OSDN Git Service

gcc/
[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       && code != TRUTH_AND_EXPR
1234       && code != TRUTH_OR_EXPR
1235       && (vr0.type == VR_VARYING
1236           || vr1.type == VR_VARYING
1237           || vr0.type != vr1.type
1238           || symbolic_range_p (&vr0)
1239           || symbolic_range_p (&vr1)))
1240     {
1241       set_value_range_to_varying (vr);
1242       return;
1243     }
1244
1245   /* Now evaluate the expression to determine the new range.  */
1246   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr))
1247       || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1248       || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1)))
1249     {
1250       /* For pointer types, we are really only interested in asserting
1251          whether the expression evaluates to non-NULL.  FIXME, we used
1252          to gcc_assert (code == PLUS_EXPR || code == MINUS_EXPR), but
1253          ivopts is generating expressions with pointer multiplication
1254          in them.  */
1255       if (code == PLUS_EXPR)
1256         {
1257           if (range_is_nonnull (&vr0) || range_is_nonnull (&vr1))
1258             set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1259           else if (range_is_null (&vr0) && range_is_null (&vr1))
1260             set_value_range_to_null (vr, TREE_TYPE (expr));
1261           else
1262             set_value_range_to_varying (vr);
1263         }
1264       else
1265         {
1266           /* Subtracting from a pointer, may yield 0, so just drop the
1267              resulting range to varying.  */
1268           set_value_range_to_varying (vr);
1269         }
1270
1271       return;
1272     }
1273
1274   /* For integer ranges, apply the operation to each end of the
1275      range and see what we end up with.  */
1276   if (code == TRUTH_ANDIF_EXPR
1277       || code == TRUTH_ORIF_EXPR
1278       || code == TRUTH_AND_EXPR
1279       || code == TRUTH_OR_EXPR
1280       || code == TRUTH_XOR_EXPR)
1281     {
1282       /* If one of the operands is zero, we know that the whole
1283          expression evaluates zero.  */
1284       if (code == TRUTH_AND_EXPR
1285           && ((vr0.type == VR_RANGE
1286                && integer_zerop (vr0.min)
1287                && integer_zerop (vr0.max))
1288               || (vr1.type == VR_RANGE
1289                   && integer_zerop (vr1.min)
1290                   && integer_zerop (vr1.max))))
1291         {
1292           type = VR_RANGE;
1293           min = max = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1294         }
1295       /* If one of the operands is one, we know that the whole
1296          expression evaluates one.  */
1297       else if (code == TRUTH_OR_EXPR
1298                && ((vr0.type == VR_RANGE
1299                     && integer_onep (vr0.min)
1300                     && integer_onep (vr0.max))
1301                    || (vr1.type == VR_RANGE
1302                        && integer_onep (vr1.min)
1303                        && integer_onep (vr1.max))))
1304         {
1305           type = VR_RANGE;
1306           min = max = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 1);
1307         }
1308       else if (vr0.type != VR_VARYING
1309                && vr1.type != VR_VARYING
1310                && vr0.type == vr1.type
1311                && !symbolic_range_p (&vr0)
1312                && !symbolic_range_p (&vr1))
1313         {
1314           /* Boolean expressions cannot be folded with int_const_binop.  */
1315           min = fold_binary (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min, vr1.min);
1316           max = fold_binary (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max, vr1.max);
1317         }
1318       else
1319         {
1320           set_value_range_to_varying (vr);
1321           return;
1322         }
1323     }
1324   else if (code == PLUS_EXPR
1325            || code == MIN_EXPR
1326            || code == MAX_EXPR)
1327     {
1328       /* If we have a PLUS_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs, drop to
1329          VR_VARYING.  It would take more effort to compute a precise
1330          range for such a case.  For example, if we have op0 == 1 and
1331          op1 == -1 with their ranges both being ~[0,0], we would have
1332          op0 + op1 == 0, so we cannot claim that the sum is in ~[0,0].
1333          Note that we are guaranteed to have vr0.type == vr1.type at
1334          this point.  */
1335       if (code == PLUS_EXPR && vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1336         {
1337           set_value_range_to_varying (vr);
1338           return;
1339         }
1340
1341       /* For operations that make the resulting range directly
1342          proportional to the original ranges, apply the operation to
1343          the same end of each range.  */
1344       min = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.min);
1345       max = vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.max);
1346     }
1347   else if (code == MULT_EXPR
1348            || code == TRUNC_DIV_EXPR
1349            || code == FLOOR_DIV_EXPR
1350            || code == CEIL_DIV_EXPR
1351            || code == EXACT_DIV_EXPR
1352            || code == ROUND_DIV_EXPR)
1353     {
1354       tree val[4];
1355       size_t i;
1356
1357       /* If we have an unsigned MULT_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs,
1358          drop to VR_VARYING.  It would take more effort to compute a
1359          precise range for such a case.  For example, if we have
1360          op0 == 65536 and op1 == 65536 with their ranges both being
1361          ~[0,0] on a 32-bit machine, we would have op0 * op1 == 0, so
1362          we cannot claim that the product is in ~[0,0].  Note that we
1363          are guaranteed to have vr0.type == vr1.type at this
1364          point.  */
1365       if (code == MULT_EXPR
1366           && vr0.type == VR_ANTI_RANGE
1367           && (flag_wrapv || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (op0))))
1368         {
1369           set_value_range_to_varying (vr);
1370           return;
1371         }
1372
1373       /* Multiplications and divisions are a bit tricky to handle,
1374          depending on the mix of signs we have in the two ranges, we
1375          need to operate on different values to get the minimum and
1376          maximum values for the new range.  One approach is to figure
1377          out all the variations of range combinations and do the
1378          operations.
1379
1380          However, this involves several calls to compare_values and it
1381          is pretty convoluted.  It's simpler to do the 4 operations
1382          (MIN0 OP MIN1, MIN0 OP MAX1, MAX0 OP MIN1 and MAX0 OP MAX0 OP
1383          MAX1) and then figure the smallest and largest values to form
1384          the new range.  */
1385
1386       /* Divisions by zero result in a VARYING value.  */
1387       if (code != MULT_EXPR
1388           && (vr0.type == VR_ANTI_RANGE || range_includes_zero_p (&vr1)))
1389         {
1390           set_value_range_to_varying (vr);
1391           return;
1392         }
1393
1394       /* Compute the 4 cross operations.  */
1395       val[0] = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.min);
1396
1397       val[1] = (vr1.max != vr1.min)
1398                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.max)
1399                : NULL_TREE;
1400
1401       val[2] = (vr0.max != vr0.min)
1402                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.min)
1403                : NULL_TREE;
1404
1405       val[3] = (vr0.min != vr0.max && vr1.min != vr1.max)
1406                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.max)
1407                : NULL_TREE;
1408
1409       /* Set MIN to the minimum of VAL[i] and MAX to the maximum
1410          of VAL[i].  */
1411       min = val[0];
1412       max = val[0];
1413       for (i = 1; i < 4; i++)
1414         {
1415           if (TREE_OVERFLOW (min) || TREE_OVERFLOW (max))
1416             break;
1417
1418           if (val[i])
1419             {
1420               if (TREE_OVERFLOW (val[i]))
1421                 {
1422                   /* If we found an overflowed value, set MIN and MAX
1423                      to it so that we set the resulting range to
1424                      VARYING.  */
1425                   min = max = val[i];
1426                   break;
1427                 }
1428
1429               if (compare_values (val[i], min) == -1)
1430                 min = val[i];
1431
1432               if (compare_values (val[i], max) == 1)
1433                 max = val[i];
1434             }
1435         }
1436     }
1437   else if (code == MINUS_EXPR)
1438     {
1439       /* If we have a MINUS_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs, drop to
1440          VR_VARYING.  It would take more effort to compute a precise
1441          range for such a case.  For example, if we have op0 == 1 and
1442          op1 == 1 with their ranges both being ~[0,0], we would have
1443          op0 - op1 == 0, so we cannot claim that the difference is in
1444          ~[0,0].  Note that we are guaranteed to have
1445          vr0.type == vr1.type at this point.  */
1446       if (vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1447         {
1448           set_value_range_to_varying (vr);
1449           return;
1450         }
1451
1452       /* For MINUS_EXPR, apply the operation to the opposite ends of
1453          each range.  */
1454       min = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.max);
1455       max = vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.min);
1456     }
1457   else if (code == BIT_AND_EXPR)
1458     {
1459       if (vr0.type == VR_RANGE
1460           && vr0.min == vr0.max
1461           && tree_expr_nonnegative_p (vr0.max)
1462           && TREE_CODE (vr0.max) == INTEGER_CST)
1463         {
1464           min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1465           max = vr0.max;
1466         }
1467       else if (vr1.type == VR_RANGE
1468           && vr1.min == vr1.max
1469           && tree_expr_nonnegative_p (vr1.max)
1470           && TREE_CODE (vr1.max) == INTEGER_CST)
1471         {
1472           type = VR_RANGE;
1473           min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1474           max = vr1.max;
1475         }
1476       else
1477         {
1478           set_value_range_to_varying (vr);
1479           return;
1480         }
1481     }
1482   else
1483     gcc_unreachable ();
1484
1485   /* If either MIN or MAX overflowed, then set the resulting range to
1486      VARYING.  */
1487   if (TREE_OVERFLOW (min) || TREE_OVERFLOW (max))
1488     {
1489       set_value_range_to_varying (vr);
1490       return;
1491     }
1492
1493   cmp = compare_values (min, max);
1494   if (cmp == -2 || cmp == 1)
1495     {
1496       /* If the new range has its limits swapped around (MIN > MAX),
1497          then the operation caused one of them to wrap around, mark
1498          the new range VARYING.  */
1499       set_value_range_to_varying (vr);
1500     }
1501   else
1502     set_value_range (vr, type, min, max, NULL);
1503 }
1504
1505
1506 /* Extract range information from a unary expression EXPR based on
1507    the range of its operand and the expression code.  */
1508
1509 static void
1510 extract_range_from_unary_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1511 {
1512   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1513   tree min, max, op0;
1514   int cmp;
1515   value_range_t vr0 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1516
1517   /* Refuse to operate on certain unary expressions for which we
1518      cannot easily determine a resulting range.  */
1519   if (code == FIX_TRUNC_EXPR
1520       || code == FIX_CEIL_EXPR
1521       || code == FIX_FLOOR_EXPR
1522       || code == FIX_ROUND_EXPR
1523       || code == FLOAT_EXPR
1524       || code == BIT_NOT_EXPR
1525       || code == NON_LVALUE_EXPR
1526       || code == CONJ_EXPR)
1527     {
1528       set_value_range_to_varying (vr);
1529       return;
1530     }
1531
1532   /* Get value ranges for the operand.  For constant operands, create
1533      a new value range with the operand to simplify processing.  */
1534   op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1535   if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1536     vr0 = *(get_value_range (op0));
1537   else if (is_gimple_min_invariant (op0))
1538     set_value_range (&vr0, VR_RANGE, op0, op0, NULL);
1539   else
1540     set_value_range_to_varying (&vr0);
1541
1542   /* If VR0 is UNDEFINED, so is the result.  */
1543   if (vr0.type == VR_UNDEFINED)
1544     {
1545       set_value_range_to_undefined (vr);
1546       return;
1547     }
1548
1549   /* Refuse to operate on varying and symbolic ranges.  Also, if the
1550      operand is neither a pointer nor an integral type, set the
1551      resulting range to VARYING.  TODO, in some cases we may be able
1552      to derive anti-ranges (like nonzero values).  */
1553   if (vr0.type == VR_VARYING
1554       || (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1555           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
1556       || symbolic_range_p (&vr0))
1557     {
1558       set_value_range_to_varying (vr);
