OSDN Git Service

* tree-vrp.c (extract_range_from_binary_expr): Clean up uses
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-vrp.c
1 /* Support routines for Value Range Propagation (VRP).
2    Copyright (C) 2005 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
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
20 Boston, MA 02110-1301, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "ggc.h"
27 #include "flags.h"
28 #include "tree.h"
29 #include "basic-block.h"
30 #include "tree-flow.h"
31 #include "tree-pass.h"
32 #include "tree-dump.h"
33 #include "timevar.h"
34 #include "diagnostic.h"
35 #include "cfgloop.h"
36 #include "tree-scalar-evolution.h"
37 #include "tree-ssa-propagate.h"
38 #include "tree-chrec.h"
39
40 /* Set of SSA names found during the dominator traversal of a
41    sub-graph in find_assert_locations.  */
42 static sbitmap found_in_subgraph;
43
44 /* Loop structure of the program.  Used to analyze scalar evolutions
45    inside adjust_range_with_scev.  */
46 static struct loops *cfg_loops;
47
48 /* Local functions.  */
49 static int compare_values (tree val1, tree val2);
50
51 /* Location information for ASSERT_EXPRs.  Each instance of this
52    structure describes an ASSERT_EXPR for an SSA name.  Since a single
53    SSA name may have more than one assertion associated with it, these
54    locations are kept in a linked list attached to the corresponding
55    SSA name.  */
56 struct assert_locus_d
57 {
58   /* Basic block where the assertion would be inserted.  */
59   basic_block bb;
60
61   /* Some assertions need to be inserted on an edge (e.g., assertions
62      generated by COND_EXPRs).  In those cases, BB will be NULL.  */
63   edge e;
64
65   /* Pointer to the statement that generated this assertion.  */
66   block_stmt_iterator si;
67
68   /* Predicate code for the ASSERT_EXPR.  Must be COMPARISON_CLASS_P.  */
69   enum tree_code comp_code;
70
71   /* Value being compared against.  */
72   tree val;
73
74   /* Next node in the linked list.  */
75   struct assert_locus_d *next;
76 };
77
78 typedef struct assert_locus_d *assert_locus_t;
79
80 /* If bit I is present, it means that SSA name N_i has a list of
81    assertions that should be inserted in the IL.  */
82 static bitmap need_assert_for;
83
84 /* Array of locations lists where to insert assertions.  ASSERTS_FOR[I]
85    holds a list of ASSERT_LOCUS_T nodes that describe where
86    ASSERT_EXPRs for SSA name N_I should be inserted.  */
87 static assert_locus_t *asserts_for;
88
89 /* Set of blocks visited in find_assert_locations.  Used to avoid
90    visiting the same block more than once.  */
91 static sbitmap blocks_visited;
92
93 /* Value range array.  After propagation, VR_VALUE[I] holds the range
94    of values that SSA name N_I may take.  */
95 static value_range_t **vr_value;
96
97
98 /* Return true if ARG is marked with the nonnull attribute in the
99    current function signature.  */
100
101 static bool
102 nonnull_arg_p (tree arg)
103 {
104   tree t, attrs, fntype;
105   unsigned HOST_WIDE_INT arg_num;
106
107   gcc_assert (TREE_CODE (arg) == PARM_DECL && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (arg)));
108
109   fntype = TREE_TYPE (current_function_decl);
110   attrs = lookup_attribute ("nonnull", TYPE_ATTRIBUTES (fntype));
111
112   /* If "nonnull" wasn't specified, we know nothing about the argument.  */
113   if (attrs == NULL_TREE)
114     return false;
115
116   /* If "nonnull" applies to all the arguments, then ARG is non-null.  */
117   if (TREE_VALUE (attrs) == NULL_TREE)
118     return true;
119
120   /* Get the position number for ARG in the function signature.  */
121   for (arg_num = 1, t = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
122        t;
123        t = TREE_CHAIN (t), arg_num++)
124     {
125       if (t == arg)
126         break;
127     }
128
129   gcc_assert (t == arg);
130
131   /* Now see if ARG_NUM is mentioned in the nonnull list.  */
132   for (t = TREE_VALUE (attrs); t; t = TREE_CHAIN (t))
133     {
134       if (compare_tree_int (TREE_VALUE (t), arg_num) == 0)
135         return true;
136     }
137
138   return false;
139 }
140
141
142 /* Set value range VR to {T, MIN, MAX, EQUIV}.  */
143
144 static void
145 set_value_range (value_range_t *vr, enum value_range_type t, tree min,
146                  tree max, bitmap equiv)
147 {
148 #if defined ENABLE_CHECKING
149   /* Check the validity of the range.  */
150   if (t == VR_RANGE || t == VR_ANTI_RANGE)
151     {
152       int cmp;
153
154       gcc_assert (min && max);
155
156       if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (min)) && t == VR_ANTI_RANGE)
157         gcc_assert (min != TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (min))
158                     || max != TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (max)));
159
160       cmp = compare_values (min, max);
161       gcc_assert (cmp == 0 || cmp == -1 || cmp == -2);
162     }
163
164   if (t == VR_UNDEFINED || t == VR_VARYING)
165     gcc_assert (min == NULL_TREE && max == NULL_TREE);
166
167   if (t == VR_UNDEFINED || t == VR_VARYING)
168     gcc_assert (equiv == NULL || bitmap_empty_p (equiv));
169 #endif
170
171   vr->type = t;
172   vr->min = min;
173   vr->max = max;
174
175   /* Since updating the equivalence set involves deep copying the
176      bitmaps, only do it if absolutely necessary.  */
177   if (vr->equiv == NULL)
178     vr->equiv = BITMAP_ALLOC (NULL);
179
180   if (equiv != vr->equiv)
181     {
182       if (equiv && !bitmap_empty_p (equiv))
183         bitmap_copy (vr->equiv, equiv);
184       else
185         bitmap_clear (vr->equiv);
186     }
187 }
188
189
190 /* Copy value range FROM into value range TO.  */
191
192 static inline void
193 copy_value_range (value_range_t *to, value_range_t *from)
194 {
195   set_value_range (to, from->type, from->min, from->max, from->equiv);
196 }
197
198
199 /* Set value range VR to a non-NULL range of type TYPE.  */
200
201 static inline void
202 set_value_range_to_nonnull (value_range_t *vr, tree type)
203 {
204   tree zero = build_int_cst (type, 0);
205   set_value_range (vr, VR_ANTI_RANGE, zero, zero, vr->equiv);
206 }
207
208
209 /* Set value range VR to a NULL range of type TYPE.  */
210
211 static inline void
212 set_value_range_to_null (value_range_t *vr, tree type)
213 {
214   tree zero = build_int_cst (type, 0);
215   set_value_range (vr, VR_RANGE, zero, zero, vr->equiv);
216 }
217
218
219 /* Set value range VR to VR_VARYING.  */
220
221 static inline void
222 set_value_range_to_varying (value_range_t *vr)
223 {
224   vr->type = VR_VARYING;
225   vr->min = vr->max = NULL_TREE;
226   if (vr->equiv)
227     bitmap_clear (vr->equiv);
228 }
229
230
231 /* Set value range VR to VR_UNDEFINED.  */
232
233 static inline void
234 set_value_range_to_undefined (value_range_t *vr)
235 {
236   vr->type = VR_UNDEFINED;
237   vr->min = vr->max = NULL_TREE;
238   if (vr->equiv)
239     bitmap_clear (vr->equiv);
240 }
241
242
243 /* Return value range information for VAR.  Create an empty range
244    if none existed.  */
245
246 static value_range_t *
247 get_value_range (tree var)
248 {
249   value_range_t *vr;
250   tree sym;
251   unsigned ver = SSA_NAME_VERSION (var);
252
253   vr = vr_value[ver];
254   if (vr)
255     return vr;
256
257   /* Create a default value range.  */
258   vr_value[ver] = vr = xmalloc (sizeof (*vr));
259   memset (vr, 0, sizeof (*vr));
260
261   /* Allocate an equivalence set.  */
262   vr->equiv = BITMAP_ALLOC (NULL);
263
264   /* If VAR is a default definition, the variable can take any value
265      in VAR's type.  */
266   sym = SSA_NAME_VAR (var);
267   if (var == default_def (sym))
268     {
269       /* Try to use the "nonnull" attribute to create ~[0, 0]
270          anti-ranges for pointers.  Note that this is only valid with
271          default definitions of PARM_DECLs.  */
272       if (TREE_CODE (sym) == PARM_DECL
273           && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (sym))
274           && nonnull_arg_p (sym))
275         set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (sym));
276       else
277         set_value_range_to_varying (vr);
278     }
279
280   return vr;
281 }
282
283
284 /* Update the value range and equivalence set for variable VAR to
285    NEW_VR.  Return true if NEW_VR is different from VAR's previous
286    value.
287
288    NOTE: This function assumes that NEW_VR is a temporary value range
289    object created for the sole purpose of updating VAR's range.  The
290    storage used by the equivalence set from NEW_VR will be freed by
291    this function.  Do not call update_value_range when NEW_VR
292    is the range object associated with another SSA name.  */
293
294 static inline bool
295 update_value_range (tree var, value_range_t *new_vr)
296 {
297   value_range_t *old_vr;
298   bool is_new;
299
300   /* Update the value range, if necessary.  */
301   old_vr = get_value_range (var);
302   is_new = old_vr->type != new_vr->type
303            || old_vr->min != new_vr->min
304            || old_vr->max != new_vr->max
305            || (old_vr->equiv == NULL && new_vr->equiv)
306            || (old_vr->equiv && new_vr->equiv == NULL)
307            || (!bitmap_equal_p (old_vr->equiv, new_vr->equiv));
308
309   if (is_new)
310     set_value_range (old_vr, new_vr->type, new_vr->min, new_vr->max,
311                      new_vr->equiv);
312
313   BITMAP_FREE (new_vr->equiv);
314   new_vr->equiv = NULL;
315
316   return is_new;
317 }
318
319
320 /* Add VAR and VAR's equivalence set to EQUIV.  */
321
322 static void
323 add_equivalence (bitmap equiv, tree var)
324 {
325   unsigned ver = SSA_NAME_VERSION (var);
326   value_range_t *vr = vr_value[ver];
327
328   bitmap_set_bit (equiv, ver);
329   if (vr && vr->equiv)
330     bitmap_ior_into (equiv, vr->equiv);
331 }
332
333
334 /* Return true if VR is ~[0, 0].  */
335
336 static inline bool
337 range_is_nonnull (value_range_t *vr)
338 {
339   return vr->type == VR_ANTI_RANGE
340          && integer_zerop (vr->min)
341          && integer_zerop (vr->max);
342 }
343
344
345 /* Return true if VR is [0, 0].  */
346
347 static inline bool
348 range_is_null (value_range_t *vr)
349 {
350   return vr->type == VR_RANGE
351          && integer_zerop (vr->min)
352          && integer_zerop (vr->max);
353 }
354
355
356 /* Return true if value range VR involves at least one symbol.  */
357
358 static inline bool
359 symbolic_range_p (value_range_t *vr)
360 {
361   return (!is_gimple_min_invariant (vr->min)
362           || !is_gimple_min_invariant (vr->max));
363 }
364
365
366 /* Like tree_expr_nonzero_p, but this function uses value ranges
367    obtained so far.  */
368
369 static bool
370 vrp_expr_computes_nonzero (tree expr)
371 {
372   if (tree_expr_nonzero_p (expr))
373     return true;
374
375   /* If we have an expression of the form &X->a, then the expression
376      is nonnull if X is nonnull.  */
377   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
378     {
379       tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (expr, 0));
380
381       if (base != NULL_TREE
382           && TREE_CODE (base) == INDIRECT_REF
383           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (base, 0)) == SSA_NAME)
384         {
385           value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (base, 0));
386           if (range_is_nonnull (vr))
387             return true;
388         }
389     }
390
391   return false;
392 }
393
394
395 /* Compare two values VAL1 and VAL2.  Return
396    
397         -2 if VAL1 and VAL2 cannot be compared at compile-time,
398         -1 if VAL1 < VAL2,
399          0 if VAL1 == VAL2,
400         +1 if VAL1 > VAL2, and
401         +2 if VAL1 != VAL2
402
403    This is similar to tree_int_cst_compare but supports pointer values
404    and values that cannot be compared at compile time.  */
405
406 static int
407 compare_values (tree val1, tree val2)
408 {
409   if (val1 == val2)
410     return 0;
411
412   /* Below we rely on the fact that VAL1 and VAL2 are both pointers or
413      both integers.  */
414   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val1))
415               == POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val2)));
416
417   /* Do some limited symbolic comparisons.  */
418   if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val1)))
419     {
420       /* We can determine some comparisons against +INF and -INF even
421          if the other value is an expression.  */
422       if (val1 == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (val1))
423           && TREE_CODE (val2) == MINUS_EXPR)
424         {
425           /* +INF > NAME - CST.  */
426           return 1;
427         }
428       else if (val1 == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (val1))
429                && TREE_CODE (val2) == PLUS_EXPR)
430         {
431           /* -INF < NAME + CST.  */
432           return -1;
433         }
434       else if (TREE_CODE (val1) == MINUS_EXPR
435                && val2 == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (val2)))
436         {
437           /* NAME - CST < +INF.  */
438           return -1;
439         }
440       else if (TREE_CODE (val1) == PLUS_EXPR
441                && val2 == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (val2)))
442         {
443           /* NAME + CST > -INF.  */
444           return 1;
445         }
446     }
447
448   if ((TREE_CODE (val1) == SSA_NAME
449        || TREE_CODE (val1) == PLUS_EXPR
450        || TREE_CODE (val1) == MINUS_EXPR)
451       && (TREE_CODE (val2) == SSA_NAME
452           || TREE_CODE (val2) == PLUS_EXPR
453           || TREE_CODE (val2) == MINUS_EXPR))
454     {
455       tree n1, c1, n2, c2;
456   
457       /* If VAL1 and VAL2 are of the form 'NAME [+-] CST' or 'NAME',
458          return -1 or +1 accordingly.  If VAL1 and VAL2 don't use the
459          same name, return -2.  */
460       if (TREE_CODE (val1) == SSA_NAME)
461         {
462           n1 = val1;
463           c1 = NULL_TREE;
464         }
465       else
466         {
467           n1 = TREE_OPERAND (val1, 0);
468           c1 = TREE_OPERAND (val1, 1);
469         }
470
471       if (TREE_CODE (val2) == SSA_NAME)
472         {
473           n2 = val2;
474           c2 = NULL_TREE;
475         }
476       else
477         {
478           n2 = TREE_OPERAND (val2, 0);
479           c2 = TREE_OPERAND (val2, 1);
480         }
481
482       /* Both values must use the same name.  */
483       if (n1 != n2)
484         return -2;
485
486       if (TREE_CODE (val1) == SSA_NAME)
487         {
488           if (TREE_CODE (val2) == SSA_NAME)
489             /* NAME == NAME  */
490             return 0;
491           else if (TREE_CODE (val2) == PLUS_EXPR)
492             /* NAME < NAME + CST  */
493             return -1;
494           else if (TREE_CODE (val2) == MINUS_EXPR)
495             /* NAME > NAME - CST  */
496             return 1;
497         }
498       else if (TREE_CODE (val1) == PLUS_EXPR)
499         {
500           if (TREE_CODE (val2) == SSA_NAME)
501             /* NAME + CST > NAME  */
502             return 1;
503           else if (TREE_CODE (val2) == PLUS_EXPR)
504             /* NAME + CST1 > NAME + CST2, if CST1 > CST2  */
505             return compare_values (c1, c2);
506           else if (TREE_CODE (val2) == MINUS_EXPR)
507             /* NAME + CST1 > NAME - CST2  */
508             return 1;
509         }
510       else if (TREE_CODE (val1) == MINUS_EXPR)
511         {
512           if (TREE_CODE (val2) == SSA_NAME)
513             /* NAME - CST < NAME  */
514             return -1;
515           else if (TREE_CODE (val2) == PLUS_EXPR)
516             /* NAME - CST1 < NAME + CST2  */
517             return -1;
518           else if (TREE_CODE (val2) == MINUS_EXPR)
519             /* NAME - CST1 > NAME - CST2, if CST1 < CST2.  Notice that
520                C1 and C2 are swapped in the call to compare_values.  */
521             return compare_values (c2, c1);
522         }
523
524       gcc_unreachable ();
525     }
526
527   /* We cannot compare non-constants.  */
528   if (!is_gimple_min_invariant (val1) || !is_gimple_min_invariant (val2))
529     return -2;
530
531   if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val1)))
532     {
533       /* We cannot compare overflowed values.  */
534       if (TREE_OVERFLOW (val1) || TREE_OVERFLOW (val2))
535         return -2;
536
537       return tree_int_cst_compare (val1, val2);
538     }
539   else
540     {
541       tree t;
542
543       /* First see if VAL1 and VAL2 are not the same.  */
544       if (val1 == val2 || operand_equal_p (val1, val2, 0))
545         return 0;
546       
547       /* If VAL1 is a lower address than VAL2, return -1.  */
548       t = fold_binary (LT_EXPR, boolean_type_node, val1, val2);
549       if (t == boolean_true_node)
550         return -1;
551
552       /* If VAL1 is a higher address than VAL2, return +1.  */
553       t = fold_binary (GT_EXPR, boolean_type_node, val1, val2);
554       if (t == boolean_true_node)
555         return 1;
556
557       /* If VAL1 is different than VAL2, return +2.  */
558       t = fold_binary (NE_EXPR, boolean_type_node, val1, val2);
559       if (t == boolean_true_node)
560         return 2;
561
562       return -2;
563     }
564 }
565
566
567 /* Return 1 if VAL is inside value range VR (VR->MIN <= VAL <= VR->MAX),
568           0 if VAL is not inside VR,
569          -2 if we cannot tell either way.
570
571    FIXME, the current semantics of this functions are a bit quirky
572           when taken in the context of VRP.  In here we do not care
573           about VR's type.  If VR is the anti-range ~[3, 5] the call
574           value_inside_range (4, VR) will return 1.
575
576           This is counter-intuitive in a strict sense, but the callers
577           currently expect this.  They are calling the function
578           merely to determine whether VR->MIN <= VAL <= VR->MAX.  The
579           callers are applying the VR_RANGE/VR_ANTI_RANGE semantics
580           themselves.
