (difference))
1519         {
1520           /* The difference is equal to zero: the accessed index
1521              overlaps for each iteration in the loop.  */
1522           *overlaps_a = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
1523           *overlaps_b = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
1524           *last_conflicts = chrec_dont_know;
1525           dependence_stats.num_ziv_dependent++;
1526         }
1527       else
1528         {
1529           /* The accesses do not overlap.  */
1530           *overlaps_a = conflict_fn_no_dependence ();
1531           *overlaps_b = conflict_fn_no_dependence ();
1532           *last_conflicts = integer_zero_node;
1533           dependence_stats.num_ziv_independent++;
1534         }
1535       break;
1536
1537     default:
1538       /* We're not sure whether the indexes overlap.  For the moment,
1539          conservatively answer "don't know".  */
1540       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1541         fprintf (dump_file, "ziv test failed: difference is non-integer.\n");
1542
1543       *overlaps_a = conflict_fn_not_known ();
1544       *overlaps_b = conflict_fn_not_known ();
1545       *last_conflicts = chrec_dont_know;
1546       dependence_stats.num_ziv_unimplemented++;
1547       break;
1548     }
1549
1550   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1551     fprintf (dump_file, ")\n");
1552 }
1553
1554 /* Sets NIT to the estimated number of executions of the statements in
1555    LOOP.  If CONSERVATIVE is true, we must be sure that NIT is at least as
1556    large as the number of iterations.  If we have no reliable estimate,
1557    the function returns false, otherwise returns true.  */
1558
1559 bool
1560 estimated_loop_iterations (struct loop *loop, bool conservative,
1561                            double_int *nit)
1562 {
1563   estimate_numbers_of_iterations_loop (loop);
1564   if (conservative)
1565     {
1566       if (!loop->any_upper_bound)
1567         return false;
1568
1569       *nit = loop->nb_iterations_upper_bound;
1570     }
1571   else
1572     {
1573       if (!loop->any_estimate)
1574         return false;
1575
1576       *nit = loop->nb_iterations_estimate;
1577     }
1578
1579   return true;
1580 }
1581
1582 /* Similar to estimated_loop_iterations, but returns the estimate only
1583    if it fits to HOST_WIDE_INT.  If this is not the case, or the estimate
1584    on the number of iterations of LOOP could not be derived, returns -1.  */
1585
1586 HOST_WIDE_INT
1587 estimated_loop_iterations_int (struct loop *loop, bool conservative)
1588 {
1589   double_int nit;
1590   HOST_WIDE_INT hwi_nit;
1591
1592   if (!estimated_loop_iterations (loop, conservative, &nit))
1593     return -1;
1594
1595   if (!double_int_fits_in_shwi_p (nit))
1596     return -1;
1597   hwi_nit = double_int_to_shwi (nit);
1598
1599   return hwi_nit < 0 ? -1 : hwi_nit;
1600 }
1601
1602 /* Similar to estimated_loop_iterations, but returns the estimate as a tree,
1603    and only if it fits to the int type.  If this is not the case, or the
1604    estimate on the number of iterations of LOOP could not be derived, returns
1605    chrec_dont_know.  */
1606
1607 static tree
1608 estimated_loop_iterations_tree (struct loop *loop, bool conservative)
1609 {
1610   double_int nit;
1611   tree type;
1612
1613   if (!estimated_loop_iterations (loop, conservative, &nit))
1614     return chrec_dont_know;
1615
1616   type = lang_hooks.types.type_for_size (INT_TYPE_SIZE, true);
1617   if (!double_int_fits_to_tree_p (type, nit))
1618     return chrec_dont_know;
1619
1620   return double_int_to_tree (type, nit);
1621 }
1622
1623 /* Analyze a SIV (Single Index Variable) subscript where CHREC_A is a
1624    constant, and CHREC_B is an affine function.  *OVERLAPS_A and
1625    *OVERLAPS_B are initialized to the functions that describe the
1626    relation between the elements accessed twice by CHREC_A and
1627    CHREC_B.  For k >= 0, the following property is verified:
1628
1629    CHREC_A (*OVERLAPS_A (k)) = CHREC_B (*OVERLAPS_B (k)).  */
1630
1631 static void
1632 analyze_siv_subscript_cst_affine (tree chrec_a,
1633                                   tree chrec_b,
1634                                   conflict_function **overlaps_a,
1635                                   conflict_function **overlaps_b,
1636                                   tree *last_conflicts)
1637 {
1638   bool value0, value1, value2;
1639   tree type, difference, tmp;
1640
1641   type = signed_type_for_types (TREE_TYPE (chrec_a), TREE_TYPE (chrec_b));
1642   chrec_a = chrec_convert (type, chrec_a, NULL_TREE);
1643   chrec_b = chrec_convert (type, chrec_b, NULL_TREE);
1644   difference = chrec_fold_minus (type, initial_condition (chrec_b), chrec_a);
1645
1646   if (!chrec_is_positive (initial_condition (difference), &value0))
1647     {
1648       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1649         fprintf (dump_file, "siv test failed: chrec is not positive.\n");
1650
1651       dependence_stats.num_siv_unimplemented++;
1652       *overlaps_a = conflict_fn_not_known ();
1653       *overlaps_b = conflict_fn_not_known ();
1654       *last_conflicts = chrec_dont_know;
1655       return;
1656     }
1657   else
1658     {
1659       if (value0 == false)
1660         {
1661           if (!chrec_is_positive (CHREC_RIGHT (chrec_b), &value1))
1662             {
1663               if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1664                 fprintf (dump_file, "siv test failed: chrec not positive.\n");
1665
1666               *overlaps_a = conflict_fn_not_known ();
1667               *overlaps_b = conflict_fn_not_known ();
1668               *last_conflicts = chrec_dont_know;
1669               dependence_stats.num_siv_unimplemented++;
1670               return;
1671             }
1672           else
1673             {
1674               if (value1 == true)
1675                 {
1676                   /* Example:
1677                      chrec_a = 12
1678                      chrec_b = {10, +, 1}
1679                   */
1680
1681                   if (tree_fold_divides_p (CHREC_RIGHT (chrec_b), difference))
1682                     {
1683                       HOST_WIDE_INT numiter;
1684                       struct loop *loop = get_chrec_loop (chrec_b);
1685
1686                       *overlaps_a = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
1687                       tmp = fold_build2 (EXACT_DIV_EXPR, type,
1688                                          fold_build1 (ABS_EXPR, type, difference),
1689                                          CHREC_RIGHT (chrec_b));
1690                       *overlaps_b = conflict_fn (1, affine_fn_cst (tmp));
1691                       *last_conflicts = integer_one_node;
1692
1693
1694                       /* Perform weak-zero siv test to see if overlap is
1695                          outside the loop bounds.  */
1696                       numiter = estimated_loop_iterations_int (loop, false);
1697
1698                       if (numiter >= 0
1699                           && compare_tree_int (tmp, numiter) > 0)
1700                         {
1701                           free_conflict_function (*overlaps_a);
1702                           free_conflict_function (*overlaps_b);
1703                           *overlaps_a = conflict_fn_no_dependence ();
1704                           *overlaps_b = conflict_fn_no_dependence ();
1705                           *last_conflicts = integer_zero_node;
1706                           dependence_stats.num_siv_independent++;
1707                           return;
1708                         }
1709                       dependence_stats.num_siv_dependent++;
1710                       return;
1711                     }
1712
1713                   /* When the step does not divide the difference, there are
1714                      no overlaps.  */
1715                   else
1716                     {
1717                       *overlaps_a = conflict_fn_no_dependence ();
1718                       *overlaps_b = conflict_fn_no_dependence ();
1719                       *last_conflicts = integer_zero_node;
1720                       dependence_stats.num_siv_independent++;
1721                       return;
1722                     }
1723                 }
1724
1725               else
1726                 {
1727                   /* Example:
1728                      chrec_a = 12
1729                      chrec_b = {10, +, -1}
1730
1731                      In this case, chrec_a will not overlap with chrec_b.  */
1732                   *overlaps_a = conflict_fn_no_dependence ();
1733                   *overlaps_b = conflict_fn_no_dependence ();
1734                   *last_conflicts = integer_zero_node;
1735                   dependence_stats.num_siv_independent++;
1736                   return;
1737                 }
1738             }
1739         }
1740       else
1741         {
1742           if (!chrec_is_positive (CHREC_RIGHT (chrec_b), &value2))
1743             {
1744               if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1745                 fprintf (dump_file, "siv test failed: chrec not positive.\n");
1746
1747               *overlaps_a = conflict_fn_not_known ();
1748               *overlaps_b = conflict_fn_not_known ();
1749               *last_conflicts = chrec_dont_know;
1750               dependence_stats.num_siv_unimplemented++;
1751               return;
1752             }
1753           else
1754             {
1755               if (value2 == false)
1756                 {
1757                   /* Example:
1758                      chrec_a = 3
1759                      chrec_b = {10, +, -1}
1760                   */
1761                   if (tree_fold_divides_p (CHREC_RIGHT (chrec_b), difference))
1762                     {
1763                       HOST_WIDE_INT numiter;
1764                       struct loop *loop = get_chrec_loop (chrec_b);
1765
1766                       *overlaps_a = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
1767                       tmp = fold_build2 (EXACT_DIV_EXPR, type, difference,
1768                                          CHREC_RIGHT (chrec_b));
1769                       *overlaps_b = conflict_fn (1, affine_fn_cst (tmp));
1770                       *last_conflicts = integer_one_node;
1771
1772                       /* Perform weak-zero siv test to see if overlap is
1773                          outside the loop bounds.  */
1774                       numiter = estimated_loop_iterations_int (loop, false);
1775
1776                       if (numiter >= 0
1777                           && compare_tree_int (tmp, numiter) > 0)
1778                         {
1779                           free_conflict_function (*overlaps_a);
1780                           free_conflict_function (*overlaps_b);
1781                           *overlaps_a = conflict_fn_no_dependence ();
1782                           *overlaps_b = conflict_fn_no_dependence ();
1783                           *last_conflicts = integer_zero_node;
1784                           dependence_stats.num_siv_independent++;
1785                           return;
1786                         }
1787                       dependence_stats.num_siv_dependent++;
1788                       return;
1789                     }
1790
1791                   /* When the step does not divide the difference, there
1792                      are no overlaps.  */
1793                   else
1794                     {
1795                       *overlaps_a = conflict_fn_no_dependence ();
1796                       *overlaps_b = conflict_fn_no_dependence ();
1797                       *last_conflicts = integer_zero_node;
1798                       dependence_stats.num_siv_independent++;
1799                       return;
1800                     }
1801                 }
1802               else
1803                 {
1804                   /* Example:
1805                      chrec_a = 3
1806                      chrec_b = {4, +, 1}
1807
1808                      In this case, chrec_a will not overlap with chrec_b.  */
1809                   *overlaps_a = conflict_fn_no_dependence ();
1810                   *overlaps_b = conflict_fn_no_dependence ();
1811                   *last_conflicts = integer_zero_node;
1812                   dependence_stats.num_siv_independent++;
1813                   return;
1814                 }
1815             }
1816         }
1817     }
1818 }
1819
1820 /* Helper recursive function for initializing the matrix A.  Returns
1821    the initial value of CHREC.  */
1822
1823 static HOST_WIDE_INT
1824 initialize_matrix_A (lambda_matrix A, tree chrec, unsigned index, int mult)
1825 {
1826   gcc_assert (chrec);
1827
1828   if (TREE_CODE (chrec) != POLYNOMIAL_CHREC)
1829     return int_cst_value (chrec);
1830
1831   A[index][0] = mult * int_cst_value (CHREC_RIGHT (chrec));
1832   return initialize_matrix_A (A, CHREC_LEFT (chrec), index + 1, mult);
1833 }
1834
1835 #define FLOOR_DIV(x,y) ((x) / (y))
1836
1837 /* Solves the special case of the Diophantine equation:
1838    | {0, +, STEP_A}_x (OVERLAPS_A) = {0, +, STEP_B}_y (OVERLAPS_B)
1839
1840    Computes the descriptions OVERLAPS_A and OVERLAPS_B.  NITER is the
1841    number of iterations that loops X and Y run.  The overlaps will be
1842    constructed as evolutions in dimension DIM.  */
1843
1844 static void
1845 compute_overlap_steps_for_affine_univar (int niter, int step_a, int step_b,
1846                                          affine_fn *overlaps_a,
1847                                          affine_fn *overlaps_b,
1848                                          tree *last_conflicts, int dim)
1849 {
1850   if (((step_a > 0 && step_b > 0)
1851        || (step_a < 0 && step_b < 0)))
1852     {
1853       int step_overlaps_a, step_overlaps_b;
1854       int gcd_steps_a_b, last_conflict, tau2;
1855
1856       gcd_steps_a_b = gcd (step_a, step_b);
1857       step_overlaps_a = step_b / gcd_steps_a_b;
1858       step_overlaps_b = step_a / gcd_steps_a_b;
1859
1860       if (niter > 0)
1861         {
1862           tau2 = FLOOR_DIV (niter, step_overlaps_a);
1863           tau2 = MIN (tau2, FLOOR_DIV (niter, step_overlaps_b));
1864           last_conflict = tau2;
1865           *last_conflicts = build_int_cst (NULL_TREE, last_conflict);
1866         }
1867       else
1868         *last_conflicts = chrec_dont_know;
1869
1870       *overlaps_a = affine_fn_univar (integer_zero_node, dim,
1871                                       build_int_cst (NULL_TREE,
1872                                                      step_overlaps_a));
1873       *overlaps_b = affine_fn_univar (integer_zero_node, dim,
1874                                       build_int_cst (NULL_TREE,
1875                                                      step_overlaps_b));
1876     }
1877
1878   else
1879     {
1880       *overlaps_a = affine_fn_cst (integer_zero_node);
1881       *overlaps_b = affine_fn_cst (integer_zero_node);
1882       *last_conflicts = integer_zero_node;
1883     }
1884 }
1885
1886 /* Solves the special case of a Diophantine equation where CHREC_A is
1887    an affine bivariate function, and CHREC_B is an affine univariate
1888    function.  For example,
1889
1890    | {{0, +, 1}_x, +, 1335}_y = {0, +, 1336}_z
1891
1892    has the following overlapping functions:
1893
1894    | x (t, u, v) = {{0, +, 1336}_t, +, 1}_v
1895    | y (t, u, v) = {{0, +, 1336}_u, +, 1}_v
1896    | z (t, u, v) = {{{0, +, 1}_t, +, 1335}_u, +, 1}_v
1897
1898    FORNOW: This is a specialized implementation for a case occurring in
1899    a common benchmark.  Implement the general algorithm.  */
1900
1901 static void
1902 compute_overlap_steps_for_affine_1_2 (tree chrec_a, tree chrec_b,
1903                                       conflict_function **overlaps_a,
1904                                       conflict_function **overlaps_b,
1905                                       tree *last_conflicts)
1906 {
1907   bool xz_p, yz_p, xyz_p;
1908   int step_x, step_y, step_z;
1909   HOST_WIDE_INT niter_x, niter_y, niter_z, niter;
1910   affine_fn overlaps_a_xz, overlaps_b_xz;
1911   affine_fn overlaps_a_yz, overlaps_b_yz;
1912   affine_fn overlaps_a_xyz, overlaps_b_xyz;
