OSDN Git Service

6404c7552e373add51b5f63999a8b68304cd4818
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-loop-niter.c
1 /* Functions to determine/estimate number of iterations of a loop.
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 "intl.h"
33 #include "tree-flow.h"
34 #include "tree-dump.h"
35 #include "cfgloop.h"
36 #include "tree-pass.h"
37 #include "ggc.h"
38 #include "tree-chrec.h"
39 #include "tree-scalar-evolution.h"
40 #include "tree-data-ref.h"
41 #include "params.h"
42 #include "flags.h"
43 #include "toplev.h"
44 #include "tree-inline.h"
45
46 #define SWAP(X, Y) do { void *tmp = (X); (X) = (Y); (Y) = tmp; } while (0)
47
48
49 /*
50
51    Analysis of number of iterations of an affine exit test.
52
53 */
54
55 /* Returns true if ARG is either NULL_TREE or constant zero.  Unlike
56    integer_zerop, it does not care about overflow flags.  */
57
58 bool
59 zero_p (tree arg)
60 {
61   if (!arg)
62     return true;
63
64   if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
65     return false;
66
67   return (TREE_INT_CST_LOW (arg) == 0 && TREE_INT_CST_HIGH (arg) == 0);
68 }
69
70 /* Returns true if ARG a nonzero constant.  Unlike integer_nonzerop, it does
71    not care about overflow flags.  */
72
73 static bool
74 nonzero_p (tree arg)
75 {
76   if (!arg)
77     return false;
78
79   if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
80     return false;
81
82   return (TREE_INT_CST_LOW (arg) != 0 || TREE_INT_CST_HIGH (arg) != 0);
83 }
84
85 /* Returns inverse of X modulo 2^s, where MASK = 2^s-1.  */
86
87 static tree
88 inverse (tree x, tree mask)
89 {
90   tree type = TREE_TYPE (x);
91   tree rslt;
92   unsigned ctr = tree_floor_log2 (mask);
93
94   if (TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
95     {
96       unsigned HOST_WIDE_INT ix;
97       unsigned HOST_WIDE_INT imask;
98       unsigned HOST_WIDE_INT irslt = 1;
99
100       gcc_assert (cst_and_fits_in_hwi (x));
101       gcc_assert (cst_and_fits_in_hwi (mask));
102
103       ix = int_cst_value (x);
104       imask = int_cst_value (mask);
105
106       for (; ctr; ctr--)
107         {
108           irslt *= ix;
109           ix *= ix;
110         }
111       irslt &= imask;
112
113       rslt = build_int_cst_type (type, irslt);
114     }
115   else
116     {
117       rslt = build_int_cst (type, 1);
118       for (; ctr; ctr--)
119         {
120           rslt = int_const_binop (MULT_EXPR, rslt, x, 0);
121           x = int_const_binop (MULT_EXPR, x, x, 0);
122         }
123       rslt = int_const_binop (BIT_AND_EXPR, rslt, mask, 0);
124     }
125
126   return rslt;
127 }
128
129 /* Determines number of iterations of loop whose ending condition
130    is IV <> FINAL.  TYPE is the type of the iv.  The number of
131    iterations is stored to NITER.  NEVER_INFINITE is true if
132    we know that the exit must be taken eventually, i.e., that the IV
133    ever reaches the value FINAL (we derived this earlier, and possibly set
134    NITER->assumptions to make sure this is the case).  */
135
136 static bool
137 number_of_iterations_ne (tree type, affine_iv *iv, tree final,
138                          struct tree_niter_desc *niter, bool never_infinite)
139 {
140   tree niter_type = unsigned_type_for (type);
141   tree s, c, d, bits, assumption, tmp, bound;
142
143   niter->control = *iv;
144   niter->bound = final;
145   niter->cmp = NE_EXPR;
146
147   /* Rearrange the terms so that we get inequality s * i <> c, with s
148      positive.  Also cast everything to the unsigned type.  */
149   if (tree_int_cst_sign_bit (iv->step))
150     {
151       s = fold_convert (niter_type,
152                         fold_build1 (NEGATE_EXPR, type, iv->step));
153       c = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type,
154                        fold_convert (niter_type, iv->base),
155                        fold_convert (niter_type, final));
156     }
157   else
158     {
159       s = fold_convert (niter_type, iv->step);
160       c = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type,
161                        fold_convert (niter_type, final),
162                        fold_convert (niter_type, iv->base));
163     }
164
165   /* First the trivial cases -- when the step is 1.  */
166   if (integer_onep (s))
167     {
168       niter->niter = c;
169       return true;
170     }
171
172   /* Let nsd (step, size of mode) = d.  If d does not divide c, the loop
173      is infinite.  Otherwise, the number of iterations is
174      (inverse(s/d) * (c/d)) mod (size of mode/d).  */
175   bits = num_ending_zeros (s);
176   bound = build_low_bits_mask (niter_type,
177                                (TYPE_PRECISION (niter_type)
178                                 - tree_low_cst (bits, 1)));
179
180   d = fold_binary_to_constant (LSHIFT_EXPR, niter_type,
181                                build_int_cst (niter_type, 1), bits);
182   s = fold_binary_to_constant (RSHIFT_EXPR, niter_type, s, bits);
183
184   if (!never_infinite)
185     {
186       /* If we cannot assume that the loop is not infinite, record the
187          assumptions for divisibility of c.  */
188       assumption = fold_build2 (FLOOR_MOD_EXPR, niter_type, c, d);
189       assumption = fold_build2 (EQ_EXPR, boolean_type_node,
190                                 assumption, build_int_cst (niter_type, 0));
191       if (!nonzero_p (assumption))
192         niter->assumptions = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
193                                           niter->assumptions, assumption);
194     }
195       
196   c = fold_build2 (EXACT_DIV_EXPR, niter_type, c, d);
197   tmp = fold_build2 (MULT_EXPR, niter_type, c, inverse (s, bound));
198   niter->niter = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, niter_type, tmp, bound);
199   return true;
200 }
201
202 /* Checks whether we can determine the final value of the control variable
203    of the loop with ending condition IV0 < IV1 (computed in TYPE).
204    DELTA is the difference IV1->base - IV0->base, STEP is the absolute value
205    of the step.  The assumptions necessary to ensure that the computation
206    of the final value does not overflow are recorded in NITER.  If we
207    find the final value, we adjust DELTA and return TRUE.  Otherwise
208    we return false.  */
209
210 static bool
211 number_of_iterations_lt_to_ne (tree type, affine_iv *iv0, affine_iv *iv1,
212                                struct tree_niter_desc *niter,
213                                tree *delta, tree step)
214 {
215   tree niter_type = TREE_TYPE (step);
216   tree mod = fold_build2 (FLOOR_MOD_EXPR, niter_type, *delta, step);
217   tree tmod;
218   tree assumption = boolean_true_node, bound, noloop;
219
220   if (TREE_CODE (mod) != INTEGER_CST)
221     return false;
222   if (nonzero_p (mod))
223     mod = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type, step, mod);
224   tmod = fold_convert (type, mod);
225
226   if (nonzero_p (iv0->step))
227     {
228       /* The final value of the iv is iv1->base + MOD, assuming that this
229          computation does not overflow, and that
230          iv0->base <= iv1->base + MOD.  */
231       if (!iv1->no_overflow && !zero_p (mod))
232         {
233           bound = fold_build2 (MINUS_EXPR, type,
234                                TYPE_MAX_VALUE (type), tmod);
235           assumption = fold_build2 (LE_EXPR, boolean_type_node,
236                                     iv1->base, bound);
237           if (zero_p (assumption))
238             return false;
239         }
240       noloop = fold_build2 (GT_EXPR, boolean_type_node,
241                             iv0->base,
242                             fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
243                                          iv1->base, tmod));
244     }
245   else
246     {
247       /* The final value of the iv is iv0->base - MOD, assuming that this
248          computation does not overflow, and that
249          iv0->base - MOD <= iv1->base. */
250       if (!iv0->no_overflow && !zero_p (mod))
251         {
252           bound = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
253                                TYPE_MIN_VALUE (type), tmod);
254           assumption = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node,
255                                     iv0->base, bound);
256           if (zero_p (assumption))
257             return false;
258         }
259       noloop = fold_build2 (GT_EXPR, boolean_type_node,
260                             fold_build2 (MINUS_EXPR, type,
261                                          iv0->base, tmod),
262                             iv1->base);
263     }
264
265   if (!nonzero_p (assumption))
266     niter->assumptions = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
267                                       niter->assumptions,
268                                       assumption);
269   if (!zero_p (noloop))
270     niter->may_be_zero = fold_build2 (TRUTH_OR_EXPR, boolean_type_node,
271                                       niter->may_be_zero,
272                                       noloop);
273   *delta = fold_build2 (PLUS_EXPR, niter_type, *delta, mod);
274   return true;
275 }
276
277 /* Add assertions to NITER that ensure that the control variable of the loop
278    with ending condition IV0 < IV1 does not overflow.  Types of IV0 and IV1
279    are TYPE.  Returns false if we can prove that there is an overflow, true
280    otherwise.  STEP is the absolute value of the step.  */
281
282 static bool
283 assert_no_overflow_lt (tree type, affine_iv *iv0, affine_iv *iv1,
284                        struct tree_niter_desc *niter, tree step)
285 {
286   tree bound, d, assumption, diff;
287   tree niter_type = TREE_TYPE (step);
288
289   if (nonzero_p (iv0->step))
290     {
291       /* for (i = iv0->base; i < iv1->base; i += iv0->step) */
292       if (iv0->no_overflow)
293         return true;
294
295       /* If iv0->base is a constant, we can determine the last value before
296          overflow precisely; otherwise we conservatively assume
297          MAX - STEP + 1.  */
298
299       if (TREE_CODE (iv0->base) == INTEGER_CST)
300         {
