OSDN Git Service

4803362aef5b5db7d9688030b67fc409d6192d16
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-propagate.c
1 /* Generic SSA value propagation engine.
2    Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
4
5    This file is part of GCC.
6
7    GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
8    under the terms of the GNU General Public License as published by the
9    Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
10    later version.
11
12    GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
13    ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14    FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15    for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
19    Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
20    02110-1301, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "flags.h"
28 #include "rtl.h"
29 #include "tm_p.h"
30 #include "ggc.h"
31 #include "basic-block.h"
32 #include "output.h"
33 #include "expr.h"
34 #include "function.h"
35 #include "diagnostic.h"
36 #include "timevar.h"
37 #include "tree-dump.h"
38 #include "tree-flow.h"
39 #include "tree-pass.h"
40 #include "tree-ssa-propagate.h"
41 #include "langhooks.h"
42 #include "varray.h"
43 #include "vec.h"
44
45 /* This file implements a generic value propagation engine based on
46    the same propagation used by the SSA-CCP algorithm [1].
47
48    Propagation is performed by simulating the execution of every
49    statement that produces the value being propagated.  Simulation
50    proceeds as follows:
51
52    1- Initially, all edges of the CFG are marked not executable and
53       the CFG worklist is seeded with all the statements in the entry
54       basic block (block 0).
55
56    2- Every statement S is simulated with a call to the call-back
57       function SSA_PROP_VISIT_STMT.  This evaluation may produce 3
58       results:
59
60         SSA_PROP_NOT_INTERESTING: Statement S produces nothing of
61             interest and does not affect any of the work lists.
62
63         SSA_PROP_VARYING: The value produced by S cannot be determined
64             at compile time.  Further simulation of S is not required.
65             If S is a conditional jump, all the outgoing edges for the
66             block are considered executable and added to the work
67             list.
68
69         SSA_PROP_INTERESTING: S produces a value that can be computed
70             at compile time.  Its result can be propagated into the
71             statements that feed from S.  Furthermore, if S is a
72             conditional jump, only the edge known to be taken is added
73             to the work list.  Edges that are known not to execute are
74             never simulated.
75
76    3- PHI nodes are simulated with a call to SSA_PROP_VISIT_PHI.  The
77       return value from SSA_PROP_VISIT_PHI has the same semantics as
78       described in #2.
79
80    4- Three work lists are kept.  Statements are only added to these
81       lists if they produce one of SSA_PROP_INTERESTING or
82       SSA_PROP_VARYING.
83
84         CFG_BLOCKS contains the list of blocks to be simulated.
85             Blocks are added to this list if their incoming edges are
86             found executable.
87
88         VARYING_SSA_EDGES contains the list of statements that feed
89             from statements that produce an SSA_PROP_VARYING result.
90             These are simulated first to speed up processing.
91
92         INTERESTING_SSA_EDGES contains the list of statements that
93             feed from statements that produce an SSA_PROP_INTERESTING
94             result.
95
96    5- Simulation terminates when all three work lists are drained.
97
98    Before calling ssa_propagate, it is important to clear
99    DONT_SIMULATE_AGAIN for all the statements in the program that
100    should be simulated.  This initialization allows an implementation
101    to specify which statements should never be simulated.
102
103    It is also important to compute def-use information before calling
104    ssa_propagate.
105
106    References:
107
108      [1] Constant propagation with conditional branches,
109          Wegman and Zadeck, ACM TOPLAS 13(2):181-210.
110
111      [2] Building an Optimizing Compiler,
112          Robert Morgan, Butterworth-Heinemann, 1998, Section 8.9.
113
114      [3] Advanced Compiler Design and Implementation,
115          Steven Muchnick, Morgan Kaufmann, 1997, Section 12.6  */
116
117 /* Function pointers used to parameterize the propagation engine.  */
118 static ssa_prop_visit_stmt_fn ssa_prop_visit_stmt;
119 static ssa_prop_visit_phi_fn ssa_prop_visit_phi;
120
121 /* Use the TREE_DEPRECATED bitflag to mark statements that have been
122    added to one of the SSA edges worklists.  This flag is used to
123    avoid visiting statements unnecessarily when draining an SSA edge
124    worklist.  If while simulating a basic block, we find a statement with
125    STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST set, we clear it to prevent SSA edge
126    processing from visiting it again.  */
127 #define STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST(T)    TREE_DEPRECATED (T)
128
129 /* A bitmap to keep track of executable blocks in the CFG.  */
130 static sbitmap executable_blocks;
131
132 /* Array of control flow edges on the worklist.  */
133 static VEC(basic_block,heap) *cfg_blocks;
134
135 static unsigned int cfg_blocks_num = 0;
136 static int cfg_blocks_tail;
137 static int cfg_blocks_head;
138
139 static sbitmap bb_in_list;
140
141 /* Worklist of SSA edges which will need reexamination as their
142    definition has changed.  SSA edges are def-use edges in the SSA
143    web.  For each D-U edge, we store the target statement or PHI node
144    U.  */
145 static GTY(()) VEC(tree,gc) *interesting_ssa_edges;
146
147 /* Identical to INTERESTING_SSA_EDGES.  For performance reasons, the
148    list of SSA edges is split into two.  One contains all SSA edges
149    who need to be reexamined because their lattice value changed to
150    varying (this worklist), and the other contains all other SSA edges
151    to be reexamined (INTERESTING_SSA_EDGES).
