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   tree op0, op1, min, max;
1171   int cmp;
1172   value_range_t vr0 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1173   value_range_t vr1 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1174
1175   /* Not all binary expressions can be applied to ranges in a
1176      meaningful way.  Handle only arithmetic operations.  */
1177   if (code != PLUS_EXPR
1178       && code != MINUS_EXPR
1179       && code != MULT_EXPR
1180       && code != TRUNC_DIV_EXPR
1181       && code != FLOOR_DIV_EXPR
1182       && code != CEIL_DIV_EXPR
1183       && code != EXACT_DIV_EXPR
1184       && code != ROUND_DIV_EXPR
1185       && code != MIN_EXPR
1186       && code != MAX_EXPR
1187       && code != BIT_AND_EXPR
1188       && code != TRUTH_ANDIF_EXPR
1189       && code != TRUTH_ORIF_EXPR
1190       && code != TRUTH_AND_EXPR
1191       && code != TRUTH_OR_EXPR
1192       && code != TRUTH_XOR_EXPR)
1193     {
1194       set_value_range_to_varying (vr);
1195       return;
1196     }
1197
1198   /* Get value ranges for each operand.  For constant operands, create
1199      a new value range with the operand to simplify processing.  */
1200   op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1201   if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1202     vr0 = *(get_value_range (op0));
1203   else if (is_gimple_min_invariant (op0))
1204     set_value_range (&vr0, VR_RANGE, op0, op0, NULL);
1205   else
1206     set_value_range_to_varying (&vr0);
1207
1208   op1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1209   if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
1210     vr1 = *(get_value_range (op1));
1211   else if (is_gimple_min_invariant (op1))
1212     set_value_range (&vr1, VR_RANGE, op1, op1, NULL);
1213   else
1214     set_value_range_to_varying (&vr1);
1215
1216   /* If either range is UNDEFINED, so is the result.  */
1217   if (vr0.type == VR_UNDEFINED || vr1.type == VR_UNDEFINED)
1218     {
1219       set_value_range_to_undefined (vr);
1220       return;
1221     }
1222
1223   /* Refuse to operate on VARYING ranges, ranges of different kinds
1224      and symbolic ranges.  As an exception, we allow BIT_AND_EXPR
1225      because we may be able to derive a useful range even if one of
1226      the operands is VR_VARYING or symbolic range.  TODO, we may be
1227      able to derive anti-ranges in some cases.  */
1228   if (code != BIT_AND_EXPR
1229       && (vr0.type == VR_VARYING
1230           || vr1.type == VR_VARYING
1231           || vr0.type != vr1.type
1232           || symbolic_range_p (&vr0)
1233           || symbolic_range_p (&vr1)))
1234     {
1235       set_value_range_to_varying (vr);
1236       return;
1237     }
1238
1239   /* Now evaluate the expression to determine the new range.  */
1240   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr))
1241       || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1242       || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1)))
1243     {
1244       /* For pointer types, we are really only interested in asserting
1245          whether the expression evaluates to non-NULL.  FIXME, we used
1246          to gcc_assert (code == PLUS_EXPR || code == MINUS_EXPR), but
1247          ivopts is generating expressions with pointer multiplication
1248          in them.  */
1249       if (code == PLUS_EXPR)
1250         {
1251           if (range_is_nonnull (&vr0) || range_is_nonnull (&vr1))
1252             set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1253           else if (range_is_null (&vr0) && range_is_null (&vr1))
1254             set_value_range_to_null (vr, TREE_TYPE (expr));
1255           else
1256             set_value_range_to_varying (vr);
1257         }
1258       else
1259         {
1260           /* Subtracting from a pointer, may yield 0, so just drop the
1261              resulting range to varying.  */
1262           set_value_range_to_varying (vr);
1263         }
1264
1265       return;
1266     }
1267
1268   /* For integer ranges, apply the operation to each end of the
1269      range and see what we end up with.  */
1270   if (code == TRUTH_ANDIF_EXPR
1271       || code == TRUTH_ORIF_EXPR
1272       || code == TRUTH_AND_EXPR
1273       || code == TRUTH_OR_EXPR
1274       || code == TRUTH_XOR_EXPR)
1275     {
1276       /* Boolean expressions cannot be folded with int_const_binop.  */
1277       min = fold_binary (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min, vr1.min);
1278       max = fold_binary (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max, vr1.max);
1279     }
1280   else if (code == PLUS_EXPR
1281            || code == MIN_EXPR
1282            || code == MAX_EXPR)
1283     {
1284       /* If we have a PLUS_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs, drop to
1285          VR_VARYING.  It would take more effort to compute a precise
1286          range for such a case.  For example, if we have op0 == 1 and
1287          op1 == -1 with their ranges both being ~[0,0], we would have
1288          op0 + op1 == 0, so we cannot claim that the sum is in ~[0,0].
