OSDN Git Service

CFStrings for Darwin
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-tailcall.c
1 /* Tail call optimization on trees.
2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010
3    Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "tm_p.h"
27 #include "basic-block.h"
28 #include "function.h"
29 #include "tree-flow.h"
30 #include "tree-dump.h"
31 #include "gimple-pretty-print.h"
32 #include "except.h"
33 #include "tree-pass.h"
34 #include "flags.h"
35 #include "langhooks.h"
36 #include "dbgcnt.h"
37 #include "target.h"
38
39 /* The file implements the tail recursion elimination.  It is also used to
40    analyze the tail calls in general, passing the results to the rtl level
41    where they are used for sibcall optimization.
42
43    In addition to the standard tail recursion elimination, we handle the most
44    trivial cases of making the call tail recursive by creating accumulators.
45    For example the following function
46
47    int sum (int n)
48    {
49      if (n > 0)
50        return n + sum (n - 1);
51      else
52        return 0;
53    }
54
55    is transformed into
56
57    int sum (int n)
58    {
59      int acc = 0;
60
61      while (n > 0)
62        acc += n--;
63
64      return acc;
65    }
66
67    To do this, we maintain two accumulators (a_acc and m_acc) that indicate
68    when we reach the return x statement, we should return a_acc + x * m_acc
69    instead.  They are initially initialized to 0 and 1, respectively,
70    so the semantics of the function is obviously preserved.  If we are
71    guaranteed that the value of the accumulator never change, we
72    omit the accumulator.
73
74    There are three cases how the function may exit.  The first one is
75    handled in adjust_return_value, the other two in adjust_accumulator_values
76    (the second case is actually a special case of the third one and we
77    present it separately just for clarity):
78
79    1) Just return x, where x is not in any of the remaining special shapes.
80       We rewrite this to a gimple equivalent of return m_acc * x + a_acc.
81
82    2) return f (...), where f is the current function, is rewritten in a
83       classical tail-recursion elimination way, into assignment of arguments
84       and jump to the start of the function.  Values of the accumulators
85       are unchanged.
86
87    3) return a + m * f(...), where a and m do not depend on call to f.
88       To preserve the semantics described before we want this to be rewritten
89       in such a way that we finally return
90
91       a_acc + (a + m * f(...)) * m_acc = (a_acc + a * m_acc) + (m * m_acc) * f(...).
92
93       I.e. we increase a_acc by a * m_acc, multiply m_acc by m and
94       eliminate the tail call to f.  Special cases when the value is just
95       added or just multiplied are obtained by setting a = 0 or m = 1.
96
97    TODO -- it is possible to do similar tricks for other operations.  */
98
99 /* A structure that describes the tailcall.  */
100
101 struct tailcall
102 {
103   /* The iterator pointing to the call statement.  */
104   gimple_stmt_iterator call_gsi;
105
106   /* True if it is a call to the current function.  */
107   bool tail_recursion;
108
109   /* The return value of the caller is mult * f + add, where f is the return
110      value of the call.  */
111   tree mult, add;
112
113   /* Next tailcall in the chain.  */
114   struct tailcall *next;
115 };
116
117 /* The variables holding the value of multiplicative and additive
118    accumulator.  */
119 static tree m_acc, a_acc;
120
121 static bool suitable_for_tail_opt_p (void);
122 static bool optimize_tail_call (struct tailcall *, bool);
123 static void eliminate_tail_call (struct tailcall *);
124 static void find_tail_calls (basic_block, struct tailcall **);
125
126 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
127    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).  */
128
129 static bool
130 suitable_for_tail_opt_p (void)
131 {
132   if (cfun->stdarg)
133     return false;
134
135   return true;
136 }
137 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
138    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).