152
153    Since most values in the program are VARYING, the ideal situation
154    is to move them to that lattice value as quickly as possible.
155    Thus, it doesn't make sense to process any other type of lattice
156    value until all VARYING values are propagated fully, which is one
157    thing using the VARYING worklist achieves.  In addition, if we
158    don't use a separate worklist for VARYING edges, we end up with
159    situations where lattice values move from
160    UNDEFINED->INTERESTING->VARYING instead of UNDEFINED->VARYING.  */
161 static GTY(()) VEC(tree,gc) *varying_ssa_edges;
162
163
164 /* Return true if the block worklist empty.  */
165
166 static inline bool
167 cfg_blocks_empty_p (void)
168 {
169   return (cfg_blocks_num == 0);
170 }
171
172
173 /* Add a basic block to the worklist.  The block must not be already
174    in the worklist, and it must not be the ENTRY or EXIT block.  */
175
176 static void 
177 cfg_blocks_add (basic_block bb)
178 {
179   bool head = false;
180
181   gcc_assert (bb != ENTRY_BLOCK_PTR && bb != EXIT_BLOCK_PTR);
182   gcc_assert (!TEST_BIT (bb_in_list, bb->index));
183
184   if (cfg_blocks_empty_p ())
185     {
186       cfg_blocks_tail = cfg_blocks_head = 0;
187       cfg_blocks_num = 1;
188     }
189   else
190     {
191       cfg_blocks_num++;
192       if (cfg_blocks_num > VEC_length (basic_block, cfg_blocks))
193         {
194           /* We have to grow the array now.  Adjust to queue to occupy
195              the full space of the original array.  We do not need to
196              initialize the newly allocated portion of the array
197              because we keep track of CFG_BLOCKS_HEAD and
198              CFG_BLOCKS_HEAD.  */
199           cfg_blocks_tail = VEC_length (basic_block, cfg_blocks);
200           cfg_blocks_head = 0;
201           VEC_safe_grow (basic_block, heap, cfg_blocks, 2 * cfg_blocks_tail);
202         }
203       /* Minor optimization: we prefer to see blocks with more
204          predecessors later, because there is more of a chance that
205          the incoming edges will be executable.  */
206       else if (EDGE_COUNT (bb->preds)
207                >= EDGE_COUNT (VEC_index (basic_block, cfg_blocks,
208                                          cfg_blocks_head)->preds))
209         cfg_blocks_tail = ((cfg_blocks_tail + 1)
210                            % VEC_length (basic_block, cfg_blocks));
211       else
212         {
213           if (cfg_blocks_head == 0)
214             cfg_blocks_head = VEC_length (basic_block, cfg_blocks);
215           --cfg_blocks_head;
216           head = true;
217         }
218     }
219
220   VEC_replace (basic_block, cfg_blocks,
221                head ? cfg_blocks_head : cfg_blocks_tail,
222                bb);
223   SET_BIT (bb_in_list, bb->index);
224 }
225
226
227 /* Remove a block from the worklist.  */
228
229 static basic_block
230 cfg_blocks_get (void)
231 {
232   basic_block bb;
233
234   bb = VEC_index (basic_block, cfg_blocks, cfg_blocks_head);
235
236   gcc_assert (!cfg_blocks_empty_p ());
237   gcc_assert (bb);
238
239   cfg_blocks_head = ((cfg_blocks_head + 1)
240                      % VEC_length (basic_block, cfg_blocks));
241   --cfg_blocks_num;
242   RESET_BIT (bb_in_list, bb->index);
243
244   return bb;
245 }
246
247
248 /* We have just defined a new value for VAR.  If IS_VARYING is true,
249    add all immediate uses of VAR to VARYING_SSA_EDGES, otherwise add
250    them to INTERESTING_SSA_EDGES.  */
251
252 static void
253 add_ssa_edge (tree var, bool is_varying)
254 {
255   imm_use_iterator iter;
256   use_operand_p use_p;
257
258   FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, iter, var)
259     {
260       tree use_stmt = USE_STMT (use_p);
261
262       if (!DONT_SIMULATE_AGAIN (use_stmt)
263           && !STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (use_stmt))
264         {
265           STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (use_stmt) = 1;
266           if (is_varying)
267             VEC_safe_push (tree, gc, varying_ssa_edges, use_stmt);
268           else
269             VEC_safe_push (tree, gc, interesting_ssa_edges, use_stmt);
270         }
271     }
272 }
273
274
275 /* Add edge E to the control flow worklist.  */
276
277 static void
278 add_control_edge (edge e)
279 {
280   basic_block bb = e->dest;
281   if (bb == EXIT_BLOCK_PTR)
282     return;
283
284   /* If the edge had already been executed, skip it.  */
285   if (e->flags & EDGE_EXECUTABLE)
286     return;
287
288   e->flags |= EDGE_EXECUTABLE;
289
290   /* If the block is already in the list, we're done.  */
291   if (TEST_BIT (bb_in_list, bb->index))
292     return;
293
294   cfg_blocks_add (bb);
295
296   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
297     fprintf (dump_file, "Adding Destination of edge (%d -> %d) to worklist\n\n",
298         e->src->index, e->dest->index);
299 }
300
301
302 /* Simulate the execution of STMT and update the work lists accordingly.  */
303
304 static void
305 simulate_stmt (tree stmt)
306 {
307   enum ssa_prop_result val = SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
308   edge taken_edge = NULL;
309   tree output_name = NULL_TREE;
310
311   /* Don't bother visiting statements that are already