1289          Note that we are guaranteed to have vr0.type == vr1.type at
1290          this point.  */
1291       if (code == PLUS_EXPR && vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1292         {
1293           set_value_range_to_varying (vr);
1294           return;
1295         }
1296
1297       /* For operations that make the resulting range directly
1298          proportional to the original ranges, apply the operation to
1299          the same end of each range.  */
1300       min = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.min);
1301       max = vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.max);
1302     }
1303   else if (code == MULT_EXPR
1304            || code == TRUNC_DIV_EXPR
1305            || code == FLOOR_DIV_EXPR
1306            || code == CEIL_DIV_EXPR
1307            || code == EXACT_DIV_EXPR
1308            || code == ROUND_DIV_EXPR)
1309     {
1310       tree val[4];
1311       size_t i;
1312
1313       /* If we have an unsigned MULT_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs,
1314          drop to VR_VARYING.  It would take more effort to compute a
1315          precise range for such a case.  For example, if we have
1316          op0 == 65536 and op1 == 65536 with their ranges both being
1317          ~[0,0] on a 32-bit machine, we would have op0 * op1 == 0, so
1318          we cannot claim that the product is in ~[0,0].  Note that we
1319          are guaranteed to have vr0.type == vr1.type at this
1320          point.  */
1321       if (code == MULT_EXPR
1322           && vr0.type == VR_ANTI_RANGE
1323           && (flag_wrapv || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (op0))))
1324         {
1325           set_value_range_to_varying (vr);
1326           return;
1327         }
1328
1329       /* Multiplications and divisions are a bit tricky to handle,
1330          depending on the mix of signs we have in the two ranges, we
1331          need to operate on different values to get the minimum and
1332          maximum values for the new range.  One approach is to figure
1333          out all the variations of range combinations and do the
1334          operations.
1335
1336          However, this involves several calls to compare_values and it
1337          is pretty convoluted.  It's simpler to do the 4 operations
1338          (MIN0 OP MIN1, MIN0 OP MAX1, MAX0 OP MIN1 and MAX0 OP MAX0 OP
1339          MAX1) and then figure the smallest and largest values to form
1340          the new range.  */
1341
1342       /* Divisions by zero result in a VARYING value.  */
1343       if (code != MULT_EXPR
1344           && (vr0.type == VR_ANTI_RANGE || range_includes_zero_p (&vr1)))
1345         {
1346           set_value_range_to_varying (vr);
1347           return;
1348         }
1349
1350       /* Compute the 4 cross operations.  */
1351       val[0] = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.min);
1352
1353       val[1] = (vr1.max != vr1.min)
1354                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.max)
1355                : NULL_TREE;
1356
1357       val[2] = (vr0.max != vr0.min)
1358                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.min)
1359                : NULL_TREE;
1360
1361       val[3] = (vr0.min != vr0.max && vr1.min != vr1.max)
1362                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.max)
1363                : NULL_TREE;
1364
1365       /* Set MIN to the minimum of VAL[i] and MAX to the maximum
1366          of VAL[i].  */
1367       min = val[0];
1368       max = val[0];
1369       for (i = 1; i < 4; i++)
1370         {
1371           if (TREE_OVERFLOW (min) || TREE_OVERFLOW (max))
1372             break;
1373
1374           if (val[i])
1375             {
1376               if (TREE_OVERFLOW (val[i]))
1377                 {
1378                   /* If we found an overflowed value, set MIN and MAX
1379                      to it so that we set the resulting range to
1380                      VARYING.  */
1381                   min = max = val[i];
1382                   break;
1383                 }
1384
1385               if (compare_values (val[i], min) == -1)
1386                 min = val[i];
1387
1388               if (compare_values (val[i], max) == 1)
1389                 max = val[i];
1390             }
1391         }
1392     }
1393   else if (code == MINUS_EXPR)
1394     {
1395       /* If we have a MINUS_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs, drop to
1396          VR_VARYING.  It would take more effort to compute a precise
1397          range for such a case.  For example, if we have op0 == 1 and
1398          op1 == 1 with their ranges both being ~[0,0], we would have
1399          op0 - op1 == 0, so we cannot claim that the difference is in
1400          ~[0,0].  Note that we are guaranteed to have
1401          vr0.type == vr1.type at this point.  */
1402       if (vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1403         {
1404           set_value_range_to_varying (vr);
1405           return;
1406         }
1407
1408       /* For MINUS_EXPR, apply the operation to the opposite ends of
1409          each range.  */
1410       min = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.max);
1411       max = vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.min);
1412     }
1413   else if (code == BIT_AND_EXPR)
1414     {
1415       if (vr0.type == VR_RANGE
1416           && vr0.min == vr0.max
1417           && tree_expr_nonnegative_p (vr0.max)
1418           && TREE_CODE (vr0.max) == INTEGER_CST)
1419         {
