OSDN Git Service

* gcc/config/i386/i386.md (fixuns_truncdfhi2): Require SSE2.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-loop-manip.c
1 /* High-level loop manipulation functions.
2    Copyright (C) 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
3    
4 This file is part of GCC.
5    
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
7 under the terms of the GNU General Public License as published by the
8 Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
9 later version.
10    
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15    
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
19 02110-1301, USA.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "rtl.h"
27 #include "tm_p.h"
28 #include "hard-reg-set.h"
29 #include "basic-block.h"
30 #include "output.h"
31 #include "diagnostic.h"
32 #include "tree-flow.h"
33 #include "tree-dump.h"
34 #include "timevar.h"
35 #include "cfgloop.h"
36 #include "tree-pass.h"
37 #include "cfglayout.h"
38 #include "tree-scalar-evolution.h"
39 #include "params.h"
40 #include "tree-inline.h"
41
42 /* Creates an induction variable with value BASE + STEP * iteration in LOOP.
43    It is expected that neither BASE nor STEP are shared with other expressions
44    (unless the sharing rules allow this).  Use VAR as a base var_decl for it
45    (if NULL, a new temporary will be created).  The increment will occur at
46    INCR_POS (after it if AFTER is true, before it otherwise).  INCR_POS and 
47    AFTER can be computed using standard_iv_increment_position.  The ssa versions
48    of the variable before and after increment will be stored in VAR_BEFORE and
49    VAR_AFTER (unless they are NULL).  */
50
51 void
52 create_iv (tree base, tree step, tree var, struct loop *loop,
53            block_stmt_iterator *incr_pos, bool after,
54            tree *var_before, tree *var_after)
55 {
56   tree stmt, initial, step1, stmts;
57   tree vb, va;
58   enum tree_code incr_op = PLUS_EXPR;
59   edge pe = loop_preheader_edge (loop);
60
61   if (!var)
62     {
63       var = create_tmp_var (TREE_TYPE (base), "ivtmp");
64       add_referenced_var (var);
65     }
66
67   vb = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
68   if (var_before)
69     *var_before = vb;
70   va = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
71   if (var_after)
72     *var_after = va;
73
74   /* For easier readability of the created code, produce MINUS_EXPRs
75      when suitable.  */
76   if (TREE_CODE (step) == INTEGER_CST)
77     {
78       if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (step)))
79         {
80           step1 = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (step), step);
81           if (tree_int_cst_lt (step1, step))
82             {
83               incr_op = MINUS_EXPR;
84               step = step1;
85             }
86         }
87       else
88         {
89           if (!tree_expr_nonnegative_p (step)
90               && may_negate_without_overflow_p (step))
91             {
92               incr_op = MINUS_EXPR;
93               step = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (step), step);
94             }
95         }
96     }
97
98   /* Gimplify the step if necessary.  We put the computations in front of the
99      loop (i.e. the step should be loop invariant).  */
100   step = force_gimple_operand (step, &stmts, true, var);
101   if (stmts)
102     bsi_insert_on_edge_immediate (pe, stmts);
103
104   stmt = build2_gimple (GIMPLE_MODIFY_STMT, va,
105                         build2 (incr_op, TREE_TYPE (base), vb, step));
106   SSA_NAME_DEF_STMT (va) = stmt;
107   if (after)
108     bsi_insert_after (incr_pos, stmt, BSI_NEW_STMT);
109   else
110     bsi_insert_before (incr_pos, stmt, BSI_NEW_STMT);
111
112   initial = force_gimple_operand (base, &stmts, true, var);
113   if (stmts)
114     bsi_insert_on_edge_immediate (pe, stmts);
115
116   stmt = create_phi_node (vb, loop->header);
117   SSA_NAME_DEF_STMT (vb) = stmt;
118   add_phi_arg (stmt, initial, loop_preheader_edge (loop));
119   add_phi_arg (stmt, va, loop_latch_edge (loop));
120 }
121
122 /* Add exit phis for the USE on EXIT.  */
123
124 static void
125 add_exit_phis_edge (basic_block exit, tree use)
126 {
127   tree phi, def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (use);
128   basic_block def_bb = bb_for_stmt (def_stmt);
129   struct loop *def_loop;
130   edge e;
131   edge_iterator ei;
132
133   /* Check that some of the edges entering the EXIT block exits a loop in
134      that USE is defined.  */
135   FOR_EACH_EDGE (e, ei, exit->preds)
136     {
137       def_loop = find_common_loop (def_bb->loop_father, e->src->loop_father);
138       if (!flow_bb_inside_loop_p (def_loop, e->dest))
139         break;
140     }
141
142   if (!e)
143     return;
144
145   phi = create_phi_node (use, exit);
146   create_new_def_for (PHI_RESULT (phi), phi, PHI_RESULT_PTR (phi));
147   FOR_EACH_EDGE (e, ei, exit->preds)
148     add_phi_arg (phi, use, e);
149 }
150
151 /* Add exit phis for VAR that is used in LIVEIN.