1913   affine_fn ova1, ova2, ovb;
1914   tree last_conflicts_xz, last_conflicts_yz, last_conflicts_xyz;
1915
1916   step_x = int_cst_value (CHREC_RIGHT (CHREC_LEFT (chrec_a)));
1917   step_y = int_cst_value (CHREC_RIGHT (chrec_a));
1918   step_z = int_cst_value (CHREC_RIGHT (chrec_b));
1919
1920   niter_x =
1921     estimated_loop_iterations_int (get_chrec_loop (CHREC_LEFT (chrec_a)),
1922                                    false);
1923   niter_y = estimated_loop_iterations_int (get_chrec_loop (chrec_a), false);
1924   niter_z = estimated_loop_iterations_int (get_chrec_loop (chrec_b), false);
1925
1926   if (niter_x < 0 || niter_y < 0 || niter_z < 0)
1927     {
1928       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1929         fprintf (dump_file, "overlap steps test failed: no iteration counts.\n");
1930
1931       *overlaps_a = conflict_fn_not_known ();
1932       *overlaps_b = conflict_fn_not_known ();
1933       *last_conflicts = chrec_dont_know;
1934       return;
1935     }
1936
1937   niter = MIN (niter_x, niter_z);
1938   compute_overlap_steps_for_affine_univar (niter, step_x, step_z,
1939                                            &overlaps_a_xz,
1940                                            &overlaps_b_xz,
1941                                            &last_conflicts_xz, 1);
1942   niter = MIN (niter_y, niter_z);
1943   compute_overlap_steps_for_affine_univar (niter, step_y, step_z,
1944                                            &overlaps_a_yz,
1945                                            &overlaps_b_yz,
1946                                            &last_conflicts_yz, 2);
1947   niter = MIN (niter_x, niter_z);
1948   niter = MIN (niter_y, niter);
1949   compute_overlap_steps_for_affine_univar (niter, step_x + step_y, step_z,
1950                                            &overlaps_a_xyz,
1951                                            &overlaps_b_xyz,
1952                                            &last_conflicts_xyz, 3);
1953
1954   xz_p = !integer_zerop (last_conflicts_xz);
1955   yz_p = !integer_zerop (last_conflicts_yz);
1956   xyz_p = !integer_zerop (last_conflicts_xyz);
1957
1958   if (xz_p || yz_p || xyz_p)
1959     {
1960       ova1 = affine_fn_cst (integer_zero_node);
1961       ova2 = affine_fn_cst (integer_zero_node);
1962       ovb = affine_fn_cst (integer_zero_node);
1963       if (xz_p)
1964         {
1965           affine_fn t0 = ova1;
1966           affine_fn t2 = ovb;
1967
1968           ova1 = affine_fn_plus (ova1, overlaps_a_xz);
1969           ovb = affine_fn_plus (ovb, overlaps_b_xz);
1970           affine_fn_free (t0);
1971           affine_fn_free (t2);
1972           *last_conflicts = last_conflicts_xz;
1973         }
1974       if (yz_p)
1975         {
1976           affine_fn t0 = ova2;
1977           affine_fn t2 = ovb;
1978
1979           ova2 = affine_fn_plus (ova2, overlaps_a_yz);
1980           ovb = affine_fn_plus (ovb, overlaps_b_yz);
1981           affine_fn_free (t0);
1982           affine_fn_free (t2);
1983           *last_conflicts = last_conflicts_yz;
1984         }
1985       if (xyz_p)
1986         {
1987           affine_fn t0 = ova1;
1988           affine_fn t2 = ova2;
1989           affine_fn t4 = ovb;
1990
1991           ova1 = affine_fn_plus (ova1, overlaps_a_xyz);
1992           ova2 = affine_fn_plus (ova2, overlaps_a_xyz);
1993           ovb = affine_fn_plus (ovb, overlaps_b_xyz);
1994           affine_fn_free (t0);
1995           affine_fn_free (t2);
1996           affine_fn_free (t4);
1997           *last_conflicts = last_conflicts_xyz;
1998         }
1999       *overlaps_a = conflict_fn (2, ova1, ova2);
2000       *overlaps_b = conflict_fn (1, ovb);
2001     }
2002   else
2003     {
2004       *overlaps_a = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
2005       *overlaps_b = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
2006       *last_conflicts = integer_zero_node;
2007     }
2008
2009   affine_fn_free (overlaps_a_xz);
2010   affine_fn_free (overlaps_b_xz);
2011   affine_fn_free (overlaps_a_yz);
2012   affine_fn_free (overlaps_b_yz);
2013   affine_fn_free (overlaps_a_xyz);
2014   affine_fn_free (overlaps_b_xyz);
2015 }
2016
2017 /* Determines the overlapping elements due to accesses CHREC_A and
2018    CHREC_B, that are affine functions.  This function cannot handle
2019    symbolic evolution functions, ie. when initial conditions are
2020    parameters, because it uses lambda matrices of integers.  */
2021
2022 static void
2023 analyze_subscript_affine_affine (tree chrec_a,
2024                                  tree chrec_b,
2025                                  conflict_function **overlaps_a,
2026                                  conflict_function **overlaps_b,
2027                                  tree *last_conflicts)
2028 {
2029   unsigned nb_vars_a, nb_vars_b, dim;
2030   HOST_WIDE_INT init_a, init_b, gamma, gcd_alpha_beta;
2031   lambda_matrix A, U, S;
2032
2033   if (eq_evolutions_p (chrec_a, chrec_b))
2034     {
2035       /* The accessed index overlaps for each iteration in the
2036          loop.  */
2037       *overlaps_a = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
2038       *overlaps_b = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
2039       *last_conflicts = chrec_dont_know;
2040       return;
2041     }
2042   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2043     fprintf (dump_file, "(analyze_subscript_affine_affine \n");
2044
2045   /* For determining the initial intersection, we have to solve a
2046      Diophantine equation.  This is the most time consuming part.
2047
2048      For answering to the question: "Is there a dependence?" we have
2049      to prove that there exists a solution to the Diophantine
2050      equation, and that the solution is in the iteration domain,
2051      i.e. the solution is positive or zero, and that the solution
2052      happens before the upper bound loop.nb_iterations.  Otherwise
2053      there is no dependence.  This function outputs a description of
2054      the iterations that hold the intersections.  */
2055
2056   nb_vars_a = nb_vars_in_chrec (chrec_a);
2057   nb_vars_b = nb_vars_in_chrec (chrec_b);
2058
2059   dim = nb_vars_a + nb_vars_b;
2060   U = lambda_matrix_new (dim, dim);
2061   A = lambda_matrix_new (dim, 1);
2062   S = lambda_matrix_new (dim, 1);
2063
2064   init_a = initialize_matrix_A (A, chrec_a, 0, 1);
2065   init_b = initialize_matrix_A (A, chrec_b, nb_vars_a, -1);
2066   gamma = init_b - init_a;
2067
2068   /* Don't do all the hard work of solving the Diophantine equation
2069      when we already know the solution: for example,
2070      | {3, +, 1}_1
2071      | {3, +, 4}_2
2072      | gamma = 3 - 3 = 0.
2073      Then the first overlap occurs during the first iterations:
2074      | {3, +, 1}_1 ({0, +, 4}_x) = {3, +, 4}_2 ({0, +, 1}_x)
2075   */
2076   if (gamma == 0)
2077     {
2078       if (nb_vars_a == 1 && nb_vars_b == 1)
2079         {
2080           HOST_WIDE_INT step_a, step_b;
2081           HOST_WIDE_INT niter, niter_a, niter_b;
2082           affine_fn ova, ovb;
2083
2084           niter_a = estimated_loop_iterations_int (get_chrec_loop (chrec_a),
2085                                                    false);
2086           niter_b = estimated_loop_iterations_int (get_chrec_loop (chrec_b),
2087                                                    false);
2088           niter = MIN (niter_a, niter_b);
2089           step_a = int_cst_value (CHREC_RIGHT (chrec_a));
2090           step_b = int_cst_value (CHREC_RIGHT (chrec_b));
2091
2092           compute_overlap_steps_for_affine_univar (niter, step_a, step_b,
2093                                                    &ova, &ovb,
2094                                                    last_conflicts, 1);
2095           *overlaps_a = conflict_fn (1, ova);
2096           *overlaps_b = conflict_fn (1, ovb);
2097         }
2098
2099       else if (nb_vars_a == 2 && nb_vars_b == 1)
2100         compute_overlap_steps_for_affine_1_2
2101           (chrec_a, chrec_b, overlaps_a, overlaps_b, last_conflicts);
2102
2103       else if (nb_vars_a == 1 && nb_vars_b == 2)
2104         compute_overlap_steps_for_affine_1_2
2105           (chrec_b, chrec_a, overlaps_b, overlaps_a, last_conflicts);
2106
2107       else
2108         {
2109           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2110             fprintf (dump_file, "affine-affine test failed: too many variables.\n");
2111           *overlaps_a = conflict_fn_not_known ();
2112           *overlaps_b = conflict_fn_not_known ();
2113           *last_conflicts = chrec_dont_know;
2114         }
2115       goto end_analyze_subs_aa;
2116     }
2117
2118   /* U.A = S */
2119   lambda_matrix_right_hermite (A, dim, 1, S, U);
2120
2121   if (S[0][0] < 0)
2122     {
2123       S[0][0] *= -1;
2124       lambda_matrix_row_negate (U, dim, 0);
2125     }
2126   gcd_alpha_beta = S[0][0];
2127
2128   /* Something went wrong: for example in {1, +, 0}_5 vs. {0, +, 0}_5,
2129      but that is a quite strange case.  Instead of ICEing, answer
2130      don't know.  */
2131   if (gcd_alpha_beta == 0)
2132     {
2133       *overlaps_a = conflict_fn_not_known ();
2134       *overlaps_b = conflict_fn_not_known ();
2135       *last_conflicts = chrec_dont_know;
2136       goto end_analyze_subs_aa;
2137     }
2138
2139   /* The classic "gcd-test".  */
2140   if (!int_divides_p (gcd_alpha_beta, gamma))
2141     {
2142       /* The "gcd-test" has determined that there is no integer
2143          solution, i.e. there is no dependence.  */
2144       *overlaps_a = conflict_fn_no_dependence ();
2145       *overlaps_b = conflict_fn_no_dependence ();
2146       *last_conflicts = integer_zero_node;
2147     }
2148
2149   /* Both access functions are univariate.  This includes SIV and MIV cases.  */
2150   else if (nb_vars_a == 1 && nb_vars_b == 1)
2151     {
2152       /* Both functions should have the same evolution sign.  */
2153       if (((A[0][0] > 0 && -A[1][0] > 0)
2154            || (A[0][0] < 0 && -A[1][0] < 0)))
2155         {
2156           /* The solutions are given by:
2157              |
2158              | [GAMMA/GCD_ALPHA_BETA  t].[u11 u12]  = [x0]
2159              |                           [u21 u22]    [y0]
2160
2161              For a given integer t.  Using the following variables,
2162
2163              | i0 = u11 * gamma / gcd_alpha_beta
2164              | j0 = u12 * gamma / gcd_alpha_beta
2165              | i1 = u21
2166              | j1 = u22
2167
2168              the solutions are:
2169
2170              | x0 = i0 + i1 * t,
2171              | y0 = j0 + j1 * t.  */
2172           HOST_WIDE_INT i0, j0, i1, j1;
2173
2174           i0 = U[0][0] * gamma / gcd_alpha_beta;
2175           j0 = U[0][1] * gamma / gcd_alpha_beta;
2176           i1 = U[1][0];
2177           j1 = U[1][1];
2178
2179           if ((i1 == 0 && i0 < 0)
2180               || (j1 == 0 && j0 < 0))
2181             {
2182               /* There is no solution.
2183                  FIXME: The case "i0 > nb_iterations, j0 > nb_iterations"
2184                  falls in here, but for the moment we don't look at the
2185                  upper bound of the iteration domain.  */
2186               *overlaps_a = conflict_fn_no_dependence ();
2187               *overlaps_b = conflict_fn_no_dependence ();
2188               *last_conflicts = integer_zero_node;
2189               goto end_analyze_subs_aa;
2190             }
2191
2192           if (i1 > 0 && j1 > 0)
2193             {
2194               HOST_WIDE_INT niter_a = estimated_loop_iterations_int
2195                 (get_chrec_loop (chrec_a), false);
2196               HOST_WIDE_INT niter_b = estimated_loop_iterations_int
2197                 (get_chrec_loop (chrec_b), false);
2198               HOST_WIDE_INT niter = MIN (niter_a, niter_b);
2199
2200               /* (X0, Y0) is a solution of the Diophantine equation:
2201                  "chrec_a (X0) = chrec_b (Y0)".  */
2202               HOST_WIDE_INT tau1 = MAX (CEIL (-i0, i1),
2203                                         CEIL (-j0, j1));
2204               HOST_WIDE_INT x0 = i1 * tau1 + i0;
2205               HOST_WIDE_INT y0 = j1 * tau1 + j0;
2206
2207               /* (X1, Y1) is the smallest positive solution of the eq
2208                  "chrec_a (X1) = chrec_b (Y1)", i.e. this is where the
2209                  first conflict occurs.  */
2210               HOST_WIDE_INT min_multiple = MIN (x0 / i1, y0 / j1);
2211               HOST_WIDE_INT x1 = x0 - i1 * min_multiple;
2212               HOST_WIDE_INT y1 = y0 - j1 * min_multiple;
2213
2214               if (niter > 0)
2215                 {
2216                   HOST_WIDE_INT tau2 = MIN (FLOOR_DIV (niter - i0, i1),
2217                                             FLOOR_DIV (niter - j0, j1));
2218                   HOST_WIDE_INT last_conflict = tau2 - (x1 - i0)/i1;
2219
2220                   /* If the overlap occurs outside of the bounds of the
2221                      loop, there is no dependence.  */
2222                   if (x1 > niter || y1 > niter)
2223                     {
2224                       *overlaps_a = conflict_fn_no_dependence ();
2225                       *overlaps_b = conflict_fn_no_dependence ();
2226                       *last_conflicts = integer_zero_node;
2227                       goto end_analyze_subs_aa;
2228                     }
2229                   else
2230                     *last_conflicts = build_int_cst (NULL_TREE, last_conflict);
2231                 }
2232               else
2233                 *last_conflicts = chrec_dont_know;
2234
2235               *overlaps_a
2236                 = conflict_fn (1,
2237                                affine_fn_univar (build_int_cst (NULL_TREE, x1),
2238                                                  1,
2239                                                  build_int_cst (NULL_TREE, i1)));
2240               *overlaps_b
2241                 = conflict_fn (1,
2242                                affine_fn_univar (build_int_cst (NULL_TREE, y1),
2243                                                  1,
2244                                                  build_int_cst (NULL_TREE, j1)));
2245             }
2246           else
2247             {
2248               /* FIXME: For the moment, the upper bound of the
2249                  iteration domain for i and j is not checked.  */
2250               if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2251                 fprintf (dump_file, "affine-affine test failed: unimplemented.\n");
2252               *overlaps_a = conflict_fn_not_known ();
2253               *overlaps_b = conflict_fn_not_known ();
2254               *last_conflicts = chrec_dont_know;
2255             }
2256         }
2257       else
2258         {
2259           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2260             fprintf (dump_file, "affine-affine test failed: unimplemented.\n");
2261           *overlaps_a = conflict_fn_not_known ();
2262           *overlaps_b = conflict_fn_not_known ();
2263           *last_conflicts = chrec_dont_know;
2264         }
2265     }
2266   else
2267     {
2268       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2269         fprintf (dump_file, "affine-affine test failed: unimplemented.\n");
2270       *overlaps_a = conflict_fn_not_known ();
2271       *overlaps_b = conflict_fn_not_known ();
2272       *last_conflicts = chrec_dont_know;
2273     }
2274
2275 end_analyze_subs_aa:
2276   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2277     {
2278       fprintf (dump_file, "  (overlaps_a = ");
2279       dump_conflict_function (dump_file, *overlaps_a);
2280       fprintf (dump_file, ")\n  (overlaps_b = ");
2281       dump_conflict_function (dump_file, *overlaps_b);
2282       fprintf (dump_file, ")\n");
2283       fprintf (dump_file, ")\n");
2284     }
2285 }
2286
2287 /* Returns true when analyze_subscript_affine_affine can be used for
2288    determining the dependence relation between chrec_a and chrec_b,
2289    that contain symbols.  This function modifies chrec_a and chrec_b
2290    such that the analysis result is the same, and such that they don't
2291    contain symbols, and then can safely be passed to the analyzer.