1420           min = fold_convert (TREE_TYPE (expr), integer_zero_node);
1421           max = vr0.max;
1422         }
1423       else if (vr1.type == VR_RANGE
1424           && vr1.min == vr1.max
1425           && tree_expr_nonnegative_p (vr1.max)
1426           && TREE_CODE (vr1.max) == INTEGER_CST)
1427         {
1428           vr0.type = VR_RANGE;
1429           min = fold_convert (TREE_TYPE (expr), integer_zero_node);
1430           max = vr1.max;
1431         }
1432       else
1433         {
1434           set_value_range_to_varying (vr);
1435           return;
1436         }
1437     }
1438   else
1439     gcc_unreachable ();
1440
1441   /* If either MIN or MAX overflowed, then set the resulting range to
1442      VARYING.  */
1443   if (TREE_OVERFLOW (min) || TREE_OVERFLOW (max))
1444     {
1445       set_value_range_to_varying (vr);
1446       return;
1447     }
1448
1449   cmp = compare_values (min, max);
1450   if (cmp == -2 || cmp == 1)
1451     {
1452       /* If the new range has its limits swapped around (MIN > MAX),
1453          then the operation caused one of them to wrap around, mark
1454          the new range VARYING.  */
1455       set_value_range_to_varying (vr);
1456     }
1457   else
1458     set_value_range (vr, vr0.type, min, max, NULL);
1459 }
1460
1461
1462 /* Extract range information from a unary expression EXPR based on
1463    the range of its operand and the expression code.  */
1464
1465 static void
1466 extract_range_from_unary_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1467 {
1468   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1469   tree min, max, op0;
1470   int cmp;
1471   value_range_t vr0 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1472
1473   /* Refuse to operate on certain unary expressions for which we
1474      cannot easily determine a resulting range.  */
1475   if (code == FIX_TRUNC_EXPR
1476       || code == FIX_CEIL_EXPR
1477       || code == FIX_FLOOR_EXPR
1478       || code == FIX_ROUND_EXPR
1479       || code == FLOAT_EXPR
1480       || code == BIT_NOT_EXPR
1481       || code == NON_LVALUE_EXPR
1482       || code == CONJ_EXPR)
1483     {
1484       set_value_range_to_varying (vr);
1485       return;
1486     }
1487
1488   /* Get value ranges for the operand.  For constant operands, create
1489      a new value range with the operand to simplify processing.  */
1490   op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1491   if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1492     vr0 = *(get_value_range (op0));
1493   else if (is_gimple_min_invariant (op0))
1494     set_value_range (&vr0, VR_RANGE, op0, op0, NULL);
1495   else
1496     set_value_range_to_varying (&vr0);
1497
1498   /* If VR0 is UNDEFINED, so is the result.  */
1499   if (vr0.type == VR_UNDEFINED)
1500     {
1501       set_value_range_to_undefined (vr);
1502       return;
1503     }
1504
1505   /* Refuse to operate on varying and symbolic ranges.  Also, if the
1506      operand is neither a pointer nor an integral type, set the
1507      resulting range to VARYING.  TODO, in some cases we may be able
1508      to derive anti-ranges (like nonzero values).  */
1509   if (vr0.type == VR_VARYING
1510       || (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1511           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
1512       || symbolic_range_p (&vr0))
1513     {
1514       set_value_range_to_varying (vr);
1515       return;
1516     }
1517
1518   /* If the expression involves pointers, we are only interested in
1519      determining if it evaluates to NULL [0, 0] or non-NULL (~[0, 0]).  */
1520   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
1521     {
1522       if (range_is_nonnull (&vr0) || tree_expr_nonzero_p (expr))
1523         set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1524       else if (range_is_null (&vr0))
1525         set_value_range_to_null (vr, TREE_TYPE (expr));
1526       else
1527         set_value_range_to_varying (vr);
1528
1529       return;
1530     }
1531
1532   /* Handle unary expressions on integer ranges.  */
1533   if (code == NOP_EXPR || code == CONVERT_EXPR)
1534     {
1535       tree inner_type = TREE_TYPE (op0);
1536       tree outer_type = TREE_TYPE (expr);
1537
1538       /* If VR0 represents a simple range, then try to convert
1539          the min and max values for the range to the same type
1540          as OUTER_TYPE.  If the results compare equal to VR0's
1541          min and max values and the new min is still less than
1542          or equal to the new max, then we can safely use the newly
1543          computed range for EXPR.  This allows us to compute
1544          accurate ranges through many casts.  */
1545       if (vr0.type == VR_RANGE)
1546         {
1547           tree new_min, new_max;
1548
1549           /* Convert VR0's min/max to OUTER_TYPE.  */
1550           new_min = fold_convert (outer_type, vr0.min);
1551           new_max = fold_convert (outer_type, vr0.max);
1552
1553           /* Verify the new min/max values are gimple values and
1554              that they compare equal to VR0's min/max values.  */
1555           if (is_gimple_val (new_min)
1556               && is_gimple_val (new_max)
1557               && tree_int_cst_equal (new_min, vr0.min)
1558               && tree_int_cst_equal (new_max, vr0.max)
1559               && compare_values (new_min, new_max) <= 0
1560               && compare_values (new_min, new_max) >= -1)
1561             {
1562               set_value_range (vr, VR_RANGE, new_min, new_max, vr->equiv);
1563               return;