152    Exits of the loops are stored in EXITS.  */
153
154 static void
155 add_exit_phis_var (tree var, bitmap livein, bitmap exits)
156 {
157   bitmap def;
158   unsigned index;
159   basic_block def_bb = bb_for_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (var));
160   bitmap_iterator bi;
161
162   if (is_gimple_reg (var))
163     bitmap_clear_bit (livein, def_bb->index);
164   else
165     bitmap_set_bit (livein, def_bb->index);
166
167   def = BITMAP_ALLOC (NULL);
168   bitmap_set_bit (def, def_bb->index);
169   compute_global_livein (livein, def);
170   BITMAP_FREE (def);
171
172   EXECUTE_IF_AND_IN_BITMAP (exits, livein, 0, index, bi)
173     {
174       add_exit_phis_edge (BASIC_BLOCK (index), var);
175     }
176 }
177
178 /* Add exit phis for the names marked in NAMES_TO_RENAME.
179    Exits of the loops are stored in EXITS.  Sets of blocks where the ssa
180    names are used are stored in USE_BLOCKS.  */
181
182 static void
183 add_exit_phis (bitmap names_to_rename, bitmap *use_blocks, bitmap loop_exits)
184 {
185   unsigned i;
186   bitmap_iterator bi;
187
188   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (names_to_rename, 0, i, bi)
189     {
190       add_exit_phis_var (ssa_name (i), use_blocks[i], loop_exits);
191     }
192 }
193
194 /* Returns a bitmap of all loop exit edge targets.  */
195
196 static bitmap
197 get_loops_exits (void)
198 {
199   bitmap exits = BITMAP_ALLOC (NULL);
200   basic_block bb;
201   edge e;
202   edge_iterator ei;
203
204   FOR_EACH_BB (bb)
205     {
206       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
207         if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR
208             && !flow_bb_inside_loop_p (e->src->loop_father, bb))
209           {
210             bitmap_set_bit (exits, bb->index);
211             break;
212           }
213     }
214
215   return exits;
216 }
217
218 /* For USE in BB, if it is used outside of the loop it is defined in,
219    mark it for rewrite.  Record basic block BB where it is used
220    to USE_BLOCKS.  Record the ssa name index to NEED_PHIS bitmap.  */
221
222 static void
223 find_uses_to_rename_use (basic_block bb, tree use, bitmap *use_blocks,
224                          bitmap need_phis)
225 {
226   unsigned ver;
227   basic_block def_bb;
228   struct loop *def_loop;
229
230   if (TREE_CODE (use) != SSA_NAME)
231     return;
232
233   /* We don't need to keep virtual operands in loop-closed form.  */
234   if (!is_gimple_reg (use))
235     return;
236
237   ver = SSA_NAME_VERSION (use);
238   def_bb = bb_for_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (use));
239   if (!def_bb)
240     return;
241   def_loop = def_bb->loop_father;
242
243   /* If the definition is not inside loop, it is not interesting.  */
244   if (!def_loop->outer)
245     return;
246
247   if (!use_blocks[ver])
248     use_blocks[ver] = BITMAP_ALLOC (NULL);
249   bitmap_set_bit (use_blocks[ver], bb->index);
250
251   bitmap_set_bit (need_phis, ver);
252 }
253
254 /* For uses in STMT, mark names that are used outside of the loop they are
255    defined to rewrite.  Record the set of blocks in that the ssa
256    names are defined to USE_BLOCKS and the ssa names themselves to
257    NEED_PHIS.  */
258
259 static void
260 find_uses_to_rename_stmt (tree stmt, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
261 {
262   ssa_op_iter iter;
263   tree var;
264   basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
265
266   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_USES)
267     find_uses_to_rename_use (bb, var, use_blocks, need_phis);
268 }
269
270 /* Marks names that are used in BB and outside of the loop they are
271    defined in for rewrite.  Records the set of blocks in that the ssa
272    names are defined to USE_BLOCKS.  Record the SSA names that will
273    need exit PHIs in NEED_PHIS.  */
274
275 static void
276 find_uses_to_rename_bb (basic_block bb, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
277 {
278   block_stmt_iterator bsi;
279   edge e;
280   edge_iterator ei;
281   tree phi;
282
283   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
284     for (phi = phi_nodes (e->dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
285       find_uses_to_rename_use (bb, PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e),
286                                use_blocks, need_phis);
287  
288   for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
289     find_uses_to_rename_stmt (bsi_stmt (bsi), use_blocks, need_phis);
290 }
291      
292 /* Marks names that are used outside of the loop they are defined in
293    for rewrite.  Records the set of blocks in that the ssa
294    names are defined to USE_BLOCKS.  If CHANGED_BBS is not NULL,
295    scan only blocks in this set.  */
296
297 static void
298 find_uses_to_rename (bitmap changed_bbs, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
299 {
300   basic_block bb;
301   unsigned index;
302   bitmap_iterator bi;
303
304   if (changed_bbs && !bitmap_empty_p (changed_bbs))
305     {
306       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (changed_bbs, 0, index, bi)
307         {
308           find_uses_to_rename_bb (BASIC_BLOCK (index), use_blocks, need_phis);
309         }
310     }
311   else
312     {
313       FOR_EACH_BB (bb)
314         {
315           find_uses_to_rename_bb (bb, use_blocks, need_phis);
316         }
317     }
318 }
319
320 /* Rewrites the program into a loop closed ssa form -- i.e. inserts extra
321    phi nodes to ensure that no variable is used outside the loop it is
322    defined in.