2292
2293    Example: The analysis of the following tuples of evolutions produce
2294    the same results: {x+1, +, 1}_1 vs. {x+3, +, 1}_1, and {-2, +, 1}_1
2295    vs. {0, +, 1}_1
2296
2297    {x+1, +, 1}_1 ({2, +, 1}_1) = {x+3, +, 1}_1 ({0, +, 1}_1)
2298    {-2, +, 1}_1 ({2, +, 1}_1) = {0, +, 1}_1 ({0, +, 1}_1)
2299 */
2300
2301 static bool
2302 can_use_analyze_subscript_affine_affine (tree *chrec_a, tree *chrec_b)
2303 {
2304   tree diff, type, left_a, left_b, right_b;
2305
2306   if (chrec_contains_symbols (CHREC_RIGHT (*chrec_a))
2307       || chrec_contains_symbols (CHREC_RIGHT (*chrec_b)))
2308     /* FIXME: For the moment not handled.  Might be refined later.  */
2309     return false;
2310
2311   type = chrec_type (*chrec_a);
2312   left_a = CHREC_LEFT (*chrec_a);
2313   left_b = chrec_convert (type, CHREC_LEFT (*chrec_b), NULL_TREE);
2314   diff = chrec_fold_minus (type, left_a, left_b);
2315
2316   if (!evolution_function_is_constant_p (diff))
2317     return false;
2318
2319   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2320     fprintf (dump_file, "can_use_subscript_aff_aff_for_symbolic \n");
2321
2322   *chrec_a = build_polynomial_chrec (CHREC_VARIABLE (*chrec_a),
2323                                      diff, CHREC_RIGHT (*chrec_a));
2324   right_b = chrec_convert (type, CHREC_RIGHT (*chrec_b), NULL_TREE);
2325   *chrec_b = build_polynomial_chrec (CHREC_VARIABLE (*chrec_b),
2326                                      build_int_cst (type, 0),
2327                                      right_b);
2328   return true;
2329 }
2330
2331 /* Analyze a SIV (Single Index Variable) subscript.  *OVERLAPS_A and
2332    *OVERLAPS_B are initialized to the functions that describe the
2333    relation between the elements accessed twice by CHREC_A and
2334    CHREC_B.  For k >= 0, the following property is verified:
2335
2336    CHREC_A (*OVERLAPS_A (k)) = CHREC_B (*OVERLAPS_B (k)).  */
2337
2338 static void
2339 analyze_siv_subscript (tree chrec_a,
2340                        tree chrec_b,
2341                        conflict_function **overlaps_a,
2342                        conflict_function **overlaps_b,
2343                        tree *last_conflicts)
2344 {
2345   dependence_stats.num_siv++;
2346
2347   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2348     fprintf (dump_file, "(analyze_siv_subscript \n");
2349
2350   if (evolution_function_is_constant_p (chrec_a)
2351       && evolution_function_is_affine_p (chrec_b))
2352     analyze_siv_subscript_cst_affine (chrec_a, chrec_b,
2353                                       overlaps_a, overlaps_b, last_conflicts);
2354
2355   else if (evolution_function_is_affine_p (chrec_a)
2356            && evolution_function_is_constant_p (chrec_b))
2357     analyze_siv_subscript_cst_affine (chrec_b, chrec_a,
2358                                       overlaps_b, overlaps_a, last_conflicts);
2359
2360   else if (evolution_function_is_affine_p (chrec_a)
2361            && evolution_function_is_affine_p (chrec_b))
2362     {
2363       if (!chrec_contains_symbols (chrec_a)
2364           && !chrec_contains_symbols (chrec_b))
2365         {
2366           analyze_subscript_affine_affine (chrec_a, chrec_b,
2367                                            overlaps_a, overlaps_b,
2368                                            last_conflicts);
2369
2370           if (CF_NOT_KNOWN_P (*overlaps_a)
2371               || CF_NOT_KNOWN_P (*overlaps_b))
2372             dependence_stats.num_siv_unimplemented++;
2373           else if (CF_NO_DEPENDENCE_P (*overlaps_a)
2374                    || CF_NO_DEPENDENCE_P (*overlaps_b))
2375             dependence_stats.num_siv_independent++;
2376           else
2377             dependence_stats.num_siv_dependent++;
2378         }
2379       else if (can_use_analyze_subscript_affine_affine (&chrec_a,
2380                                                         &chrec_b))
2381         {
2382           analyze_subscript_affine_affine (chrec_a, chrec_b,
2383                                            overlaps_a, overlaps_b,
2384                                            last_conflicts);
2385
2386           if (CF_NOT_KNOWN_P (*overlaps_a)
2387               || CF_NOT_KNOWN_P (*overlaps_b))
2388             dependence_stats.num_siv_unimplemented++;
2389           else if (CF_NO_DEPENDENCE_P (*overlaps_a)
2390                    || CF_NO_DEPENDENCE_P (*overlaps_b))
2391             dependence_stats.num_siv_independent++;
2392           else
2393             dependence_stats.num_siv_dependent++;
2394         }
2395       else
2396         goto siv_subscript_dontknow;
2397     }
2398
2399   else
2400     {
2401     siv_subscript_dontknow:;
2402       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2403         fprintf (dump_file, "siv test failed: unimplemented.\n");
2404       *overlaps_a = conflict_fn_not_known ();
2405       *overlaps_b = conflict_fn_not_known ();
2406       *last_conflicts = chrec_dont_know;
2407       dependence_stats.num_siv_unimplemented++;
2408     }
2409
2410   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2411     fprintf (dump_file, ")\n");
2412 }
2413
2414 /* Returns false if we can prove that the greatest common divisor of the steps
2415    of CHREC does not divide CST, false otherwise.  */
2416
2417 static bool
2418 gcd_of_steps_may_divide_p (const_tree chrec, const_tree cst)
2419 {
2420   HOST_WIDE_INT cd = 0, val;
2421   tree step;
2422
2423   if (!host_integerp (cst, 0))
2424     return true;
2425   val = tree_low_cst (cst, 0);
2426
2427   while (TREE_CODE (chrec) == POLYNOMIAL_CHREC)
2428     {
2429       step = CHREC_RIGHT (chrec);
2430       if (!host_integerp (step, 0))
2431         return true;
2432       cd = gcd (cd, tree_low_cst (step, 0));
2433       chrec = CHREC_LEFT (chrec);
2434     }
2435
2436   return val % cd == 0;
2437 }
2438
2439 /* Analyze a MIV (Multiple Index Variable) subscript with respect to
2440    LOOP_NEST.  *OVERLAPS_A and *OVERLAPS_B are initialized to the
2441    functions that describe the relation between the elements accessed
2442    twice by CHREC_A and CHREC_B.  For k >= 0, the following property
2443    is verified:
2444
2445    CHREC_A (*OVERLAPS_A (k)) = CHREC_B (*OVERLAPS_B (k)).  */
2446
2447 static void
2448 analyze_miv_subscript (tree chrec_a,
2449                        tree chrec_b,
2450                        conflict_function **overlaps_a,
2451                        conflict_function **overlaps_b,
2452                        tree *last_conflicts,
2453                        struct loop *loop_nest)
2454 {
2455   /* FIXME:  This is a MIV subscript, not yet handled.
2456      Example: (A[{1, +, 1}_1] vs. A[{1, +, 1}_2]) that comes from
2457      (A[i] vs. A[j]).
2458
2459      In the SIV test we had to solve a Diophantine equation with two
2460      variables.  In the MIV case we have to solve a Diophantine
2461      equation with 2*n variables (if the subscript uses n IVs).
2462   */
2463   tree type, difference;
2464
2465   dependence_stats.num_miv++;
2466   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2467     fprintf (dump_file, "(analyze_miv_subscript \n");
2468
2469   type = signed_type_for_types (TREE_TYPE (chrec_a), TREE_TYPE (chrec_b));
2470   chrec_a = chrec_convert (type, chrec_a, NULL_TREE);
2471   chrec_b = chrec_convert (type, chrec_b, NULL_TREE);
2472   difference = chrec_fold_minus (type, chrec_a, chrec_b);
2473
2474   if (eq_evolutions_p (chrec_a, chrec_b))
2475     {
2476       /* Access functions are the same: all the elements are accessed
2477          in the same order.  */
2478       *overlaps_a = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
2479       *overlaps_b = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
2480       *last_conflicts = estimated_loop_iterations_tree
2481                                 (get_chrec_loop (chrec_a), true);
2482       dependence_stats.num_miv_dependent++;
2483     }
2484
2485   else if (evolution_function_is_constant_p (difference)
2486            /* For the moment, the following is verified:
2487               evolution_function_is_affine_multivariate_p (chrec_a,
2488               loop_nest->num) */
2489            && !gcd_of_steps_may_divide_p (chrec_a, difference))
2490     {
2491       /* testsuite/.../ssa-chrec-33.c
2492          {{21, +, 2}_1, +, -2}_2  vs.  {{20, +, 2}_1, +, -2}_2
2493
2494          The difference is 1, and all the evolution steps are multiples
2495          of 2, consequently there are no overlapping elements.  */
2496       *overlaps_a = conflict_fn_no_dependence ();
2497       *overlaps_b = conflict_fn_no_dependence ();
2498       *last_conflicts = integer_zero_node;
2499       dependence_stats.num_miv_independent++;
2500     }
2501
2502   else if (evolution_function_is_affine_multivariate_p (chrec_a, loop_nest->num)
2503            && !chrec_contains_symbols (chrec_a)
2504            && evolution_function_is_affine_multivariate_p (chrec_b, loop_nest->num)
2505            && !chrec_contains_symbols (chrec_b))
2506     {
2507       /* testsuite/.../ssa-chrec-35.c
2508          {0, +, 1}_2  vs.  {0, +, 1}_3
2509          the overlapping elements are respectively located at iterations:
2510          {0, +, 1}_x and {0, +, 1}_x,
2511          in other words, we have the equality:
2512          {0, +, 1}_2 ({0, +, 1}_x) = {0, +, 1}_3 ({0, +, 1}_x)
2513
2514          Other examples:
2515          {{0, +, 1}_1, +, 2}_2 ({0, +, 1}_x, {0, +, 1}_y) =
2516          {0, +, 1}_1 ({{0, +, 1}_x, +, 2}_y)
2517
2518          {{0, +, 2}_1, +, 3}_2 ({0, +, 1}_y, {0, +, 1}_x) =
2519          {{0, +, 3}_1, +, 2}_2 ({0, +, 1}_x, {0, +, 1}_y)
2520       */
2521       analyze_subscript_affine_affine (chrec_a, chrec_b,
2522                                        overlaps_a, overlaps_b, last_conflicts);
2523
2524       if (CF_NOT_KNOWN_P (*overlaps_a)
2525           || CF_NOT_KNOWN_P (*overlaps_b))
2526         dependence_stats.num_miv_unimplemented++;
2527       else if (CF_NO_DEPENDENCE_P (*overlaps_a)
2528                || CF_NO_DEPENDENCE_P (*overlaps_b))
2529         dependence_stats.num_miv_independent++;
2530       else
2531         dependence_stats.num_miv_dependent++;
2532     }
2533
2534   else
2535     {
2536       /* When the analysis is too difficult, answer "don't know".  */
2537       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2538         fprintf (dump_file, "analyze_miv_subscript test failed: unimplemented.\n");
2539
2540       *overlaps_a = conflict_fn_not_known ();
2541       *overlaps_b = conflict_fn_not_known ();
2542       *last_conflicts = chrec_dont_know;
2543       dependence_stats.num_miv_unimplemented++;
2544     }
2545
2546   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2547     fprintf (dump_file, ")\n");
2548 }
2549
2550 /* Determines the iterations for which CHREC_A is equal to CHREC_B in
2551    with respect to LOOP_NEST.  OVERLAP_ITERATIONS_A and
2552    OVERLAP_ITERATIONS_B are initialized with two functions that
2553    describe the iterations that contain conflicting elements.