581
582           This also applies to value_ranges_intersect_p and
583           range_includes_zero_p.  The semantics of VR_RANGE and
584           VR_ANTI_RANGE should be encoded here, but that also means
585           adapting the users of these functions to the new semantics.  */
586
587 static inline int
588 value_inside_range (tree val, value_range_t *vr)
589 {
590   int cmp1, cmp2;
591
592   cmp1 = compare_values (val, vr->min);
593   if (cmp1 == -2 || cmp1 == 2)
594     return -2;
595
596   cmp2 = compare_values (val, vr->max);
597   if (cmp2 == -2 || cmp2 == 2)
598     return -2;
599
600   return (cmp1 == 0 || cmp1 == 1) && (cmp2 == -1 || cmp2 == 0);
601 }
602
603
604 /* Return true if value ranges VR0 and VR1 have a non-empty
605    intersection.  */
606
607 static inline bool
608 value_ranges_intersect_p (value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
609 {
610   return (value_inside_range (vr1->min, vr0) == 1
611           || value_inside_range (vr1->max, vr0) == 1
612           || value_inside_range (vr0->min, vr1) == 1
613           || value_inside_range (vr0->max, vr1) == 1);
614 }
615
616
617 /* Return true if VR includes the value zero, false otherwise.  FIXME,
618    currently this will return false for an anti-range like ~[-4, 3].
619    This will be wrong when the semantics of value_inside_range are
620    modified (currently the users of this function expect these
621    semantics).  */
622
623 static inline bool
624 range_includes_zero_p (value_range_t *vr)
625 {
626   tree zero;
627
628   gcc_assert (vr->type != VR_UNDEFINED
629               && vr->type != VR_VARYING
630               && !symbolic_range_p (vr));
631
632   zero = build_int_cst (TREE_TYPE (vr->min), 0);
633   return (value_inside_range (zero, vr) == 1);
634 }
635
636
637 /* When extracting ranges from X_i = ASSERT_EXPR <Y_j, pred>, we will
638    initially consider X_i and Y_j equivalent, so the equivalence set
639    of Y_j is added to the equivalence set of X_i.  However, it is
640    possible to have a chain of ASSERT_EXPRs whose predicates are
641    actually incompatible.  This is usually the result of nesting of
642    contradictory if-then-else statements.  For instance, in PR 24670:
643
644         count_4 has range [-INF, 63]
645
646         if (count_4 != 0)
647           {
648             count_19 = ASSERT_EXPR <count_4, count_4 != 0>
649             if (count_19 > 63)
650               {
651                 count_18 = ASSERT_EXPR <count_19, count_19 > 63>
652                 if (count_18 <= 63)
653                   ...
654               }
655           }
656
657    Notice that 'if (count_19 > 63)' is trivially false and will be
658    folded out at the end.  However, during propagation, the flowgraph
659    is not cleaned up and so, VRP will evaluate predicates more
660    predicates than necessary, so it must support these
661    inconsistencies.  The problem here is that because of the chaining
662    of ASSERT_EXPRs, the equivalency set for count_18 includes count_4.
663    Since count_4 has an incompatible range, we ICE when evaluating the
664    ranges in the equivalency set.  So, we need to remove count_4 from
665    it.  */
666
667 static void
668 fix_equivalence_set (value_range_t *vr_p)
669 {
670   bitmap_iterator bi;
671   unsigned i;
672   bitmap e = vr_p->equiv;
673   bitmap to_remove = BITMAP_ALLOC (NULL);
674
675   /* Only detect inconsistencies on numeric ranges.  */
676   if (vr_p->type == VR_VARYING
677       || vr_p->type == VR_UNDEFINED
678       || symbolic_range_p (vr_p))
679     return;
680
681   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e, 0, i, bi)
682     {
683       value_range_t *equiv_vr = vr_value[i];
684
685       if (equiv_vr->type == VR_VARYING
686           || equiv_vr->type == VR_UNDEFINED
687           || symbolic_range_p (equiv_vr))
688         continue;
689
690       if (equiv_vr->type == VR_RANGE
691           && vr_p->type == VR_RANGE
692           && !value_ranges_intersect_p (vr_p, equiv_vr))
693         bitmap_set_bit (to_remove, i);
694       else if ((equiv_vr->type == VR_RANGE && vr_p->type == VR_ANTI_RANGE)
695                || (equiv_vr->type == VR_ANTI_RANGE && vr_p->type == VR_RANGE))
696         {
697           /* A range and an anti-range have an empty intersection if
698              their end points are the same.  FIXME,
699              value_ranges_intersect_p should handle this
700              automatically.  */
701           if (compare_values (equiv_vr->min, vr_p->min) == 0
702               && compare_values (equiv_vr->max, vr_p->max) == 0)
703             bitmap_set_bit (to_remove, i);
704         }
705     }
706
707   bitmap_and_compl_into (vr_p->equiv, to_remove);
708   BITMAP_FREE (to_remove);
709 }
710
711
712 /* Extract value range information from an ASSERT_EXPR EXPR and store
713    it in *VR_P.  */
714
715 static void
716 extract_range_from_assert (value_range_t *vr_p, tree expr)
717 {
718   tree var, cond, limit, min, max, type;
719   value_range_t *var_vr, *limit_vr;
720   enum tree_code cond_code;
721
722   var = ASSERT_EXPR_VAR (expr);
723   cond = ASSERT_EXPR_COND (expr);
724
725   gcc_assert (COMPARISON_CLASS_P (cond));
726
727   /* Find VAR in the ASSERT_EXPR conditional.  */
728   if (var == TREE_OPERAND (cond, 0))
729     {
730       /* If the predicate is of the form VAR COMP LIMIT, then we just
731          take LIMIT from the RHS and use the same comparison code.  */
732       limit = TREE_OPERAND (cond, 1);
733       cond_code = TREE_CODE (cond);
734     }
735   else
736     {
737       /* If the predicate is of the form LIMIT COMP VAR, then we need
738          to flip around the comparison code to create the proper range
739          for VAR.  */
740       limit = TREE_OPERAND (cond, 0);
741       cond_code = swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond));
742     }
743
744   type = TREE_TYPE (limit);
745   gcc_assert (limit != var);
746
747   /* For pointer arithmetic, we only keep track of pointer equality
748      and inequality.  */
749   if (POINTER_TYPE_P (type) && cond_code != NE_EXPR && cond_code != EQ_EXPR)
750     {
751       set_value_range_to_varying (vr_p);
752       return;
753     }
754
755   /* If LIMIT is another SSA name and LIMIT has a range of its own,
756      try to use LIMIT's range to avoid creating symbolic ranges
757      unnecessarily. */
758   limit_vr = (TREE_CODE (limit) == SSA_NAME) ? get_value_range (limit) : NULL;
759
760   /* LIMIT's range is only interesting if it has any useful information.  */
761   if (limit_vr
762       && (limit_vr->type == VR_UNDEFINED
763           || limit_vr->type == VR_VARYING
764           || symbolic_range_p (limit_vr)))
765     limit_vr = NULL;
766
767   /* Special handling for integral types with super-types.  Some FEs
768      construct integral types derived from other types and restrict
769      the range of values these new types may take.
770
771      It may happen that LIMIT is actually smaller than TYPE's minimum
772      value.  For instance, the Ada FE is generating code like this
773      during bootstrap:
774
775             D.1480_32 = nam_30 - 300000361;
776             if (D.1480_32 <= 1) goto <L112>; else goto <L52>;
777             <L112>:;
778             D.1480_94 = ASSERT_EXPR <D.1480_32, D.1480_32 <= 1>;
779
780      All the names are of type types__name_id___XDLU_300000000__399999999
781      which has min == 300000000 and max == 399999999.  This means that
782      the ASSERT_EXPR would try to create the range [3000000, 1] which
783      is invalid.
784
785      The fact that the type specifies MIN and MAX values does not
786      automatically mean that every variable of that type will always
787      be within that range, so the predicate may well be true at run
788      time.  If we had symbolic -INF and +INF values, we could
789      represent this range, but we currently represent -INF and +INF
790      using the type's min and max values.
791          
792      So, the only sensible thing we can do for now is set the
793      resulting range to VR_VARYING.  TODO, would having symbolic -INF
794      and +INF values be worth the trouble?  */
795   if (TREE_CODE (limit) != SSA_NAME
796       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
797       && TREE_TYPE (type))
798     {
799       if (cond_code == LE_EXPR || cond_code == LT_EXPR)
800         {
801           tree type_min = TYPE_MIN_VALUE (type);
802           int cmp = compare_values (limit, type_min);
803
804           /* For < or <= comparisons, if LIMIT is smaller than
805              TYPE_MIN, set the range to VR_VARYING.  */
806           if (cmp == -1 || cmp == 0)
807             {
808               set_value_range_to_varying (vr_p);
809               return;
810             }
811         }
812       else if (cond_code == GE_EXPR || cond_code == GT_EXPR)
813         {
814           tree type_max = TYPE_MIN_VALUE (type);
815           int cmp = compare_values (limit, type_max);
816
817           /* For > or >= comparisons, if LIMIT is bigger than
818              TYPE_MAX, set the range to VR_VARYING.  */
819           if (cmp == 1 || cmp == 0)
820             {
821               set_value_range_to_varying (vr_p);
822               return;
823             }
824         }
825     }
826
827   /* Initially, the new range has the same set of equivalences of
828      VAR's range.  This will be revised before returning the final
829      value.  Since assertions may be chained via mutually exclusive
830      predicates, we will need to trim the set of equivalences before
831      we are done.  */
832   gcc_assert (vr_p->equiv == NULL);
833   vr_p->equiv = BITMAP_ALLOC (NULL);
834   add_equivalence (vr_p->equiv, var);
835
836   /* Extract a new range based on the asserted comparison for VAR and
837      LIMIT's value range.  Notice that if LIMIT has an anti-range, we
838      will only use it for equality comparisons (EQ_EXPR).  For any
839      other kind of assertion, we cannot derive a range from LIMIT's
840      anti-range that can be used to describe the new range.  For
841      instance, ASSERT_EXPR <x_2, x_2 <= b_4>.  If b_4 is ~[2, 10],
842      then b_4 takes on the ranges [-INF, 1] and [11, +INF].  There is
843      no single range for x_2 that could describe LE_EXPR, so we might
844      as well build the range [b_4, +INF] for it.  */
845   if (cond_code == EQ_EXPR)
846     {
847       enum value_range_type range_type;
848
849       if (limit_vr)
850         {
851           range_type = limit_vr->type;
852           min = limit_vr->min;
853           max = limit_vr->max;
854         }
855       else
856         {
857           range_type = VR_RANGE;
858           min = limit;
859           max = limit;
860         }
861
862       set_value_range (vr_p, range_type, min, max, vr_p->equiv);
863
864       /* When asserting the equality VAR == LIMIT and LIMIT is another
865          SSA name, the new range will also inherit the equivalence set
866          from LIMIT.  */
867       if (TREE_CODE (limit) == SSA_NAME)
868         add_equivalence (vr_p->equiv, limit);
869     }
870   else if (cond_code == NE_EXPR)
871     {
872       /* As described above, when LIMIT's range is an anti-range and
873          this assertion is an inequality (NE_EXPR), then we cannot
874          derive anything from the anti-range.  For instance, if
875          LIMIT's range was ~[0, 0], the assertion 'VAR != LIMIT' does
876          not imply that VAR's range is [0, 0].  So, in the case of
877          anti-ranges, we just assert the inequality using LIMIT and
878          not its anti-range.
879
880          If LIMIT_VR is a range, we can only use it to build a new
881          anti-range if LIMIT_VR is a single-valued range.  For
882          instance, if LIMIT_VR is [0, 1], the predicate
883          VAR != [0, 1] does not mean that VAR's range is ~[0, 1].
884          Rather, it means that for value 0 VAR should be ~[0, 0]
885          and for value 1, VAR should be ~[1, 1].  We cannot
886          represent these ranges.
887
888          The only situation in which we can build a valid
889          anti-range is when LIMIT_VR is a single-valued range
890          (i.e., LIMIT_VR->MIN == LIMIT_VR->MAX).  In that case, 
891          build the anti-range ~[LIMIT_VR->MIN, LIMIT_VR->MAX].  */
892       if (limit_vr
893           && limit_vr->type == VR_RANGE
894           && compare_values (limit_vr->min, limit_vr->max) == 0)
895         {
896           min = limit_vr->min;
897           max = limit_vr->max;
898         }
899       else
900         {
901           /* In any other case, we cannot use LIMIT's range to build a
902              valid anti-range.  */
903           min = max = limit;
904         }
905
906       /* If MIN and MAX cover the whole range for their type, then
907          just use the original LIMIT.  */
908       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
909           && min == TYPE_MIN_VALUE (type)
910           && max == TYPE_MAX_VALUE (type))
911         min = max = limit;
912
913       set_value_range (vr_p, VR_ANTI_RANGE, min, max, vr_p->equiv);
914     }
915   else if (cond_code == LE_EXPR || cond_code == LT_EXPR)
916     {
917       min = TYPE_MIN_VALUE (type);
918
919       if (limit_vr == NULL || limit_vr->type == VR_ANTI_RANGE)
920         max = limit;
921       else
922         {
923           /* If LIMIT_VR is of the form [N1, N2], we need to build the
924              range [MIN, N2] for LE_EXPR and [MIN, N2 - 1] for
925              LT_EXPR.  */
926           max = limit_vr->max;
927         }
928
929       /* For LT_EXPR, we create the range [MIN, MAX - 1].  */
930       if (cond_code == LT_EXPR)
931         {
932           tree one = build_int_cst (type, 1);
933           max = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, max, one);
934         }
935
936       set_value_range (vr_p, VR_RANGE, min, max, vr_p->equiv);
937     }
938   else if (cond_code == GE_EXPR || cond_code == GT_EXPR)
939     {
940       max = TYPE_MAX_VALUE (type);
941
942       if (limit_vr == NULL || limit_vr->type == VR_ANTI_RANGE)
943         min = limit;
944       else
945         {
946           /* If LIMIT_VR is of the form [N1, N2], we need to build the
947              range [N1, MAX] for GE_EXPR and [N1 + 1, MAX] for
948              GT_EXPR.  */
949           min = limit_vr->min;
950         }
951
952       /* For GT_EXPR, we create the range [MIN + 1, MAX].  */
953       if (cond_code == GT_EXPR)
954         {
955           tree one = build_int_cst (type, 1);
956           min = fold_build2 (PLUS_EXPR, type, min, one);
957         }
958
959       set_value_range (vr_p, VR_RANGE, min, max, vr_p->equiv);
960     }
961   else
962     gcc_unreachable ();
963
964   /* If VAR already had a known range, it may happen that the new
965      range we have computed and VAR's range are not compatible.  For
966      instance,
967
968         if (p_5 == NULL)
969           p_6 = ASSERT_EXPR <p_5, p_5 == NULL>;
970           x_7 = p_6->fld;
971           p_8 = ASSERT_EXPR <p_6, p_6 != NULL>;
972
973      While the above comes from a faulty program, it will cause an ICE
974      later because p_8 and p_6 will have incompatible ranges and at
975      the same time will be considered equivalent.  A similar situation
976      would arise from
977
978         if (i_5 > 10)
979           i_6 = ASSERT_EXPR <i_5, i_5 > 10>;
980           if (i_5 < 5)
981             i_7 = ASSERT_EXPR <i_6, i_6 < 5>;
982
983      Again i_6 and i_7 will have incompatible ranges.  It would be
984      pointless to try and do anything with i_7's range because
985      anything dominated by 'if (i_5 < 5)' will be optimized away.
986      Note, due to the wa in which simulation proceeds, the statement
987      i_7 = ASSERT_EXPR <...> we would never be visited because the
988      conditional 'if (i_5 < 5)' always evaluates to false.  However,
989      this extra check does not hurt and may protect against future
990      changes to VRP that may get into a situation similar to the
991      NULL pointer dereference example.
992
993      Note that these compatibility tests are only needed when dealing
994      with ranges or a mix of range and anti-range.  If VAR_VR and VR_P
995      are both anti-ranges, they will always be compatible, because two
996      anti-ranges will always have a non-empty intersection.  */
997
998   var_vr = get_value_range (var);
999
1000   /* We may need to make adjustments when VR_P and VAR_VR are numeric
1001      ranges or anti-ranges.  */
1002   if (vr_p->type == VR_VARYING
1003       || vr_p->type == VR_UNDEFINED
1004       || var_vr->type == VR_VARYING
1005       || var_vr->type == VR_UNDEFINED
1006       || symbolic_range_p (vr_p)
1007       || symbolic_range_p (var_vr))
1008     goto done;
1009
1010   if (var_vr->type == VR_RANGE && vr_p->type == VR_RANGE)
1011     {
1012       /* If the two ranges have a non-empty intersection, we can
1013          refine the resulting range.  Since the assert expression
1014          creates an equivalency and at the same time it asserts a
1015          predicate, we can take the intersection of the two ranges to
1016          get better precision.  */
1017       if (value_ranges_intersect_p (var_vr, vr_p))
1018         {
1019           /* Use the larger of the two minimums.  */
1020           if (compare_values (vr_p->min, var_vr->min) == -1)
1021             min = var_vr->min;
1022           else
1023             min = vr_p->min;
1024
1025           /* Use the smaller of the two maximums.  */
1026           if (compare_values (vr_p->max, var_vr->max) == 1)
1027             max = var_vr->max;
1028           else
1029             max = vr_p->max;
1030
1031           set_value_range (vr_p, vr_p->type, min, max, vr_p->equiv);
1032         }
1033       else
1034         {
1035           /* The two ranges do not intersect, set the new range to
1036              VARYING, because we will not be able to do anything
1037              meaningful with it.  */
1038           set_value_range_to_varying (vr_p);
1039         }
1040     }
1041   else if ((var_vr->type == VR_RANGE && vr_p->type == VR_ANTI_RANGE)
1042            || (var_vr->type == VR_ANTI_RANGE && vr_p->type == VR_RANGE))
1043     {
1044       /* A range and an anti-range will cancel each other only if
1045          their ends are the same.  For instance, in the example above,
1046          p_8's range ~[0, 0] and p_6's range [0, 0] are incompatible,
1047          so VR_P should be set to VR_VARYING.  */
1048       if (compare_values (var_vr->min, vr_p->min) == 0
1049           && compare_values (var_vr->max, vr_p->max) == 0)
1050         set_value_range_to_varying (vr_p);
1051     }
1052
1053   /* Remove names from the equivalence set that have ranges
1054      incompatible with VR_P.  */
1055 done:
1056   fix_equivalence_set (vr_p);
1057 }
1058
1059
1060 /* Extract range information from SSA name VAR and store it in VR.  If
1061    VAR has an interesting range, use it.  Otherwise, create the
1062    range [VAR, VAR] and return it.  This is useful in situations where
1063    we may have conditionals testing values of VARYING names.  For
1064    instance,
1065
1066         x_3 = y_5;
1067         if (x_3 > y_5)
1068           ...