1564             }
1565         }
1566
1567       /* When converting types of different sizes, set the result to
1568          VARYING.  Things like sign extensions and precision loss may
1569          change the range.  For instance, if x_3 is of type 'long long
1570          int' and 'y_5 = (unsigned short) x_3', if x_3 is ~[0, 0], it
1571          is impossible to know at compile time whether y_5 will be
1572          ~[0, 0].  */
1573       if (TYPE_SIZE (inner_type) != TYPE_SIZE (outer_type)
1574           || TYPE_PRECISION (inner_type) != TYPE_PRECISION (outer_type))
1575         {
1576           set_value_range_to_varying (vr);
1577           return;
1578         }
1579     }
1580
1581   /* Apply the operation to each end of the range and see what we end
1582      up with.  */
1583   if (code == NEGATE_EXPR
1584       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (expr)))
1585     {
1586       /* NEGATE_EXPR flips the range around.  */
1587       min = (vr0.max == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr)) && !flag_wrapv)
1588              ? TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1589              : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1590
1591       max = (vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)) && !flag_wrapv)
1592              ? TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1593              : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1594     }
1595   else if (code == ABS_EXPR
1596            && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (expr)))
1597     {
1598       /* -TYPE_MIN_VALUE = TYPE_MIN_VALUE with flag_wrapv so we can't get a
1599          useful range.  */
1600       if (flag_wrapv
1601           && ((vr0.type == VR_RANGE
1602                && vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)))
1603               || (vr0.type == VR_ANTI_RANGE
1604                   && vr0.min != TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1605                   && !range_includes_zero_p (&vr0))))
1606         {
1607           set_value_range_to_varying (vr);
1608           return;
1609         }
1610         
1611       /* ABS_EXPR may flip the range around, if the original range
1612          included negative values.  */
1613       min = (vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)))
1614             ? TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1615             : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1616
1617       max = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1618
1619       cmp = compare_values (min, max);
1620
1621       /* If a VR_ANTI_RANGEs contains zero, then we have
1622          ~[-INF, min(MIN, MAX)].  */
1623       if (vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1624         { 
1625           if (range_includes_zero_p (&vr0))
1626             {
1627               tree type_min_value = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr));
1628
1629               /* Take the lower of the two values.  */
1630               if (cmp != 1)
1631                 max = min;
1632
1633               /* Create ~[-INF, min (abs(MIN), abs(MAX))]
1634                  or ~[-INF + 1, min (abs(MIN), abs(MAX))] when
1635                  flag_wrapv is set and the original anti-range doesn't include
1636                  TYPE_MIN_VALUE, remember -TYPE_MIN_VALUE = TYPE_MIN_VALUE.  */
1637               min = (flag_wrapv && vr0.min != type_min_value
1638                      ? int_const_binop (PLUS_EXPR,
1639                                         type_min_value,
1640                                         integer_one_node, 0)
1641                      : type_min_value);
1642             }
1643           else
1644             {
1645               /* All else has failed, so create the range [0, INF], even for
1646                  flag_wrapv since TYPE_MIN_VALUE is in the original
1647                  anti-range.  */
1648               vr0.type = VR_RANGE;
1649               min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1650               max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr));
1651             }
1652         }
1653
1654       /* If the range contains zero then we know that the minimum value in the
1655          range will be zero.  */
1656       else if (range_includes_zero_p (&vr0))
1657         {
1658           if (cmp == 1)
1659             max = min;
1660           min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1661         }
1662       else
1663         {
1664           /* If the range was reversed, swap MIN and MAX.  */
1665           if (cmp == 1)
1666             {
1667               tree t = min;
1668               min = max;
1669               max = t;
1670             }
1671         }
1672     }
1673   else
1674     {
1675       /* Otherwise, operate on each end of the range.  */
1676       min = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1677       max = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1678     }
1679
1680   cmp = compare_values (min, max);
1681   if (cmp == -2 || cmp == 1)
1682     {
1683       /* If the new range has its limits swapped around (MIN > MAX),
1684          then the operation caused one of them to wrap around, mark
1685          the new range VARYING.  */
1686       set_value_range_to_varying (vr);
1687     }
1688   else
1689     set_value_range (vr, vr0.type, min, max, NULL);
1690 }
1691
1692
1693 /* Extract range information from a comparison expression EXPR based
1694    on the range of its operand and the expression code.  */