1559       return;
1560     }
1561
1562   /* If the expression involves pointers, we are only interested in
1563      determining if it evaluates to NULL [0, 0] or non-NULL (~[0, 0]).  */
1564   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
1565     {
1566       if (range_is_nonnull (&vr0) || tree_expr_nonzero_p (expr))
1567         set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1568       else if (range_is_null (&vr0))
1569         set_value_range_to_null (vr, TREE_TYPE (expr));
1570       else
1571         set_value_range_to_varying (vr);
1572
1573       return;
1574     }
1575
1576   /* Handle unary expressions on integer ranges.  */
1577   if (code == NOP_EXPR || code == CONVERT_EXPR)
1578     {
1579       tree inner_type = TREE_TYPE (op0);
1580       tree outer_type = TREE_TYPE (expr);
1581
1582       /* If VR0 represents a simple range, then try to convert
1583          the min and max values for the range to the same type
1584          as OUTER_TYPE.  If the results compare equal to VR0's
1585          min and max values and the new min is still less than
1586          or equal to the new max, then we can safely use the newly
1587          computed range for EXPR.  This allows us to compute
1588          accurate ranges through many casts.  */
1589       if (vr0.type == VR_RANGE)
1590         {
1591           tree new_min, new_max;
1592
1593           /* Convert VR0's min/max to OUTER_TYPE.  */
1594           new_min = fold_convert (outer_type, vr0.min);
1595           new_max = fold_convert (outer_type, vr0.max);
1596
1597           /* Verify the new min/max values are gimple values and
1598              that they compare equal to VR0's min/max values.  */
1599           if (is_gimple_val (new_min)
1600               && is_gimple_val (new_max)
1601               && tree_int_cst_equal (new_min, vr0.min)
1602               && tree_int_cst_equal (new_max, vr0.max)
1603               && compare_values (new_min, new_max) <= 0
1604               && compare_values (new_min, new_max) >= -1)
1605             {
1606               set_value_range (vr, VR_RANGE, new_min, new_max, vr->equiv);
1607               return;
1608             }
1609         }
1610
1611       /* When converting types of different sizes, set the result to
1612          VARYING.  Things like sign extensions and precision loss may
1613          change the range.  For instance, if x_3 is of type 'long long
1614          int' and 'y_5 = (unsigned short) x_3', if x_3 is ~[0, 0], it
1615          is impossible to know at compile time whether y_5 will be
1616          ~[0, 0].  */
1617       if (TYPE_SIZE (inner_type) != TYPE_SIZE (outer_type)
1618           || TYPE_PRECISION (inner_type) != TYPE_PRECISION (outer_type))
1619         {
1620           set_value_range_to_varying (vr);
1621           return;
1622         }
1623     }
1624
1625   /* Apply the operation to each end of the range and see what we end
1626      up with.  */
1627   if (code == NEGATE_EXPR
1628       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (expr)))
1629     {
1630       /* NEGATE_EXPR flips the range around.  */
1631       min = (vr0.max == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr)) && !flag_wrapv)
1632              ? TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1633              : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1634
1635       max = (vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)) && !flag_wrapv)
1636              ? TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1637              : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1638     }
1639   else if (code == ABS_EXPR
1640            && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (expr)))
1641     {
1642       /* -TYPE_MIN_VALUE = TYPE_MIN_VALUE with flag_wrapv so we can't get a
1643          useful range.  */
1644       if (flag_wrapv
1645           && ((vr0.type == VR_RANGE
1646                && vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)))
1647               || (vr0.type == VR_ANTI_RANGE
1648                   && vr0.min != TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1649                   && !range_includes_zero_p (&vr0))))
1650         {
1651           set_value_range_to_varying (vr);
1652           return;
1653         }
1654         
1655       /* ABS_EXPR may flip the range around, if the original range
1656          included negative values.  */
1657       min = (vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)))
1658             ? TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1659             : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1660
1661       max = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1662
1663       cmp = compare_values (min, max);
1664
1665       /* If a VR_ANTI_RANGEs contains zero, then we have
1666          ~[-INF, min(MIN, MAX)].  */
1667       if (vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1668         { 
1669           if (range_includes_zero_p (&vr0))
1670             {
1671               tree type_min_value = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr));
1672
1673               /* Take the lower of the two values.  */
1674               if (cmp != 1)
1675                 max = min;
1676
1677               /* Create ~[-INF, min (abs(MIN), abs(MAX))]
1678                  or ~[-INF + 1, min (abs(MIN), abs(MAX))] when
1679                  flag_wrapv is set and the original anti-range doesn't include
1680                  TYPE_MIN_VALUE, remember -TYPE_MIN_VALUE = TYPE_MIN_VALUE.  */
1681               min = (flag_wrapv && vr0.min != type_min_value
1682                      ? int_const_binop (PLUS_EXPR,
1683                                         type_min_value,
1684                                         integer_one_node, 0)
1685                      : type_min_value);
1686             }
1687           else
1688             {
1689               /* All else has failed, so create the range [0, INF], even for
1690                  flag_wrapv since TYPE_MIN_VALUE is in the original
1691                  anti-range.  */
1692               vr0.type = VR_RANGE;
1693               min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1694               max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr));
1695             }
1696         }
1697
1698       /* If the range contains zero then we know that the minimum value in the
1699          range will be zero.  */
1700       else if (range_includes_zero_p (&vr0))
1701         {
1702           if (cmp == 1)
1703             max = min;
1704           min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1705         }
1706       else
1707         {
1708           /* If the range was reversed, swap MIN and MAX.  */
1709           if (cmp == 1)
1710             {
1711               tree t = min;
1712               min = max;
1713               max = t;
1714             }
1715         }
1716     }
1717   else
1718     {
1719       /* Otherwise, operate on each end of the range.  */
1720       min = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1721       max = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1722     }
1723
1724   cmp = compare_values (min, max);
1725   if (cmp == -2 || cmp == 1)
1726     {
1727       /* If the new range has its limits swapped around (MIN > MAX),
1728          then the operation caused one of them to wrap around, mark
1729          the new range VARYING.  */
1730       set_value_range_to_varying (vr);
1731     }
1732   else
1733     set_value_range (vr, vr0.type, min, max, NULL);
1734 }
1735
1736
1737 /* Extract range information from a comparison expression EXPR based
1738    on the range of its operand and the expression code.  */
1739
1740 static void
1741 extract_range_from_comparison (value_range_t *vr, tree expr)
1742 {
1743   tree val = vrp_evaluate_conditional (expr, false);
1744   if (val)
1745     {
1746       /* Since this expression was found on the RHS of an assignment,
1747          its type may be different from _Bool.  Convert VAL to EXPR's
1748          type.  */
1749       val = fold_convert (TREE_TYPE (expr), val);
1750       set_value_range (vr, VR_RANGE, val, val, vr->equiv);
1751     }
1752   else
1753     set_value_range_to_varying (vr);
1754 }
1755
1756
1757 /* Try to compute a useful range out of expression EXPR and store it
1758    in *VR.  */
1759
1760 static void
1761 extract_range_from_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1762 {
1763   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1764
1765   if (code == ASSERT_EXPR)
1766     extract_range_from_assert (vr, expr);
1767   else if (code == SSA_NAME)
1768     extract_range_from_ssa_name (vr, expr);
1769   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_binary
1770            || code == TRUTH_ANDIF_EXPR
1771            || code == TRUTH_ORIF_EXPR
1772            || code == TRUTH_AND_EXPR
1773            || code == TRUTH_OR_EXPR
1774            || code == TRUTH_XOR_EXPR)
1775     extract_range_from_binary_expr (vr, expr);
1776   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_unary)
1777     extract_range_from_unary_expr (vr, expr);
1778   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_comparison)
1779     extract_range_from_comparison (vr, expr);
1780   else if (is_gimple_min_invariant (expr))
1781     set_value_range (vr, VR_RANGE, expr, expr, NULL);
1782   else if (vrp_expr_computes_nonzero (expr))
1783     set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1784   else
1785     set_value_range_to_varying (vr);
1786 }
1787
1788 /* Given a range VR, a LOOP and a variable VAR, determine whether it
1789    would be profitable to adjust VR using scalar evolution information
1790    for VAR.  If so, update VR with the new limits.  */
1791
1792 static void
1793 adjust_range_with_scev (value_range_t *vr, struct loop *loop, tree stmt,
1794                         tree var)
1795 {
1796   tree init, step, chrec;
1797   bool init_is_max, unknown_max;
1798
1799   /* TODO.  Don't adjust anti-ranges.  An anti-range may provide
1800      better opportunities than a regular range, but I'm not sure.  */
1801   if (vr->type == VR_ANTI_RANGE)
1802     return;
1803
1804   chrec = instantiate_parameters (loop, analyze_scalar_evolution (loop, var));
1805   if (TREE_CODE (chrec) != POLYNOMIAL_CHREC)
1806     return;
1807
1808   init = initial_condition_in_loop_num (chrec, loop->num);
1809   step = evolution_part_in_loop_num (chrec, loop->num);
1810
1811   /* If STEP is symbolic, we can't know whether INIT will be the
1812      minimum or maximum value in the range.  */
1813   if (step == NULL_TREE
1814       || !is_gimple_min_invariant (step))
1815     return;
1816
1817   /* Do not adjust ranges when chrec may wrap.  */
1818   if (scev_probably_wraps_p (chrec_type (chrec), init, step, stmt,
1819                              cfg_loops->parray[CHREC_VARIABLE (chrec)],
1820                              &init_is_max, &unknown_max)
1821       || unknown_max)
1822     return;
1823
1824   if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (init))
1825       && (vr->type == VR_VARYING || vr->type == VR_UNDEFINED))
1826     {
1827       /* For VARYING or UNDEFINED ranges, just about anything we get
1828          from scalar evolutions should be better.  */
1829       if (init_is_max)
1830         set_value_range (vr, VR_RANGE, TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (init)),
1831                          init, vr->equiv);
1832       else
1833         set_value_range (vr, VR_RANGE, init, TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (init)),
1834                          vr->equiv);
1835     }
1836   else if (vr->type == VR_RANGE)
1837     {
1838       tree min = vr->min;
1839       tree max = vr->max;
1840
1841       if (init_is_max)
1842         {
1843           /* INIT is the maximum value.  If INIT is lower than VR->MAX
1844              but no smaller than VR->MIN, set VR->MAX to INIT.  */
1845           if (compare_values (init, max) == -1)
1846             {
1847               max = init;
1848
1849               /* If we just created an invalid range with the minimum
1850                  greater than the maximum, take the minimum all the
1851                  way to -INF.  */
1852               if (compare_values (min, max) == 1)
1853                 min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (min));
1854             }
1855         }
1856       else
1857         {
1858           /* If INIT is bigger than VR->MIN, set VR->MIN to INIT.  */
1859           if (compare_values (init, min) == 1)
1860             {
1861               min = init;
1862
1863               /* If we just created an invalid range with the minimum
1864                  greater than the maximum, take the maximum all the
1865                  way to +INF.  */
1866               if (compare_values (min, max) == 1)
1867                 max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (max));
1868             }
1869         }
1870
1871       set_value_range (vr, VR_RANGE, min, max, vr->equiv);
1872     }
1873 }
1874
1875
1876 /* Given two numeric value ranges VR0, VR1 and a comparison code COMP:
1877    
1878    - Return BOOLEAN_TRUE_NODE if VR0 COMP VR1 always returns true for
1879      all the values in the ranges.
1880
1881    - Return BOOLEAN_FALSE_NODE if the comparison always returns false.