301           d = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type,
302                            fold_convert (niter_type, TYPE_MAX_VALUE (type)),
303                            fold_convert (niter_type, iv0->base));
304           diff = fold_build2 (FLOOR_MOD_EXPR, niter_type, d, step);
305         }
306       else
307         diff = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type, step,
308                             build_int_cst (niter_type, 1));
309       bound = fold_build2 (MINUS_EXPR, type,
310                            TYPE_MAX_VALUE (type), fold_convert (type, diff));
311       assumption = fold_build2 (LE_EXPR, boolean_type_node,
312                                 iv1->base, bound);
313     }
314   else
315     {
316       /* for (i = iv1->base; i > iv0->base; i += iv1->step) */
317       if (iv1->no_overflow)
318         return true;
319
320       if (TREE_CODE (iv1->base) == INTEGER_CST)
321         {
322           d = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type,
323                            fold_convert (niter_type, iv1->base),
324                            fold_convert (niter_type, TYPE_MIN_VALUE (type)));
325           diff = fold_build2 (FLOOR_MOD_EXPR, niter_type, d, step);
326         }
327       else
328         diff = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type, step,
329                             build_int_cst (niter_type, 1));
330       bound = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
331                            TYPE_MIN_VALUE (type), fold_convert (type, diff));
332       assumption = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node,
333                                 iv0->base, bound);
334     }
335
336   if (zero_p (assumption))
337     return false;
338   if (!nonzero_p (assumption))
339     niter->assumptions = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
340                                       niter->assumptions, assumption);
341     
342   iv0->no_overflow = true;
343   iv1->no_overflow = true;
344   return true;
345 }
346
347 /* Add an assumption to NITER that a loop whose ending condition
348    is IV0 < IV1 rolls.  TYPE is the type of the control iv.  */
349
350 static void
351 assert_loop_rolls_lt (tree type, affine_iv *iv0, affine_iv *iv1,
352                       struct tree_niter_desc *niter)
353 {
354   tree assumption = boolean_true_node, bound, diff;
355   tree mbz, mbzl, mbzr;
356
357   if (nonzero_p (iv0->step))
358     {
359       diff = fold_build2 (MINUS_EXPR, type,
360                           iv0->step, build_int_cst (type, 1));
361
362       /* We need to know that iv0->base >= MIN + iv0->step - 1.  Since
363          0 address never belongs to any object, we can assume this for
364          pointers.  */
365       if (!POINTER_TYPE_P (type))
366         {
367           bound = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
368                                TYPE_MIN_VALUE (type), diff);
369           assumption = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node,
370                                     iv0->base, bound);
371         }
372
373       /* And then we can compute iv0->base - diff, and compare it with
374          iv1->base.  */      
375       mbzl = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, iv0->base, diff);
376       mbzr = iv1->base;
377     }
378   else
379     {
380       diff = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
381                           iv1->step, build_int_cst (type, 1));
382
383       if (!POINTER_TYPE_P (type))
384         {
385           bound = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
386                                TYPE_MAX_VALUE (type), diff);
387           assumption = fold_build2 (LE_EXPR, boolean_type_node,
388                                     iv1->base, bound);
389         }
390
391       mbzl = iv0->base;
392       mbzr = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, iv1->base, diff);
393     }
394
395   mbz = fold_build2 (GT_EXPR, boolean_type_node, mbzl, mbzr);
396
397   if (!nonzero_p (assumption))
398     niter->assumptions = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
399                                       niter->assumptions, assumption);
400   if (!zero_p (mbz))
401     niter->may_be_zero = fold_build2 (TRUTH_OR_EXPR, boolean_type_node,
402                                       niter->may_be_zero, mbz);
403 }
404
405 /* Determines number of iterations of loop whose ending condition
406    is IV0 < IV1.  TYPE is the type of the iv.  The number of
407    iterations is stored to NITER.  */
408
409 static bool
410 number_of_iterations_lt (tree type, affine_iv *iv0, affine_iv *iv1,
411                          struct tree_niter_desc *niter,
412                          bool never_infinite ATTRIBUTE_UNUSED)
413 {
414   tree niter_type = unsigned_type_for (type);
415   tree delta, step, s;
416
417   if (nonzero_p (iv0->step))
418     {
419       niter->control = *iv0;
420       niter->cmp = LT_EXPR;
421       niter->bound = iv1->base;
422     }
423   else
424     {
425       niter->control = *iv1;
426       niter->cmp = GT_EXPR;
427       niter->bound = iv0->base;
428     }
429
430   delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type,
431                        fold_convert (niter_type, iv1->base),
432                        fold_convert (niter_type, iv0->base));
433
434   /* First handle the special case that the step is +-1.  */
435   if ((iv0->step && integer_onep (iv0->step)
436        && zero_p (iv1->step))
437       || (iv1->step && integer_all_onesp (iv1->step)
438           && zero_p (iv0->step)))
439     {
440       /* for (i = iv0->base; i < iv1->base; i++)
441
442          or
443
444          for (i = iv1->base; i > iv0->base; i--).
445              
446          In both cases # of iterations is iv1->base - iv0->base, assuming that
447          iv1->base >= iv0->base.  */
448       niter->may_be_zero = fold_build2 (LT_EXPR, boolean_type_node,
449                                         iv1->base, iv0->base);
450       niter->niter = delta;
451       return true;
452     }
453
454   if (nonzero_p (iv0->step))
455     step = fold_convert (niter_type, iv0->step);
456   else
457     step = fold_convert (niter_type,
458                          fold_build1 (NEGATE_EXPR, type, iv1->step));
459
460   /* If we can determine the final value of the control iv exactly, we can
461      transform the condition to != comparison.  In particular, this will be
462      the case if DELTA is constant.  */
463   if (number_of_iterations_lt_to_ne (type, iv0, iv1, niter, &delta, step))
464     {
465       affine_iv zps;
466
467       zps.base = build_int_cst (niter_type, 0);
468       zps.step = step;
469       /* number_of_iterations_lt_to_ne will add assumptions that ensure that
470          zps does not overflow.  */
471       zps.no_overflow = true;
472
473       return number_of_iterations_ne (type, &zps, delta, niter, true);
474     }
475
476   /* Make sure that the control iv does not overflow.  */
477   if (!assert_no_overflow_lt (type, iv0, iv1, niter, step))
478     return false;
479
480   /* We determine the number of iterations as (delta + step - 1) / step.  For
481      this to work, we must know that iv1->base >= iv0->base - step + 1,
482      otherwise the loop does not roll.  */
483   assert_loop_rolls_lt (type, iv0, iv1, niter);
484
485   s = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type,
486                    step, build_int_cst (niter_type, 1));
487   delta = fold_build2 (PLUS_EXPR, niter_type, delta, s);
488   niter->niter = fold_build2 (FLOOR_DIV_EXPR, niter_type, delta, step);
489   return true;
490 }
491
492 /* Determines number of iterations of loop whose ending condition
493    is IV0 <= IV1.  TYPE is the type of the iv.  The number of
494    iterations is stored to NITER.  NEVER_INFINITE is true if
495    we know that this condition must eventually become false (we derived this
496    earlier, and possibly set NITER->assumptions to make sure this
497    is the case).  */
498
499 static bool
500 number_of_iterations_le (tree type, affine_iv *iv0, affine_iv *iv1,
501                          struct tree_niter_desc *niter, bool never_infinite)
502 {
503   tree assumption;
504
505   /* Say that IV0 is the control variable.  Then IV0 <= IV1 iff
506      IV0 < IV1 + 1, assuming that IV1 is not equal to the greatest
507      value of the type.  This we must know anyway, since if it is
508      equal to this value, the loop rolls forever.  */
509
510   if (!never_infinite)
511     {
512       if (nonzero_p (iv0->step))
513         assumption = fold_build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
514                                   iv1->base, TYPE_MAX_VALUE (type));
515       else
516         assumption = fold_build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
517                                   iv0->base, TYPE_MIN_VALUE (type));
518
519       if (zero_p (assumption))
520         return false;
521       if (!nonzero_p (assumption))
522         niter->assumptions = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
523                                           niter->assumptions, assumption);
524     }
525
526   if (nonzero_p (iv0->step))
527     iv1->base = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
528                              iv1->base, build_int_cst (type, 1));
529   else
530     iv0->base = fold_build2 (MINUS_EXPR, type,
531                              iv0->base, build_int_cst (type, 1));
532   return number_of_iterations_lt (type, iv0, iv1, niter, never_infinite);
533 }
534
535 /* Determine the number of iterations according to condition (for staying
536    inside loop) which compares two induction variables using comparison
537    operator CODE.  The induction variable on left side of the comparison
538    is IV0, the right-hand side is IV1.  Both induction variables must have
539    type TYPE, which must be an integer or pointer type.  The steps of the
540    ivs must be constants (or NULL_TREE, which is interpreted as constant zero).
541
542    ONLY_EXIT is true if we are sure this is the only way the loop could be
543    exited (including possibly non-returning function calls, exceptions, etc.)