312      considered varying by the propagator.  */
313   if (DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt))
314     return;
315
316   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE)
317     {
318       val = ssa_prop_visit_phi (stmt);
319       output_name = PHI_RESULT (stmt);
320     }
321   else
322     val = ssa_prop_visit_stmt (stmt, &taken_edge, &output_name);
323
324   if (val == SSA_PROP_VARYING)
325     {
326       DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = 1;
327
328       /* If the statement produced a new varying value, add the SSA
329          edges coming out of OUTPUT_NAME.  */
330       if (output_name)
331         add_ssa_edge (output_name, true);
332
333       /* If STMT transfers control out of its basic block, add
334          all outgoing edges to the work list.  */
335       if (stmt_ends_bb_p (stmt))
336         {
337           edge e;
338           edge_iterator ei;
339           basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
340           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
341             add_control_edge (e);
342         }
343     }
344   else if (val == SSA_PROP_INTERESTING)
345     {
346       /* If the statement produced new value, add the SSA edges coming
347          out of OUTPUT_NAME.  */
348       if (output_name)
349         add_ssa_edge (output_name, false);
350
351       /* If we know which edge is going to be taken out of this block,
352          add it to the CFG work list.  */
353       if (taken_edge)
354         add_control_edge (taken_edge);
355     }
356 }
357
358 /* Process an SSA edge worklist.  WORKLIST is the SSA edge worklist to
359    drain.  This pops statements off the given WORKLIST and processes
360    them until there are no more statements on WORKLIST.
361    We take a pointer to WORKLIST because it may be reallocated when an
362    SSA edge is added to it in simulate_stmt.  */
363
364 static void
365 process_ssa_edge_worklist (VEC(tree,gc) **worklist)
366 {
367   /* Drain the entire worklist.  */
368   while (VEC_length (tree, *worklist) > 0)
369     {
370       basic_block bb;
371
372       /* Pull the statement to simulate off the worklist.  */
373       tree stmt = VEC_pop (tree, *worklist);
374
375       /* If this statement was already visited by simulate_block, then
376          we don't need to visit it again here.  */
377       if (!STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (stmt))
378         continue;
379
380       /* STMT is no longer in a worklist.  */
381       STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (stmt) = 0;
382
383       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
384         {
385           fprintf (dump_file, "\nSimulating statement (from ssa_edges): ");
386           print_generic_stmt (dump_file, stmt, dump_flags);
387         }
388
389       bb = bb_for_stmt (stmt);
390
391       /* PHI nodes are always visited, regardless of whether or not
392          the destination block is executable.  Otherwise, visit the
393          statement only if its block is marked executable.  */
394       if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE
395           || TEST_BIT (executable_blocks, bb->index))
396         simulate_stmt (stmt);
397     }
398 }
399
400
401 /* Simulate the execution of BLOCK.  Evaluate the statement associated
402    with each variable reference inside the block.  */
403
404 static void
405 simulate_block (basic_block block)
406 {
407   tree phi;
408
409   /* There is nothing to do for the exit block.  */
410   if (block == EXIT_BLOCK_PTR)
411     return;
412
413   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
414     fprintf (dump_file, "\nSimulating block %d\n", block->index);
415
416   /* Always simulate PHI nodes, even if we have simulated this block
417      before.  */
418   for (phi = phi_nodes (block); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
419     simulate_stmt (phi);
420
421   /* If this is the first time we've simulated this block, then we
422      must simulate each of its statements.  */
423   if (!TEST_BIT (executable_blocks, block->index))
424     {
425       block_stmt_iterator j;
426       unsigned int normal_edge_count;
427       edge e, normal_edge;
428       edge_iterator ei;
429
430       /* Note that we have simulated this block.  */
431       SET_BIT (executable_blocks, block->index);
432
433       for (j = bsi_start (block); !bsi_end_p (j); bsi_next (&j))
434         {
435           tree stmt = bsi_stmt (j);
436
437           /* If this statement is already in the worklist then
438              "cancel" it.  The reevaluation implied by the worklist
439              entry will produce the same value we generate here and
440              thus reevaluating it again from the worklist is
441              pointless.  */
442           if (STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (stmt))
443             STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (stmt) = 0;
444
445           simulate_stmt (stmt);
446         }
447
448       /* We can not predict when abnormal edges will be executed, so
449          once a block is considered executable, we consider any
450          outgoing abnormal edges as executable.