139    This test must pass in addition to suitable_for_tail_opt_p in order to make
140    tail call discovery happen.  */
141
142 static bool
143 suitable_for_tail_call_opt_p (void)
144 {
145   tree param;
146
147   /* alloca (until we have stack slot life analysis) inhibits
148      sibling call optimizations, but not tail recursion.  */
149   if (cfun->calls_alloca)
150     return false;
151
152   /* If we are using sjlj exceptions, we may need to add a call to
153      _Unwind_SjLj_Unregister at exit of the function.  Which means
154      that we cannot do any sibcall transformations.  */
155   if (targetm.except_unwind_info () == UI_SJLJ
156       && current_function_has_exception_handlers ())
157     return false;
158
159   /* Any function that calls setjmp might have longjmp called from
160      any called function.  ??? We really should represent this
161      properly in the CFG so that this needn't be special cased.  */
162   if (cfun->calls_setjmp)
163     return false;
164
165   /* ??? It is OK if the argument of a function is taken in some cases,
166      but not in all cases.  See PR15387 and PR19616.  Revisit for 4.1.  */
167   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
168        param;
169        param = DECL_CHAIN (param))
170     if (TREE_ADDRESSABLE (param))
171       return false;
172
173   return true;
174 }
175
176 /* Checks whether the expression EXPR in stmt AT is independent of the
177    statement pointed to by GSI (in a sense that we already know EXPR's value
178    at GSI).  We use the fact that we are only called from the chain of
179    basic blocks that have only single successor.  Returns the expression
180    containing the value of EXPR at GSI.  */
181
182 static tree
183 independent_of_stmt_p (tree expr, gimple at, gimple_stmt_iterator gsi)
184 {
185   basic_block bb, call_bb, at_bb;
186   edge e;
187   edge_iterator ei;
188
189   if (is_gimple_min_invariant (expr))
190     return expr;
191
192   if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
193     return NULL_TREE;
194
195   /* Mark the blocks in the chain leading to the end.  */
196   at_bb = gimple_bb (at);
197   call_bb = gimple_bb (gsi_stmt (gsi));
198   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
199     bb->aux = &bb->aux;
200   bb->aux = &bb->aux;
201
202   while (1)
203     {
204       at = SSA_NAME_DEF_STMT (expr);
205       bb = gimple_bb (at);
206
207       /* The default definition or defined before the chain.  */
208       if (!bb || !bb->aux)
209         break;
210
211       if (bb == call_bb)
212         {
213           for (; !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
214             if (gsi_stmt (gsi) == at)
215               break;
216
217           if (!gsi_end_p (gsi))
218             expr = NULL_TREE;
219           break;
220         }
221
222       if (gimple_code (at) != GIMPLE_PHI)
223         {
224           expr = NULL_TREE;
225           break;
226         }
227
228       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
229         if (e->src->aux)
230           break;
231       gcc_assert (e);
232
233       expr = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (at, e);
234       if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
235         {
236           /* The value is a constant.  */
237           break;
238         }
239     }
240
241   /* Unmark the blocks.  */
242   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
243     bb->aux = NULL;
244   bb->aux = NULL;
245
246   return expr;
247 }
248
249 /* Simulates the effect of an assignment STMT on the return value of the tail
250    recursive CALL passed in ASS_VAR.  M and A are the multiplicative and the
251    additive factor for the real return value.  */
252
253 static bool
254 process_assignment (gimple stmt, gimple_stmt_iterator call, tree *m,
255                     tree *a, tree *ass_var)
256 {
257   tree op0, op1 = NULL_TREE, non_ass_var = NULL_TREE;
258   tree dest = gimple_assign_lhs (stmt);
259   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
260   enum gimple_rhs_class rhs_class = get_gimple_rhs_class (code);
261   tree src_var = gimple_assign_rhs1 (stmt);
262
263   /* See if this is a simple copy operation of an SSA name to the function
264      result.  In that case we may have a simple tail call.  Ignore type
265      conversions that can never produce extra code between the function
266      call and the function return.  */
267   if ((rhs_class == GIMPLE_SINGLE_RHS || gimple_assign_cast_p (stmt))
268       && (TREE_CODE (src_var) == SSA_NAME))
269     {
270       /* Reject a tailcall if the type conversion might need
271          additional code.  */
272       if (gimple_assign_cast_p (stmt)
273           && TYPE_MODE (TREE_TYPE (dest)) != TYPE_MODE (TREE_TYPE (src_var)))
274         return false;
275
276       if (src_var != *ass_var)
277         return false;
278
279       *ass_var = dest;
280       return true;
281     }
282
283   switch (rhs_class)
284     {
285     case GIMPLE_BINARY_RHS:
286       op1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
287
288       /* Fall through.  */
289
290     case GIMPLE_UNARY_RHS:
291       op0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
292       break;
293
294     default:
295       return false;
296     }
297
298   /* Accumulator optimizations will reverse the order of operations.