323
324    This strengthening of the basic ssa form has several advantages:
325
326    1) Updating it during unrolling/peeling/versioning is trivial, since
327       we do not need to care about the uses outside of the loop.
328    2) The behavior of all uses of an induction variable is the same.
329       Without this, you need to distinguish the case when the variable
330       is used outside of the loop it is defined in, for example
331
332       for (i = 0; i < 100; i++)
333         {
334           for (j = 0; j < 100; j++)
335             {
336               k = i + j;
337               use1 (k);
338             }
339           use2 (k);
340         }
341
342       Looking from the outer loop with the normal SSA form, the first use of k
343       is not well-behaved, while the second one is an induction variable with
344       base 99 and step 1.
345       
346       If CHANGED_BBS is not NULL, we look for uses outside loops only in
347       the basic blocks in this set.
348
349       UPDATE_FLAG is used in the call to update_ssa.  See
350       TODO_update_ssa* for documentation.  */
351
352 void
353 rewrite_into_loop_closed_ssa (bitmap changed_bbs, unsigned update_flag)
354 {
355   bitmap loop_exits = get_loops_exits ();
356   bitmap *use_blocks;
357   unsigned i, old_num_ssa_names;
358   bitmap names_to_rename = BITMAP_ALLOC (NULL);
359
360   /* If the pass has caused the SSA form to be out-of-date, update it
361      now.  */
362   update_ssa (update_flag);
363
364   old_num_ssa_names = num_ssa_names;
365   use_blocks = XCNEWVEC (bitmap, old_num_ssa_names);
366
367   /* Find the uses outside loops.  */
368   find_uses_to_rename (changed_bbs, use_blocks, names_to_rename);
369
370   /* Add the PHI nodes on exits of the loops for the names we need to
371      rewrite.  */
372   add_exit_phis (names_to_rename, use_blocks, loop_exits);
373
374   for (i = 0; i < old_num_ssa_names; i++)
375     BITMAP_FREE (use_blocks[i]);
376   free (use_blocks);
377   BITMAP_FREE (loop_exits);
378   BITMAP_FREE (names_to_rename);
379
380   /* Fix up all the names found to be used outside their original
381      loops.  */
382   update_ssa (TODO_update_ssa);
383 }
384
385 /* Check invariants of the loop closed ssa form for the USE in BB.  */
386
387 static void
388 check_loop_closed_ssa_use (basic_block bb, tree use)
389 {
390   tree def;
391   basic_block def_bb;
392   
393   if (TREE_CODE (use) != SSA_NAME || !is_gimple_reg (use))
394     return;
395
396   def = SSA_NAME_DEF_STMT (use);
397   def_bb = bb_for_stmt (def);
398   gcc_assert (!def_bb
399               || flow_bb_inside_loop_p (def_bb->loop_father, bb));
400 }
401
402 /* Checks invariants of loop closed ssa form in statement STMT in BB.  */
403
404 static void
405 check_loop_closed_ssa_stmt (basic_block bb, tree stmt)
406 {
407   ssa_op_iter iter;
408   tree var;
409
410   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_USES)
411     check_loop_closed_ssa_use (bb, var);
412 }
413
414 /* Checks that invariants of the loop closed ssa form are preserved.  */
415
416 void
417 verify_loop_closed_ssa (void)
418 {
419   basic_block bb;
420   block_stmt_iterator bsi;
421   tree phi;
422   unsigned i;
423
424   if (current_loops == NULL)
425     return;
426
427   verify_ssa (false);
428
429   FOR_EACH_BB (bb)
430     {
431       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
432         for (i = 0; i < (unsigned) PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
433           check_loop_closed_ssa_use (PHI_ARG_EDGE (phi, i)->src,
434                                      PHI_ARG_DEF (phi, i));
435
436       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
437         check_loop_closed_ssa_stmt (bb, bsi_stmt (bsi));