451
452          At the same time, if this block has only one successor that is
453          reached by non-abnormal edges, then add that successor to the
454          worklist.  */
455       normal_edge_count = 0;
456       normal_edge = NULL;
457       FOR_EACH_EDGE (e, ei, block->succs)
458         {
459           if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
460             add_control_edge (e);
461           else
462             {
463               normal_edge_count++;
464               normal_edge = e;
465             }
466         }
467
468       if (normal_edge_count == 1)
469         add_control_edge (normal_edge);
470     }
471 }
472
473
474 /* Initialize local data structures and work lists.  */
475
476 static void
477 ssa_prop_init (void)
478 {
479   edge e;
480   edge_iterator ei;
481   basic_block bb;
482   size_t i;
483
484   /* Worklists of SSA edges.  */
485   interesting_ssa_edges = VEC_alloc (tree, gc, 20);
486   varying_ssa_edges = VEC_alloc (tree, gc, 20);
487
488   executable_blocks = sbitmap_alloc (last_basic_block);
489   sbitmap_zero (executable_blocks);
490
491   bb_in_list = sbitmap_alloc (last_basic_block);
492   sbitmap_zero (bb_in_list);
493
494   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
495     dump_immediate_uses (dump_file);
496
497   cfg_blocks = VEC_alloc (basic_block, heap, 20);
498   VEC_safe_grow (basic_block, heap, cfg_blocks, 20);
499
500   /* Initialize the values for every SSA_NAME.  */
501   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
502     if (ssa_name (i))
503       SSA_NAME_VALUE (ssa_name (i)) = NULL_TREE;
504
505   /* Initially assume that every edge in the CFG is not executable.
506      (including the edges coming out of ENTRY_BLOCK_PTR).  */
507   FOR_ALL_BB (bb)
508     {
509       block_stmt_iterator si;
510
511       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
512         STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (bsi_stmt (si)) = 0;
513
514       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
515         e->flags &= ~EDGE_EXECUTABLE;
516     }
517
518   /* Seed the algorithm by adding the successors of the entry block to the
519      edge worklist.  */
520   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
521     add_control_edge (e);
522 }
523
524
525 /* Free allocated storage.  */
526
527 static void
528 ssa_prop_fini (void)
529 {
530   VEC_free (tree, gc, interesting_ssa_edges);
531   VEC_free (tree, gc, varying_ssa_edges);
532   VEC_free (basic_block, heap, cfg_blocks);
533   cfg_blocks = NULL;
534   sbitmap_free (bb_in_list);
535   sbitmap_free (executable_blocks);
536 }
537
538
539 /* Get the main expression from statement STMT.  */
540
541 tree
542 get_rhs (tree stmt)
543 {
544   enum tree_code code = TREE_CODE (stmt);
545
546   switch (code)
547     {
548     case RETURN_EXPR:
549       stmt = TREE_OPERAND (stmt, 0);
550       if (!stmt || TREE_CODE (stmt) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
551         return stmt;
552       /* FALLTHRU */
553
554     case GIMPLE_MODIFY_STMT:
555       stmt = GENERIC_TREE_OPERAND (stmt, 1);
556       if (TREE_CODE (stmt) == WITH_SIZE_EXPR)
557         return TREE_OPERAND (stmt, 0);
558       else
559         return stmt;
560
561     case COND_EXPR:
562       return COND_EXPR_COND (stmt);
563     case SWITCH_EXPR:
564       return SWITCH_COND (stmt);
565     case GOTO_EXPR:
566       return GOTO_DESTINATION (stmt);
567     case LABEL_EXPR:
568       return LABEL_EXPR_LABEL (stmt);
569
570     default:
571       return stmt;
572     }
573 }
574
575
576 /* Return true if EXPR is a valid GIMPLE expression.  */
577
578 bool
579 valid_gimple_expression_p (tree expr)
580 {
581   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
582
583   switch (TREE_CODE_CLASS (code))
584     {
585     case tcc_declaration:
586       if (!is_gimple_variable (expr))
587         return false;
588       break;
589
590     case tcc_constant:
591       break;
592
593     case tcc_binary:
594     case tcc_comparison:
595       if (!is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 0))
596           || !is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 1)))
597         return false;
598       break;
599
600     case tcc_unary:
601       if (!is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 0)))
602         return false;
603       break;
604
605     case tcc_expression:
606       switch (code)
607         {
608         case ADDR_EXPR:
609          {
610            tree t = TREE_OPERAND (expr, 0);
611            while (handled_component_p (t))
612              {
613                /* ??? More checks needed, see the GIMPLE verifier.  */
614                if ((TREE_CODE (t) == ARRAY_REF
615                     || TREE_CODE (t) == ARRAY_RANGE_REF)
616                    && !is_gimple_val (TREE_OPERAND (t, 1)))
617                  return false;
618                t = TREE_OPERAND (t, 0);
619              }
620            if (!is_gimple_addressable (t))
621              return false;
622            break;
623          }
624
625         case TRUTH_NOT_EXPR:
626           if (!is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 0)))
627             return false;
628           break;
629
630         case TRUTH_AND_EXPR:
631         case TRUTH_XOR_EXPR:
632         case TRUTH_OR_EXPR:
633           if (!is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 0))
634               || !is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 1)))