1069
1070     Even if y_5 is deemed VARYING, we can determine that x_3 > y_5 is
1071     always false.  */
1072
1073 static void
1074 extract_range_from_ssa_name (value_range_t *vr, tree var)
1075 {
1076   value_range_t *var_vr = get_value_range (var);
1077
1078   if (var_vr->type != VR_UNDEFINED && var_vr->type != VR_VARYING)
1079     copy_value_range (vr, var_vr);
1080   else
1081     set_value_range (vr, VR_RANGE, var, var, NULL);
1082
1083   add_equivalence (vr->equiv, var);
1084 }
1085
1086
1087 /* Wrapper around int_const_binop.  If the operation overflows and we
1088    are not using wrapping arithmetic, then adjust the result to be
1089    -INF or +INF depending on CODE, VAL1 and VAL2.  */
1090
1091 static inline tree
1092 vrp_int_const_binop (enum tree_code code, tree val1, tree val2)
1093 {
1094   tree res;
1095
1096   if (flag_wrapv)
1097     return int_const_binop (code, val1, val2, 0);
1098
1099   /* If we are not using wrapping arithmetic, operate symbolically
1100      on -INF and +INF.  */
1101   res = int_const_binop (code, val1, val2, 0);
1102
1103   if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (val1)))
1104     {
1105       int checkz = compare_values (res, val1);
1106
1107       /* Ensure that res = val1 + val2 >= val1
1108          or that res = val1 - val2 <= val1.  */
1109       if ((code == PLUS_EXPR && !(checkz == 1 || checkz == 0))
1110           || (code == MINUS_EXPR && !(checkz == 0 || checkz == -1)))
1111         {
1112           res = copy_node (res);
1113           TREE_OVERFLOW (res) = 1;
1114         }
1115     }
1116   /* If the operation overflowed but neither VAL1 nor VAL2 are
1117      overflown, return -INF or +INF depending on the operation
1118      and the combination of signs of the operands.  */
1119   else if (TREE_OVERFLOW (res)
1120            && !TREE_OVERFLOW (val1)
1121            && !TREE_OVERFLOW (val2))
1122     {
1123       int sgn1 = tree_int_cst_sgn (val1);
1124       int sgn2 = tree_int_cst_sgn (val2);
1125
1126       /* Notice that we only need to handle the restricted set of
1127          operations handled by extract_range_from_binary_expr.
1128          Among them, only multiplication, addition and subtraction
1129          can yield overflow without overflown operands because we
1130          are working with integral types only... except in the
1131          case VAL1 = -INF and VAL2 = -1 which overflows to +INF
1132          for division too.  */
1133
1134       /* For multiplication, the sign of the overflow is given
1135          by the comparison of the signs of the operands.  */
1136       if ((code == MULT_EXPR && sgn1 == sgn2)
1137           /* For addition, the operands must be of the same sign
1138              to yield an overflow.  Its sign is therefore that
1139              of one of the operands, for example the first.  */
1140           || (code == PLUS_EXPR && sgn1 > 0)
1141           /* For subtraction, the operands must be of different
1142              signs to yield an overflow.  Its sign is therefore
1143              that of the first operand or the opposite of that
1144              of the second operand.  A first operand of 0 counts
1145              as positive here, for the corner case 0 - (-INF),
1146              which overflows, but must yield +INF.  */
1147           || (code == MINUS_EXPR && sgn1 >= 0)
1148           /* For division, the only case is -INF / -1 = +INF.  */
1149           || code == TRUNC_DIV_EXPR
1150           || code == FLOOR_DIV_EXPR
1151           || code == CEIL_DIV_EXPR
1152           || code == EXACT_DIV_EXPR
1153           || code == ROUND_DIV_EXPR)
1154         return TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (res));
1155       else
1156         return TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (res));
1157     }
1158
1159   return res;
1160 }
1161
1162
1163 /* Extract range information from a binary expression EXPR based on
1164    the ranges of each of its operands and the expression code.  */
1165
1166 static void
1167 extract_range_from_binary_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1168 {
1169   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1170   enum value_range_type type;
1171   tree op0, op1, min, max;
1172   int cmp;
1173   value_range_t vr0 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1174   value_range_t vr1 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1175
1176   /* Not all binary expressions can be applied to ranges in a
1177      meaningful way.  Handle only arithmetic operations.  */
1178   if (code != PLUS_EXPR
1179       && code != MINUS_EXPR
1180       && code != MULT_EXPR
1181       && code != TRUNC_DIV_EXPR
1182       && code != FLOOR_DIV_EXPR
1183       && code != CEIL_DIV_EXPR
1184       && code != EXACT_DIV_EXPR
1185       && code != ROUND_DIV_EXPR
1186       && code != MIN_EXPR
1187       && code != MAX_EXPR
1188       && code != BIT_AND_EXPR
1189       && code != TRUTH_ANDIF_EXPR
1190       && code != TRUTH_ORIF_EXPR
1191       && code != TRUTH_AND_EXPR
1192       && code != TRUTH_OR_EXPR
1193       && code != TRUTH_XOR_EXPR)
1194     {
1195       set_value_range_to_varying (vr);
1196       return;
1197     }
1198
1199   /* Get value ranges for each operand.  For constant operands, create
1200      a new value range with the operand to simplify processing.  */
1201   op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1202   if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1203     vr0 = *(get_value_range (op0));
1204   else if (is_gimple_min_invariant (op0))
1205     set_value_range (&vr0, VR_RANGE, op0, op0, NULL);
1206   else
1207     set_value_range_to_varying (&vr0);
1208
1209   op1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1210   if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
1211     vr1 = *(get_value_range (op1));
1212   else if (is_gimple_min_invariant (op1))
1213     set_value_range (&vr1, VR_RANGE, op1, op1, NULL);
1214   else
1215     set_value_range_to_varying (&vr1);
1216
1217   /* If either range is UNDEFINED, so is the result.  */
1218   if (vr0.type == VR_UNDEFINED || vr1.type == VR_UNDEFINED)
1219     {
1220       set_value_range_to_undefined (vr);
1221       return;
1222     }
1223
1224   /* The type of the resulting value range defaults to VR0.TYPE.  */
1225   type = vr0.type;
1226
1227   /* Refuse to operate on VARYING ranges, ranges of different kinds
1228      and symbolic ranges.  As an exception, we allow BIT_AND_EXPR
1229      because we may be able to derive a useful range even if one of
1230      the operands is VR_VARYING or symbolic range.  TODO, we may be
1231      able to derive anti-ranges in some cases.  */
1232   if (code != BIT_AND_EXPR
1233       && (vr0.type == VR_VARYING
1234           || vr1.type == VR_VARYING
1235           || vr0.type != vr1.type
1236           || symbolic_range_p (&vr0)
1237           || symbolic_range_p (&vr1)))
1238     {
1239       set_value_range_to_varying (vr);
1240       return;
1241     }
1242
1243   /* Now evaluate the expression to determine the new range.  */
1244   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr))
1245       || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1246       || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1)))
1247     {
1248       /* For pointer types, we are really only interested in asserting
1249          whether the expression evaluates to non-NULL.  FIXME, we used
1250          to gcc_assert (code == PLUS_EXPR || code == MINUS_EXPR), but
1251          ivopts is generating expressions with pointer multiplication
1252          in them.  */
1253       if (code == PLUS_EXPR)
1254         {
1255           if (range_is_nonnull (&vr0) || range_is_nonnull (&vr1))
1256             set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1257           else if (range_is_null (&vr0) && range_is_null (&vr1))
1258             set_value_range_to_null (vr, TREE_TYPE (expr));
1259           else
1260             set_value_range_to_varying (vr);
1261         }
1262       else
1263         {
1264           /* Subtracting from a pointer, may yield 0, so just drop the
1265              resulting range to varying.  */
1266           set_value_range_to_varying (vr);
1267         }
1268
1269       return;
1270     }
1271
1272   /* For integer ranges, apply the operation to each end of the
1273      range and see what we end up with.  */
1274   if (code == TRUTH_ANDIF_EXPR
1275       || code == TRUTH_ORIF_EXPR
1276       || code == TRUTH_AND_EXPR
1277       || code == TRUTH_OR_EXPR
1278       || code == TRUTH_XOR_EXPR)
1279     {
1280       /* Boolean expressions cannot be folded with int_const_binop.  */
1281       min = fold_binary (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min, vr1.min);
1282       max = fold_binary (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max, vr1.max);
1283     }
1284   else if (code == PLUS_EXPR
1285            || code == MIN_EXPR
1286            || code == MAX_EXPR)
1287     {
1288       /* If we have a PLUS_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs, drop to
1289          VR_VARYING.  It would take more effort to compute a precise
1290          range for such a case.  For example, if we have op0 == 1 and
1291          op1 == -1 with their ranges both being ~[0,0], we would have
1292          op0 + op1 == 0, so we cannot claim that the sum is in ~[0,0].
1293          Note that we are guaranteed to have vr0.type == vr1.type at
1294          this point.  */
1295       if (code == PLUS_EXPR && vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1296         {
1297           set_value_range_to_varying (vr);
1298           return;
1299         }
1300
1301       /* For operations that make the resulting range directly
1302          proportional to the original ranges, apply the operation to
1303          the same end of each range.  */
1304       min = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.min);
1305       max = vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.max);
1306     }
1307   else if (code == MULT_EXPR
1308            || code == TRUNC_DIV_EXPR
1309            || code == FLOOR_DIV_EXPR
1310            || code == CEIL_DIV_EXPR
1311            || code == EXACT_DIV_EXPR
1312            || code == ROUND_DIV_EXPR)
1313     {
1314       tree val[4];
1315       size_t i;
1316
1317       /* If we have an unsigned MULT_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs,
1318          drop to VR_VARYING.  It would take more effort to compute a
1319          precise range for such a case.  For example, if we have
1320          op0 == 65536 and op1 == 65536 with their ranges both being
1321          ~[0,0] on a 32-bit machine, we would have op0 * op1 == 0, so
1322          we cannot claim that the product is in ~[0,0].  Note that we
1323          are guaranteed to have vr0.type == vr1.type at this
1324          point.  */
1325       if (code == MULT_EXPR
1326           && vr0.type == VR_ANTI_RANGE
1327           && (flag_wrapv || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (op0))))
1328         {
1329           set_value_range_to_varying (vr);
1330           return;
1331         }
1332
1333       /* Multiplications and divisions are a bit tricky to handle,
1334          depending on the mix of signs we have in the two ranges, we
1335          need to operate on different values to get the minimum and
1336          maximum values for the new range.  One approach is to figure
1337          out all the variations of range combinations and do the
1338          operations.
1339
1340          However, this involves several calls to compare_values and it
1341          is pretty convoluted.  It's simpler to do the 4 operations
1342          (MIN0 OP MIN1, MIN0 OP MAX1, MAX0 OP MIN1 and MAX0 OP MAX0 OP
1343          MAX1) and then figure the smallest and largest values to form
1344          the new range.  */
1345
1346       /* Divisions by zero result in a VARYING value.  */
1347       if (code != MULT_EXPR
1348           && (vr0.type == VR_ANTI_RANGE || range_includes_zero_p (&vr1)))
1349         {
1350           set_value_range_to_varying (vr);
1351           return;
1352         }
1353
1354       /* Compute the 4 cross operations.  */
1355       val[0] = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.min);
1356
1357       val[1] = (vr1.max != vr1.min)
1358                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.max)
1359                : NULL_TREE;
1360
1361       val[2] = (vr0.max != vr0.min)
1362                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.min)
1363                : NULL_TREE;
1364
1365       val[3] = (vr0.min != vr0.max && vr1.min != vr1.max)
1366                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.max)
1367                : NULL_TREE;
1368
1369       /* Set MIN to the minimum of VAL[i] and MAX to the maximum
1370          of VAL[i].  */
1371       min = val[0];
1372       max = val[0];
1373       for (i = 1; i < 4; i++)
1374         {
1375           if (TREE_OVERFLOW (min) || TREE_OVERFLOW (max))
1376             break;
1377
1378           if (val[i])
1379             {
1380               if (TREE_OVERFLOW (val[i]))
1381                 {
1382                   /* If we found an overflowed value, set MIN and MAX
1383                      to it so that we set the resulting range to
1384                      VARYING.  */
1385                   min = max = val[i];
1386                   break;
1387                 }
1388
1389               if (compare_values (val[i], min) == -1)
1390                 min = val[i];
1391
1392               if (compare_values (val[i], max) == 1)
1393                 max = val[i];
1394             }
1395         }
1396     }
1397   else if (code == MINUS_EXPR)
1398     {
1399       /* If we have a MINUS_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs, drop to
1400          VR_VARYING.  It would take more effort to compute a precise
1401          range for such a case.  For example, if we have op0 == 1 and
1402          op1 == 1 with their ranges both being ~[0,0], we would have
1403          op0 - op1 == 0, so we cannot claim that the difference is in
1404          ~[0,0].  Note that we are guaranteed to have
1405          vr0.type == vr1.type at this point.  */
1406       if (vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1407         {
1408           set_value_range_to_varying (vr);
1409           return;
1410         }
1411
1412       /* For MINUS_EXPR, apply the operation to the opposite ends of
1413          each range.  */
1414       min = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.max);
1415       max = vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.min);
1416     }
1417   else if (code == BIT_AND_EXPR)
1418     {
1419       if (vr0.type == VR_RANGE
1420           && vr0.min == vr0.max
1421           && tree_expr_nonnegative_p (vr0.max)
1422           && TREE_CODE (vr0.max) == INTEGER_CST)
1423         {
1424           min = fold_convert (TREE_TYPE (expr), integer_zero_node);
1425           max = vr0.max;
1426         }
1427       else if (vr1.type == VR_RANGE
1428           && vr1.min == vr1.max
1429           && tree_expr_nonnegative_p (vr1.max)
1430           && TREE_CODE (vr1.max) == INTEGER_CST)
1431         {
1432           type = VR_RANGE;
1433           min = fold_convert (TREE_TYPE (expr), integer_zero_node);
1434           max = vr1.max;
1435         }
1436       else
1437         {
1438           set_value_range_to_varying (vr);
1439           return;
1440         }
1441     }
1442   else
1443     gcc_unreachable ();
1444
1445   /* If either MIN or MAX overflowed, then set the resulting range to
1446      VARYING.  */
1447   if (TREE_OVERFLOW (min) || TREE_OVERFLOW (max))
1448     {
1449       set_value_range_to_varying (vr);
1450       return;
1451     }
1452
1453   cmp = compare_values (min, max);
1454   if (cmp == -2 || cmp == 1)
1455     {
1456       /* If the new range has its limits swapped around (MIN > MAX),
1457          then the operation caused one of them to wrap around, mark
1458          the new range VARYING.  */
1459       set_value_range_to_varying (vr);
1460     }
1461   else
1462     set_value_range (vr, type, min, max, NULL);
1463 }
1464
1465
1466 /* Extract range information from a unary expression EXPR based on
1467    the range of its operand and the expression code.  */
1468
1469 static void
1470 extract_range_from_unary_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1471 {
1472   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1473   tree min, max, op0;
1474   int cmp;
1475   value_range_t vr0 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1476
1477   /* Refuse to operate on certain unary expressions for which we
1478      cannot easily determine a resulting range.  */
1479   if (code == FIX_TRUNC_EXPR
1480       || code == FIX_CEIL_EXPR
1481       || code == FIX_FLOOR_EXPR
1482       || code == FIX_ROUND_EXPR
1483       || code == FLOAT_EXPR
1484       || code == BIT_NOT_EXPR
1485       || code == NON_LVALUE_EXPR
1486       || code == CONJ_EXPR)
1487     {
1488       set_value_range_to_varying (vr);
1489       return;
1490     }
1491
1492   /* Get value ranges for the operand.  For constant operands, create
1493      a new value range with the operand to simplify processing.  */
1494   op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1495   if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1496     vr0 = *(get_value_range (op0));
1497   else if (is_gimple_min_invariant (op0))
1498     set_value_range (&vr0, VR_RANGE, op0, op0, NULL);
1499   else
1500     set_value_range_to_varying (&vr0);
1501
1502   /* If VR0 is UNDEFINED, so is the result.  */
1503   if (vr0.type == VR_UNDEFINED)
1504     {
1505       set_value_range_to_undefined (vr);
1506       return;
1507     }
1508
1509   /* Refuse to operate on varying and symbolic ranges.  Also, if the
1510      operand is neither a pointer nor an integral type, set the
1511      resulting range to VARYING.  TODO, in some cases we may be able
1512      to derive anti-ranges (like nonzero values).  */
1513   if (vr0.type == VR_VARYING
1514       || (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1515           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
1516       || symbolic_range_p (&vr0))
1517     {
1518       set_value_range_to_varying (vr);
1519       return;
1520     }
1521
1522   /* If the expression involves pointers, we are only interested in
1523      determining if it evaluates to NULL [0, 0] or non-NULL (~[0, 0]).  */
1524   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
1525     {
1526       if (range_is_nonnull (&vr0) || tree_expr_nonzero_p (expr))
1527         set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1528       else if (range_is_null (&vr0))
1529         set_value_range_to_null (vr, TREE_TYPE (expr));
1530       else
1531         set_value_range_to_varying (vr);
1532
1533       return;
1534     }
1535
1536   /* Handle unary expressions on integer ranges.  */
1537   if (code == NOP_EXPR || code == CONVERT_EXPR)
1538     {
1539       tree inner_type = TREE_TYPE (op0);
1540       tree outer_type = TREE_TYPE (expr);
1541
1542       /* If VR0 represents a simple range, then try to convert
1543          the min and max values for the range to the same type
1544          as OUTER_TYPE.  If the results compare equal to VR0's
1545          min and max values and the new min is still less than
1546          or equal to the new max, then we can safely use the newly
1547          computed range for EXPR.  This allows us to compute
1548          accurate ranges through many casts.  */
1549       if (vr0.type == VR_RANGE)
1550         {
1551           tree new_min, new_max;
