OSDN Git Service

(forgot svn add in the previous commit)
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-ifcombine.c
1 /* Combining of if-expressions on trees.
2    Copyright (C) 2007 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Richard Guenther <rguenther@suse.de>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
20 Boston, MA 02110-1301, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "basic-block.h"
28 #include "timevar.h"
29 #include "diagnostic.h"
30 #include "tree-flow.h"
31 #include "tree-pass.h"
32 #include "tree-dump.h"
33
34 /* This pass combines COND_EXPRs to simplify control flow.  It
35    currently recognizes bit tests and comparisons in chains that
36    represent logical and or logical or of two COND_EXPRs.
37
38    It does so by walking basic blocks in a approximate reverse
39    post-dominator order and trying to match CFG patterns that
40    represent logical and or logical or of two COND_EXPRs.
41    Transformations are done if the COND_EXPR conditions match
42    either
43
44      1. two single bit tests X & (1 << Yn) (for logical and)
45
46      2. two bit tests X & Yn (for logical or)
47
48      3. two comparisons X OPn Y (for logical or)
49
50    To simplify this pass, removing basic blocks and dead code
51    is left to CFG cleanup and DCE.  */
52
53
54 /* Recognize a if-then-else CFG pattern starting to match with the
55    COND_BB basic-block containing the COND_EXPR.  The recognized
56    then end else blocks are stored to *THEN_BB and *ELSE_BB.  If
57    *THEN_BB and/or *ELSE_BB are already set, they are required to
58    match the then and else basic-blocks to make the pattern match.
59    Returns true if the pattern matched, false otherwise.  */
60
61 static bool
62 recognize_if_then_else (basic_block cond_bb,
63                         basic_block *then_bb, basic_block *else_bb)
64 {
65   edge t, e;
66
67   if (EDGE_COUNT (cond_bb->succs) != 2)
68     return false;
69
70   /* Find the then/else edges.  */
71   t = EDGE_SUCC (cond_bb, 0);
72   e = EDGE_SUCC (cond_bb, 1);
73   if (!(t->flags & EDGE_TRUE_VALUE))
74     {
75       edge tmp = t;
76       t = e;
77       e = tmp;
78     }
79   if (!(t->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
80       || !(e->flags & EDGE_FALSE_VALUE))
81     return false;
82
83   /* Check if the edge destinations point to the required block.  */
84   if (*then_bb
85       && t->dest != *then_bb)
86     return false;
87   if (*else_bb
88       && e->dest != *else_bb)
89     return false;
90
91   if (!*then_bb)
92     *then_bb = t->dest;
93   if (!*else_bb)
94     *else_bb = e->dest;
95
96   return true;
97 }
98
99 /* Verify if the basic block BB does not have side-effects.  Return
100    true in this case, else false.  */
101
102 static bool
103 bb_no_side_effects_p (basic_block bb)
104 {
105   block_stmt_iterator bsi;
106
107   for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
108     {
109       tree stmt = bsi_stmt (bsi);
110       stmt_ann_t ann = stmt_ann (stmt);
111
112       if (ann->has_volatile_ops
113           || !ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
114         return false;
115     }
116
117   return true;
118 }
119
120 /* Verify if all PHI node arguments in DEST for edges from BB1 or
121    BB2 to DEST are the same.  This makes the CFG merge point
122    free from side-effects.  Return true in this case, else false.  */
123
124 static bool
125 same_phi_args_p (basic_block bb1, basic_block bb2, basic_block dest)
126 {
127   edge e1 = find_edge (bb1, dest);
128   edge e2 = find_edge (bb2, dest);
129   tree phi;
130
131   for (phi = phi_nodes (dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
132     if (!operand_equal_p (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e1),
133                           PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e2), 0))
134       return false;
135
136   return true;
137 }
138
139 /* Recognize a single bit test pattern in COND_EXPR and its defining
140    statements.  Store the name being tested in *NAME and the bit
141    in *BIT.  The COND_EXPR computes *NAME & (1 << *BIT).