544    -- in this case we can use the information whether the control induction
545    variables can overflow or not in a more efficient way.
546    
547    The results (number of iterations and assumptions as described in
548    comments at struct tree_niter_desc in tree-flow.h) are stored to NITER.
549    Returns false if it fails to determine number of iterations, true if it
550    was determined (possibly with some assumptions).  */
551
552 static bool
553 number_of_iterations_cond (tree type, affine_iv *iv0, enum tree_code code,
554                            affine_iv *iv1, struct tree_niter_desc *niter,
555                            bool only_exit)
556 {
557   bool never_infinite;
558
559   /* The meaning of these assumptions is this:
560      if !assumptions
561        then the rest of information does not have to be valid
562      if may_be_zero then the loop does not roll, even if
563        niter != 0.  */
564   niter->assumptions = boolean_true_node;
565   niter->may_be_zero = boolean_false_node;
566   niter->niter = NULL_TREE;
567   niter->additional_info = boolean_true_node;
568
569   niter->bound = NULL_TREE;
570   niter->cmp = ERROR_MARK;
571
572   /* Make < comparison from > ones, and for NE_EXPR comparisons, ensure that
573      the control variable is on lhs.  */
574   if (code == GE_EXPR || code == GT_EXPR
575       || (code == NE_EXPR && zero_p (iv0->step)))
576     {
577       SWAP (iv0, iv1);
578       code = swap_tree_comparison (code);
579     }
580
581   if (!only_exit)
582     {
583       /* If this is not the only possible exit from the loop, the information
584          that the induction variables cannot overflow as derived from
585          signedness analysis cannot be relied upon.  We use them e.g. in the
586          following way:  given loop for (i = 0; i <= n; i++), if i is
587          signed, it cannot overflow, thus this loop is equivalent to
588          for (i = 0; i < n + 1; i++);  however, if n == MAX, but the loop
589          is exited in some other way before i overflows, this transformation
590          is incorrect (the new loop exits immediately).  */
591       iv0->no_overflow = false;
592       iv1->no_overflow = false;
593     }
594
595   if (POINTER_TYPE_P (type))
596     {
597       /* Comparison of pointers is undefined unless both iv0 and iv1 point
598          to the same object.  If they do, the control variable cannot wrap
599          (as wrap around the bounds of memory will never return a pointer
600          that would be guaranteed to point to the same object, even if we
601          avoid undefined behavior by casting to size_t and back).  The
602          restrictions on pointer arithmetics and comparisons of pointers
603          ensure that using the no-overflow assumptions is correct in this
604          case even if ONLY_EXIT is false.  */
605       iv0->no_overflow = true;
606       iv1->no_overflow = true;
607     }
608
609   /* If the control induction variable does not overflow, the loop obviously
610      cannot be infinite.  */
611   if (!zero_p (iv0->step) && iv0->no_overflow)
612     never_infinite = true;
613   else if (!zero_p (iv1->step) && iv1->no_overflow)
614     never_infinite = true;
615   else
616     never_infinite = false;
617
618   /* We can handle the case when neither of the sides of the comparison is
619      invariant, provided that the test is NE_EXPR.  This rarely occurs in
620      practice, but it is simple enough to manage.  */
621   if (!zero_p (iv0->step) && !zero_p (iv1->step))
622     {
623       if (code != NE_EXPR)
624         return false;
625
626       iv0->step = fold_binary_to_constant (MINUS_EXPR, type,
627                                            iv0->step, iv1->step);
628       iv0->no_overflow = false;
629       iv1->step = NULL_TREE;
630       iv1->no_overflow = true;
631     }
632
633   /* If the result of the comparison is a constant,  the loop is weird.  More
634      precise handling would be possible, but the situation is not common enough
635      to waste time on it.  */
636   if (zero_p (iv0->step) && zero_p (iv1->step))
637     return false;
638
639   /* Ignore loops of while (i-- < 10) type.  */
640   if (code != NE_EXPR)
641     {
642       if (iv0->step && tree_int_cst_sign_bit (iv0->step))
643         return false;
644
645       if (!zero_p (iv1->step) && !tree_int_cst_sign_bit (iv1->step))
646         return false;
647     }
648
649   /* If the loop exits immediately, there is nothing to do.  */
650   if (zero_p (fold_build2 (code, boolean_type_node, iv0->base, iv1->base)))
651     {
652       niter->niter = build_int_cst (unsigned_type_for (type), 0);
653       return true;
654     }
655
656   /* OK, now we know we have a senseful loop.  Handle several cases, depending
657      on what comparison operator is used.  */
658   switch (code)
659     {
660     case NE_EXPR:
661       gcc_assert (zero_p (iv1->step));
662       return number_of_iterations_ne (type, iv0, iv1->base, niter, never_infinite);
663     case LT_EXPR:
664       return number_of_iterations_lt (type, iv0, iv1, niter, never_infinite);
665     case LE_EXPR:
666       return number_of_iterations_le (type, iv0, iv1, niter, never_infinite);
667     default:
668       gcc_unreachable ();
669     }
670 }
671
672 /* Substitute NEW for OLD in EXPR and fold the result.  */
673
674 static tree
675 simplify_replace_tree (tree expr, tree old, tree new)
676 {
677   unsigned i, n;
678   tree ret = NULL_TREE, e, se;
679
680   if (!expr)
681     return NULL_TREE;
682
683   if (expr == old
684       || operand_equal_p (expr, old, 0))
685     return unshare_expr (new);
686
687   if (!EXPR_P (expr))
688     return expr;
689
690   n = TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expr));
691   for (i = 0; i < n; i++)
692     {
693       e = TREE_OPERAND (expr, i);
694       se = simplify_replace_tree (e, old, new);
695       if (e == se)
696         continue;
697
698       if (!ret)
699         ret = copy_node (expr);
700
701       TREE_OPERAND (ret, i) = se;
702     }
703
704   return (ret ? fold (ret) : expr);
705 }
706
707 /* Expand definitions of ssa names in EXPR as long as they are simple
708    enough, and return the new expression.  */
709
710 tree
711 expand_simple_operations (tree expr)
712 {
713   unsigned i, n;
714   tree ret = NULL_TREE, e, ee, stmt;
715   enum tree_code code;
716
717   if (expr == NULL_TREE)
718     return expr;
719
720   if (is_gimple_min_invariant (expr))
721     return expr;
722
723   code = TREE_CODE (expr);
724   if (IS_EXPR_CODE_CLASS (TREE_CODE_CLASS (code)))
725     {
726       n = TREE_CODE_LENGTH (code);
727       for (i = 0; i < n; i++)
728         {
729           e = TREE_OPERAND (expr, i);
730           ee = expand_simple_operations (e);
731           if (e == ee)
732             continue;
733
734           if (!ret)
735             ret = copy_node (expr);
736
737           TREE_OPERAND (ret, i) = ee;
738         }
739
740       return (ret ? fold (ret) : expr);
741     }
742
743   if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
744     return expr;
745
746   stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (expr);
747   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
748     return expr;
749
750   e = TREE_OPERAND (stmt, 1);
751   if (/* Casts are simple.  */
752       TREE_CODE (e) != NOP_EXPR
753       && TREE_CODE (e) != CONVERT_EXPR
754       /* Copies are simple.  */
755       && TREE_CODE (e) != SSA_NAME
756       /* Assignments of invariants are simple.  */
757       && !is_gimple_min_invariant (e)
758       /* And increments and decrements by a constant are simple.  */
759       && !((TREE_CODE (e) == PLUS_EXPR
760             || TREE_CODE (e) == MINUS_EXPR)
761            && is_gimple_min_invariant (TREE_OPERAND (e, 1))))
762     return expr;
763
764   return expand_simple_operations (e);
765 }
766
767 /* Tries to simplify EXPR using the condition COND.  Returns the simplified
768    expression (or EXPR unchanged, if no simplification was possible).  */
769
770 static tree
771 tree_simplify_using_condition_1 (tree cond, tree expr)
772 {
773   bool changed;
774   tree e, te, e0, e1, e2, notcond;
775   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
776
777   if (code == INTEGER_CST)
778     return expr;
779
780   if (code == TRUTH_OR_EXPR
781       || code == TRUTH_AND_EXPR
782       || code == COND_EXPR)
783     {
784       changed = false;
785
786       e0 = tree_simplify_using_condition_1 (cond, TREE_OPERAND (expr, 0));
787       if (TREE_OPERAND (expr, 0) != e0)
788         changed = true;
789
790       e1 = tree_simplify_using_condition_1 (cond, TREE_OPERAND (expr, 1));
791       if (TREE_OPERAND (expr, 1) != e1)
792         changed = true;
793
794       if (code == COND_EXPR)
795         {
796           e2 = tree_simplify_using_condition_1 (cond, TREE_OPERAND (expr, 2));
797           if (TREE_OPERAND (expr, 2) != e2)
798             changed = true;
799         }
800       else
801         e2 = NULL_TREE;
802
803       if (changed)
804         {
805           if (code == COND_EXPR)
806             expr = fold_build3 (code, boolean_type_node, e0, e1, e2);
807           else
808             expr = fold_build2 (code, boolean_type_node, e0, e1);
809         }
810
811       return expr;
812     }
813
814   /* In case COND is equality, we may be able to simplify EXPR by copy/constant
815      propagation, and vice versa.  Fold does not handle this, since it is
816      considered too expensive.  */
817   if (TREE_CODE (cond) == EQ_EXPR)
818     {
819       e0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
820       e1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
821
822       /* We know that e0 == e1.  Check whether we cannot simplify expr
823          using this fact.  */
824       e = simplify_replace_tree (expr, e0, e1);
825       if (zero_p (e) || nonzero_p (e))
826         return e;
827
828       e = simplify_replace_tree (expr, e1, e0);
829       if (zero_p (e) || nonzero_p (e))
830         return e;
831     }
832   if (TREE_CODE (expr) == EQ_EXPR)
833     {
834       e0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
835       e1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
836
837       /* If e0 == e1 (EXPR) implies !COND, then EXPR cannot be true.  */
838       e = simplify_replace_tree (cond, e0, e1);
839       if (zero_p (e))
840         return e;
841       e = simplify_replace_tree (cond, e1, e0);
842       if (zero_p (e))
843         return e;
844     }
845   if (TREE_CODE (expr) == NE_EXPR)
846     {
847       e0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
848       e1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
849
850       /* If e0 == e1 (!EXPR) implies !COND, then EXPR must be true.  */
851       e = simplify_replace_tree (cond, e0, e1);
852       if (zero_p (e))
853         return boolean_true_node;
854       e = simplify_replace_tree (cond, e1, e0);
855       if (zero_p (e))
856         return boolean_true_node;
857     }
858
859   te = expand_simple_operations (expr);
860
861   /* Check whether COND ==> EXPR.  */
862   notcond = invert_truthvalue (cond);
863   e = fold_binary (TRUTH_OR_EXPR, boolean_type_node, notcond, te);
864   if (nonzero_p (e))
865     return e;
866
867   /* Check whether COND ==> not EXPR.  */
868   e = fold_binary (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node, cond, te);
869   if (e && zero_p (e))
870     return e;
871
872   return expr;
873 }
874
875 /* Tries to simplify EXPR using the condition COND.  Returns the simplified
876    expression (or EXPR unchanged, if no simplification was possible).