1552
1553           /* Convert VR0's min/max to OUTER_TYPE.  */
1554           new_min = fold_convert (outer_type, vr0.min);
1555           new_max = fold_convert (outer_type, vr0.max);
1556
1557           /* Verify the new min/max values are gimple values and
1558              that they compare equal to VR0's min/max values.  */
1559           if (is_gimple_val (new_min)
1560               && is_gimple_val (new_max)
1561               && tree_int_cst_equal (new_min, vr0.min)
1562               && tree_int_cst_equal (new_max, vr0.max)
1563               && compare_values (new_min, new_max) <= 0
1564               && compare_values (new_min, new_max) >= -1)
1565             {
1566               set_value_range (vr, VR_RANGE, new_min, new_max, vr->equiv);
1567               return;
1568             }
1569         }
1570
1571       /* When converting types of different sizes, set the result to
1572          VARYING.  Things like sign extensions and precision loss may
1573          change the range.  For instance, if x_3 is of type 'long long
1574          int' and 'y_5 = (unsigned short) x_3', if x_3 is ~[0, 0], it
1575          is impossible to know at compile time whether y_5 will be
1576          ~[0, 0].  */
1577       if (TYPE_SIZE (inner_type) != TYPE_SIZE (outer_type)
1578           || TYPE_PRECISION (inner_type) != TYPE_PRECISION (outer_type))
1579         {
1580           set_value_range_to_varying (vr);
1581           return;
1582         }
1583     }
1584
1585   /* Apply the operation to each end of the range and see what we end
1586      up with.  */
1587   if (code == NEGATE_EXPR
1588       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (expr)))
1589     {
1590       /* NEGATE_EXPR flips the range around.  */
1591       min = (vr0.max == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr)) && !flag_wrapv)
1592              ? TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1593              : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1594
1595       max = (vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)) && !flag_wrapv)
1596              ? TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1597              : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1598     }
1599   else if (code == ABS_EXPR
1600            && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (expr)))
1601     {
1602       /* -TYPE_MIN_VALUE = TYPE_MIN_VALUE with flag_wrapv so we can't get a
1603          useful range.  */
1604       if (flag_wrapv
1605           && ((vr0.type == VR_RANGE
1606                && vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)))
1607               || (vr0.type == VR_ANTI_RANGE
1608                   && vr0.min != TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1609                   && !range_includes_zero_p (&vr0))))
1610         {
1611           set_value_range_to_varying (vr);
1612           return;
1613         }
1614         
1615       /* ABS_EXPR may flip the range around, if the original range
1616          included negative values.  */
1617       min = (vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)))
1618             ? TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1619             : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1620
1621       max = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1622
1623       cmp = compare_values (min, max);
1624
1625       /* If a VR_ANTI_RANGEs contains zero, then we have
1626          ~[-INF, min(MIN, MAX)].  */
1627       if (vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1628         { 
1629           if (range_includes_zero_p (&vr0))
1630             {
1631               tree type_min_value = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr));
1632
1633               /* Take the lower of the two values.  */
1634               if (cmp != 1)
1635                 max = min;
1636
1637               /* Create ~[-INF, min (abs(MIN), abs(MAX))]
1638                  or ~[-INF + 1, min (abs(MIN), abs(MAX))] when
1639                  flag_wrapv is set and the original anti-range doesn't include
1640                  TYPE_MIN_VALUE, remember -TYPE_MIN_VALUE = TYPE_MIN_VALUE.  */
1641               min = (flag_wrapv && vr0.min != type_min_value
1642                      ? int_const_binop (PLUS_EXPR,
1643                                         type_min_value,
1644                                         integer_one_node, 0)
1645                      : type_min_value);
1646             }
1647           else
1648             {
1649               /* All else has failed, so create the range [0, INF], even for
1650                  flag_wrapv since TYPE_MIN_VALUE is in the original
1651                  anti-range.  */
1652               vr0.type = VR_RANGE;
1653               min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1654               max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr));
1655             }
1656         }
1657
1658       /* If the range contains zero then we know that the minimum value in the
1659          range will be zero.  */
1660       else if (range_includes_zero_p (&vr0))
1661         {
1662           if (cmp == 1)
1663             max = min;
1664           min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1665         }
1666       else
1667         {
1668           /* If the range was reversed, swap MIN and MAX.  */
1669           if (cmp == 1)
1670             {
1671               tree t = min;
1672               min = max;
1673               max = t;
1674             }
1675         }
1676     }
1677   else
1678     {
1679       /* Otherwise, operate on each end of the range.  */
1680       min = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1681       max = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1682     }
1683
1684   cmp = compare_values (min, max);
1685   if (cmp == -2 || cmp == 1)
1686     {
1687       /* If the new range has its limits swapped around (MIN > MAX),
1688          then the operation caused one of them to wrap around, mark
1689          the new range VARYING.  */
1690       set_value_range_to_varying (vr);
1691     }
1692   else
1693     set_value_range (vr, vr0.type, min, max, NULL);
1694 }
1695
1696
1697 /* Extract range information from a comparison expression EXPR based
1698    on the range of its operand and the expression code.  */
1699
1700 static void
1701 extract_range_from_comparison (value_range_t *vr, tree expr)
1702 {
1703   tree val = vrp_evaluate_conditional (expr, false);
1704   if (val)
1705     {
1706       /* Since this expression was found on the RHS of an assignment,
1707          its type may be different from _Bool.  Convert VAL to EXPR's
1708          type.  */
1709       val = fold_convert (TREE_TYPE (expr), val);
1710       set_value_range (vr, VR_RANGE, val, val, vr->equiv);
1711     }
1712   else
1713     set_value_range_to_varying (vr);
1714 }
1715
1716
1717 /* Try to compute a useful range out of expression EXPR and store it
1718    in *VR.  */
1719
1720 static void
1721 extract_range_from_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1722 {
1723   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1724
1725   if (code == ASSERT_EXPR)
1726     extract_range_from_assert (vr, expr);
1727   else if (code == SSA_NAME)
1728     extract_range_from_ssa_name (vr, expr);
1729   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_binary
1730            || code == TRUTH_ANDIF_EXPR
1731            || code == TRUTH_ORIF_EXPR
1732            || code == TRUTH_AND_EXPR
1733            || code == TRUTH_OR_EXPR
1734            || code == TRUTH_XOR_EXPR)
1735     extract_range_from_binary_expr (vr, expr);
1736   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_unary)
1737     extract_range_from_unary_expr (vr, expr);
1738   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_comparison)
1739     extract_range_from_comparison (vr, expr);
1740   else if (is_gimple_min_invariant (expr))
1741     set_value_range (vr, VR_RANGE, expr, expr, NULL);
1742   else if (vrp_expr_computes_nonzero (expr))
1743     set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1744   else
1745     set_value_range_to_varying (vr);
1746 }
1747
1748 /* Given a range VR, a LOOP and a variable VAR, determine whether it
1749    would be profitable to adjust VR using scalar evolution information
1750    for VAR.  If so, update VR with the new limits.  */
1751
1752 static void
1753 adjust_range_with_scev (value_range_t *vr, struct loop *loop, tree stmt,
1754                         tree var)
1755 {
1756   tree init, step, chrec;
1757   bool init_is_max, unknown_max;
1758
1759   /* TODO.  Don't adjust anti-ranges.  An anti-range may provide
1760      better opportunities than a regular range, but I'm not sure.  */
1761   if (vr->type == VR_ANTI_RANGE)
1762     return;
1763
1764   chrec = instantiate_parameters (loop, analyze_scalar_evolution (loop, var));
1765   if (TREE_CODE (chrec) != POLYNOMIAL_CHREC)
1766     return;
1767
1768   init = initial_condition_in_loop_num (chrec, loop->num);
1769   step = evolution_part_in_loop_num (chrec, loop->num);
1770
1771   /* If STEP is symbolic, we can't know whether INIT will be the
1772      minimum or maximum value in the range.  */
1773   if (step == NULL_TREE
1774       || !is_gimple_min_invariant (step))
1775     return;
1776
1777   /* Do not adjust ranges when chrec may wrap.  */
1778   if (scev_probably_wraps_p (chrec_type (chrec), init, step, stmt,
1779                              cfg_loops->parray[CHREC_VARIABLE (chrec)],
1780                              &init_is_max, &unknown_max)
1781       || unknown_max)
1782     return;
1783
1784   if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (init))
1785       && (vr->type == VR_VARYING || vr->type == VR_UNDEFINED))
1786     {
1787       /* For VARYING or UNDEFINED ranges, just about anything we get
1788          from scalar evolutions should be better.  */
1789       if (init_is_max)
1790         set_value_range (vr, VR_RANGE, TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (init)),
1791                          init, vr->equiv);
1792       else
1793         set_value_range (vr, VR_RANGE, init, TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (init)),
1794                          vr->equiv);
1795     }
1796   else if (vr->type == VR_RANGE)
1797     {
1798       tree min = vr->min;
1799       tree max = vr->max;
1800
1801       if (init_is_max)
1802         {
1803           /* INIT is the maximum value.  If INIT is lower than VR->MAX
1804              but no smaller than VR->MIN, set VR->MAX to INIT.  */
1805           if (compare_values (init, max) == -1)
1806             {
1807               max = init;
1808
1809               /* If we just created an invalid range with the minimum
1810                  greater than the maximum, take the minimum all the
1811                  way to -INF.  */
1812               if (compare_values (min, max) == 1)
1813                 min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (min));
1814             }
1815         }
1816       else
1817         {
1818           /* If INIT is bigger than VR->MIN, set VR->MIN to INIT.  */
1819           if (compare_values (init, min) == 1)
1820             {
1821               min = init;
1822
1823               /* If we just created an invalid range with the minimum
1824                  greater than the maximum, take the maximum all the
1825                  way to +INF.  */
1826               if (compare_values (min, max) == 1)
1827                 max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (max));
1828             }
1829         }
1830
1831       set_value_range (vr, VR_RANGE, min, max, vr->equiv);
1832     }
1833 }
1834
1835
1836 /* Given two numeric value ranges VR0, VR1 and a comparison code COMP:
1837    
1838    - Return BOOLEAN_TRUE_NODE if VR0 COMP VR1 always returns true for
1839      all the values in the ranges.
1840
1841    - Return BOOLEAN_FALSE_NODE if the comparison always returns false.
1842
1843    - Return NULL_TREE if it is not always possible to determine the
1844      value of the comparison.  */
1845
1846
1847 static tree
1848 compare_ranges (enum tree_code comp, value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
1849 {
1850   /* VARYING or UNDEFINED ranges cannot be compared.  */
1851   if (vr0->type == VR_VARYING
1852       || vr0->type == VR_UNDEFINED
1853       || vr1->type == VR_VARYING
1854       || vr1->type == VR_UNDEFINED)
1855     return NULL_TREE;
1856
1857   /* Anti-ranges need to be handled separately.  */
1858   if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE || vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
1859     {
1860       /* If both are anti-ranges, then we cannot compute any
1861          comparison.  */
1862       if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
1863         return NULL_TREE;
1864
1865       /* These comparisons are never statically computable.  */
1866       if (comp == GT_EXPR
1867           || comp == GE_EXPR
1868           || comp == LT_EXPR
1869           || comp == LE_EXPR)
1870         return NULL_TREE;
1871
1872       /* Equality can be computed only between a range and an
1873          anti-range.  ~[VAL1, VAL2] == [VAL1, VAL2] is always false.  */
1874       if (vr0->type == VR_RANGE)
1875         {
1876           /* To simplify processing, make VR0 the anti-range.  */
1877           value_range_t *tmp = vr0;
1878           vr0 = vr1;
1879           vr1 = tmp;
1880         }
1881
1882       gcc_assert (comp == NE_EXPR || comp == EQ_EXPR);
1883
1884       if (compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
1885           && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0)
1886         return (comp == NE_EXPR) ? boolean_true_node : boolean_false_node;
1887
1888       return NULL_TREE;
1889     }
1890
1891   /* Simplify processing.  If COMP is GT_EXPR or GE_EXPR, switch the
1892      operands around and change the comparison code.  */
1893   if (comp == GT_EXPR || comp == GE_EXPR)
1894     {
1895       value_range_t *tmp;
1896       comp = (comp == GT_EXPR) ? LT_EXPR : LE_EXPR;
1897       tmp = vr0;
1898       vr0 = vr1;
1899       vr1 = tmp;
1900     }
1901
1902   if (comp == EQ_EXPR)
1903     {
1904       /* Equality may only be computed if both ranges represent
1905          exactly one value.  */
1906       if (compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0
1907           && compare_values (vr1->min, vr1->max) == 0)
1908         {
1909           int cmp_min = compare_values (vr0->min, vr1->min);
1910           int cmp_max = compare_values (vr0->max, vr1->max);
1911           if (cmp_min == 0 && cmp_max == 0)
1912             return boolean_true_node;
1913           else if (cmp_min != -2 && cmp_max != -2)
1914             return boolean_false_node;
1915         }
1916       /* If [V0_MIN, V1_MAX] < [V1_MIN, V1_MAX] then V0 != V1.  */
1917       else if (compare_values (vr0->min, vr1->max) == 1
1918                || compare_values (vr1->min, vr0->max) == 1)
1919         return boolean_false_node;
1920
1921       return NULL_TREE;
1922     }
1923   else if (comp == NE_EXPR)
1924     {
1925       int cmp1, cmp2;
1926
1927       /* If VR0 is completely to the left or completely to the right
1928          of VR1, they are always different.  Notice that we need to
1929          make sure that both comparisons yield similar results to
1930          avoid comparing values that cannot be compared at
1931          compile-time.  */
1932       cmp1 = compare_values (vr0->max, vr1->min);
1933       cmp2 = compare_values (vr0->min, vr1->max);
1934       if ((cmp1 == -1 && cmp2 == -1) || (cmp1 == 1 && cmp2 == 1))
1935         return boolean_true_node;
1936
1937       /* If VR0 and VR1 represent a single value and are identical,
1938          return false.  */
1939       else if (compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0
1940                && compare_values (vr1->min, vr1->max) == 0
1941                && compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
1942                && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0)
1943         return boolean_false_node;
1944
1945       /* Otherwise, they may or may not be different.  */
1946       else
1947         return NULL_TREE;
1948     }
1949   else if (comp == LT_EXPR || comp == LE_EXPR)
1950     {
1951       int tst;
1952
1953       /* If VR0 is to the left of VR1, return true.  */
1954       tst = compare_values (vr0->max, vr1->min);
1955       if ((comp == LT_EXPR && tst == -1)
1956           || (comp == LE_EXPR && (tst == -1 || tst == 0)))
1957         return boolean_true_node;
1958
1959       /* If VR0 is to the right of VR1, return false.  */
1960       tst = compare_values (vr0->min, vr1->max);
1961       if ((comp == LT_EXPR && (tst == 0 || tst == 1))
1962           || (comp == LE_EXPR && tst == 1))
1963         return boolean_false_node;
1964
1965       /* Otherwise, we don't know.  */
1966       return NULL_TREE;
1967     }
1968     
1969   gcc_unreachable ();
1970 }
1971
1972
1973 /* Given a value range VR, a value VAL and a comparison code COMP, return
1974    BOOLEAN_TRUE_NODE if VR COMP VAL always returns true for all the
1975    values in VR.  Return BOOLEAN_FALSE_NODE if the comparison
1976    always returns false.  Return NULL_TREE if it is not always
1977    possible to determine the value of the comparison.  */
1978
1979 static tree
1980 compare_range_with_value (enum tree_code comp, value_range_t *vr, tree val)
1981 {
1982   if (vr->type == VR_VARYING || vr->type == VR_UNDEFINED)
1983     return NULL_TREE;
1984
1985   /* Anti-ranges need to be handled separately.  */
1986   if (vr->type == VR_ANTI_RANGE)
1987     {
1988       /* For anti-ranges, the only predicates that we can compute at
1989          compile time are equality and inequality.  */
1990       if (comp == GT_EXPR
1991           || comp == GE_EXPR
1992           || comp == LT_EXPR
1993           || comp == LE_EXPR)
1994         return NULL_TREE;
1995
1996       /* ~[VAL_1, VAL_2] OP VAL is known if VAL_1 <= VAL <= VAL_2.  */
1997       if (value_inside_range (val, vr) == 1)
1998         return (comp == NE_EXPR) ? boolean_true_node : boolean_false_node;
1999
2000       return NULL_TREE;
2001     }
2002
2003   if (comp == EQ_EXPR)
2004     {
2005       /* EQ_EXPR may only be computed if VR represents exactly
2006          one value.  */
2007       if (compare_values (vr->min, vr->max) == 0)
2008         {
2009           int cmp = compare_values (vr->min, val);
2010           if (cmp == 0)
2011             return boolean_true_node;
2012           else if (cmp == -1 || cmp == 1 || cmp == 2)
2013             return boolean_false_node;
2014         }
2015       else if (compare_values (val, vr->min) == -1
2016                || compare_values (vr->max, val) == -1)
2017         return boolean_false_node;
2018
2019       return NULL_TREE;
2020     }
2021   else if (comp == NE_EXPR)
2022     {
2023       /* If VAL is not inside VR, then they are always different.  */
2024       if (compare_values (vr->max, val) == -1
2025           || compare_values (vr->min, val) == 1)
2026         return boolean_true_node;
2027
2028       /* If VR represents exactly one value equal to VAL, then return
2029          false.  */
2030       if (compare_values (vr->min, vr->max) == 0
2031           && compare_values (vr->min, val) == 0)
2032         return boolean_false_node;
2033
2034       /* Otherwise, they may or may not be different.  */
2035       return NULL_TREE;
2036     }
2037   else if (comp == LT_EXPR || comp == LE_EXPR)
2038     {
2039       int tst;
2040
2041       /* If VR is to the left of VAL, return true.  */