299      We can only do that for floating-point types if we're assuming
300      that addition and multiplication are associative.  */
301   if (!flag_associative_math)
302     if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl))))
303       return false;
304
305   if (rhs_class == GIMPLE_UNARY_RHS)
306     ;
307   else if (op0 == *ass_var
308       && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op1, stmt, call)))
309     ;
310   else if (op1 == *ass_var
311            && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op0, stmt, call)))
312     ;
313   else
314     return false;
315
316   switch (code)
317     {
318     case PLUS_EXPR:
319       *a = non_ass_var;
320       *ass_var = dest;
321       return true;
322
323     case MULT_EXPR:
324       *m = non_ass_var;
325       *ass_var = dest;
326       return true;
327
328     case NEGATE_EXPR:
329       if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
330         *m = build_real (TREE_TYPE (op0), dconstm1);
331       else
332         *m = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), -1);
333
334       *ass_var = dest;
335       return true;
336
337     case MINUS_EXPR:
338       if (*ass_var == op0)
339         *a = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (non_ass_var), non_ass_var);
340       else
341         {
342           if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (non_ass_var)))
343             *m = build_real (TREE_TYPE (non_ass_var), dconstm1);
344           else
345             *m = build_int_cst (TREE_TYPE (non_ass_var), -1);
346
347           *a = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (non_ass_var), non_ass_var);
348         }
349
350       *ass_var = dest;
351       return true;
352
353       /* TODO -- Handle POINTER_PLUS_EXPR.  */
354
355     default:
356       return false;
357     }
358 }
359
360 /* Propagate VAR through phis on edge E.  */
361
362 static tree
363 propagate_through_phis (tree var, edge e)
364 {
365   basic_block dest = e->dest;
366   gimple_stmt_iterator gsi;
367
368   for (gsi = gsi_start_phis (dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
369     {
370       gimple phi = gsi_stmt (gsi);
371       if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e) == var)
372         return PHI_RESULT (phi);
373     }
374   return var;
375 }
376
377 /* Finds tailcalls falling into basic block BB. The list of found tailcalls is
378    added to the start of RET.  */
379
380 static void
381 find_tail_calls (basic_block bb, struct tailcall **ret)
382 {
383   tree ass_var = NULL_TREE, ret_var, func, param;
384   gimple stmt, call = NULL;
385   gimple_stmt_iterator gsi, agsi;
386   bool tail_recursion;
387   struct tailcall *nw;
388   edge e;
389   tree m, a;
390   basic_block abb;
391   size_t idx;
392   tree var;
393   referenced_var_iterator rvi;
394
395   if (!single_succ_p (bb))
396     return;
397
398   for (gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_prev (&gsi))
399     {
400       stmt = gsi_stmt (gsi);
401
402       /* Ignore labels.  */
403       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL || is_gimple_debug (stmt))
404         continue;
405
406       /* Check for a call.  */
407       if (is_gimple_call (stmt))
408         {
409           call = stmt;
410           ass_var = gimple_call_lhs (stmt);
411           break;
412         }
413
414       /* If the statement references memory or volatile operands, fail.  */
415       if (gimple_references_memory_p (stmt)
416           || gimple_has_volatile_ops (stmt))
417         return;
418     }
419
420   if (gsi_end_p (gsi))
421     {
422       edge_iterator ei;
423       /* Recurse to the predecessors.  */
424       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
425         find_tail_calls (e->src, ret);
426
427       return;
428     }
429
430   /* If the LHS of our call is not just a simple register, we can't
431      transform this into a tail or sibling call.  This situation happens,
432      in (e.g.) "*p = foo()" where foo returns a struct.  In this case
433      we won't have a temporary here, but we need to carry out the side
434      effect anyway, so tailcall is impossible.