2554
2555    Remark: For an integer k >= 0, the following equality is true:
2556
2557    CHREC_A (OVERLAP_ITERATIONS_A (k)) == CHREC_B (OVERLAP_ITERATIONS_B (k)).
2558 */
2559
2560 static void
2561 analyze_overlapping_iterations (tree chrec_a,
2562                                 tree chrec_b,
2563                                 conflict_function **overlap_iterations_a,
2564                                 conflict_function **overlap_iterations_b,
2565                                 tree *last_conflicts, struct loop *loop_nest)
2566 {
2567   unsigned int lnn = loop_nest->num;
2568
2569   dependence_stats.num_subscript_tests++;
2570
2571   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2572     {
2573       fprintf (dump_file, "(analyze_overlapping_iterations \n");
2574       fprintf (dump_file, "  (chrec_a = ");
2575       print_generic_expr (dump_file, chrec_a, 0);
2576       fprintf (dump_file, ")\n  (chrec_b = ");
2577       print_generic_expr (dump_file, chrec_b, 0);
2578       fprintf (dump_file, ")\n");
2579     }
2580
2581   if (chrec_a == NULL_TREE
2582       || chrec_b == NULL_TREE
2583       || chrec_contains_undetermined (chrec_a)
2584       || chrec_contains_undetermined (chrec_b))
2585     {
2586       dependence_stats.num_subscript_undetermined++;
2587
2588       *overlap_iterations_a = conflict_fn_not_known ();
2589       *overlap_iterations_b = conflict_fn_not_known ();
2590     }
2591
2592   /* If they are the same chrec, and are affine, they overlap
2593      on every iteration.  */
2594   else if (eq_evolutions_p (chrec_a, chrec_b)
2595            && evolution_function_is_affine_multivariate_p (chrec_a, lnn))
2596     {
2597       dependence_stats.num_same_subscript_function++;
2598       *overlap_iterations_a = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
2599       *overlap_iterations_b = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
2600       *last_conflicts = chrec_dont_know;
2601     }
2602
2603   /* If they aren't the same, and aren't affine, we can't do anything
2604      yet. */
2605   else if ((chrec_contains_symbols (chrec_a)
2606             || chrec_contains_symbols (chrec_b))
2607            && (!evolution_function_is_affine_multivariate_p (chrec_a, lnn)
2608                || !evolution_function_is_affine_multivariate_p (chrec_b, lnn)))
2609     {
2610       dependence_stats.num_subscript_undetermined++;
2611       *overlap_iterations_a = conflict_fn_not_known ();
2612       *overlap_iterations_b = conflict_fn_not_known ();
2613     }
2614
2615   else if (ziv_subscript_p (chrec_a, chrec_b))
2616     analyze_ziv_subscript (chrec_a, chrec_b,
2617                            overlap_iterations_a, overlap_iterations_b,
2618                            last_conflicts);
2619
2620   else if (siv_subscript_p (chrec_a, chrec_b))
2621     analyze_siv_subscript (chrec_a, chrec_b,
2622                            overlap_iterations_a, overlap_iterations_b,
2623                            last_conflicts);
2624
2625   else
2626     analyze_miv_subscript (chrec_a, chrec_b,
2627                            overlap_iterations_a, overlap_iterations_b,
2628                            last_conflicts, loop_nest);
2629
2630   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2631     {
2632       fprintf (dump_file, "  (overlap_iterations_a = ");
2633       dump_conflict_function (dump_file, *overlap_iterations_a);
2634       fprintf (dump_file, ")\n  (overlap_iterations_b = ");
2635       dump_conflict_function (dump_file, *overlap_iterations_b);
2636       fprintf (dump_file, ")\n");
2637       fprintf (dump_file, ")\n");
2638     }
2639 }
2640
2641 /* Helper function for uniquely inserting distance vectors.  */
2642
2643 static void
2644 save_dist_v (struct data_dependence_relation *ddr, lambda_vector dist_v)
2645 {
2646   unsigned i;
2647   lambda_vector v;
2648
2649   for (i = 0; VEC_iterate (lambda_vector, DDR_DIST_VECTS (ddr), i, v); i++)
2650     if (lambda_vector_equal (v, dist_v, DDR_NB_LOOPS (ddr)))
2651       return;
2652
2653   VEC_safe_push (lambda_vector, heap, DDR_DIST_VECTS (ddr), dist_v);
2654 }
2655
2656 /* Helper function for uniquely inserting direction vectors.  */
2657
2658 static void
2659 save_dir_v (struct data_dependence_relation *ddr, lambda_vector dir_v)
2660 {
2661   unsigned i;
2662   lambda_vector v;
2663
2664   for (i = 0; VEC_iterate (lambda_vector, DDR_DIR_VECTS (ddr), i, v); i++)
2665     if (lambda_vector_equal (v, dir_v, DDR_NB_LOOPS (ddr)))
2666       return;
2667
2668   VEC_safe_push (lambda_vector, heap, DDR_DIR_VECTS (ddr), dir_v);
2669 }
2670
2671 /* Add a distance of 1 on all the loops outer than INDEX.  If we
2672    haven't yet determined a distance for this outer loop, push a new
2673    distance vector composed of the previous distance, and a distance
2674    of 1 for this outer loop.  Example:
2675
2676    | loop_1
2677    |   loop_2
2678    |     A[10]
2679    |   endloop_2
2680    | endloop_1
2681
2682    Saved vectors are of the form (dist_in_1, dist_in_2).  First, we
2683    save (0, 1), then we have to save (1, 0).  */
2684
2685 static void
2686 add_outer_distances (struct data_dependence_relation *ddr,
2687                      lambda_vector dist_v, int index)
2688 {
2689   /* For each outer loop where init_v is not set, the accesses are
2690      in dependence of distance 1 in the loop.  */
2691   while (--index >= 0)
2692     {
2693       lambda_vector save_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
2694       lambda_vector_copy (dist_v, save_v, DDR_NB_LOOPS (ddr));
2695       save_v[index] = 1;
2696       save_dist_v (ddr, save_v);
2697     }
2698 }
2699
2700 /* Return false when fail to represent the data dependence as a
2701    distance vector.  INIT_B is set to true when a component has been
2702    added to the distance vector DIST_V.  INDEX_CARRY is then set to
2703    the index in DIST_V that carries the dependence.  */
2704
2705 static bool
2706 build_classic_dist_vector_1 (struct data_dependence_relation *ddr,
2707                              struct data_reference *ddr_a,
2708                              struct data_reference *ddr_b,
2709                              lambda_vector dist_v, bool *init_b,
2710                              int *index_carry)
2711 {
2712   unsigned i;
2713   lambda_vector init_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
2714
2715   for (i = 0; i < DDR_NUM_SUBSCRIPTS (ddr); i++)
2716     {
2717       tree access_fn_a, access_fn_b;
2718       struct subscript *subscript = DDR_SUBSCRIPT (ddr, i);
2719
2720       if (chrec_contains_undetermined (SUB_DISTANCE (subscript)))
2721         {
2722           non_affine_dependence_relation (ddr);
2723           return false;
2724         }
2725
2726       access_fn_a = DR_ACCESS_FN (ddr_a, i);
2727       access_fn_b = DR_ACCESS_FN (ddr_b, i);
2728
2729       if (TREE_CODE (access_fn_a) == POLYNOMIAL_CHREC
2730           && TREE_CODE (access_fn_b) == POLYNOMIAL_CHREC)
2731         {
2732           int dist, index;
2733           int index_a = index_in_loop_nest (CHREC_VARIABLE (access_fn_a),
2734                                             DDR_LOOP_NEST (ddr));
2735           int index_b = index_in_loop_nest (CHREC_VARIABLE (access_fn_b),
2736                                             DDR_LOOP_NEST (ddr));
2737
2738           /* The dependence is carried by the outermost loop.  Example:
2739              | loop_1
2740              |   A[{4, +, 1}_1]
2741              |   loop_2
2742              |     A[{5, +, 1}_2]
2743              |   endloop_2
2744              | endloop_1
2745              In this case, the dependence is carried by loop_1.  */
2746           index = index_a < index_b ? index_a : index_b;
2747           *index_carry = MIN (index, *index_carry);
2748
2749           if (chrec_contains_undetermined (SUB_DISTANCE (subscript)))
2750             {
2751               non_affine_dependence_relation (ddr);
2752               return false;
2753             }
2754
2755           dist = int_cst_value (SUB_DISTANCE (subscript));
2756
2757           /* This is the subscript coupling test.  If we have already
2758              recorded a distance for this loop (a distance coming from
2759              another subscript), it should be the same.  For example,
2760              in the following code, there is no dependence:
2761
2762              | loop i = 0, N, 1
2763              |   T[i+1][i] = ...
2764              |   ... = T[i][i]
2765              | endloop
2766           */
2767           if (init_v[index] != 0 && dist_v[index] != dist)
2768             {
2769               finalize_ddr_dependent (ddr, chrec_known);
2770               return false;
2771             }
2772
2773           dist_v[index] = dist;
2774           init_v[index] = 1;
2775           *init_b = true;
2776         }
2777       else if (!operand_equal_p (access_fn_a, access_fn_b, 0))
2778         {
2779           /* This can be for example an affine vs. constant dependence
2780              (T[i] vs. T[3]) that is not an affine dependence and is
2781              not representable as a distance vector.  */
2782           non_affine_dependence_relation (ddr);
2783           return false;
2784         }
2785     }
2786
2787   return true;
2788 }
2789
2790 /* Return true when the DDR contains two data references that have the
2791    same access functions.  */
2792
2793 static bool
2794 same_access_functions (const struct data_dependence_relation *ddr)
2795 {
2796   unsigned i;
2797
2798   for (i = 0; i < DDR_NUM_SUBSCRIPTS (ddr); i++)
2799     if (!eq_evolutions_p (DR_ACCESS_FN (DDR_A (ddr), i),
2800                           DR_ACCESS_FN (DDR_B (ddr), i)))
2801       return false;
2802
2803   return true;
2804 }
2805
2806 /* Return true when the DDR contains only constant access functions.  */
2807
2808 static bool
2809 constant_access_functions (const struct data_dependence_relation *ddr)
2810 {
2811   unsigned i;
2812
2813   for (i = 0; i < DDR_NUM_SUBSCRIPTS (ddr); i++)
2814     if (!evolution_function_is_constant_p (DR_ACCESS_FN (DDR_A (ddr), i))
2815         || !evolution_function_is_constant_p (DR_ACCESS_FN (DDR_B (ddr), i)))
2816       return false;
2817
2818   return true;
2819 }
2820
2821 /* Helper function for the case where DDR_A and DDR_B are the same
2822    multivariate access function with a constant step.  For an example
2823    see pr34635-1.c.  */
2824
2825 static void
2826 add_multivariate_self_dist (struct data_dependence_relation *ddr, tree c_2)
2827 {
2828   int x_1, x_2;
2829   tree c_1 = CHREC_LEFT (c_2);
2830   tree c_0 = CHREC_LEFT (c_1);
2831   lambda_vector dist_v;
2832   int v1, v2, cd;
2833
2834   /* Polynomials with more than 2 variables are not handled yet.  When
2835      the evolution steps are parameters, it is not possible to
2836      represent the dependence using classical distance vectors.  */
2837   if (TREE_CODE (c_0) != INTEGER_CST
2838       || TREE_CODE (CHREC_RIGHT (c_1)) != INTEGER_CST
2839       || TREE_CODE (CHREC_RIGHT (c_2)) != INTEGER_CST)
2840     {
2841       DDR_AFFINE_P (ddr) = false;
2842       return;
2843     }
2844
2845   x_2 = index_in_loop_nest (CHREC_VARIABLE (c_2), DDR_LOOP_NEST (ddr));
2846   x_1 = index_in_loop_nest (CHREC_VARIABLE (c_1), DDR_LOOP_NEST (ddr));
2847
2848   /* For "{{0, +, 2}_1, +, 3}_2" the distance vector is (3, -2).  */
2849   dist_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
2850   v1 = int_cst_value (CHREC_RIGHT (c_1));
2851   v2 = int_cst_value (CHREC_RIGHT (c_2));
2852   cd = gcd (v1, v2);
2853   v1 /= cd;
2854   v2 /= cd;
2855
2856   if (v2 < 0)
2857     {
2858       v2 = -v2;
2859       v1 = -v1;
2860     }
2861
2862   dist_v[x_1] = v2;
2863   dist_v[x_2] = -v1;
2864   save_dist_v (ddr, dist_v);
2865
2866   add_outer_distances (ddr, dist_v, x_1);
2867 }
2868
2869 /* Helper function for the case where DDR_A and DDR_B are the same
2870    access functions.  */
2871
2872 static void
2873 add_other_self_distances (struct data_dependence_relation *ddr)
2874 {
2875   lambda_vector dist_v;
2876   unsigned i;
2877   int index_carry = DDR_NB_LOOPS (ddr);
2878
2879   for (i = 0; i < DDR_NUM_SUBSCRIPTS (ddr); i++)
2880     {
2881       tree access_fun = DR_ACCESS_FN (DDR_A (ddr), i);
2882
2883       if (TREE_CODE (access_fun) == POLYNOMIAL_CHREC)
2884         {
2885           if (!evolution_function_is_univariate_p (access_fun))
2886             {
2887               if (DDR_NUM_SUBSCRIPTS (ddr) != 1)
2888                 {
2889                   DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) = chrec_dont_know;
2890                   return;
2891                 }
2892
2893               access_fun = DR_ACCESS_FN (DDR_A (ddr), 0);
2894
2895               if (TREE_CODE (CHREC_LEFT (access_fun)) == POLYNOMIAL_CHREC)
2896                 add_multivariate_self_dist (ddr, access_fun);
2897               else
2898                 /* The evolution step is not constant: it varies in
2899                    the outer loop, so this cannot be represented by a
2900                    distance vector.  For example in pr34635.c the
2901                    evolution is {0, +, {0, +, 4}_1}_2.  */
2902                 DDR_AFFINE_P (ddr) = false;
2903
2904               return;
2905             }
2906
2907           index_carry = MIN (index_carry,
2908                              index_in_loop_nest (CHREC_VARIABLE (access_fun),
2909                                                  DDR_LOOP_NEST (ddr)));
2910         }
2911     }
2912
2913   dist_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
2914   add_outer_distances (ddr, dist_v, index_carry);
2915 }
2916
2917 static void
2918 insert_innermost_unit_dist_vector (struct data_dependence_relation *ddr)
2919 {
2920   lambda_vector dist_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
2921
2922   dist_v[DDR_INNER_LOOP (ddr)] = 1;
2923   save_dist_v (ddr, dist_v);
2924 }
2925
2926 /* Adds a unit distance vector to DDR when there is a 0 overlap.  This
2927    is the case for example when access functions are the same and
2928    equal to a constant, as in:
2929
2930    | loop_1
2931    |   A[3] = ...
2932    |   ... = A[3]
2933    | endloop_1
2934
2935    in which case the distance vectors are (0) and (1).  */
2936
2937 static void
2938 add_distance_for_zero_overlaps (struct data_dependence_relation *ddr)
2939 {
2940   unsigned i, j;
2941
2942   for (i = 0; i < DDR_NUM_SUBSCRIPTS (ddr); i++)
2943     {
2944       subscript_p sub = DDR_SUBSCRIPT (ddr, i);
2945       conflict_function *ca = SUB_CONFLICTS_IN_A (sub);
2946       conflict_function *cb = SUB_CONFLICTS_IN_B (sub);
2947
2948       for (j = 0; j < ca->n; j++)
2949         if (affine_function_zero_p (ca->fns[j]))
2950           {
2951             insert_innermost_unit_dist_vector (ddr);
2952             return;
2953           }
2954
2955       for (j = 0; j < cb->n; j++)
2956         if (affine_function_zero_p (cb->fns[j]))
2957           {
2958             insert_innermost_unit_dist_vector (ddr);
2959             return;
2960           }
2961     }
2962 }
2963
2964 /* Compute the classic per loop distance vector.  DDR is the data
2965    dependence relation to build a vector from.  Return false when fail
2966    to represent the data dependence as a distance vector.  */
2967
2968 static bool
2969 build_classic_dist_vector (struct data_dependence_relation *ddr,
2970                            struct loop *loop_nest)
2971 {
2972   bool init_b = false;
2973   int index_carry = DDR_NB_LOOPS (ddr);
2974   lambda_vector dist_v;
2975
2976   if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) != NULL_TREE)
2977     return false;
2978
2979   if (same_access_functions (ddr))
2980     {
2981       /* Save the 0 vector.  */
2982       dist_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
2983       save_dist_v (ddr, dist_v);
2984
2985       if (constant_access_functions (ddr))
2986         add_distance_for_zero_overlaps (ddr);
2987
2988       if (DDR_NB_LOOPS (ddr) > 1)
2989         add_other_self_distances (ddr);
2990
2991       return true;
2992     }
2993
2994   dist_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
2995   if (!build_classic_dist_vector_1 (ddr, DDR_A (ddr), DDR_B (ddr),
2996                                     dist_v, &init_b, &index_carry))
2997     return false;
2998
2999   /* Save the distance vector if we initialized one.  */
3000   if (init_b)
3001     {
3002       /* Verify a basic constraint: classic distance vectors should
3003          always be lexicographically positive.