2042       tst = compare_values (vr->max, val);
2043       if ((comp == LT_EXPR && tst == -1)
2044           || (comp == LE_EXPR && (tst == -1 || tst == 0)))
2045         return boolean_true_node;
2046
2047       /* If VR is to the right of VAL, return false.  */
2048       tst = compare_values (vr->min, val);
2049       if ((comp == LT_EXPR && (tst == 0 || tst == 1))
2050           || (comp == LE_EXPR && tst == 1))
2051         return boolean_false_node;
2052
2053       /* Otherwise, we don't know.  */
2054       return NULL_TREE;
2055     }
2056   else if (comp == GT_EXPR || comp == GE_EXPR)
2057     {
2058       int tst;
2059
2060       /* If VR is to the right of VAL, return true.  */
2061       tst = compare_values (vr->min, val);
2062       if ((comp == GT_EXPR && tst == 1)
2063           || (comp == GE_EXPR && (tst == 0 || tst == 1)))
2064         return boolean_true_node;
2065
2066       /* If VR is to the left of VAL, return false.  */
2067       tst = compare_values (vr->max, val);
2068       if ((comp == GT_EXPR && (tst == -1 || tst == 0))
2069           || (comp == GE_EXPR && tst == -1))
2070         return boolean_false_node;
2071
2072       /* Otherwise, we don't know.  */
2073       return NULL_TREE;
2074     }
2075
2076   gcc_unreachable ();
2077 }
2078
2079
2080 /* Debugging dumps.  */
2081
2082 void dump_value_range (FILE *, value_range_t *);
2083 void debug_value_range (value_range_t *);
2084 void dump_all_value_ranges (FILE *);
2085 void debug_all_value_ranges (void);
2086 void dump_vr_equiv (FILE *, bitmap);
2087 void debug_vr_equiv (bitmap);
2088
2089
2090 /* Dump value range VR to FILE.  */
2091
2092 void
2093 dump_value_range (FILE *file, value_range_t *vr)
2094 {
2095   if (vr == NULL)
2096     fprintf (file, "[]");
2097   else if (vr->type == VR_UNDEFINED)
2098     fprintf (file, "UNDEFINED");
2099   else if (vr->type == VR_RANGE || vr->type == VR_ANTI_RANGE)
2100     {
2101       tree type = TREE_TYPE (vr->min);
2102
2103       fprintf (file, "%s[", (vr->type == VR_ANTI_RANGE) ? "~" : "");
2104
2105       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2106           && !TYPE_UNSIGNED (type)
2107           && vr->min == TYPE_MIN_VALUE (type))
2108         fprintf (file, "-INF");
2109       else
2110         print_generic_expr (file, vr->min, 0);
2111
2112       fprintf (file, ", ");
2113
2114       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2115           && vr->max == TYPE_MAX_VALUE (type))
2116         fprintf (file, "+INF");
2117       else
2118         print_generic_expr (file, vr->max, 0);
2119
2120       fprintf (file, "]");
2121
2122       if (vr->equiv)
2123         {
2124           bitmap_iterator bi;
2125           unsigned i, c = 0;
2126
2127           fprintf (file, "  EQUIVALENCES: { ");
2128
2129           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (vr->equiv, 0, i, bi)
2130             {
2131               print_generic_expr (file, ssa_name (i), 0);
2132               fprintf (file, " ");
2133               c++;
2134             }
2135
2136           fprintf (file, "} (%u elements)", c);
2137         }
2138     }
2139   else if (vr->type == VR_VARYING)
2140     fprintf (file, "VARYING");
2141   else
2142     fprintf (file, "INVALID RANGE");
2143 }
2144
2145
2146 /* Dump value range VR to stderr.  */
2147
2148 void
2149 debug_value_range (value_range_t *vr)
2150 {
2151   dump_value_range (stderr, vr);
2152 }
2153
2154
2155 /* Dump value ranges of all SSA_NAMEs to FILE.  */
2156
2157 void
2158 dump_all_value_ranges (FILE *file)
2159 {
2160   size_t i;
2161
2162   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
2163     {
2164       if (vr_value[i])
2165         {
2166           print_generic_expr (file, ssa_name (i), 0);
2167           fprintf (file, ": ");
2168           dump_value_range (file, vr_value[i]);
2169           fprintf (file, "\n");
2170         }
2171     }
2172
2173   fprintf (file, "\n");
2174 }
2175
2176
2177 /* Dump all value ranges to stderr.  */
2178
2179 void
2180 debug_all_value_ranges (void)
2181 {
2182   dump_all_value_ranges (stderr);
2183 }
2184
2185
2186 /* Given a COND_EXPR COND of the form 'V OP W', and an SSA name V,
2187    create a new SSA name N and return the assertion assignment
2188    'V = ASSERT_EXPR <V, V OP W>'.  */
2189
2190 static tree
2191 build_assert_expr_for (tree cond, tree v)
2192 {
2193   tree n, assertion;
2194
2195   gcc_assert (TREE_CODE (v) == SSA_NAME);
2196   n = duplicate_ssa_name (v, NULL_TREE);
2197
2198   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
2199     {
2200       tree a = build2 (ASSERT_EXPR, TREE_TYPE (v), v, cond); 
2201       assertion = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (v), n, a);
2202     }
2203   else if (TREE_CODE (cond) == TRUTH_NOT_EXPR)
2204     {
2205       /* Given !V, build the assignment N = false.  */
2206       tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
2207       gcc_assert (op0 == v);
2208       assertion = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (v), n, boolean_false_node);
2209     }
2210   else if (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME)
2211     {
2212       /* Given V, build the assignment N = true.  */
2213       gcc_assert (v == cond);
2214       assertion = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (v), n, boolean_true_node);
2215     }
2216   else
2217     gcc_unreachable ();
2218
2219   SSA_NAME_DEF_STMT (n) = assertion;
2220
2221   /* The new ASSERT_EXPR, creates a new SSA name that replaces the
2222      operand of the ASSERT_EXPR. Register the new name and the old one
2223      in the replacement table so that we can fix the SSA web after
2224      adding all the ASSERT_EXPRs.  */
2225   register_new_name_mapping (n, v);
2226
2227   return assertion;
2228 }
2229
2230
2231 /* Return false if EXPR is a predicate expression involving floating
2232    point values.  */
2233
2234 static inline bool
2235 fp_predicate (tree expr)
2236 {
2237   return (COMPARISON_CLASS_P (expr)
2238           && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))));
2239 }
2240
2241
2242 /* If the range of values taken by OP can be inferred after STMT executes,
2243    return the comparison code (COMP_CODE_P) and value (VAL_P) that
2244    describes the inferred range.  Return true if a range could be
2245    inferred.  */
2246
2247 static bool
2248 infer_value_range (tree stmt, tree op, enum tree_code *comp_code_p, tree *val_p)
2249 {
2250   *val_p = NULL_TREE;
2251   *comp_code_p = ERROR_MARK;
2252
2253   /* Do not attempt to infer anything in names that flow through
2254      abnormal edges.  */
2255   if (SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (op))
2256     return false;
2257
2258   /* Similarly, don't infer anything from statements that may throw
2259      exceptions.  */
2260   if (tree_could_throw_p (stmt))
2261     return false;
2262
2263   /* If STMT is the last statement of a basic block with no
2264      successors, there is no point inferring anything about any of its
2265      operands.  We would not be able to find a proper insertion point
2266      for the assertion, anyway.  */
2267   if (stmt_ends_bb_p (stmt) && EDGE_COUNT (bb_for_stmt (stmt)->succs) == 0)
2268     return false;
2269
2270   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
2271     {
2272       bool is_store;
2273       unsigned num_uses, num_derefs;
2274
2275       count_uses_and_derefs (op, stmt, &num_uses, &num_derefs, &is_store);
2276       if (num_derefs > 0 && flag_delete_null_pointer_checks)
2277         {
2278           /* We can only assume that a pointer dereference will yield
2279              non-NULL if -fdelete-null-pointer-checks is enabled.  */
2280           *val_p = build_int_cst (TREE_TYPE (op), 0);
2281           *comp_code_p = NE_EXPR;
2282           return true;
2283         }
2284     }
2285
2286   return false;
2287 }
2288
2289
2290 void dump_asserts_for (FILE *, tree);
2291 void debug_asserts_for (tree);
2292 void dump_all_asserts (FILE *);
2293 void debug_all_asserts (void);
2294
2295 /* Dump all the registered assertions for NAME to FILE.  */
2296
2297 void
2298 dump_asserts_for (FILE *file, tree name)
2299 {
2300   assert_locus_t loc;
2301
2302   fprintf (file, "Assertions to be inserted for ");
2303   print_generic_expr (file, name, 0);
2304   fprintf (file, "\n");
2305
2306   loc = asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)];
2307   while (loc)
2308     {
2309       fprintf (file, "\t");
2310       print_generic_expr (file, bsi_stmt (loc->si), 0);
2311       fprintf (file, "\n\tBB #%d", loc->bb->index);
2312       if (loc->e)
2313         {
2314           fprintf (file, "\n\tEDGE %d->%d", loc->e->src->index,
2315                    loc->e->dest->index);
2316           dump_edge_info (file, loc->e, 0);
2317         }
2318       fprintf (file, "\n\tPREDICATE: ");
2319       print_generic_expr (file, name, 0);
2320       fprintf (file, " %s ", tree_code_name[(int)loc->comp_code]);
2321       print_generic_expr (file, loc->val, 0);
2322       fprintf (file, "\n\n");
2323       loc = loc->next;
2324     }
2325
2326   fprintf (file, "\n");
2327 }
2328
2329
2330 /* Dump all the registered assertions for NAME to stderr.  */
2331
2332 void
2333 debug_asserts_for (tree name)
2334 {
2335   dump_asserts_for (stderr, name);
2336 }
2337
2338
2339 /* Dump all the registered assertions for all the names to FILE.  */
2340
2341 void
2342 dump_all_asserts (FILE *file)
2343 {
2344   unsigned i;
2345   bitmap_iterator bi;
2346
2347   fprintf (file, "\nASSERT_EXPRs to be inserted\n\n");
2348   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (need_assert_for, 0, i, bi)
2349     dump_asserts_for (file, ssa_name (i));
2350   fprintf (file, "\n");
2351 }
2352
2353
2354 /* Dump all the registered assertions for all the names to stderr.  */
2355
2356 void
2357 debug_all_asserts (void)
2358 {
2359   dump_all_asserts (stderr);
2360 }
2361
2362
2363 /* If NAME doesn't have an ASSERT_EXPR registered for asserting
2364    'NAME COMP_CODE VAL' at a location that dominates block BB or
2365    E->DEST, then register this location as a possible insertion point
2366    for ASSERT_EXPR <NAME, NAME COMP_CODE VAL>.
2367
2368    BB, E and SI provide the exact insertion point for the new
2369    ASSERT_EXPR.  If BB is NULL, then the ASSERT_EXPR is to be inserted
2370    on edge E.  Otherwise, if E is NULL, the ASSERT_EXPR is inserted on
2371    BB.  If SI points to a COND_EXPR or a SWITCH_EXPR statement, then E
2372    must not be NULL.  */
2373
2374 static void
2375 register_new_assert_for (tree name,
2376                          enum tree_code comp_code,
2377                          tree val,
2378                          basic_block bb,
2379                          edge e,
2380                          block_stmt_iterator si)
2381 {
2382   assert_locus_t n, loc, last_loc;
2383   bool found;
2384   basic_block dest_bb;
2385
2386 #if defined ENABLE_CHECKING
2387   gcc_assert (bb == NULL || e == NULL);
2388
2389   if (e == NULL)
2390     gcc_assert (TREE_CODE (bsi_stmt (si)) != COND_EXPR
2391                 && TREE_CODE (bsi_stmt (si)) != SWITCH_EXPR);
2392 #endif
2393
2394   /* The new assertion A will be inserted at BB or E.  We need to
2395      determine if the new location is dominated by a previously
2396      registered location for A.  If we are doing an edge insertion,
2397      assume that A will be inserted at E->DEST.  Note that this is not
2398      necessarily true.
2399      
2400      If E is a critical edge, it will be split.  But even if E is
2401      split, the new block will dominate the same set of blocks that
2402      E->DEST dominates.
2403      
2404      The reverse, however, is not true, blocks dominated by E->DEST
2405      will not be dominated by the new block created to split E.  So,
2406      if the insertion location is on a critical edge, we will not use
2407      the new location to move another assertion previously registered
2408      at a block dominated by E->DEST.  */
2409   dest_bb = (bb) ? bb : e->dest;
2410
2411   /* If NAME already has an ASSERT_EXPR registered for COMP_CODE and
2412      VAL at a block dominating DEST_BB, then we don't need to insert a new
2413      one.  Similarly, if the same assertion already exists at a block
2414      dominated by DEST_BB and the new location is not on a critical
2415      edge, then update the existing location for the assertion (i.e.,
2416      move the assertion up in the dominance tree).
2417
2418      Note, this is implemented as a simple linked list because there
2419      should not be more than a handful of assertions registered per
2420      name.  If this becomes a performance problem, a table hashed by
2421      COMP_CODE and VAL could be implemented.  */
2422   loc = asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)];
2423   last_loc = loc;
2424   found = false;
2425   while (loc)
2426     {
2427       if (loc->comp_code == comp_code
2428           && (loc->val == val
2429               || operand_equal_p (loc->val, val, 0)))
2430         {
2431           /* If the assertion NAME COMP_CODE VAL has already been
2432              registered at a basic block that dominates DEST_BB, then
2433              we don't need to insert the same assertion again.  Note
2434              that we don't check strict dominance here to avoid
2435              replicating the same assertion inside the same basic
2436              block more than once (e.g., when a pointer is
2437              dereferenced several times inside a block).
2438
2439              An exception to this rule are edge insertions.  If the
2440              new assertion is to be inserted on edge E, then it will
2441              dominate all the other insertions that we may want to
2442              insert in DEST_BB.  So, if we are doing an edge
2443              insertion, don't do this dominance check.  */
2444           if (e == NULL
2445               && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, dest_bb, loc->bb))
2446             return;
2447
2448           /* Otherwise, if E is not a critical edge and DEST_BB
2449              dominates the existing location for the assertion, move
2450              the assertion up in the dominance tree by updating its
2451              location information.  */
2452           if ((e == NULL || !EDGE_CRITICAL_P (e))
2453               && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, loc->bb, dest_bb))
2454             {
2455               loc->bb = dest_bb;
2456               loc->e = e;
2457               loc->si = si;
2458               return;
2459             }
2460         }
2461
2462       /* Update the last node of the list and move to the next one.  */
2463       last_loc = loc;
2464       loc = loc->next;
2465     }
2466
2467   /* If we didn't find an assertion already registered for
2468      NAME COMP_CODE VAL, add a new one at the end of the list of
2469      assertions associated with NAME.  */
2470   n = xmalloc (sizeof (*n));
2471   n->bb = dest_bb;
2472   n->e = e;
2473   n->si = si;
2474   n->comp_code = comp_code;
2475   n->val = val;
2476   n->next = NULL;
2477
2478   if (last_loc)
2479     last_loc->next = n;
2480   else
2481     asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)] = n;
2482
2483   bitmap_set_bit (need_assert_for, SSA_NAME_VERSION (name));
2484 }
2485
2486
2487 /* Try to register an edge assertion for SSA name NAME on edge E for
2488    the conditional jump pointed to by SI.  Return true if an assertion
2489    for NAME could be registered.  */
2490
2491 static bool
2492 register_edge_assert_for (tree name, edge e, block_stmt_iterator si)
2493 {
2494   tree val, stmt;
2495   enum tree_code comp_code;
2496
2497   stmt = bsi_stmt (si);
2498
2499   /* Do not attempt to infer anything in names that flow through
2500      abnormal edges.  */
2501   if (SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (name))
2502     return false;
2503
2504   /* If NAME was not found in the sub-graph reachable from E, then
2505      there's nothing to do.  */
2506   if (!TEST_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (name)))
2507     return false;
2508
2509   /* We found a use of NAME in the sub-graph rooted at E->DEST.
2510      Register an assertion for NAME according to the value that NAME
2511      takes on edge E.  */
2512   if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR)
2513     {
2514       /* If BB ends in a COND_EXPR then NAME then we should insert
2515          the original predicate on EDGE_TRUE_VALUE and the
2516          opposite predicate on EDGE_FALSE_VALUE.  */
2517       tree cond = COND_EXPR_COND (stmt);
2518       bool is_else_edge = (e->flags & EDGE_FALSE_VALUE) != 0;
2519
2520       /* Predicates may be a single SSA name or NAME OP VAL.  */
2521       if (cond == name)
2522         {
2523           /* If the predicate is a name, it must be NAME, in which
2524              case we create the predicate NAME == true or
2525              NAME == false accordingly.  */
2526           comp_code = EQ_EXPR;
2527           val = (is_else_edge) ? boolean_false_node : boolean_true_node;
2528         }
2529       else
2530         {
2531           /* Otherwise, we have a comparison of the form NAME COMP VAL
2532              or VAL COMP NAME.  */
2533           if (name == TREE_OPERAND (cond, 1))
2534             {
2535               /* If the predicate is of the form VAL COMP NAME, flip
2536                  COMP around because we need to register NAME as the
2537                  first operand in the predicate.  */
2538               comp_code = swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond));
2539               val = TREE_OPERAND (cond, 0);
2540             }
2541           else
2542             {
2543               /* The comparison is of the form NAME COMP VAL, so the
2544                  comparison code remains unchanged.  */
2545               comp_code = TREE_CODE (cond);
2546               val = TREE_OPERAND (cond, 1);
2547             }
2548
2549           /* If we are inserting the assertion on the ELSE edge, we
2550              need to invert the sign comparison.  */
2551           if (is_else_edge)
2552             comp_code = invert_tree_comparison (comp_code, 0);
2553
2554           /* Do not register always-false predicates.  FIXME, this
2555              works around a limitation in fold() when dealing with
2556              enumerations.  Given 'enum { N1, N2 } x;', fold will not
2557              fold 'if (x > N2)' to 'if (0)'.  */
2558           if ((comp_code == GT_EXPR || comp_code == LT_EXPR)
2559               && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (val))
2560                   || SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (val))))
2561             {
2562               tree min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (val));
2563               tree max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (val));
2564
2565               if (comp_code == GT_EXPR && compare_values (val, max) == 0)
2566                 return false;
2567
2568               if (comp_code == LT_EXPR && compare_values (val, min) == 0)
2569                 return false;
2570             }
2571         }
2572     }
2573   else
2574     {
2575       /* FIXME.  Handle SWITCH_EXPR.  */
2576       gcc_unreachable ();
2577     }
2578
2579   register_new_assert_for (name, comp_code, val, NULL, e, si);
2580   return true;
2581 }
2582
2583
2584 static bool find_assert_locations (basic_block bb);
2585
2586 /* Determine whether the outgoing edges of BB should receive an
2587    ASSERT_EXPR for each of the operands of BB's last statement.  The
2588    last statement of BB must be a COND_EXPR or a SWITCH_EXPR.