1882
1883    - Return NULL_TREE if it is not always possible to determine the
1884      value of the comparison.  */
1885
1886
1887 static tree
1888 compare_ranges (enum tree_code comp, value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
1889 {
1890   /* VARYING or UNDEFINED ranges cannot be compared.  */
1891   if (vr0->type == VR_VARYING
1892       || vr0->type == VR_UNDEFINED
1893       || vr1->type == VR_VARYING
1894       || vr1->type == VR_UNDEFINED)
1895     return NULL_TREE;
1896
1897   /* Anti-ranges need to be handled separately.  */
1898   if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE || vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
1899     {
1900       /* If both are anti-ranges, then we cannot compute any
1901          comparison.  */
1902       if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
1903         return NULL_TREE;
1904
1905       /* These comparisons are never statically computable.  */
1906       if (comp == GT_EXPR
1907           || comp == GE_EXPR
1908           || comp == LT_EXPR
1909           || comp == LE_EXPR)
1910         return NULL_TREE;
1911
1912       /* Equality can be computed only between a range and an
1913          anti-range.  ~[VAL1, VAL2] == [VAL1, VAL2] is always false.  */
1914       if (vr0->type == VR_RANGE)
1915         {
1916           /* To simplify processing, make VR0 the anti-range.  */
1917           value_range_t *tmp = vr0;
1918           vr0 = vr1;
1919           vr1 = tmp;
1920         }
1921
1922       gcc_assert (comp == NE_EXPR || comp == EQ_EXPR);
1923
1924       if (compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
1925           && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0)
1926         return (comp == NE_EXPR) ? boolean_true_node : boolean_false_node;
1927
1928       return NULL_TREE;
1929     }
1930
1931   /* Simplify processing.  If COMP is GT_EXPR or GE_EXPR, switch the
1932      operands around and change the comparison code.  */
1933   if (comp == GT_EXPR || comp == GE_EXPR)
1934     {
1935       value_range_t *tmp;
1936       comp = (comp == GT_EXPR) ? LT_EXPR : LE_EXPR;
1937       tmp = vr0;
1938       vr0 = vr1;
1939       vr1 = tmp;
1940     }
1941
1942   if (comp == EQ_EXPR)
1943     {
1944       /* Equality may only be computed if both ranges represent
1945          exactly one value.  */
1946       if (compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0
1947           && compare_values (vr1->min, vr1->max) == 0)
1948         {
1949           int cmp_min = compare_values (vr0->min, vr1->min);
1950           int cmp_max = compare_values (vr0->max, vr1->max);
1951           if (cmp_min == 0 && cmp_max == 0)
1952             return boolean_true_node;
1953           else if (cmp_min != -2 && cmp_max != -2)
1954             return boolean_false_node;
1955         }
1956       /* If [V0_MIN, V1_MAX] < [V1_MIN, V1_MAX] then V0 != V1.  */
1957       else if (compare_values (vr0->min, vr1->max) == 1
1958                || compare_values (vr1->min, vr0->max) == 1)
1959         return boolean_false_node;
1960
1961       return NULL_TREE;
1962     }
1963   else if (comp == NE_EXPR)
1964     {
1965       int cmp1, cmp2;
1966
1967       /* If VR0 is completely to the left or completely to the right
1968          of VR1, they are always different.  Notice that we need to
1969          make sure that both comparisons yield similar results to
1970          avoid comparing values that cannot be compared at
1971          compile-time.  */
1972       cmp1 = compare_values (vr0->max, vr1->min);
1973       cmp2 = compare_values (vr0->min, vr1->max);
1974       if ((cmp1 == -1 && cmp2 == -1) || (cmp1 == 1 && cmp2 == 1))
1975         return boolean_true_node;
1976
1977       /* If VR0 and VR1 represent a single value and are identical,
1978          return false.  */
1979       else if (compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0
1980                && compare_values (vr1->min, vr1->max) == 0
1981                && compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
1982                && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0)
1983         return boolean_false_node;
1984
1985       /* Otherwise, they may or may not be different.  */
1986       else
1987         return NULL_TREE;
1988     }
1989   else if (comp == LT_EXPR || comp == LE_EXPR)
1990     {
1991       int tst;
1992
1993       /* If VR0 is to the left of VR1, return true.  */
1994       tst = compare_values (vr0->max, vr1->min);
1995       if ((comp == LT_EXPR && tst == -1)
1996           || (comp == LE_EXPR && (tst == -1 || tst == 0)))
1997         return boolean_true_node;
1998
1999       /* If VR0 is to the right of VR1, return false.  */
2000       tst = compare_values (vr0->min, vr1->max);
2001       if ((comp == LT_EXPR && (tst == 0 || tst == 1))
2002           || (comp == LE_EXPR && tst == 1))
2003         return boolean_false_node;
2004
2005       /* Otherwise, we don't know.  */
2006       return NULL_TREE;
2007     }
2008     
2009   gcc_unreachable ();
2010 }
2011
2012
2013 /* Given a value range VR, a value VAL and a comparison code COMP, return
2014    BOOLEAN_TRUE_NODE if VR COMP VAL always returns true for all the
2015    values in VR.  Return BOOLEAN_FALSE_NODE if the comparison
2016    always returns false.  Return NULL_TREE if it is not always
2017    possible to determine the value of the comparison.  */
2018
2019 static tree
2020 compare_range_with_value (enum tree_code comp, value_range_t *vr, tree val)
2021 {
2022   if (vr->type == VR_VARYING || vr->type == VR_UNDEFINED)
2023     return NULL_TREE;
2024
2025   /* Anti-ranges need to be handled separately.  */
2026   if (vr->type == VR_ANTI_RANGE)
2027     {
2028       /* For anti-ranges, the only predicates that we can compute at
2029          compile time are equality and inequality.  */
2030       if (comp == GT_EXPR
2031           || comp == GE_EXPR
2032           || comp == LT_EXPR
2033           || comp == LE_EXPR)
2034         return NULL_TREE;
2035
2036       /* ~[VAL_1, VAL_2] OP VAL is known if VAL_1 <= VAL <= VAL_2.  */
2037       if (value_inside_range (val, vr) == 1)
2038         return (comp == NE_EXPR) ? boolean_true_node : boolean_false_node;
2039
2040       return NULL_TREE;
2041     }
2042
2043   if (comp == EQ_EXPR)
2044     {
2045       /* EQ_EXPR may only be computed if VR represents exactly
2046          one value.  */
2047       if (compare_values (vr->min, vr->max) == 0)
2048         {
2049           int cmp = compare_values (vr->min, val);
2050           if (cmp == 0)
2051             return boolean_true_node;
2052           else if (cmp == -1 || cmp == 1 || cmp == 2)
2053             return boolean_false_node;
2054         }
2055       else if (compare_values (val, vr->min) == -1
2056                || compare_values (vr->max, val) == -1)
2057         return boolean_false_node;
2058
2059       return NULL_TREE;
2060     }
2061   else if (comp == NE_EXPR)
2062     {
2063       /* If VAL is not inside VR, then they are always different.  */
2064       if (compare_values (vr->max, val) == -1
2065           || compare_values (vr->min, val) == 1)
2066         return boolean_true_node;
2067
2068       /* If VR represents exactly one value equal to VAL, then return
2069          false.  */
2070       if (compare_values (vr->min, vr->max) == 0
2071           && compare_values (vr->min, val) == 0)
2072         return boolean_false_node;
2073
2074       /* Otherwise, they may or may not be different.  */
2075       return NULL_TREE;
2076     }
2077   else if (comp == LT_EXPR || comp == LE_EXPR)
2078     {
2079       int tst;
2080
2081       /* If VR is to the left of VAL, return true.  */
2082       tst = compare_values (vr->max, val);
2083       if ((comp == LT_EXPR && tst == -1)
2084           || (comp == LE_EXPR && (tst == -1 || tst == 0)))
2085         return boolean_true_node;
2086
2087       /* If VR is to the right of VAL, return false.  */
2088       tst = compare_values (vr->min, val);
2089       if ((comp == LT_EXPR && (tst == 0 || tst == 1))
2090           || (comp == LE_EXPR && tst == 1))
2091         return boolean_false_node;
2092
2093       /* Otherwise, we don't know.  */
2094       return NULL_TREE;
2095     }
2096   else if (comp == GT_EXPR || comp == GE_EXPR)
2097     {
2098       int tst;
2099
2100       /* If VR is to the right of VAL, return true.  */
2101       tst = compare_values (vr->min, val);
2102       if ((comp == GT_EXPR && tst == 1)
2103           || (comp == GE_EXPR && (tst == 0 || tst == 1)))
2104         return boolean_true_node;
2105
2106       /* If VR is to the left of VAL, return false.  */
2107       tst = compare_values (vr->max, val);
2108       if ((comp == GT_EXPR && (tst == -1 || tst == 0))
2109           || (comp == GE_EXPR && tst == -1))
2110         return boolean_false_node;
2111
2112       /* Otherwise, we don't know.  */
2113       return NULL_TREE;
2114     }
2115
2116   gcc_unreachable ();
2117 }
2118
2119
2120 /* Debugging dumps.  */
2121
2122 void dump_value_range (FILE *, value_range_t *);
2123 void debug_value_range (value_range_t *);
2124 void dump_all_value_ranges (FILE *);
2125 void debug_all_value_ranges (void);
2126 void dump_vr_equiv (FILE *, bitmap);
2127 void debug_vr_equiv (bitmap);
2128
2129
2130 /* Dump value range VR to FILE.  */
2131
2132 void
2133 dump_value_range (FILE *file, value_range_t *vr)
2134 {
2135   if (vr == NULL)
2136     fprintf (file, "[]");
2137   else if (vr->type == VR_UNDEFINED)
2138     fprintf (file, "UNDEFINED");
2139   else if (vr->type == VR_RANGE || vr->type == VR_ANTI_RANGE)
2140     {
2141       tree type = TREE_TYPE (vr->min);
2142
2143       fprintf (file, "%s[", (vr->type == VR_ANTI_RANGE) ? "~" : "");
2144
2145       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2146           && !TYPE_UNSIGNED (type)
2147           && vr->min == TYPE_MIN_VALUE (type))
2148         fprintf (file, "-INF");
2149       else
2150         print_generic_expr (file, vr->min, 0);
2151
2152       fprintf (file, ", ");
2153
2154       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2155           && vr->max == TYPE_MAX_VALUE (type))
2156         fprintf (file, "+INF");
2157       else
2158         print_generic_expr (file, vr->max, 0);
2159
2160       fprintf (file, "]");
2161
2162       if (vr->equiv)
2163         {
2164           bitmap_iterator bi;
2165           unsigned i, c = 0;
2166
2167           fprintf (file, "  EQUIVALENCES: { ");
2168
2169           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (vr->equiv, 0, i, bi)
2170             {
2171               print_generic_expr (file, ssa_name (i), 0);
2172               fprintf (file, " ");
2173               c++;
2174             }
2175
2176           fprintf (file, "} (%u elements)", c);
2177         }
2178     }
2179   else if (vr->type == VR_VARYING)
2180     fprintf (file, "VARYING");
2181   else
2182     fprintf (file, "INVALID RANGE");
2183 }
2184
2185
2186 /* Dump value range VR to stderr.  */
2187
2188 void
2189 debug_value_range (value_range_t *vr)
2190 {
2191   dump_value_range (stderr, vr);
2192 }
2193
2194
2195 /* Dump value ranges of all SSA_NAMEs to FILE.  */
2196
2197 void
2198 dump_all_value_ranges (FILE *file)
2199 {
2200   size_t i;
2201
2202   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
2203     {
2204       if (vr_value[i])
2205         {
2206           print_generic_expr (file, ssa_name (i), 0);
2207           fprintf (file, ": ");
2208           dump_value_range (file, vr_value[i]);
2209           fprintf (file, "\n");
2210         }
2211     }
2212
2213   fprintf (file, "\n");
2214 }
2215
2216
2217 /* Dump all value ranges to stderr.  */
2218
2219 void
2220 debug_all_value_ranges (void)
2221 {
2222   dump_all_value_ranges (stderr);
2223 }
2224
2225
2226 /* Given a COND_EXPR COND of the form 'V OP W', and an SSA name V,
2227    create a new SSA name N and return the assertion assignment
2228    'V = ASSERT_EXPR <V, V OP W>'.  */
2229
2230 static tree
2231 build_assert_expr_for (tree cond, tree v)
2232 {
2233   tree n, assertion;
2234
2235   gcc_assert (TREE_CODE (v) == SSA_NAME);
2236   n = duplicate_ssa_name (v, NULL_TREE);
2237
2238   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
2239     {
2240       tree a = build2 (ASSERT_EXPR, TREE_TYPE (v), v, cond); 
2241       assertion = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (v), n, a);
2242     }
2243   else if (TREE_CODE (cond) == TRUTH_NOT_EXPR)
2244     {
2245       /* Given !V, build the assignment N = false.  */
2246       tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
2247       gcc_assert (op0 == v);
2248       assertion = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (v), n, boolean_false_node);
2249     }
2250   else if (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME)
2251     {
2252       /* Given V, build the assignment N = true.  */
2253       gcc_assert (v == cond);
2254       assertion = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (v), n, boolean_true_node);
2255     }
2256   else
2257     gcc_unreachable ();
2258
2259   SSA_NAME_DEF_STMT (n) = assertion;
2260
2261   /* The new ASSERT_EXPR, creates a new SSA name that replaces the
2262      operand of the ASSERT_EXPR. Register the new name and the old one
2263      in the replacement table so that we can fix the SSA web after
2264      adding all the ASSERT_EXPRs.  */
2265   register_new_name_mapping (n, v);
2266
2267   return assertion;
2268 }
2269
2270
2271 /* Return false if EXPR is a predicate expression involving floating
2272    point values.  */
2273
2274 static inline bool
2275 fp_predicate (tree expr)
2276 {
2277   return (COMPARISON_CLASS_P (expr)
2278           && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))));
2279 }
2280
2281
2282 /* If the range of values taken by OP can be inferred after STMT executes,
2283    return the comparison code (COMP_CODE_P) and value (VAL_P) that
2284    describes the inferred range.  Return true if a range could be
2285    inferred.  */
2286
2287 static bool
2288 infer_value_range (tree stmt, tree op, enum tree_code *comp_code_p, tree *val_p)
2289 {
2290   *val_p = NULL_TREE;
2291   *comp_code_p = ERROR_MARK;
2292
2293   /* Do not attempt to infer anything in names that flow through
2294      abnormal edges.  */
2295   if (SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (op))
2296     return false;
2297
2298   /* Similarly, don't infer anything from statements that may throw
2299      exceptions.  */
2300   if (tree_could_throw_p (stmt))
2301     return false;
2302
2303   /* If STMT is the last statement of a basic block with no
2304      successors, there is no point inferring anything about any of its
2305      operands.  We would not be able to find a proper insertion point
2306      for the assertion, anyway.  */
2307   if (stmt_ends_bb_p (stmt) && EDGE_COUNT (bb_for_stmt (stmt)->succs) == 0)
2308     return false;
2309
2310   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
2311     {
2312       bool is_store;
2313       unsigned num_uses, num_derefs;
2314
2315       count_uses_and_derefs (op, stmt, &num_uses, &num_derefs, &is_store);
2316       if (num_derefs > 0 && flag_delete_null_pointer_checks)
2317         {
2318           /* We can only assume that a pointer dereference will yield
2319              non-NULL if -fdelete-null-pointer-checks is enabled.  */
2320           *val_p = build_int_cst (TREE_TYPE (op), 0);
2321           *comp_code_p = NE_EXPR;
2322           return true;
2323         }
2324     }
2325
2326   return false;
2327 }
2328
2329
2330 void dump_asserts_for (FILE *, tree);
2331 void debug_asserts_for (tree);
2332 void dump_all_asserts (FILE *);
2333 void debug_all_asserts (void);
2334
2335 /* Dump all the registered assertions for NAME to FILE.  */
2336
2337 void
2338 dump_asserts_for (FILE *file, tree name)
2339 {
2340   assert_locus_t loc;
2341
2342   fprintf (file, "Assertions to be inserted for ");
2343   print_generic_expr (file, name, 0);
2344   fprintf (file, "\n");
2345
2346   loc = asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)];
2347   while (loc)
2348     {
2349       fprintf (file, "\t");
2350       print_generic_expr (file, bsi_stmt (loc->si), 0);
2351       fprintf (file, "\n\tBB #%d", loc->bb->index);
2352       if (loc->e)
2353         {
2354           fprintf (file, "\n\tEDGE %d->%d", loc->e->src->index,
2355                    loc->e->dest->index);
2356           dump_edge_info (file, loc->e, 0);
2357         }
2358       fprintf (file, "\n\tPREDICATE: ");
2359       print_generic_expr (file, name, 0);
2360       fprintf (file, " %s ", tree_code_name[(int)loc->comp_code]);
2361       print_generic_expr (file, loc->val, 0);
2362       fprintf (file, "\n\n");
2363       loc = loc->next;
2364     }
2365
2366   fprintf (file, "\n");
2367 }
2368
2369
2370 /* Dump all the registered assertions for NAME to stderr.  */
2371
2372 void
2373 debug_asserts_for (tree name)
2374 {
2375   dump_asserts_for (stderr, name);
2376 }
2377
2378
2379 /* Dump all the registered assertions for all the names to FILE.  */
2380
2381 void
2382 dump_all_asserts (FILE *file)
2383 {
2384   unsigned i;
2385   bitmap_iterator bi;
2386
2387   fprintf (file, "\nASSERT_EXPRs to be inserted\n\n");
2388   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (need_assert_for, 0, i, bi)
2389     dump_asserts_for (file, ssa_name (i));
2390   fprintf (file, "\n");
2391 }
2392
2393
2394 /* Dump all the registered assertions for all the names to stderr.  */
2395
2396 void
2397 debug_all_asserts (void)
2398 {
2399   dump_all_asserts (stderr);
2400 }
2401
2402
2403 /* If NAME doesn't have an ASSERT_EXPR registered for asserting
2404    'NAME COMP_CODE VAL' at a location that dominates block BB or
2405    E->DEST, then register this location as a possible insertion point
2406    for ASSERT_EXPR <NAME, NAME COMP_CODE VAL>.