3004
3005          Data references are collected in the order of execution of
3006          the program, thus for the following loop
3007
3008          | for (i = 1; i < 100; i++)
3009          |   for (j = 1; j < 100; j++)
3010          |     {
3011          |       t = T[j+1][i-1];  // A
3012          |       T[j][i] = t + 2;  // B
3013          |     }
3014
3015          references are collected following the direction of the wind:
3016          A then B.  The data dependence tests are performed also
3017          following this order, such that we're looking at the distance
3018          separating the elements accessed by A from the elements later
3019          accessed by B.  But in this example, the distance returned by
3020          test_dep (A, B) is lexicographically negative (-1, 1), that
3021          means that the access A occurs later than B with respect to
3022          the outer loop, ie. we're actually looking upwind.  In this
3023          case we solve test_dep (B, A) looking downwind to the
3024          lexicographically positive solution, that returns the
3025          distance vector (1, -1).  */
3026       if (!lambda_vector_lexico_pos (dist_v, DDR_NB_LOOPS (ddr)))
3027         {
3028           lambda_vector save_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
3029           if (!subscript_dependence_tester_1 (ddr, DDR_B (ddr), DDR_A (ddr),
3030                                               loop_nest))
3031             return false;
3032           compute_subscript_distance (ddr);
3033           if (!build_classic_dist_vector_1 (ddr, DDR_B (ddr), DDR_A (ddr),
3034                                             save_v, &init_b, &index_carry))
3035             return false;
3036           save_dist_v (ddr, save_v);
3037           DDR_REVERSED_P (ddr) = true;
3038
3039           /* In this case there is a dependence forward for all the
3040              outer loops:
3041
3042              | for (k = 1; k < 100; k++)
3043              |  for (i = 1; i < 100; i++)
3044              |   for (j = 1; j < 100; j++)
3045              |     {
3046              |       t = T[j+1][i-1];  // A
3047              |       T[j][i] = t + 2;  // B
3048              |     }
3049
3050              the vectors are:
3051              (0,  1, -1)
3052              (1,  1, -1)
3053              (1, -1,  1)
3054           */
3055           if (DDR_NB_LOOPS (ddr) > 1)
3056             {
3057               add_outer_distances (ddr, save_v, index_carry);
3058               add_outer_distances (ddr, dist_v, index_carry);
3059             }
3060         }
3061       else
3062         {
3063           lambda_vector save_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
3064           lambda_vector_copy (dist_v, save_v, DDR_NB_LOOPS (ddr));
3065
3066           if (DDR_NB_LOOPS (ddr) > 1)
3067             {
3068               lambda_vector opposite_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
3069
3070               if (!subscript_dependence_tester_1 (ddr, DDR_B (ddr),
3071                                                   DDR_A (ddr), loop_nest))
3072                 return false;
3073               compute_subscript_distance (ddr);
3074               if (!build_classic_dist_vector_1 (ddr, DDR_B (ddr), DDR_A (ddr),
3075                                                 opposite_v, &init_b,
3076                                                 &index_carry))
3077                 return false;
3078
3079               save_dist_v (ddr, save_v);
3080               add_outer_distances (ddr, dist_v, index_carry);
3081               add_outer_distances (ddr, opposite_v, index_carry);
3082             }
3083           else
3084             save_dist_v (ddr, save_v);
3085         }
3086     }
3087   else
3088     {
3089       /* There is a distance of 1 on all the outer loops: Example:
3090          there is a dependence of distance 1 on loop_1 for the array A.
3091
3092          | loop_1
3093          |   A[5] = ...
3094          | endloop
3095       */
3096       add_outer_distances (ddr, dist_v,
3097                            lambda_vector_first_nz (dist_v,
3098                                                    DDR_NB_LOOPS (ddr), 0));
3099     }
3100
3101   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3102     {
3103       unsigned i;
3104
3105       fprintf (dump_file, "(build_classic_dist_vector\n");
3106       for (i = 0; i < DDR_NUM_DIST_VECTS (ddr); i++)
3107         {
3108           fprintf (dump_file, "  dist_vector = (");
3109           print_lambda_vector (dump_file, DDR_DIST_VECT (ddr, i),
3110                                DDR_NB_LOOPS (ddr));
3111           fprintf (dump_file, "  )\n");
3112         }
3113       fprintf (dump_file, ")\n");
3114     }
3115
3116   return true;
3117 }
3118
3119 /* Return the direction for a given distance.
3120    FIXME: Computing dir this way is suboptimal, since dir can catch
3121    cases that dist is unable to represent.  */
3122
3123 static inline enum data_dependence_direction
3124 dir_from_dist (int dist)
3125 {
3126   if (dist > 0)
3127     return dir_positive;
3128   else if (dist < 0)
3129     return dir_negative;
3130   else
3131     return dir_equal;
3132 }
3133
3134 /* Compute the classic per loop direction vector.  DDR is the data
3135    dependence relation to build a vector from.  */
3136
3137 static void
3138 build_classic_dir_vector (struct data_dependence_relation *ddr)
3139 {
3140   unsigned i, j;
3141   lambda_vector dist_v;
3142
3143   for (i = 0; VEC_iterate (lambda_vector, DDR_DIST_VECTS (ddr), i, dist_v); i++)
3144     {
3145       lambda_vector dir_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
3146
3147       for (j = 0; j < DDR_NB_LOOPS (ddr); j++)
3148         dir_v[j] = dir_from_dist (dist_v[j]);
3149
3150       save_dir_v (ddr, dir_v);
3151     }
3152 }
3153
3154 /* Helper function.  Returns true when there is a dependence between
3155    data references DRA and DRB.  */
3156
3157 static bool
3158 subscript_dependence_tester_1 (struct data_dependence_relation *ddr,
3159                                struct data_reference *dra,
3160                                struct data_reference *drb,
3161                                struct loop *loop_nest)
3162 {
3163   unsigned int i;
3164   tree last_conflicts;
3165   struct subscript *subscript;
3166
3167   for (i = 0; VEC_iterate (subscript_p, DDR_SUBSCRIPTS (ddr), i, subscript);
3168        i++)
3169     {
3170       conflict_function *overlaps_a, *overlaps_b;
3171
3172       analyze_overlapping_iterations (DR_ACCESS_FN (dra, i),
3173                                       DR_ACCESS_FN (drb, i),
3174                                       &overlaps_a, &overlaps_b,
3175                                       &last_conflicts, loop_nest);
3176
3177       if (CF_NOT_KNOWN_P (overlaps_a)
3178           || CF_NOT_KNOWN_P (overlaps_b))
3179         {
3180           finalize_ddr_dependent (ddr, chrec_dont_know);
3181           dependence_stats.num_dependence_undetermined++;
3182           free_conflict_function (overlaps_a);
3183           free_conflict_function (overlaps_b);
3184           return false;
3185         }
3186
3187       else if (CF_NO_DEPENDENCE_P (overlaps_a)
3188                || CF_NO_DEPENDENCE_P (overlaps_b))
3189         {
3190           finalize_ddr_dependent (ddr, chrec_known);
3191           dependence_stats.num_dependence_independent++;
3192           free_conflict_function (overlaps_a);
3193           free_conflict_function (overlaps_b);
3194           return false;
3195         }
3196
3197       else
3198         {
3199           if (SUB_CONFLICTS_IN_A (subscript))
3200             free_conflict_function (SUB_CONFLICTS_IN_A (subscript));
3201           if (SUB_CONFLICTS_IN_B (subscript))
3202             free_conflict_function (SUB_CONFLICTS_IN_B (subscript));
3203
3204           SUB_CONFLICTS_IN_A (subscript) = overlaps_a;
3205           SUB_CONFLICTS_IN_B (subscript) = overlaps_b;
3206           SUB_LAST_CONFLICT (subscript) = last_conflicts;
3207         }
3208     }
3209
3210   return true;
3211 }
3212
3213 /* Computes the conflicting iterations in LOOP_NEST, and initialize DDR.  */
3214
3215 static void
3216 subscript_dependence_tester (struct data_dependence_relation *ddr,
3217                              struct loop *loop_nest)
3218 {
3219
3220   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3221     fprintf (dump_file, "(subscript_dependence_tester \n");
3222
3223   if (subscript_dependence_tester_1 (ddr, DDR_A (ddr), DDR_B (ddr), loop_nest))
3224     dependence_stats.num_dependence_dependent++;
3225
3226   compute_subscript_distance (ddr);
3227   if (build_classic_dist_vector (ddr, loop_nest))
3228     build_classic_dir_vector (ddr);
3229
3230   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3231     fprintf (dump_file, ")\n");
3232 }
3233
3234 /* Returns true when all the access functions of A are affine or
3235    constant with respect to LOOP_NEST.  */
3236
3237 static bool
3238 access_functions_are_affine_or_constant_p (const struct data_reference *a,
3239                                            const struct loop *loop_nest)
3240 {
3241   unsigned int i;
3242   VEC(tree,heap) *fns = DR_ACCESS_FNS (a);
3243   tree t;
3244
3245   for (i = 0; VEC_iterate (tree, fns, i, t); i++)
3246     if (!evolution_function_is_invariant_p (t, loop_nest->num)
3247         && !evolution_function_is_affine_multivariate_p (t, loop_nest->num))
3248       return false;
3249
3250   return true;
3251 }
3252
3253 /* Initializes an equation for an OMEGA problem using the information
3254    contained in the ACCESS_FUN.  Returns true when the operation
3255    succeeded.
3256
3257    PB is the omega constraint system.
3258    EQ is the number of the equation to be initialized.
3259    OFFSET is used for shifting the variables names in the constraints:
3260    a constrain is composed of 2 * the number of variables surrounding
3261    dependence accesses.  OFFSET is set either to 0 for the first n variables,
3262    then it is set to n.
3263    ACCESS_FUN is expected to be an affine chrec.  */
3264
3265 static bool
3266 init_omega_eq_with_af (omega_pb pb, unsigned eq,
3267                        unsigned int offset, tree access_fun,
3268                        struct data_dependence_relation *ddr)
3269 {
3270   switch (TREE_CODE (access_fun))
3271     {
3272     case POLYNOMIAL_CHREC:
3273       {
3274         tree left = CHREC_LEFT (access_fun);
3275         tree right = CHREC_RIGHT (access_fun);
3276         int var = CHREC_VARIABLE (access_fun);
3277         unsigned var_idx;
3278
3279         if (TREE_CODE (right) != INTEGER_CST)
3280           return false;
3281
3282         var_idx = index_in_loop_nest (var, DDR_LOOP_NEST (ddr));
3283         pb->eqs[eq].coef[offset + var_idx + 1] = int_cst_value (right);
3284
3285         /* Compute the innermost loop index.  */
3286         DDR_INNER_LOOP (ddr) = MAX (DDR_INNER_LOOP (ddr), var_idx);
3287
3288         if (offset == 0)
3289           pb->eqs[eq].coef[var_idx + DDR_NB_LOOPS (ddr) + 1]
3290             += int_cst_value (right);
3291
3292         switch (TREE_CODE (left))
3293           {
3294           case POLYNOMIAL_CHREC:
3295             return init_omega_eq_with_af (pb, eq, offset, left, ddr);
3296
3297           case INTEGER_CST:
3298             pb->eqs[eq].coef[0] += int_cst_value (left);
3299             return true;
3300
3301           default:
3302             return false;
3303           }
3304       }
3305
3306     case INTEGER_CST:
3307       pb->eqs[eq].coef[0] += int_cst_value (access_fun);
3308       return true;
3309
3310     default:
3311       return false;
3312     }
3313 }
3314
3315 /* As explained in the comments preceding init_omega_for_ddr, we have
3316    to set up a system for each loop level, setting outer loops
3317    variation to zero, and current loop variation to positive or zero.