635             return false;
636           break;
637
638         case EXC_PTR_EXPR:
639         case FILTER_EXPR:
640           break;
641
642         default:
643           return false;
644         }
645       break;
646
647     case tcc_vl_exp:
648       switch (code)
649         {
650         case CALL_EXPR:
651           break;
652         default:
653           return false;
654         }
655       break;
656
657     case tcc_exceptional:
658       switch (code)
659         {
660         case SSA_NAME:
661           break;
662
663         default:
664           return false;
665         }
666       break;
667
668     default:
669       return false;
670     }
671
672   return true;
673 }
674
675
676 /* Set the main expression of *STMT_P to EXPR.  If EXPR is not a valid
677    GIMPLE expression no changes are done and the function returns
678    false.  */
679
680 bool
681 set_rhs (tree *stmt_p, tree expr)
682 {
683   tree stmt = *stmt_p, op;
684   stmt_ann_t ann;
685   tree var;
686   ssa_op_iter iter;
687
688   if (!valid_gimple_expression_p (expr))
689     return false;
690
691   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt)
692       && (EXPR_P (expr)
693           || GIMPLE_STMT_P (expr))
694       && ! EXPR_HAS_LOCATION (expr)
695       && TREE_SIDE_EFFECTS (expr)
696       && TREE_CODE (expr) != LABEL_EXPR)
697     SET_EXPR_LOCATION (expr, EXPR_LOCATION (stmt));
698
699   switch (TREE_CODE (stmt))
700     {
701     case RETURN_EXPR:
702       op = TREE_OPERAND (stmt, 0);
703       if (TREE_CODE (op) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
704         {
705           GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0) = expr;
706           break;
707         }
708       stmt = op;
709       /* FALLTHRU */
710
711     case GIMPLE_MODIFY_STMT:
712       op = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
713       if (TREE_CODE (op) == WITH_SIZE_EXPR)
714         {
715           stmt = op;
716           TREE_OPERAND (stmt, 1) = expr;
717         }
718       else
719         GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) = expr;
720       break;
721
722     case COND_EXPR:
723       if (!is_gimple_condexpr (expr))
724         return false;
725       COND_EXPR_COND (stmt) = expr;
726       break;
727     case SWITCH_EXPR:
728       SWITCH_COND (stmt) = expr;
729       break;
730     case GOTO_EXPR:
731       GOTO_DESTINATION (stmt) = expr;
732       break;
733     case LABEL_EXPR:
734       LABEL_EXPR_LABEL (stmt) = expr;
735       break;
736
737     default:
738       /* Replace the whole statement with EXPR.  If EXPR has no side
739          effects, then replace *STMT_P with an empty statement.  */
740       ann = stmt_ann (stmt);
741       *stmt_p = TREE_SIDE_EFFECTS (expr) ? expr : build_empty_stmt ();
742       (*stmt_p)->base.ann = (tree_ann_t) ann;
743
744       if (gimple_in_ssa_p (cfun)
745           && TREE_SIDE_EFFECTS (expr))
746         {
747           /* Fix all the SSA_NAMEs created by *STMT_P to point to its new
748              replacement.  */
749           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_DEFS)
750             {
751               if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
752                 SSA_NAME_DEF_STMT (var) = *stmt_p;
753             }
754         }
755       break;
756     }
757
758   return true;
759 }
760
761
762 /* Entry point to the propagation engine.
763
764    VISIT_STMT is called for every statement visited.
765    VISIT_PHI is called for every PHI node visited.  */
766
767 void
768 ssa_propagate (ssa_prop_visit_stmt_fn visit_stmt,
769                ssa_prop_visit_phi_fn visit_phi)
770 {
771   ssa_prop_visit_stmt = visit_stmt;
772   ssa_prop_visit_phi = visit_phi;
773
774   ssa_prop_init ();
775
776   /* Iterate until the worklists are empty.  */
777   while (!cfg_blocks_empty_p () 
778          || VEC_length (tree, interesting_ssa_edges) > 0
779          || VEC_length (tree, varying_ssa_edges) > 0)
780     {
781       if (!cfg_blocks_empty_p ())
782         {
783           /* Pull the next block to simulate off the worklist.  */
784           basic_block dest_block = cfg_blocks_get ();
785           simulate_block (dest_block);
786         }
787
788       /* In order to move things to varying as quickly as
789          possible,process the VARYING_SSA_EDGES worklist first.  */
790       process_ssa_edge_worklist (&varying_ssa_edges);
791
792       /* Now process the INTERESTING_SSA_EDGES worklist.  */
793       process_ssa_edge_worklist (&interesting_ssa_edges);
794     }
795
796   ssa_prop_fini ();
797 }
798
799
800 /* Return the first VDEF operand for STMT.  */
801
802 tree
803 first_vdef (tree stmt)
804 {
805   ssa_op_iter iter;
806   tree op;
807
808   /* Simply return the first operand we arrive at.  */
809   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
810     return (op);
811
812   gcc_unreachable ();
813 }
814
815
816 /* Return true if STMT is of the form 'LHS = mem_ref', where 'mem_ref'
817    is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
818    reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
819    because they are not interesting for the optimizers.  */
820
821 bool
822 stmt_makes_single_load (tree stmt)
823 {
824   tree rhs;
825
826   if (TREE_CODE (stmt) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
827     return false;
828
829   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VDEF|SSA_OP_VUSE))
830     return false;
831