1695
1696 static void
1697 extract_range_from_comparison (value_range_t *vr, tree expr)
1698 {
1699   tree val = vrp_evaluate_conditional (expr, false);
1700   if (val)
1701     {
1702       /* Since this expression was found on the RHS of an assignment,
1703          its type may be different from _Bool.  Convert VAL to EXPR's
1704          type.  */
1705       val = fold_convert (TREE_TYPE (expr), val);
1706       set_value_range (vr, VR_RANGE, val, val, vr->equiv);
1707     }
1708   else
1709     set_value_range_to_varying (vr);
1710 }
1711
1712
1713 /* Try to compute a useful range out of expression EXPR and store it
1714    in *VR.  */
1715
1716 static void
1717 extract_range_from_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1718 {
1719   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1720
1721   if (code == ASSERT_EXPR)
1722     extract_range_from_assert (vr, expr);
1723   else if (code == SSA_NAME)
1724     extract_range_from_ssa_name (vr, expr);
1725   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_binary
1726            || code == TRUTH_ANDIF_EXPR
1727            || code == TRUTH_ORIF_EXPR
1728            || code == TRUTH_AND_EXPR
1729            || code == TRUTH_OR_EXPR
1730            || code == TRUTH_XOR_EXPR)
1731     extract_range_from_binary_expr (vr, expr);
1732   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_unary)
1733     extract_range_from_unary_expr (vr, expr);
1734   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_comparison)
1735     extract_range_from_comparison (vr, expr);
1736   else if (is_gimple_min_invariant (expr))
1737     set_value_range (vr, VR_RANGE, expr, expr, NULL);
1738   else if (vrp_expr_computes_nonzero (expr))
1739     set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1740   else
1741     set_value_range_to_varying (vr);
1742 }
1743
1744 /* Given a range VR, a LOOP and a variable VAR, determine whether it
1745    would be profitable to adjust VR using scalar evolution information
1746    for VAR.  If so, update VR with the new limits.  */
1747
1748 static void
1749 adjust_range_with_scev (value_range_t *vr, struct loop *loop, tree stmt,
1750                         tree var)
1751 {
1752   tree init, step, chrec;
1753   bool init_is_max, unknown_max;
1754
1755   /* TODO.  Don't adjust anti-ranges.  An anti-range may provide
1756      better opportunities than a regular range, but I'm not sure.  */
1757   if (vr->type == VR_ANTI_RANGE)
1758     return;
1759
1760   chrec = instantiate_parameters (loop, analyze_scalar_evolution (loop, var));
1761   if (TREE_CODE (chrec) != POLYNOMIAL_CHREC)
1762     return;
1763
1764   init = initial_condition_in_loop_num (chrec, loop->num);
1765   step = evolution_part_in_loop_num (chrec, loop->num);
1766
1767   /* If STEP is symbolic, we can't know whether INIT will be the
1768      minimum or maximum value in the range.  */
1769   if (step == NULL_TREE
1770       || !is_gimple_min_invariant (step))
1771     return;
1772
1773   /* Do not adjust ranges when chrec may wrap.  */
1774   if (scev_probably_wraps_p (chrec_type (chrec), init, step, stmt,
1775                              cfg_loops->parray[CHREC_VARIABLE (chrec)],
1776                              &init_is_max, &unknown_max)
1777       || unknown_max)
1778     return;
1779
1780   if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (init))
1781       && (vr->type == VR_VARYING || vr->type == VR_UNDEFINED))
1782     {
1783       /* For VARYING or UNDEFINED ranges, just about anything we get
1784          from scalar evolutions should be better.  */
1785       if (init_is_max)
1786         set_value_range (vr, VR_RANGE, TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (init)),
1787                          init, vr->equiv);
1788       else
1789         set_value_range (vr, VR_RANGE, init, TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (init)),
1790                          vr->equiv);
1791     }
1792   else if (vr->type == VR_RANGE)
1793     {
1794       tree min = vr->min;
1795       tree max = vr->max;
1796
1797       if (init_is_max)
1798         {
1799           /* INIT is the maximum value.  If INIT is lower than VR->MAX
1800              but no smaller than VR->MIN, set VR->MAX to INIT.  */
1801           if (compare_values (init, max) == -1)
1802             {
1803               max = init;
1804
1805               /* If we just created an invalid range with the minimum
1806                  greater than the maximum, take the minimum all the
1807                  way to -INF.  */
1808               if (compare_values (min, max) == 1)
1809                 min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (min));
1810             }
1811         }
1812       else
1813         {
1814           /* If INIT is bigger than VR->MIN, set VR->MIN to INIT.  */
1815           if (compare_values (init, min) == 1)
1816             {
1817               min = init;
1818
1819               /* If we just created an invalid range with the minimum
1820                  greater than the maximum, take the maximum all the
1821                  way to +INF.  */
1822               if (compare_values (min, max) == 1)
1823                 max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (max));
1824             }
1825         }
1826
1827       set_value_range (vr, VR_RANGE, min, max, vr->equiv);
1828     }
1829 }
1830
1831
1832 /* Given two numeric value ranges VR0, VR1 and a comparison code COMP:
1833    
1834    - Return BOOLEAN_TRUE_NODE if VR0 COMP VR1 always returns true for
1835      all the values in the ranges.