438     }
439 }
440
441 /* Split loop exit edge EXIT.  The things are a bit complicated by a need to
442    preserve the loop closed ssa form.  */
443
444 void
445 split_loop_exit_edge (edge exit)
446 {
447   basic_block dest = exit->dest;
448   basic_block bb = split_edge (exit);
449   tree phi, new_phi, new_name, name;
450   use_operand_p op_p;
451
452   for (phi = phi_nodes (dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
453     {
454       op_p = PHI_ARG_DEF_PTR_FROM_EDGE (phi, single_succ_edge (bb));
455
456       name = USE_FROM_PTR (op_p);
457
458       /* If the argument of the PHI node is a constant, we do not need
459          to keep it inside loop.  */
460       if (TREE_CODE (name) != SSA_NAME)
461         continue;
462
463       /* Otherwise create an auxiliary phi node that will copy the value
464          of the SSA name out of the loop.  */
465       new_name = duplicate_ssa_name (name, NULL);
466       new_phi = create_phi_node (new_name, bb);
467       SSA_NAME_DEF_STMT (new_name) = new_phi;
468       add_phi_arg (new_phi, name, exit);
469       SET_USE (op_p, new_name);
470     }
471 }
472
473 /* Returns the basic block in that statements should be emitted for induction
474    variables incremented at the end of the LOOP.  */
475
476 basic_block
477 ip_end_pos (struct loop *loop)
478 {
479   return loop->latch;
480 }
481
482 /* Returns the basic block in that statements should be emitted for induction
483    variables incremented just before exit condition of a LOOP.  */
484
485 basic_block
486 ip_normal_pos (struct loop *loop)
487 {
488   tree last;
489   basic_block bb;
490   edge exit;
491
492   if (!single_pred_p (loop->latch))
493     return NULL;
494
495   bb = single_pred (loop->latch);
496   last = last_stmt (bb);
497   if (TREE_CODE (last) != COND_EXPR)
498     return NULL;
499
500   exit = EDGE_SUCC (bb, 0);
501   if (exit->dest == loop->latch)
502     exit = EDGE_SUCC (bb, 1);
503
504   if (flow_bb_inside_loop_p (loop, exit->dest))
505     return NULL;
506
507   return bb;
508 }
509
510 /* Stores the standard position for induction variable increment in LOOP
511    (just before the exit condition if it is available and latch block is empty,
512    end of the latch block otherwise) to BSI.  INSERT_AFTER is set to true if
513    the increment should be inserted after *BSI.  */
514
515 void
516 standard_iv_increment_position (struct loop *loop, block_stmt_iterator *bsi,
517                                 bool *insert_after)
518 {
519   basic_block bb = ip_normal_pos (loop), latch = ip_end_pos (loop);
520   tree last = last_stmt (latch);
521
522   if (!bb
523       || (last && TREE_CODE (last) != LABEL_EXPR))
524     {
525       *bsi = bsi_last (latch);
526       *insert_after = true;
527     }
528   else
529     {
530       *bsi = bsi_last (bb);
531       *insert_after = false;
532     }
533 }
534
535 /* Copies phi node arguments for duplicated blocks.  The index of the first
536    duplicated block is FIRST_NEW_BLOCK.  */
537
538 static void
539 copy_phi_node_args (unsigned first_new_block)
540 {
541   unsigned i;
542
543   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
544     BASIC_BLOCK (i)->flags |= BB_DUPLICATED;
545
546   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
547     add_phi_args_after_copy_bb (BASIC_BLOCK (i));
548
549   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
550     BASIC_BLOCK (i)->flags &= ~BB_DUPLICATED;
551 }
552
553
554 /* The same as cfgloopmanip.c:duplicate_loop_to_header_edge, but also
555    updates the PHI nodes at start of the copied region.  In order to
556    achieve this, only loops whose exits all lead to the same location
557    are handled.
