OSDN Git Service

Fix chrec_contains_symbols_defined_in_loop.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-scalar-evolution.c
1 /* Scalar evolution detector.
2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Sebastian Pop <s.pop@laposte.net>
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 /*
23    Description:
24
25    This pass analyzes the evolution of scalar variables in loop
26    structures.  The algorithm is based on the SSA representation,
27    and on the loop hierarchy tree.  This algorithm is not based on
28    the notion of versions of a variable, as it was the case for the
29    previous implementations of the scalar evolution algorithm, but
30    it assumes that each defined name is unique.
31
32    The notation used in this file is called "chains of recurrences",
33    and has been proposed by Eugene Zima, Robert Van Engelen, and
34    others for describing induction variables in programs.  For example
35    "b -> {0, +, 2}_1" means that the scalar variable "b" is equal to 0
36    when entering in the loop_1 and has a step 2 in this loop, in other
37    words "for (b = 0; b < N; b+=2);".  Note that the coefficients of
38    this chain of recurrence (or chrec [shrek]) can contain the name of
39    other variables, in which case they are called parametric chrecs.
40    For example, "b -> {a, +, 2}_1" means that the initial value of "b"
41    is the value of "a".  In most of the cases these parametric chrecs
42    are fully instantiated before their use because symbolic names can
43    hide some difficult cases such as self-references described later
44    (see the Fibonacci example).
45
46    A short sketch of the algorithm is:
47
48    Given a scalar variable to be analyzed, follow the SSA edge to
49    its definition:
50
51    - When the definition is a GIMPLE_ASSIGN: if the right hand side
52    (RHS) of the definition cannot be statically analyzed, the answer
53    of the analyzer is: "don't know".
54    Otherwise, for all the variables that are not yet analyzed in the
55    RHS, try to determine their evolution, and finally try to
56    evaluate the operation of the RHS that gives the evolution
57    function of the analyzed variable.
58
59    - When the definition is a condition-phi-node: determine the
60    evolution function for all the branches of the phi node, and
61    finally merge these evolutions (see chrec_merge).
62
63    - When the definition is a loop-phi-node: determine its initial
64    condition, that is the SSA edge defined in an outer loop, and
65    keep it symbolic.  Then determine the SSA edges that are defined
66    in the body of the loop.  Follow the inner edges until ending on
67    another loop-phi-node of the same analyzed loop.  If the reached
68    loop-phi-node is not the starting loop-phi-node, then we keep
69    this definition under a symbolic form.  If the reached
70    loop-phi-node is the same as the starting one, then we compute a
71    symbolic stride on the return path.  The result is then the
72    symbolic chrec {initial_condition, +, symbolic_stride}_loop.
73
74    Examples:
75
76    Example 1: Illustration of the basic algorithm.
77
78    | a = 3
79    | loop_1
80    |   b = phi (a, c)
81    |   c = b + 1
82    |   if (c > 10) exit_loop
83    | endloop
84
85    Suppose that we want to know the number of iterations of the
86    loop_1.  The exit_loop is controlled by a COND_EXPR (c > 10).  We
87    ask the scalar evolution analyzer two questions: what's the
88    scalar evolution (scev) of "c", and what's the scev of "10".  For
89    "10" the answer is "10" since it is a scalar constant.  For the
90    scalar variable "c", it follows the SSA edge to its definition,
91    "c = b + 1", and then asks again what's the scev of "b".
92    Following the SSA edge, we end on a loop-phi-node "b = phi (a,
93    c)", where the initial condition is "a", and the inner loop edge
94    is "c".  The initial condition is kept under a symbolic form (it
95    may be the case that the copy constant propagation has done its
96    work and we end with the constant "3" as one of the edges of the
97    loop-phi-node).  The update edge is followed to the end of the
98    loop, and until reaching again the starting loop-phi-node: b -> c
99    -> b.  At this point we have drawn a path from "b" to "b" from
100    which we compute the stride in the loop: in this example it is
101    "+1".  The resulting scev for "b" is "b -> {a, +, 1}_1".  Now
102    that the scev for "b" is known, it is possible to compute the
103    scev for "c", that is "c -> {a + 1, +, 1}_1".  In order to
104    determine the number of iterations in the loop_1, we have to
105    instantiate_parameters (loop_1, {a + 1, +, 1}_1), that gives after some
106    more analysis the scev {4, +, 1}_1, or in other words, this is
107    the function "f (x) = x + 4", where x is the iteration count of
108    the loop_1.  Now we have to solve the inequality "x + 4 > 10",
109    and take the smallest iteration number for which the loop is
110    exited: x = 7.  This loop runs from x = 0 to x = 7, and in total
111    there are 8 iterations.  In terms of loop normalization, we have
112    created a variable that is implicitly defined, "x" or just "_1",
113    and all the other analyzed scalars of the loop are defined in
114    function of this variable:
115
116    a -> 3
117    b -> {3, +, 1}_1
118    c -> {4, +, 1}_1
119
120    or in terms of a C program:
121
122    | a = 3
123    | for (x = 0; x <= 7; x++)
124    |   {
125    |     b = x + 3
126    |     c = x + 4
127    |   }
128
129    Example 2a: Illustration of the algorithm on nested loops.
130
131    | loop_1
132    |   a = phi (1, b)
133    |   c = a + 2
134    |   loop_2  10 times
135    |     b = phi (c, d)
136    |     d = b + 3
137    |   endloop
138    | endloop
139
140    For analyzing the scalar evolution of "a", the algorithm follows
141    the SSA edge into the loop's body: "a -> b".  "b" is an inner
142    loop-phi-node, and its analysis as in Example 1, gives:
143
144    b -> {c, +, 3}_2
145    d -> {c + 3, +, 3}_2
146
147    Following the SSA edge for the initial condition, we end on "c = a
148    + 2", and then on the starting loop-phi-node "a".  From this point,
149    the loop stride is computed: back on "c = a + 2" we get a "+2" in
150    the loop_1, then on the loop-phi-node "b" we compute the overall
151    effect of the inner loop that is "b = c + 30", and we get a "+30"
152    in the loop_1.  That means that the overall stride in loop_1 is
153    equal to "+32", and the result is:
154
155    a -> {1, +, 32}_1
156    c -> {3, +, 32}_1
157
158    Example 2b: Multivariate chains of recurrences.
159
160    | loop_1
161    |   k = phi (0, k + 1)
162    |   loop_2  4 times
163    |     j = phi (0, j + 1)
164    |     loop_3 4 times
165    |       i = phi (0, i + 1)
166    |       A[j + k] = ...
167    |     endloop
168    |   endloop
169    | endloop
170
171    Analyzing the access function of array A with
172    instantiate_parameters (loop_1, "j + k"), we obtain the
173    instantiation and the analysis of the scalar variables "j" and "k"
174    in loop_1.  This leads to the scalar evolution {4, +, 1}_1: the end
175    value of loop_2 for "j" is 4, and the evolution of "k" in loop_1 is
176    {0, +, 1}_1.  To obtain the evolution function in loop_3 and
177    instantiate the scalar variables up to loop_1, one has to use:
178    instantiate_scev (block_before_loop (loop_1), loop_3, "j + k").
179    The result of this call is {{0, +, 1}_1, +, 1}_2.
180
181    Example 3: Higher degree polynomials.
182
183    | loop_1
184    |   a = phi (2, b)
185    |   c = phi (5, d)
186    |   b = a + 1
187    |   d = c + a
188    | endloop
189
190    a -> {2, +, 1}_1
191    b -> {3, +, 1}_1
192    c -> {5, +, a}_1
193    d -> {5 + a, +, a}_1
194
195    instantiate_parameters (loop_1, {5, +, a}_1) -> {5, +, 2, +, 1}_1
196    instantiate_parameters (loop_1, {5 + a, +, a}_1) -> {7, +, 3, +, 1}_1
197
198    Example 4: Lucas, Fibonacci, or mixers in general.
199
200    | loop_1
201    |   a = phi (1, b)
202    |   c = phi (3, d)
203    |   b = c
204    |   d = c + a
205    | endloop
206
207    a -> (1, c)_1
208    c -> {3, +, a}_1
209
210    The syntax "(1, c)_1" stands for a PEELED_CHREC that has the
211    following semantics: during the first iteration of the loop_1, the
212    variable contains the value 1, and then it contains the value "c".
213    Note that this syntax is close to the syntax of the loop-phi-node:
214    "a -> (1, c)_1" vs. "a = phi (1, c)".
215
216    The symbolic chrec representation contains all the semantics of the
217    original code.  What is more difficult is to use this information.
218
219    Example 5: Flip-flops, or exchangers.
220
221    | loop_1
222    |   a = phi (1, b)
223    |   c = phi (3, d)
224    |   b = c
225    |   d = a
226    | endloop
227
228    a -> (1, c)_1
229    c -> (3, a)_1
230
231    Based on these symbolic chrecs, it is possible to refine this
232    information into the more precise PERIODIC_CHRECs:
233
234    a -> |1, 3|_1
235    c -> |3, 1|_1
236
237    This transformation is not yet implemented.
238
239    Further readings:
240
241    You can find a more detailed description of the algorithm in:
242    http://icps.u-strasbg.fr/~pop/DEA_03_Pop.pdf
243    http://icps.u-strasbg.fr/~pop/DEA_03_Pop.ps.gz.  But note that
244    this is a preliminary report and some of the details of the
245    algorithm have changed.  I'm working on a research report that
246    updates the description of the algorithms to reflect the design
247    choices used in this implementation.
248
249    A set of slides show a high level overview of the algorithm and run
250    an example through the scalar evolution analyzer:
251    http://cri.ensmp.fr/~pop/gcc/mar04/slides.pdf
252
253    The slides that I have presented at the GCC Summit'04 are available
254    at: http://cri.ensmp.fr/~pop/gcc/20040604/gccsummit-lno-spop.pdf
255 */
256
257 #include "config.h"
258 #include "system.h"
259 #include "coretypes.h"
260 #include "tm.h"
261 #include "ggc.h"
262 #include "tree.h"
263 #include "basic-block.h"
264 #include "tree-pretty-print.h"
265 #include "gimple-pretty-print.h"
266 #include "tree-flow.h"
267 #include "tree-dump.h"
268 #include "timevar.h"
269 #include "cfgloop.h"
270 #include "tree-chrec.h"
271 #include "tree-scalar-evolution.h"
272 #include "tree-pass.h"
273 #include "flags.h"
274 #include "params.h"
275
276 static tree analyze_scalar_evolution_1 (struct loop *, tree, tree);
277
278 /* The cached information about an SSA name VAR, claiming that below
279    basic block INSTANTIATED_BELOW, the value of VAR can be expressed
280    as CHREC.  */
281
282 struct GTY(()) scev_info_str {
283   basic_block instantiated_below;
284   tree var;
285   tree chrec;
286 };
287
288 /* Counters for the scev database.  */
289 static unsigned nb_set_scev = 0;
290 static unsigned nb_get_scev = 0;
291
292 /* The following trees are unique elements.  Thus the comparison of
293    another element to these elements should be done on the pointer to
294    these trees, and not on their value.  */
295
296 /* The SSA_NAMEs that are not yet analyzed are qualified with NULL_TREE.  */
297 tree chrec_not_analyzed_yet;
298
299 /* Reserved to the cases where the analyzer has detected an
300    undecidable property at compile time.  */
301 tree chrec_dont_know;
302
303 /* When the analyzer has detected that a property will never
304    happen, then it qualifies it with chrec_known.  */
305 tree chrec_known;
306
307 static GTY ((param_is (struct scev_info_str))) htab_t scalar_evolution_info;
308
309 \f
310 /* Constructs a new SCEV_INFO_STR structure for VAR and INSTANTIATED_BELOW.  */
311
312 static inline struct scev_info_str *
313 new_scev_info_str (basic_block instantiated_below, tree var)
314 {
315   struct scev_info_str *res;
316
317   res = ggc_alloc_scev_info_str ();
318   res->var = var;
319   res->chrec = chrec_not_analyzed_yet;
320   res->instantiated_below = instantiated_below;
321
322   return res;
323 }
324
325 /* Computes a hash function for database element ELT.  */
326
327 static hashval_t
328 hash_scev_info (const void *elt)
329 {
330   return SSA_NAME_VERSION (((const struct scev_info_str *) elt)->var);
331 }
332
333 /* Compares database elements E1 and E2.  */
334
335 static int
336 eq_scev_info (const void *e1, const void *e2)
337 {
338   const struct scev_info_str *elt1 = (const struct scev_info_str *) e1;
339   const struct scev_info_str *elt2 = (const struct scev_info_str *) e2;
340
341   return (elt1->var == elt2->var
342           && elt1->instantiated_below == elt2->instantiated_below);
343 }
344
345 /* Deletes database element E.  */
346
347 static void
348 del_scev_info (void *e)
349 {
350   ggc_free (e);
351 }
352
353 /* Get the scalar evolution of VAR for INSTANTIATED_BELOW basic block.