877    Wrapper around tree_simplify_using_condition_1 that ensures that chains
878    of simple operations in definitions of ssa names in COND are expanded,
879    so that things like casts or incrementing the value of the bound before
880    the loop do not cause us to fail.  */
881
882 static tree
883 tree_simplify_using_condition (tree cond, tree expr)
884 {
885   cond = expand_simple_operations (cond);
886
887   return tree_simplify_using_condition_1 (cond, expr);
888 }
889      
890 /* Tries to simplify EXPR using the conditions on entry to LOOP.
891    Record the conditions used for simplification to CONDS_USED.
892    Returns the simplified expression (or EXPR unchanged, if no
893    simplification was possible).*/
894
895 static tree
896 simplify_using_initial_conditions (struct loop *loop, tree expr,
897                                    tree *conds_used)
898 {
899   edge e;
900   basic_block bb;
901   tree exp, cond;
902
903   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST)
904     return expr;
905
906   for (bb = loop->header;
907        bb != ENTRY_BLOCK_PTR;
908        bb = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, bb))
909     {
910       if (!single_pred_p (bb))
911         continue;
912       e = single_pred_edge (bb);
913
914       if (!(e->flags & (EDGE_TRUE_VALUE | EDGE_FALSE_VALUE)))
915         continue;
916
917       cond = COND_EXPR_COND (last_stmt (e->src));
918       if (e->flags & EDGE_FALSE_VALUE)
919         cond = invert_truthvalue (cond);
920       exp = tree_simplify_using_condition (cond, expr);
921
922       if (exp != expr)
923         *conds_used = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR,
924                                    boolean_type_node,
925                                    *conds_used,
926                                    cond);
927
928       expr = exp;
929     }
930
931   return expr;
932 }
933
934 /* Tries to simplify EXPR using the evolutions of the loop invariants
935    in the superloops of LOOP.  Returns the simplified expression
936    (or EXPR unchanged, if no simplification was possible).  */
937
938 static tree
939 simplify_using_outer_evolutions (struct loop *loop, tree expr)
940 {
941   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
942   bool changed;
943   tree e, e0, e1, e2;
944
945   if (is_gimple_min_invariant (expr))
946     return expr;
947
948   if (code == TRUTH_OR_EXPR
949       || code == TRUTH_AND_EXPR
950       || code == COND_EXPR)
951     {
952       changed = false;
953
954       e0 = simplify_using_outer_evolutions (loop, TREE_OPERAND (expr, 0));
955       if (TREE_OPERAND (expr, 0) != e0)
956         changed = true;
957
958       e1 = simplify_using_outer_evolutions (loop, TREE_OPERAND (expr, 1));
959       if (TREE_OPERAND (expr, 1) != e1)
960         changed = true;
961
962       if (code == COND_EXPR)
963         {
964           e2 = simplify_using_outer_evolutions (loop, TREE_OPERAND (expr, 2));
965           if (TREE_OPERAND (expr, 2) != e2)
966             changed = true;
967         }
968       else
969         e2 = NULL_TREE;
970
971       if (changed)
972         {
973           if (code == COND_EXPR)
974             expr = fold_build3 (code, boolean_type_node, e0, e1, e2);
975           else
976             expr = fold_build2 (code, boolean_type_node, e0, e1);
977         }
978
979       return expr;
980     }
981
982   e = instantiate_parameters (loop, expr);
983   if (is_gimple_min_invariant (e))
984     return e;
985
986   return expr;
987 }
988
989 /* Returns true if EXIT is the only possible exit from LOOP.  */
990
991 static bool
992 loop_only_exit_p (struct loop *loop, edge exit)
993 {
994   basic_block *body;
995   block_stmt_iterator bsi;
996   unsigned i;
997   tree call;
998
999   if (exit != loop->single_exit)
1000     return false;
1001
1002   body = get_loop_body (loop);
1003   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
1004     {
1005       for (bsi = bsi_start (body[0]); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
1006         {
1007           call = get_call_expr_in (bsi_stmt (bsi));
1008           if (call && TREE_SIDE_EFFECTS (call))
1009             {
1010               free (body);
1011               return false;
1012             }
1013         }
1014     }
1015
1016   free (body);
1017   return true;
1018 }
1019
1020 /* Stores description of number of iterations of LOOP derived from
1021    EXIT (an exit edge of the LOOP) in NITER.  Returns true if some
1022    useful information could be derived (and fields of NITER has
1023    meaning described in comments at struct tree_niter_desc
1024    declaration), false otherwise.  If WARN is true and
1025    -Wunsafe-loop-optimizations was given, warn if the optimizer is going to use
1026    potentially unsafe assumptions.  */
1027
1028 bool
1029 number_of_iterations_exit (struct loop *loop, edge exit,
1030                            struct tree_niter_desc *niter,
1031                            bool warn)
1032 {
1033   tree stmt, cond, type;
1034   tree op0, op1;
1035   enum tree_code code;
1036   affine_iv iv0, iv1;
1037
1038   if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, loop->latch, exit->src))
1039     return false;
1040
1041   niter->assumptions = boolean_false_node;
1042   stmt = last_stmt (exit->src);
1043   if (!stmt || TREE_CODE (stmt) != COND_EXPR)
1044     return false;
1045
1046   /* We want the condition for staying inside loop.  */
1047   cond = COND_EXPR_COND (stmt);
1048   if (exit->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
1049     cond = invert_truthvalue (cond);
1050
1051   code = TREE_CODE (cond);
1052   switch (code)
1053     {
1054     case GT_EXPR:
1055     case GE_EXPR:
1056     case NE_EXPR:
1057     case LT_EXPR:
1058     case LE_EXPR:
1059       break;
1060
1061     default:
1062       return false;
1063     }
1064   
1065   op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
1066   op1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
1067   type = TREE_TYPE (op0);
1068
1069   if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE
1070       && !POINTER_TYPE_P (type))
1071     return false;
1072      
1073   if (!simple_iv (loop, stmt, op0, &iv0, false))
1074     return false;
1075   if (!simple_iv (loop, stmt, op1, &iv1, false))
1076     return false;
1077
1078   iv0.base = expand_simple_operations (iv0.base);
1079   iv1.base = expand_simple_operations (iv1.base);
1080   if (!number_of_iterations_cond (type, &iv0, code, &iv1, niter,
1081                                   loop_only_exit_p (loop, exit)))
1082     return false;
1083
1084   if (optimize >= 3)
1085     {
1086       niter->assumptions = simplify_using_outer_evolutions (loop,
1087                                                             niter->assumptions);
1088       niter->may_be_zero = simplify_using_outer_evolutions (loop,
1089                                                             niter->may_be_zero);
1090       niter->niter = simplify_using_outer_evolutions (loop, niter->niter);
1091     }
1092
1093   niter->additional_info = boolean_true_node;
1094   niter->assumptions
1095           = simplify_using_initial_conditions (loop,
1096                                                niter->assumptions,
1097                                                &niter->additional_info);
1098   niter->may_be_zero
1099           = simplify_using_initial_conditions (loop,
1100                                                niter->may_be_zero,
1101                                                &niter->additional_info);
1102
1103   if (integer_onep (niter->assumptions))
1104     return true;
1105
1106   /* With -funsafe-loop-optimizations we assume that nothing bad can happen.