3318    Save each lexico positive distance vector.  */
3319
3320 static void
3321 omega_extract_distance_vectors (omega_pb pb,
3322                                 struct data_dependence_relation *ddr)
3323 {
3324   int eq, geq;
3325   unsigned i, j;
3326   struct loop *loopi, *loopj;
3327   enum omega_result res;
3328
3329   /* Set a new problem for each loop in the nest.  The basis is the
3330      problem that we have initialized until now.  On top of this we
3331      add new constraints.  */
3332   for (i = 0; i <= DDR_INNER_LOOP (ddr)
3333          && VEC_iterate (loop_p, DDR_LOOP_NEST (ddr), i, loopi); i++)
3334     {
3335       int dist = 0;
3336       omega_pb copy = omega_alloc_problem (2 * DDR_NB_LOOPS (ddr),
3337                                            DDR_NB_LOOPS (ddr));
3338
3339       omega_copy_problem (copy, pb);
3340
3341       /* For all the outer loops "loop_j", add "dj = 0".  */
3342       for (j = 0;
3343            j < i && VEC_iterate (loop_p, DDR_LOOP_NEST (ddr), j, loopj); j++)
3344         {
3345           eq = omega_add_zero_eq (copy, omega_black);
3346           copy->eqs[eq].coef[j + 1] = 1;
3347         }
3348
3349       /* For "loop_i", add "0 <= di".  */
3350       geq = omega_add_zero_geq (copy, omega_black);
3351       copy->geqs[geq].coef[i + 1] = 1;
3352
3353       /* Reduce the constraint system, and test that the current
3354          problem is feasible.  */
3355       res = omega_simplify_problem (copy);
3356       if (res == omega_false
3357           || res == omega_unknown
3358           || copy->num_geqs > (int) DDR_NB_LOOPS (ddr))
3359         goto next_problem;
3360
3361       for (eq = 0; eq < copy->num_subs; eq++)
3362         if (copy->subs[eq].key == (int) i + 1)
3363           {
3364             dist = copy->subs[eq].coef[0];
3365             goto found_dist;
3366           }
3367
3368       if (dist == 0)
3369         {
3370           /* Reinitialize problem...  */
3371           omega_copy_problem (copy, pb);
3372           for (j = 0;
3373                j < i && VEC_iterate (loop_p, DDR_LOOP_NEST (ddr), j, loopj); j++)
3374             {
3375               eq = omega_add_zero_eq (copy, omega_black);
3376               copy->eqs[eq].coef[j + 1] = 1;
3377             }
3378
3379           /* ..., but this time "di = 1".  */
3380           eq = omega_add_zero_eq (copy, omega_black);
3381           copy->eqs[eq].coef[i + 1] = 1;
3382           copy->eqs[eq].coef[0] = -1;
3383
3384           res = omega_simplify_problem (copy);
3385           if (res == omega_false
3386               || res == omega_unknown
3387               || copy->num_geqs > (int) DDR_NB_LOOPS (ddr))
3388             goto next_problem;
3389
3390           for (eq = 0; eq < copy->num_subs; eq++)
3391             if (copy->subs[eq].key == (int) i + 1)
3392               {
3393                 dist = copy->subs[eq].coef[0];
3394                 goto found_dist;
3395               }
3396         }
3397
3398     found_dist:;
3399       /* Save the lexicographically positive distance vector.  */
3400       if (dist >= 0)
3401         {
3402           lambda_vector dist_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
3403           lambda_vector dir_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
3404
3405           dist_v[i] = dist;
3406
3407           for (eq = 0; eq < copy->num_subs; eq++)
3408             if (copy->subs[eq].key > 0)
3409               {
3410                 dist = copy->subs[eq].coef[0];
3411                 dist_v[copy->subs[eq].key - 1] = dist;
3412               }
3413
3414           for (j = 0; j < DDR_NB_LOOPS (ddr); j++)
3415             dir_v[j] = dir_from_dist (dist_v[j]);
3416
3417           save_dist_v (ddr, dist_v);
3418           save_dir_v (ddr, dir_v);
3419         }
3420
3421     next_problem:;
3422       omega_free_problem (copy);
3423     }
3424 }
3425
3426 /* This is called for each subscript of a tuple of data references:
3427    insert an equality for representing the conflicts.  */
3428
3429 static bool
3430 omega_setup_subscript (tree access_fun_a, tree access_fun_b,
3431                        struct data_dependence_relation *ddr,
3432                        omega_pb pb, bool *maybe_dependent)
3433 {
3434   int eq;
3435   tree type = signed_type_for_types (TREE_TYPE (access_fun_a),
3436                                      TREE_TYPE (access_fun_b));
3437   tree fun_a = chrec_convert (type, access_fun_a, NULL_TREE);
3438   tree fun_b = chrec_convert (type, access_fun_b, NULL_TREE);
3439   tree difference = chrec_fold_minus (type, fun_a, fun_b);
3440
3441   /* When the fun_a - fun_b is not constant, the dependence is not
3442      captured by the classic distance vector representation.  */
3443   if (TREE_CODE (difference) != INTEGER_CST)
3444     return false;
3445
3446   /* ZIV test.  */
3447   if (ziv_subscript_p (fun_a, fun_b) && !integer_zerop (difference))
3448     {
3449       /* There is no dependence.  */
3450       *maybe_dependent = false;
3451       return true;
3452     }
3453
3454   fun_b = chrec_fold_multiply (type, fun_b, integer_minus_one_node);
3455
3456   eq = omega_add_zero_eq (pb, omega_black);
3457   if (!init_omega_eq_with_af (pb, eq, DDR_NB_LOOPS (ddr), fun_a, ddr)
3458       || !init_omega_eq_with_af (pb, eq, 0, fun_b, ddr))
3459     /* There is probably a dependence, but the system of
3460        constraints cannot be built: answer "don't know".  */
3461     return false;
3462
3463   /* GCD test.  */
3464   if (DDR_NB_LOOPS (ddr) != 0 && pb->eqs[eq].coef[0]
3465       && !int_divides_p (lambda_vector_gcd
3466                          ((lambda_vector) &(pb->eqs[eq].coef[1]),
3467                           2 * DDR_NB_LOOPS (ddr)),
3468                          pb->eqs[eq].coef[0]))
3469     {
3470       /* There is no dependence.  */
3471       *maybe_dependent = false;
3472       return true;
3473     }
3474
3475   return true;
3476 }
3477
3478 /* Helper function, same as init_omega_for_ddr but specialized for
3479    data references A and B.  */
3480
3481 static bool
3482 init_omega_for_ddr_1 (struct data_reference *dra, struct data_reference *drb,
3483                       struct data_dependence_relation *ddr,
3484                       omega_pb pb, bool *maybe_dependent)
3485 {
3486   unsigned i;
3487   int ineq;
3488   struct loop *loopi;
3489   unsigned nb_loops = DDR_NB_LOOPS (ddr);
3490
3491   /* Insert an equality per subscript.  */
3492   for (i = 0; i < DDR_NUM_SUBSCRIPTS (ddr); i++)
3493     {
3494       if (!omega_setup_subscript (DR_ACCESS_FN (dra, i), DR_ACCESS_FN (drb, i),
3495                                   ddr, pb, maybe_dependent))
3496         return false;
3497       else if (*maybe_dependent == false)
3498         {
3499           /* There is no dependence.  */
3500           DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) = chrec_known;
3501           return true;
3502         }
3503     }
3504
3505   /* Insert inequalities: constraints corresponding to the iteration
3506      domain, i.e. the loops surrounding the references "loop_x" and
3507      the distance variables "dx".  The layout of the OMEGA
3508      representation is as follows:
3509      - coef[0] is the constant
3510      - coef[1..nb_loops] are the protected variables that will not be
3511      removed by the solver: the "dx"
3512      - coef[nb_loops + 1, 2*nb_loops] are the loop variables: "loop_x".
3513   */
3514   for (i = 0; i <= DDR_INNER_LOOP (ddr)
3515          && VEC_iterate (loop_p, DDR_LOOP_NEST (ddr), i, loopi); i++)
3516     {
3517       HOST_WIDE_INT nbi = estimated_loop_iterations_int (loopi, false);
3518
3519       /* 0 <= loop_x */
3520       ineq = omega_add_zero_geq (pb, omega_black);
3521       pb->geqs[ineq].coef[i + nb_loops + 1] = 1;
3522
3523       /* 0 <= loop_x + dx */
3524       ineq = omega_add_zero_geq (pb, omega_black);
3525       pb->geqs[ineq].coef[i + nb_loops + 1] = 1;
3526       pb->geqs[ineq].coef[i + 1] = 1;
3527
3528       if (nbi != -1)
3529         {
3530           /* loop_x <= nb_iters */
3531           ineq = omega_add_zero_geq (pb, omega_black);
3532           pb->geqs[ineq].coef[i + nb_loops + 1] = -1;
3533           pb->geqs[ineq].coef[0] = nbi;
3534
3535           /* loop_x + dx <= nb_iters */
3536           ineq = omega_add_zero_geq (pb, omega_black);
3537           pb->geqs[ineq].coef[i + nb_loops + 1] = -1;
3538           pb->geqs[ineq].coef[i + 1] = -1;
3539           pb->geqs[ineq].coef[0] = nbi;
3540
3541           /* A step "dx" bigger than nb_iters is not feasible, so
3542              add "0 <= nb_iters + dx",  */
3543           ineq = omega_add_zero_geq (pb, omega_black);
3544           pb->geqs[ineq].coef[i + 1] = 1;
3545           pb->geqs[ineq].coef[0] = nbi;
3546           /* and "dx <= nb_iters".  */
3547           ineq = omega_add_zero_geq (pb, omega_black);
3548           pb->geqs[ineq].coef[i + 1] = -1;
3549           pb->geqs[ineq].coef[0] = nbi;
3550         }
3551     }
3552
3553   omega_extract_distance_vectors (pb, ddr);
3554
3555   return true;
3556 }
3557
3558 /* Sets up the Omega dependence problem for the data dependence
3559    relation DDR.  Returns false when the constraint system cannot be
3560    built, ie. when the test answers "don't know".  Returns true
3561    otherwise, and when independence has been proved (using one of the
3562    trivial dependence test), set MAYBE_DEPENDENT to false, otherwise
3563    set MAYBE_DEPENDENT to true.
3564
3565    Example: for setting up the dependence system corresponding to the
3566    conflicting accesses
3567
3568    | loop_i
3569    |   loop_j
3570    |     A[i, i+1] = ...
3571    |     ... A[2*j, 2*(i + j)]
3572    |   endloop_j
3573    | endloop_i
3574
3575    the following constraints come from the iteration domain:
3576
3577    0 <= i <= Ni
3578    0 <= i + di <= Ni
3579    0 <= j <= Nj
3580    0 <= j + dj <= Nj
3581
3582    where di, dj are the distance variables.  The constraints
3583    representing the conflicting elements are:
3584
3585    i = 2 * (j + dj)
3586    i + 1 = 2 * (i + di + j + dj)
3587
3588    For asking that the resulting distance vector (di, dj) be
3589    lexicographically positive, we insert the constraint "di >= 0".  If
3590    "di = 0" in the solution, we fix that component to zero, and we
3591    look at the inner loops: we set a new problem where all the outer
3592    loop distances are zero, and fix this inner component to be
3593    positive.  When one of the components is positive, we save that
3594    distance, and set a new problem where the distance on this loop is
3595    zero, searching for other distances in the inner loops.  Here is
3596    the classic example that illustrates that we have to set for each
3597    inner loop a new problem:
3598
3599    | loop_1
3600    |   loop_2
3601    |     A[10]
3602    |   endloop_2
3603    | endloop_1
3604
3605    we have to save two distances (1, 0) and (0, 1).
3606
3607    Given two array references, refA and refB, we have to set the
3608    dependence problem twice, refA vs. refB and refB vs. refA, and we
3609    cannot do a single test, as refB might occur before refA in the
3610    inner loops, and the contrary when considering outer loops: ex.
3611
3612    | loop_0
3613    |   loop_1
3614    |     loop_2
3615    |       T[{1,+,1}_2][{1,+,1}_1]  // refA
3616    |       T[{2,+,1}_2][{0,+,1}_1]  // refB
3617    |     endloop_2
3618    |   endloop_1
3619    | endloop_0
3620
3621    refB touches the elements in T before refA, and thus for the same
3622    loop_0 refB precedes refA: ie. the distance vector (0, 1, -1)
3623    but for successive loop_0 iterations, we have (1, -1, 1)
3624
3625    The Omega solver expects the distance variables ("di" in the
3626    previous example) to come first in the constraint system (as
3627    variables to be protected, or "safe" variables), the constraint
3628    system is built using the following layout:
3629
3630    "cst | distance vars | index vars".
3631 */
3632
3633 static bool
3634 init_omega_for_ddr (struct data_dependence_relation *ddr,
3635                     bool *maybe_dependent)
3636 {
3637   omega_pb pb;
3638   bool res = false;
3639
3640   *maybe_dependent = true;
3641
3642   if (same_access_functions (ddr))
3643     {
3644       unsigned j;
3645       lambda_vector dir_v;
3646
3647       /* Save the 0 vector.  */
3648       save_dist_v (ddr, lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr)));
3649       dir_v = lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr));
3650       for (j = 0; j < DDR_NB_LOOPS (ddr); j++)
3651         dir_v[j] = dir_equal;
3652       save_dir_v (ddr, dir_v);
3653
3654       /* Save the dependences carried by outer loops.  */
3655       pb = omega_alloc_problem (2 * DDR_NB_LOOPS (ddr), DDR_NB_LOOPS (ddr));
3656       res = init_omega_for_ddr_1 (DDR_A (ddr), DDR_B (ddr), ddr, pb,
3657                                   maybe_dependent);
3658       omega_free_problem (pb);
3659       return res;
3660     }
3661
3662   /* Omega expects the protected variables (those that have to be kept
3663      after elimination) to appear first in the constraint system.
3664      These variables are the distance variables.  In the following
3665      initialization we declare NB_LOOPS safe variables, and the total
3666      number of variables for the constraint system is 2*NB_LOOPS.  */
3667   pb = omega_alloc_problem (2 * DDR_NB_LOOPS (ddr), DDR_NB_LOOPS (ddr));
3668   res = init_omega_for_ddr_1 (DDR_A (ddr), DDR_B (ddr), ddr, pb,
3669                               maybe_dependent);
3670   omega_free_problem (pb);
3671
3672   /* Stop computation if not decidable, or no dependence.  */
3673   if (res == false || *maybe_dependent == false)
3674     return res;
3675
3676   pb = omega_alloc_problem (2 * DDR_NB_LOOPS (ddr), DDR_NB_LOOPS (ddr));
3677   res = init_omega_for_ddr_1 (DDR_B (ddr), DDR_A (ddr), ddr, pb,
3678                               maybe_dependent);
3679   omega_free_problem (pb);
3680
3681   return res;
3682 }
3683
3684 /* Return true when DDR contains the same information as that stored
3685    in DIR_VECTS and in DIST_VECTS, return false otherwise.   */
3686
3687 static bool
3688 ddr_consistent_p (FILE *file,
3689                   struct data_dependence_relation *ddr,
3690                   VEC (lambda_vector, heap) *dist_vects,
3691                   VEC (lambda_vector, heap) *dir_vects)
3692 {
3693   unsigned int i, j;
3694
3695   /* If dump_file is set, output there.  */
3696   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3697     file = dump_file;
3698
3699   if (VEC_length (lambda_vector, dist_vects) != DDR_NUM_DIST_VECTS (ddr))
3700     {
3701       lambda_vector b_dist_v;
3702       fprintf (file, "\n(Number of distance vectors differ: Banerjee has %d, Omega has %d.\n",
3703                VEC_length (lambda_vector, dist_vects),
3704                DDR_NUM_DIST_VECTS (ddr));
3705
3706       fprintf (file, "Banerjee dist vectors:\n");
3707       for (i = 0; VEC_iterate (lambda_vector, dist_vects, i, b_dist_v); i++)
3708         print_lambda_vector (file, b_dist_v, DDR_NB_LOOPS (ddr));
3709
3710       fprintf (file, "Omega dist vectors:\n");
3711       for (i = 0; i < DDR_NUM_DIST_VECTS (ddr); i++)
3712         print_lambda_vector (file, DDR_DIST_VECT (ddr, i), DDR_NB_LOOPS (ddr));
3713
3714       fprintf (file, "data dependence relation:\n");
3715       dump_data_dependence_relation (file, ddr);
3716
3717       fprintf (file, ")\n");
3718       return false;
3719     }
3720
3721   if (VEC_length (lambda_vector, dir_vects) != DDR_NUM_DIR_VECTS (ddr))
3722     {
3723       fprintf (file, "\n(Number of direction vectors differ: Banerjee has %d, Omega has %d.)\n",
3724                VEC_length (lambda_vector, dir_vects),
3725                DDR_NUM_DIR_VECTS (ddr));
3726       return false;
3727     }
3728
3729   for (i = 0; i < DDR_NUM_DIST_VECTS (ddr); i++)
3730     {
3731       lambda_vector a_dist_v;
3732       lambda_vector b_dist_v = DDR_DIST_VECT (ddr, i);
3733
3734       /* Distance vectors are not ordered in the same way in the DDR
3735          and in the DIST_VECTS: search for a matching vector.  */
3736       for (j = 0; VEC_iterate (lambda_vector, dist_vects, j, a_dist_v); j++)
3737         if (lambda_vector_equal (a_dist_v, b_dist_v, DDR_NB_LOOPS (ddr)))
3738           break;
3739
3740       if (j == VEC_length (lambda_vector, dist_vects))
3741         {
3742           fprintf (file, "\n(Dist vectors from the first dependence analyzer:\n");
3743           print_dist_vectors (file, dist_vects, DDR_NB_LOOPS (ddr));
3744           fprintf (file, "not found in Omega dist vectors:\n");
3745           print_dist_vectors (file, DDR_DIST_VECTS (ddr), DDR_NB_LOOPS (ddr));
3746           fprintf (file, "data dependence relation:\n");
3747           dump_data_dependence_relation (file, ddr);
3748           fprintf (file, ")\n");
3749         }
3750     }
3751
3752   for (i = 0; i < DDR_NUM_DIR_VECTS (ddr); i++)
3753     {
3754       lambda_vector a_dir_v;
3755       lambda_vector b_dir_v = DDR_DIR_VECT (ddr, i);
3756
3757       /* Direction vectors are not ordered in the same way in the DDR
3758          and in the DIR_VECTS: search for a matching vector.  */
3759       for (j = 0; VEC_iterate (lambda_vector, dir_vects, j, a_dir_v); j++)
3760         if (lambda_vector_equal (a_dir_v, b_dir_v, DDR_NB_LOOPS (ddr)))
3761           break;
3762
3763       if (j == VEC_length (lambda_vector, dist_vects))
3764         {
3765           fprintf (file, "\n(Dir vectors from the first dependence analyzer:\n");
3766           print_dir_vectors (file, dir_vects, DDR_NB_LOOPS (ddr));
3767           fprintf (file, "not found in Omega dir vectors:\n");
3768           print_dir_vectors (file, DDR_DIR_VECTS (ddr), DDR_NB_LOOPS (ddr));
3769           fprintf (file, "data dependence relation:\n");
3770           dump_data_dependence_relation (file, ddr);
3771           fprintf (file, ")\n");
3772         }
3773     }
3774
3775   return true;
3776 }
3777
3778 /* This computes the affine dependence relation between A and B with
3779    respect to LOOP_NEST.  CHREC_KNOWN is used for representing the
3780    independence between two accesses, while CHREC_DONT_KNOW is used
3781    for representing the unknown relation.