558
559    Notice that we do not completely update the SSA web after
560    duplication.  The caller is responsible for calling update_ssa
561    after the loop has been duplicated.  */
562
563 bool
564 tree_duplicate_loop_to_header_edge (struct loop *loop, edge e,
565                                     unsigned int ndupl, sbitmap wont_exit,
566                                     edge orig, VEC (edge, heap) **to_remove,
567                                     int flags)
568 {
569   unsigned first_new_block;
570
571   if (!(current_loops->state & LOOPS_HAVE_SIMPLE_LATCHES))
572     return false;
573   if (!(current_loops->state & LOOPS_HAVE_PREHEADERS))
574     return false;
575
576 #ifdef ENABLE_CHECKING
577   verify_loop_closed_ssa ();
578 #endif
579
580   first_new_block = last_basic_block;
581   if (!duplicate_loop_to_header_edge (loop, e, ndupl, wont_exit,
582                                       orig, to_remove, flags))
583     return false;
584
585   /* Readd the removed phi args for e.  */
586   flush_pending_stmts (e);
587
588   /* Copy the phi node arguments.  */
589   copy_phi_node_args (first_new_block);
590
591   scev_reset ();
592
593   return true;
594 }
595
596 /* Build if (COND) goto THEN_LABEL; else goto ELSE_LABEL;  */
597
598 static tree
599 build_if_stmt (tree cond, tree then_label, tree else_label)
600 {
601   return build3 (COND_EXPR, void_type_node,
602                  cond,
603                  build1 (GOTO_EXPR, void_type_node, then_label),
604                  build1 (GOTO_EXPR, void_type_node, else_label));
605 }
606
607 /* Returns true if we can unroll LOOP FACTOR times.  Number
608    of iterations of the loop is returned in NITER.  */
609
610 bool
611 can_unroll_loop_p (struct loop *loop, unsigned factor,
612                    struct tree_niter_desc *niter)
613 {
614   edge exit;
615
616   /* Check whether unrolling is possible.  We only want to unroll loops
617      for that we are able to determine number of iterations.  We also
618      want to split the extra iterations of the loop from its end,
619      therefore we require that the loop has precisely one
620      exit.  */
621
622   exit = single_dom_exit (loop);
623   if (!exit)
624     return false;
625
626   if (!number_of_iterations_exit (loop, exit, niter, false)
627       || niter->cmp == ERROR_MARK
628       /* Scalar evolutions analysis might have copy propagated
629          the abnormal ssa names into these expressions, hence
630          emitting the computations based on them during loop
631          unrolling might create overlapping life ranges for
632          them, and failures in out-of-ssa.  */
633       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->may_be_zero)
634       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->control.base)
635       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->control.step)
636       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->bound))
637     return false;
638
639   /* And of course, we must be able to duplicate the loop.  */
640   if (!can_duplicate_loop_p (loop))
641     return false;
642
643   /* The final loop should be small enough.  */
644   if (tree_num_loop_insns (loop, &eni_size_weights) * factor
645       > (unsigned) PARAM_VALUE (PARAM_MAX_UNROLLED_INSNS))
646     return false;
647
648   return true;
649 }
650
651 /* Determines the conditions that control execution of LOOP unrolled FACTOR
652    times.  DESC is number of iterations of LOOP.  ENTER_COND is set to
653    condition that must be true if the main loop can be entered.
654    EXIT_BASE, EXIT_STEP, EXIT_CMP and EXIT_BOUND are set to values describing
655    how the exit from the unrolled loop should be controlled.  */
656
657 static void
658 determine_exit_conditions (struct loop *loop, struct tree_niter_desc *desc,
659                            unsigned factor, tree *enter_cond,
660                            tree *exit_base, tree *exit_step,
661                            enum tree_code *exit_cmp, tree *exit_bound)
662 {
663   tree stmts;
664   tree base = desc->control.base;
665   tree step = desc->control.step;
666   tree bound = desc->bound;
667   tree type = TREE_TYPE (base);
668   tree bigstep, delta;
669   tree min = lower_bound_in_type (type, type);
670   tree max = upper_bound_in_type (type, type);
671   enum tree_code cmp = desc->cmp;
672   tree cond = boolean_true_node, assum;
673
674   *enter_cond = boolean_false_node;
675   *exit_base = NULL_TREE;
676   *exit_step = NULL_TREE;
677   *exit_cmp = ERROR_MARK;
678   *exit_bound = NULL_TREE;
679   gcc_assert (cmp != ERROR_MARK);
680
681   /* We only need to be correct when we answer question
682      "Do at least FACTOR more iterations remain?" in the unrolled loop.
683      Thus, transforming BASE + STEP * i <> BOUND to
684      BASE + STEP * i < BOUND is ok.  */
685   if (cmp == NE_EXPR)
686     {
687       if (tree_int_cst_sign_bit (step))
688         cmp = GT_EXPR;
689       else
690         cmp = LT_EXPR;
691     }
692   else if (cmp == LT_EXPR)
693     {
694       gcc_assert (!tree_int_cst_sign_bit (step));
695     }
696   else if (cmp == GT_EXPR)
697     {
698       gcc_assert (tree_int_cst_sign_bit (step));
699     }
700   else
701     gcc_unreachable ();
702
703   /* The main body of the loop may be entered iff:
704
705      1) desc->may_be_zero is false.
706      2) it is possible to check that there are at least FACTOR iterations
707         of the loop, i.e., BOUND - step * FACTOR does not overflow.