2407
2408    BB, E and SI provide the exact insertion point for the new
2409    ASSERT_EXPR.  If BB is NULL, then the ASSERT_EXPR is to be inserted
2410    on edge E.  Otherwise, if E is NULL, the ASSERT_EXPR is inserted on
2411    BB.  If SI points to a COND_EXPR or a SWITCH_EXPR statement, then E
2412    must not be NULL.  */
2413
2414 static void
2415 register_new_assert_for (tree name,
2416                          enum tree_code comp_code,
2417                          tree val,
2418                          basic_block bb,
2419                          edge e,
2420                          block_stmt_iterator si)
2421 {
2422   assert_locus_t n, loc, last_loc;
2423   bool found;
2424   basic_block dest_bb;
2425
2426 #if defined ENABLE_CHECKING
2427   gcc_assert (bb == NULL || e == NULL);
2428
2429   if (e == NULL)
2430     gcc_assert (TREE_CODE (bsi_stmt (si)) != COND_EXPR
2431                 && TREE_CODE (bsi_stmt (si)) != SWITCH_EXPR);
2432 #endif
2433
2434   /* The new assertion A will be inserted at BB or E.  We need to
2435      determine if the new location is dominated by a previously
2436      registered location for A.  If we are doing an edge insertion,
2437      assume that A will be inserted at E->DEST.  Note that this is not
2438      necessarily true.
2439      
2440      If E is a critical edge, it will be split.  But even if E is
2441      split, the new block will dominate the same set of blocks that
2442      E->DEST dominates.
2443      
2444      The reverse, however, is not true, blocks dominated by E->DEST
2445      will not be dominated by the new block created to split E.  So,
2446      if the insertion location is on a critical edge, we will not use
2447      the new location to move another assertion previously registered
2448      at a block dominated by E->DEST.  */
2449   dest_bb = (bb) ? bb : e->dest;
2450
2451   /* If NAME already has an ASSERT_EXPR registered for COMP_CODE and
2452      VAL at a block dominating DEST_BB, then we don't need to insert a new
2453      one.  Similarly, if the same assertion already exists at a block
2454      dominated by DEST_BB and the new location is not on a critical
2455      edge, then update the existing location for the assertion (i.e.,
2456      move the assertion up in the dominance tree).
2457
2458      Note, this is implemented as a simple linked list because there
2459      should not be more than a handful of assertions registered per
2460      name.  If this becomes a performance problem, a table hashed by
2461      COMP_CODE and VAL could be implemented.  */
2462   loc = asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)];
2463   last_loc = loc;
2464   found = false;
2465   while (loc)
2466     {
2467       if (loc->comp_code == comp_code
2468           && (loc->val == val
2469               || operand_equal_p (loc->val, val, 0)))
2470         {
2471           /* If the assertion NAME COMP_CODE VAL has already been
2472              registered at a basic block that dominates DEST_BB, then
2473              we don't need to insert the same assertion again.  Note
2474              that we don't check strict dominance here to avoid
2475              replicating the same assertion inside the same basic
2476              block more than once (e.g., when a pointer is
2477              dereferenced several times inside a block).
2478
2479              An exception to this rule are edge insertions.  If the
2480              new assertion is to be inserted on edge E, then it will
2481              dominate all the other insertions that we may want to
2482              insert in DEST_BB.  So, if we are doing an edge
2483              insertion, don't do this dominance check.  */
2484           if (e == NULL
2485               && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, dest_bb, loc->bb))
2486             return;
2487
2488           /* Otherwise, if E is not a critical edge and DEST_BB
2489              dominates the existing location for the assertion, move
2490              the assertion up in the dominance tree by updating its
2491              location information.  */
2492           if ((e == NULL || !EDGE_CRITICAL_P (e))
2493               && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, loc->bb, dest_bb))
2494             {
2495               loc->bb = dest_bb;
2496               loc->e = e;
2497               loc->si = si;
2498               return;
2499             }
2500         }
2501
2502       /* Update the last node of the list and move to the next one.  */
2503       last_loc = loc;
2504       loc = loc->next;
2505     }
2506
2507   /* If we didn't find an assertion already registered for
2508      NAME COMP_CODE VAL, add a new one at the end of the list of
2509      assertions associated with NAME.  */
2510   n = xmalloc (sizeof (*n));
2511   n->bb = dest_bb;
2512   n->e = e;
2513   n->si = si;
2514   n->comp_code = comp_code;
2515   n->val = val;
2516   n->next = NULL;
2517
2518   if (last_loc)
2519     last_loc->next = n;
2520   else
2521     asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)] = n;
2522
2523   bitmap_set_bit (need_assert_for, SSA_NAME_VERSION (name));
2524 }
2525
2526
2527 /* Try to register an edge assertion for SSA name NAME on edge E for
2528    the conditional jump pointed to by SI.  Return true if an assertion
2529    for NAME could be registered.  */
2530
2531 static bool
2532 register_edge_assert_for (tree name, edge e, block_stmt_iterator si)
2533 {
2534   tree val, stmt;
2535   enum tree_code comp_code;
2536
2537   stmt = bsi_stmt (si);
2538
2539   /* Do not attempt to infer anything in names that flow through
2540      abnormal edges.  */
2541   if (SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (name))
2542     return false;
2543
2544   /* If NAME was not found in the sub-graph reachable from E, then
2545      there's nothing to do.  */
2546   if (!TEST_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (name)))
2547     return false;
2548
2549   /* We found a use of NAME in the sub-graph rooted at E->DEST.
2550      Register an assertion for NAME according to the value that NAME
2551      takes on edge E.  */
2552   if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR)
2553     {
2554       /* If BB ends in a COND_EXPR then NAME then we should insert
2555          the original predicate on EDGE_TRUE_VALUE and the
2556          opposite predicate on EDGE_FALSE_VALUE.  */
2557       tree cond = COND_EXPR_COND (stmt);
2558       bool is_else_edge = (e->flags & EDGE_FALSE_VALUE) != 0;
2559
2560       /* Predicates may be a single SSA name or NAME OP VAL.  */
2561       if (cond == name)
2562         {
2563           /* If the predicate is a name, it must be NAME, in which
2564              case we create the predicate NAME == true or
2565              NAME == false accordingly.  */
2566           comp_code = EQ_EXPR;
2567           val = (is_else_edge) ? boolean_false_node : boolean_true_node;
2568         }
2569       else
2570         {
2571           /* Otherwise, we have a comparison of the form NAME COMP VAL
2572              or VAL COMP NAME.  */
2573           if (name == TREE_OPERAND (cond, 1))
2574             {
2575               /* If the predicate is of the form VAL COMP NAME, flip
2576                  COMP around because we need to register NAME as the
2577                  first operand in the predicate.  */
2578               comp_code = swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond));
2579               val = TREE_OPERAND (cond, 0);
2580             }
2581           else
2582             {
2583               /* The comparison is of the form NAME COMP VAL, so the
2584                  comparison code remains unchanged.  */
2585               comp_code = TREE_CODE (cond);
2586               val = TREE_OPERAND (cond, 1);
2587             }
2588
2589           /* If we are inserting the assertion on the ELSE edge, we
2590              need to invert the sign comparison.  */
2591           if (is_else_edge)
2592             comp_code = invert_tree_comparison (comp_code, 0);
2593
2594           /* Do not register always-false predicates.  FIXME, this
2595              works around a limitation in fold() when dealing with
2596              enumerations.  Given 'enum { N1, N2 } x;', fold will not
2597              fold 'if (x > N2)' to 'if (0)'.  */
2598           if ((comp_code == GT_EXPR || comp_code == LT_EXPR)
2599               && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (val))
2600                   || SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (val))))
2601             {
2602               tree min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (val));
2603               tree max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (val));
2604
2605               if (comp_code == GT_EXPR && compare_values (val, max) == 0)
2606                 return false;
2607
2608               if (comp_code == LT_EXPR && compare_values (val, min) == 0)
2609                 return false;
2610             }
2611         }
2612     }
2613   else
2614     {
2615       /* FIXME.  Handle SWITCH_EXPR.  */
2616       gcc_unreachable ();
2617     }
2618
2619   register_new_assert_for (name, comp_code, val, NULL, e, si);
2620   return true;
2621 }
2622
2623
2624 static bool find_assert_locations (basic_block bb);
2625
2626 /* Determine whether the outgoing edges of BB should receive an
2627    ASSERT_EXPR for each of the operands of BB's last statement.  The
2628    last statement of BB must be a COND_EXPR or a SWITCH_EXPR.
2629
2630    If any of the sub-graphs rooted at BB have an interesting use of
2631    the predicate operands, an assert location node is added to the
2632    list of assertions for the corresponding operands.  */
2633
2634 static bool
2635 find_conditional_asserts (basic_block bb)
2636 {
2637   bool need_assert;
2638   block_stmt_iterator last_si;
2639   tree op, last;
2640   edge_iterator ei;
2641   edge e;
2642   ssa_op_iter iter;
2643
2644   need_assert = false;
2645   last_si = bsi_last (bb);
2646   last = bsi_stmt (last_si);
2647
2648   /* Look for uses of the operands in each of the sub-graphs
2649      rooted at BB.  We need to check each of the outgoing edges
2650      separately, so that we know what kind of ASSERT_EXPR to
2651      insert.  */
2652   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2653     {
2654       if (e->dest == bb)
2655         continue;
2656
2657       /* Remove the COND_EXPR operands from the FOUND_IN_SUBGRAPH bitmap.
2658          Otherwise, when we finish traversing each of the sub-graphs, we
2659          won't know whether the variables were found in the sub-graphs or
2660          if they had been found in a block upstream from BB.  */
2661       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
2662         RESET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
2663
2664       /* Traverse the strictly dominated sub-graph rooted at E->DEST
2665          to determine if any of the operands in the conditional
2666          predicate are used.  */
2667       if (e->dest != bb)
2668         need_assert |= find_assert_locations (e->dest);
2669
2670       /* Register the necessary assertions for each operand in the
2671          conditional predicate.  */
2672       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
2673         need_assert |= register_edge_assert_for (op, e, last_si);
2674     }
2675
2676   /* Finally, indicate that we have found the operands in the
2677      conditional.  */
2678   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
2679     SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
2680
2681   return need_assert;
2682 }
2683
2684
2685 /* Traverse all the statements in block BB looking for statements that
2686    may generate useful assertions for the SSA names in their operand.
2687    If a statement produces a useful assertion A for name N_i, then the
2688    list of assertions already generated for N_i is scanned to
2689    determine if A is actually needed.
2690    
2691    If N_i already had the assertion A at a location dominating the
2692    current location, then nothing needs to be done.  Otherwise, the
2693    new location for A is recorded instead.
2694
2695    1- For every statement S in BB, all the variables used by S are
2696       added to bitmap FOUND_IN_SUBGRAPH.
2697
2698    2- If statement S uses an operand N in a way that exposes a known
2699       value range for N, then if N was not already generated by an
2700       ASSERT_EXPR, create a new assert location for N.  For instance,
2701       if N is a pointer and the statement dereferences it, we can
2702       assume that N is not NULL.