2589
2590    If any of the sub-graphs rooted at BB have an interesting use of
2591    the predicate operands, an assert location node is added to the
2592    list of assertions for the corresponding operands.  */
2593
2594 static bool
2595 find_conditional_asserts (basic_block bb)
2596 {
2597   bool need_assert;
2598   block_stmt_iterator last_si;
2599   tree op, last;
2600   edge_iterator ei;
2601   edge e;
2602   ssa_op_iter iter;
2603
2604   need_assert = false;
2605   last_si = bsi_last (bb);
2606   last = bsi_stmt (last_si);
2607
2608   /* Look for uses of the operands in each of the sub-graphs
2609      rooted at BB.  We need to check each of the outgoing edges
2610      separately, so that we know what kind of ASSERT_EXPR to
2611      insert.  */
2612   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2613     {
2614       if (e->dest == bb)
2615         continue;
2616
2617       /* Remove the COND_EXPR operands from the FOUND_IN_SUBGRAPH bitmap.
2618          Otherwise, when we finish traversing each of the sub-graphs, we
2619          won't know whether the variables were found in the sub-graphs or
2620          if they had been found in a block upstream from BB.  */
2621       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
2622         RESET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
2623
2624       /* Traverse the strictly dominated sub-graph rooted at E->DEST
2625          to determine if any of the operands in the conditional
2626          predicate are used.  */
2627       if (e->dest != bb)
2628         need_assert |= find_assert_locations (e->dest);
2629
2630       /* Register the necessary assertions for each operand in the
2631          conditional predicate.  */
2632       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
2633         need_assert |= register_edge_assert_for (op, e, last_si);
2634     }
2635
2636   /* Finally, indicate that we have found the operands in the
2637      conditional.  */
2638   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
2639     SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
2640
2641   return need_assert;
2642 }
2643
2644
2645 /* Traverse all the statements in block BB looking for statements that
2646    may generate useful assertions for the SSA names in their operand.
2647    If a statement produces a useful assertion A for name N_i, then the
2648    list of assertions already generated for N_i is scanned to
2649    determine if A is actually needed.
2650    
2651    If N_i already had the assertion A at a location dominating the
2652    current location, then nothing needs to be done.  Otherwise, the
2653    new location for A is recorded instead.
2654
2655    1- For every statement S in BB, all the variables used by S are
2656       added to bitmap FOUND_IN_SUBGRAPH.
2657
2658    2- If statement S uses an operand N in a way that exposes a known
2659       value range for N, then if N was not already generated by an
2660       ASSERT_EXPR, create a new assert location for N.  For instance,
2661       if N is a pointer and the statement dereferences it, we can
2662       assume that N is not NULL.
2663
2664    3- COND_EXPRs are a special case of #2.  We can derive range
2665       information from the predicate but need to insert different
2666       ASSERT_EXPRs for each of the sub-graphs rooted at the
2667       conditional block.  If the last statement of BB is a conditional
2668       expression of the form 'X op Y', then
2669
2670       a) Remove X and Y from the set FOUND_IN_SUBGRAPH.
2671
2672       b) If the conditional is the only entry point to the sub-graph
2673          corresponding to the THEN_CLAUSE, recurse into it.  On
2674          return, if X and/or Y are marked in FOUND_IN_SUBGRAPH, then
2675          an ASSERT_EXPR is added for the corresponding variable.
2676
2677       c) Repeat step (b) on the ELSE_CLAUSE.
2678
2679       d) Mark X and Y in FOUND_IN_SUBGRAPH.
2680
2681       For instance,
2682
2683             if (a == 9)
2684               b = a;
2685             else
2686               b = c + 1;
2687
2688       In this case, an assertion on the THEN clause is useful to
2689       determine that 'a' is always 9 on that edge.  However, an assertion
2690       on the ELSE clause would be unnecessary.
2691
2692    4- If BB does not end in a conditional expression, then we recurse
2693       into BB's dominator children.
2694    
2695    At the end of the recursive traversal, every SSA name will have a
2696    list of locations where ASSERT_EXPRs should be added.  When a new
2697    location for name N is found, it is registered by calling
2698    register_new_assert_for.  That function keeps track of all the
2699    registered assertions to prevent adding unnecessary assertions.
2700    For instance, if a pointer P_4 is dereferenced more than once in a
2701    dominator tree, only the location dominating all the dereference of
2702    P_4 will receive an ASSERT_EXPR.
2703
2704    If this function returns true, then it means that there are names
2705    for which we need to generate ASSERT_EXPRs.  Those assertions are
2706    inserted by process_assert_insertions.
2707
2708    TODO.  Handle SWITCH_EXPR.  */
2709
2710 static bool
2711 find_assert_locations (basic_block bb)
2712 {
2713   block_stmt_iterator si;
2714   tree last, phi;
2715   bool need_assert;
2716   basic_block son;
2717
2718   if (TEST_BIT (blocks_visited, bb->index))
2719     return false;
2720
2721   SET_BIT (blocks_visited, bb->index);
2722
2723   need_assert = false;
2724
2725   /* Traverse all PHI nodes in BB marking used operands.  */
2726   for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2727     {
2728       use_operand_p arg_p;
2729       ssa_op_iter i;
2730
2731       FOR_EACH_PHI_ARG (arg_p, phi, i, SSA_OP_USE)
2732         {
2733           tree arg = USE_FROM_PTR (arg_p);
2734           if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
2735             {
2736               gcc_assert (is_gimple_reg (PHI_RESULT (phi)));
2737               SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (arg));
2738             }
2739         }
2740     }
2741
2742   /* Traverse all the statements in BB marking used names and looking
2743      for statements that may infer assertions for their used operands.  */
2744   last = NULL_TREE;
2745   for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
2746     {
2747       tree stmt, op;
2748       ssa_op_iter i;
2749
2750       stmt = bsi_stmt (si);
2751
2752       /* See if we can derive an assertion for any of STMT's operands.  */
2753       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, i, SSA_OP_USE)
2754         {
2755           tree value;
2756           enum tree_code comp_code;
2757
2758           /* Mark OP in bitmap FOUND_IN_SUBGRAPH.  If STMT is inside
2759              the sub-graph of a conditional block, when we return from
2760              this recursive walk, our parent will use the
2761              FOUND_IN_SUBGRAPH bitset to determine if one of the
2762              operands it was looking for was present in the sub-graph.  */
2763           SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
2764
2765           /* If OP is used only once, namely in this STMT, don't
2766              bother creating an ASSERT_EXPR for it.  Such an
2767              ASSERT_EXPR would do nothing but increase compile time.
2768              Experiments show that with this simple check, we can save
2769              more than 20% of ASSERT_EXPRs.  */
2770           if (has_single_use (op))
2771             continue;
2772
2773           /* If OP is used in such a way that we can infer a value
2774              range for it, and we don't find a previous assertion for
2775              it, create a new assertion location node for OP.  */
2776           if (infer_value_range (stmt, op, &comp_code, &value))
2777             {
2778               register_new_assert_for (op, comp_code, value, bb, NULL, si);
2779               need_assert = true;
2780             }
2781         }
2782
2783       /* Remember the last statement of the block.  */
2784       last = stmt;
2785     }
2786
2787   /* If BB's last statement is a conditional expression
2788      involving integer operands, recurse into each of the sub-graphs
2789      rooted at BB to determine if we need to add ASSERT_EXPRs.  */
2790   if (last
2791       && TREE_CODE (last) == COND_EXPR
2792       && !fp_predicate (COND_EXPR_COND (last))
2793       && !ZERO_SSA_OPERANDS (last, SSA_OP_USE))
2794     need_assert |= find_conditional_asserts (bb);
2795
2796   /* Recurse into the dominator children of BB.  */
2797   for (son = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, bb);
2798        son;
2799        son = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, son))
2800     need_assert |= find_assert_locations (son);
2801
2802   return need_assert;
2803 }
2804
2805
2806 /* Create an ASSERT_EXPR for NAME and insert it in the location
2807    indicated by LOC.  Return true if we made any edge insertions.  */
2808
2809 static bool
2810 process_assert_insertions_for (tree name, assert_locus_t loc)
2811 {
2812   /* Build the comparison expression NAME_i COMP_CODE VAL.  */
2813   tree stmt, cond, assert_expr;
2814   edge_iterator ei;
2815   edge e;
2816
2817   cond = build2 (loc->comp_code, boolean_type_node, name, loc->val);
2818   assert_expr = build_assert_expr_for (cond, name);
2819
2820   if (loc->e)
2821     {
2822       /* We have been asked to insert the assertion on an edge.  This
2823          is used only by COND_EXPR and SWITCH_EXPR assertions.  */
2824 #if defined ENABLE_CHECKING
2825       gcc_assert (TREE_CODE (bsi_stmt (loc->si)) == COND_EXPR
2826           || TREE_CODE (bsi_stmt (loc->si)) == SWITCH_EXPR);
2827 #endif
2828
2829       bsi_insert_on_edge (loc->e, assert_expr);
2830       return true;
2831     }
2832
2833   /* Otherwise, we can insert right after LOC->SI iff the
2834      statement must not be the last statement in the block.  */
2835   stmt = bsi_stmt (loc->si);
2836   if (!stmt_ends_bb_p (stmt))
2837     {
2838       bsi_insert_after (&loc->si, assert_expr, BSI_SAME_STMT);
2839       return false;
2840     }
2841
2842   /* If STMT must be the last statement in BB, we can only insert new
2843      assertions on the non-abnormal edge out of BB.  Note that since
2844      STMT is not control flow, there may only be one non-abnormal edge
2845      out of BB.  */
2846   FOR_EACH_EDGE (e, ei, loc->bb->succs)
2847     if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL))
2848       {
2849         bsi_insert_on_edge (e, assert_expr);
2850         return true;
2851       }
2852
2853   gcc_unreachable ();
2854 }
2855
2856
2857 /* Process all the insertions registered for every name N_i registered
2858    in NEED_ASSERT_FOR.  The list of assertions to be inserted are
2859    found in ASSERTS_FOR[i].  */
2860
2861 static void
2862 process_assert_insertions (void)
2863 {
2864   unsigned i;
2865   bitmap_iterator bi;
2866   bool update_edges_p = false;
2867   int num_asserts = 0;
2868
2869   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2870     dump_all_asserts (dump_file);
2871
2872   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (need_assert_for, 0, i, bi)
2873     {
2874       assert_locus_t loc = asserts_for[i];
2875       gcc_assert (loc);
2876
2877       while (loc)
2878         {
2879           assert_locus_t next = loc->next;
2880           update_edges_p |= process_assert_insertions_for (ssa_name (i), loc);
2881           free (loc);
2882           loc = next;
2883           num_asserts++;
2884         }
2885     }
2886
2887   if (update_edges_p)
2888     bsi_commit_edge_inserts ();
2889
2890   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2891     fprintf (dump_file, "\nNumber of ASSERT_EXPR expressions inserted: %d\n\n",
2892              num_asserts);
2893 }
2894
2895
2896 /* Traverse the flowgraph looking for conditional jumps to insert range
2897    expressions.  These range expressions are meant to provide information
2898    to optimizations that need to reason in terms of value ranges.  They
2899    will not be expanded into RTL.  For instance, given:
2900
2901    x = ...
2902    y = ...
2903    if (x < y)
2904      y = x - 2;
2905    else
2906      x = y + 3;
2907
2908    this pass will transform the code into:
2909
2910    x = ...
2911    y = ...
2912    if (x < y)
2913     {
2914       x = ASSERT_EXPR <x, x < y>
2915       y = x - 2
2916     }
2917    else
2918     {
2919       y = ASSERT_EXPR <y, x <= y>
2920       x = y + 3
2921     }
2922
2923    The idea is that once copy and constant propagation have run, other
2924    optimizations will be able to determine what ranges of values can 'x'
2925    take in different paths of the code, simply by checking the reaching
2926    definition of 'x'.  */
2927
2928 static void
2929 insert_range_assertions (void)
2930 {
2931   edge e;
2932   edge_iterator ei;
2933   bool update_ssa_p;
2934   
2935   found_in_subgraph = sbitmap_alloc (num_ssa_names);
2936   sbitmap_zero (found_in_subgraph);
2937
2938   blocks_visited = sbitmap_alloc (last_basic_block);
2939   sbitmap_zero (blocks_visited);
2940
2941   need_assert_for = BITMAP_ALLOC (NULL);
2942   asserts_for = xmalloc (num_ssa_names * sizeof (assert_locus_t));
2943   memset (asserts_for, 0, num_ssa_names * sizeof (assert_locus_t));
2944
2945   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2946
2947   update_ssa_p = false;
2948   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
2949     if (find_assert_locations (e->dest))
2950       update_ssa_p = true;
2951
2952   if (update_ssa_p)
2953     {
2954       process_assert_insertions ();
2955       update_ssa (TODO_update_ssa_no_phi);
2956     }
2957
2958   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2959     {
2960       fprintf (dump_file, "\nSSA form after inserting ASSERT_EXPRs\n");
2961       dump_function_to_file (current_function_decl, dump_file, dump_flags);
2962     }
2963
2964   sbitmap_free (found_in_subgraph);
2965   free (asserts_for);
2966   BITMAP_FREE (need_assert_for);
2967 }
2968
2969
2970 /* Convert range assertion expressions into the implied copies and
2971    copy propagate away the copies.  Doing the trivial copy propagation
2972    here avoids the need to run the full copy propagation pass after
2973    VRP. 
2974    
2975    FIXME, this will eventually lead to copy propagation removing the
2976    names that had useful range information attached to them.  For
2977    instance, if we had the assertion N_i = ASSERT_EXPR <N_j, N_j > 3>,
2978    then N_i will have the range [3, +INF].
2979    
2980    However, by converting the assertion into the implied copy
2981    operation N_i = N_j, we will then copy-propagate N_j into the uses
2982    of N_i and lose the range information.  We may want to hold on to
2983    ASSERT_EXPRs a little while longer as the ranges could be used in
2984    things like jump threading.