142    Returns true if the pattern matched, false otherwise.  */
143
144 static bool
145 recognize_single_bit_test (tree cond_expr, tree *name, tree *bit)
146 {
147   tree t;
148
149   /* Get at the definition of the result of the bit test.  */
150   t = TREE_OPERAND (cond_expr, 0);
151   if (TREE_CODE (t) == NE_EXPR
152       && integer_zerop (TREE_OPERAND (t, 1)))
153     t = TREE_OPERAND (t, 0);
154   if (TREE_CODE (t) != SSA_NAME)
155     return false;
156   t = SSA_NAME_DEF_STMT (t);
157   if (TREE_CODE (t) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
158     return false;
159   t = GIMPLE_STMT_OPERAND (t, 1);
160
161   /* Look at which bit is tested.  One form to recognize is
162      D.1985_5 = state_3(D) >> control1_4(D);
163      D.1986_6 = (int) D.1985_5;
164      D.1987_7 = op0 & 1;
165      if (D.1987_7 != 0)  */
166   if (TREE_CODE (t) == BIT_AND_EXPR
167       && integer_onep (TREE_OPERAND (t, 1))
168       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0)) == SSA_NAME)
169     {
170       t = TREE_OPERAND (t, 0);
171       do {
172         t = SSA_NAME_DEF_STMT (t);
173         if (TREE_CODE (t) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
174           return false;
175         t = GIMPLE_STMT_OPERAND (t, 1);
176         if (TREE_CODE (t) == NOP_EXPR
177             || TREE_CODE (t) == CONVERT_EXPR)
178           t = TREE_OPERAND (t, 0);
179       } while (TREE_CODE (t) == SSA_NAME);
180
181       if (TREE_CODE (t) == RSHIFT_EXPR)
182         {
183           /* op0 & (1 << op1) */
184           *bit = TREE_OPERAND (t, 1);
185           *name = TREE_OPERAND (t, 0);
186         }
187       else
188         {
189           /* t & 1 */
190           *bit = integer_one_node;
191           *name = t;
192         }
193
194       return true;
195     }
196
197   /* Another form is
198      D.1987_7 = op0 & (1 << CST)
199      if (D.1987_7 != 0)  */
200   if (TREE_CODE (t) == BIT_AND_EXPR
201       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0)) == SSA_NAME
202       && integer_pow2p (TREE_OPERAND (t, 1)))
203     {
204       *name = TREE_OPERAND (t, 0);
205       *bit = build_int_cst (integer_type_node,
206                             tree_log2 (TREE_OPERAND (t, 1)));
207       return true;
208     }
209
210   /* Another form is
211      D.1986_6 = 1 << control1_4(D)
212      D.1987_7 = op0 & D.1986_6
213      if (D.1987_7 != 0)  */
214   if (TREE_CODE (t) == BIT_AND_EXPR
215       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0)) == SSA_NAME
216       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)) == SSA_NAME)
217     {
218       tree tmp;
219
220       /* Both arguments of the BIT_AND_EXPR can be the single-bit
221          specifying expression.  */
222       tmp = SSA_NAME_DEF_STMT (TREE_OPERAND (t, 0));
223       if (TREE_CODE (tmp) == GIMPLE_MODIFY_STMT
224           && TREE_CODE (GIMPLE_STMT_OPERAND (tmp, 1)) == LSHIFT_EXPR
225           && integer_onep (TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (tmp, 1), 0)))
226         {
227           *name = TREE_OPERAND (t, 1);
228           *bit = TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (tmp, 1), 1);
229           return true;
230         }
231
232       tmp = SSA_NAME_DEF_STMT (TREE_OPERAND (t, 1));
233       if (TREE_CODE (tmp) == GIMPLE_MODIFY_STMT
234           && TREE_CODE (GIMPLE_STMT_OPERAND (tmp, 1)) == LSHIFT_EXPR
235           && integer_onep (TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (tmp, 1), 0)))
236         {
237           *name = TREE_OPERAND (t, 0);
238           *bit = TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (tmp, 1), 1);
239           return true;
240         }
241     }
242
243   return false;
244 }
245
246 /* Recognize a bit test pattern in COND_EXPR and its defining
247    statements.  Store the name being tested in *NAME and the bits
248    in *BITS.  The COND_EXPR computes *NAME & *BITS.
249    Returns true if the pattern matched, false otherwise.  */
250
251 static bool
252 recognize_bits_test (tree cond_expr, tree *name, tree *bits)
253 {
254   tree t;
255
256   /* Get at the definition of the result of the bit test.  */
257   t = TREE_OPERAND (cond_expr, 0);
258   if (TREE_CODE (t) == NE_EXPR
259       && integer_zerop (TREE_OPERAND (t, 1)))
260     t = TREE_OPERAND (t, 0);
261   if (TREE_CODE (t) != SSA_NAME)
262     return false;
263   t = SSA_NAME_DEF_STMT (t);
264   if (TREE_CODE (t) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
265     return false;
266   t = GIMPLE_STMT_OPERAND (t, 1);
267
268   if (TREE_CODE (t) != BIT_AND_EXPR)
269     return false;
270
271   *name = TREE_OPERAND (t, 0);
272   *bits = TREE_OPERAND (t, 1);
273
274   return true;
275 }
276
277 /* If-convert on a and pattern with a common else block.  The inner
278    if is specified by its INNER_COND_BB, the outer by OUTER_COND_BB.