435
436      ??? In some situations (when the struct is returned in memory via
437      invisible argument) we could deal with this, e.g. by passing 'p'
438      itself as that argument to foo, but it's too early to do this here,
439      and expand_call() will not handle it anyway.  If it ever can, then
440      we need to revisit this here, to allow that situation.  */
441   if (ass_var && !is_gimple_reg (ass_var))
442     return;
443
444   /* We found the call, check whether it is suitable.  */
445   tail_recursion = false;
446   func = gimple_call_fndecl (call);
447   if (func == current_function_decl)
448     {
449       tree arg;
450
451       for (param = DECL_ARGUMENTS (func), idx = 0;
452            param && idx < gimple_call_num_args (call);
453            param = DECL_CHAIN (param), idx ++)
454         {
455           arg = gimple_call_arg (call, idx);
456           if (param != arg)
457             {
458               /* Make sure there are no problems with copying.  The parameter
459                  have a copyable type and the two arguments must have reasonably
460                  equivalent types.  The latter requirement could be relaxed if
461                  we emitted a suitable type conversion statement.  */
462               if (!is_gimple_reg_type (TREE_TYPE (param))
463                   || !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (param),
464                                                  TREE_TYPE (arg)))
465                 break;
466
467               /* The parameter should be a real operand, so that phi node
468                  created for it at the start of the function has the meaning
469                  of copying the value.  This test implies is_gimple_reg_type
470                  from the previous condition, however this one could be
471                  relaxed by being more careful with copying the new value
472                  of the parameter (emitting appropriate GIMPLE_ASSIGN and
473                  updating the virtual operands).  */
474               if (!is_gimple_reg (param))
475                 break;
476             }
477         }
478       if (idx == gimple_call_num_args (call) && !param)
479         tail_recursion = true;
480     }
481
482   /* Make sure the tail invocation of this function does not refer
483      to local variables.  */
484   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
485     {
486       if (TREE_CODE (var) != PARM_DECL
487           && auto_var_in_fn_p (var, cfun->decl)
488           && (ref_maybe_used_by_stmt_p (call, var)
489               || call_may_clobber_ref_p (call, var)))
490         return;
491     }
492
493   /* Now check the statements after the call.  None of them has virtual
494      operands, so they may only depend on the call through its return
495      value.  The return value should also be dependent on each of them,
496      since we are running after dce.  */
497   m = NULL_TREE;
498   a = NULL_TREE;
499
500   abb = bb;
501   agsi = gsi;
502   while (1)
503     {
504       tree tmp_a = NULL_TREE;
505       tree tmp_m = NULL_TREE;
506       gsi_next (&agsi);
507
508       while (gsi_end_p (agsi))
509         {
510           ass_var = propagate_through_phis (ass_var, single_succ_edge (abb));
511           abb = single_succ (abb);
512           agsi = gsi_start_bb (abb);
513         }
514
515       stmt = gsi_stmt (agsi);
516
517       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL)
518         continue;
519
520       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
521         break;
522
523       if (is_gimple_debug (stmt))
524         continue;
525
526       if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
527         return;
528
529       /* This is a gimple assign. */
530       if (! process_assignment (stmt, gsi, &tmp_m, &tmp_a, &ass_var))
531         return;
532
533       if (tmp_a)
534         {
535           if (a)
536             a = fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (tmp_a), a, tmp_a);
537           else
538             a = tmp_a;
539         }
540       if (tmp_m)
541         {
542           if (m)
543             m = fold_build2 (MULT_EXPR, TREE_TYPE (tmp_m), m, tmp_m);
544           else
545             m = tmp_m;
546
547           if (a)
548             a = fold_build2 (MULT_EXPR, TREE_TYPE (tmp_m), a, tmp_m);
549         }
550     }
551
552   /* See if this is a tail call we can handle.  */
553   ret_var = gimple_return_retval (stmt);
554
555   /* We may proceed if there either is no return value, or the return value
556      is identical to the call's return.  */
557   if (ret_var
558       && (ret_var != ass_var))
559     return;
560
561   /* If this is not a tail recursive call, we cannot handle addends or
562      multiplicands.  */
563   if (!tail_recursion && (m || a))
564     return;
565
566   nw = XNEW (struct tailcall);
567
568   nw->call_gsi = gsi;
569
570   nw->tail_recursion = tail_recursion;
571
572   nw->mult = m;
573   nw->add = a;
574
575   nw->next = *ret;
576   *ret = nw;
577 }
578