2703
2704    3- COND_EXPRs are a special case of #2.  We can derive range
2705       information from the predicate but need to insert different
2706       ASSERT_EXPRs for each of the sub-graphs rooted at the
2707       conditional block.  If the last statement of BB is a conditional
2708       expression of the form 'X op Y', then
2709
2710       a) Remove X and Y from the set FOUND_IN_SUBGRAPH.
2711
2712       b) If the conditional is the only entry point to the sub-graph
2713          corresponding to the THEN_CLAUSE, recurse into it.  On
2714          return, if X and/or Y are marked in FOUND_IN_SUBGRAPH, then
2715          an ASSERT_EXPR is added for the corresponding variable.
2716
2717       c) Repeat step (b) on the ELSE_CLAUSE.
2718
2719       d) Mark X and Y in FOUND_IN_SUBGRAPH.
2720
2721       For instance,
2722
2723             if (a == 9)
2724               b = a;
2725             else
2726               b = c + 1;
2727
2728       In this case, an assertion on the THEN clause is useful to
2729       determine that 'a' is always 9 on that edge.  However, an assertion
2730       on the ELSE clause would be unnecessary.
2731
2732    4- If BB does not end in a conditional expression, then we recurse
2733       into BB's dominator children.
2734    
2735    At the end of the recursive traversal, every SSA name will have a
2736    list of locations where ASSERT_EXPRs should be added.  When a new
2737    location for name N is found, it is registered by calling
2738    register_new_assert_for.  That function keeps track of all the
2739    registered assertions to prevent adding unnecessary assertions.
2740    For instance, if a pointer P_4 is dereferenced more than once in a
2741    dominator tree, only the location dominating all the dereference of
2742    P_4 will receive an ASSERT_EXPR.
2743
2744    If this function returns true, then it means that there are names
2745    for which we need to generate ASSERT_EXPRs.  Those assertions are
2746    inserted by process_assert_insertions.
2747
2748    TODO.  Handle SWITCH_EXPR.  */
2749
2750 static bool
2751 find_assert_locations (basic_block bb)
2752 {
2753   block_stmt_iterator si;
2754   tree last, phi;
2755   bool need_assert;
2756   basic_block son;
2757
2758   if (TEST_BIT (blocks_visited, bb->index))
2759     return false;
2760
2761   SET_BIT (blocks_visited, bb->index);
2762
2763   need_assert = false;
2764
2765   /* Traverse all PHI nodes in BB marking used operands.  */
2766   for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2767     {
2768       use_operand_p arg_p;
2769       ssa_op_iter i;
2770
2771       FOR_EACH_PHI_ARG (arg_p, phi, i, SSA_OP_USE)
2772         {
2773           tree arg = USE_FROM_PTR (arg_p);
2774           if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
2775             {
2776               gcc_assert (is_gimple_reg (PHI_RESULT (phi)));
2777               SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (arg));
2778             }
2779         }
2780     }
2781
2782   /* Traverse all the statements in BB marking used names and looking
2783      for statements that may infer assertions for their used operands.  */
2784   last = NULL_TREE;
2785   for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
2786     {
2787       tree stmt, op;
2788       ssa_op_iter i;
2789
2790       stmt = bsi_stmt (si);
2791
2792       /* See if we can derive an assertion for any of STMT's operands.  */
2793       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, i, SSA_OP_USE)
2794         {
2795           tree value;
2796           enum tree_code comp_code;
2797
2798           /* Mark OP in bitmap FOUND_IN_SUBGRAPH.  If STMT is inside
2799              the sub-graph of a conditional block, when we return from
2800              this recursive walk, our parent will use the
2801              FOUND_IN_SUBGRAPH bitset to determine if one of the
2802              operands it was looking for was present in the sub-graph.  */
2803           SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
2804
2805           /* If OP is used only once, namely in this STMT, don't
2806              bother creating an ASSERT_EXPR for it.  Such an
2807              ASSERT_EXPR would do nothing but increase compile time.
2808              Experiments show that with this simple check, we can save
2809              more than 20% of ASSERT_EXPRs.  */
2810           if (has_single_use (op))
2811             continue;
2812
2813           /* If OP is used in such a way that we can infer a value
2814              range for it, and we don't find a previous assertion for
2815              it, create a new assertion location node for OP.  */
2816           if (infer_value_range (stmt, op, &comp_code, &value))
2817             {
2818               register_new_assert_for (op, comp_code, value, bb, NULL, si);
2819               need_assert = true;
2820             }
2821         }
2822
2823       /* Remember the last statement of the block.  */
2824       last = stmt;
2825     }
2826
2827   /* If BB's last statement is a conditional expression
2828      involving integer operands, recurse into each of the sub-graphs
2829      rooted at BB to determine if we need to add ASSERT_EXPRs.  */
2830   if (last
2831       && TREE_CODE (last) == COND_EXPR
2832       && !fp_predicate (COND_EXPR_COND (last))
2833       && !ZERO_SSA_OPERANDS (last, SSA_OP_USE))
2834     need_assert |= find_conditional_asserts (bb);
2835
2836   /* Recurse into the dominator children of BB.  */
2837   for (son = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, bb);
2838        son;
2839        son = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, son))
2840     need_assert |= find_assert_locations (son);
2841
2842   return need_assert;
2843 }
2844
2845
2846 /* Create an ASSERT_EXPR for NAME and insert it in the location
2847    indicated by LOC.  Return true if we made any edge insertions.  */
2848
2849 static bool
2850 process_assert_insertions_for (tree name, assert_locus_t loc)
2851 {
2852   /* Build the comparison expression NAME_i COMP_CODE VAL.  */
2853   tree stmt, cond, assert_expr;
2854   edge_iterator ei;
2855   edge e;
2856
2857   cond = build2 (loc->comp_code, boolean_type_node, name, loc->val);
2858   assert_expr = build_assert_expr_for (cond, name);
2859
2860   if (loc->e)
2861     {
2862       /* We have been asked to insert the assertion on an edge.  This
2863          is used only by COND_EXPR and SWITCH_EXPR assertions.  */
2864 #if defined ENABLE_CHECKING
2865       gcc_assert (TREE_CODE (bsi_stmt (loc->si)) == COND_EXPR
2866           || TREE_CODE (bsi_stmt (loc->si)) == SWITCH_EXPR);
2867 #endif
2868
2869       bsi_insert_on_edge (loc->e, assert_expr);
2870       return true;
2871     }
2872
2873   /* Otherwise, we can insert right after LOC->SI iff the
2874      statement must not be the last statement in the block.  */
2875   stmt = bsi_stmt (loc->si);
2876   if (!stmt_ends_bb_p (stmt))
2877     {
2878       bsi_insert_after (&loc->si, assert_expr, BSI_SAME_STMT);
2879       return false;
2880     }
2881
2882   /* If STMT must be the last statement in BB, we can only insert new
2883      assertions on the non-abnormal edge out of BB.  Note that since
2884      STMT is not control flow, there may only be one non-abnormal edge
2885      out of BB.  */
2886   FOR_EACH_EDGE (e, ei, loc->bb->succs)
2887     if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL))
2888       {
2889         bsi_insert_on_edge (e, assert_expr);
2890         return true;
2891       }
2892
2893   gcc_unreachable ();
2894 }
2895
2896
2897 /* Process all the insertions registered for every name N_i registered
2898    in NEED_ASSERT_FOR.  The list of assertions to be inserted are
2899    found in ASSERTS_FOR[i].  */
2900
2901 static void
2902 process_assert_insertions (void)
2903 {
2904   unsigned i;
2905   bitmap_iterator bi;
2906   bool update_edges_p = false;
2907   int num_asserts = 0;
2908
2909   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2910     dump_all_asserts (dump_file);
2911
2912   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (need_assert_for, 0, i, bi)
2913     {
2914       assert_locus_t loc = asserts_for[i];
2915       gcc_assert (loc);
2916
2917       while (loc)
2918         {
2919           assert_locus_t next = loc->next;
2920           update_edges_p |= process_assert_insertions_for (ssa_name (i), loc);
2921           free (loc);
2922           loc = next;
2923           num_asserts++;
2924         }
2925     }
2926
2927   if (update_edges_p)
2928     bsi_commit_edge_inserts ();
2929
2930   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2931     fprintf (dump_file, "\nNumber of ASSERT_EXPR expressions inserted: %d\n\n",
2932              num_asserts);
2933 }
2934
2935
2936 /* Traverse the flowgraph looking for conditional jumps to insert range
2937    expressions.  These range expressions are meant to provide information
2938    to optimizations that need to reason in terms of value ranges.  They
2939    will not be expanded into RTL.  For instance, given:
2940
2941    x = ...
2942    y = ...
2943    if (x < y)
2944      y = x - 2;
2945    else
2946      x = y + 3;
2947
2948    this pass will transform the code into:
2949
2950    x = ...
2951    y = ...
2952    if (x < y)
2953     {
2954       x = ASSERT_EXPR <x, x < y>
2955       y = x - 2
2956     }
2957    else
2958     {
2959       y = ASSERT_EXPR <y, x <= y>
2960       x = y + 3
2961     }
2962
2963    The idea is that once copy and constant propagation have run, other
2964    optimizations will be able to determine what ranges of values can 'x'
2965    take in different paths of the code, simply by checking the reaching
2966    definition of 'x'.  */
2967
2968 static void
2969 insert_range_assertions (void)
2970 {
2971   edge e;
2972   edge_iterator ei;
2973   bool update_ssa_p;
2974   
2975   found_in_subgraph = sbitmap_alloc (num_ssa_names);
2976   sbitmap_zero (found_in_subgraph);
2977
2978   blocks_visited = sbitmap_alloc (last_basic_block);
2979   sbitmap_zero (blocks_visited);
2980
2981   need_assert_for = BITMAP_ALLOC (NULL);
2982   asserts_for = xmalloc (num_ssa_names * sizeof (assert_locus_t));
2983   memset (asserts_for, 0, num_ssa_names * sizeof (assert_locus_t));
2984
2985   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2986
2987   update_ssa_p = false;
2988   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
2989     if (find_assert_locations (e->dest))
2990       update_ssa_p = true;
2991
2992   if (update_ssa_p)
2993     {
2994       process_assert_insertions ();
2995       update_ssa (TODO_update_ssa_no_phi);
2996     }
2997
2998   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2999     {
3000       fprintf (dump_file, "\nSSA form after inserting ASSERT_EXPRs\n");
3001       dump_function_to_file (current_function_decl, dump_file, dump_flags);
3002     }
3003
3004   sbitmap_free (found_in_subgraph);
3005   free (asserts_for);
3006   BITMAP_FREE (need_assert_for);
3007 }
3008
3009
3010 /* Convert range assertion expressions into the implied copies and
3011    copy propagate away the copies.  Doing the trivial copy propagation
3012    here avoids the need to run the full copy propagation pass after
3013    VRP. 
3014    
3015    FIXME, this will eventually lead to copy propagation removing the
3016    names that had useful range information attached to them.  For
3017    instance, if we had the assertion N_i = ASSERT_EXPR <N_j, N_j > 3>,
3018    then N_i will have the range [3, +INF].
3019    
3020    However, by converting the assertion into the implied copy
3021    operation N_i = N_j, we will then copy-propagate N_j into the uses
3022    of N_i and lose the range information.  We may want to hold on to
3023    ASSERT_EXPRs a little while longer as the ranges could be used in
3024    things like jump threading.