279    Returns true if the edges to the common else basic-block were merged.  */
280
281 static bool
282 ifcombine_ifandif (basic_block inner_cond_bb, basic_block outer_cond_bb)
283 {
284   block_stmt_iterator bsi;
285   tree inner_cond, outer_cond;
286   tree name1, name2, bit1, bit2;
287
288   inner_cond = last_stmt (inner_cond_bb);
289   if (!inner_cond
290       || TREE_CODE (inner_cond) != COND_EXPR)
291     return false;
292
293   outer_cond = last_stmt (outer_cond_bb);
294   if (!outer_cond
295       || TREE_CODE (outer_cond) != COND_EXPR)
296     return false;
297
298   /* See if we test a single bit of the same name in both tests.  In
299      that case remove the outer test, merging both else edges,
300      and change the inner one to test for
301      name & (bit1 | bit2) == (bit1 | bit2).  */
302   if (recognize_single_bit_test (inner_cond, &name1, &bit1)
303       && recognize_single_bit_test (outer_cond, &name2, &bit2)
304       && name1 == name2)
305     {
306       tree t, t2;
307
308       /* Do it.  */
309       bsi = bsi_for_stmt (inner_cond);
310       t = fold_build2 (LSHIFT_EXPR, TREE_TYPE (name1),
311                        integer_one_node, bit1);
312       t2 = fold_build2 (LSHIFT_EXPR, TREE_TYPE (name1),
313                         integer_one_node, bit2);
314       t = fold_build2 (BIT_IOR_EXPR, TREE_TYPE (name1), t, t2);
315       t = force_gimple_operand_bsi (&bsi, t, true, NULL_TREE);
316       t2 = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, TREE_TYPE (name1), name1, t);
317       t2 = force_gimple_operand_bsi (&bsi, t2, true, NULL_TREE);
318       COND_EXPR_COND (inner_cond) = fold_build2 (EQ_EXPR, boolean_type_node,
319                                                  t2, t);
320       update_stmt (inner_cond);
321
322       /* Leave CFG optimization to cfg_cleanup.  */
323       COND_EXPR_COND (outer_cond) = boolean_true_node;
324       update_stmt (outer_cond);
325
326       if (dump_file)
327         {
328           fprintf (dump_file, "optimizing double bit test to ");
329           print_generic_expr (dump_file, name1, 0);
330           fprintf (dump_file, " & T == T\nwith temporary T = (1 << ");
331           print_generic_expr (dump_file, bit1, 0);
332           fprintf (dump_file, ") | (1 << ");
333           print_generic_expr (dump_file, bit2, 0);
334           fprintf (dump_file, ")\n");
335         }
336
337       return true;
338     }
339
340   return false;
341 }
342
343 /* If-convert on a or pattern with a common then block.  The inner
344    if is specified by its INNER_COND_BB, the outer by OUTER_COND_BB.
345    Returns true, if the edges leading to the common then basic-block
346    were merged.  */
347
348 static bool
349 ifcombine_iforif (basic_block inner_cond_bb, basic_block outer_cond_bb)
350 {
351   tree inner_cond, outer_cond;
352   tree name1, name2, bits1, bits2;
353
354   inner_cond = last_stmt (inner_cond_bb);
355   if (!inner_cond
356       || TREE_CODE (inner_cond) != COND_EXPR)
357     return false;
358
359   outer_cond = last_stmt (outer_cond_bb);
360   if (!outer_cond
361       || TREE_CODE (outer_cond) != COND_EXPR)
362     return false;
363
364   /* See if we have two bit tests of the same name in both tests.