1836
1837    - Return BOOLEAN_FALSE_NODE if the comparison always returns false.
1838
1839    - Return NULL_TREE if it is not always possible to determine the
1840      value of the comparison.  */
1841
1842
1843 static tree
1844 compare_ranges (enum tree_code comp, value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
1845 {
1846   /* VARYING or UNDEFINED ranges cannot be compared.  */
1847   if (vr0->type == VR_VARYING
1848       || vr0->type == VR_UNDEFINED
1849       || vr1->type == VR_VARYING
1850       || vr1->type == VR_UNDEFINED)
1851     return NULL_TREE;
1852
1853   /* Anti-ranges need to be handled separately.  */
1854   if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE || vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
1855     {
1856       /* If both are anti-ranges, then we cannot compute any
1857          comparison.  */
1858       if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
1859         return NULL_TREE;
1860
1861       /* These comparisons are never statically computable.  */
1862       if (comp == GT_EXPR
1863           || comp == GE_EXPR
1864           || comp == LT_EXPR
1865           || comp == LE_EXPR)
1866         return NULL_TREE;
1867
1868       /* Equality can be computed only between a range and an
1869          anti-range.  ~[VAL1, VAL2] == [VAL1, VAL2] is always false.  */
1870       if (vr0->type == VR_RANGE)
1871         {
1872           /* To simplify processing, make VR0 the anti-range.  */
1873           value_range_t *tmp = vr0;
1874           vr0 = vr1;
1875           vr1 = tmp;
1876         }
1877
1878       gcc_assert (comp == NE_EXPR || comp == EQ_EXPR);
1879
1880       if (compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
1881           && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0)
1882         return (comp == NE_EXPR) ? boolean_true_node : boolean_false_node;
1883
1884       return NULL_TREE;
1885     }
1886
1887   /* Simplify processing.  If COMP is GT_EXPR or GE_EXPR, switch the
1888      operands around and change the comparison code.  */
1889   if (comp == GT_EXPR || comp == GE_EXPR)
1890     {
1891       value_range_t *tmp;
1892       comp = (comp == GT_EXPR) ? LT_EXPR : LE_EXPR;
1893       tmp = vr0;
1894       vr0 = vr1;
1895       vr1 = tmp;
1896     }
1897
1898   if (comp == EQ_EXPR)
1899     {
1900       /* Equality may only be computed if both ranges represent
1901          exactly one value.  */
1902       if (compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0
1903           && compare_values (vr1->min, vr1->max) == 0)
1904         {
1905           int cmp_min = compare_values (vr0->min, vr1->min);
1906           int cmp_max = compare_values (vr0->max, vr1->max);
1907           if (cmp_min == 0 && cmp_max == 0)
1908             return boolean_true_node;
1909           else if (cmp_min != -2 && cmp_max != -2)
1910             return boolean_false_node;
1911         }
1912       /* If [V0_MIN, V1_MAX] < [V1_MIN, V1_MAX] then V0 != V1.  */
1913       else if (compare_values (vr0->min, vr1->max) == 1
1914                || compare_values (vr1->min, vr0->max) == 1)
1915         return boolean_false_node;
1916
1917       return NULL_TREE;
1918     }
1919   else if (comp == NE_EXPR)
1920     {
1921       int cmp1, cmp2;
1922
1923       /* If VR0 is completely to the left or completely to the right
1924          of VR1, they are always different.  Notice that we need to
1925          make sure that both comparisons yield similar results to
1926          avoid comparing values that cannot be compared at
1927          compile-time.  */
1928       cmp1 = compare_values (vr0->max, vr1->min);
1929       cmp2 = compare_values (vr0->min, vr1->max);
1930       if ((cmp1 == -1 && cmp2 == -1) || (cmp1 == 1 && cmp2 == 1))
1931         return boolean_true_node;
1932
1933       /* If VR0 and VR1 represent a single value and are identical,
1934          return false.  */
1935       else if (compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0
1936                && compare_values (vr1->min, vr1->max) == 0