2985    
2986    The problem with keeping ASSERT_EXPRs around is that passes after
2987    VRP need to handle them appropriately. 
2988
2989    Another approach would be to make the range information a first
2990    class property of the SSA_NAME so that it can be queried from
2991    any pass.  This is made somewhat more complex by the need for
2992    multiple ranges to be associated with one SSA_NAME.  */
2993
2994 static void
2995 remove_range_assertions (void)
2996 {
2997   basic_block bb;
2998   block_stmt_iterator si;
2999
3000   /* Note that the BSI iterator bump happens at the bottom of the
3001      loop and no bump is necessary if we're removing the statement
3002      referenced by the current BSI.  */
3003   FOR_EACH_BB (bb)
3004     for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si);)
3005       {
3006         tree stmt = bsi_stmt (si);
3007
3008         if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
3009             && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == ASSERT_EXPR)
3010           {
3011             tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
3012             tree cond = fold (ASSERT_EXPR_COND (rhs));
3013             use_operand_p use_p;
3014             imm_use_iterator iter;
3015
3016             gcc_assert (cond != boolean_false_node);
3017             TREE_OPERAND (stmt, 1) = ASSERT_EXPR_VAR (rhs);
3018             update_stmt (stmt);
3019
3020             /* The statement is now a copy.  Propagate the RHS into
3021                every use of the LHS.  */
3022             FOR_EACH_IMM_USE_SAFE (use_p, iter, TREE_OPERAND (stmt, 0))
3023               {
3024                 SET_USE (use_p, ASSERT_EXPR_VAR (rhs));
3025                 update_stmt (USE_STMT (use_p));
3026               }
3027
3028             /* And finally, remove the copy, it is not needed.  */
3029             bsi_remove (&si);
3030           }
3031         else
3032           bsi_next (&si);
3033       }
3034
3035   sbitmap_free (blocks_visited);
3036 }
3037
3038
3039 /* Return true if STMT is interesting for VRP.  */
3040
3041 static bool
3042 stmt_interesting_for_vrp (tree stmt)
3043 {
3044   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE
3045       && is_gimple_reg (PHI_RESULT (stmt))
3046       && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (PHI_RESULT (stmt)))
3047           || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (PHI_RESULT (stmt)))))
3048     return true;
3049   else if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
3050     {
3051       tree lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
3052
3053       if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
3054           && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
3055               || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs)))
3056           && ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
3057         return true;
3058     }
3059   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR || TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3060     return true;
3061
3062   return false;
3063 }
3064
3065
3066 /* Initialize local data structures for VRP.  */
3067
3068 static void
3069 vrp_initialize (void)
3070 {
3071   basic_block bb;
3072
3073   vr_value = xmalloc (num_ssa_names * sizeof (value_range_t *));
3074   memset (vr_value, 0, num_ssa_names * sizeof (value_range_t *));
3075
3076   FOR_EACH_BB (bb)
3077     {
3078       block_stmt_iterator si;
3079       tree phi;
3080
3081       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
3082         {
3083           if (!stmt_interesting_for_vrp (phi))
3084             {
3085               tree lhs = PHI_RESULT (phi);
3086               set_value_range_to_varying (get_value_range (lhs));
3087               DONT_SIMULATE_AGAIN (phi) = true;
3088             }
3089           else
3090             DONT_SIMULATE_AGAIN (phi) = false;
3091         }
3092
3093       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
3094         {
3095           tree stmt = bsi_stmt (si);
3096
3097           if (!stmt_interesting_for_vrp (stmt))
3098             {
3099               ssa_op_iter i;
3100               tree def;
3101               FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, i, SSA_OP_DEF)
3102                 set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3103               DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = true;
3104             }
3105           else
3106             {
3107               DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = false;
3108             }
3109         }
3110     }
3111 }
3112
3113
3114 /* Visit assignment STMT.  If it produces an interesting range, record
3115    the SSA name in *OUTPUT_P.  */
3116
3117 static enum ssa_prop_result
3118 vrp_visit_assignment (tree stmt, tree *output_p)
3119 {
3120   tree lhs, rhs, def;
3121   ssa_op_iter iter;
3122
3123   lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
3124   rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
3125
3126   /* We only keep track of ranges in integral and pointer types.  */
3127   if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
3128       && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
3129           || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))))
3130     {
3131       struct loop *l;
3132       value_range_t new_vr = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
3133
3134       extract_range_from_expr (&new_vr, rhs);
3135
3136       /* If STMT is inside a loop, we may be able to know something
3137          else about the range of LHS by examining scalar evolution
3138          information.  */
3139       if (cfg_loops && (l = loop_containing_stmt (stmt)))
3140         adjust_range_with_scev (&new_vr, l, stmt, lhs);
3141
3142       if (update_value_range (lhs, &new_vr))
3143         {
3144           *output_p = lhs;
3145
3146           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3147             {
3148               fprintf (dump_file, "Found new range for ");
3149               print_generic_expr (dump_file, lhs, 0);
3150               fprintf (dump_file, ": ");
3151               dump_value_range (dump_file, &new_vr);
3152               fprintf (dump_file, "\n\n");
3153             }
3154
3155           if (new_vr.type == VR_VARYING)
3156             return SSA_PROP_VARYING;
3157
3158           return SSA_PROP_INTERESTING;
3159         }
3160
3161       return SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
3162     }
3163   
3164   /* Every other statement produces no useful ranges.  */
3165   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
3166     set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3167
3168   return SSA_PROP_VARYING;
3169 }
3170
3171
3172 /* Compare all the value ranges for names equivalent to VAR with VAL
3173    using comparison code COMP.  Return the same value returned by
3174    compare_range_with_value.  */
3175
3176 static tree
3177 compare_name_with_value (enum tree_code comp, tree var, tree val)
3178 {
3179   bitmap_iterator bi;
3180   unsigned i;
3181   bitmap e;
3182   tree retval, t;
3183   
3184   t = retval = NULL_TREE;
3185
3186   /* Get the set of equivalences for VAR.  */
3187   e = get_value_range (var)->equiv;
3188
3189   /* Add VAR to its own set of equivalences so that VAR's value range
3190      is processed by this loop (otherwise, we would have to replicate
3191      the body of the loop just to check VAR's value range).  */
3192   bitmap_set_bit (e, SSA_NAME_VERSION (var));
3193
3194   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e, 0, i, bi)
3195     {
3196       value_range_t equiv_vr = *(vr_value[i]);
3197
3198       /* If name N_i does not have a valid range, use N_i as its own
3199          range.  This allows us to compare against names that may
3200          have N_i in their ranges.  */
3201       if (equiv_vr.type == VR_VARYING || equiv_vr.type == VR_UNDEFINED)
3202         {
3203           equiv_vr.type = VR_RANGE;
3204           equiv_vr.min = ssa_name (i);
3205           equiv_vr.max = ssa_name (i);
3206         }
3207
3208       t = compare_range_with_value (comp, &equiv_vr, val);
3209       if (t)
3210         {
3211           /* All the ranges should compare the same against VAL.  */
3212           gcc_assert (retval == NULL || t == retval);
3213           retval = t;
3214         }
3215     }
3216
3217   /* Remove VAR from its own equivalence set.  */
3218   bitmap_clear_bit (e, SSA_NAME_VERSION (var));
3219
3220   if (retval)
3221     return retval;
3222
3223   /* We couldn't find a non-NULL value for the predicate.  */
3224   return NULL_TREE;
3225 }
3226
3227
3228 /* Given a comparison code COMP and names N1 and N2, compare all the
3229    ranges equivalent to N1 against all the ranges equivalent to N2
3230    to determine the value of N1 COMP N2.  Return the same value
3231    returned by compare_ranges.  */
3232
3233 static tree
3234 compare_names (enum tree_code comp, tree n1, tree n2)
3235 {
3236   tree t, retval;
3237   bitmap e1, e2;
3238   bitmap_iterator bi1, bi2;
3239   unsigned i1, i2;
3240
3241   /* Compare the ranges of every name equivalent to N1 against the
3242      ranges of every name equivalent to N2.  */
3243   e1 = get_value_range (n1)->equiv;
3244   e2 = get_value_range (n2)->equiv;
3245
3246   /* Add N1 and N2 to their own set of equivalences to avoid
3247      duplicating the body of the loop just to check N1 and N2
3248      ranges.  */
3249   bitmap_set_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3250   bitmap_set_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3251
3252   /* If the equivalence sets have a common intersection, then the two
3253      names can be compared without checking their ranges.  */
3254   if (bitmap_intersect_p (e1, e2))
3255     {
3256       bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3257       bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3258
3259       return (comp == EQ_EXPR || comp == GE_EXPR || comp == LE_EXPR)
3260              ? boolean_true_node
3261              : boolean_false_node;
3262     }
3263
3264   /* Otherwise, compare all the equivalent ranges.  First, add N1 and
3265      N2 to their own set of equivalences to avoid duplicating the body
3266      of the loop just to check N1 and N2 ranges.  */
3267   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e1, 0, i1, bi1)
3268     {
3269       value_range_t vr1 = *(vr_value[i1]);
3270
3271       /* If the range is VARYING or UNDEFINED, use the name itself.  */
3272       if (vr1.type == VR_VARYING || vr1.type == VR_UNDEFINED)
3273         {
3274           vr1.type = VR_RANGE;
3275           vr1.min = ssa_name (i1);
3276           vr1.max = ssa_name (i1);
3277         }
3278
3279       t = retval = NULL_TREE;
3280       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e2, 0, i2, bi2)
3281         {
3282           value_range_t vr2 = *(vr_value[i2]);
3283
3284           if (vr2.type == VR_VARYING || vr2.type == VR_UNDEFINED)
3285             {
3286               vr2.type = VR_RANGE;
3287               vr2.min = ssa_name (i2);
3288               vr2.max = ssa_name (i2);
3289             }
3290
3291           t = compare_ranges (comp, &vr1, &vr2);
3292           if (t)
3293             {
3294               /* All the ranges in the equivalent sets should compare
3295                  the same.  */
3296               gcc_assert (retval == NULL || t == retval);
3297               retval = t;
3298             }
3299         }
3300
3301       if (retval)
3302         {
3303           bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3304           bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3305           return retval;
3306         }
3307     }
3308
3309   /* None of the equivalent ranges are useful in computing this
3310      comparison.  */
3311   bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3312   bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3313   return NULL_TREE;
3314 }
3315
3316
3317 /* Given a conditional predicate COND, try to determine if COND yields
3318    true or false based on the value ranges of its operands.  Return
3319    BOOLEAN_TRUE_NODE if the conditional always evaluates to true,
3320    BOOLEAN_FALSE_NODE if the conditional always evaluates to false, and,
3321    NULL if the conditional cannot be evaluated at compile time.
3322
3323    If USE_EQUIV_P is true, the ranges of all the names equivalent with
3324    the operands in COND are used when trying to compute its value.
3325    This is only used during final substitution.  During propagation,
3326    we only check the range of each variable and not its equivalents.  */
3327
3328 tree
3329 vrp_evaluate_conditional (tree cond, bool use_equiv_p)
3330 {
3331   gcc_assert (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME
3332               || TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (cond)) == tcc_comparison);
3333
3334   if (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME)
3335     {
3336       value_range_t *vr;
3337       tree retval;
3338
3339       if (use_equiv_p)
3340         retval = compare_name_with_value (NE_EXPR, cond, boolean_false_node);
3341       else
3342         {
3343           value_range_t *vr = get_value_range (cond);
3344           retval = compare_range_with_value (NE_EXPR, vr, boolean_false_node);
3345         }
3346
3347       /* If COND has a known boolean range, return it.  */
3348       if (retval)
3349         return retval;
3350
3351       /* Otherwise, if COND has a symbolic range of exactly one value,
3352          return it.  */
3353       vr = get_value_range (cond);
3354       if (vr->type == VR_RANGE && vr->min == vr->max)
3355         return vr->min;
3356     }
3357   else
3358     {
3359       tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
3360       tree op1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
3361
3362       /* We only deal with integral and pointer types.  */
3363       if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
3364           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
3365         return NULL_TREE;
3366
3367       if (use_equiv_p)
3368         {
3369           if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME && TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
3370             return compare_names (TREE_CODE (cond), op0, op1);
3371           else if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
3372             return compare_name_with_value (TREE_CODE (cond), op0, op1);
3373           else if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
3374             return compare_name_with_value (
3375                     swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond)), op1, op0);
3376         }
3377       else
3378         {
3379           value_range_t *vr0, *vr1;
3380
3381           vr0 = (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME) ? get_value_range (op0) : NULL;
3382           vr1 = (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME) ? get_value_range (op1) : NULL;
3383
3384           if (vr0 && vr1)
3385             return compare_ranges (TREE_CODE (cond), vr0, vr1);
3386           else if (vr0 && vr1 == NULL)
3387             return compare_range_with_value (TREE_CODE (cond), vr0, op1);
3388           else if (vr0 == NULL && vr1)
3389             return compare_range_with_value (
3390                     swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond)), vr1, op0);
3391         }
3392     }
3393
3394   /* Anything else cannot be computed statically.  */
3395   return NULL_TREE;
3396 }
3397
3398
3399 /* Visit conditional statement STMT.  If we can determine which edge
3400    will be taken out of STMT's basic block, record it in
3401    *TAKEN_EDGE_P and return SSA_PROP_INTERESTING.  Otherwise, return
3402    SSA_PROP_VARYING.  */
3403
3404 static enum ssa_prop_result
3405 vrp_visit_cond_stmt (tree stmt, edge *taken_edge_p)
3406 {
3407   tree cond, val;
3408
3409   *taken_edge_p = NULL;
3410
3411   /* FIXME.  Handle SWITCH_EXPRs.  But first, the assert pass needs to
3412      add ASSERT_EXPRs for them.  */
3413   if (TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3414     return SSA_PROP_VARYING;
3415
3416   cond = COND_EXPR_COND (stmt);
3417
3418   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3419     {
3420       tree use;
3421       ssa_op_iter i;
3422
3423       fprintf (dump_file, "\nVisiting conditional with predicate: ");
3424       print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
3425       fprintf (dump_file, "\nWith known ranges\n");
3426       
3427       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (use, stmt, i, SSA_OP_USE)
3428         {
3429           fprintf (dump_file, "\t");
3430           print_generic_expr (dump_file, use, 0);
3431           fprintf (dump_file, ": ");
3432           dump_value_range (dump_file, vr_value[SSA_NAME_VERSION (use)]);
3433         }
3434
3435       fprintf (dump_file, "\n");
3436     }
3437
3438   /* Compute the value of the predicate COND by checking the known
3439      ranges of each of its operands.
3440      
3441      Note that we cannot evaluate all the equivalent ranges here
3442      because those ranges may not yet be final and with the current
3443      propagation strategy, we cannot determine when the value ranges
3444      of the names in the equivalence set have changed.
3445
3446      For instance, given the following code fragment
3447
3448         i_5 = PHI <8, i_13>
3449         ...
3450         i_14 = ASSERT_EXPR <i_5, i_5 != 0>
3451         if (i_14 == 1)
3452           ...
3453
3454      Assume that on the first visit to i_14, i_5 has the temporary
3455      range [8, 8] because the second argument to the PHI function is
3456      not yet executable.  We derive the range ~[0, 0] for i_14 and the
3457      equivalence set { i_5 }.  So, when we visit 'if (i_14 == 1)' for
3458      the first time, since i_14 is equivalent to the range [8, 8], we
3459      determine that the predicate is always false.
3460
3461      On the next round of propagation, i_13 is determined to be
3462      VARYING, which causes i_5 to drop down to VARYING.  So, another
3463      visit to i_14 is scheduled.  In this second visit, we compute the
3464      exact same range and equivalence set for i_14, namely ~[0, 0] and
3465      { i_5 }.  But we did not have the previous range for i_5
3466      registered, so vrp_visit_assignment thinks that the range for
3467      i_14 has not changed.  Therefore, the predicate 'if (i_14 == 1)'
3468      is not visited again, which stops propagation from visiting
3469      statements in the THEN clause of that if().
3470
3471      To properly fix this we would need to keep the previous range
3472      value for the names in the equivalence set.  This way we would've
3473      discovered that from one visit to the other i_5 changed from
3474      range [8, 8] to VR_VARYING.
3475
3476      However, fixing this apparent limitation may not be worth the
3477      additional checking.  Testing on several code bases (GCC, DLV,
3478      MICO, TRAMP3D and SPEC2000) showed that doing this results in
3479      4 more predicates folded in SPEC.  */
3480   val = vrp_evaluate_conditional (cond, false);
3481   if (val)
3482     *taken_edge_p = find_taken_edge (bb_for_stmt (stmt), val);
3483
3484   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3485     {
3486       fprintf (dump_file, "\nPredicate evaluates to: ");
3487       if (val == NULL_TREE)
3488         fprintf (dump_file, "DON'T KNOW\n");
3489       else
3490         print_generic_stmt (dump_file, val, 0);
3491     }
3492
3493   return (*taken_edge_p) ? SSA_PROP_INTERESTING : SSA_PROP_VARYING;
3494 }
3495
3496
3497 /* Evaluate statement STMT.  If the statement produces a useful range,
3498    return SSA_PROP_INTERESTING and record the SSA name with the
3499    interesting range into *OUTPUT_P.
3500
3501    If STMT is a conditional branch and we can determine its truth
3502    value, the taken edge is recorded in *TAKEN_EDGE_P.
3503
3504    If STMT produces a varying value, return SSA_PROP_VARYING.  */
3505
3506 static enum ssa_prop_result
3507 vrp_visit_stmt (tree stmt, edge *taken_edge_p, tree *output_p)
3508 {
3509   tree def;
3510   ssa_op_iter iter;
3511   stmt_ann_t ann;
3512
3513   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3514     {
3515       fprintf (dump_file, "\nVisiting statement:\n");
3516       print_generic_stmt (dump_file, stmt, dump_flags);
3517       fprintf (dump_file, "\n");
3518     }
3519
3520   ann = stmt_ann (stmt);
3521   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
3522       && ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
3523     return vrp_visit_assignment (stmt, output_p);
3524   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR || TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3525     return vrp_visit_cond_stmt (stmt, taken_edge_p);
3526
3527   /* All other statements produce nothing of interest for VRP, so mark
3528      their outputs varying and prevent further simulation.  */
3529   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
3530     set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3531
3532   return SSA_PROP_VARYING;
3533 }
3534
3535
3536 /* Meet operation for value ranges.  Given two value ranges VR0 and
3537    VR1, store in VR0 the result of meeting VR0 and VR1.
3538    
3539    The meeting rules are as follows:
3540
3541    1- If VR0 and VR1 have an empty intersection, set VR0 to VR_VARYING.