708      3) # of iterations is at least FACTOR  */
709
710   if (!integer_zerop (desc->may_be_zero))
711     cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
712                         invert_truthvalue (desc->may_be_zero),
713                         cond);
714
715   bigstep = fold_build2 (MULT_EXPR, type, step,
716                          build_int_cst_type (type, factor));
717   delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, bigstep, step);
718   if (cmp == LT_EXPR)
719     assum = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node,
720                          bound,
721                          fold_build2 (PLUS_EXPR, type, min, delta));
722   else
723     assum = fold_build2 (LE_EXPR, boolean_type_node,
724                          bound,
725                          fold_build2 (PLUS_EXPR, type, max, delta));
726   cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node, assum, cond);
727
728   bound = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, bound, delta);
729   assum = fold_build2 (cmp, boolean_type_node, base, bound);
730   cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node, assum, cond);
731
732   cond = force_gimple_operand (unshare_expr (cond), &stmts, false, NULL_TREE);
733   if (stmts)
734     bsi_insert_on_edge_immediate (loop_preheader_edge (loop), stmts);
735   /* cond now may be a gimple comparison, which would be OK, but also any
736      other gimple rhs (say a && b).  In this case we need to force it to
737      operand.  */
738   if (!is_gimple_condexpr (cond))
739     {
740       cond = force_gimple_operand (cond, &stmts, true, NULL_TREE);
741       if (stmts)
742         bsi_insert_on_edge_immediate (loop_preheader_edge (loop), stmts);
743     }
744   *enter_cond = cond;
745
746   base = force_gimple_operand (unshare_expr (base), &stmts, true, NULL_TREE);
747   if (stmts)
748     bsi_insert_on_edge_immediate (loop_preheader_edge (loop), stmts);
749   bound = force_gimple_operand (unshare_expr (bound), &stmts, true, NULL_TREE);
750   if (stmts)
751     bsi_insert_on_edge_immediate (loop_preheader_edge (loop), stmts);
752
753   *exit_base = base;
754   *exit_step = bigstep;
755   *exit_cmp = cmp;
756   *exit_bound = bound;
757 }
758
759 /* Scales the frequencies of all basic blocks in LOOP that are strictly
760    dominated by BB by NUM/DEN.  */
761
762 static void
763 scale_dominated_blocks_in_loop (struct loop *loop, basic_block bb,
764                                 int num, int den)
765 {
766   basic_block son;
767
768   if (den == 0)
769     return;
770
771   for (son = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, bb);
772        son;
773        son = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, son))
774     {
775       if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, son))
776         continue;
777       scale_bbs_frequencies_int (&son, 1, num, den);
778       scale_dominated_blocks_in_loop (loop, son, num, den);
779     }
780 }
781
782 /* Unroll LOOP FACTOR times.  DESC describes number of iterations of LOOP.
783    EXIT is the exit of the loop to that DESC corresponds.
784
785    If N is number of iterations of the loop and MAY_BE_ZERO is the condition
786    under that loop exits in the first iteration even if N != 0,
787    
788    while (1)
789      {
790        x = phi (init, next);
791
792        pre;
793        if (st)
794          break;
795        post;
796      }
797
798    becomes (with possibly the exit conditions formulated a bit differently,
799    avoiding the need to create a new iv):
800    
801    if (MAY_BE_ZERO || N < FACTOR)
802      goto rest;
803
804    do
805      {
806        x = phi (init, next);
807
808        pre;
809        post;
810        pre;
811        post;
812        ...
813        pre;
814        post;
815        N -= FACTOR;
816        
817      } while (N >= FACTOR);
818
819    rest:
820      init' = phi (init, x);
821
822    while (1)
823      {
824        x = phi (init', next);
825
826        pre;
827        if (st)
828          break;
829        post;
830      }
831  
832    Before the loop is unrolled, TRANSFORM is called for it (only for the
833    unrolled loop, but not for its versioned copy).  DATA is passed to
834    TRANSFORM.  */
835
836 /* Probability in % that the unrolled loop is entered.  Just a guess.  */
837 #define PROB_UNROLLED_LOOP_ENTERED 90
838
839 void
840 tree_transform_and_unroll_loop (struct loop *loop, unsigned factor,
841                                 edge exit, struct tree_niter_desc *desc,
842                                 transform_callback transform,
843                                 void *data)
844 {
845   tree  exit_if, ctr_before, ctr_after;
846   tree enter_main_cond, exit_base, exit_step, exit_bound;
847   enum tree_code exit_cmp;
848   tree phi_old_loop, phi_new_loop, phi_rest, init, next, new_init, var;
849   struct loop *new_loop;
850   basic_block rest, exit_bb;
851   edge old_entry, new_entry, old_latch, precond_edge, new_exit;
852   edge new_nonexit, e;
853   block_stmt_iterator bsi;
854   use_operand_p op;
855   bool ok;
856   unsigned est_niter, prob_entry, scale_unrolled, scale_rest, freq_e, freq_h;
857   unsigned new_est_niter, i, prob;
858   unsigned irr = loop_preheader_edge (loop)->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
859   sbitmap wont_exit;
860   VEC (edge, heap) *to_remove = NULL;
861
862   est_niter = expected_loop_iterations (loop);
863   determine_exit_conditions (loop, desc, factor,
864                              &enter_main_cond, &exit_base, &exit_step,
865                              &exit_cmp, &exit_bound);
866
867   /* Let us assume that the unrolled loop is quite likely to be entered.  */
868   if (integer_nonzerop (enter_main_cond))
869     prob_entry = REG_BR_PROB_BASE;
870   else
871     prob_entry = PROB_UNROLLED_LOOP_ENTERED * REG_BR_PROB_BASE / 100;
872
873   /* The values for scales should keep profile consistent, and somewhat close
874      to correct.