832   rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
833   STRIP_NOPS (rhs);
834
835   return (!TREE_THIS_VOLATILE (rhs)
836           && (DECL_P (rhs)
837               || REFERENCE_CLASS_P (rhs)));
838 }
839
840
841 /* Return true if STMT is of the form 'mem_ref = RHS', where 'mem_ref'
842    is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
843    reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
844    because they are not interesting for the optimizers.  */
845
846 bool
847 stmt_makes_single_store (tree stmt)
848 {
849   tree lhs;
850
851   if (TREE_CODE (stmt) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
852     return false;
853
854   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VDEF))
855     return false;
856
857   lhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0);
858   STRIP_NOPS (lhs);
859
860   return (!TREE_THIS_VOLATILE (lhs)
861           && (DECL_P (lhs)
862               || REFERENCE_CLASS_P (lhs)));
863 }
864
865
866 /* If STMT makes a single memory load and all the virtual use operands
867    have the same value in array VALUES, return it.  Otherwise, return
868    NULL.  */
869
870 prop_value_t *
871 get_value_loaded_by (tree stmt, prop_value_t *values)
872 {
873   ssa_op_iter i;
874   tree vuse;
875   prop_value_t *prev_val = NULL;
876   prop_value_t *val = NULL;
877
878   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (vuse, stmt, i, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
879     {
880       val = &values[SSA_NAME_VERSION (vuse)];
881       if (prev_val && prev_val->value != val->value)
882         return NULL;
883       prev_val = val;
884     }
885
886   return val;
887 }
888
889
890 /* Propagation statistics.  */
891 struct prop_stats_d
892 {
893   long num_const_prop;
894   long num_copy_prop;
895   long num_pred_folded;
896 };
897
898 static struct prop_stats_d prop_stats;
899
900 /* Replace USE references in statement STMT with the values stored in
901    PROP_VALUE. Return true if at least one reference was replaced.  If
902    REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
903    constant was replaced.  */
904
905 bool
906 replace_uses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
907                  prop_value_t *prop_value)
908 {
909   bool replaced = false;
910   use_operand_p use;
911   ssa_op_iter iter;
912
913   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (use, stmt, iter, SSA_OP_USE)
914     {
915       tree tuse = USE_FROM_PTR (use);
916       tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (tuse)].value;
917
918       if (val == tuse || val == NULL_TREE)
919         continue;
920
921       if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR
922           && !may_propagate_copy_into_asm (tuse))
923         continue;
924
925       if (!may_propagate_copy (tuse, val))
926         continue;
927
928       if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
929         prop_stats.num_const_prop++;
930       else
931         prop_stats.num_copy_prop++;
932
933       propagate_value (use, val);
934
935       replaced = true;
936       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (tuse)) && replaced_addresses_p)
937         *replaced_addresses_p = true;
938     }
939
940   return replaced;
941 }
942
943
944 /* Replace the VUSE references in statement STMT with the values
945    stored in PROP_VALUE.  Return true if a reference was replaced.  If
946    REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
947    constant was replaced.
948
949    Replacing VUSE operands is slightly more complex than replacing
950    regular USEs.  We are only interested in two types of replacements
951    here:
952    
953    1- If the value to be replaced is a constant or an SSA name for a
954       GIMPLE register, then we are making a copy/constant propagation
955       from a memory store.  For instance,
956
957         # a_3 = VDEF <a_2>
958         a.b = x_1;
959         ...
960         # VUSE <a_3>
961         y_4 = a.b;
962
963       This replacement is only possible iff STMT is an assignment
964       whose RHS is identical to the LHS of the statement that created
965       the VUSE(s) that we are replacing.  Otherwise, we may do the
966       wrong replacement:
967
968         # a_3 = VDEF <a_2>
969         # b_5 = VDEF <b_4>
970         *p = 10;
971         ...
972         # VUSE <b_5>
973         x_8 = b;
974
975       Even though 'b_5' acquires the value '10' during propagation,
976       there is no way for the propagator to tell whether the
977       replacement is correct in every reached use, because values are
978       computed at definition sites.  Therefore, when doing final
979       substitution of propagated values, we have to check each use
980       site.  Since the RHS of STMT ('b') is different from the LHS of
981       the originating statement ('*p'), we cannot replace 'b' with
982       '10'.
983
984       Similarly, when merging values from PHI node arguments,
985       propagators need to take care not to merge the same values
986       stored in different locations:
987
988                 if (...)
989                   # a_3 = VDEF <a_2>
990                   a.b = 3;
991                 else
992                   # a_4 = VDEF <a_2>
993                   a.c = 3;
994                 # a_5 = PHI <a_3, a_4>
995
996       It would be wrong to propagate '3' into 'a_5' because that
997       operation merges two stores to different memory locations.