579 /* Helper to insert PHI_ARGH to the phi of VAR in the destination of edge E.  */
580
581 static void
582 add_successor_phi_arg (edge e, tree var, tree phi_arg)
583 {
584   gimple_stmt_iterator gsi;
585
586   for (gsi = gsi_start_phis (e->dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
587     if (PHI_RESULT (gsi_stmt (gsi)) == var)
588       break;
589
590   gcc_assert (!gsi_end_p (gsi));
591   add_phi_arg (gsi_stmt (gsi), phi_arg, e, UNKNOWN_LOCATION);
592 }
593
594 /* Creates a GIMPLE statement which computes the operation specified by
595    CODE, OP0 and OP1 to a new variable with name LABEL and inserts the
596    statement in the position specified by GSI and UPDATE.  Returns the
597    tree node of the statement's result.  */
598
599 static tree
600 adjust_return_value_with_ops (enum tree_code code, const char *label,
601                               tree acc, tree op1, gimple_stmt_iterator gsi)
602 {
603
604   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
605   tree tmp = create_tmp_reg (ret_type, label);
606   gimple stmt;
607   tree result;
608
609   add_referenced_var (tmp);
610
611   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
612     stmt = gimple_build_assign_with_ops (code, tmp, acc, op1);
613   else
614     {
615       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
616                                fold_build2 (code,
617                                             TREE_TYPE (op1),
618                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
619                                             op1));
620       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
621                                       false, NULL, true, GSI_CONTINUE_LINKING);
622       stmt = gimple_build_assign (NULL_TREE, rhs);
623     }
624
625   result = make_ssa_name (tmp, stmt);
626   gimple_assign_set_lhs (stmt, result);
627   update_stmt (stmt);
628   gsi_insert_before (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
629   return result;
630 }
631
632 /* Creates a new GIMPLE statement that adjusts the value of accumulator ACC by
633    the computation specified by CODE and OP1 and insert the statement
634    at the position specified by GSI as a new statement.  Returns new SSA name
635    of updated accumulator.  */
636
637 static tree
638 update_accumulator_with_ops (enum tree_code code, tree acc, tree op1,
639                              gimple_stmt_iterator gsi)
640 {
641   gimple stmt;
642   tree var;
643   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
644     stmt = gimple_build_assign_with_ops (code, SSA_NAME_VAR (acc), acc, op1);
645   else
646     {
647       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
648                                fold_build2 (code,
649                                             TREE_TYPE (op1),
650                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
651                                             op1));
652       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
653                                       false, NULL, false, GSI_CONTINUE_LINKING);
654       stmt = gimple_build_assign (NULL_TREE, rhs);
655     }
656   var = make_ssa_name (SSA_NAME_VAR (acc), stmt);
657   gimple_assign_set_lhs (stmt, var);
658   update_stmt (stmt);
659   gsi_insert_after (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
660   return var;
661 }
662
663 /* Adjust the accumulator values according to A and M after GSI, and update
664    the phi nodes on edge BACK.  */
665
666 static void
667 adjust_accumulator_values (gimple_stmt_iterator gsi, tree m, tree a, edge back)
668 {
669   tree var, a_acc_arg, m_acc_arg;
670
671   if (m)
672     m = force_gimple_operand_gsi (&gsi, m, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
673   if (a)
674     a = force_gimple_operand_gsi (&gsi, a, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
675
676   a_acc_arg = a_acc;
677   m_acc_arg = m_acc;
678   if (a)
679     {
680       if (m_acc)
681         {
682           if (integer_onep (a))
683             var = m_acc;
684           else
685             var = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "acc_tmp", m_acc,
686                                                 a, gsi);
687         }
688       else
689         var = a;
690
691       a_acc_arg = update_accumulator_with_ops (PLUS_EXPR, a_acc, var, gsi);
692     }
693
694   if (m)
695     m_acc_arg = update_accumulator_with_ops (MULT_EXPR, m_acc, m, gsi);
696
697   if (a_acc)
698     add_successor_phi_arg (back, a_acc, a_acc_arg);
699
700   if (m_acc)
701     add_successor_phi_arg (back, m_acc, m_acc_arg);
702 }
703
704 /* Adjust value of the return at the end of BB according to M and A
705    accumulators.  */
706
707 static void
708 adjust_return_value (basic_block bb, tree m, tree a)
709 {
710   tree retval;
711   gimple ret_stmt = gimple_seq_last_stmt (bb_seq (bb));
712   gimple_stmt_iterator gsi = gsi_last_bb (bb);
713
714   gcc_assert (gimple_code (ret_stmt) == GIMPLE_RETURN);
715
716   retval = gimple_return_retval (ret_stmt);
717   if (!retval || retval == error_mark_node)