354    A first query on VAR returns chrec_not_analyzed_yet.  */
355
356 static tree *
357 find_var_scev_info (basic_block instantiated_below, tree var)
358 {
359   struct scev_info_str *res;
360   struct scev_info_str tmp;
361   PTR *slot;
362
363   tmp.var = var;
364   tmp.instantiated_below = instantiated_below;
365   slot = htab_find_slot (scalar_evolution_info, &tmp, INSERT);
366
367   if (!*slot)
368     *slot = new_scev_info_str (instantiated_below, var);
369   res = (struct scev_info_str *) *slot;
370
371   return &res->chrec;
372 }
373
374 /* Return true when CHREC contains symbolic names defined in
375    LOOP_NB.  */
376
377 bool
378 chrec_contains_symbols_defined_in_loop (const_tree chrec, unsigned loop_nb)
379 {
380   int i, n;
381
382   if (chrec == NULL_TREE)
383     return false;
384
385   if (is_gimple_min_invariant (chrec))
386     return false;
387
388   if (TREE_CODE (chrec) == SSA_NAME)
389     {
390       gimple def;
391       loop_p def_loop, loop;
392
393       if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (chrec))
394         return false;
395
396       def = SSA_NAME_DEF_STMT (chrec);
397       def_loop = loop_containing_stmt (def);
398       loop = get_loop (loop_nb);
399
400       if (def_loop == NULL)
401         return false;
402
403       if (loop == def_loop || flow_loop_nested_p (loop, def_loop))
404         return true;
405
406       return false;
407     }
408
409   n = TREE_OPERAND_LENGTH (chrec);
410   for (i = 0; i < n; i++)
411     if (chrec_contains_symbols_defined_in_loop (TREE_OPERAND (chrec, i),
412                                                 loop_nb))
413       return true;
414   return false;
415 }
416
417 /* Return true when PHI is a loop-phi-node.  */
418
419 static bool
420 loop_phi_node_p (gimple phi)
421 {
422   /* The implementation of this function is based on the following
423      property: "all the loop-phi-nodes of a loop are contained in the
424      loop's header basic block".  */
425
426   return loop_containing_stmt (phi)->header == gimple_bb (phi);
427 }
428
429 /* Compute the scalar evolution for EVOLUTION_FN after crossing LOOP.
430    In general, in the case of multivariate evolutions we want to get
431    the evolution in different loops.  LOOP specifies the level for
432    which to get the evolution.
433
434    Example:
435
436    | for (j = 0; j < 100; j++)
437    |   {
438    |     for (k = 0; k < 100; k++)
439    |       {
440    |         i = k + j;   - Here the value of i is a function of j, k.
441    |       }
442    |      ... = i         - Here the value of i is a function of j.
443    |   }
444    | ... = i              - Here the value of i is a scalar.
445
446    Example:
447
448    | i_0 = ...
449    | loop_1 10 times
450    |   i_1 = phi (i_0, i_2)
451    |   i_2 = i_1 + 2
452    | endloop
453
454    This loop has the same effect as:
455    LOOP_1 has the same effect as:
456
457    | i_1 = i_0 + 20
458
459    The overall effect of the loop, "i_0 + 20" in the previous example,
460    is obtained by passing in the parameters: LOOP = 1,
461    EVOLUTION_FN = {i_0, +, 2}_1.
462 */
463
464 tree
465 compute_overall_effect_of_inner_loop (struct loop *loop, tree evolution_fn)
466 {
467   bool val = false;
468
469   if (evolution_fn == chrec_dont_know)
470     return chrec_dont_know;
471
472   else if (TREE_CODE (evolution_fn) == POLYNOMIAL_CHREC)
473     {
474       struct loop *inner_loop = get_chrec_loop (evolution_fn);
475
476       if (inner_loop == loop
477           || flow_loop_nested_p (loop, inner_loop))
478         {
479           tree nb_iter = number_of_latch_executions (inner_loop);
480
481           if (nb_iter == chrec_dont_know)
482             return chrec_dont_know;
483           else
484             {
485               tree res;
486
487               /* evolution_fn is the evolution function in LOOP.  Get
488                  its value in the nb_iter-th iteration.  */
489               res = chrec_apply (inner_loop->num, evolution_fn, nb_iter);
490
491               if (chrec_contains_symbols_defined_in_loop (res, loop->num))
492                 res = instantiate_parameters (loop, res);
493
494               /* Continue the computation until ending on a parent of LOOP.  */
495               return compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, res);
496             }
497         }
498       else
499         return evolution_fn;
500      }
501
502   /* If the evolution function is an invariant, there is nothing to do.  */
503   else if (no_evolution_in_loop_p (evolution_fn, loop->num, &val) && val)
504     return evolution_fn;
505
506   else
507     return chrec_dont_know;
508 }
509
510 /* Determine whether the CHREC is always positive/negative.  If the expression
511    cannot be statically analyzed, return false, otherwise set the answer into
512    VALUE.  */
513
514 bool
515 chrec_is_positive (tree chrec, bool *value)
516 {
517   bool value0, value1, value2;
518   tree end_value, nb_iter;
519
520   switch (TREE_CODE (chrec))
521     {
522     case POLYNOMIAL_CHREC:
523       if (!chrec_is_positive (CHREC_LEFT (chrec), &value0)
524           || !chrec_is_positive (CHREC_RIGHT (chrec), &value1))
525         return false;
526
527       /* FIXME -- overflows.  */
528       if (value0 == value1)
529         {
530           *value = value0;
531           return true;
532         }
533
534       /* Otherwise the chrec is under the form: "{-197, +, 2}_1",
535          and the proof consists in showing that the sign never
536          changes during the execution of the loop, from 0 to
537          loop->nb_iterations.  */
538       if (!evolution_function_is_affine_p (chrec))
539         return false;
540
541       nb_iter = number_of_latch_executions (get_chrec_loop (chrec));
542       if (chrec_contains_undetermined (nb_iter))
543         return false;
544
545 #if 0
546       /* TODO -- If the test is after the exit, we may decrease the number of
547          iterations by one.  */
548       if (after_exit)
549         nb_iter = chrec_fold_minus (type, nb_iter, build_int_cst (type, 1));
550 #endif
551
552       end_value = chrec_apply (CHREC_VARIABLE (chrec), chrec, nb_iter);
553
554       if (!chrec_is_positive (end_value, &value2))
555         return false;
556
557       *value = value0;
558       return value0 == value1;
559
560     case INTEGER_CST:
561       *value = (tree_int_cst_sgn (chrec) == 1);
562       return true;
563
564     default:
565       return false;
566     }
567 }
568
569 /* Associate CHREC to SCALAR.  */
570
571 static void
572 set_scalar_evolution (basic_block instantiated_below, tree scalar, tree chrec)
573 {
574   tree *scalar_info;
575
576   if (TREE_CODE (scalar) != SSA_NAME)
577     return;
578
579   scalar_info = find_var_scev_info (instantiated_below, scalar);
580
581   if (dump_file)
582     {
583       if (dump_flags & TDF_DETAILS)
584         {
585           fprintf (dump_file, "(set_scalar_evolution \n");
586           fprintf (dump_file, "  instantiated_below = %d \n",
587                    instantiated_below->index);
588           fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
589           print_generic_expr (dump_file, scalar, 0);
590           fprintf (dump_file, ")\n  (scalar_evolution = ");
591           print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
592           fprintf (dump_file, "))\n");
593         }
594       if (dump_flags & TDF_STATS)
595         nb_set_scev++;
596     }
597
598   *scalar_info = chrec;
599 }
600
601 /* Retrieve the chrec associated to SCALAR instantiated below
602    INSTANTIATED_BELOW block.  */
603
604 static tree
605 get_scalar_evolution (basic_block instantiated_below, tree scalar)
606 {
607   tree res;
608
609   if (dump_file)
610     {
611       if (dump_flags & TDF_DETAILS)
612         {
613           fprintf (dump_file, "(get_scalar_evolution \n");
614           fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
615           print_generic_expr (dump_file, scalar, 0);
616           fprintf (dump_file, ")\n");
617         }
618       if (dump_flags & TDF_STATS)
619         nb_get_scev++;
620     }
621
622   switch (TREE_CODE (scalar))
623     {
624     case SSA_NAME:
625       res = *find_var_scev_info (instantiated_below, scalar);
626       break;
627
628     case REAL_CST:
629     case FIXED_CST:
630     case INTEGER_CST:
631       res = scalar;
632       break;
633
634     default:
635       res = chrec_not_analyzed_yet;
636       break;
637     }
638
639   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
640     {
641       fprintf (dump_file, "  (scalar_evolution = ");
642       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
643       fprintf (dump_file, "))\n");
644     }
645
646   return res;
647 }
648
649 /* Helper function for add_to_evolution.  Returns the evolution
650    function for an assignment of the form "a = b + c", where "a" and
651    "b" are on the strongly connected component.  CHREC_BEFORE is the
652    information that we already have collected up to this point.
653    TO_ADD is the evolution of "c".
654
655    When CHREC_BEFORE has an evolution part in LOOP_NB, add to this
656    evolution the expression TO_ADD, otherwise construct an evolution
657    part for this loop.  */
658
659 static tree
660 add_to_evolution_1 (unsigned loop_nb, tree chrec_before, tree to_add,
661                     gimple at_stmt)
662 {
663   tree type, left, right;
664   struct loop *loop = get_loop (loop_nb), *chloop;
665
666   switch (TREE_CODE (chrec_before))
667     {
668     case POLYNOMIAL_CHREC:
669       chloop = get_chrec_loop (chrec_before);
670       if (chloop == loop
671           || flow_loop_nested_p (chloop, loop))
672         {
673           unsigned var;
674
675           type = chrec_type (chrec_before);
676
677           /* When there is no evolution part in this loop, build it.  */
678           if (chloop != loop)
679             {
680               var = loop_nb;
681               left = chrec_before;
682               right = SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
683                 ? build_real (type, dconst0)
684                 : build_int_cst (type, 0);
685             }
686           else
687             {
688               var = CHREC_VARIABLE (chrec_before);
689               left = CHREC_LEFT (chrec_before);
690               right = CHREC_RIGHT (chrec_before);
691             }
692
693           to_add = chrec_convert (type, to_add, at_stmt);
694           right = chrec_convert_rhs (type, right, at_stmt);
695           right = chrec_fold_plus (chrec_type (right), right, to_add);
696           return build_polynomial_chrec (var, left, right);
697         }
698       else
699         {
700           gcc_assert (flow_loop_nested_p (loop, chloop));
701
702           /* Search the evolution in LOOP_NB.  */
703           left = add_to_evolution_1 (loop_nb, CHREC_LEFT (chrec_before),
704                                      to_add, at_stmt);
705           right = CHREC_RIGHT (chrec_before);
706           right = chrec_convert_rhs (chrec_type (left), right, at_stmt);
707           return build_polynomial_chrec (CHREC_VARIABLE (chrec_before),
708                                          left, right);
709         }
710
711     default:
712       /* These nodes do not depend on a loop.  */
713       if (chrec_before == chrec_dont_know)
714         return chrec_dont_know;
715
716       left = chrec_before;
717       right = chrec_convert_rhs (chrec_type (left), to_add, at_stmt);
718       return build_polynomial_chrec (loop_nb, left, right);
719     }
720 }
721
722 /* Add TO_ADD to the evolution part of CHREC_BEFORE in the dimension
723    of LOOP_NB.
724
725    Description (provided for completeness, for those who read code in
726    a plane, and for my poor 62 bytes brain that would have forgotten
727    all this in the next two or three months):
728
729    The algorithm of translation of programs from the SSA representation
730    into the chrecs syntax is based on a pattern matching.  After having
731    reconstructed the overall tree expression for a loop, there are only
732    two cases that can arise:
733
734    1. a = loop-phi (init, a + expr)
735    2. a = loop-phi (init, expr)
736
737    where EXPR is either a scalar constant with respect to the analyzed
738    loop (this is a degree 0 polynomial), or an expression containing
739    other loop-phi definitions (these are higher degree polynomials).
740
741    Examples:
742
743    1.
744    | init = ...
745    | loop_1
746    |   a = phi (init, a + 5)
747    | endloop
748
749    2.
750    | inita = ...
751    | initb = ...
752    | loop_1
753    |   a = phi (inita, 2 * b + 3)
754    |   b = phi (initb, b + 1)
755    | endloop
756
757    For the first case, the semantics of the SSA representation is:
758
759    | a (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} expr (j)
760
761    that is, there is a loop index "x" that determines the scalar value
762    of the variable during the loop execution.  During the first
763    iteration, the value is that of the initial condition INIT, while
764    during the subsequent iterations, it is the sum of the initial
765    condition with the sum of all the values of EXPR from the initial
766    iteration to the before last considered iteration.
767
768    For the second case, the semantics of the SSA program is:
769
770    | a (x) = init, if x = 0;
771    |         expr (x - 1), otherwise.
772
773    The second case corresponds to the PEELED_CHREC, whose syntax is
774    close to the syntax of a loop-phi-node:
775
776    | phi (init, expr)  vs.  (init, expr)_x
777
778    The proof of the translation algorithm for the first case is a
779    proof by structural induction based on the degree of EXPR.
780
781    Degree 0:
782    When EXPR is a constant with respect to the analyzed loop, or in
783    other words when EXPR is a polynomial of degree 0, the evolution of
784    the variable A in the loop is an affine function with an initial
785    condition INIT, and a step EXPR.  In order to show this, we start
786    from the semantics of the SSA representation:
787
788    f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} expr (j)
789
790    and since "expr (j)" is a constant with respect to "j",
791
792    f (x) = init + x * expr
793
794    Finally, based on the semantics of the pure sum chrecs, by
795    identification we get the corresponding chrecs syntax:
796
797    f (x) = init * \binom{x}{0} + expr * \binom{x}{1}
798    f (x) -> {init, +, expr}_x
799
800    Higher degree:
801    Suppose that EXPR is a polynomial of degree N with respect to the
802    analyzed loop_x for which we have already determined that it is
803    written under the chrecs syntax:
804
805    | expr (x)  ->  {b_0, +, b_1, +, ..., +, b_{n-1}} (x)
806
807    We start from the semantics of the SSA program:
808
809    | f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} expr (j)
810    |
811    | f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1}
812    |                (b_0 * \binom{j}{0} + ... + b_{n-1} * \binom{j}{n-1})
813    |
814    | f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1}
815    |                \sum_{k = 0}^{n - 1} (b_k * \binom{j}{k})
816    |
817    | f (x) = init + \sum_{k = 0}^{n - 1}
818    |                (b_k * \sum_{j = 0}^{x - 1} \binom{j}{k})
819    |
820    | f (x) = init + \sum_{k = 0}^{n - 1}
821    |                (b_k * \binom{x}{k + 1})
822    |
823    | f (x) = init + b_0 * \binom{x}{1} + ...