998
999
1000    2- If the value to be replaced is an SSA name for a virtual
1001       register, then we simply replace each VUSE operand with its
1002       value from PROP_VALUE.  This is the same replacement done by
1003       replace_uses_in.  */
1004
1005 static bool
1006 replace_vuses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
1007                   prop_value_t *prop_value)
1008 {
1009   bool replaced = false;
1010   ssa_op_iter iter;
1011   use_operand_p vuse;
1012
1013   if (stmt_makes_single_load (stmt))
1014     {
1015       /* If STMT is an assignment whose RHS is a single memory load,
1016          see if we are trying to propagate a constant or a GIMPLE
1017          register (case #1 above).  */
1018       prop_value_t *val = get_value_loaded_by (stmt, prop_value);
1019       tree rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
1020
1021       if (val
1022           && val->value
1023           && (is_gimple_reg (val->value)
1024               || is_gimple_min_invariant (val->value))
1025           && simple_cst_equal (rhs, val->mem_ref) == 1)
1026
1027         {
1028           /* If we are replacing a constant address, inform our
1029              caller.  */
1030           if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME
1031               && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1)))
1032               && replaced_addresses_p)
1033             *replaced_addresses_p = true;
1034
1035           /* We can only perform the substitution if the load is done
1036              from the same memory location as the original store.
1037              Since we already know that there are no intervening
1038              stores between DEF_STMT and STMT, we only need to check
1039              that the RHS of STMT is the same as the memory reference
1040              propagated together with the value.  */
1041           GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) = val->value;
1042
1043           if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME)
1044             prop_stats.num_const_prop++;
1045           else
1046             prop_stats.num_copy_prop++;
1047
1048           /* Since we have replaced the whole RHS of STMT, there
1049              is no point in checking the other VUSEs, as they will
1050              all have the same value.  */
1051           return true;
1052         }
1053     }
1054
1055   /* Otherwise, the values for every VUSE operand must be other
1056      SSA_NAMEs that can be propagated into STMT.  */
1057   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (vuse, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
1058     {
1059       tree var = USE_FROM_PTR (vuse);
1060       tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (var)].value;
1061
1062       if (val == NULL_TREE || var == val)
1063         continue;
1064
1065       /* Constants and copies propagated between real and virtual
1066          operands are only possible in the cases handled above.  They
1067          should be ignored in any other context.  */
1068       if (is_gimple_min_invariant (val) || is_gimple_reg (val))
1069         continue;
1070
1071       propagate_value (vuse, val);
1072       prop_stats.num_copy_prop++;
1073       replaced = true;
1074     }
1075
1076   return replaced;
1077 }
1078
1079
1080 /* Replace propagated values into all the arguments for PHI using the
1081    values from PROP_VALUE.  */
1082
1083 static void
1084 replace_phi_args_in (tree phi, prop_value_t *prop_value)
1085 {
1086   int i;
1087   bool replaced = false;
1088   tree prev_phi = NULL;
1089
1090   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1091     prev_phi = unshare_expr (phi);
1092
1093   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
1094     {
1095       tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
1096
1097       if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
1098         {
1099           tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (arg)].value;
1100
1101           if (val && val != arg && may_propagate_copy (arg, val))
1102             {
1103               if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
1104                 prop_stats.num_const_prop++;
1105               else
1106                 prop_stats.num_copy_prop++;
1107
1108               propagate_value (PHI_ARG_DEF_PTR (phi, i), val);
1109               replaced = true;
1110
1111               /* If we propagated a copy and this argument flows
1112                  through an abnormal edge, update the replacement
1113                  accordingly.  */
1114               if (TREE_CODE (val) == SSA_NAME
1115                   && PHI_ARG_EDGE (phi, i)->flags & EDGE_ABNORMAL)
1116                 SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (val) = 1;
1117             }
1118         }
1119     }
1120   
1121   if (replaced && dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1122     {
1123       fprintf (dump_file, "Folded PHI node: ");
1124       print_generic_stmt (dump_file, prev_phi, TDF_SLIM);
1125       fprintf (dump_file, "           into: ");
1126       print_generic_stmt (dump_file, phi, TDF_SLIM);
1127       fprintf (dump_file, "\n");
1128     }
1129 }
1130
1131
1132 /* If STMT has a predicate whose value can be computed using the value
1133    range information computed by VRP, compute its value and return true.
1134    Otherwise, return false.  */
1135
1136 static bool
1137 fold_predicate_in (tree stmt)
1138 {
1139   tree *pred_p = NULL;
1140   bool modify_stmt_p = false;
1141   tree val;
1142
1143   if (TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
1144       && COMPARISON_CLASS_P (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1)))
1145     {
1146       modify_stmt_p = true;
1147       pred_p = &GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
1148     }
1149   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR)
1150     pred_p = &COND_EXPR_COND (stmt);
1151   else
1152     return false;
1153
1154   val = vrp_evaluate_conditional (*pred_p, stmt);
1155   if (val)
1156     {
1157       if (modify_stmt_p)
1158         val = fold_convert (TREE_TYPE (*pred_p), val);
1159       
1160       if (dump_file)
1161         {
1162           fprintf (dump_file, "Folding predicate ");
1163           print_generic_expr (dump_file, *pred_p, 0);
1164           fprintf (dump_file, " to ");
1165           print_generic_expr (dump_file, val, 0);
1166           fprintf (dump_file, "\n");
1167         }
1168
1169       prop_stats.num_pred_folded++;
1170       *pred_p = val;
1171       return true;
1172     }
1173
1174   return false;
1175 }
1176
1177
1178 /* Perform final substitution and folding of propagated values.