365      In that case remove the outer test and change the inner one to
366      test for name & (bits1 | bits2) != 0.  */
367   if (recognize_bits_test (inner_cond, &name1, &bits1)
368       && recognize_bits_test (outer_cond, &name2, &bits2))
369     {
370       block_stmt_iterator bsi;
371       tree t;
372
373       /* Find the common name which is bit-tested.  */
374       if (name1 == name2)
375         ;
376       else if (bits1 == bits2)
377         {
378           t = name2;
379           name2 = bits2;
380           bits2 = t;
381           t = name1;
382           name1 = bits1;
383           bits1 = t;
384         }
385       else if (name1 == bits2)
386         {
387           t = name2;
388           name2 = bits2;
389           bits2 = t;
390         }
391       else if (bits1 == name2)
392         {
393           t = name1;
394           name1 = bits1;
395           bits1 = t;
396         }
397       else
398         return false;
399
400       /* Do it.  */
401       bsi = bsi_for_stmt (inner_cond);
402       t = fold_build2 (BIT_IOR_EXPR, TREE_TYPE (name1), bits1, bits2);
403       t = force_gimple_operand_bsi (&bsi, t, true, NULL_TREE);
404       t = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, TREE_TYPE (name1), name1, t);
405       t = force_gimple_operand_bsi (&bsi, t, true, NULL_TREE);
406       COND_EXPR_COND (inner_cond) = fold_build2 (NE_EXPR, boolean_type_node, t,
407                                                  build_int_cst (TREE_TYPE (t), 0));
408       update_stmt (inner_cond);
409
410       /* Leave CFG optimization to cfg_cleanup.  */
411       COND_EXPR_COND (outer_cond) = boolean_false_node;
412       update_stmt (outer_cond);
413
414       if (dump_file)
415         {
416           fprintf (dump_file, "optimizing bits or bits test to ");
417           print_generic_expr (dump_file, name1, 0);
418           fprintf (dump_file, " & T != 0\nwith temporary T = ");
419           print_generic_expr (dump_file, bits1, 0);
420           fprintf (dump_file, " | ");
421           print_generic_expr (dump_file, bits2, 0);
422           fprintf (dump_file, "\n");
423         }
424
425       return true;
426     }
427
428   /* See if we have two comparisons that we can merge into one.
429      This happens for C++ operator overloading where for example
430      GE_EXPR is implemented as GT_EXPR || EQ_EXPR.  */
431   else if (COMPARISON_CLASS_P (COND_EXPR_COND (inner_cond))
432            && COMPARISON_CLASS_P (COND_EXPR_COND (outer_cond))
433            && operand_equal_p (TREE_OPERAND (COND_EXPR_COND (inner_cond), 0),
434                                TREE_OPERAND (COND_EXPR_COND (outer_cond), 0), 0)
435            && operand_equal_p (TREE_OPERAND (COND_EXPR_COND (inner_cond), 1),
436                                TREE_OPERAND (COND_EXPR_COND (outer_cond), 1), 0))
437     {
438       tree ccond1 = COND_EXPR_COND (inner_cond);
439       tree ccond2 = COND_EXPR_COND (outer_cond);
440       enum tree_code code1 = TREE_CODE (ccond1);
441       enum tree_code code2 = TREE_CODE (ccond2);
442       enum tree_code code;
443       tree t;
444
445 #define CHK(a,b) ((code1 == a ## _EXPR && code2 == b ## _EXPR) \
446                   || (code2 == a ## _EXPR && code1 == b ## _EXPR))
447       /* Merge the two condition codes if possible.  */
448       if (code1 == code2)
449         code = code1;
450       else if (CHK (EQ, LT))
451         code = LE_EXPR;
452       else if (CHK (EQ, GT))
453         code = GE_EXPR;
454       else if (CHK (LT, LE))
455         code = LE_EXPR;
456       else if (CHK (GT, GE))
457         code = GE_EXPR;
458       else if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (ccond1, 0)))
459                || flag_unsafe_math_optimizations)
460         {
461           if (CHK (LT, GT))
462             code = NE_EXPR;
463           else if (CHK (LT, NE))
464             code = NE_EXPR;
465           else if (CHK (GT, NE))
466             code = NE_EXPR;
467           else
468             return false;
469         }
470       /* We could check for combinations leading to trivial true/false.  */
471       else
472         return false;
473 #undef CHK
474
475       /* Do it.  */
476       t = fold_build2 (code, boolean_type_node,
477                        TREE_OPERAND (ccond2, 0), TREE_OPERAND (ccond2, 1));
478       COND_EXPR_COND (inner_cond) = t;
479       update_stmt (inner_cond);
480
481       /* Leave CFG optimization to cfg_cleanup.  */
482       COND_EXPR_COND (outer_cond) = boolean_false_node;