824    |              + b_{n-1} * \binom{x}{n}
825    |
826    | f (x) = init * \binom{x}{0} + b_0 * \binom{x}{1} + ...
827    |                             + b_{n-1} * \binom{x}{n}
828    |
829
830    And finally from the definition of the chrecs syntax, we identify:
831    | f (x)  ->  {init, +, b_0, +, ..., +, b_{n-1}}_x
832
833    This shows the mechanism that stands behind the add_to_evolution
834    function.  An important point is that the use of symbolic
835    parameters avoids the need of an analysis schedule.
836
837    Example:
838
839    | inita = ...
840    | initb = ...
841    | loop_1
842    |   a = phi (inita, a + 2 + b)
843    |   b = phi (initb, b + 1)
844    | endloop
845
846    When analyzing "a", the algorithm keeps "b" symbolically:
847
848    | a  ->  {inita, +, 2 + b}_1
849
850    Then, after instantiation, the analyzer ends on the evolution:
851
852    | a  ->  {inita, +, 2 + initb, +, 1}_1
853
854 */
855
856 static tree
857 add_to_evolution (unsigned loop_nb, tree chrec_before, enum tree_code code,
858                   tree to_add, gimple at_stmt)
859 {
860   tree type = chrec_type (to_add);
861   tree res = NULL_TREE;
862
863   if (to_add == NULL_TREE)
864     return chrec_before;
865
866   /* TO_ADD is either a scalar, or a parameter.  TO_ADD is not
867      instantiated at this point.  */
868   if (TREE_CODE (to_add) == POLYNOMIAL_CHREC)
869     /* This should not happen.  */
870     return chrec_dont_know;
871
872   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
873     {
874       fprintf (dump_file, "(add_to_evolution \n");
875       fprintf (dump_file, "  (loop_nb = %d)\n", loop_nb);
876       fprintf (dump_file, "  (chrec_before = ");
877       print_generic_expr (dump_file, chrec_before, 0);
878       fprintf (dump_file, ")\n  (to_add = ");
879       print_generic_expr (dump_file, to_add, 0);
880       fprintf (dump_file, ")\n");
881     }
882
883   if (code == MINUS_EXPR)
884     to_add = chrec_fold_multiply (type, to_add, SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
885                                   ? build_real (type, dconstm1)
886                                   : build_int_cst_type (type, -1));
887
888   res = add_to_evolution_1 (loop_nb, chrec_before, to_add, at_stmt);
889
890   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
891     {
892       fprintf (dump_file, "  (res = ");
893       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
894       fprintf (dump_file, "))\n");
895     }
896
897   return res;
898 }
899
900 \f
901
902 /* This section selects the loops that will be good candidates for the
903    scalar evolution analysis.  For the moment, greedily select all the
904    loop nests we could analyze.  */
905
906 /* For a loop with a single exit edge, return the COND_EXPR that
907    guards the exit edge.  If the expression is too difficult to
908    analyze, then give up.  */
909
910 gimple
911 get_loop_exit_condition (const struct loop *loop)
912 {
913   gimple res = NULL;
914   edge exit_edge = single_exit (loop);
915
916   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
917     fprintf (dump_file, "(get_loop_exit_condition \n  ");
918
919   if (exit_edge)
920     {
921       gimple stmt;
922
923       stmt = last_stmt (exit_edge->src);
924       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_COND)
925         res = stmt;
926     }
927
928   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
929     {
930       print_gimple_stmt (dump_file, res, 0, 0);
931       fprintf (dump_file, ")\n");
932     }
933
934   return res;
935 }
936
937 /* Recursively determine and enqueue the exit conditions for a loop.  */
938
939 static void
940 get_exit_conditions_rec (struct loop *loop,
941                          VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
942 {
943   if (!loop)
944     return;
945
946   /* Recurse on the inner loops, then on the next (sibling) loops.  */
947   get_exit_conditions_rec (loop->inner, exit_conditions);
948   get_exit_conditions_rec (loop->next, exit_conditions);
949
950   if (single_exit (loop))
951     {
952       gimple loop_condition = get_loop_exit_condition (loop);
953
954       if (loop_condition)
955         VEC_safe_push (gimple, heap, *exit_conditions, loop_condition);
956     }
957 }
958
959 /* Select the candidate loop nests for the analysis.  This function
960    initializes the EXIT_CONDITIONS array.  */
961
962 static void
963 select_loops_exit_conditions (VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
964 {
965   struct loop *function_body = current_loops->tree_root;
966
967   get_exit_conditions_rec (function_body->inner, exit_conditions);
968 }
969
970 \f
971 /* Depth first search algorithm.  */
972
973 typedef enum t_bool {
974   t_false,
975   t_true,
976   t_dont_know
977 } t_bool;
978
979
980 static t_bool follow_ssa_edge (struct loop *loop, gimple, gimple, tree *, int);
981
982 /* Follow the ssa edge into the binary expression RHS0 CODE RHS1.
983    Return true if the strongly connected component has been found.  */
984
985 static t_bool
986 follow_ssa_edge_binary (struct loop *loop, gimple at_stmt,
987                         tree type, tree rhs0, enum tree_code code, tree rhs1,
988                         gimple halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
989 {
990   t_bool res = t_false;
991   tree evol;
992
993   switch (code)
994     {
995     case POINTER_PLUS_EXPR:
996     case PLUS_EXPR:
997       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
998         {
999           if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1000             {
1001               /* Match an assignment under the form:
1002                  "a = b + c".  */
1003
1004               /* We want only assignments of form "name + name" contribute to
1005                  LIMIT, as the other cases do not necessarily contribute to
1006                  the complexity of the expression.  */
1007               limit++;
1008
1009               evol = *evolution_of_loop;
1010               res = follow_ssa_edge
1011                 (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi, &evol, limit);
1012
1013               if (res == t_true)
1014                 *evolution_of_loop = add_to_evolution
1015                   (loop->num,
1016                    chrec_convert (type, evol, at_stmt),
1017                    code, rhs1, at_stmt);
1018
1019               else if (res == t_false)
1020                 {
1021                   res = follow_ssa_edge
1022                     (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1), halting_phi,
1023                      evolution_of_loop, limit);
1024
1025                   if (res == t_true)
1026                     *evolution_of_loop = add_to_evolution
1027                       (loop->num,
1028                        chrec_convert (type, *evolution_of_loop, at_stmt),
1029                        code, rhs0, at_stmt);
1030
1031                   else if (res == t_dont_know)
1032                     *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1033                 }
1034
1035               else if (res == t_dont_know)
1036                 *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1037             }
1038
1039           else
1040             {
1041               /* Match an assignment under the form:
1042                  "a = b + ...".  */
1043               res = follow_ssa_edge
1044                 (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi,
1045                  evolution_of_loop, limit);
1046               if (res == t_true)
1047                 *evolution_of_loop = add_to_evolution
1048                   (loop->num, chrec_convert (type, *evolution_of_loop,
1049                                              at_stmt),
1050                    code, rhs1, at_stmt);
1051
1052               else if (res == t_dont_know)
1053                 *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1054             }
1055         }
1056
1057       else if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1058         {
1059           /* Match an assignment under the form:
1060              "a = ... + c".  */
1061           res = follow_ssa_edge
1062             (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1), halting_phi,
1063              evolution_of_loop, limit);
1064           if (res == t_true)
1065             *evolution_of_loop = add_to_evolution
1066               (loop->num, chrec_convert (type, *evolution_of_loop,
1067                                          at_stmt),
1068                code, rhs0, at_stmt);
1069
1070           else if (res == t_dont_know)
1071             *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1072         }
1073
1074       else
1075         /* Otherwise, match an assignment under the form:
1076            "a = ... + ...".  */
1077         /* And there is nothing to do.  */
1078         res = t_false;
1079       break;
1080
1081     case MINUS_EXPR:
1082       /* This case is under the form "opnd0 = rhs0 - rhs1".  */
1083       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
1084         {
1085           /* Match an assignment under the form:
1086              "a = b - ...".  */
1087
1088           /* We want only assignments of form "name - name" contribute to
1089              LIMIT, as the other cases do not necessarily contribute to
1090              the complexity of the expression.  */
1091           if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1092             limit++;
1093
1094           res = follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi,
1095                                  evolution_of_loop, limit);
1096           if (res == t_true)
1097             *evolution_of_loop = add_to_evolution
1098               (loop->num, chrec_convert (type, *evolution_of_loop, at_stmt),
1099                MINUS_EXPR, rhs1, at_stmt);
1100
1101           else if (res == t_dont_know)
1102             *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1103         }
1104       else
1105         /* Otherwise, match an assignment under the form:
1106            "a = ... - ...".  */
1107         /* And there is nothing to do.  */
1108         res = t_false;
1109       break;
1110
1111     default:
1112       res = t_false;
1113     }
1114
1115   return res;
1116 }
1117
1118 /* Follow the ssa edge into the expression EXPR.
1119    Return true if the strongly connected component has been found.  */
1120
1121 static t_bool
1122 follow_ssa_edge_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt, tree expr,
1123                       gimple halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
1124 {
1125   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1126   tree type = TREE_TYPE (expr), rhs0, rhs1;
1127   t_bool res;
1128
1129   /* The EXPR is one of the following cases:
1130      - an SSA_NAME,
1131      - an INTEGER_CST,
1132      - a PLUS_EXPR,
1133      - a POINTER_PLUS_EXPR,
1134      - a MINUS_EXPR,
1135      - an ASSERT_EXPR,
1136      - other cases are not yet handled.  */
1137
1138   switch (code)
1139     {
1140     CASE_CONVERT:
1141       /* This assignment is under the form "a_1 = (cast) rhs.  */
1142       res = follow_ssa_edge_expr (loop, at_stmt, TREE_OPERAND (expr, 0),
1143                                   halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1144       *evolution_of_loop = chrec_convert (type, *evolution_of_loop, at_stmt);
1145       break;
1146
1147     case INTEGER_CST:
1148       /* This assignment is under the form "a_1 = 7".  */
1149       res = t_false;
1150       break;
1151
1152     case SSA_NAME:
1153       /* This assignment is under the form: "a_1 = b_2".  */
1154       res = follow_ssa_edge
1155         (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (expr), halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1156       break;
1157
1158     case POINTER_PLUS_EXPR:
1159     case PLUS_EXPR:
1160     case MINUS_EXPR:
1161       /* This case is under the form "rhs0 +- rhs1".  */
1162       rhs0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1163       rhs1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1164       type = TREE_TYPE (rhs0);
1165       STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs0);
1166       STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs1);
1167       res = follow_ssa_edge_binary (loop, at_stmt, type, rhs0, code, rhs1,
1168                                     halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1169       break;
1170
1171     case ADDR_EXPR:
1172       /* Handle &MEM[ptr + CST] which is equivalent to POINTER_PLUS_EXPR.  */
1173       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (expr, 0)) == MEM_REF)
1174         {
1175           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
1176           rhs0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1177           rhs1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1178           type = TREE_TYPE (rhs0);
1179           STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs0);
1180           STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs1);
1181           res = follow_ssa_edge_binary (loop, at_stmt, type,
1182                                         rhs0, POINTER_PLUS_EXPR, rhs1,
1183                                         halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1184         }
1185       else
1186         res = t_false;
1187       break;
1188
1189     case ASSERT_EXPR:
1190       /* This assignment is of the form: "a_1 = ASSERT_EXPR <a_2, ...>"
1191          It must be handled as a copy assignment of the form a_1 = a_2.  */
1192       rhs0 = ASSERT_EXPR_VAR (expr);
1193       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
1194         res = follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0),
1195                                halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1196       else
1197         res = t_false;
1198       break;
1199
1200     default:
1201       res = t_false;
1202       break;
1203     }
1204
1205   return res;
1206 }
1207
1208 /* Follow the ssa edge into the right hand side of an assignment STMT.
1209    Return true if the strongly connected component has been found.  */
1210
1211 static t_bool
1212 follow_ssa_edge_in_rhs (struct loop *loop, gimple stmt,
1213                         gimple halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
1214 {
1215   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
1216   tree type = gimple_expr_type (stmt), rhs1, rhs2;
1217   t_bool res;
1218
1219   switch (code)
1220     {
1221     CASE_CONVERT:
1222       /* This assignment is under the form "a_1 = (cast) rhs.  */
1223       res = follow_ssa_edge_expr (loop, stmt, gimple_assign_rhs1 (stmt),
1224                                   halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1225       *evolution_of_loop = chrec_convert (type, *evolution_of_loop, stmt);
1226       break;
1227
1228     case POINTER_PLUS_EXPR:
1229     case PLUS_EXPR:
1230     case MINUS_EXPR:
1231       rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
1232       rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
1233       type = TREE_TYPE (rhs1);
1234       res = follow_ssa_edge_binary (loop, stmt, type, rhs1, code, rhs2,
1235                                     halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1236       break;
1237
1238     default:
1239       if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_SINGLE_RHS)
1240         res = follow_ssa_edge_expr (loop, stmt, gimple_assign_rhs1 (stmt),
1241                                     halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1242       else
1243         res = t_false;
1244       break;
1245     }
1246
1247   return res;
1248 }
1249
1250 /* Checks whether the I-th argument of a PHI comes from a backedge.  */
1251
1252 static bool
1253 backedge_phi_arg_p (gimple phi, int i)
1254 {
1255   const_edge e = gimple_phi_arg_edge (phi, i);
1256
1257   /* We would in fact like to test EDGE_DFS_BACK here, but we do not care
1258      about updating it anywhere, and this should work as well most of the
1259      time.  */
1260   if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
1261     return true;
1262
1263   return false;
1264 }
1265
1266 /* Helper function for one branch of the condition-phi-node.  Return
1267    true if the strongly connected component has been found following
1268    this path.  */
1269
1270 static inline t_bool
1271 follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (int i,
1272                                          struct loop *loop,
1273                                          gimple condition_phi,
1274                                          gimple halting_phi,
1275                                          tree *evolution_of_branch,
1276                                          tree init_cond, int limit)
1277 {
1278   tree branch = PHI_ARG_DEF (condition_phi, i);
1279   *evolution_of_branch = chrec_dont_know;
1280
1281   /* Do not follow back edges (they must belong to an irreducible loop, which
1282      we really do not want to worry about).  */
1283   if (backedge_phi_arg_p (condition_phi, i))
1284     return t_false;
1285
1286   if (TREE_CODE (branch) == SSA_NAME)
1287     {
1288       *evolution_of_branch = init_cond;
1289       return follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (branch), halting_phi,
1290                               evolution_of_branch, limit);
1291     }
1292
1293   /* This case occurs when one of the condition branches sets
1294      the variable to a constant: i.e. a phi-node like
1295      "a_2 = PHI <a_7(5), 2(6)>;".