1179
1180    PROP_VALUE[I] contains the single value that should be substituted
1181    at every use of SSA name N_I.  If PROP_VALUE is NULL, no values are
1182    substituted.
1183
1184    If USE_RANGES_P is true, statements that contain predicate
1185    expressions are evaluated with a call to vrp_evaluate_conditional.
1186    This will only give meaningful results when called from tree-vrp.c
1187    (the information used by vrp_evaluate_conditional is built by the
1188    VRP pass).  
1189
1190    Return TRUE when something changed.  */
1191
1192 bool
1193 substitute_and_fold (prop_value_t *prop_value, bool use_ranges_p)
1194 {
1195   basic_block bb;
1196   bool something_changed = false;
1197
1198   if (prop_value == NULL && !use_ranges_p)
1199     return false;
1200
1201   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1202     fprintf (dump_file, "\nSubstituing values and folding statements\n\n");
1203
1204   memset (&prop_stats, 0, sizeof (prop_stats));
1205
1206   /* Substitute values in every statement of every basic block.  */
1207   FOR_EACH_BB (bb)
1208     {
1209       block_stmt_iterator i;
1210       tree phi;
1211
1212       /* Propagate known values into PHI nodes.  */
1213       if (prop_value)
1214         for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
1215           replace_phi_args_in (phi, prop_value);
1216
1217       for (i = bsi_start (bb); !bsi_end_p (i); bsi_next (&i))
1218         {
1219           bool replaced_address, did_replace;
1220           tree prev_stmt = NULL;
1221           tree stmt = bsi_stmt (i);
1222
1223           /* Ignore ASSERT_EXPRs.  They are used by VRP to generate
1224              range information for names and they are discarded
1225              afterwards.  */
1226           if (TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
1227               && TREE_CODE (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1)) == ASSERT_EXPR)
1228             continue;
1229
1230           /* Record the state of the statement before replacements.  */
1231           push_stmt_changes (bsi_stmt_ptr (i));
1232
1233           /* Replace the statement with its folded version and mark it
1234              folded.  */
1235           did_replace = false;
1236           replaced_address = false;
1237           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1238             prev_stmt = unshare_expr (stmt);
1239
1240           /* If we have range information, see if we can fold
1241              predicate expressions.  */
1242           if (use_ranges_p)
1243             did_replace = fold_predicate_in (stmt);
1244
1245           if (prop_value)
1246             {
1247               /* Only replace real uses if we couldn't fold the
1248                  statement using value range information (value range
1249                  information is not collected on virtuals, so we only
1250                  need to check this for real uses).  */
1251               if (!did_replace)
1252                 did_replace |= replace_uses_in (stmt, &replaced_address,
1253                                                 prop_value);
1254
1255               did_replace |= replace_vuses_in (stmt, &replaced_address,
1256                                                prop_value);
1257             }
1258
1259           /* If we made a replacement, fold and cleanup the statement.  */
1260           if (did_replace)
1261             {
1262               tree old_stmt = stmt;
1263               tree rhs;
1264
1265               fold_stmt (bsi_stmt_ptr (i));
1266               stmt = bsi_stmt (i);
1267
1268               /* If we cleaned up EH information from the statement,
1269                  remove EH edges.  */
1270               if (maybe_clean_or_replace_eh_stmt (old_stmt, stmt))
1271                 tree_purge_dead_eh_edges (bb);
1272
1273               rhs = get_rhs (stmt);
1274               if (TREE_CODE (rhs) == ADDR_EXPR)
1275                 recompute_tree_invariant_for_addr_expr (rhs);
1276
1277               if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1278                 {
1279                   fprintf (dump_file, "Folded statement: ");
1280                   print_generic_stmt (dump_file, prev_stmt, TDF_SLIM);
1281                   fprintf (dump_file, "            into: ");
1282                   print_generic_stmt (dump_file, stmt, TDF_SLIM);
1283                   fprintf (dump_file, "\n");
1284                 }
1285
1286               /* Determine what needs to be done to update the SSA form.  */
1287               pop_stmt_changes (bsi_stmt_ptr (i));
1288               something_changed = true;
1289             }
1290           else
1291             {
1292               /* The statement was not modified, discard the change buffer.  */
1293               discard_stmt_changes (bsi_stmt_ptr (i));
1294             }
1295
1296           /* Some statements may be simplified using ranges.  For
1297              example, division may be replaced by shifts, modulo
1298              replaced with bitwise and, etc.   Do this after 
1299              substituting constants, folding, etc so that we're
1300              presented with a fully propagated, canonicalized
1301              statement.  */
1302           if (use_ranges_p)
1303             simplify_stmt_using_ranges (stmt);
1304         }
1305     }
1306
1307   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
1308     {
1309       fprintf (dump_file, "Constants propagated: %6ld\n",
1310                prop_stats.num_const_prop);
1311       fprintf (dump_file, "Copies propagated:    %6ld\n",
1312                prop_stats.num_copy_prop);
1313       fprintf (dump_file, "Predicates folded:    %6ld\n",
1314                prop_stats.num_pred_folded);
1315     }
1316   return something_changed;
1317 }
1318
1319 #include "gt-tree-ssa-propagate.h"