1107      But if we can prove that there is overflow or some other source of weird
1108      behavior, ignore the loop even with -funsafe-loop-optimizations.  */
1109   if (integer_zerop (niter->assumptions))
1110     return false;
1111
1112   if (flag_unsafe_loop_optimizations)
1113     niter->assumptions = boolean_true_node;
1114
1115   if (warn)
1116     {
1117       const char *wording;
1118       location_t loc = EXPR_LOCATION (stmt);
1119   
1120       /* We can provide a more specific warning if one of the operator is
1121          constant and the other advances by +1 or -1.  */
1122       if (!zero_p (iv1.step)
1123           ? (zero_p (iv0.step)
1124              && (integer_onep (iv1.step) || integer_all_onesp (iv1.step)))
1125           : (iv0.step
1126              && (integer_onep (iv0.step) || integer_all_onesp (iv0.step))))
1127         wording =
1128           flag_unsafe_loop_optimizations
1129           ? N_("assuming that the loop is not infinite")
1130           : N_("cannot optimize possibly infinite loops");
1131       else
1132         wording = 
1133           flag_unsafe_loop_optimizations
1134           ? N_("assuming that the loop counter does not overflow")
1135           : N_("cannot optimize loop, the loop counter may overflow");
1136
1137       if (LOCATION_LINE (loc) > 0)
1138         warning (OPT_Wunsafe_loop_optimizations, "%H%s", &loc, gettext (wording));
1139       else
1140         warning (OPT_Wunsafe_loop_optimizations, "%s", gettext (wording));
1141     }
1142
1143   return flag_unsafe_loop_optimizations;
1144 }
1145
1146 /* Try to determine the number of iterations of LOOP.  If we succeed,
1147    expression giving number of iterations is returned and *EXIT is
1148    set to the edge from that the information is obtained.  Otherwise
1149    chrec_dont_know is returned.  */
1150
1151 tree
1152 find_loop_niter (struct loop *loop, edge *exit)
1153 {
1154   unsigned n_exits, i;
1155   edge *exits = get_loop_exit_edges (loop, &n_exits);
1156   edge ex;
1157   tree niter = NULL_TREE, aniter;
1158   struct tree_niter_desc desc;
1159
1160   *exit = NULL;
1161   for (i = 0; i < n_exits; i++)
1162     {
1163       ex = exits[i];
1164       if (!just_once_each_iteration_p (loop, ex->src))
1165         continue;
1166
1167       if (!number_of_iterations_exit (loop, ex, &desc, false))
1168         continue;
1169
1170       if (nonzero_p (desc.may_be_zero))
1171         {
1172           /* We exit in the first iteration through this exit.
1173              We won't find anything better.  */
1174           niter = build_int_cst (unsigned_type_node, 0);
1175           *exit = ex;
1176           break;
1177         }
1178
1179       if (!zero_p (desc.may_be_zero))
1180         continue;
1181
1182       aniter = desc.niter;
1183
1184       if (!niter)
1185         {
1186           /* Nothing recorded yet.  */
1187           niter = aniter;
1188           *exit = ex;
1189           continue;
1190         }
1191
1192       /* Prefer constants, the lower the better.  */
1193       if (TREE_CODE (aniter) != INTEGER_CST)
1194         continue;
1195
1196       if (TREE_CODE (niter) != INTEGER_CST)
1197         {
1198           niter = aniter;
1199           *exit = ex;
1200           continue;
1201         }
1202
1203       if (tree_int_cst_lt (aniter, niter))
1204         {
1205           niter = aniter;
1206           *exit = ex;
1207           continue;
1208         }
1209     }
1210   free (exits);
1211
1212   return niter ? niter : chrec_dont_know;
1213 }
1214
1215 /*
1216
1217    Analysis of a number of iterations of a loop by a brute-force evaluation.
1218
1219 */
1220
1221 /* Bound on the number of iterations we try to evaluate.  */
1222
1223 #define MAX_ITERATIONS_TO_TRACK \
1224   ((unsigned) PARAM_VALUE (PARAM_MAX_ITERATIONS_TO_TRACK))
1225
1226 /* Returns the loop phi node of LOOP such that ssa name X is derived from its
1227    result by a chain of operations such that all but exactly one of their
1228    operands are constants.  */
1229
1230 static tree
1231 chain_of_csts_start (struct loop *loop, tree x)
1232 {
1233   tree stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (x);
1234   tree use;
1235   basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
1236
1237   if (!bb
1238       || !flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1239     return NULL_TREE;
1240   
1241   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE)
1242     {
1243       if (bb == loop->header)
1244         return stmt;
1245
1246       return NULL_TREE;
1247     }
1248
1249   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
1250     return NULL_TREE;
1251
1252   if (!ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
1253     return NULL_TREE;
1254   if (SINGLE_SSA_DEF_OPERAND (stmt, SSA_OP_DEF) == NULL_DEF_OPERAND_P)
1255     return NULL_TREE;
1256
1257   use = SINGLE_SSA_TREE_OPERAND (stmt, SSA_OP_USE);
1258   if (use == NULL_USE_OPERAND_P)
1259     return NULL_TREE;
1260
1261   return chain_of_csts_start (loop, use);
1262 }
1263
1264 /* Determines whether the expression X is derived from a result of a phi node
1265    in header of LOOP such that
1266
1267    * the derivation of X consists only from operations with constants
1268    * the initial value of the phi node is constant
1269    * the value of the phi node in the next iteration can be derived from the
1270      value in the current iteration by a chain of operations with constants.
1271    
1272    If such phi node exists, it is returned.  If X is a constant, X is returned
1273    unchanged.  Otherwise NULL_TREE is returned.  */
1274
1275 static tree
1276 get_base_for (struct loop *loop, tree x)
1277 {
1278   tree phi, init, next;
1279
1280   if (is_gimple_min_invariant (x))
1281     return x;
1282
1283   phi = chain_of_csts_start (loop, x);
1284   if (!phi)
1285     return NULL_TREE;
1286
1287   init = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, loop_preheader_edge (loop));
1288   next = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, loop_latch_edge (loop));
1289
1290   if (TREE_CODE (next) != SSA_NAME)
1291     return NULL_TREE;
1292
1293   if (!is_gimple_min_invariant (init))
1294     return NULL_TREE;
1295
1296   if (chain_of_csts_start (loop, next) != phi)
1297     return NULL_TREE;
1298
1299   return phi;
1300 }
1301
1302 /* Given an expression X, then 
1303  
1304    * if BASE is NULL_TREE, X must be a constant and we return X.
1305    * otherwise X is a SSA name, whose value in the considered loop is derived
1306      by a chain of operations with constant from a result of a phi node in
1307      the header of the loop.  Then we return value of X when the value of the
1308      result of this phi node is given by the constant BASE.  */
1309
1310 static tree
1311 get_val_for (tree x, tree base)
1312 {
1313   tree stmt, nx, val;
1314   use_operand_p op;
1315   ssa_op_iter iter;
1316
1317   if (!x)
1318     return base;
1319
1320   stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (x);
1321   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE)
1322     return base;
1323
1324   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_USE)
1325     {
1326       nx = USE_FROM_PTR (op);
1327       val = get_val_for (nx, base);
1328       SET_USE (op, val);
1329       val = fold (TREE_OPERAND (stmt, 1));
1330       SET_USE (op, nx);
1331       /* only iterate loop once.  */
1332       return val;
1333     }
1334
1335   /* Should never reach here.  */
1336   gcc_unreachable();
1337 }
1338
1339 /* Tries to count the number of iterations of LOOP till it exits by EXIT
1340    by brute force -- i.e. by determining the value of the operands of the
1341    condition at EXIT in first few iterations of the loop (assuming that
1342    these values are constant) and determining the first one in that the
1343    condition is not satisfied.  Returns the constant giving the number
1344    of the iterations of LOOP if successful, chrec_dont_know otherwise.  */
1345
1346 tree
1347 loop_niter_by_eval (struct loop *loop, edge exit)
1348 {
1349   tree cond, cnd, acnd;
1350   tree op[2], val[2], next[2], aval[2], phi[2];
1351   unsigned i, j;
1352   enum tree_code cmp;
1353
1354   cond = last_stmt (exit->src);
1355   if (!cond || TREE_CODE (cond) != COND_EXPR)
1356     return chrec_dont_know;
1357
1358   cnd = COND_EXPR_COND (cond);
1359   if (exit->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
1360     cnd = invert_truthvalue (cnd);
1361
1362   cmp = TREE_CODE (cnd);
1363   switch (cmp)
1364     {
1365     case EQ_EXPR:
1366     case NE_EXPR:
1367     case GT_EXPR:
1368     case GE_EXPR:
1369     case LT_EXPR:
1370     case LE_EXPR:
1371       for (j = 0; j < 2; j++)
1372         op[j] = TREE_OPERAND (cnd, j);
1373       break;
1374
1375     default:
1376       return chrec_dont_know;
1377     }
1378
1379   for (j = 0; j < 2; j++)
1380     {
1381       phi[j] = get_base_for (loop, op[j]);
1382       if (!phi[j])
1383         return chrec_dont_know;
1384     }
1385
1386   for (j = 0; j < 2; j++)
1387     {
1388       if (TREE_CODE (phi[j]) == PHI_NODE)
1389         {
1390           val[j] = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi[j], loop_preheader_edge (loop));
1391           next[j] = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi[j], loop_latch_edge (loop));
1392         }
1393       else
1394         {
1395           val[j] = phi[j];
1396           next[j] = NULL_TREE;
1397           op[j] = NULL_TREE;
1398         }
1399     }
1400
1401   for (i = 0; i < MAX_ITERATIONS_TO_TRACK; i++)
1402     {
1403       for (j = 0; j < 2; j++)
1404         aval[j] = get_val_for (op[j], val[j]);
1405
1406       acnd = fold_binary (cmp, boolean_type_node, aval[0], aval[1]);
1407       if (acnd && zero_p (acnd))
1408         {
1409           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1410             fprintf (dump_file,
1411                      "Proved that loop %d iterates %d times using brute force.\n",
1412                      loop->num, i);
1413           return build_int_cst (unsigned_type_node, i);
1414         }
1415
1416       for (j = 0; j < 2; j++)
1417         val[j] = get_val_for (next[j], val[j]);
1418     }
1419
1420   return chrec_dont_know;
1421 }
1422
1423 /* Finds the exit of the LOOP by that the loop exits after a constant
1424    number of iterations and stores the exit edge to *EXIT.  The constant
1425    giving the number of iterations of LOOP is returned.  The number of
1426    iterations is determined using loop_niter_by_eval (i.e. by brute force
1427    evaluation).  If we are unable to find the exit for that loop_niter_by_eval
1428    determines the number of iterations, chrec_dont_know is returned.  */
1429
1430 tree
1431 find_loop_niter_by_eval (struct loop *loop, edge *exit)
1432 {
1433   unsigned n_exits, i;
1434   edge *exits = get_loop_exit_edges (loop, &n_exits);
1435   edge ex;
1436   tree niter = NULL_TREE, aniter;
1437
1438   *exit = NULL;
1439   for (i = 0; i < n_exits; i++)
1440     {
1441       ex = exits[i];
1442       if (!just_once_each_iteration_p (loop, ex->src))
1443         continue;
1444
1445       aniter = loop_niter_by_eval (loop, ex);
1446       if (chrec_contains_undetermined (aniter))
1447         continue;
1448
1449       if (niter
1450           && !tree_int_cst_lt (aniter, niter))
1451         continue;
1452
1453       niter = aniter;
1454       *exit = ex;
1455     }
1456   free (exits);
1457
1458   return niter ? niter : chrec_dont_know;