718     return;
719
720   if (m)
721     retval = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "mul_tmp", m_acc, retval,
722                                            gsi);
723   if (a)
724     retval = adjust_return_value_with_ops (PLUS_EXPR, "acc_tmp", a_acc, retval,
725                                            gsi);
726   gimple_return_set_retval (ret_stmt, retval);
727   update_stmt (ret_stmt);
728 }
729
730 /* Subtract COUNT and FREQUENCY from the basic block and it's
731    outgoing edge.  */
732 static void
733 decrease_profile (basic_block bb, gcov_type count, int frequency)
734 {
735   edge e;
736   bb->count -= count;
737   if (bb->count < 0)
738     bb->count = 0;
739   bb->frequency -= frequency;
740   if (bb->frequency < 0)
741     bb->frequency = 0;
742   if (!single_succ_p (bb))
743     {
744       gcc_assert (!EDGE_COUNT (bb->succs));
745       return;
746     }
747   e = single_succ_edge (bb);
748   e->count -= count;
749   if (e->count < 0)
750     e->count = 0;
751 }
752
753 /* Returns true if argument PARAM of the tail recursive call needs to be copied
754    when the call is eliminated.  */
755
756 static bool
757 arg_needs_copy_p (tree param)
758 {
759   tree def;
760
761   if (!is_gimple_reg (param) || !var_ann (param))
762     return false;
763
764   /* Parameters that are only defined but never used need not be copied.  */
765   def = gimple_default_def (cfun, param);
766   if (!def)
767     return false;
768
769   return true;
770 }
771
772 /* Eliminates tail call described by T.  TMP_VARS is a list of
773    temporary variables used to copy the function arguments.  */
774
775 static void
776 eliminate_tail_call (struct tailcall *t)
777 {
778   tree param, rslt;
779   gimple stmt, call;
780   tree arg;
781   size_t idx;
782   basic_block bb, first;
783   edge e;
784   gimple phi;
785   gimple_stmt_iterator gsi;
786   gimple orig_stmt;
787
788   stmt = orig_stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
789   bb = gsi_bb (t->call_gsi);
790
791   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
792     {
793       fprintf (dump_file, "Eliminated tail recursion in bb %d : ",
794                bb->index);
795       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
796       fprintf (dump_file, "\n");
797     }
798
799   gcc_assert (is_gimple_call (stmt));
800
801   first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR);
802
803   /* Remove the code after call_gsi that will become unreachable.  The
804      possibly unreachable code in other blocks is removed later in
805      cfg cleanup.  */
806   gsi = t->call_gsi;
807   gsi_next (&gsi);
808   while (!gsi_end_p (gsi))
809     {
810       gimple t = gsi_stmt (gsi);
811       /* Do not remove the return statement, so that redirect_edge_and_branch
812          sees how the block ends.  */
813       if (gimple_code (t) == GIMPLE_RETURN)
814         break;
815
816       gsi_remove (&gsi, true);
817       release_defs (t);
818     }
819
820   /* Number of executions of function has reduced by the tailcall.  */
821   e = single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi));
822   decrease_profile (EXIT_BLOCK_PTR, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
823   decrease_profile (ENTRY_BLOCK_PTR, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
824   if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
825     decrease_profile (e->dest, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
826
827   /* Replace the call by a jump to the start of function.  */
828   e = redirect_edge_and_branch (single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi)),
829                                 first);
830   gcc_assert (e);
831   PENDING_STMT (e) = NULL;
832
833   /* Add phi node entries for arguments.  The ordering of the phi nodes should
834      be the same as the ordering of the arguments.  */
835   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl),
836          idx = 0, gsi = gsi_start_phis (first);
837        param;
838        param = DECL_CHAIN (param), idx++)
839     {
840       if (!arg_needs_copy_p (param))
841         continue;
842
843       arg = gimple_call_arg (stmt, idx);
844       phi = gsi_stmt (gsi);
845       gcc_assert (param == SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (phi)));
846
847       add_phi_arg (phi, arg, e, gimple_location (stmt));
848       gsi_next (&gsi);
849     }
850
851   /* Update the values of accumulators.  */
852   adjust_accumulator_values (t->call_gsi, t->mult, t->add, e);
853
854   call = gsi_stmt (t->call_gsi);
855   rslt = gimple_call_lhs (call);
856   if (rslt != NULL_TREE)
857     {
858       /* Result of the call will no longer be defined.  So adjust the
859          SSA_NAME_DEF_STMT accordingly.  */
860       SSA_NAME_DEF_STMT (rslt) = gimple_build_nop ();
861     }
862
863   gsi_remove (&t->call_gsi, true);
864   release_defs (call);
865 }
866
867 /* Add phi nodes for the virtual operands defined in the function to the
868    header of the loop created by tail recursion elimination.