483       update_stmt (outer_cond);
484
485       if (dump_file)
486         {
487           fprintf (dump_file, "optimizing two comparisons to ");
488           print_generic_expr (dump_file, t, 0);
489           fprintf (dump_file, "\n");
490         }
491
492       return true;
493     }
494
495   return false;
496 }
497
498 /* Recognize a CFG pattern and dispatch to the appropriate
499    if-conversion helper.  We start with BB as the innermost
500    worker basic-block.  Returns true if a transformation was done.  */
501
502 static bool
503 tree_ssa_ifcombine_bb (basic_block inner_cond_bb)
504 {
505   basic_block then_bb = NULL, else_bb = NULL;
506
507   if (!recognize_if_then_else (inner_cond_bb, &then_bb, &else_bb))
508     return false;
509
510   /* Recognize && and || of two conditions with a common
511      then/else block which entry edges we can merge.  That is:
512        if (a || b)
513          ;
514      and
515        if (a && b)
516          ;
517      This requires a single predecessor of the inner cond_bb.  */
518   if (single_pred_p (inner_cond_bb))
519     {
520       basic_block outer_cond_bb = single_pred (inner_cond_bb);
521
522       /* The && form is characterized by a common else_bb with
523          the two edges leading to it mergable.  The latter is
524          guaranteed by matching PHI arguments in the else_bb and
525          the inner cond_bb having no side-effects.  */
526       if (recognize_if_then_else (outer_cond_bb, &inner_cond_bb, &else_bb)
527           && same_phi_args_p (outer_cond_bb, inner_cond_bb, else_bb)
528           && bb_no_side_effects_p (inner_cond_bb))
529         {
530           /* We have
531                <outer_cond_bb>
532                  if (q) goto inner_cond_bb; else goto else_bb;
533                <inner_cond_bb>
534                  if (p) goto ...; else goto else_bb;
535                  ...
536                <else_bb>
537                  ...
538            */
539           return ifcombine_ifandif (inner_cond_bb, outer_cond_bb);
540         }
541
542       /* The || form is characterized by a common then_bb with the
543          two edges leading to it mergable.  The latter is guaranteed
544          by matching PHI arguments in the then_bb and the inner cond_bb
545          having no side-effects.  */
546       if (recognize_if_then_else (outer_cond_bb, &then_bb, &inner_cond_bb)
547           && same_phi_args_p (outer_cond_bb, inner_cond_bb, then_bb)
548           && bb_no_side_effects_p (inner_cond_bb))
549         {
550           /* We have
551                <outer_cond_bb>
552                  if (q) goto then_bb; else goto inner_cond_bb;
553                <inner_cond_bb>
554                  if (q) goto then_bb; else goto ...;
555                <then_bb>
556                  ...
557            */
558           return ifcombine_iforif (inner_cond_bb, outer_cond_bb);
559         }
560     }
561
562   return false;
563 }
564
565 /* Main entry for the tree if-conversion pass.  */
566
567 static unsigned int
568 tree_ssa_ifcombine (void)
569 {
570   basic_block *bbs;
571   bool cfg_changed = false;
572   int i;
573
574   bbs = blocks_in_phiopt_order ();
575
576   for (i = 0; i < n_basic_blocks - NUM_FIXED_BLOCKS; ++i)
577     {
578       basic_block bb = bbs[i];
579       tree stmt = last_stmt (bb);
580
581       if (stmt
582           && TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR)
583         cfg_changed |= tree_ssa_ifcombine_bb (bb);
584     }
585
586   free (bbs);
587
588   return cfg_changed ? TODO_cleanup_cfg : 0;
589 }
590
591 static bool
592 gate_ifcombine (void)
593 {
594   return 1;
595 }
596
597 struct tree_opt_pass pass_tree_ifcombine = {
598   "ifcombine",                  /* name */
599   gate_ifcombine,               /* gate */
600   tree_ssa_ifcombine,           /* execute */
601   NULL,                         /* sub */
602   NULL,                         /* next */
603   0,                            /* static_pass_number */
604   TV_TREE_IFCOMBINE,            /* tv_id */
605   PROP_cfg | PROP_ssa,          /* properties_required */
606   0,                            /* properties_provided */
607   0,                            /* properties_destroyed */
608   0,                            /* todo_flags_start */
609   TODO_dump_func
610   | TODO_ggc_collect
611   | TODO_update_ssa
612   | TODO_verify_ssa,            /* todo_flags_finish */
613   0                             /* letter */
614 };