875
876      TODO: The current value of SCALE_REST makes it appear that the loop that
877      is created by splitting the remaining iterations of the unrolled loop is
878      executed the same number of times as the original loop, and with the same
879      frequencies, which is obviously wrong.  This does not appear to cause
880      problems, so we do not bother with fixing it for now.  To make the profile
881      correct, we would need to change the probability of the exit edge of the
882      loop, and recompute the distribution of frequencies in its body because
883      of this change (scale the frequencies of blocks before and after the exit
884      by appropriate factors).  */
885   scale_unrolled = prob_entry;
886   scale_rest = REG_BR_PROB_BASE;
887
888   new_loop = loop_version (loop, enter_main_cond, NULL,
889                            prob_entry, scale_unrolled, scale_rest, true);
890   gcc_assert (new_loop != NULL);
891   update_ssa (TODO_update_ssa);
892
893   /* Determine the probability of the exit edge of the unrolled loop.  */
894   new_est_niter = est_niter / factor;
895
896   /* Without profile feedback, loops for that we do not know a better estimate
897      are assumed to roll 10 times.  When we unroll such loop, it appears to
898      roll too little, and it may even seem to be cold.  To avoid this, we
899      ensure that the created loop appears to roll at least 5 times (but at
900      most as many times as before unrolling).  */
901   if (new_est_niter < 5)
902     {
903       if (est_niter < 5)
904         new_est_niter = est_niter;
905       else
906         new_est_niter = 5;
907     }
908
909   /* Prepare the cfg and update the phi nodes.  Move the loop exit to the
910      loop latch (and make its condition dummy, for the moment).  */
911   rest = loop_preheader_edge (new_loop)->src;
912   precond_edge = single_pred_edge (rest);
913   split_edge (loop_latch_edge (loop));
914   exit_bb = single_pred (loop->latch);
915
916   /* Since the exit edge will be removed, the frequency of all the blocks
917      in the loop that are dominated by it must be scaled by
918      1 / (1 - exit->probability).  */
919   scale_dominated_blocks_in_loop (loop, exit->src,
920                                   REG_BR_PROB_BASE,
921                                   REG_BR_PROB_BASE - exit->probability);
922
923   bsi = bsi_last (exit_bb);
924   exit_if = build_if_stmt (boolean_true_node,
925                            tree_block_label (loop->latch),
926                            tree_block_label (rest));
927   bsi_insert_after (&bsi, exit_if, BSI_NEW_STMT);
928   new_exit = make_edge (exit_bb, rest, EDGE_FALSE_VALUE | irr);
929   rescan_loop_exit (new_exit, true, false);
930
931   /* Set the probability of new exit to the same of the old one.  Fix
932      the frequency of the latch block, by scaling it back by
933      1 - exit->probability.  */
934   new_exit->count = exit->count;
935   new_exit->probability = exit->probability;
936   new_nonexit = single_pred_edge (loop->latch);
937   new_nonexit->probability = REG_BR_PROB_BASE - exit->probability;
938   new_nonexit->flags = EDGE_TRUE_VALUE;
939   new_nonexit->count -= exit->count;
940   if (new_nonexit->count < 0)
941     new_nonexit->count = 0;
942   scale_bbs_frequencies_int (&loop->latch, 1, new_nonexit->probability,
943                              REG_BR_PROB_BASE);
944
945   old_entry = loop_preheader_edge (loop);
946   new_entry = loop_preheader_edge (new_loop);
947   old_latch = loop_latch_edge (loop);
948   for (phi_old_loop = phi_nodes (loop->header),
949        phi_new_loop = phi_nodes (new_loop->header);
950        phi_old_loop;
951        phi_old_loop = PHI_CHAIN (phi_old_loop),
952        phi_new_loop = PHI_CHAIN (phi_new_loop))
953     {
954       init = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi_old_loop, old_entry);
955       op = PHI_ARG_DEF_PTR_FROM_EDGE (phi_new_loop, new_entry);
956       gcc_assert (operand_equal_for_phi_arg_p (init, USE_FROM_PTR (op)));
957       next = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi_old_loop, old_latch);
958
959       /* Prefer using original variable as a base for the new ssa name.