3782
3783    Note that it is possible to stop the computation of the dependence
3784    relation the first time we detect a CHREC_KNOWN element for a given
3785    subscript.  */
3786
3787 static void
3788 compute_affine_dependence (struct data_dependence_relation *ddr,
3789                            struct loop *loop_nest)
3790 {
3791   struct data_reference *dra = DDR_A (ddr);
3792   struct data_reference *drb = DDR_B (ddr);
3793
3794   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3795     {
3796       fprintf (dump_file, "(compute_affine_dependence\n");
3797       fprintf (dump_file, "  (stmt_a = \n");
3798       print_generic_expr (dump_file, DR_STMT (dra), 0);
3799       fprintf (dump_file, ")\n  (stmt_b = \n");
3800       print_generic_expr (dump_file, DR_STMT (drb), 0);
3801       fprintf (dump_file, ")\n");
3802     }
3803
3804   /* Analyze only when the dependence relation is not yet known.  */
3805   if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == NULL_TREE)
3806     {
3807       dependence_stats.num_dependence_tests++;
3808
3809       if (access_functions_are_affine_or_constant_p (dra, loop_nest)
3810           && access_functions_are_affine_or_constant_p (drb, loop_nest))
3811         {
3812           if (flag_check_data_deps)
3813             {
3814               /* Compute the dependences using the first algorithm.  */
3815               subscript_dependence_tester (ddr, loop_nest);
3816
3817               if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3818                 {
3819                   fprintf (dump_file, "\n\nBanerjee Analyzer\n");
3820                   dump_data_dependence_relation (dump_file, ddr);
3821                 }
3822
3823               if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == NULL_TREE)
3824                 {
3825                   bool maybe_dependent;
3826                   VEC (lambda_vector, heap) *dir_vects, *dist_vects;
3827
3828                   /* Save the result of the first DD analyzer.  */
3829                   dist_vects = DDR_DIST_VECTS (ddr);
3830                   dir_vects = DDR_DIR_VECTS (ddr);
3831
3832                   /* Reset the information.  */
3833                   DDR_DIST_VECTS (ddr) = NULL;
3834                   DDR_DIR_VECTS (ddr) = NULL;
3835
3836                   /* Compute the same information using Omega.  */
3837                   if (!init_omega_for_ddr (ddr, &maybe_dependent))
3838                     goto csys_dont_know;
3839
3840                   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3841                     {
3842                       fprintf (dump_file, "Omega Analyzer\n");
3843                       dump_data_dependence_relation (dump_file, ddr);
3844                     }
3845
3846                   /* Check that we get the same information.  */
3847                   if (maybe_dependent)
3848                     gcc_assert (ddr_consistent_p (stderr, ddr, dist_vects,
3849                                                   dir_vects));
3850                 }
3851             }
3852           else
3853             subscript_dependence_tester (ddr, loop_nest);
3854         }
3855
3856       /* As a last case, if the dependence cannot be determined, or if
3857          the dependence is considered too difficult to determine, answer
3858          "don't know".  */
3859       else
3860         {
3861         csys_dont_know:;
3862           dependence_stats.num_dependence_undetermined++;
3863
3864           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3865             {
3866               fprintf (dump_file, "Data ref a:\n");
3867               dump_data_reference (dump_file, dra);
3868               fprintf (dump_file, "Data ref b:\n");
3869               dump_data_reference (dump_file, drb);
3870               fprintf (dump_file, "affine dependence test not usable: access function not affine or constant.\n");
3871             }
3872           finalize_ddr_dependent (ddr, chrec_dont_know);
3873         }
3874     }
3875
3876   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3877     fprintf (dump_file, ")\n");
3878 }
3879
3880 /* This computes the dependence relation for the same data
3881    reference into DDR.  */
3882
3883 static void
3884 compute_self_dependence (struct data_dependence_relation *ddr)
3885 {
3886   unsigned int i;
3887   struct subscript *subscript;
3888
3889   if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) != NULL_TREE)
3890     return;
3891
3892   for (i = 0; VEC_iterate (subscript_p, DDR_SUBSCRIPTS (ddr), i, subscript);
3893        i++)
3894     {
3895       if (SUB_CONFLICTS_IN_A (subscript))
3896         free_conflict_function (SUB_CONFLICTS_IN_A (subscript));
3897       if (SUB_CONFLICTS_IN_B (subscript))
3898         free_conflict_function (SUB_CONFLICTS_IN_B (subscript));
3899
3900       /* The accessed index overlaps for each iteration.  */
3901       SUB_CONFLICTS_IN_A (subscript)
3902         = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
3903       SUB_CONFLICTS_IN_B (subscript)
3904         = conflict_fn (1, affine_fn_cst (integer_zero_node));
3905       SUB_LAST_CONFLICT (subscript) = chrec_dont_know;
3906     }
3907
3908   /* The distance vector is the zero vector.  */
3909   save_dist_v (ddr, lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr)));
3910   save_dir_v (ddr, lambda_vector_new (DDR_NB_LOOPS (ddr)));
3911 }
3912
3913 /* Compute in DEPENDENCE_RELATIONS the data dependence graph for all
3914    the data references in DATAREFS, in the LOOP_NEST.  When
3915    COMPUTE_SELF_AND_RR is FALSE, don't compute read-read and self
3916    relations.  */
3917
3918 void
3919 compute_all_dependences (VEC (data_reference_p, heap) *datarefs,
3920                          VEC (ddr_p, heap) **dependence_relations,
3921                          VEC (loop_p, heap) *loop_nest,
3922                          bool compute_self_and_rr)
3923 {
3924   struct data_dependence_relation *ddr;
3925   struct data_reference *a, *b;
3926   unsigned int i, j;
3927
3928   for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, a); i++)
3929     for (j = i + 1; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, j, b); j++)
3930       if (!DR_IS_READ (a) || !DR_IS_READ (b) || compute_self_and_rr)
3931         {
3932           ddr = initialize_data_dependence_relation (a, b, loop_nest);
3933           VEC_safe_push (ddr_p, heap, *dependence_relations, ddr);
3934           compute_affine_dependence (ddr, VEC_index (loop_p, loop_nest, 0));
3935         }
3936
3937   if (compute_self_and_rr)
3938     for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, a); i++)
3939       {
3940         ddr = initialize_data_dependence_relation (a, a, loop_nest);
3941         VEC_safe_push (ddr_p, heap, *dependence_relations, ddr);
3942         compute_self_dependence (ddr);
3943       }
3944 }
3945
3946 /* Stores the locations of memory references in STMT to REFERENCES.  Returns
3947    true if STMT clobbers memory, false otherwise.  */
3948
3949 bool
3950 get_references_in_stmt (tree stmt, VEC (data_ref_loc, heap) **references)
3951 {
3952   bool clobbers_memory = false;
3953   data_ref_loc *ref;
3954   tree *op0, *op1, call;
3955
3956   *references = NULL;
3957
3958   /* ASM_EXPR and CALL_EXPR may embed arbitrary side effects.
3959      Calls have side-effects, except those to const or pure
3960      functions.  */
3961   call = get_call_expr_in (stmt);
3962   if ((call
3963        && !(call_expr_flags (call) & (ECF_CONST | ECF_PURE)))
3964       || (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR
3965           && ASM_VOLATILE_P (stmt)))
3966     clobbers_memory = true;
3967
3968   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
3969     return clobbers_memory;
3970
3971   if (TREE_CODE (stmt) ==  GIMPLE_MODIFY_STMT)
3972     {
3973       op0 = &GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0);
3974       op1 = &GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
3975
3976       if (DECL_P (*op1)
3977           || (REFERENCE_CLASS_P (*op1) && get_base_address (*op1)))
3978         {
3979           ref = VEC_safe_push (data_ref_loc, heap, *references, NULL);
3980           ref->pos = op1;
3981           ref->is_read = true;
3982         }
3983
3984       if (DECL_P (*op0)
3985           || (REFERENCE_CLASS_P (*op0) && get_base_address (*op0)))
3986         {
3987           ref = VEC_safe_push (data_ref_loc, heap, *references, NULL);
3988           ref->pos = op0;
3989           ref->is_read = false;
3990         }
3991     }
3992
3993   if (call)
3994     {
3995       unsigned i, n = call_expr_nargs (call);
3996
3997       for (i = 0; i < n; i++)
3998         {
3999           op0 = &CALL_EXPR_ARG (call, i);
4000
4001           if (DECL_P (*op0)
4002               || (REFERENCE_CLASS_P (*op0) && get_base_address (*op0)))
4003             {
4004               ref = VEC_safe_push (data_ref_loc, heap, *references, NULL);
4005               ref->pos = op0;
4006               ref->is_read = true;
4007             }
4008         }
4009     }
4010
4011   return clobbers_memory;
4012 }
4013
4014 /* Stores the data references in STMT to DATAREFS.  If there is an unanalyzable
4015    reference, returns false, otherwise returns true.  NEST is the outermost
4016    loop of the loop nest in that the references should be analyzed.  */
4017
4018 static bool
4019 find_data_references_in_stmt (struct loop *nest, tree stmt,
4020                               VEC (data_reference_p, heap) **datarefs)
4021 {
4022   unsigned i;
4023   VEC (data_ref_loc, heap) *references;
4024   data_ref_loc *ref;
4025   bool ret = true;
4026   data_reference_p dr;
4027
4028   if (get_references_in_stmt (stmt, &references))
4029     {
4030       VEC_free (data_ref_loc, heap, references);
4031       return false;
4032     }
4033
4034   for (i = 0; VEC_iterate (data_ref_loc, references, i, ref); i++)
4035     {
4036       dr = create_data_ref (nest, *ref->pos, stmt, ref->is_read);
4037       gcc_assert (dr != NULL);
4038
4039       /* FIXME -- data dependence analysis does not work correctly for objects with
4040          invariant addresses.  Let us fail here until the problem is fixed.  */
4041       if (dr_address_invariant_p (dr))
4042         {
4043           free_data_ref (dr);
4044           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
4045             fprintf (dump_file, "\tFAILED as dr address is invariant\n");
4046           ret = false;
4047           break;
4048         }
4049
4050       VEC_safe_push (data_reference_p, heap, *datarefs, dr);
4051     }
4052   VEC_free (data_ref_loc, heap, references);
4053   return ret;
4054 }
4055
4056 /* Search the data references in LOOP, and record the information into
4057    DATAREFS.  Returns chrec_dont_know when failing to analyze a
4058    difficult case, returns NULL_TREE otherwise.
4059
4060    TODO: This function should be made smarter so that it can handle address
4061    arithmetic as if they were array accesses, etc.  */
4062
4063 static tree
4064 find_data_references_in_loop (struct loop *loop,
4065                               VEC (data_reference_p, heap) **datarefs)
4066 {
4067   basic_block bb, *bbs;
4068   unsigned int i;
4069   block_stmt_iterator bsi;
4070
4071   bbs = get_loop_body_in_dom_order (loop);
4072
4073   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
4074     {
4075       bb = bbs[i];
4076
4077       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
4078         {
4079           tree stmt = bsi_stmt (bsi);
4080
4081           if (!find_data_references_in_stmt (loop, stmt, datarefs))
4082             {
4083               struct data_reference *res;
4084               res = XCNEW (struct data_reference);
4085               VEC_safe_push (data_reference_p, heap, *datarefs, res);
4086
4087               free (bbs);
4088               return chrec_dont_know;
4089             }
4090         }
4091     }
4092   free (bbs);
4093
4094   return NULL_TREE;
4095 }
4096
4097 /* Recursive helper function.  */
4098
4099 static bool
4100 find_loop_nest_1 (struct loop *loop, VEC (loop_p, heap) **loop_nest)
4101 {
4102   /* Inner loops of the nest should not contain siblings.  Example:
4103      when there are two consecutive loops,
4104
4105      | loop_0
4106      |   loop_1
4107      |     A[{0, +, 1}_1]
4108      |   endloop_1
4109      |   loop_2
4110      |     A[{0, +, 1}_2]
4111      |   endloop_2
4112      | endloop_0
4113
4114      the dependence relation cannot be captured by the distance
4115      abstraction.  */
4116   if (loop->next)
4117     return false;
4118
4119   VEC_safe_push (loop_p, heap, *loop_nest, loop);
4120   if (loop->inner)
4121     return find_loop_nest_1 (loop->inner, loop_nest);
4122   return true;
4123 }
4124
4125 /* Return false when the LOOP is not well nested.  Otherwise return
4126    true and insert in LOOP_NEST the loops of the nest.  LOOP_NEST will
4127    contain the loops from the outermost to the innermost, as they will
4128    appear in the classic distance vector.  */
4129
4130 bool
4131 find_loop_nest (struct loop *loop, VEC (loop_p, heap) **loop_nest)
4132 {
4133   VEC_safe_push (loop_p, heap, *loop_nest, loop);
4134   if (loop->inner)
4135     return find_loop_nest_1 (loop->inner, loop_nest);
4136   return true;
4137 }
4138
4139 /* Given a loop nest LOOP, the following vectors are returned:
4140    DATAREFS is initialized to all the array elements contained in this loop,
4141    DEPENDENCE_RELATIONS contains the relations between the data references.
4142    Compute read-read and self relations if
4143    COMPUTE_SELF_AND_READ_READ_DEPENDENCES is TRUE.  */
4144
4145 void
4146 compute_data_dependences_for_loop (struct loop *loop,
4147                                    bool compute_self_and_read_read_dependences,
4148                                    VEC (data_reference_p, heap) **datarefs,
4149                                    VEC (ddr_p, heap) **dependence_relations)
4150 {
4151   VEC (loop_p, heap) *vloops = VEC_alloc (loop_p, heap, 3);
4152
4153   memset (&dependence_stats, 0, sizeof (dependence_stats));
4154
4155   /* If the loop nest is not well formed, or one of the data references
4156      is not computable, give up without spending time to compute other
4157      dependences.  */
4158   if (!loop
4159       || !find_loop_nest (loop, &vloops)
4160       || find_data_references_in_loop (loop, datarefs) == chrec_dont_know)
4161     {
4162       struct data_dependence_relation *ddr;
4163
4164       /* Insert a single relation into dependence_relations:
4165          chrec_dont_know.  */
4166       ddr = initialize_data_dependence_relation (NULL, NULL, vloops);
4167       VEC_safe_push (ddr_p, heap, *dependence_relations, ddr);
4168     }
4169   else
4170     compute_all_dependences (*datarefs, dependence_relations, vloops,
4171                              compute_self_and_read_read_dependences);
4172
4173   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
4174     {
4175       fprintf (dump_file, "Dependence tester statistics:\n");
4176
4177       fprintf (dump_file, "Number of dependence tests: %d\n",
4178                dependence_stats.num_dependence_tests);
4179       fprintf (dump_file, "Number of dependence tests classified dependent: %d\n",
4180                dependence_stats.num_dependence_dependent);
4181       fprintf (dump_file, "Number of dependence tests classified independent: %d\n",
4182                dependence_stats.num_dependence_independent);
4183       fprintf (dump_file, "Number of undetermined dependence tests: %d\n",
4184                dependence_stats.num_dependence_undetermined);
4185
4186       fprintf (dump_file, "Number of subscript tests: %d\n",
4187                dependence_stats.num_subscript_tests);
4188       fprintf (dump_file, "Number of undetermined subscript tests: %d\n",
4189                dependence_stats.num_subscript_undetermined);
4190       fprintf (dump_file, "Number of same subscript function: %d\n",
4191                dependence_stats.num_same_subscript_function);
4192
4193       fprintf (dump_file, "Number of ziv tests: %d\n",
4194                dependence_stats.num_ziv);
4195       fprintf (dump_file, "Number of ziv tests returning dependent: %d\n",
4196                dependence_stats.num_ziv_dependent);
4197       fprintf (dump_file, "Number of ziv tests returning independent: %d\n",
4198                dependence_stats.num_ziv_independent);
4199       fprintf (dump_file, "Number of ziv tests unimplemented: %d\n",
4200                dependence_stats.num_ziv_unimplemented);
4201
4202       fprintf (dump_file, "Number of siv tests: %d\n",
4203                dependence_stats.num_siv);
4204       fprintf (dump_file, "Number of siv tests returning dependent: %d\n",
4205                dependence_stats.num_siv_dependent);
4206       fprintf (dump_file, "Number of siv tests returning independent: %d\n",
4207                dependence_stats.num_siv_independent);
4208       fprintf (dump_file, "Number of siv tests unimplemented: %d\n",
4209                dependence_stats.num_siv_unimplemented);
4210
4211       fprintf (dump_file, "Number of miv tests: %d\n",
4212                dependence_stats.num_miv);
4213       fprintf (dump_file, "Number of miv tests returning dependent: %d\n",
4214                dependence_stats.num_miv_dependent);
4215       fprintf (dump_file, "Number of miv tests returning independent: %d\n",
4216                dependence_stats.num_miv_independent);
4217       fprintf (dump_file, "Number of miv tests unimplemented: %d\n",
4218                dependence_stats.num_miv_unimplemented);
4219     }
4220 }
4221
4222 /* Entry point (for testing only).  Analyze all the data references
4223    and the dependence relations in LOOP.
4224
4225    The data references are computed first.
4226
4227    A relation on these nodes is represented by a complete graph.  Some
4228    of the relations could be of no interest, thus the relations can be
4229    computed on demand.
4230
4231    In the following function we compute all the relations.  This is
4232    just a first implementation that is here for:
4233    - for showing how to ask for the dependence relations,
4234    - for the debugging the whole dependence graph,
4235    - for the dejagnu testcases and maintenance.
4236
4237    It is possible to ask only for a part of the graph, avoiding to
4238    compute the whole dependence graph.  The computed dependences are
4239    stored in a knowledge base (KB) such that later queries don't
4240    recompute the same information.  The implementation of this KB is
4241    transparent to the optimizer, and thus the KB can be changed with a
4242    more efficient implementation, or the KB could be disabled.  */
4243 static void
4244 analyze_all_data_dependences (struct loop *loop)
4245 {
4246   unsigned int i;
4247   int nb_data_refs = 10;
4248   VEC (data_reference_p, heap) *datarefs =
4249     VEC_alloc (data_reference_p, heap, nb_data_refs);
4250   VEC (ddr_p, heap) *dependence_relations =
4251     VEC_alloc (ddr_p, heap, nb_data_refs * nb_data_refs);
4252
4253   /* Compute DDs on the whole function.  */
4254   compute_data_dependences_for_loop (loop, false, &datarefs,
4255                                      &dependence_relations);
4256
4257   if (dump_file)
4258     {
4259       dump_data_dependence_relations (dump_file, dependence_relations);
4260       fprintf (dump_file, "\n\n");
4261
4262       if (dump_flags & TDF_DETAILS)
4263         dump_dist_dir_vectors (dump_file, dependence_relations);
4264
4265       if (dump_flags & TDF_STATS)
4266         {
4267           unsigned nb_top_relations = 0;
4268           unsigned nb_bot_relations = 0;
4269           unsigned nb_basename_differ = 0;
4270           unsigned nb_chrec_relations = 0;
4271           struct data_dependence_relation *ddr;
4272
4273           for (i = 0; VEC_iterate (ddr_p, dependence_relations, i, ddr); i++)
4274             {
4275               if (chrec_contains_undetermined (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr)))
4276                 nb_top_relations++;
4277
4278               else if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == chrec_known)
4279                 {
4280                   struct data_reference *a = DDR_A (ddr);
4281                   struct data_reference *b = DDR_B (ddr);
4282
4283                   if (!bitmap_intersect_p (DR_VOPS (a), DR_VOPS (b)))
4284                     nb_basename_differ++;
4285                   else
4286                     nb_bot_relations++;
4287                 }
4288
4289               else
4290                 nb_chrec_relations++;
4291             }
4292
4293           gather_stats_on_scev_database ();
4294         }
4295     }
4296
4297   free_dependence_relations (dependence_relations);
4298   free_data_refs (datarefs);
4299 }
4300
4301 /* Computes all the data dependences and check that the results of
4302    several analyzers are the same.  */
4303
4304 void
4305 tree_check_data_deps (void)
4306 {
4307   loop_iterator li;
4308   struct loop *loop_nest;
4309
4310   FOR_EACH_LOOP (li, loop_nest, 0)
4311     analyze_all_data_dependences (loop_nest);
4312 }
4313
4314 /* Free the memory used by a data dependence relation DDR.  */
4315
4316 void
4317 free_dependence_relation (struct data_dependence_relation *ddr)
4318 {
4319   if (ddr == NULL)
4320     return;
4321
4322   if (DDR_SUBSCRIPTS (ddr))
4323     free_subscripts (DDR_SUBSCRIPTS (ddr));
4324   if (DDR_DIST_VECTS (ddr))
4325     VEC_free (lambda_vector, heap, DDR_DIST_VECTS (ddr));
4326   if (DDR_DIR_VECTS (ddr))
4327     VEC_free (lambda_vector, heap, DDR_DIR_VECTS (ddr));
4328
4329   free (ddr);
4330 }
4331
4332 /* Free the memory used by the data dependence relations from
4333    DEPENDENCE_RELATIONS.  */
4334
4335 void
4336 free_dependence_relations (VEC (ddr_p, heap) *dependence_relations)
4337 {
4338   unsigned int i;
4339   struct data_dependence_relation *ddr;
4340   VEC (loop_p, heap) *loop_nest = NULL;
4341
4342   for (i = 0; VEC_iterate (ddr_p, dependence_relations, i, ddr); i++)
4343     {
4344       if (ddr == NULL)
4345         continue;
4346       if (loop_nest == NULL)
4347         loop_nest = DDR_LOOP_NEST (ddr);
4348       else
4349         gcc_assert (DDR_LOOP_NEST (ddr) == NULL
4350                     || DDR_LOOP_NEST (ddr) == loop_nest);
4351       free_dependence_relation (ddr);
4352     }
4353
4354   if (loop_nest)
4355     VEC_free (loop_p, heap, loop_nest);
4356   VEC_free (ddr_p, heap, dependence_relations);
4357 }
4358
4359 /* Free the memory used by the data references from DATAREFS.  */
4360
4361 void
4362 free_data_refs (VEC (data_reference_p, heap) *datarefs)
4363 {
4364   unsigned int i;
4365   struct data_reference *dr;
4366
4367   for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, dr); i++)
4368     free_data_ref (dr);
4369   VEC_free (data_reference_p, heap, datarefs);
4370 }
4371
4372 \f
4373
4374 /* Returns the index of STMT in RDG.  */
4375
4376 static int
4377 find_vertex_for_stmt (const struct graph *rdg, const_tree stmt)
4378 {
4379   int i;
4380
4381   for (i = 0; i < rdg->n_vertices; i++)
4382     if (RDGV_STMT (&(rdg->vertices[i])) == stmt)
4383       return i;
4384
4385   gcc_unreachable ();
4386   return 0;
4387 }
4388
4389 /* Creates an edge in RDG for each distance vector from DDR.  */
4390
4391 static void
4392 create_rdg_edge_for_ddr (struct graph *rdg, ddr_p ddr)
4393 {
4394   int va, vb;
4395   data_reference_p dra;
4396   data_reference_p drb;
4397   struct graph_edge *e;
4398
4399   if (DDR_REVERSED_P (ddr))
4400     {
4401       dra = DDR_B (ddr);
4402       drb = DDR_A (ddr);
4403     }
4404   else
4405     {
4406       dra = DDR_A (ddr);
4407       drb = DDR_B (ddr);
4408     }
4409
4410   va = find_vertex_for_stmt (rdg, DR_STMT (dra));
4411   vb = find_vertex_for_stmt (rdg, DR_STMT (drb));
4412
4413   e = add_edge (rdg, va, vb);
4414   e->data = XNEW (struct rdg_edge);
4415
4416   /* Determines the type of the data dependence.  */
4417   if (DR_IS_READ (dra) && DR_IS_READ (drb))
4418     RDGE_TYPE (e) = input_dd;
4419   else if (!DR_IS_READ (dra) && !DR_IS_READ (drb))
4420     RDGE_TYPE (e) = output_dd;
4421   else if (!DR_IS_READ (dra) && DR_IS_READ (drb))
4422     RDGE_TYPE (e) = flow_dd;
4423   else if (DR_IS_READ (dra) && !DR_IS_READ (drb))
4424     RDGE_TYPE (e) = anti_dd;
4425 }
4426
4427 /* Creates dependence edges in RDG for all the uses of DEF.  IDEF is
4428    the index of DEF in RDG.  */
4429
4430 static void
4431 create_rdg_edges_for_scalar (struct graph *rdg, tree def, int idef)
4432 {
4433   use_operand_p imm_use_p;
4434   imm_use_iterator iterator;
4435
4436   FOR_EACH_IMM_USE_FAST (imm_use_p, iterator, def)
4437     {
4438       int use = find_vertex_for_stmt (rdg, USE_STMT (imm_use_p));
4439       struct graph_edge *e = add_edge (rdg, idef, use);
4440
4441       e->data = XNEW (struct rdg_edge);
4442       RDGE_TYPE (e) = flow_dd;
4443     }
4444 }
4445
4446 /* Creates the edges of the reduced dependence graph RDG.  */
4447
4448 static void
4449 create_rdg_edges (struct graph *rdg, VEC (ddr_p, heap) *ddrs)
4450 {
4451   int i;
4452   struct data_dependence_relation *ddr;
4453   def_operand_p def_p;
4454   ssa_op_iter iter;
4455
4456   for (i = 0; VEC_iterate (ddr_p, ddrs, i, ddr); i++)
4457     if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == NULL_TREE)
4458       create_rdg_edge_for_ddr (rdg, ddr);
4459
4460   for (i = 0; i < rdg->n_vertices; i++)
4461     FOR_EACH_PHI_OR_STMT_DEF (def_p, RDGV_STMT (&(rdg->vertices[i])),
4462                               iter, SSA_OP_ALL_DEFS)
4463       create_rdg_edges_for_scalar (rdg, DEF_FROM_PTR (def_p), i);
4464 }
4465
4466 /* Build the vertices of the reduced dependence graph RDG.  */
4467
4468 static void
4469 create_rdg_vertices (struct graph *rdg, VEC (tree, heap) *stmts)
4470 {
4471   int i;
4472   tree s;
4473
4474   for (i = 0; VEC_iterate (tree, stmts, i, s); i++)
4475     {
4476       struct vertex *v = &(rdg->vertices[i]);
4477
4478       v->data = XNEW (struct rdg_vertex);
4479       RDGV_STMT (v) = s;
4480     }
4481 }
4482
4483 /* Initialize STMTS with all the statements and PHI nodes of LOOP.  */
4484
4485 static void
4486 stmts_from_loop (struct loop *loop, VEC (tree, heap) **stmts)
4487 {
4488   unsigned int i;
4489   basic_block *bbs = get_loop_body_in_dom_order (loop);
4490
4491   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
4492     {
4493       tree phi;
4494       basic_block bb = bbs[i];
4495       block_stmt_iterator bsi;
4496
4497       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
4498         VEC_safe_push (tree, heap, *stmts, phi);
4499
4500       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
4501         VEC_safe_push (tree, heap, *stmts, bsi_stmt (bsi));
4502     }
4503
4504   free (bbs);
4505 }
4506
4507 /* Returns true when all the dependences are computable.  */
4508
4509 static bool
4510 known_dependences_p (VEC (ddr_p, heap) *dependence_relations)
4511 {
4512   ddr_p ddr;
4513   unsigned int i;
4514
4515   for (i = 0; VEC_iterate (ddr_p, dependence_relations, i, ddr); i++)
4516     if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == chrec_dont_know)
4517       return false;
4518
4519   return true;
4520 }
4521
4522 /* Build a Reduced Dependence Graph with one vertex per statement of the
4523    loop nest and one edge per data dependence or scalar dependence.  */
4524
4525 struct graph *
4526 build_rdg (struct loop *loop)
4527 {
4528   int nb_data_refs = 10;
4529   struct graph *rdg = NULL;
4530   VEC (ddr_p, heap) *dependence_relations;
4531   VEC (data_reference_p, heap) *datarefs;
4532   VEC (tree, heap) *stmts = VEC_alloc (tree, heap, 10);
4533
4534   dependence_relations = VEC_alloc (ddr_p, heap, nb_data_refs * nb_data_refs) ;
4535   datarefs = VEC_alloc (data_reference_p, heap, nb_data_refs);
4536   compute_data_dependences_for_loop (loop,
4537                                      false,
4538                                      &datarefs,
4539                                      &dependence_relations);
4540
4541   if (!known_dependences_p (dependence_relations))
4542     goto end_rdg;
4543
4544   stmts_from_loop (loop, &stmts);
4545   rdg = new_graph (VEC_length (tree, stmts));
4546   create_rdg_vertices (rdg, stmts);
4547   create_rdg_edges (rdg, dependence_relations);
4548
4549  end_rdg:
4550   free_dependence_relations (dependence_relations);
4551   free_data_refs (datarefs);
4552   VEC_free (tree, heap, stmts);
4553
4554   return rdg;
4555 }