1937                && compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
1938                && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0)
1939         return boolean_false_node;
1940
1941       /* Otherwise, they may or may not be different.  */
1942       else
1943         return NULL_TREE;
1944     }
1945   else if (comp == LT_EXPR || comp == LE_EXPR)
1946     {
1947       int tst;
1948
1949       /* If VR0 is to the left of VR1, return true.  */
1950       tst = compare_values (vr0->max, vr1->min);
1951       if ((comp == LT_EXPR && tst == -1)
1952           || (comp == LE_EXPR && (tst == -1 || tst == 0)))
1953         return boolean_true_node;
1954
1955       /* If VR0 is to the right of VR1, return false.  */
1956       tst = compare_values (vr0->min, vr1->max);
1957       if ((comp == LT_EXPR && (tst == 0 || tst == 1))
1958           || (comp == LE_EXPR && tst == 1))
1959         return boolean_false_node;
1960
1961       /* Otherwise, we don't know.  */
1962       return NULL_TREE;
1963     }
1964     
1965   gcc_unreachable ();
1966 }
1967
1968
1969 /* Given a value range VR, a value VAL and a comparison code COMP, return
1970    BOOLEAN_TRUE_NODE if VR COMP VAL always returns true for all the
1971    values in VR.  Return BOOLEAN_FALSE_NODE if the comparison
1972    always returns false.  Return NULL_TREE if it is not always
1973    possible to determine the value of the comparison.  */
1974
1975 static tree
1976 compare_range_with_value (enum tree_code comp, value_range_t *vr, tree val)
1977 {
1978   if (vr->type == VR_VARYING || vr->type == VR_UNDEFINED)
1979     return NULL_TREE;
1980
1981   /* Anti-ranges need to be handled separately.  */
1982   if (vr->type == VR_ANTI_RANGE)
1983     {
1984       /* For anti-ranges, the only predicates that we can compute at
1985          compile time are equality and inequality.  */
1986       if (comp == GT_EXPR
1987           || comp == GE_EXPR
1988           || comp == LT_EXPR
1989           || comp == LE_EXPR)
1990         return NULL_TREE;
1991
1992       /* ~[VAL_1, VAL_2] OP VAL is known if VAL_1 <= VAL <= VAL_2.  */
1993       if (value_inside_range (val, vr) == 1)
1994         return (comp == NE_EXPR) ? boolean_true_node : boolean_false_node;
1995
1996       return NULL_TREE;
1997     }
1998
1999   if (comp == EQ_EXPR)
2000     {
2001       /* EQ_EXPR may only be computed if VR represents exactly
2002          one value.  */
2003       if (compare_values (vr->min, vr->max) == 0)
2004         {
2005           int cmp = compare_values (vr->min, val);
2006           if (cmp == 0)
2007             return boolean_true_node;
2008           else if (cmp == -1 || cmp == 1 || cmp == 2)
2009             return boolean_false_node;
2010         }
2011       else if (compare_values (val, vr->min) == -1
2012                || compare_values (vr->max, val) == -1)
2013         return boolean_false_node;
2014
2015       return NULL_TREE;
2016     }
2017   else if (comp == NE_EXPR)
2018     {
2019       /* If VAL is not inside VR, then they are always different.  */
2020       if (compare_values (vr->max, val) == -1
2021           || compare_values (vr->min, val) == 1)
2022         return boolean_true_node;
2023
2024       /* If VR represents exactly one value equal to VAL, then return
2025          false.  */
2026       if (compare_values (vr->min, vr->max) == 0
2027           && compare_values (vr->min, val) == 0)
2028         return boolean_false_node;
2029
2030       /* Otherwise, they may or may not be different.  */
2031       return NULL_TREE;
2032     }
2033   else if (comp == LT_EXPR || comp == LE_EXPR)
2034     {
2035       int tst;
2036
2037       /* If VR is to the left of VAL, return true.  */
2038       tst = compare_values (vr->max, val);
2039       if ((comp == LT_EXPR && tst == -1)
2040           || (comp == LE_EXPR && (tst == -1 || tst == 0)))
2041         return boolean_true_node;
2042
2043       /* If VR is to the right of VAL, return false.  */
2044       tst = compare_values (vr->min, val);
2045       if ((comp == LT_EXPR && (tst == 0 || tst == 1))