869
870    Originally, we used to add phi nodes only for call clobbered variables,
871    as the value of the non-call clobbered ones obviously cannot be used
872    or changed within the recursive call.  However, the local variables
873    from multiple calls now share the same location, so the virtual ssa form
874    requires us to say that the location dies on further iterations of the loop,
875    which requires adding phi nodes.
876 */
877 static void
878 add_virtual_phis (void)
879 {
880   referenced_var_iterator rvi;
881   tree var;
882
883   /* The problematic part is that there is no way how to know what
884      to put into phi nodes (there in fact does not have to be such
885      ssa name available).  A solution would be to have an artificial
886      use/kill for all virtual operands in EXIT node.  Unless we have
887      this, we cannot do much better than to rebuild the ssa form for
888      possibly affected virtual ssa names from scratch.  */
889
890   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
891     {
892       if (!is_gimple_reg (var) && gimple_default_def (cfun, var) != NULL_TREE)
893         mark_sym_for_renaming (var);
894     }
895 }
896
897 /* Optimizes the tailcall described by T.  If OPT_TAILCALLS is true, also
898    mark the tailcalls for the sibcall optimization.  */
899
900 static bool
901 optimize_tail_call (struct tailcall *t, bool opt_tailcalls)
902 {
903   if (t->tail_recursion)
904     {
905       eliminate_tail_call (t);
906       return true;
907     }
908
909   if (opt_tailcalls)
910     {
911       gimple stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
912
913       gimple_call_set_tail (stmt, true);
914       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
915         {
916           fprintf (dump_file, "Found tail call ");
917           print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, dump_flags);
918           fprintf (dump_file, " in bb %i\n", (gsi_bb (t->call_gsi))->index);
919         }
920     }
921
922   return false;
923 }
924
925 /* Creates a tail-call accumulator of the same type as the return type of the
926    current function.  LABEL is the name used to creating the temporary
927    variable for the accumulator.  The accumulator will be inserted in the
928    phis of a basic block BB with single predecessor with an initial value
929    INIT converted to the current function return type.  */
930
931 static tree
932 create_tailcall_accumulator (const char *label, basic_block bb, tree init)
933 {
934   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
935   tree tmp = create_tmp_reg (ret_type, label);
936   gimple phi;
937
938   add_referenced_var (tmp);
939   phi = create_phi_node (tmp, bb);
940   /* RET_TYPE can be a float when -ffast-maths is enabled.  */
941   add_phi_arg (phi, fold_convert (ret_type, init), single_pred_edge (bb),
942                UNKNOWN_LOCATION);
943   return PHI_RESULT (phi);
944 }
945
946 /* Optimizes tail calls in the function, turning the tail recursion
947    into iteration.  */
948
949 static unsigned int
950 tree_optimize_tail_calls_1 (bool opt_tailcalls)
951 {
952   edge e;
953   bool phis_constructed = false;
954   struct tailcall *tailcalls = NULL, *act, *next;
955   bool changed = false;
956   basic_block first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR);
957   tree param;
958   gimple stmt;
959   edge_iterator ei;
960
961   if (!suitable_for_tail_opt_p ())
962     return 0;
963   if (opt_tailcalls)
964     opt_tailcalls = suitable_for_tail_call_opt_p ();
965
966   FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
967     {
968       /* Only traverse the normal exits, i.e. those that end with return
969          statement.  */
970       stmt = last_stmt (e->src);
971
972       if (stmt
973           && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
974         find_tail_calls (e->src, &tailcalls);
975     }
976
977   /* Construct the phi nodes and accumulators if necessary.  */
978   a_acc = m_acc = NULL_TREE;
979   for (act = tailcalls; act; act = act->next)
980     {
981       if (!act->tail_recursion)
982         continue;
983
984       if (!phis_constructed)
985         {
986           /* Ensure that there is only one predecessor of the block
987              or if there are existing degenerate PHI nodes.  */