960          This is necessary for virtual ops, and useful in order to avoid
961          losing debug info for real ops.  */
962       if (TREE_CODE (next) == SSA_NAME)
963         var = SSA_NAME_VAR (next);
964       else if (TREE_CODE (init) == SSA_NAME)
965         var = SSA_NAME_VAR (init);
966       else
967         {
968           var = create_tmp_var (TREE_TYPE (init), "unrinittmp");
969           add_referenced_var (var);
970         }
971
972       new_init = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
973       phi_rest = create_phi_node (new_init, rest);
974       SSA_NAME_DEF_STMT (new_init) = phi_rest;
975
976       add_phi_arg (phi_rest, init, precond_edge);
977       add_phi_arg (phi_rest, next, new_exit);
978       SET_USE (op, new_init);
979     }
980
981   remove_path (exit);
982
983   /* Transform the loop.  */
984   if (transform)
985     (*transform) (loop, data);
986
987   /* Unroll the loop and remove the exits in all iterations except for the
988      last one.  */
989   wont_exit = sbitmap_alloc (factor);
990   sbitmap_ones (wont_exit);
991   RESET_BIT (wont_exit, factor - 1);
992
993   ok = tree_duplicate_loop_to_header_edge
994           (loop, loop_latch_edge (loop), factor - 1,
995            wont_exit, new_exit, &to_remove, DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ);
996   free (wont_exit);
997   gcc_assert (ok);
998
999   for (i = 0; VEC_iterate (edge, to_remove, i, e); i++)
1000     {
1001       ok = remove_path (e);
1002       gcc_assert (ok);
1003     }
1004   VEC_free (edge, heap, to_remove);
1005   update_ssa (TODO_update_ssa);
1006
1007   /* Ensure that the frequencies in the loop match the new estimated
1008      number of iterations, and change the probability of the new
1009      exit edge.  */
1010   freq_h = loop->header->frequency;
1011   freq_e = EDGE_FREQUENCY (loop_preheader_edge (loop));
1012   if (freq_h != 0)
1013     scale_loop_frequencies (loop, freq_e * (new_est_niter + 1), freq_h);
1014
1015   exit_bb = single_pred (loop->latch);
1016   new_exit = find_edge (exit_bb, rest);
1017   new_exit->count = loop_preheader_edge (loop)->count;
1018   new_exit->probability = REG_BR_PROB_BASE / (new_est_niter + 1);
1019
1020   rest->count += new_exit->count;
1021   rest->frequency += EDGE_FREQUENCY (new_exit);
1022
1023   new_nonexit = single_pred_edge (loop->latch);
1024   prob = new_nonexit->probability;
1025   new_nonexit->probability = REG_BR_PROB_BASE - new_exit->probability;
1026   new_nonexit->count = exit_bb->count - new_exit->count;
1027   if (new_nonexit->count < 0)
1028     new_nonexit->count = 0;
1029   scale_bbs_frequencies_int (&loop->latch, 1, new_nonexit->probability,
1030                              prob);
1031
1032   /* Finally create the new counter for number of iterations and add the new
1033      exit instruction.  */
1034   bsi = bsi_last (exit_bb);
1035   exit_if = bsi_stmt (bsi);
1036   create_iv (exit_base, exit_step, NULL_TREE, loop,
1037              &bsi, false, &ctr_before, &ctr_after);
1038   COND_EXPR_COND (exit_if) = build2 (exit_cmp, boolean_type_node, ctr_after,
1039                                      exit_bound);
1040   update_stmt (exit_if);
1041
1042 #ifdef ENABLE_CHECKING
1043   verify_flow_info ();
1044   verify_dominators (CDI_DOMINATORS);
1045   verify_loop_structure ();
1046   verify_loop_closed_ssa ();
1047 #endif
1048 }
1049
1050 /* Wrapper over tree_transform_and_unroll_loop for case we do not
1051    want to transform the loop before unrolling.  The meaning
1052    of the arguments is the same as for tree_transform_and_unroll_loop.  */
1053
1054 void
1055 tree_unroll_loop (struct loop *loop, unsigned factor,
1056                   edge exit, struct tree_niter_desc *desc)
1057 {
1058   tree_transform_and_unroll_loop (loop, factor, exit, desc,
1059                                   NULL, NULL);
1060 }