1296
1297      FIXME:  This case have to be refined correctly:
1298      in some cases it is possible to say something better than
1299      chrec_dont_know, for example using a wrap-around notation.  */
1300   return t_false;
1301 }
1302
1303 /* This function merges the branches of a condition-phi-node in a
1304    loop.  */
1305
1306 static t_bool
1307 follow_ssa_edge_in_condition_phi (struct loop *loop,
1308                                   gimple condition_phi,
1309                                   gimple halting_phi,
1310                                   tree *evolution_of_loop, int limit)
1311 {
1312   int i, n;
1313   tree init = *evolution_of_loop;
1314   tree evolution_of_branch;
1315   t_bool res = follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (0, loop, condition_phi,
1316                                                         halting_phi,
1317                                                         &evolution_of_branch,
1318                                                         init, limit);
1319   if (res == t_false || res == t_dont_know)
1320     return res;
1321
1322   *evolution_of_loop = evolution_of_branch;
1323
1324   n = gimple_phi_num_args (condition_phi);
1325   for (i = 1; i < n; i++)
1326     {
1327       /* Quickly give up when the evolution of one of the branches is
1328          not known.  */
1329       if (*evolution_of_loop == chrec_dont_know)
1330         return t_true;
1331
1332       /* Increase the limit by the PHI argument number to avoid exponential
1333          time and memory complexity.  */
1334       res = follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (i, loop, condition_phi,
1335                                                      halting_phi,
1336                                                      &evolution_of_branch,
1337                                                      init, limit + i);
1338       if (res == t_false || res == t_dont_know)
1339         return res;
1340
1341       *evolution_of_loop = chrec_merge (*evolution_of_loop,
1342                                         evolution_of_branch);
1343     }
1344
1345   return t_true;
1346 }
1347
1348 /* Follow an SSA edge in an inner loop.  It computes the overall
1349    effect of the loop, and following the symbolic initial conditions,
1350    it follows the edges in the parent loop.  The inner loop is
1351    considered as a single statement.  */
1352
1353 static t_bool
1354 follow_ssa_edge_inner_loop_phi (struct loop *outer_loop,
1355                                 gimple loop_phi_node,
1356                                 gimple halting_phi,
1357                                 tree *evolution_of_loop, int limit)
1358 {
1359   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1360   tree ev = analyze_scalar_evolution (loop, PHI_RESULT (loop_phi_node));
1361
1362   /* Sometimes, the inner loop is too difficult to analyze, and the
1363      result of the analysis is a symbolic parameter.  */
1364   if (ev == PHI_RESULT (loop_phi_node))
1365     {
1366       t_bool res = t_false;
1367       int i, n = gimple_phi_num_args (loop_phi_node);
1368
1369       for (i = 0; i < n; i++)
1370         {
1371           tree arg = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1372           basic_block bb;
1373
1374           /* Follow the edges that exit the inner loop.  */
1375           bb = gimple_phi_arg_edge (loop_phi_node, i)->src;
1376           if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1377             res = follow_ssa_edge_expr (outer_loop, loop_phi_node,
1378                                         arg, halting_phi,
1379                                         evolution_of_loop, limit);
1380           if (res == t_true)
1381             break;
1382         }
1383
1384       /* If the path crosses this loop-phi, give up.  */
1385       if (res == t_true)
1386         *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1387
1388       return res;
1389     }
1390
1391   /* Otherwise, compute the overall effect of the inner loop.  */
1392   ev = compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, ev);
1393   return follow_ssa_edge_expr (outer_loop, loop_phi_node, ev, halting_phi,
1394                                evolution_of_loop, limit);
1395 }
1396
1397 /* Follow an SSA edge from a loop-phi-node to itself, constructing a
1398    path that is analyzed on the return walk.  */
1399
1400 static t_bool
1401 follow_ssa_edge (struct loop *loop, gimple def, gimple halting_phi,
1402                  tree *evolution_of_loop, int limit)
1403 {
1404   struct loop *def_loop;
1405
1406   if (gimple_nop_p (def))
1407     return t_false;
1408
1409   /* Give up if the path is longer than the MAX that we allow.  */
1410   if (limit > PARAM_VALUE (PARAM_SCEV_MAX_EXPR_SIZE))
1411     return t_dont_know;
1412
1413   def_loop = loop_containing_stmt (def);
1414
1415   switch (gimple_code (def))
1416     {
1417     case GIMPLE_PHI:
1418       if (!loop_phi_node_p (def))
1419         /* DEF is a condition-phi-node.  Follow the branches, and
1420            record their evolutions.  Finally, merge the collected
1421            information and set the approximation to the main
1422            variable.  */
1423         return follow_ssa_edge_in_condition_phi
1424           (loop, def, halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1425
1426       /* When the analyzed phi is the halting_phi, the
1427          depth-first search is over: we have found a path from
1428          the halting_phi to itself in the loop.  */
1429       if (def == halting_phi)
1430         return t_true;
1431
1432       /* Otherwise, the evolution of the HALTING_PHI depends
1433          on the evolution of another loop-phi-node, i.e. the
1434          evolution function is a higher degree polynomial.  */
1435       if (def_loop == loop)
1436         return t_false;
1437
1438       /* Inner loop.  */
1439       if (flow_loop_nested_p (loop, def_loop))
1440         return follow_ssa_edge_inner_loop_phi
1441           (loop, def, halting_phi, evolution_of_loop, limit + 1);
1442
1443       /* Outer loop.  */
1444       return t_false;
1445
1446     case GIMPLE_ASSIGN:
1447       return follow_ssa_edge_in_rhs (loop, def, halting_phi,
1448                                      evolution_of_loop, limit);
1449
1450     default:
1451       /* At this level of abstraction, the program is just a set
1452          of GIMPLE_ASSIGNs and PHI_NODEs.  In principle there is no
1453          other node to be handled.  */
1454       return t_false;
1455     }
1456 }
1457
1458 \f
1459
1460 /* Given a LOOP_PHI_NODE, this function determines the evolution
1461    function from LOOP_PHI_NODE to LOOP_PHI_NODE in the loop.  */
1462
1463 static tree
1464 analyze_evolution_in_loop (gimple loop_phi_node,
1465                            tree init_cond)
1466 {
1467   int i, n = gimple_phi_num_args (loop_phi_node);
1468   tree evolution_function = chrec_not_analyzed_yet;
1469   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1470   basic_block bb;
1471
1472   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1473     {
1474       fprintf (dump_file, "(analyze_evolution_in_loop \n");
1475       fprintf (dump_file, "  (loop_phi_node = ");
1476       print_gimple_stmt (dump_file, loop_phi_node, 0, 0);
1477       fprintf (dump_file, ")\n");
1478     }
1479
1480   for (i = 0; i < n; i++)
1481     {
1482       tree arg = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1483       gimple ssa_chain;
1484       tree ev_fn;
1485       t_bool res;
1486
1487       /* Select the edges that enter the loop body.  */
1488       bb = gimple_phi_arg_edge (loop_phi_node, i)->src;
1489       if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1490         continue;
1491
1492       if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
1493         {
1494           bool val = false;
1495
1496           ssa_chain = SSA_NAME_DEF_STMT (arg);
1497
1498           /* Pass in the initial condition to the follow edge function.  */
1499           ev_fn = init_cond;
1500           res = follow_ssa_edge (loop, ssa_chain, loop_phi_node, &ev_fn, 0);
1501
1502           /* If ev_fn has no evolution in the inner loop, and the
1503              init_cond is not equal to ev_fn, then we have an
1504              ambiguity between two possible values, as we cannot know
1505              the number of iterations at this point.  */
1506           if (TREE_CODE (ev_fn) != POLYNOMIAL_CHREC
1507               && no_evolution_in_loop_p (ev_fn, loop->num, &val) && val
1508               && !operand_equal_p (init_cond, ev_fn, 0))
1509             ev_fn = chrec_dont_know;
1510         }
1511       else
1512         res = t_false;
1513
1514       /* When it is impossible to go back on the same
1515          loop_phi_node by following the ssa edges, the
1516          evolution is represented by a peeled chrec, i.e. the
1517          first iteration, EV_FN has the value INIT_COND, then
1518          all the other iterations it has the value of ARG.
1519          For the moment, PEELED_CHREC nodes are not built.  */
1520       if (res != t_true)
1521         ev_fn = chrec_dont_know;
1522
1523       /* When there are multiple back edges of the loop (which in fact never
1524          happens currently, but nevertheless), merge their evolutions.  */
1525       evolution_function = chrec_merge (evolution_function, ev_fn);
1526     }
1527
1528   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1529     {
1530       fprintf (dump_file, "  (evolution_function = ");
1531       print_generic_expr (dump_file, evolution_function, 0);
1532       fprintf (dump_file, "))\n");
1533     }
1534
1535   return evolution_function;
1536 }
1537
1538 /* Given a loop-phi-node, return the initial conditions of the
1539    variable on entry of the loop.  When the CCP has propagated
1540    constants into the loop-phi-node, the initial condition is
1541    instantiated, otherwise the initial condition is kept symbolic.
1542    This analyzer does not analyze the evolution outside the current
1543    loop, and leaves this task to the on-demand tree reconstructor.  */
1544
1545 static tree
1546 analyze_initial_condition (gimple loop_phi_node)
1547 {
1548   int i, n;
1549   tree init_cond = chrec_not_analyzed_yet;
1550   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1551
1552   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1553     {
1554       fprintf (dump_file, "(analyze_initial_condition \n");
1555       fprintf (dump_file, "  (loop_phi_node = \n");
1556       print_gimple_stmt (dump_file, loop_phi_node, 0, 0);
1557       fprintf (dump_file, ")\n");
1558     }
1559
1560   n = gimple_phi_num_args (loop_phi_node);
1561   for (i = 0; i < n; i++)
1562     {
1563       tree branch = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1564       basic_block bb = gimple_phi_arg_edge (loop_phi_node, i)->src;
1565
1566       /* When the branch is oriented to the loop's body, it does
1567          not contribute to the initial condition.  */
1568       if (flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1569         continue;
1570
1571       if (init_cond == chrec_not_analyzed_yet)
1572         {
1573           init_cond = branch;
1574           continue;
1575         }
1576
1577       if (TREE_CODE (branch) == SSA_NAME)
1578         {
1579           init_cond = chrec_dont_know;
1580           break;
1581         }
1582
1583       init_cond = chrec_merge (init_cond, branch);
1584     }
1585
1586   /* Ooops -- a loop without an entry???  */
1587   if (init_cond == chrec_not_analyzed_yet)
1588     init_cond = chrec_dont_know;
1589
1590   /* During early loop unrolling we do not have fully constant propagated IL.