3025    
3026    The problem with keeping ASSERT_EXPRs around is that passes after
3027    VRP need to handle them appropriately. 
3028
3029    Another approach would be to make the range information a first
3030    class property of the SSA_NAME so that it can be queried from
3031    any pass.  This is made somewhat more complex by the need for
3032    multiple ranges to be associated with one SSA_NAME.  */
3033
3034 static void
3035 remove_range_assertions (void)
3036 {
3037   basic_block bb;
3038   block_stmt_iterator si;
3039
3040   /* Note that the BSI iterator bump happens at the bottom of the
3041      loop and no bump is necessary if we're removing the statement
3042      referenced by the current BSI.  */
3043   FOR_EACH_BB (bb)
3044     for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si);)
3045       {
3046         tree stmt = bsi_stmt (si);
3047
3048         if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
3049             && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == ASSERT_EXPR)
3050           {
3051             tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
3052             tree cond = fold (ASSERT_EXPR_COND (rhs));
3053             use_operand_p use_p;
3054             imm_use_iterator iter;
3055
3056             gcc_assert (cond != boolean_false_node);
3057             TREE_OPERAND (stmt, 1) = ASSERT_EXPR_VAR (rhs);
3058             update_stmt (stmt);
3059
3060             /* The statement is now a copy.  Propagate the RHS into
3061                every use of the LHS.  */
3062             FOR_EACH_IMM_USE_SAFE (use_p, iter, TREE_OPERAND (stmt, 0))
3063               {
3064                 SET_USE (use_p, ASSERT_EXPR_VAR (rhs));
3065                 update_stmt (USE_STMT (use_p));
3066               }
3067
3068             /* And finally, remove the copy, it is not needed.  */
3069             bsi_remove (&si, true);
3070           }
3071         else
3072           bsi_next (&si);
3073       }
3074
3075   sbitmap_free (blocks_visited);
3076 }
3077
3078
3079 /* Return true if STMT is interesting for VRP.  */
3080
3081 static bool
3082 stmt_interesting_for_vrp (tree stmt)
3083 {
3084   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE
3085       && is_gimple_reg (PHI_RESULT (stmt))
3086       && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (PHI_RESULT (stmt)))
3087           || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (PHI_RESULT (stmt)))))
3088     return true;
3089   else if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
3090     {
3091       tree lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
3092
3093       if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
3094           && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
3095               || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs)))
3096           && ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
3097         return true;
3098     }
3099   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR || TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3100     return true;
3101
3102   return false;
3103 }
3104
3105
3106 /* Initialize local data structures for VRP.  */
3107
3108 static void
3109 vrp_initialize (void)
3110 {
3111   basic_block bb;
3112
3113   vr_value = xmalloc (num_ssa_names * sizeof (value_range_t *));
3114   memset (vr_value, 0, num_ssa_names * sizeof (value_range_t *));
3115
3116   FOR_EACH_BB (bb)
3117     {
3118       block_stmt_iterator si;
3119       tree phi;
3120
3121       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
3122         {
3123           if (!stmt_interesting_for_vrp (phi))
3124             {
3125               tree lhs = PHI_RESULT (phi);
3126               set_value_range_to_varying (get_value_range (lhs));
3127               DONT_SIMULATE_AGAIN (phi) = true;
3128             }
3129           else
3130             DONT_SIMULATE_AGAIN (phi) = false;
3131         }
3132
3133       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
3134         {
3135           tree stmt = bsi_stmt (si);
3136
3137           if (!stmt_interesting_for_vrp (stmt))
3138             {
3139               ssa_op_iter i;
3140               tree def;
3141               FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, i, SSA_OP_DEF)
3142                 set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3143               DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = true;
3144             }
3145           else
3146             {
3147               DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = false;
3148             }
3149         }
3150     }
3151 }
3152
3153
3154 /* Visit assignment STMT.  If it produces an interesting range, record
3155    the SSA name in *OUTPUT_P.  */
3156
3157 static enum ssa_prop_result
3158 vrp_visit_assignment (tree stmt, tree *output_p)
3159 {
3160   tree lhs, rhs, def;
3161   ssa_op_iter iter;
3162
3163   lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
3164   rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
3165
3166   /* We only keep track of ranges in integral and pointer types.  */
3167   if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
3168       && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
3169           || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))))
3170     {
3171       struct loop *l;
3172       value_range_t new_vr = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
3173
3174       extract_range_from_expr (&new_vr, rhs);
3175
3176       /* If STMT is inside a loop, we may be able to know something
3177          else about the range of LHS by examining scalar evolution
3178          information.  */
3179       if (cfg_loops && (l = loop_containing_stmt (stmt)))
3180         adjust_range_with_scev (&new_vr, l, stmt, lhs);
3181
3182       if (update_value_range (lhs, &new_vr))
3183         {
3184           *output_p = lhs;
3185
3186           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3187             {
3188               fprintf (dump_file, "Found new range for ");
3189               print_generic_expr (dump_file, lhs, 0);
3190               fprintf (dump_file, ": ");
3191               dump_value_range (dump_file, &new_vr);
3192               fprintf (dump_file, "\n\n");
3193             }
3194
3195           if (new_vr.type == VR_VARYING)
3196             return SSA_PROP_VARYING;
3197
3198           return SSA_PROP_INTERESTING;
3199         }
3200
3201       return SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
3202     }
3203   
3204   /* Every other statement produces no useful ranges.  */
3205   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
3206     set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3207
3208   return SSA_PROP_VARYING;
3209 }
3210
3211
3212 /* Compare all the value ranges for names equivalent to VAR with VAL
3213    using comparison code COMP.  Return the same value returned by
3214    compare_range_with_value.  */
3215
3216 static tree
3217 compare_name_with_value (enum tree_code comp, tree var, tree val)
3218 {
3219   bitmap_iterator bi;
3220   unsigned i;
3221   bitmap e;
3222   tree retval, t;
3223   
3224   t = retval = NULL_TREE;
3225
3226   /* Get the set of equivalences for VAR.  */
3227   e = get_value_range (var)->equiv;
3228
3229   /* Add VAR to its own set of equivalences so that VAR's value range
3230      is processed by this loop (otherwise, we would have to replicate
3231      the body of the loop just to check VAR's value range).  */
3232   bitmap_set_bit (e, SSA_NAME_VERSION (var));
3233
3234   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e, 0, i, bi)
3235     {
3236       value_range_t equiv_vr = *(vr_value[i]);
3237
3238       /* If name N_i does not have a valid range, use N_i as its own
3239          range.  This allows us to compare against names that may
3240          have N_i in their ranges.  */
3241       if (equiv_vr.type == VR_VARYING || equiv_vr.type == VR_UNDEFINED)
3242         {
3243           equiv_vr.type = VR_RANGE;
3244           equiv_vr.min = ssa_name (i);
3245           equiv_vr.max = ssa_name (i);
3246         }
3247
3248       t = compare_range_with_value (comp, &equiv_vr, val);
3249       if (t)
3250         {
3251           /* All the ranges should compare the same against VAL.  */
3252           gcc_assert (retval == NULL || t == retval);
3253           retval = t;
3254         }
3255     }
3256
3257   /* Remove VAR from its own equivalence set.  */
3258   bitmap_clear_bit (e, SSA_NAME_VERSION (var));
3259
3260   if (retval)
3261     return retval;
3262
3263   /* We couldn't find a non-NULL value for the predicate.  */
3264   return NULL_TREE;
3265 }
3266
3267
3268 /* Given a comparison code COMP and names N1 and N2, compare all the
3269    ranges equivalent to N1 against all the ranges equivalent to N2
3270    to determine the value of N1 COMP N2.  Return the same value
3271    returned by compare_ranges.  */
3272
3273 static tree
3274 compare_names (enum tree_code comp, tree n1, tree n2)
3275 {
3276   tree t, retval;
3277   bitmap e1, e2;
3278   bitmap_iterator bi1, bi2;
3279   unsigned i1, i2;
3280
3281   /* Compare the ranges of every name equivalent to N1 against the
3282      ranges of every name equivalent to N2.  */
3283   e1 = get_value_range (n1)->equiv;
3284   e2 = get_value_range (n2)->equiv;
3285
3286   /* Add N1 and N2 to their own set of equivalences to avoid
3287      duplicating the body of the loop just to check N1 and N2
3288      ranges.  */
3289   bitmap_set_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3290   bitmap_set_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3291
3292   /* If the equivalence sets have a common intersection, then the two
3293      names can be compared without checking their ranges.  */
3294   if (bitmap_intersect_p (e1, e2))
3295     {
3296       bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3297       bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3298
3299       return (comp == EQ_EXPR || comp == GE_EXPR || comp == LE_EXPR)
3300              ? boolean_true_node
3301              : boolean_false_node;
3302     }
3303
3304   /* Otherwise, compare all the equivalent ranges.  First, add N1 and
3305      N2 to their own set of equivalences to avoid duplicating the body
3306      of the loop just to check N1 and N2 ranges.  */
3307   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e1, 0, i1, bi1)
3308     {
3309       value_range_t vr1 = *(vr_value[i1]);
3310
3311       /* If the range is VARYING or UNDEFINED, use the name itself.  */
3312       if (vr1.type == VR_VARYING || vr1.type == VR_UNDEFINED)
3313         {
3314           vr1.type = VR_RANGE;
3315           vr1.min = ssa_name (i1);
3316           vr1.max = ssa_name (i1);
3317         }
3318
3319       t = retval = NULL_TREE;
3320       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e2, 0, i2, bi2)
3321         {
3322           value_range_t vr2 = *(vr_value[i2]);
3323
3324           if (vr2.type == VR_VARYING || vr2.type == VR_UNDEFINED)
3325             {
3326               vr2.type = VR_RANGE;
3327               vr2.min = ssa_name (i2);
3328               vr2.max = ssa_name (i2);
3329             }
3330
3331           t = compare_ranges (comp, &vr1, &vr2);
3332           if (t)
3333             {
3334               /* All the ranges in the equivalent sets should compare
3335                  the same.  */
3336               gcc_assert (retval == NULL || t == retval);
3337               retval = t;
3338             }
3339         }
3340
3341       if (retval)
3342         {
3343           bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3344           bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3345           return retval;
3346         }
3347     }
3348
3349   /* None of the equivalent ranges are useful in computing this
3350      comparison.  */
3351   bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3352   bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3353   return NULL_TREE;
3354 }
3355
3356
3357 /* Given a conditional predicate COND, try to determine if COND yields
3358    true or false based on the value ranges of its operands.  Return
3359    BOOLEAN_TRUE_NODE if the conditional always evaluates to true,
3360    BOOLEAN_FALSE_NODE if the conditional always evaluates to false, and,
3361    NULL if the conditional cannot be evaluated at compile time.
3362
3363    If USE_EQUIV_P is true, the ranges of all the names equivalent with
3364    the operands in COND are used when trying to compute its value.
3365    This is only used during final substitution.  During propagation,
3366    we only check the range of each variable and not its equivalents.  */
3367
3368 tree
3369 vrp_evaluate_conditional (tree cond, bool use_equiv_p)
3370 {
3371   gcc_assert (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME
3372               || TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (cond)) == tcc_comparison);
3373
3374   if (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME)
3375     {
3376       value_range_t *vr;
3377       tree retval;
3378
3379       if (use_equiv_p)
3380         retval = compare_name_with_value (NE_EXPR, cond, boolean_false_node);
3381       else
3382         {
3383           value_range_t *vr = get_value_range (cond);
3384           retval = compare_range_with_value (NE_EXPR, vr, boolean_false_node);
3385         }
3386
3387       /* If COND has a known boolean range, return it.  */
3388       if (retval)
3389         return retval;
3390
3391       /* Otherwise, if COND has a symbolic range of exactly one value,
3392          return it.  */
3393       vr = get_value_range (cond);
3394       if (vr->type == VR_RANGE && vr->min == vr->max)
3395         return vr->min;
3396     }
3397   else
3398     {
3399       tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
3400       tree op1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
3401
3402       /* We only deal with integral and pointer types.  */
3403       if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
3404           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
3405         return NULL_TREE;
3406
3407       if (use_equiv_p)
3408         {
3409           if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME && TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
3410             return compare_names (TREE_CODE (cond), op0, op1);
3411           else if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
3412             return compare_name_with_value (TREE_CODE (cond), op0, op1);
3413           else if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
3414             return compare_name_with_value (
3415                     swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond)), op1, op0);
3416         }
3417       else
3418         {
3419           value_range_t *vr0, *vr1;
3420
3421           vr0 = (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME) ? get_value_range (op0) : NULL;
3422           vr1 = (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME) ? get_value_range (op1) : NULL;
3423
3424           if (vr0 && vr1)
3425             return compare_ranges (TREE_CODE (cond), vr0, vr1);
3426           else if (vr0 && vr1 == NULL)
3427             return compare_range_with_value (TREE_CODE (cond), vr0, op1);
3428           else if (vr0 == NULL && vr1)
3429             return compare_range_with_value (
3430                     swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond)), vr1, op0);
3431         }
3432     }
3433
3434   /* Anything else cannot be computed statically.  */
3435   return NULL_TREE;
3436 }
3437
3438
3439 /* Visit conditional statement STMT.  If we can determine which edge
3440    will be taken out of STMT's basic block, record it in
3441    *TAKEN_EDGE_P and return SSA_PROP_INTERESTING.  Otherwise, return
3442    SSA_PROP_VARYING.  */
3443
3444 static enum ssa_prop_result
3445 vrp_visit_cond_stmt (tree stmt, edge *taken_edge_p)
3446 {
3447   tree cond, val;
3448
3449   *taken_edge_p = NULL;
3450
3451   /* FIXME.  Handle SWITCH_EXPRs.  But first, the assert pass needs to
3452      add ASSERT_EXPRs for them.  */
3453   if (TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3454     return SSA_PROP_VARYING;
3455
3456   cond = COND_EXPR_COND (stmt);
3457
3458   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3459     {
3460       tree use;
3461       ssa_op_iter i;
3462
3463       fprintf (dump_file, "\nVisiting conditional with predicate: ");
3464       print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
3465       fprintf (dump_file, "\nWith known ranges\n");
3466       
3467       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (use, stmt, i, SSA_OP_USE)
3468         {
3469           fprintf (dump_file, "\t");
3470           print_generic_expr (dump_file, use, 0);
3471           fprintf (dump_file, ": ");
3472           dump_value_range (dump_file, vr_value[SSA_NAME_VERSION (use)]);
3473         }
3474
3475       fprintf (dump_file, "\n");
3476     }
3477
3478   /* Compute the value of the predicate COND by checking the known
3479      ranges of each of its operands.
3480      
3481      Note that we cannot evaluate all the equivalent ranges here
3482      because those ranges may not yet be final and with the current
3483      propagation strategy, we cannot determine when the value ranges
3484      of the names in the equivalence set have changed.
3485
3486      For instance, given the following code fragment
3487
3488         i_5 = PHI <8, i_13>
3489         ...