1459 }
1460
1461 /*
1462
1463    Analysis of upper bounds on number of iterations of a loop.
1464
1465 */
1466
1467 /* Returns a constant upper bound on the value of expression VAL.  The
1468    condition ADDITIONAL must be satisfied (for example, if VAL is
1469    "(unsigned) n" and ADDITIONAL is "n > 0", then we can derive that
1470    VAL is at most (unsigned) MAX_INT).
1471  
1472    TODO -- actually do something nontrivial here.  */
1473
1474 static tree
1475 derive_constant_upper_bound (tree val, tree additional ATTRIBUTE_UNUSED)
1476 {
1477   tree type = TREE_TYPE (val);
1478   tree unsigned_type = unsigned_type_for (type);
1479
1480   if (TREE_CODE (val) != INTEGER_CST)
1481     val = upper_bound_in_type (type, type);
1482   return fold_convert (unsigned_type, val);
1483 }
1484
1485 /* Records that AT_STMT is executed at most BOUND times in LOOP.  The
1486    additional condition ADDITIONAL is recorded with the bound.  */
1487
1488 void
1489 record_estimate (struct loop *loop, tree bound, tree additional, tree at_stmt)
1490 {
1491   struct nb_iter_bound *elt = xmalloc (sizeof (struct nb_iter_bound));
1492   tree c_bound = derive_constant_upper_bound (bound, additional);
1493
1494   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1495     {
1496       fprintf (dump_file, "Statements after ");
1497       print_generic_expr (dump_file, at_stmt, TDF_SLIM);
1498       fprintf (dump_file, " are executed at most ");
1499       print_generic_expr (dump_file, bound, TDF_SLIM);
1500       fprintf (dump_file, " (bounded by ");
1501       print_generic_expr (dump_file, c_bound, TDF_SLIM);
1502       fprintf (dump_file, ") times in loop %d.\n", loop->num);
1503     }
1504
1505   elt->bound = c_bound;
1506   elt->at_stmt = at_stmt;
1507   elt->next = loop->bounds;
1508   loop->bounds = elt;
1509 }
1510
1511 /* Initialize LOOP->ESTIMATED_NB_ITERATIONS with the lowest safe
1512    approximation of the number of iterations for LOOP.  */
1513
1514 static void
1515 compute_estimated_nb_iterations (struct loop *loop)
1516 {
1517   struct nb_iter_bound *bound;
1518   
1519   for (bound = loop->bounds; bound; bound = bound->next)
1520     {
1521       if (TREE_CODE (bound->bound) != INTEGER_CST)
1522         continue;
1523
1524       /* Update only when there is no previous estimation, or when the current
1525          estimation is smaller.  */
1526       if (chrec_contains_undetermined (loop->estimated_nb_iterations)
1527           || tree_int_cst_lt (bound->bound, loop->estimated_nb_iterations))
1528         loop->estimated_nb_iterations = bound->bound;
1529     }
1530 }
1531
1532 /* The following analyzers are extracting informations on the bounds
1533    of LOOP from the following undefined behaviors:
1534
1535    - data references should not access elements over the statically
1536      allocated size,
1537
1538    - signed variables should not overflow when flag_wrapv is not set.
1539 */
1540
1541 static void
1542 infer_loop_bounds_from_undefined (struct loop *loop)
1543 {
1544   unsigned i;
1545   basic_block bb, *bbs;
1546   block_stmt_iterator bsi;
1547   
1548   bbs = get_loop_body (loop);
1549
1550   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
1551     {
1552       bb = bbs[i];
1553
1554       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
1555         {
1556           tree stmt = bsi_stmt (bsi);
1557
1558           switch (TREE_CODE (stmt))
1559             {
1560             case MODIFY_EXPR:
1561               {
1562                 tree op0 = TREE_OPERAND (stmt, 0);
1563                 tree op1 = TREE_OPERAND (stmt, 1);
1564
1565                 /* For each array access, analyze its access function
1566                    and record a bound on the loop iteration domain.  */
1567                 if (TREE_CODE (op1) == ARRAY_REF 
1568                     && !array_ref_contains_indirect_ref (op1))
1569                   estimate_iters_using_array (stmt, op1);
1570
1571                 if (TREE_CODE (op0) == ARRAY_REF 
1572                     && !array_ref_contains_indirect_ref (op0))
1573                   estimate_iters_using_array (stmt, op0);
1574
1575                 /* For each signed type variable in LOOP, analyze its
1576                    scalar evolution and record a bound of the loop
1577                    based on the type's ranges.  */
1578                 else if (!flag_wrapv && TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1579                   {
1580                     tree init, step, diff, estimation;
1581                     tree scev = instantiate_parameters 
1582                       (loop, analyze_scalar_evolution (loop, op0));
1583                     tree type = chrec_type (scev);
1584                     tree utype;
1585
1586                     if (chrec_contains_undetermined (scev)
1587                         || TYPE_UNSIGNED (type))
1588                       break;
1589
1590                     init = initial_condition_in_loop_num (scev, loop->num);
1591                     step = evolution_part_in_loop_num (scev, loop->num);
1592
1593                     if (init == NULL_TREE
1594                         || step == NULL_TREE
1595                         || TREE_CODE (init) != INTEGER_CST
1596                         || TREE_CODE (step) != INTEGER_CST
1597                         || TYPE_MIN_VALUE (type) == NULL_TREE
1598                         || TYPE_MAX_VALUE (type) == NULL_TREE)
1599                       break;
1600
1601                     utype = unsigned_type_for (type);
1602                     if (tree_int_cst_lt (step, integer_zero_node))
1603                       diff = fold_build2 (MINUS_EXPR, utype, init,
1604                                           TYPE_MIN_VALUE (type));
1605                     else
1606                       diff = fold_build2 (MINUS_EXPR, utype,
1607                                           TYPE_MAX_VALUE (type), init);
1608
1609                     if (!integer_zerop (step))
1610                       {
1611                         estimation = fold_build2 (CEIL_DIV_EXPR, utype, diff,
1612                                                   step);
1613                         record_estimate (loop, estimation, boolean_true_node,
1614                                          stmt);
1615                       }
1616                   }
1617
1618                 break;
1619               }
1620
1621             case CALL_EXPR:
1622               {
1623                 tree args;
1624
1625                 for (args = TREE_OPERAND (stmt, 1); args;
1626                      args = TREE_CHAIN (args))
1627                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (args)) == ARRAY_REF
1628                       && !array_ref_contains_indirect_ref (TREE_VALUE (args)))
1629                     estimate_iters_using_array (stmt, TREE_VALUE (args));
1630
1631                 break;
1632               }
1633
1634             default:
1635               break;
1636             }
1637         }
1638     }
1639
1640   compute_estimated_nb_iterations (loop);
1641   free (bbs);
1642 }
1643
1644 /* Records estimates on numbers of iterations of LOOP.  */
1645
1646 static void
1647 estimate_numbers_of_iterations_loop (struct loop *loop)
1648 {
1649   edge *exits;
1650   tree niter, type;
1651   unsigned i, n_exits;
1652   struct tree_niter_desc niter_desc;
1653
1654   /* Give up if we already have tried to compute an estimation.  */
1655   if (loop->estimated_nb_iterations == chrec_dont_know
1656       /* Or when we already have an estimation.  */
1657       || (loop->estimated_nb_iterations != NULL_TREE
1658           && TREE_CODE (loop->estimated_nb_iterations) == INTEGER_CST))
1659     return;
1660   else
1661     loop->estimated_nb_iterations = chrec_dont_know;
1662
1663   exits = get_loop_exit_edges (loop, &n_exits);
1664   for (i = 0; i < n_exits; i++)
1665     {
1666       if (!number_of_iterations_exit (loop, exits[i], &niter_desc, false))
1667         continue;
1668
1669       niter = niter_desc.niter;
1670       type = TREE_TYPE (niter);
1671       if (!zero_p (niter_desc.may_be_zero)
1672           && !nonzero_p (niter_desc.may_be_zero))
1673         niter = build3 (COND_EXPR, type, niter_desc.may_be_zero,
1674                         build_int_cst (type, 0),
1675                         niter);
1676       record_estimate (loop, niter,
1677                        niter_desc.additional_info,
1678                        last_stmt (exits[i]->src));
1679     }
1680   free (exits);
1681   
1682   if (chrec_contains_undetermined (loop->estimated_nb_iterations))
1683     infer_loop_bounds_from_undefined (loop);
1684 }
1685
1686 /* Records estimates on numbers of iterations of LOOPS.  */
1687
1688 void
1689 estimate_numbers_of_iterations (struct loops *loops)
1690 {
1691   unsigned i;
1692   struct loop *loop;
1693
1694   for (i = 1; i < loops->num; i++)
1695     {
1696       loop = loops->parray[i];
1697       if (loop)
1698         estimate_numbers_of_iterations_loop (loop);
1699     }
1700 }
1701
1702 /* If A > B, returns -1.  If A == B, returns 0.  If A < B, returns 1.