988           if (!single_pred_p (first)
989               || !gimple_seq_empty_p (phi_nodes (first)))
990             first = split_edge (single_succ_edge (ENTRY_BLOCK_PTR));
991
992           /* Copy the args if needed.  */
993           for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
994                param;
995                param = DECL_CHAIN (param))
996             if (arg_needs_copy_p (param))
997               {
998                 tree name = gimple_default_def (cfun, param);
999                 tree new_name = make_ssa_name (param, SSA_NAME_DEF_STMT (name));
1000                 gimple phi;
1001
1002                 set_default_def (param, new_name);
1003                 phi = create_phi_node (name, first);
1004                 SSA_NAME_DEF_STMT (name) = phi;
1005                 add_phi_arg (phi, new_name, single_pred_edge (first),
1006                              EXPR_LOCATION (param));
1007               }
1008           phis_constructed = true;
1009         }
1010
1011       if (act->add && !a_acc)
1012         a_acc = create_tailcall_accumulator ("add_acc", first,
1013                                              integer_zero_node);
1014
1015       if (act->mult && !m_acc)
1016         m_acc = create_tailcall_accumulator ("mult_acc", first,
1017                                              integer_one_node);
1018     }
1019
1020   for (; tailcalls; tailcalls = next)
1021     {
1022       next = tailcalls->next;
1023       changed |= optimize_tail_call (tailcalls, opt_tailcalls);
1024       free (tailcalls);
1025     }
1026
1027   if (a_acc || m_acc)
1028     {
1029       /* Modify the remaining return statements.  */
1030       FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
1031         {
1032           stmt = last_stmt (e->src);
1033
1034           if (stmt
1035               && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
1036             adjust_return_value (e->src, m_acc, a_acc);
1037         }
1038     }
1039
1040   if (changed)
1041     free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
1042
1043   if (phis_constructed)
1044     add_virtual_phis ();
1045   if (changed)
1046     return TODO_cleanup_cfg | TODO_update_ssa_only_virtuals;
1047   return 0;
1048 }
1049
1050 static unsigned int
1051 execute_tail_recursion (void)
1052 {
1053   return tree_optimize_tail_calls_1 (false);
1054 }
1055
1056 static bool
1057 gate_tail_calls (void)
1058 {
1059   return flag_optimize_sibling_calls != 0 && dbg_cnt (tail_call);
1060 }
1061
1062 static unsigned int
1063 execute_tail_calls (void)
1064 {
1065   return tree_optimize_tail_calls_1 (true);
1066 }
1067
1068 struct gimple_opt_pass pass_tail_recursion =
1069 {
1070  {
1071   GIMPLE_PASS,
1072   "tailr",                              /* name */
1073   gate_tail_calls,                      /* gate */
1074   execute_tail_recursion,               /* execute */
1075   NULL,                                 /* sub */
1076   NULL,                                 /* next */
1077   0,                                    /* static_pass_number */
1078   TV_NONE,                              /* tv_id */
1079   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1080   0,                                    /* properties_provided */
1081   0,                                    /* properties_destroyed */
1082   0,                                    /* todo_flags_start */
1083   TODO_dump_func | TODO_verify_ssa      /* todo_flags_finish */
1084  }
1085 };
1086
1087 struct gimple_opt_pass pass_tail_calls =
1088 {
1089  {
1090   GIMPLE_PASS,
1091   "tailc",                              /* name */
1092   gate_tail_calls,                      /* gate */
1093   execute_tail_calls,                   /* execute */
1094   NULL,                                 /* sub */
1095   NULL,                                 /* next */
1096   0,                                    /* static_pass_number */
1097   TV_NONE,                              /* tv_id */
1098   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1099   0,                                    /* properties_provided */
1100   0,                                    /* properties_destroyed */
1101   0,                                    /* todo_flags_start */
1102   TODO_dump_func | TODO_verify_ssa      /* todo_flags_finish */
1103  }
1104 };