1591      Handle degenerate PHIs here to not miss important unrollings.  */
1592   if (TREE_CODE (init_cond) == SSA_NAME)
1593     {
1594       gimple def = SSA_NAME_DEF_STMT (init_cond);
1595       tree res;
1596       if (gimple_code (def) == GIMPLE_PHI
1597           && (res = degenerate_phi_result (def)) != NULL_TREE
1598           /* Only allow invariants here, otherwise we may break
1599              loop-closed SSA form.  */
1600           && is_gimple_min_invariant (res))
1601         init_cond = res;
1602     }
1603
1604   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1605     {
1606       fprintf (dump_file, "  (init_cond = ");
1607       print_generic_expr (dump_file, init_cond, 0);
1608       fprintf (dump_file, "))\n");
1609     }
1610
1611   return init_cond;
1612 }
1613
1614 /* Analyze the scalar evolution for LOOP_PHI_NODE.  */
1615
1616 static tree
1617 interpret_loop_phi (struct loop *loop, gimple loop_phi_node)
1618 {
1619   tree res;
1620   struct loop *phi_loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1621   tree init_cond;
1622
1623   if (phi_loop != loop)
1624     {
1625       struct loop *subloop;
1626       tree evolution_fn = analyze_scalar_evolution
1627         (phi_loop, PHI_RESULT (loop_phi_node));
1628
1629       /* Dive one level deeper.  */
1630       subloop = superloop_at_depth (phi_loop, loop_depth (loop) + 1);
1631
1632       /* Interpret the subloop.  */
1633       res = compute_overall_effect_of_inner_loop (subloop, evolution_fn);
1634       return res;
1635     }
1636
1637   /* Otherwise really interpret the loop phi.  */
1638   init_cond = analyze_initial_condition (loop_phi_node);
1639   res = analyze_evolution_in_loop (loop_phi_node, init_cond);
1640
1641   /* Verify we maintained the correct initial condition throughout
1642      possible conversions in the SSA chain.  */
1643   if (res != chrec_dont_know)
1644     {
1645       tree new_init = res;
1646       if (CONVERT_EXPR_P (res)
1647           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (res, 0)) == POLYNOMIAL_CHREC)
1648         new_init = fold_convert (TREE_TYPE (res),
1649                                  CHREC_LEFT (TREE_OPERAND (res, 0)));
1650       else if (TREE_CODE (res) == POLYNOMIAL_CHREC)
1651         new_init = CHREC_LEFT (res);
1652       STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (new_init);
1653       gcc_assert (TREE_CODE (new_init) != POLYNOMIAL_CHREC);
1654       if (!operand_equal_p (init_cond, new_init, 0))
1655         return chrec_dont_know;
1656     }
1657
1658   return res;
1659 }
1660
1661 /* This function merges the branches of a condition-phi-node,
1662    contained in the outermost loop, and whose arguments are already
1663    analyzed.  */
1664
1665 static tree
1666 interpret_condition_phi (struct loop *loop, gimple condition_phi)
1667 {
1668   int i, n = gimple_phi_num_args (condition_phi);
1669   tree res = chrec_not_analyzed_yet;
1670
1671   for (i = 0; i < n; i++)
1672     {
1673       tree branch_chrec;
1674
1675       if (backedge_phi_arg_p (condition_phi, i))
1676         {
1677           res = chrec_dont_know;
1678           break;
1679         }
1680
1681       branch_chrec = analyze_scalar_evolution
1682         (loop, PHI_ARG_DEF (condition_phi, i));
1683
1684       res = chrec_merge (res, branch_chrec);
1685     }
1686
1687   return res;
1688 }
1689
1690 /* Interpret the operation RHS1 OP RHS2.  If we didn't
1691    analyze this node before, follow the definitions until ending
1692    either on an analyzed GIMPLE_ASSIGN, or on a loop-phi-node.  On the
1693    return path, this function propagates evolutions (ala constant copy
1694    propagation).  OPND1 is not a GIMPLE expression because we could
1695    analyze the effect of an inner loop: see interpret_loop_phi.  */
1696
1697 static tree
1698 interpret_rhs_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt,
1699                     tree type, tree rhs1, enum tree_code code, tree rhs2)
1700 {
1701   tree res, chrec1, chrec2;
1702
1703   if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_SINGLE_RHS)
1704     {
1705       if (is_gimple_min_invariant (rhs1))
1706         return chrec_convert (type, rhs1, at_stmt);
1707
1708       if (code == SSA_NAME)
1709         return chrec_convert (type, analyze_scalar_evolution (loop, rhs1),
1710                               at_stmt);
1711
1712       if (code == ASSERT_EXPR)
1713         {
1714           rhs1 = ASSERT_EXPR_VAR (rhs1);
1715           return chrec_convert (type, analyze_scalar_evolution (loop, rhs1),
1716                                 at_stmt);
1717         }
1718
1719       return chrec_dont_know;
1720     }
1721
1722   switch (code)
1723     {
1724     case POINTER_PLUS_EXPR:
1725       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1726       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1727       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1728       chrec2 = chrec_convert (sizetype, chrec2, at_stmt);
1729       res = chrec_fold_plus (type, chrec1, chrec2);
1730       break;
1731
1732     case PLUS_EXPR:
1733       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1734       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1735       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1736       chrec2 = chrec_convert (type, chrec2, at_stmt);
1737       res = chrec_fold_plus (type, chrec1, chrec2);
1738       break;
1739
1740     case MINUS_EXPR:
1741       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1742       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1743       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1744       chrec2 = chrec_convert (type, chrec2, at_stmt);
1745       res = chrec_fold_minus (type, chrec1, chrec2);
1746       break;
1747
1748     case NEGATE_EXPR:
1749       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1750       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1751       /* TYPE may be integer, real or complex, so use fold_convert.  */
1752       res = chrec_fold_multiply (type, chrec1,
1753                                  fold_convert (type, integer_minus_one_node));
1754       break;
1755
1756     case BIT_NOT_EXPR:
1757       /* Handle ~X as -1 - X.  */
1758       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1759       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1760       res = chrec_fold_minus (type,
1761                               fold_convert (type, integer_minus_one_node),
1762                               chrec1);
1763       break;
1764
1765     case MULT_EXPR:
1766       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1767       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1768       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1769       chrec2 = chrec_convert (type, chrec2, at_stmt);
1770       res = chrec_fold_multiply (type, chrec1, chrec2);
1771       break;
1772
1773     CASE_CONVERT:
1774       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1775       res = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1776       break;
1777
1778     default:
1779       res = chrec_dont_know;
1780       break;
1781     }
1782
1783   return res;
1784 }
1785
1786 /* Interpret the expression EXPR.  */
1787
1788 static tree
1789 interpret_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt, tree expr)
1790 {
1791   enum tree_code code;
1792   tree type = TREE_TYPE (expr), op0, op1;
1793
1794   if (automatically_generated_chrec_p (expr))
1795     return expr;
1796
1797   if (TREE_CODE (expr) == POLYNOMIAL_CHREC)
1798     return chrec_dont_know;
1799
1800   extract_ops_from_tree (expr, &code, &op0, &op1);
1801
1802   return interpret_rhs_expr (loop, at_stmt, type,
1803                              op0, code, op1);
1804 }
1805
1806 /* Interpret the rhs of the assignment STMT.  */
1807
1808 static tree
1809 interpret_gimple_assign (struct loop *loop, gimple stmt)
1810 {
1811   tree type = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt));
1812   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
1813
1814   return interpret_rhs_expr (loop, stmt, type,
1815                              gimple_assign_rhs1 (stmt), code,
1816                              gimple_assign_rhs2 (stmt));
1817 }
1818
1819 \f
1820
1821 /* This section contains all the entry points:
1822    - number_of_iterations_in_loop,
1823    - analyze_scalar_evolution,
1824    - instantiate_parameters.
1825 */
1826
1827 /* Compute and return the evolution function in WRTO_LOOP, the nearest
1828    common ancestor of DEF_LOOP and USE_LOOP.  */
1829
1830 static tree
1831 compute_scalar_evolution_in_loop (struct loop *wrto_loop,
1832                                   struct loop *def_loop,
1833                                   tree ev)
1834 {
1835   bool val;
1836   tree res;
1837
1838   if (def_loop == wrto_loop)
1839     return ev;
1840
1841   def_loop = superloop_at_depth (def_loop, loop_depth (wrto_loop) + 1);
1842   res = compute_overall_effect_of_inner_loop (def_loop, ev);
1843
1844   if (no_evolution_in_loop_p (res, wrto_loop->num, &val) && val)
1845     return res;
1846
1847   return analyze_scalar_evolution_1 (wrto_loop, res, chrec_not_analyzed_yet);
1848 }
1849
1850 /* Helper recursive function.  */
1851
1852 static tree
1853 analyze_scalar_evolution_1 (struct loop *loop, tree var, tree res)
1854 {
1855   tree type = TREE_TYPE (var);
1856   gimple def;
1857   basic_block bb;
1858   struct loop *def_loop;
1859
1860   if (loop == NULL || TREE_CODE (type) == VECTOR_TYPE)
1861     return chrec_dont_know;
1862
1863   if (TREE_CODE (var) != SSA_NAME)
1864     return interpret_expr (loop, NULL, var);
1865
1866   def = SSA_NAME_DEF_STMT (var);
1867   bb = gimple_bb (def);
1868   def_loop = bb ? bb->loop_father : NULL;
1869
1870   if (bb == NULL
1871       || !flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1872     {
1873       /* Keep the symbolic form.  */
1874       res = var;
1875       goto set_and_end;
1876     }
1877
1878   if (res != chrec_not_analyzed_yet)
1879     {
1880       if (loop != bb->loop_father)
1881         res = compute_scalar_evolution_in_loop
1882             (find_common_loop (loop, bb->loop_father), bb->loop_father, res);
1883
1884       goto set_and_end;
1885     }
1886
1887   if (loop != def_loop)
1888     {
1889       res = analyze_scalar_evolution_1 (def_loop, var, chrec_not_analyzed_yet);
1890       res = compute_scalar_evolution_in_loop (loop, def_loop, res);
1891
1892       goto set_and_end;
1893     }
1894
1895   switch (gimple_code (def))
1896     {
1897     case GIMPLE_ASSIGN:
1898       res = interpret_gimple_assign (loop, def);
1899       break;
1900
1901     case GIMPLE_PHI:
1902       if (loop_phi_node_p (def))
1903         res = interpret_loop_phi (loop, def);
1904       else
1905         res = interpret_condition_phi (loop, def);
1906       break;
1907
1908     default:
1909       res = chrec_dont_know;
1910       break;
1911     }
1912
1913  set_and_end:
1914
1915   /* Keep the symbolic form.  */
1916   if (res == chrec_dont_know)
1917     res = var;
1918
1919   if (loop == def_loop)
1920     set_scalar_evolution (block_before_loop (loop), var, res);
1921
1922   return res;
1923 }
1924
1925 /* Analyzes and returns the scalar evolution of the ssa_name VAR in
1926    LOOP.  LOOP is the loop in which the variable is used.
1927
1928    Example of use: having a pointer VAR to a SSA_NAME node, STMT a
1929    pointer to the statement that uses this variable, in order to
1930    determine the evolution function of the variable, use the following
1931    calls:
1932
1933    loop_p loop = loop_containing_stmt (stmt);
1934    tree chrec_with_symbols = analyze_scalar_evolution (loop, var);
1935    tree chrec_instantiated = instantiate_parameters (loop, chrec_with_symbols);
1936 */
1937
1938 tree
1939 analyze_scalar_evolution (struct loop *loop, tree var)
1940 {
1941   tree res;
1942
1943   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1944     {
1945       fprintf (dump_file, "(analyze_scalar_evolution \n");
1946       fprintf (dump_file, "  (loop_nb = %d)\n", loop->num);
1947       fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
1948       print_generic_expr (dump_file, var, 0);
1949       fprintf (dump_file, ")\n");
1950     }
1951
1952   res = get_scalar_evolution (block_before_loop (loop), var);
1953   res = analyze_scalar_evolution_1 (loop, var, res);
1954
1955   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1956     fprintf (dump_file, ")\n");
1957
1958   return res;
1959 }
1960
1961 /* Analyze scalar evolution of use of VERSION in USE_LOOP with respect to
1962    WRTO_LOOP (which should be a superloop of USE_LOOP)
1963
1964    FOLDED_CASTS is set to true if resolve_mixers used
1965    chrec_convert_aggressive (TODO -- not really, we are way too conservative
1966    at the moment in order to keep things simple).
1967
1968    To illustrate the meaning of USE_LOOP and WRTO_LOOP, consider the following
1969    example:
1970
1971    for (i = 0; i < 100; i++)                    -- loop 1
1972      {
1973        for (j = 0; j < 100; j++)                -- loop 2
1974          {
1975            k1 = i;
1976            k2 = j;
1977
1978            use2 (k1, k2);
1979
1980            for (t = 0; t < 100; t++)            -- loop 3
1981              use3 (k1, k2);
1982
1983          }
1984        use1 (k1, k2);
1985      }
1986
1987    Both k1 and k2 are invariants in loop3, thus
1988      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop3, loop3, k1) = k1
1989      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop3, loop3, k2) = k2
1990
1991    As they are invariant, it does not matter whether we consider their
1992    usage in loop 3 or loop 2, hence
1993      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop3, k1) =
1994        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop2, k1) = i
1995      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop3, k2) =
1996        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop2, k2) = [0,+,1]_2
1997
1998    Similarly for their evolutions with respect to loop 1.  The values of K2
1999    in the use in loop 2 vary independently on loop 1, thus we cannot express
2000    the evolution with respect to loop 1:
2001      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop3, k1) =
2002        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop2, k1) = [0,+,1]_1
2003      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop3, k2) =
2004        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop2, k2) = dont_know
2005
2006    The value of k2 in the use in loop 1 is known, though:
2007      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop1, k1) = [0,+,1]_1
2008      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop1, k2) = 100
2009    */
2010
2011 static tree
2012 analyze_scalar_evolution_in_loop (struct loop *wrto_loop, struct loop *use_loop,
2013                                   tree version, bool *folded_casts)
2014 {
2015   bool val = false;
2016   tree ev = version, tmp;
2017
2018   /* We cannot just do
2019
2020      tmp = analyze_scalar_evolution (use_loop, version);
2021      ev = resolve_mixers (wrto_loop, tmp);
2022
2023      as resolve_mixers would query the scalar evolution with respect to
2024      wrto_loop.  For example, in the situation described in the function
2025      comment, suppose that wrto_loop = loop1, use_loop = loop3 and
2026      version = k2.  Then
2027
2028      analyze_scalar_evolution (use_loop, version) = k2
2029
2030      and resolve_mixers (loop1, k2) finds that the value of k2 in loop 1
2031      is 100, which is a wrong result, since we are interested in the
2032      value in loop 3.