3490         i_14 = ASSERT_EXPR <i_5, i_5 != 0>
3491         if (i_14 == 1)
3492           ...
3493
3494      Assume that on the first visit to i_14, i_5 has the temporary
3495      range [8, 8] because the second argument to the PHI function is
3496      not yet executable.  We derive the range ~[0, 0] for i_14 and the
3497      equivalence set { i_5 }.  So, when we visit 'if (i_14 == 1)' for
3498      the first time, since i_14 is equivalent to the range [8, 8], we
3499      determine that the predicate is always false.
3500
3501      On the next round of propagation, i_13 is determined to be
3502      VARYING, which causes i_5 to drop down to VARYING.  So, another
3503      visit to i_14 is scheduled.  In this second visit, we compute the
3504      exact same range and equivalence set for i_14, namely ~[0, 0] and
3505      { i_5 }.  But we did not have the previous range for i_5
3506      registered, so vrp_visit_assignment thinks that the range for
3507      i_14 has not changed.  Therefore, the predicate 'if (i_14 == 1)'
3508      is not visited again, which stops propagation from visiting
3509      statements in the THEN clause of that if().
3510
3511      To properly fix this we would need to keep the previous range
3512      value for the names in the equivalence set.  This way we would've
3513      discovered that from one visit to the other i_5 changed from
3514      range [8, 8] to VR_VARYING.
3515
3516      However, fixing this apparent limitation may not be worth the
3517      additional checking.  Testing on several code bases (GCC, DLV,
3518      MICO, TRAMP3D and SPEC2000) showed that doing this results in
3519      4 more predicates folded in SPEC.  */
3520   val = vrp_evaluate_conditional (cond, false);
3521   if (val)
3522     *taken_edge_p = find_taken_edge (bb_for_stmt (stmt), val);
3523
3524   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3525     {
3526       fprintf (dump_file, "\nPredicate evaluates to: ");
3527       if (val == NULL_TREE)
3528         fprintf (dump_file, "DON'T KNOW\n");
3529       else
3530         print_generic_stmt (dump_file, val, 0);
3531     }
3532
3533   return (*taken_edge_p) ? SSA_PROP_INTERESTING : SSA_PROP_VARYING;
3534 }
3535
3536
3537 /* Evaluate statement STMT.  If the statement produces a useful range,
3538    return SSA_PROP_INTERESTING and record the SSA name with the
3539    interesting range into *OUTPUT_P.
3540
3541    If STMT is a conditional branch and we can determine its truth
3542    value, the taken edge is recorded in *TAKEN_EDGE_P.
3543
3544    If STMT produces a varying value, return SSA_PROP_VARYING.  */
3545
3546 static enum ssa_prop_result
3547 vrp_visit_stmt (tree stmt, edge *taken_edge_p, tree *output_p)
3548 {
3549   tree def;
3550   ssa_op_iter iter;
3551   stmt_ann_t ann;
3552
3553   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3554     {
3555       fprintf (dump_file, "\nVisiting statement:\n");
3556       print_generic_stmt (dump_file, stmt, dump_flags);
3557       fprintf (dump_file, "\n");
3558     }
3559
3560   ann = stmt_ann (stmt);
3561   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
3562       && ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
3563     return vrp_visit_assignment (stmt, output_p);
3564   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR || TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3565     return vrp_visit_cond_stmt (stmt, taken_edge_p);
3566
3567   /* All other statements produce nothing of interest for VRP, so mark
3568      their outputs varying and prevent further simulation.  */
3569   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
3570     set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3571
3572   return SSA_PROP_VARYING;
3573 }
3574
3575
3576 /* Meet operation for value ranges.  Given two value ranges VR0 and
3577    VR1, store in VR0 the result of meeting VR0 and VR1.
3578    
3579    The meeting rules are as follows:
3580
3581    1- If VR0 and VR1 have an empty intersection, set VR0 to VR_VARYING.
3582
3583    2- If VR0 and VR1 have a non-empty intersection, set VR0 to the
3584       union of VR0 and VR1.  */
3585
3586 static void
3587 vrp_meet (value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
3588 {
3589   if (vr0->type == VR_UNDEFINED)
3590     {
3591       copy_value_range (vr0, vr1);
3592       return;
3593     }
3594
3595   if (vr1->type == VR_UNDEFINED)
3596     {
3597       /* Nothing to do.  VR0 already has the resulting range.  */
3598       return;
3599     }
3600
3601   if (vr0->type == VR_VARYING)
3602     {
3603       /* Nothing to do.  VR0 already has the resulting range.  */
3604       return;
3605     }
3606
3607   if (vr1->type == VR_VARYING)
3608     {
3609       set_value_range_to_varying (vr0);
3610       return;
3611     }
3612
3613   if (vr0->type == VR_RANGE && vr1->type == VR_RANGE)
3614     {
3615       /* If VR0 and VR1 have a non-empty intersection, compute the
3616          union of both ranges.  */
3617       if (value_ranges_intersect_p (vr0, vr1))
3618         {
3619           int cmp;
3620           tree min, max;
3621
3622           /* The lower limit of the new range is the minimum of the
3623              two ranges.  If they cannot be compared, the result is
3624              VARYING.  */
3625           cmp = compare_values (vr0->min, vr1->min);
3626           if (cmp == 0 || cmp == 1)
3627             min = vr1->min;
3628           else if (cmp == -1)
3629             min = vr0->min;
3630           else
3631             {
3632               set_value_range_to_varying (vr0);
3633               return;
3634             }
3635
3636           /* Similarly, the upper limit of the new range is the
3637              maximum of the two ranges.  If they cannot be compared,
3638              the result is VARYING.  */
3639           cmp = compare_values (vr0->max, vr1->max);
3640           if (cmp == 0 || cmp == -1)
3641             max = vr1->max;
3642           else if (cmp == 1)
3643             max = vr0->max;
3644           else
3645             {
3646               set_value_range_to_varying (vr0);
3647               return;
3648             }
3649
3650           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
3651              the two sets.  */
3652           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
3653             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
3654           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
3655             bitmap_clear (vr0->equiv);
3656
3657           set_value_range (vr0, vr0->type, min, max, vr0->equiv);
3658         }
3659       else
3660         goto no_meet;
3661     }
3662   else if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
3663     {
3664       /* Two anti-ranges meet only if they are both identical.  */
3665       if (compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
3666           && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0
3667           && compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0)
3668         {
3669           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
3670              the two sets.  */
3671           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
3672             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
3673           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
3674             bitmap_clear (vr0->equiv);
3675         }
3676       else
3677         goto no_meet;
3678     }
3679   else if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE || vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
3680     {
3681       /* A numeric range [VAL1, VAL2] and an anti-range ~[VAL3, VAL4]
3682          meet only if the ranges have an empty intersection.  The
3683          result of the meet operation is the anti-range.  */
3684       if (!symbolic_range_p (vr0)
3685           && !symbolic_range_p (vr1)
3686           && !value_ranges_intersect_p (vr0, vr1))
3687         {
3688           /* Copy most of VR1 into VR0.  Don't copy VR1's equivalence
3689              set.  We need to compute the intersection of the two
3690              equivalence sets.  */
3691           if (vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
3692             set_value_range (vr0, vr1->type, vr1->min, vr1->max, vr0->equiv);
3693
3694           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
3695              the two sets.  */
3696           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
3697             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
3698           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
3699             bitmap_clear (vr0->equiv);
3700         }
3701       else
3702         goto no_meet;
3703     }
3704   else
3705     gcc_unreachable ();
3706
3707   return;
3708
3709 no_meet:
3710   /* The two range VR0 and VR1 do not meet.  Before giving up and
3711      setting the result to VARYING, see if we can at least derive a
3712      useful anti-range.  FIXME, all this nonsense about distinguishing
3713      anti-ranges from ranges is necessary because of the odd
3714      semantics of range_includes_zero_p and friends.  */
3715   if (!symbolic_range_p (vr0)
3716       && ((vr0->type == VR_RANGE && !range_includes_zero_p (vr0))
3717           || (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && range_includes_zero_p (vr0)))
3718       && !symbolic_range_p (vr1)
3719       && ((vr1->type == VR_RANGE && !range_includes_zero_p (vr1))
3720           || (vr1->type == VR_ANTI_RANGE && range_includes_zero_p (vr1))))
3721     {
3722       set_value_range_to_nonnull (vr0, TREE_TYPE (vr0->min));
3723
3724       /* Since this meet operation did not result from the meeting of
3725          two equivalent names, VR0 cannot have any equivalences.  */
3726       if (vr0->equiv)
3727         bitmap_clear (vr0->equiv);
3728     }
3729   else
3730     set_value_range_to_varying (vr0);
3731 }
3732
3733
3734 /* Visit all arguments for PHI node PHI that flow through executable
3735    edges.  If a valid value range can be derived from all the incoming
3736    value ranges, set a new range for the LHS of PHI.  */
3737
3738 static enum ssa_prop_result
3739 vrp_visit_phi_node (tree phi)
3740 {
3741   int i;
3742   tree lhs = PHI_RESULT (phi);
3743   value_range_t *lhs_vr = get_value_range (lhs);
3744   value_range_t vr_result = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
3745
3746   copy_value_range (&vr_result, lhs_vr);
3747
3748   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3749     {
3750       fprintf (dump_file, "\nVisiting PHI node: ");
3751       print_generic_expr (dump_file, phi, dump_flags);
3752     }
3753
3754   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
3755     {
3756       edge e = PHI_ARG_EDGE (phi, i);
3757
3758       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3759         {
3760           fprintf (dump_file,
3761               "\n    Argument #%d (%d -> %d %sexecutable)\n",
3762               i, e->src->index, e->dest->index,
3763               (e->flags & EDGE_EXECUTABLE) ? "" : "not ");
3764         }
3765
3766       if (e->flags & EDGE_EXECUTABLE)
3767         {
3768           tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
3769           value_range_t vr_arg;
3770
3771           if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
3772             vr_arg = *(get_value_range (arg));
3773           else
3774             {
3775               vr_arg.type = VR_RANGE;
3776               vr_arg.min = arg;
3777               vr_arg.max = arg;
3778               vr_arg.equiv = NULL;
3779             }
3780
3781           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3782             {
3783               fprintf (dump_file, "\t");
3784               print_generic_expr (dump_file, arg, dump_flags);
3785               fprintf (dump_file, "\n\tValue: ");
3786               dump_value_range (dump_file, &vr_arg);
3787               fprintf (dump_file, "\n");
3788             }
3789
3790           vrp_meet (&vr_result, &vr_arg);
3791
3792           if (vr_result.type == VR_VARYING)
3793             break;
3794         }
3795     }
3796
3797   if (vr_result.type == VR_VARYING)
3798     goto varying;
3799
3800   /* To prevent infinite iterations in the algorithm, derive ranges
3801      when the new value is slightly bigger or smaller than the
3802      previous one.  */
3803   if (lhs_vr->type == VR_RANGE && vr_result.type == VR_RANGE)
3804     {
3805       if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs)))
3806         {
3807           int cmp_min = compare_values (lhs_vr->min, vr_result.min);
3808           int cmp_max = compare_values (lhs_vr->max, vr_result.max);
3809
3810           /* If the new minimum is smaller or larger than the previous
3811              one, go all the way to -INF.  In the first case, to avoid
3812              iterating millions of times to reach -INF, and in the
3813              other case to avoid infinite bouncing between different
3814              minimums.  */
3815           if (cmp_min > 0 || cmp_min < 0)
3816             vr_result.min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.min));
3817
3818           /* Similarly, if the new maximum is smaller or larger than
3819              the previous one, go all the way to +INF.  */
3820           if (cmp_max < 0 || cmp_max > 0)
3821             vr_result.max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.max));
3822
3823           /* If we ended up with a (-INF, +INF) range, set it to
3824              VARYING.  */
3825           if (vr_result.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.min))
3826               && vr_result.max == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.max)))
3827             goto varying;
3828         }
3829     }
3830
3831   /* If the new range is different than the previous value, keep
3832      iterating.  */
3833   if (update_value_range (lhs, &vr_result))
3834     return SSA_PROP_INTERESTING;
3835
3836   /* Nothing changed, don't add outgoing edges.  */
3837   return SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
3838
3839   /* No match found.  Set the LHS to VARYING.  */
3840 varying:
3841   set_value_range_to_varying (lhs_vr);
3842   return SSA_PROP_VARYING;
3843 }
3844
3845 /* Simplify a division or modulo operator to a right shift or
3846    bitwise and if the first operand is unsigned or is greater
3847    than zero and the second operand is an exact power of two.  */
3848
3849 static void
3850 simplify_div_or_mod_using_ranges (tree stmt, tree rhs, enum tree_code rhs_code)
3851 {
3852   tree val = NULL;
3853   tree op = TREE_OPERAND (rhs, 0);
3854   value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (rhs, 0));
3855
3856   if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (op)))
3857     {
3858       val = integer_one_node;
3859     }
3860   else
3861     {
3862       val = compare_range_with_value (GT_EXPR, vr, integer_zero_node);
3863     }
3864
3865   if (val && integer_onep (val))
3866     {
3867       tree t;
3868       tree op0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
3869       tree op1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
3870
3871       if (rhs_code == TRUNC_DIV_EXPR)
3872         {
3873           t = build_int_cst (NULL_TREE, tree_log2 (op1));
3874           t = build2 (RSHIFT_EXPR, TREE_TYPE (op0), op0, t);
3875         }
3876       else
3877         {
3878           t = build_int_cst (TREE_TYPE (op1), 1);
3879           t = int_const_binop (MINUS_EXPR, op1, t, 0);
3880           t = fold_convert (TREE_TYPE (op0), t);
3881           t = build2 (BIT_AND_EXPR, TREE_TYPE (op0), op0, t);
3882         }
3883
3884       TREE_OPERAND (stmt, 1) = t;
3885       update_stmt (stmt);
3886     }
3887 }
3888
3889 /* If the operand to an ABS_EXPR is >= 0, then eliminate the
3890    ABS_EXPR.  If the operand is <= 0, then simplify the
3891    ABS_EXPR into a NEGATE_EXPR.  */
3892
3893 static void
3894 simplify_abs_using_ranges (tree stmt, tree rhs)
3895 {
3896   tree val = NULL;
3897   tree op = TREE_OPERAND (rhs, 0);
3898   tree type = TREE_TYPE (op);
3899   value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (rhs, 0));
3900
3901   if (TYPE_UNSIGNED (type))
3902     {
3903       val = integer_zero_node;
3904     }
3905   else if (vr)
3906     {
3907       val = compare_range_with_value (LE_EXPR, vr, integer_zero_node);
3908       if (!val)
3909         {
3910           val = compare_range_with_value (GE_EXPR, vr, integer_zero_node);
3911
3912           if (val)
3913             {
3914               if (integer_zerop (val))
3915                 val = integer_one_node;
3916               else if (integer_onep (val))
3917                 val = integer_zero_node;
3918             }
3919         }
3920
3921       if (val
3922           && (integer_onep (val) || integer_zerop (val)))
3923         {
3924           tree t;
3925
3926           if (integer_onep (val))
3927             t = build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (op), op);
3928           else
3929             t = op;
3930
3931           TREE_OPERAND (stmt, 1) = t;
3932           update_stmt (stmt);
3933         }
3934     }
3935 }
3936
3937 /* We are comparing trees OP0 and OP1 using COND_CODE.  OP0 has
3938    a known value range VR.