1703    If neither of these relations can be proved, returns 2.  */
1704
1705 static int
1706 compare_trees (tree a, tree b)
1707 {
1708   tree typea = TREE_TYPE (a), typeb = TREE_TYPE (b);
1709   tree type;
1710
1711   if (TYPE_PRECISION (typea) > TYPE_PRECISION (typeb))
1712     type = typea;
1713   else
1714     type = typeb;
1715
1716   a = fold_convert (type, a);
1717   b = fold_convert (type, b);
1718
1719   if (nonzero_p (fold_binary (EQ_EXPR, boolean_type_node, a, b)))
1720     return 0;
1721   if (nonzero_p (fold_binary (LT_EXPR, boolean_type_node, a, b)))
1722     return 1;
1723   if (nonzero_p (fold_binary (GT_EXPR, boolean_type_node, a, b)))
1724     return -1;
1725
1726   return 2;
1727 }
1728
1729 /* Returns true if statement S1 dominates statement S2.  */
1730
1731 static bool
1732 stmt_dominates_stmt_p (tree s1, tree s2)
1733 {
1734   basic_block bb1 = bb_for_stmt (s1), bb2 = bb_for_stmt (s2);
1735
1736   if (!bb1
1737       || s1 == s2)
1738     return true;
1739
1740   if (bb1 == bb2)
1741     {
1742       block_stmt_iterator bsi;
1743
1744       for (bsi = bsi_start (bb1); bsi_stmt (bsi) != s2; bsi_next (&bsi))
1745         if (bsi_stmt (bsi) == s1)
1746           return true;
1747
1748       return false;
1749     }
1750
1751   return dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bb2, bb1);
1752 }
1753
1754 /* Returns true when we can prove that the number of executions of
1755    STMT in the loop is at most NITER, according to the fact
1756    that the statement NITER_BOUND->at_stmt is executed at most
1757    NITER_BOUND->bound times.  */
1758
1759 static bool
1760 n_of_executions_at_least (tree stmt,
1761                           struct nb_iter_bound *niter_bound, 
1762                           tree niter)
1763 {
1764   tree cond;
1765   tree bound = niter_bound->bound;
1766   tree bound_type = TREE_TYPE (bound);
1767   tree nit_type = TREE_TYPE (niter);
1768   enum tree_code cmp;
1769
1770   gcc_assert (TYPE_UNSIGNED (bound_type)
1771               && TYPE_UNSIGNED (nit_type)
1772               && is_gimple_min_invariant (bound));
1773   if (TYPE_PRECISION (nit_type) > TYPE_PRECISION (bound_type))
1774     bound = fold_convert (nit_type, bound);
1775   else
1776     niter = fold_convert (bound_type, niter);
1777
1778   /* After the statement niter_bound->at_stmt we know that anything is
1779      executed at most BOUND times.  */
1780   if (stmt && stmt_dominates_stmt_p (niter_bound->at_stmt, stmt))
1781     cmp = GE_EXPR;
1782   /* Before the statement niter_bound->at_stmt we know that anything
1783      is executed at most BOUND + 1 times.  */
1784   else
1785     cmp = GT_EXPR;
1786
1787   cond = fold_binary (cmp, boolean_type_node, niter, bound);
1788   return nonzero_p (cond);
1789 }
1790
1791 /* Checks whether it is correct to count the induction variable BASE +
1792    STEP * I at AT_STMT in a wider type NEW_TYPE, using the bounds on
1793    numbers of iterations of a LOOP.  If it is possible, return the
1794    value of step of the induction variable in the NEW_TYPE, otherwise
1795    return NULL_TREE.  */
1796
1797 static tree
1798 convert_step_widening (struct loop *loop, tree new_type, tree base, tree step,
1799                        tree at_stmt)
1800 {
1801   struct nb_iter_bound *bound;
1802   tree base_in_new_type, base_plus_step_in_new_type, step_in_new_type;
1803   tree delta, step_abs;
1804   tree unsigned_type, valid_niter;
1805
1806   /* Compute the new step.  For example, {(uchar) 100, +, (uchar) 240}
1807      is converted to {(uint) 100, +, (uint) 0xfffffff0} in order to
1808      keep the values of the induction variable unchanged: 100, 84, 68,
1809      ...
1810
1811      Another example is: (uint) {(uchar)100, +, (uchar)3} is converted
1812      to {(uint)100, +, (uint)3}.  
1813
1814      Before returning the new step, verify that the number of
1815      iterations is less than DELTA / STEP_ABS (i.e. in the previous
1816      example (256 - 100) / 3) such that the iv does not wrap (in which
1817      case the operations are too difficult to be represented and
1818      handled: the values of the iv should be taken modulo 256 in the
1819      wider type; this is not implemented).  */
1820   base_in_new_type = fold_convert (new_type, base);
1821   base_plus_step_in_new_type = 
1822     fold_convert (new_type,
1823                   fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (base), base, step));
1824   step_in_new_type = fold_build2 (MINUS_EXPR, new_type,
1825                                   base_plus_step_in_new_type,
1826                                   base_in_new_type);
1827
1828   if (TREE_CODE (step_in_new_type) != INTEGER_CST)
1829     return NULL_TREE;
1830
1831   switch (compare_trees (base_plus_step_in_new_type, base_in_new_type))
1832     {
1833     case -1:
1834       {
1835         tree extreme = upper_bound_in_type (new_type, TREE_TYPE (base));
1836         delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, new_type, extreme,
1837                              base_in_new_type);
1838         step_abs = step_in_new_type;
1839         break;
1840       }
1841
1842     case 1:
1843       {
1844         tree extreme = lower_bound_in_type (new_type, TREE_TYPE (base));
1845         delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, new_type, base_in_new_type,
1846                              extreme);
1847         step_abs = fold_build1 (NEGATE_EXPR, new_type, step_in_new_type);
1848         break;
1849       }
1850
1851     case 0:
1852       return step_in_new_type;
1853
1854     default:
1855       return NULL_TREE;
1856     }
1857
1858   unsigned_type = unsigned_type_for (new_type);
1859   delta = fold_convert (unsigned_type, delta);
1860   step_abs = fold_convert (unsigned_type, step_abs);
1861   valid_niter = fold_build2 (FLOOR_DIV_EXPR, unsigned_type,
1862                              delta, step_abs);
1863
1864   estimate_numbers_of_iterations_loop (loop);
1865   for (bound = loop->bounds; bound; bound = bound->next)
1866     if (n_of_executions_at_least (at_stmt, bound, valid_niter))
1867       return step_in_new_type;
1868
1869   /* Fail when the loop has no bound estimations, or when no bound can
1870      be used for verifying the conversion.  */
1871   return NULL_TREE;
1872 }
1873
1874 /* Returns true when VAR is used in pointer arithmetics.  DEPTH is
1875    used for limiting the search.  */
1876
1877 static bool
1878 used_in_pointer_arithmetic_p (tree var, int depth)
1879 {
1880   use_operand_p use_p;
1881   imm_use_iterator iter;
1882
1883   if (depth == 0
1884       || TREE_CODE (var) != SSA_NAME
1885       || !has_single_use (var))
1886     return false;
1887
1888   FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, iter, var)
1889     {
1890       tree stmt = USE_STMT (use_p);
1891
1892       if (stmt && TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
1893         {
1894           tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
1895
1896           if (TREE_CODE (rhs) == NOP_EXPR
1897               || TREE_CODE (rhs) == CONVERT_EXPR)
1898             {
1899               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (rhs)))
1900                 return true;
1901               return false;
1902             }
1903           else
1904             return used_in_pointer_arithmetic_p (TREE_OPERAND (stmt, 0),
1905                                                  depth - 1);
1906         }
1907     }
1908   return false;
1909 }
1910
1911 /* Return false only when the induction variable BASE + STEP * I is
1912    known to not overflow: i.e. when the number of iterations is small
1913    enough with respect to the step and initial condition in order to
1914    keep the evolution confined in TYPEs bounds.  Return true when the
1915    iv is known to overflow or when the property is not computable.