3542
3543    2- If VR0 and VR1 have a non-empty intersection, set VR0 to the
3544       union of VR0 and VR1.  */
3545
3546 static void
3547 vrp_meet (value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
3548 {
3549   if (vr0->type == VR_UNDEFINED)
3550     {
3551       copy_value_range (vr0, vr1);
3552       return;
3553     }
3554
3555   if (vr1->type == VR_UNDEFINED)
3556     {
3557       /* Nothing to do.  VR0 already has the resulting range.  */
3558       return;
3559     }
3560
3561   if (vr0->type == VR_VARYING)
3562     {
3563       /* Nothing to do.  VR0 already has the resulting range.  */
3564       return;
3565     }
3566
3567   if (vr1->type == VR_VARYING)
3568     {
3569       set_value_range_to_varying (vr0);
3570       return;
3571     }
3572
3573   if (vr0->type == VR_RANGE && vr1->type == VR_RANGE)
3574     {
3575       /* If VR0 and VR1 have a non-empty intersection, compute the
3576          union of both ranges.  */
3577       if (value_ranges_intersect_p (vr0, vr1))
3578         {
3579           int cmp;
3580           tree min, max;
3581
3582           /* The lower limit of the new range is the minimum of the
3583              two ranges.  If they cannot be compared, the result is
3584              VARYING.  */
3585           cmp = compare_values (vr0->min, vr1->min);
3586           if (cmp == 0 || cmp == 1)
3587             min = vr1->min;
3588           else if (cmp == -1)
3589             min = vr0->min;
3590           else
3591             {
3592               set_value_range_to_varying (vr0);
3593               return;
3594             }
3595
3596           /* Similarly, the upper limit of the new range is the
3597              maximum of the two ranges.  If they cannot be compared,
3598              the result is VARYING.  */
3599           cmp = compare_values (vr0->max, vr1->max);
3600           if (cmp == 0 || cmp == -1)
3601             max = vr1->max;
3602           else if (cmp == 1)
3603             max = vr0->max;
3604           else
3605             {
3606               set_value_range_to_varying (vr0);
3607               return;
3608             }
3609
3610           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
3611              the two sets.  */
3612           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
3613             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
3614           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
3615             bitmap_clear (vr0->equiv);
3616
3617           set_value_range (vr0, vr0->type, min, max, vr0->equiv);
3618         }
3619       else
3620         goto no_meet;
3621     }
3622   else if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
3623     {
3624       /* Two anti-ranges meet only if they are both identical.  */
3625       if (compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
3626           && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0
3627           && compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0)
3628         {
3629           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
3630              the two sets.  */
3631           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
3632             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
3633           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
3634             bitmap_clear (vr0->equiv);
3635         }
3636       else
3637         goto no_meet;
3638     }
3639   else if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE || vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
3640     {
3641       /* A numeric range [VAL1, VAL2] and an anti-range ~[VAL3, VAL4]
3642          meet only if the ranges have an empty intersection.  The
3643          result of the meet operation is the anti-range.  */
3644       if (!symbolic_range_p (vr0)
3645           && !symbolic_range_p (vr1)
3646           && !value_ranges_intersect_p (vr0, vr1))
3647         {
3648           /* Copy most of VR1 into VR0.  Don't copy VR1's equivalence
3649              set.  We need to compute the intersection of the two
3650              equivalence sets.  */
3651           if (vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
3652             set_value_range (vr0, vr1->type, vr1->min, vr1->max, vr0->equiv);
3653
3654           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
3655              the two sets.  */
3656           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
3657             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
3658           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
3659             bitmap_clear (vr0->equiv);
3660         }
3661       else
3662         goto no_meet;
3663     }
3664   else
3665     gcc_unreachable ();
3666
3667   return;
3668
3669 no_meet:
3670   /* The two range VR0 and VR1 do not meet.  Before giving up and
3671      setting the result to VARYING, see if we can at least derive a
3672      useful anti-range.  FIXME, all this nonsense about distinguishing
3673      anti-ranges from ranges is necessary because of the odd
3674      semantics of range_includes_zero_p and friends.  */
3675   if (!symbolic_range_p (vr0)
3676       && ((vr0->type == VR_RANGE && !range_includes_zero_p (vr0))
3677           || (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && range_includes_zero_p (vr0)))
3678       && !symbolic_range_p (vr1)
3679       && ((vr1->type == VR_RANGE && !range_includes_zero_p (vr1))
3680           || (vr1->type == VR_ANTI_RANGE && range_includes_zero_p (vr1))))
3681     {
3682       set_value_range_to_nonnull (vr0, TREE_TYPE (vr0->min));
3683
3684       /* Since this meet operation did not result from the meeting of
3685          two equivalent names, VR0 cannot have any equivalences.  */
3686       if (vr0->equiv)
3687         bitmap_clear (vr0->equiv);
3688     }
3689   else
3690     set_value_range_to_varying (vr0);
3691 }
3692
3693
3694 /* Visit all arguments for PHI node PHI that flow through executable
3695    edges.  If a valid value range can be derived from all the incoming
3696    value ranges, set a new range for the LHS of PHI.  */
3697
3698 static enum ssa_prop_result
3699 vrp_visit_phi_node (tree phi)
3700 {
3701   int i;
3702   tree lhs = PHI_RESULT (phi);
3703   value_range_t *lhs_vr = get_value_range (lhs);
3704   value_range_t vr_result = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
3705
3706   copy_value_range (&vr_result, lhs_vr);
3707
3708   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3709     {
3710       fprintf (dump_file, "\nVisiting PHI node: ");
3711       print_generic_expr (dump_file, phi, dump_flags);
3712     }
3713
3714   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
3715     {
3716       edge e = PHI_ARG_EDGE (phi, i);
3717
3718       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3719         {
3720           fprintf (dump_file,
3721               "\n    Argument #%d (%d -> %d %sexecutable)\n",
3722               i, e->src->index, e->dest->index,
3723               (e->flags & EDGE_EXECUTABLE) ? "" : "not ");
3724         }
3725
3726       if (e->flags & EDGE_EXECUTABLE)
3727         {
3728           tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
3729           value_range_t vr_arg;
3730
3731           if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
3732             vr_arg = *(get_value_range (arg));
3733           else
3734             {
3735               vr_arg.type = VR_RANGE;
3736               vr_arg.min = arg;
3737               vr_arg.max = arg;
3738               vr_arg.equiv = NULL;
3739             }
3740
3741           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3742             {
3743               fprintf (dump_file, "\t");
3744               print_generic_expr (dump_file, arg, dump_flags);
3745               fprintf (dump_file, "\n\tValue: ");
3746               dump_value_range (dump_file, &vr_arg);
3747               fprintf (dump_file, "\n");
3748             }
3749
3750           vrp_meet (&vr_result, &vr_arg);
3751
3752           if (vr_result.type == VR_VARYING)
3753             break;
3754         }
3755     }
3756
3757   if (vr_result.type == VR_VARYING)
3758     goto varying;
3759
3760   /* To prevent infinite iterations in the algorithm, derive ranges
3761      when the new value is slightly bigger or smaller than the
3762      previous one.  */
3763   if (lhs_vr->type == VR_RANGE && vr_result.type == VR_RANGE)
3764     {
3765       if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs)))
3766         {
3767           int cmp_min = compare_values (lhs_vr->min, vr_result.min);
3768           int cmp_max = compare_values (lhs_vr->max, vr_result.max);
3769
3770           /* If the new minimum is smaller or larger than the previous
3771              one, go all the way to -INF.  In the first case, to avoid
3772              iterating millions of times to reach -INF, and in the
3773              other case to avoid infinite bouncing between different
3774              minimums.  */
3775           if (cmp_min > 0 || cmp_min < 0)
3776             vr_result.min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.min));
3777
3778           /* Similarly, if the new maximum is smaller or larger than
3779              the previous one, go all the way to +INF.  */
3780           if (cmp_max < 0 || cmp_max > 0)
3781             vr_result.max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.max));
3782
3783           /* If we ended up with a (-INF, +INF) range, set it to
3784              VARYING.  */
3785           if (vr_result.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.min))
3786               && vr_result.max == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.max)))
3787             goto varying;
3788         }
3789     }
3790
3791   /* If the new range is different than the previous value, keep
3792      iterating.  */
3793   if (update_value_range (lhs, &vr_result))
3794     return SSA_PROP_INTERESTING;
3795
3796   /* Nothing changed, don't add outgoing edges.  */
3797   return SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
3798
3799   /* No match found.  Set the LHS to VARYING.  */
3800 varying:
3801   set_value_range_to_varying (lhs_vr);
3802   return SSA_PROP_VARYING;
3803 }
3804
3805 /* Simplify a division or modulo operator to a right shift or
3806    bitwise and if the first operand is unsigned or is greater
3807    than zero and the second operand is an exact power of two.  */
3808
3809 static void
3810 simplify_div_or_mod_using_ranges (tree stmt, tree rhs, enum tree_code rhs_code)
3811 {
3812   tree val = NULL;
3813   tree op = TREE_OPERAND (rhs, 0);
3814   value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (rhs, 0));
3815
3816   if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (op)))
3817     {
3818       val = integer_one_node;
3819     }
3820   else
3821     {
3822       val = compare_range_with_value (GT_EXPR, vr, integer_zero_node);
3823     }
3824
3825   if (val && integer_onep (val))
3826     {
3827       tree t;
3828       tree op0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
3829       tree op1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
3830
3831       if (rhs_code == TRUNC_DIV_EXPR)
3832         {
3833           t = build_int_cst (NULL_TREE, tree_log2 (op1));
3834           t = build2 (RSHIFT_EXPR, TREE_TYPE (op0), op0, t);
3835         }
3836       else
3837         {
3838           t = build_int_cst (TREE_TYPE (op1), 1);
3839           t = int_const_binop (MINUS_EXPR, op1, t, 0);
3840           t = fold_convert (TREE_TYPE (op0), t);
3841           t = build2 (BIT_AND_EXPR, TREE_TYPE (op0), op0, t);
3842         }
3843
3844       TREE_OPERAND (stmt, 1) = t;
3845       update_stmt (stmt);
3846     }
3847 }
3848
3849 /* If the operand to an ABS_EXPR is >= 0, then eliminate the
3850    ABS_EXPR.  If the operand is <= 0, then simplify the
3851    ABS_EXPR into a NEGATE_EXPR.  */
3852
3853 static void
3854 simplify_abs_using_ranges (tree stmt, tree rhs)
3855 {
3856   tree val = NULL;
3857   tree op = TREE_OPERAND (rhs, 0);
3858   tree type = TREE_TYPE (op);
3859   value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (rhs, 0));
3860
3861   if (TYPE_UNSIGNED (type))
3862     {
3863       val = integer_zero_node;
3864     }
3865   else if (vr)
3866     {
3867       val = compare_range_with_value (LE_EXPR, vr, integer_zero_node);
3868       if (!val)
3869         {
3870           val = compare_range_with_value (GE_EXPR, vr, integer_zero_node);
3871
3872           if (val)
3873             {
3874               if (integer_zerop (val))
3875                 val = integer_one_node;
3876               else if (integer_onep (val))
3877                 val = integer_zero_node;
3878             }
3879         }
3880
3881       if (val
3882           && (integer_onep (val) || integer_zerop (val)))
3883         {
3884           tree t;
3885
3886           if (integer_onep (val))
3887             t = build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (op), op);
3888           else
3889             t = op;
3890
3891           TREE_OPERAND (stmt, 1) = t;
3892           update_stmt (stmt);
3893         }
3894     }
3895 }
3896
3897 /* We are comparing trees OP0 and OP1 using COND_CODE.  OP0 has
3898    a known value range VR.
3899
3900    If there is one and only one value which will satisfy the
3901    conditional, then return that value.  Else return NULL.  */
3902
3903 static tree
3904 test_for_singularity (enum tree_code cond_code, tree op0,
3905                       tree op1, value_range_t *vr)
3906 {
3907   tree min = NULL;
3908   tree max = NULL;
3909
3910   /* Extract minimum/maximum values which satisfy the
3911      the conditional as it was written.  */
3912   if (cond_code == LE_EXPR || cond_code == LT_EXPR)
3913     {
3914       min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (op0));
3915
3916       max = op1;
3917       if (cond_code == LT_EXPR)
3918         {
3919           tree one = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), 1);
3920           max = fold_build2 (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (op0), max, one);
3921         }
3922     }
3923   else if (cond_code == GE_EXPR || cond_code == GT_EXPR)
3924     {
3925       max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (op0));
3926
3927       min = op1;
3928       if (cond_code == GT_EXPR)
3929         {
3930           tree one = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), 1);
3931           max = fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (op0), max, one);
3932         }
3933     }
3934
3935   /* Now refine the minimum and maximum values using any
3936      value range information we have for op0.  */
3937   if (min && max)
3938     {
3939       if (compare_values (vr->min, min) == -1)
3940         min = min;
3941       else
3942         min = vr->min;
3943       if (compare_values (vr->max, max) == 1)
3944         max = max;
3945       else
3946         max = vr->max;
3947
3948       /* If the new min/max values have converged to a
3949          single value, then there is only one value which
3950          can satisfy the condition, return that value.  */
3951       if (min == max && is_gimple_min_invariant (min))
3952         return min;
3953     }
3954   return NULL;
3955 }
3956
3957 /* Simplify a conditional using a relational operator to an equality
3958    test if the range information indicates only one value can satisfy
3959    the original conditional.  */
3960
3961 static void
3962 simplify_cond_using_ranges (tree stmt)
3963 {
3964   tree cond = COND_EXPR_COND (stmt);
3965   tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
3966   tree op1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
3967   enum tree_code cond_code = TREE_CODE (cond);
3968
3969   if (cond_code != NE_EXPR
3970       && cond_code != EQ_EXPR
3971       && TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
3972       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
3973       && is_gimple_min_invariant (op1))
3974     {
3975       value_range_t *vr = get_value_range (op0);
3976           
3977       /* If we have range information for OP0, then we might be
3978          able to simplify this conditional. */
3979       if (vr->type == VR_RANGE)
3980         {
3981           tree new = test_for_singularity (cond_code, op0, op1, vr);
3982
3983           if (new)
3984             {
3985               if (dump_file)
3986                 {
3987                   fprintf (dump_file, "Simplified relational ");
3988                   print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
3989                   fprintf (dump_file, " into ");
3990                 }
3991
3992               COND_EXPR_COND (stmt)
3993                 = build2 (EQ_EXPR, boolean_type_node, op0, new);
3994               update_stmt (stmt);
3995
3996               if (dump_file)
3997                 {
3998                   print_generic_expr (dump_file, COND_EXPR_COND (stmt), 0);
3999                   fprintf (dump_file, "\n");
4000                 }
4001               return;
4002
4003             }
4004
4005           /* Try again after inverting the condition.  We only deal
4006              with integral types here, so no need to worry about
4007              issues with inverting FP comparisons.  */
4008           cond_code = invert_tree_comparison (cond_code, false);
4009           new = test_for_singularity (cond_code, op0, op1, vr);
4010
4011           if (new)
4012             {
4013               if (dump_file)
4014                 {
4015                   fprintf (dump_file, "Simplified relational ");
4016                   print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
4017                   fprintf (dump_file, " into ");
4018                 }
4019
4020               COND_EXPR_COND (stmt)
4021                 = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node, op0, new);
4022               update_stmt (stmt);
4023
4024               if (dump_file)
4025                 {
4026                   print_generic_expr (dump_file, COND_EXPR_COND (stmt), 0);
4027                   fprintf (dump_file, "\n");
4028                 }
4029               return;
4030
4031             }
4032         }
4033     }
4034 }
4035
4036 /* Simplify STMT using ranges if possible.  */
4037
4038 void
4039 simplify_stmt_using_ranges (tree stmt)
4040 {
4041   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
4042     {
4043       tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
4044       enum tree_code rhs_code = TREE_CODE (rhs);
4045
4046       /* Transform TRUNC_DIV_EXPR and TRUNC_MOD_EXPR into RSHIFT_EXPR
4047          and BIT_AND_EXPR respectively if the first operand is greater
4048          than zero and the second operand is an exact power of two.  */
4049       if ((rhs_code == TRUNC_DIV_EXPR || rhs_code == TRUNC_MOD_EXPR)
4050           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0)))
4051           && integer_pow2p (TREE_OPERAND (rhs, 1)))
4052         simplify_div_or_mod_using_ranges (stmt, rhs, rhs_code);
4053
4054       /* Transform ABS (X) into X or -X as appropriate.  */
4055       if (rhs_code == ABS_EXPR
4056           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (rhs, 0)) == SSA_NAME
4057           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0))))
4058         simplify_abs_using_ranges (stmt, rhs);
4059     }
4060   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR
4061            && COMPARISON_CLASS_P (COND_EXPR_COND (stmt)))
4062     {
4063       simplify_cond_using_ranges (stmt);
4064     }
4065 }
4066
4067
4068
4069 /* Traverse all the blocks folding conditionals with known ranges.  */
4070
4071 static void
4072 vrp_finalize (void)
4073 {
4074   size_t i;
4075   prop_value_t *single_val_range;
4076   bool do_value_subst_p;
4077
4078   if (dump_file)
4079     {
4080       fprintf (dump_file, "\nValue ranges after VRP:\n\n");
4081       dump_all_value_ranges (dump_file);
4082       fprintf (dump_file, "\n");
4083     }
4084
4085   /* We may have ended with ranges that have exactly one value.  Those
4086      values can be substituted as any other copy/const propagated
4087      value using substitute_and_fold.  */
4088   single_val_range = xmalloc (num_ssa_names * sizeof (*single_val_range));
4089   memset (single_val_range, 0, num_ssa_names * sizeof (*single_val_range));
4090
4091   do_value_subst_p = false;
4092   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
4093     if (vr_value[i]
4094         && vr_value[i]->type == VR_RANGE
4095         && vr_value[i]->min == vr_value[i]->max)
4096       {
4097         single_val_range[i].value = vr_value[i]->min;
4098         do_value_subst_p = true;
4099       }
4100
4101   if (!do_value_subst_p)
4102     {
4103       /* We found no single-valued ranges, don't waste time trying to
4104          do single value substitution in substitute_and_fold.  */
4105       free (single_val_range);
4106       single_val_range = NULL;
4107     }
4108
4109   substitute_and_fold (single_val_range, true);
4110
4111   /* Free allocated memory.  */
4112   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
4113     if (vr_value[i])
4114       {
4115         BITMAP_FREE (vr_value[i]->equiv);
4116         free (vr_value[i]);
4117       }
4118
4119   free (single_val_range);
4120   free (vr_value);
4121 }
4122
4123
4124 /* Main entry point to VRP (Value Range Propagation).  This pass is
4125    loosely based on J. R. C. Patterson, ``Accurate Static Branch
4126    Prediction by Value Range Propagation,'' in SIGPLAN Conference on
4127    Programming Language Design and Implementation, pp. 67-78, 1995.
4128    Also available at http://citeseer.ist.psu.edu/patterson95accurate.html
4129
4130    This is essentially an SSA-CCP pass modified to deal with ranges
4131    instead of constants.
4132
4133    While propagating ranges, we may find that two or more SSA name
4134    have equivalent, though distinct ranges.  For instance,
4135
4136      1  x_9 = p_3->a;
4137      2  p_4 = ASSERT_EXPR <p_3, p_3 != 0>
4138      3  if (p_4 == q_2)
4139      4    p_5 = ASSERT_EXPR <p_4, p_4 == q_2>;
4140      5  endif
4141      6  if (q_2)
4142         
4143    In the code above, pointer p_5 has range [q_2, q_2], but from the
4144    code we can also determine that p_5 cannot be NULL and, if q_2 had
4145    a non-varying range, p_5's range should also be compatible with it.
4146
4147    These equivalences are created by two expressions: ASSERT_EXPR and
4148    copy operations.  Since p_5 is an assertion on p_4, and p_4 was the
4149    result of another assertion, then we can use the fact that p_5 and
4150    p_4 are equivalent when evaluating p_5's range.
4151
4152    Together with value ranges, we also propagate these equivalences
4153    between names so that we can take advantage of information from
4154    multiple ranges when doing final replacement.  Note that this
4155    equivalency relation is transitive but not symmetric.
4156    
4157    In the example above, p_5 is equivalent to p_4, q_2 and p_3, but we
4158    cannot assert that q_2 is equivalent to p_5 because q_2 may be used
4159    in contexts where that assertion does not hold (e.g., in line 6).
4160
4161    TODO, the main difference between this pass and Patterson's is that
4162    we do not propagate edge probabilities.  We only compute whether
4163    edges can be taken or not.  That is, instead of having a spectrum
4164    of jump probabilities between 0 and 1, we only deal with 0, 1 and
4165    DON'T KNOW.  In the future, it may be worthwhile to propagate
4166    probabilities to aid branch prediction.  */
4167
4168 static void
4169 execute_vrp (void)
4170 {
4171   insert_range_assertions ();
4172
4173   cfg_loops = loop_optimizer_init (NULL);
4174   if (cfg_loops)
4175     scev_initialize (cfg_loops);
4176
4177   vrp_initialize ();
4178   ssa_propagate (vrp_visit_stmt, vrp_visit_phi_node);
4179   vrp_finalize ();
4180
4181   if (cfg_loops)
4182     {
4183       scev_finalize ();
4184       loop_optimizer_finalize (cfg_loops, NULL);
4185       current_loops = NULL;
4186     }
4187
4188   remove_range_assertions ();
4189 }
4190
4191 static bool
4192 gate_vrp (void)
4193 {
4194   return flag_tree_vrp != 0;
4195 }
4196
4197 struct tree_opt_pass pass_vrp =
4198 {
4199   "vrp",                                /* name */
4200   gate_vrp,                             /* gate */
4201   execute_vrp,                          /* execute */
4202   NULL,                                 /* sub */
4203   NULL,                                 /* next */
4204   0,                                    /* static_pass_number */
4205   TV_TREE_VRP,                          /* tv_id */
4206   PROP_ssa | PROP_alias,                /* properties_required */
4207   0,                                    /* properties_provided */
4208   0,                                    /* properties_destroyed */
4209   0,                                    /* todo_flags_start */
4210   TODO_cleanup_cfg
4211     | TODO_ggc_collect
4212     | TODO_verify_ssa
4213     | TODO_dump_func
4214     | TODO_update_ssa,                  /* todo_flags_finish */
4215   0                                     /* letter */
4216 };