2033
2034      Instead, we need to proceed from use_loop to wrto_loop loop by loop,
2035      each time checking that there is no evolution in the inner loop.  */
2036
2037   if (folded_casts)
2038     *folded_casts = false;
2039   while (1)
2040     {
2041       tmp = analyze_scalar_evolution (use_loop, ev);
2042       ev = resolve_mixers (use_loop, tmp);
2043
2044       if (folded_casts && tmp != ev)
2045         *folded_casts = true;
2046
2047       if (use_loop == wrto_loop)
2048         return ev;
2049
2050       /* If the value of the use changes in the inner loop, we cannot express
2051          its value in the outer loop (we might try to return interval chrec,
2052          but we do not have a user for it anyway)  */
2053       if (!no_evolution_in_loop_p (ev, use_loop->num, &val)
2054           || !val)
2055         return chrec_dont_know;
2056
2057       use_loop = loop_outer (use_loop);
2058     }
2059 }
2060
2061 /* Returns from CACHE the value for VERSION instantiated below
2062    INSTANTIATED_BELOW block.  */
2063
2064 static tree
2065 get_instantiated_value (htab_t cache, basic_block instantiated_below,
2066                         tree version)
2067 {
2068   struct scev_info_str *info, pattern;
2069
2070   pattern.var = version;
2071   pattern.instantiated_below = instantiated_below;
2072   info = (struct scev_info_str *) htab_find (cache, &pattern);
2073
2074   if (info)
2075     return info->chrec;
2076   else
2077     return NULL_TREE;
2078 }
2079
2080 /* Sets in CACHE the value of VERSION instantiated below basic block
2081    INSTANTIATED_BELOW to VAL.  */
2082
2083 static void
2084 set_instantiated_value (htab_t cache, basic_block instantiated_below,
2085                         tree version, tree val)
2086 {
2087   struct scev_info_str *info, pattern;
2088   PTR *slot;
2089
2090   pattern.var = version;
2091   pattern.instantiated_below = instantiated_below;
2092   slot = htab_find_slot (cache, &pattern, INSERT);
2093
2094   if (!*slot)
2095     *slot = new_scev_info_str (instantiated_below, version);
2096   info = (struct scev_info_str *) *slot;
2097   info->chrec = val;
2098 }
2099
2100 /* Return the closed_loop_phi node for VAR.  If there is none, return
2101    NULL_TREE.  */
2102
2103 static tree
2104 loop_closed_phi_def (tree var)
2105 {
2106   struct loop *loop;
2107   edge exit;
2108   gimple phi;
2109   gimple_stmt_iterator psi;
2110
2111   if (var == NULL_TREE
2112       || TREE_CODE (var) != SSA_NAME)
2113     return NULL_TREE;
2114
2115   loop = loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (var));
2116   exit = single_exit (loop);
2117   if (!exit)
2118     return NULL_TREE;
2119
2120   for (psi = gsi_start_phis (exit->dest); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
2121     {
2122       phi = gsi_stmt (psi);
2123       if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, exit) == var)
2124         return PHI_RESULT (phi);
2125     }
2126
2127   return NULL_TREE;
2128 }
2129
2130 static tree instantiate_scev_r (basic_block, struct loop *, tree, bool,
2131                                 htab_t, int);
2132
2133 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2134    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2135
2136    CHREC is an SSA_NAME to be instantiated.
2137
2138    CACHE is the cache of already instantiated values.
2139
2140    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2141    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2142    the chrec is preserved.
2143
2144    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2145    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2146
2147 static tree
2148 instantiate_scev_name (basic_block instantiate_below,
2149                        struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2150                        bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2151 {
2152   tree res;
2153   struct loop *def_loop;
2154   basic_block def_bb = gimple_bb (SSA_NAME_DEF_STMT (chrec));
2155
2156   /* A parameter (or loop invariant and we do not want to include
2157      evolutions in outer loops), nothing to do.  */
2158   if (!def_bb
2159       || loop_depth (def_bb->loop_father) == 0
2160       || dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, instantiate_below, def_bb))
2161     return chrec;
2162
2163   /* We cache the value of instantiated variable to avoid exponential
2164      time complexity due to reevaluations.  We also store the convenient
2165      value in the cache in order to prevent infinite recursion -- we do
2166      not want to instantiate the SSA_NAME if it is in a mixer
2167      structure.  This is used for avoiding the instantiation of
2168      recursively defined functions, such as:
2169
2170      | a_2 -> {0, +, 1, +, a_2}_1  */
2171
2172   res = get_instantiated_value (cache, instantiate_below, chrec);
2173   if (res)
2174     return res;
2175
2176   res = chrec_dont_know;
2177   set_instantiated_value (cache, instantiate_below, chrec, res);
2178
2179   def_loop = find_common_loop (evolution_loop, def_bb->loop_father);
2180
2181   /* If the analysis yields a parametric chrec, instantiate the
2182      result again.  */
2183   res = analyze_scalar_evolution (def_loop, chrec);
2184
2185   /* Don't instantiate default definitions.  */
2186   if (TREE_CODE (res) == SSA_NAME
2187       && SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (res))
2188     ;
2189
2190   /* Don't instantiate loop-closed-ssa phi nodes.  */
2191   else if (TREE_CODE (res) == SSA_NAME
2192            && loop_depth (loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (res)))
2193            > loop_depth (def_loop))
2194     {
2195       if (res == chrec)
2196         res = loop_closed_phi_def (chrec);
2197       else
2198         res = chrec;
2199
2200       /* When there is no loop_closed_phi_def, it means that the
2201          variable is not used after the loop: try to still compute the
2202          value of the variable when exiting the loop.  */
2203       if (res == NULL_TREE)
2204         {
2205           loop_p loop = loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (chrec));
2206           res = analyze_scalar_evolution (loop, chrec);
2207           res = compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, res);
2208           res = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, res,
2209                                     fold_conversions, cache, size_expr);
2210         }
2211       else if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, instantiate_below,
2212                                 gimple_bb (SSA_NAME_DEF_STMT (res))))
2213         res = chrec_dont_know;
2214     }
2215
2216   else if (res != chrec_dont_know)
2217     res = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, res,
2218                               fold_conversions, cache, size_expr);
2219
2220   /* Store the correct value to the cache.  */
2221   set_instantiated_value (cache, instantiate_below, chrec, res);
2222   return res;
2223 }
2224
2225 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2226    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2227
2228    CHREC is a polynomial chain of recurrence to be instantiated.
2229
2230    CACHE is the cache of already instantiated values.
2231
2232    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2233    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2234    the chrec is preserved.
2235
2236    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2237    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2238
2239 static tree
2240 instantiate_scev_poly (basic_block instantiate_below,
2241                        struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2242                        bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2243 {
2244   tree op1;
2245   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2246                                  CHREC_LEFT (chrec), fold_conversions, cache,
2247                                  size_expr);
2248   if (op0 == chrec_dont_know)
2249     return chrec_dont_know;
2250
2251   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2252                             CHREC_RIGHT (chrec), fold_conversions, cache,
2253                             size_expr);
2254   if (op1 == chrec_dont_know)
2255     return chrec_dont_know;
2256
2257   if (CHREC_LEFT (chrec) != op0
2258       || CHREC_RIGHT (chrec) != op1)
2259     {
2260       unsigned var = CHREC_VARIABLE (chrec);
2261
2262       /* When the instantiated stride or base has an evolution in an
2263          innermost loop, return chrec_dont_know, as this is not a
2264          valid SCEV representation.  In the reduced testcase for
2265          PR40281 we would have {0, +, {1, +, 1}_2}_1 that has no
2266          meaning.  */
2267       if ((tree_is_chrec (op0) && CHREC_VARIABLE (op0) > var)
2268           || (tree_is_chrec (op1) && CHREC_VARIABLE (op1) > var))
2269         return chrec_dont_know;
2270
2271       op1 = chrec_convert_rhs (chrec_type (op0), op1, NULL);
2272       chrec = build_polynomial_chrec (var, op0, op1);
2273     }
2274
2275   return chrec;
2276 }
2277
2278 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2279    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2280
2281    "C0 CODE C1" is a binary expression of type TYPE to be instantiated.
2282
2283    CACHE is the cache of already instantiated values.
2284
2285    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2286    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2287    the chrec is preserved.
2288
2289    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2290    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2291
2292 static tree
2293 instantiate_scev_binary (basic_block instantiate_below,
2294                          struct loop *evolution_loop, tree chrec, enum tree_code code,
2295                          tree type, tree c0, tree c1,
2296                          bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2297 {
2298   tree op1;
2299   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2300                                  c0, fold_conversions, cache,
2301                                  size_expr);
2302   if (op0 == chrec_dont_know)
2303     return chrec_dont_know;
2304
2305   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2306                             c1, fold_conversions, cache,
2307                             size_expr);
2308   if (op1 == chrec_dont_know)
2309     return chrec_dont_know;
2310
2311   if (c0 != op0
2312       || c1 != op1)
2313     {
2314       op0 = chrec_convert (type, op0, NULL);
2315       op1 = chrec_convert_rhs (type, op1, NULL);
2316
2317       switch (code)
2318         {
2319         case POINTER_PLUS_EXPR:
2320         case PLUS_EXPR:
2321           return chrec_fold_plus (type, op0, op1);
2322
2323         case MINUS_EXPR:
2324           return chrec_fold_minus (type, op0, op1);
2325
2326         case MULT_EXPR:
2327           return chrec_fold_multiply (type, op0, op1);
2328
2329         default:
2330           gcc_unreachable ();
2331         }
2332     }
2333
2334   return chrec ? chrec : fold_build2 (code, type, c0, c1);
2335 }
2336
2337 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2338    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2339
2340    "CHREC" that stands for a convert expression "(TYPE) OP" is to be
2341    instantiated.
2342
2343    CACHE is the cache of already instantiated values.
2344
2345    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2346    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2347    the chrec is preserved.
2348
2349    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2350    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2351
2352 static tree
2353 instantiate_scev_convert (basic_block instantiate_below,
2354                           struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2355                           tree type, tree op,
2356                           bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2357 {
2358   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, op,
2359                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2360
2361   if (op0 == chrec_dont_know)
2362     return chrec_dont_know;
2363
2364   if (fold_conversions)
2365     {
2366       tree tmp = chrec_convert_aggressive (type, op0);
2367       if (tmp)
2368         return tmp;
2369     }
2370
2371   if (chrec && op0 == op)
2372     return chrec;
2373
2374   /* If we used chrec_convert_aggressive, we can no longer assume that
2375      signed chrecs do not overflow, as chrec_convert does, so avoid
2376      calling it in that case.  */
2377   if (fold_conversions)
2378     return fold_convert (type, op0);
2379
2380   return chrec_convert (type, op0, NULL);
2381 }
2382
2383 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2384    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2385
2386    CHREC is a BIT_NOT_EXPR or a NEGATE_EXPR expression to be instantiated.
2387    Handle ~X as -1 - X.
2388    Handle -X as -1 * X.
2389
2390    CACHE is the cache of already instantiated values.
2391
2392    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2393    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2394    the chrec is preserved.
2395
2396    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2397    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2398
2399 static tree
2400 instantiate_scev_not (basic_block instantiate_below,
2401                       struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2402                       enum tree_code code, tree type, tree op,
2403                       bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2404 {
2405   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, op,
2406                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2407
2408   if (op0 == chrec_dont_know)
2409     return chrec_dont_know;
2410
2411   if (op != op0)
2412     {
2413       op0 = chrec_convert (type, op0, NULL);
2414
2415       switch (code)
2416         {
2417         case BIT_NOT_EXPR:
2418           return chrec_fold_minus
2419             (type, fold_convert (type, integer_minus_one_node), op0);
2420
2421         case NEGATE_EXPR:
2422           return chrec_fold_multiply
2423             (type, fold_convert (type, integer_minus_one_node), op0);
2424
2425         default:
2426           gcc_unreachable ();
2427         }
2428     }
2429
2430   return chrec ? chrec : fold_build1 (code, type, op0);
2431 }
2432
2433 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2434    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2435
2436    CHREC is an expression with 3 operands to be instantiated.
2437
2438    CACHE is the cache of already instantiated values.
2439
2440    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2441    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2442    the chrec is preserved.
2443
2444    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2445    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2446
2447 static tree
2448 instantiate_scev_3 (basic_block instantiate_below,
2449                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2450                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2451 {
2452   tree op1, op2;
2453   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2454                                  TREE_OPERAND (chrec, 0),
2455                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2456   if (op0 == chrec_dont_know)
2457     return chrec_dont_know;
2458
2459   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2460                             TREE_OPERAND (chrec, 1),
2461                             fold_conversions, cache, size_expr);
2462   if (op1 == chrec_dont_know)
2463     return chrec_dont_know;
2464
2465   op2 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2466                             TREE_OPERAND (chrec, 2),
2467                             fold_conversions, cache, size_expr);
2468   if (op2 == chrec_dont_know)
2469     return chrec_dont_know;
2470
2471   if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0)
2472       && op1 == TREE_OPERAND (chrec, 1)
2473       && op2 == TREE_OPERAND (chrec, 2))
2474     return chrec;
2475
2476   return fold_build3 (TREE_CODE (chrec),
2477                       TREE_TYPE (chrec), op0, op1, op2);
2478 }
2479
2480 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2481    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2482
2483    CHREC is an expression with 2 operands to be instantiated.
2484
2485    CACHE is the cache of already instantiated values.
2486
2487    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2488    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2489    the chrec is preserved.
2490
2491    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2492    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2493
2494 static tree
2495 instantiate_scev_2 (basic_block instantiate_below,
2496                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2497                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2498 {
2499   tree op1;
2500   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2501                                  TREE_OPERAND (chrec, 0),
2502                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2503   if (op0 == chrec_dont_know)
2504     return chrec_dont_know;
2505
2506   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2507                             TREE_OPERAND (chrec, 1),
2508                             fold_conversions, cache, size_expr);
2509   if (op1 == chrec_dont_know)
2510     return chrec_dont_know;
2511
2512   if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0)
2513       && op1 == TREE_OPERAND (chrec, 1))
2514     return chrec;
2515
2516   return fold_build2 (TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec), op0, op1);
2517 }
2518
2519 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2520    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2521
2522    CHREC is an expression with 2 operands to be instantiated.
2523
2524    CACHE is the cache of already instantiated values.
2525
2526    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2527    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2528    the chrec is preserved.
2529
2530    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2531    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2532
2533 static tree
2534 instantiate_scev_1 (basic_block instantiate_below,
2535                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2536                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2537 {
2538   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2539                                  TREE_OPERAND (chrec, 0),
2540                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2541
2542   if (op0 == chrec_dont_know)
2543     return chrec_dont_know;
2544
2545   if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0))
2546     return chrec;
2547
2548   return fold_build1 (TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec), op0);
2549 }
2550
2551 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2552    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2553
2554    CHREC is the scalar evolution to instantiate.
2555
2556    CACHE is the cache of already instantiated values.
2557
2558    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2559    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2560    the chrec is preserved.