1916
1917    Initialize INIT_IS_MAX to true when the evolution goes from
1918    INIT_IS_MAX to LOWER_BOUND_IN_TYPE, false in the contrary case.
1919    When this property cannot be determined, UNKNOWN_MAX is set to
1920    true.  */
1921
1922 bool
1923 scev_probably_wraps_p (tree type, tree base, tree step, 
1924                        tree at_stmt, struct loop *loop,
1925                        bool *init_is_max, bool *unknown_max)
1926 {
1927   struct nb_iter_bound *bound;
1928   tree delta, step_abs;
1929   tree unsigned_type, valid_niter;
1930   tree base_plus_step, bpsps;
1931   int cps, cpsps;
1932
1933   /* FIXME: The following code will not be used anymore once
1934      http://gcc.gnu.org/ml/gcc-patches/2005-06/msg02025.html is
1935      committed.
1936
1937      If AT_STMT is a cast to unsigned that is later used for
1938      referencing a memory location, it is followed by a pointer
1939      conversion just after.  Because pointers do not wrap, the
1940      sequences that reference the memory do not wrap either.  In the
1941      following example, sequences corresponding to D_13 and to D_14
1942      can be proved to not wrap because they are used for computing a
1943      memory access:
1944          
1945        D.1621_13 = (long unsigned intD.4) D.1620_12;
1946        D.1622_14 = D.1621_13 * 8;
1947        D.1623_15 = (doubleD.29 *) D.1622_14;
1948   */
1949   if (at_stmt && TREE_CODE (at_stmt) == MODIFY_EXPR)
1950     {
1951       tree op0 = TREE_OPERAND (at_stmt, 0);
1952       tree op1 = TREE_OPERAND (at_stmt, 1);
1953       tree type_op1 = TREE_TYPE (op1);
1954
1955       if ((TYPE_UNSIGNED (type_op1)
1956            && used_in_pointer_arithmetic_p (op0, 2))
1957           || POINTER_TYPE_P (type_op1))
1958         {
1959           *unknown_max = true;
1960           return false;
1961         }
1962     }
1963
1964   if (chrec_contains_undetermined (base)
1965       || chrec_contains_undetermined (step)
1966       || TREE_CODE (base) == REAL_CST
1967       || TREE_CODE (step) == REAL_CST)
1968     {
1969       *unknown_max = true;
1970       return true;
1971     }
1972
1973   *unknown_max = false;
1974   base_plus_step = fold_build2 (PLUS_EXPR, type, base, step);
1975   bpsps = fold_build2 (PLUS_EXPR, type, base_plus_step, step);
1976   cps = compare_trees (base_plus_step, base);
1977   cpsps = compare_trees (bpsps, base_plus_step);
1978
1979   /* Check that the sequence is not wrapping in the first step: it
1980      should have the same monotonicity for the first two steps.  See
1981      PR23410.  */
1982   if (cps != cpsps)
1983     return true;
1984
1985   switch (cps)
1986     {
1987     case -1:
1988       {
1989         tree extreme = upper_bound_in_type (type, TREE_TYPE (base));
1990         delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, extreme, base);
1991         step_abs = step;
1992         *init_is_max = false;
1993         break;
1994       }
1995
1996     case 1:
1997       {
1998         tree extreme = lower_bound_in_type (type, TREE_TYPE (base));
1999         delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, base, extreme);
2000         step_abs = fold_build1 (NEGATE_EXPR, type, step);
2001         *init_is_max = true;
2002         break;
2003       }
2004
2005     case 0:
2006       /* This means step is equal to 0.  This should not happen.  It
2007          could happen in convert step, but not here.  Safely answer
2008          don't know as in the default case.  */
2009
2010     default:
2011       *unknown_max = true;
2012       return true;
2013     }
2014
2015   /* If AT_STMT represents a cast operation, we may not be able to
2016      take advantage of the undefinedness of signed type evolutions.
2017
2018      implement-c.texi states: "For conversion to a type of width
2019      N, the value is reduced modulo 2^N to be within range of the
2020      type;"
2021
2022      See PR 21959 for a test case.  Essentially, given a cast
2023      operation
2024                 unsigned char uc;
2025                 signed char sc;
2026                 ...
2027                 sc = (signed char) uc;
2028                 if (sc < 0)
2029                   ...
2030
2031      where uc and sc have the scev {0, +, 1}, we would consider uc to
2032      wrap around, but not sc, because it is of a signed type.  This
2033      causes VRP to erroneously fold the predicate above because it
2034      thinks that sc cannot be negative.  */
2035   if (at_stmt && TREE_CODE (at_stmt) == MODIFY_EXPR)
2036     {
2037       tree rhs = TREE_OPERAND (at_stmt, 1);
2038       tree outer_t = TREE_TYPE (rhs);
2039
2040       if (!TYPE_UNSIGNED (outer_t)
2041           && (TREE_CODE (rhs) == NOP_EXPR || TREE_CODE (rhs) == CONVERT_EXPR))
2042         {
2043           tree inner_t = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0));
2044
2045           /* If the inner type is unsigned and its size and/or
2046              precision are smaller to that of the outer type, then the
2047              expression may wrap around.  */
2048           if (TYPE_UNSIGNED (inner_t)
2049               && (TYPE_SIZE (inner_t) <= TYPE_SIZE (outer_t)
2050                   || TYPE_PRECISION (inner_t) <= TYPE_PRECISION (outer_t)))
2051             {
2052               *unknown_max = true;
2053               return true;
2054             }
2055         }
2056     }
2057
2058   /* After having set INIT_IS_MAX, we can return false: when not using
2059      wrapping arithmetic, signed types don't wrap.  */
2060   if (!flag_wrapv && !TYPE_UNSIGNED (type))
2061     return false;
2062
2063   unsigned_type = unsigned_type_for (type);
2064   delta = fold_convert (unsigned_type, delta);
2065   step_abs = fold_convert (unsigned_type, step_abs);
2066   valid_niter = fold_build2 (FLOOR_DIV_EXPR, unsigned_type, delta, step_abs);
2067
2068   estimate_numbers_of_iterations_loop (loop);
2069   for (bound = loop->bounds; bound; bound = bound->next)
2070     if (n_of_executions_at_least (at_stmt, bound, valid_niter))
2071       return false;
2072
2073   /* At this point we still don't have a proof that the iv does not
2074      overflow: give up.  */
2075   *unknown_max = true;
2076   return true;
2077 }
2078
2079 /* Return the conversion to NEW_TYPE of the STEP of an induction
2080    variable BASE + STEP * I at AT_STMT.  When it fails, return
2081    NULL_TREE.  */
2082
2083 tree
2084 convert_step (struct loop *loop, tree new_type, tree base, tree step,
2085               tree at_stmt)
2086 {
2087   tree res, base_type;
2088
2089   if (chrec_contains_undetermined (base)
2090       || chrec_contains_undetermined (step))
2091     return NULL_TREE;
2092
2093   base_type = TREE_TYPE (base);
2094
2095   /* When not using wrapping arithmetic, signed types don't wrap.  */
2096   if (!flag_wrapv && !TYPE_UNSIGNED (base_type))
2097     goto do_convert_step;
2098
2099   if (TYPE_PRECISION (new_type) > TYPE_PRECISION (base_type))
2100     return convert_step_widening (loop, new_type, base, step, at_stmt);
2101
2102  do_convert_step:
2103   
2104   res = fold_convert (new_type, step);
2105
2106   if (TREE_CODE (res) == INTEGER_CST)
2107     {
2108       TREE_OVERFLOW (res) = 0;
2109       TREE_CONSTANT_OVERFLOW (res) = 0;
2110     }
2111
2112   return res;
2113 }
2114
2115 /* Frees the information on upper bounds on numbers of iterations of LOOP.  */
2116
2117 void
2118 free_numbers_of_iterations_estimates_loop (struct loop *loop)
2119 {
2120   struct nb_iter_bound *bound, *next;
2121
2122   loop->nb_iterations = NULL;
2123   loop->estimated_nb_iterations = NULL;
2124   for (bound = loop->bounds; bound; bound = next)
2125     {
2126       next = bound->next;
2127       free (bound);
2128     }
2129
2130   loop->bounds = NULL;
2131 }
2132
2133 /* Frees the information on upper bounds on numbers of iterations of LOOPS.  */
2134
2135 void
2136 free_numbers_of_iterations_estimates (struct loops *loops)
2137 {
2138   unsigned i;
2139   struct loop *loop;
2140
2141   for (i = 1; i < loops->num; i++)
2142     {
2143       loop = loops->parray[i];
2144       if (loop)
2145         free_numbers_of_iterations_estimates_loop (loop);
2146     }
2147 }
2148
2149 /* Substitute value VAL for ssa name NAME inside expressions held
2150    at LOOP.  */
2151
2152 void
2153 substitute_in_loop_info (struct loop *loop, tree name, tree val)
2154 {
2155   loop->nb_iterations = simplify_replace_tree (loop->nb_iterations, name, val);
2156   loop->estimated_nb_iterations
2157           = simplify_replace_tree (loop->estimated_nb_iterations, name, val);
2158 }