3939
3940    If there is one and only one value which will satisfy the
3941    conditional, then return that value.  Else return NULL.  */
3942
3943 static tree
3944 test_for_singularity (enum tree_code cond_code, tree op0,
3945                       tree op1, value_range_t *vr)
3946 {
3947   tree min = NULL;
3948   tree max = NULL;
3949
3950   /* Extract minimum/maximum values which satisfy the
3951      the conditional as it was written.  */
3952   if (cond_code == LE_EXPR || cond_code == LT_EXPR)
3953     {
3954       min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (op0));
3955
3956       max = op1;
3957       if (cond_code == LT_EXPR)
3958         {
3959           tree one = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), 1);
3960           max = fold_build2 (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (op0), max, one);
3961         }
3962     }
3963   else if (cond_code == GE_EXPR || cond_code == GT_EXPR)
3964     {
3965       max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (op0));
3966
3967       min = op1;
3968       if (cond_code == GT_EXPR)
3969         {
3970           tree one = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), 1);
3971           max = fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (op0), max, one);
3972         }
3973     }
3974
3975   /* Now refine the minimum and maximum values using any
3976      value range information we have for op0.  */
3977   if (min && max)
3978     {
3979       if (compare_values (vr->min, min) == -1)
3980         min = min;
3981       else
3982         min = vr->min;
3983       if (compare_values (vr->max, max) == 1)
3984         max = max;
3985       else
3986         max = vr->max;
3987
3988       /* If the new min/max values have converged to a
3989          single value, then there is only one value which
3990          can satisfy the condition, return that value.  */
3991       if (min == max && is_gimple_min_invariant (min))
3992         return min;
3993     }
3994   return NULL;
3995 }
3996
3997 /* Simplify a conditional using a relational operator to an equality
3998    test if the range information indicates only one value can satisfy
3999    the original conditional.  */
4000
4001 static void
4002 simplify_cond_using_ranges (tree stmt)
4003 {
4004   tree cond = COND_EXPR_COND (stmt);
4005   tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
4006   tree op1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
4007   enum tree_code cond_code = TREE_CODE (cond);
4008
4009   if (cond_code != NE_EXPR
4010       && cond_code != EQ_EXPR
4011       && TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
4012       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
4013       && is_gimple_min_invariant (op1))
4014     {
4015       value_range_t *vr = get_value_range (op0);
4016           
4017       /* If we have range information for OP0, then we might be
4018          able to simplify this conditional. */
4019       if (vr->type == VR_RANGE)
4020         {
4021           tree new = test_for_singularity (cond_code, op0, op1, vr);
4022
4023           if (new)
4024             {
4025               if (dump_file)
4026                 {
4027                   fprintf (dump_file, "Simplified relational ");
4028                   print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
4029                   fprintf (dump_file, " into ");
4030                 }
4031
4032               COND_EXPR_COND (stmt)
4033                 = build2 (EQ_EXPR, boolean_type_node, op0, new);
4034               update_stmt (stmt);
4035
4036               if (dump_file)
4037                 {
4038                   print_generic_expr (dump_file, COND_EXPR_COND (stmt), 0);
4039                   fprintf (dump_file, "\n");
4040                 }
4041               return;
4042
4043             }
4044
4045           /* Try again after inverting the condition.  We only deal
4046              with integral types here, so no need to worry about
4047              issues with inverting FP comparisons.  */
4048           cond_code = invert_tree_comparison (cond_code, false);
4049           new = test_for_singularity (cond_code, op0, op1, vr);
4050
4051           if (new)
4052             {
4053               if (dump_file)
4054                 {
4055                   fprintf (dump_file, "Simplified relational ");
4056                   print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
4057                   fprintf (dump_file, " into ");
4058                 }
4059
4060               COND_EXPR_COND (stmt)
4061                 = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node, op0, new);
4062               update_stmt (stmt);
4063
4064               if (dump_file)
4065                 {
4066                   print_generic_expr (dump_file, COND_EXPR_COND (stmt), 0);
4067                   fprintf (dump_file, "\n");
4068                 }
4069               return;
4070
4071             }
4072         }
4073     }
4074 }
4075
4076 /* Simplify STMT using ranges if possible.  */
4077
4078 void
4079 simplify_stmt_using_ranges (tree stmt)
4080 {
4081   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
4082     {
4083       tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
4084       enum tree_code rhs_code = TREE_CODE (rhs);
4085
4086       /* Transform TRUNC_DIV_EXPR and TRUNC_MOD_EXPR into RSHIFT_EXPR
4087          and BIT_AND_EXPR respectively if the first operand is greater
4088          than zero and the second operand is an exact power of two.  */
4089       if ((rhs_code == TRUNC_DIV_EXPR || rhs_code == TRUNC_MOD_EXPR)
4090           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0)))
4091           && integer_pow2p (TREE_OPERAND (rhs, 1)))
4092         simplify_div_or_mod_using_ranges (stmt, rhs, rhs_code);
4093
4094       /* Transform ABS (X) into X or -X as appropriate.  */
4095       if (rhs_code == ABS_EXPR
4096           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (rhs, 0)) == SSA_NAME
4097           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0))))
4098         simplify_abs_using_ranges (stmt, rhs);
4099     }
4100   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR
4101            && COMPARISON_CLASS_P (COND_EXPR_COND (stmt)))
4102     {
4103       simplify_cond_using_ranges (stmt);
4104     }
4105 }
4106
4107
4108
4109 /* Traverse all the blocks folding conditionals with known ranges.  */
4110
4111 static void
4112 vrp_finalize (void)
4113 {
4114   size_t i;
4115   prop_value_t *single_val_range;
4116   bool do_value_subst_p;
4117
4118   if (dump_file)
4119     {
4120       fprintf (dump_file, "\nValue ranges after VRP:\n\n");
4121       dump_all_value_ranges (dump_file);
4122       fprintf (dump_file, "\n");
4123     }
4124
4125   /* We may have ended with ranges that have exactly one value.  Those
4126      values can be substituted as any other copy/const propagated
4127      value using substitute_and_fold.  */
4128   single_val_range = xmalloc (num_ssa_names * sizeof (*single_val_range));
4129   memset (single_val_range, 0, num_ssa_names * sizeof (*single_val_range));
4130
4131   do_value_subst_p = false;
4132   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
4133     if (vr_value[i]
4134         && vr_value[i]->type == VR_RANGE
4135         && vr_value[i]->min == vr_value[i]->max)
4136       {
4137         single_val_range[i].value = vr_value[i]->min;
4138         do_value_subst_p = true;
4139       }
4140
4141   if (!do_value_subst_p)
4142     {
4143       /* We found no single-valued ranges, don't waste time trying to
4144          do single value substitution in substitute_and_fold.  */
4145       free (single_val_range);
4146       single_val_range = NULL;
4147     }
4148
4149   substitute_and_fold (single_val_range, true);
4150
4151   /* Free allocated memory.  */
4152   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
4153     if (vr_value[i])
4154       {
4155         BITMAP_FREE (vr_value[i]->equiv);
4156         free (vr_value[i]);
4157       }
4158
4159   free (single_val_range);
4160   free (vr_value);
4161 }
4162
4163
4164 /* Main entry point to VRP (Value Range Propagation).  This pass is
4165    loosely based on J. R. C. Patterson, ``Accurate Static Branch
4166    Prediction by Value Range Propagation,'' in SIGPLAN Conference on
4167    Programming Language Design and Implementation, pp. 67-78, 1995.
4168    Also available at http://citeseer.ist.psu.edu/patterson95accurate.html
4169
4170    This is essentially an SSA-CCP pass modified to deal with ranges
4171    instead of constants.
4172
4173    While propagating ranges, we may find that two or more SSA name
4174    have equivalent, though distinct ranges.  For instance,
4175
4176      1  x_9 = p_3->a;
4177      2  p_4 = ASSERT_EXPR <p_3, p_3 != 0>
4178      3  if (p_4 == q_2)
4179      4    p_5 = ASSERT_EXPR <p_4, p_4 == q_2>;
4180      5  endif
4181      6  if (q_2)
4182         
4183    In the code above, pointer p_5 has range [q_2, q_2], but from the
4184    code we can also determine that p_5 cannot be NULL and, if q_2 had
4185    a non-varying range, p_5's range should also be compatible with it.
4186
4187    These equivalences are created by two expressions: ASSERT_EXPR and
4188    copy operations.  Since p_5 is an assertion on p_4, and p_4 was the
4189    result of another assertion, then we can use the fact that p_5 and
4190    p_4 are equivalent when evaluating p_5's range.
4191
4192    Together with value ranges, we also propagate these equivalences
4193    between names so that we can take advantage of information from
4194    multiple ranges when doing final replacement.  Note that this
4195    equivalency relation is transitive but not symmetric.
4196    
4197    In the example above, p_5 is equivalent to p_4, q_2 and p_3, but we
4198    cannot assert that q_2 is equivalent to p_5 because q_2 may be used
4199    in contexts where that assertion does not hold (e.g., in line 6).
4200
4201    TODO, the main difference between this pass and Patterson's is that
4202    we do not propagate edge probabilities.  We only compute whether
4203    edges can be taken or not.  That is, instead of having a spectrum
4204    of jump probabilities between 0 and 1, we only deal with 0, 1 and
4205    DON'T KNOW.  In the future, it may be worthwhile to propagate
4206    probabilities to aid branch prediction.  */
4207
4208 static void
4209 execute_vrp (void)
4210 {
4211   insert_range_assertions ();
4212
4213   cfg_loops = loop_optimizer_init (NULL);
4214   if (cfg_loops)
4215     scev_initialize (cfg_loops);
4216
4217   vrp_initialize ();
4218   ssa_propagate (vrp_visit_stmt, vrp_visit_phi_node);
4219   vrp_finalize ();
4220
4221   if (cfg_loops)
4222     {
4223       scev_finalize ();
4224       loop_optimizer_finalize (cfg_loops, NULL);
4225       current_loops = NULL;
4226     }
4227
4228   remove_range_assertions ();
4229 }
4230
4231 static bool
4232 gate_vrp (void)
4233 {
4234   return flag_tree_vrp != 0;
4235 }
4236
4237 struct tree_opt_pass pass_vrp =
4238 {
4239   "vrp",                                /* name */
4240   gate_vrp,                             /* gate */
4241   execute_vrp,                          /* execute */
4242   NULL,                                 /* sub */
4243   NULL,                                 /* next */
4244   0,                                    /* static_pass_number */
4245   TV_TREE_VRP,                          /* tv_id */
4246   PROP_ssa | PROP_alias,                /* properties_required */
4247   0,                                    /* properties_provided */
4248   0,                                    /* properties_destroyed */
4249   0,                                    /* todo_flags_start */
4250   TODO_cleanup_cfg
4251     | TODO_ggc_collect
4252     | TODO_verify_ssa
4253     | TODO_dump_func
4254     | TODO_update_ssa,                  /* todo_flags_finish */
4255   0                                     /* letter */
4256 };