2561
2562    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2563    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2564
2565 static tree
2566 instantiate_scev_r (basic_block instantiate_below,
2567                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2568                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2569 {
2570   /* Give up if the expression is larger than the MAX that we allow.  */
2571   if (size_expr++ > PARAM_VALUE (PARAM_SCEV_MAX_EXPR_SIZE))
2572     return chrec_dont_know;
2573
2574   if (automatically_generated_chrec_p (chrec)
2575       || is_gimple_min_invariant (chrec))
2576     return chrec;
2577
2578   switch (TREE_CODE (chrec))
2579     {
2580     case SSA_NAME:
2581       return instantiate_scev_name (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2582                                     fold_conversions, cache, size_expr);
2583
2584     case POLYNOMIAL_CHREC:
2585       return instantiate_scev_poly (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2586                                     fold_conversions, cache, size_expr);
2587
2588     case POINTER_PLUS_EXPR:
2589     case PLUS_EXPR:
2590     case MINUS_EXPR:
2591     case MULT_EXPR:
2592       return instantiate_scev_binary (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2593                                       TREE_CODE (chrec), chrec_type (chrec),
2594                                       TREE_OPERAND (chrec, 0),
2595                                       TREE_OPERAND (chrec, 1),
2596                                       fold_conversions, cache, size_expr);
2597
2598     CASE_CONVERT:
2599       return instantiate_scev_convert (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2600                                        TREE_TYPE (chrec), TREE_OPERAND (chrec, 0),
2601                                        fold_conversions, cache, size_expr);
2602
2603     case NEGATE_EXPR:
2604     case BIT_NOT_EXPR:
2605       return instantiate_scev_not (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2606                                    TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec),
2607                                    TREE_OPERAND (chrec, 0),
2608                                    fold_conversions, cache, size_expr);
2609
2610     case SCEV_NOT_KNOWN:
2611       return chrec_dont_know;
2612
2613     case SCEV_KNOWN:
2614       return chrec_known;
2615
2616     default:
2617       break;
2618     }
2619
2620   if (VL_EXP_CLASS_P (chrec))
2621     return chrec_dont_know;
2622
2623   switch (TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (chrec)))
2624     {
2625     case 3:
2626       return instantiate_scev_3 (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2627                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2628
2629     case 2:
2630       return instantiate_scev_2 (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2631                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2632
2633     case 1:
2634       return instantiate_scev_1 (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2635                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2636
2637     case 0:
2638       return chrec;
2639
2640     default:
2641       break;
2642     }
2643
2644   /* Too complicated to handle.  */
2645   return chrec_dont_know;
2646 }
2647
2648 /* Analyze all the parameters of the chrec that were left under a
2649    symbolic form.  INSTANTIATE_BELOW is the basic block that stops the
2650    recursive instantiation of parameters: a parameter is a variable
2651    that is defined in a basic block that dominates INSTANTIATE_BELOW or
2652    a function parameter.  */
2653
2654 tree
2655 instantiate_scev (basic_block instantiate_below, struct loop *evolution_loop,
2656                   tree chrec)
2657 {
2658   tree res;
2659   htab_t cache = htab_create (10, hash_scev_info, eq_scev_info, del_scev_info);
2660
2661   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2662     {
2663       fprintf (dump_file, "(instantiate_scev \n");
2664       fprintf (dump_file, "  (instantiate_below = %d)\n", instantiate_below->index);
2665       fprintf (dump_file, "  (evolution_loop = %d)\n", evolution_loop->num);
2666       fprintf (dump_file, "  (chrec = ");
2667       print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
2668       fprintf (dump_file, ")\n");
2669     }
2670
2671   res = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, chrec, false,
2672                             cache, 0);
2673
2674   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2675     {
2676       fprintf (dump_file, "  (res = ");
2677       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
2678       fprintf (dump_file, "))\n");
2679     }
2680
2681   htab_delete (cache);
2682
2683   return res;
2684 }
2685
2686 /* Similar to instantiate_parameters, but does not introduce the
2687    evolutions in outer loops for LOOP invariants in CHREC, and does not
2688    care about causing overflows, as long as they do not affect value
2689    of an expression.  */
2690
2691 tree
2692 resolve_mixers (struct loop *loop, tree chrec)
2693 {
2694   htab_t cache = htab_create (10, hash_scev_info, eq_scev_info, del_scev_info);
2695   tree ret = instantiate_scev_r (block_before_loop (loop), loop, chrec, true,
2696                                  cache, 0);
2697   htab_delete (cache);
2698   return ret;
2699 }
2700
2701 /* Entry point for the analysis of the number of iterations pass.
2702    This function tries to safely approximate the number of iterations
2703    the loop will run.  When this property is not decidable at compile
2704    time, the result is chrec_dont_know.  Otherwise the result is a
2705    scalar or a symbolic parameter.  When the number of iterations may
2706    be equal to zero and the property cannot be determined at compile
2707    time, the result is a COND_EXPR that represents in a symbolic form
2708    the conditions under which the number of iterations is not zero.
2709
2710    Example of analysis: suppose that the loop has an exit condition:
2711
2712    "if (b > 49) goto end_loop;"
2713
2714    and that in a previous analysis we have determined that the
2715    variable 'b' has an evolution function:
2716
2717    "EF = {23, +, 5}_2".
2718
2719    When we evaluate the function at the point 5, i.e. the value of the
2720    variable 'b' after 5 iterations in the loop, we have EF (5) = 48,
2721    and EF (6) = 53.  In this case the value of 'b' on exit is '53' and
2722    the loop body has been executed 6 times.  */
2723
2724 tree
2725 number_of_latch_executions (struct loop *loop)
2726 {
2727   edge exit;
2728   struct tree_niter_desc niter_desc;
2729   tree may_be_zero;
2730   tree res;
2731
2732   /* Determine whether the number of iterations in loop has already
2733      been computed.  */
2734   res = loop->nb_iterations;
2735   if (res)
2736     return res;
2737
2738   may_be_zero = NULL_TREE;
2739
2740   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2741     fprintf (dump_file, "(number_of_iterations_in_loop = \n");
2742
2743   res = chrec_dont_know;
2744   exit = single_exit (loop);
2745
2746   if (exit && number_of_iterations_exit (loop, exit, &niter_desc, false))
2747     {
2748       may_be_zero = niter_desc.may_be_zero;
2749       res = niter_desc.niter;
2750     }
2751
2752   if (res == chrec_dont_know
2753       || !may_be_zero
2754       || integer_zerop (may_be_zero))
2755     ;
2756   else if (integer_nonzerop (may_be_zero))
2757     res = build_int_cst (TREE_TYPE (res), 0);
2758
2759   else if (COMPARISON_CLASS_P (may_be_zero))
2760     res = fold_build3 (COND_EXPR, TREE_TYPE (res), may_be_zero,
2761                        build_int_cst (TREE_TYPE (res), 0), res);
2762   else
2763     res = chrec_dont_know;
2764
2765   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2766     {
2767       fprintf (dump_file, "  (set_nb_iterations_in_loop = ");
2768       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
2769       fprintf (dump_file, "))\n");
2770     }
2771
2772   loop->nb_iterations = res;
2773   return res;
2774 }
2775
2776 /* Returns the number of executions of the exit condition of LOOP,
2777    i.e., the number by one higher than number_of_latch_executions.
2778    Note that unlike number_of_latch_executions, this number does
2779    not necessarily fit in the unsigned variant of the type of
2780    the control variable -- if the number of iterations is a constant,
2781    we return chrec_dont_know if adding one to number_of_latch_executions
2782    overflows; however, in case the number of iterations is symbolic
2783    expression, the caller is responsible for dealing with this
2784    the possible overflow.  */
2785
2786 tree
2787 number_of_exit_cond_executions (struct loop *loop)
2788 {
2789   tree ret = number_of_latch_executions (loop);
2790   tree type = chrec_type (ret);
2791
2792   if (chrec_contains_undetermined (ret))
2793     return ret;
2794
2795   ret = chrec_fold_plus (type, ret, build_int_cst (type, 1));
2796   if (TREE_CODE (ret) == INTEGER_CST
2797       && TREE_OVERFLOW (ret))
2798     return chrec_dont_know;
2799
2800   return ret;
2801 }
2802
2803 /* One of the drivers for testing the scalar evolutions analysis.
2804    This function computes the number of iterations for all the loops
2805    from the EXIT_CONDITIONS array.  */
2806
2807 static void
2808 number_of_iterations_for_all_loops (VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
2809 {
2810   unsigned int i;
2811   unsigned nb_chrec_dont_know_loops = 0;
2812   unsigned nb_static_loops = 0;
2813   gimple cond;
2814
2815   FOR_EACH_VEC_ELT (gimple, *exit_conditions, i, cond)
2816     {
2817       tree res = number_of_latch_executions (loop_containing_stmt (cond));
2818       if (chrec_contains_undetermined (res))
2819         nb_chrec_dont_know_loops++;
2820       else
2821         nb_static_loops++;
2822     }
2823
2824   if (dump_file)
2825     {
2826       fprintf (dump_file, "\n(\n");
2827       fprintf (dump_file, "-----------------------------------------\n");
2828       fprintf (dump_file, "%d\tnb_chrec_dont_know_loops\n", nb_chrec_dont_know_loops);
2829       fprintf (dump_file, "%d\tnb_static_loops\n", nb_static_loops);
2830       fprintf (dump_file, "%d\tnb_total_loops\n", number_of_loops ());
2831       fprintf (dump_file, "-----------------------------------------\n");
2832       fprintf (dump_file, ")\n\n");
2833
2834       print_loops (dump_file, 3);
2835     }
2836 }
2837
2838 \f
2839
2840 /* Counters for the stats.  */
2841
2842 struct chrec_stats
2843 {
2844   unsigned nb_chrecs;
2845   unsigned nb_affine;
2846   unsigned nb_affine_multivar;
2847   unsigned nb_higher_poly;
2848   unsigned nb_chrec_dont_know;
2849   unsigned nb_undetermined;
2850 };
2851
2852 /* Reset the counters.  */
2853
2854 static inline void
2855 reset_chrecs_counters (struct chrec_stats *stats)
2856 {
2857   stats->nb_chrecs = 0;
2858   stats->nb_affine = 0;
2859   stats->nb_affine_multivar = 0;
2860   stats->nb_higher_poly = 0;
2861   stats->nb_chrec_dont_know = 0;
2862   stats->nb_undetermined = 0;
2863 }
2864
2865 /* Dump the contents of a CHREC_STATS structure.  */
2866
2867 static void
2868 dump_chrecs_stats (FILE *file, struct chrec_stats *stats)
2869 {
2870   fprintf (file, "\n(\n");
2871   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2872   fprintf (file, "%d\taffine univariate chrecs\n", stats->nb_affine);
2873   fprintf (file, "%d\taffine multivariate chrecs\n", stats->nb_affine_multivar);
2874   fprintf (file, "%d\tdegree greater than 2 polynomials\n",
2875            stats->nb_higher_poly);
2876   fprintf (file, "%d\tchrec_dont_know chrecs\n", stats->nb_chrec_dont_know);
2877   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2878   fprintf (file, "%d\ttotal chrecs\n", stats->nb_chrecs);
2879   fprintf (file, "%d\twith undetermined coefficients\n",
2880            stats->nb_undetermined);
2881   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2882   fprintf (file, "%d\tchrecs in the scev database\n",
2883            (int) htab_elements (scalar_evolution_info));
2884   fprintf (file, "%d\tsets in the scev database\n", nb_set_scev);
2885   fprintf (file, "%d\tgets in the scev database\n", nb_get_scev);
2886   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2887   fprintf (file, ")\n\n");
2888 }
2889
2890 /* Gather statistics about CHREC.  */
2891
2892 static void
2893 gather_chrec_stats (tree chrec, struct chrec_stats *stats)
2894 {
2895   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2896     {
2897       fprintf (dump_file, "(classify_chrec ");
2898       print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
2899       fprintf (dump_file, "\n");
2900     }
2901
2902   stats->nb_chrecs++;
2903
2904   if (chrec == NULL_TREE)
2905     {
2906       stats->nb_undetermined++;
2907       return;
2908     }
2909
2910   switch (TREE_CODE (chrec))
2911     {
2912     case POLYNOMIAL_CHREC:
2913       if (evolution_function_is_affine_p (chrec))
2914         {
2915           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2916             fprintf (dump_file, "  affine_univariate\n");
2917           stats->nb_affine++;
2918         }
2919       else if (evolution_function_is_affine_multivariate_p (chrec, 0))
2920         {
2921           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2922             fprintf (dump_file, "  affine_multivariate\n");
2923           stats->nb_affine_multivar++;
2924         }
2925       else
2926         {
2927           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2928             fprintf (dump_file, "  higher_degree_polynomial\n");
2929           stats->nb_higher_poly++;
2930         }
2931
2932       break;
2933
2934     default:
2935       break;
2936     }
2937
2938   if (chrec_contains_undetermined (chrec))
2939     {
2940       if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2941         fprintf (dump_file, "  undetermined\n");
2942       stats->nb_undetermined++;
2943     }
2944
2945   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2946     fprintf (dump_file, ")\n");
2947 }
2948
2949 /* One of the drivers for testing the scalar evolutions analysis.
2950    This function analyzes the scalar evolution of all the scalars
2951    defined as loop phi nodes in one of the loops from the
2952    EXIT_CONDITIONS array.
2953
2954    TODO Optimization: A loop is in canonical form if it contains only
2955    a single scalar loop phi node.  All the other scalars that have an
2956    evolution in the loop are rewritten in function of this single
2957    index.  This allows the parallelization of the loop.  */
2958
2959 static void
2960 analyze_scalar_evolution_for_all_loop_phi_nodes (VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
2961 {
2962   unsigned int i;
2963   struct chrec_stats stats;
2964   gimple cond, phi;
2965   gimple_stmt_iterator psi;
2966
2967   reset_chrecs_counters (&stats);
2968
2969   FOR_EACH_VEC_ELT (gimple, *exit_conditions, i, cond)
2970     {
2971       struct loop *loop;
2972       basic_block bb;
2973       tree chrec;
2974
2975       loop = loop_containing_stmt (cond);
2976       bb = loop->header;
2977
2978       for (psi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
2979         {
2980           phi = gsi_stmt (psi);
2981           if (is_gimple_reg (PHI_RESULT (phi)))
2982             {
2983               chrec = instantiate_parameters
2984                         (loop,
2985                          analyze_scalar_evolution (loop, PHI_RESULT (phi)));
2986
2987               if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2988                 gather_chrec_stats (chrec, &stats);
2989             }
2990         }
2991     }
2992
2993   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2994     dump_chrecs_stats (dump_file, &stats);
2995 }
2996
2997 /* Callback for htab_traverse, gathers information on chrecs in the
2998    hashtable.  */
2999
3000 static int
3001 gather_stats_on_scev_database_1 (void **slot, void *stats)
3002 {
3003   struct scev_info_str *entry = (struct scev_info_str *) *slot;
3004
3005   gather_chrec_stats (entry->chrec, (struct chrec_stats *) stats);
3006
3007   return 1;
3008 }
3009
3010 /* Classify the chrecs of the whole database.  */
3011
3012 void
3013 gather_stats_on_scev_database (void)
3014 {
3015   struct chrec_stats stats;
3016
3017   if (!dump_file)
3018     return;
3019
3020   reset_chrecs_counters (&stats);
3021
3022   htab_traverse (scalar_evolution_info, gather_stats_on_scev_database_1,
3023                  &stats);
3024
3025   dump_chrecs_stats (dump_file, &stats);
3026 }
3027
3028 \f
3029
3030 /* Initializer.  */
3031
3032 static void
3033 initialize_scalar_evolutions_analyzer (void)
3034 {
3035   /* The elements below are unique.  */
3036   if (chrec_dont_know == NULL_TREE)
3037     {
3038       chrec_not_analyzed_yet = NULL_TREE;
3039       chrec_dont_know = make_node (SCEV_NOT_KNOWN);
3040       chrec_known = make_node (SCEV_KNOWN);
3041       TREE_TYPE (chrec_dont_know) = void_type_node;
3042       TREE_TYPE (chrec_known) = void_type_node;
3043     }
3044 }
3045
3046 /* Initialize the analysis of scalar evolutions for LOOPS.  */
3047
3048 void
3049 scev_initialize (void)
3050 {
3051   loop_iterator li;
3052   struct loop *loop;
3053
3054
3055   scalar_evolution_info = htab_create_ggc (100, hash_scev_info, eq_scev_info,
3056                                            del_scev_info);
3057
3058   initialize_scalar_evolutions_analyzer ();
3059
3060   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
3061     {
3062       loop->nb_iterations = NULL_TREE;
3063     }
3064 }
3065
3066 /* Cleans up the information cached by the scalar evolutions analysis
3067    in the hash table.  */
3068
3069 void
3070 scev_reset_htab (void)
3071 {
3072   if (!scalar_evolution_info)
3073     return;
3074
3075   htab_empty (scalar_evolution_info);
3076 }
3077
3078 /* Cleans up the information cached by the scalar evolutions analysis
3079    in the hash table and in the loop->nb_iterations.  */
3080
3081 void
3082 scev_reset (void)
3083 {
3084   loop_iterator li;
3085   struct loop *loop;
3086
3087   scev_reset_htab ();
3088
3089   if (!current_loops)
3090     return;
3091
3092   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
3093     {
3094       loop->nb_iterations = NULL_TREE;
3095     }
3096 }
3097
3098 /* Checks whether use of OP in USE_LOOP behaves as a simple affine iv with
3099    respect to WRTO_LOOP and returns its base and step in IV if possible
3100    (see analyze_scalar_evolution_in_loop for more details on USE_LOOP
3101    and WRTO_LOOP).  If ALLOW_NONCONSTANT_STEP is true, we want step to be
3102    invariant in LOOP.  Otherwise we require it to be an integer constant.
3103
3104    IV->no_overflow is set to true if we are sure the iv cannot overflow (e.g.
3105    because it is computed in signed arithmetics).  Consequently, adding an
3106    induction variable
3107
3108    for (i = IV->base; ; i += IV->step)
3109
3110    is only safe if IV->no_overflow is false, or TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED is
3111    false for the type of the induction variable, or you can prove that i does
3112    not wrap by some other argument.  Otherwise, this might introduce undefined
3113    behavior, and
3114
3115    for (i = iv->base; ; i = (type) ((unsigned type) i + (unsigned type) iv->step))
3116
3117    must be used instead.  */
3118
3119 bool
3120 simple_iv (struct loop *wrto_loop, struct loop *use_loop, tree op,
3121            affine_iv *iv, bool allow_nonconstant_step)
3122 {
3123   tree type, ev;
3124   bool folded_casts;
3125
3126   iv->base = NULL_TREE;
3127   iv->step = NULL_TREE;
3128   iv->no_overflow = false;
3129
3130   type = TREE_TYPE (op);
3131   if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE
3132       && TREE_CODE (type) != POINTER_TYPE)
3133     return false;
3134
3135   ev = analyze_scalar_evolution_in_loop (wrto_loop, use_loop, op,
3136                                          &folded_casts);
3137   if (chrec_contains_undetermined (ev)
3138       || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (ev, wrto_loop->num))
3139     return false;
3140
3141   if (tree_does_not_contain_chrecs (ev))
3142     {
3143       iv->base = ev;
3144       iv->step = build_int_cst (TREE_TYPE (ev), 0);
3145       iv->no_overflow = true;
3146       return true;
3147     }
3148
3149   if (TREE_CODE (ev) != POLYNOMIAL_CHREC
3150       || CHREC_VARIABLE (ev) != (unsigned) wrto_loop->num)
3151     return false;
3152
3153   iv->step = CHREC_RIGHT (ev);
3154   if ((!allow_nonconstant_step && TREE_CODE (iv->step) != INTEGER_CST)
3155       || tree_contains_chrecs (iv->step, NULL))
3156     return false;
3157
3158   iv->base = CHREC_LEFT (ev);
3159   if (tree_contains_chrecs (iv->base, NULL))
3160     return false;
3161
3162   iv->no_overflow = !folded_casts && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type);
3163
3164   return true;
3165 }
3166
3167 /* Runs the analysis of scalar evolutions.  */
3168
3169 void
3170 scev_analysis (void)
3171 {
3172   VEC(gimple,heap) *exit_conditions;
3173
3174   exit_conditions = VEC_alloc (gimple, heap, 37);
3175   select_loops_exit_conditions (&exit_conditions);
3176
3177   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
3178     analyze_scalar_evolution_for_all_loop_phi_nodes (&exit_conditions);
3179
3180   number_of_iterations_for_all_loops (&exit_conditions);
3181   VEC_free (gimple, heap, exit_conditions);
3182 }
3183
3184 /* Finalize the scalar evolution analysis.  */
3185
3186 void
3187 scev_finalize (void)
3188 {
3189   if (!scalar_evolution_info)
3190     return;
3191   htab_delete (scalar_evolution_info);
3192   scalar_evolution_info = NULL;
3193 }
3194
3195 /* Returns true if the expression EXPR is considered to be too expensive
3196    for scev_const_prop.  */
3197
3198 bool
3199 expression_expensive_p (tree expr)
3200 {
3201   enum tree_code code;
3202
3203   if (is_gimple_val (expr))
3204     return false;
3205
3206   code = TREE_CODE (expr);
3207   if (code == TRUNC_DIV_EXPR
3208       || code == CEIL_DIV_EXPR
3209       || code == FLOOR_DIV_EXPR
3210       || code == ROUND_DIV_EXPR
3211       || code == TRUNC_MOD_EXPR
3212       || code == CEIL_MOD_EXPR
3213       || code == FLOOR_MOD_EXPR
3214       || code == ROUND_MOD_EXPR
3215       || code == EXACT_DIV_EXPR)
3216     {
3217       /* Division by power of two is usually cheap, so we allow it.
3218          Forbid anything else.  */
3219       if (!integer_pow2p (TREE_OPERAND (expr, 1)))
3220         return true;
3221     }
3222
3223   switch (TREE_CODE_CLASS (code))
3224     {
3225     case tcc_binary:
3226     case tcc_comparison:
3227       if (expression_expensive_p (TREE_OPERAND (expr, 1)))
3228         return true;
3229
3230       /* Fallthru.  */
3231     case tcc_unary:
3232       return expression_expensive_p (TREE_OPERAND (expr, 0));
3233
3234     default:
3235       return true;
3236     }
3237 }
3238
3239 /* Replace ssa names for that scev can prove they are constant by the
3240    appropriate constants.  Also perform final value replacement in loops,
3241    in case the replacement expressions are cheap.
3242
3243    We only consider SSA names defined by phi nodes; rest is left to the
3244    ordinary constant propagation pass.  */
3245
3246 unsigned int
3247 scev_const_prop (void)
3248 {
3249   basic_block bb;
3250   tree name, type, ev;
3251   gimple phi, ass;
3252   struct loop *loop, *ex_loop;
3253   bitmap ssa_names_to_remove = NULL;
3254   unsigned i;
3255   loop_iterator li;
3256   gimple_stmt_iterator psi;
3257
3258   if (number_of_loops () <= 1)
3259     return 0;
3260
3261   FOR_EACH_BB (bb)
3262     {
3263       loop = bb->loop_father;
3264
3265       for (psi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
3266         {
3267           phi = gsi_stmt (psi);
3268           name = PHI_RESULT (phi);
3269
3270           if (!is_gimple_reg (name))
3271             continue;
3272
3273           type = TREE_TYPE (name);
3274
3275           if (!POINTER_TYPE_P (type)
3276               && !INTEGRAL_TYPE_P (type))
3277             continue;
3278
3279           ev = resolve_mixers (loop, analyze_scalar_evolution (loop, name));
3280           if (!is_gimple_min_invariant (ev)
3281               || !may_propagate_copy (name, ev))
3282             continue;
3283
3284           /* Replace the uses of the name.  */
3285           if (name != ev)
3286             replace_uses_by (name, ev);
3287
3288           if (!ssa_names_to_remove)
3289             ssa_names_to_remove = BITMAP_ALLOC (NULL);
3290           bitmap_set_bit (ssa_names_to_remove, SSA_NAME_VERSION (name));
3291         }
3292     }
3293
3294   /* Remove the ssa names that were replaced by constants.  We do not
3295      remove them directly in the previous cycle, since this
3296      invalidates scev cache.  */
3297   if (ssa_names_to_remove)
3298     {
3299       bitmap_iterator bi;
3300
3301       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (ssa_names_to_remove, 0, i, bi)
3302         {
3303           gimple_stmt_iterator psi;
3304           name = ssa_name (i);
3305           phi = SSA_NAME_DEF_STMT (name);
3306
3307           gcc_assert (gimple_code (phi) == GIMPLE_PHI);
3308           psi = gsi_for_stmt (phi);
3309           remove_phi_node (&psi, true);
3310         }
3311
3312       BITMAP_FREE (ssa_names_to_remove);
3313       scev_reset ();
3314     }
3315
3316   /* Now the regular final value replacement.  */
3317   FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_FROM_INNERMOST)
3318     {
3319       edge exit;
3320       tree def, rslt, niter;
3321       gimple_stmt_iterator bsi;
3322
3323       /* If we do not know exact number of iterations of the loop, we cannot
3324          replace the final value.  */
3325       exit = single_exit (loop);
3326       if (!exit)
3327         continue;
3328
3329       niter = number_of_latch_executions (loop);
3330       if (niter == chrec_dont_know)
3331         continue;
3332
3333       /* Ensure that it is possible to insert new statements somewhere.  */
3334       if (!single_pred_p (exit->dest))
3335         split_loop_exit_edge (exit);
3336       bsi = gsi_after_labels (exit->dest);
3337
3338       ex_loop = superloop_at_depth (loop,
3339                                     loop_depth (exit->dest->loop_father) + 1);
3340
3341       for (psi = gsi_start_phis (exit->dest); !gsi_end_p (psi); )
3342         {
3343           phi = gsi_stmt (psi);
3344           rslt = PHI_RESULT (phi);
3345           def = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, exit);
3346           if (!is_gimple_reg (def))
3347             {
3348               gsi_next (&psi);
3349               continue;
3350             }
3351
3352           if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (def))
3353               && !INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (def)))
3354             {
3355               gsi_next (&psi);
3356               continue;
3357             }
3358
3359           def = analyze_scalar_evolution_in_loop (ex_loop, loop, def, NULL);
3360           def = compute_overall_effect_of_inner_loop (ex_loop, def);
3361           if (!tree_does_not_contain_chrecs (def)
3362               || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (def, ex_loop->num)
3363               /* Moving the computation from the loop may prolong life range
3364                  of some ssa names, which may cause problems if they appear
3365                  on abnormal edges.  */
3366               || contains_abnormal_ssa_name_p (def)
3367               /* Do not emit expensive expressions.  The rationale is that
3368                  when someone writes a code like
3369
3370                  while (n > 45) n -= 45;
3371
3372                  he probably knows that n is not large, and does not want it
3373                  to be turned into n %= 45.  */
3374               || expression_expensive_p (def))
3375             {
3376               gsi_next (&psi);
3377               continue;
3378             }
3379
3380           /* Eliminate the PHI node and replace it by a computation outside
3381              the loop.  */
3382           def = unshare_expr (def);
3383           remove_phi_node (&psi, false);
3384
3385           def = force_gimple_operand_gsi (&bsi, def, false, NULL_TREE,
3386                                           true, GSI_SAME_STMT);
3387           ass = gimple_build_assign (rslt, def);
3388           gsi_insert_before (&bsi, ass, GSI_SAME_STMT);
3389         }
3390     }
3391   return 0;
3392 }
3393
3394 #include "gt-tree-scalar-evolution.h"