2046           || (comp == LE_EXPR && tst == 1))
2047         return boolean_false_node;
2048
2049       /* Otherwise, we don't know.  */
2050       return NULL_TREE;
2051     }
2052   else if (comp == GT_EXPR || comp == GE_EXPR)
2053     {
2054       int tst;
2055
2056       /* If VR is to the right of VAL, return true.  */
2057       tst = compare_values (vr->min, val);
2058       if ((comp == GT_EXPR && tst == 1)
2059           || (comp == GE_EXPR && (tst == 0 || tst == 1)))
2060         return boolean_true_node;
2061
2062       /* If VR is to the left of VAL, return false.  */
2063       tst = compare_values (vr->max, val);
2064       if ((comp == GT_EXPR && (tst == -1 || tst == 0))
2065           || (comp == GE_EXPR && tst == -1))
2066         return boolean_false_node;
2067
2068       /* Otherwise, we don't know.  */
2069       return NULL_TREE;
2070     }
2071
2072   gcc_unreachable ();
2073 }
2074
2075
2076 /* Debugging dumps.  */
2077
2078 void dump_value_range (FILE *, value_range_t *);
2079 void debug_value_range (value_range_t *);
2080 void dump_all_value_ranges (FILE *);
2081 void debug_all_value_ranges (void);
2082 void dump_vr_equiv (FILE *, bitmap);
2083 void debug_vr_equiv (bitmap);
2084
2085
2086 /* Dump value range VR to FILE.  */
2087
2088 void
2089 dump_value_range (FILE *file, value_range_t *vr)
2090 {
2091   if (vr == NULL)
2092     fprintf (file, "[]");
2093   else if (vr->type == VR_UNDEFINED)
2094     fprintf (file, "UNDEFINED");
2095   else if (vr->type == VR_RANGE || vr->type == VR_ANTI_RANGE)
2096     {
2097       tree type = TREE_TYPE (vr->min);
2098
2099       fprintf (file, "%s[", (vr->type == VR_ANTI_RANGE) ? "~" : "");
2100
2101       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2102           && !TYPE_UNSIGNED (type)
2103           && vr->min == TYPE_MIN_VALUE (type))
2104         fprintf (file, "-INF");
2105       else
2106         print_generic_expr (file, vr->min, 0);
2107
2108       fprintf (file, ", ");
2109
2110       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2111           && vr->max == TYPE_MAX_VALUE (type))
2112         fprintf (file, "+INF");
2113       else
2114         print_generic_expr (file, vr->max, 0);
2115
2116       fprintf (file, "]");
2117
2118       if (vr->equiv)
2119         {
2120           bitmap_iterator bi;
2121           unsigned i, c = 0;
2122
2123           fprintf (file, "  EQUIVALENCES: { ");
2124
2125           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (vr->equiv, 0, i, bi)
2126             {
2127               print_generic_expr (file, ssa_name (i), 0);
2128               fprintf (file, " ");
2129               c++;
2130             }
2131
2132           fprintf (file, "} (%u elements)", c);
2133         }
2134     }
2135   else if (vr->type == VR_VARYING)
2136     fprintf (file, "VARYING");
2137   else
2138     fprintf (file, "INVALID RANGE");
2139 }
2140
2141
2142 /* Dump value range VR to stderr.  */
2143
2144 void
2145 debug_value_range (value_range_t *vr)
2146 {
2147   dump_value_range (stderr, vr);
2148 }
2149
2150
2151 /* Dump value ranges of all SSA_NAMEs to FILE.  */
2152
2153 void
2154 dump_all_value_ranges (FILE *file)
2155 {
2156   size_t i;
2157
2158   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
2159     {
2160       if (vr_value[i])
2161         {
2162           print_generic_expr (file, ssa_name (i), 0);
2163           fprintf (file, ": ");
2164           dump_value_range (file, vr_value[i]);
2165           fprintf (file, "\n");
2166         }
2167     }
2168
2169   fprintf (file, "\n");
2170 }
2171
2172
2173 /* Dump all value ranges to stderr.  */
2174
2175 void
2176 debug_all_value_ranges (void)
2177 {
2178   dump_all_value_ranges (stderr);
2179 }
2180
2181
2182 /* Given a COND_EXPR COND of the form 'V OP W', and an SSA name V,
2183    create a new SSA name N and return the assertion assignment
2184    'V = ASSERT_EXPR <V, V OP W>'.  */
2185
2186 static tree
2187 build_assert_expr_for (tree cond, tree v)
2188 {
2189   tree n, assertion;
2190
2191   gcc_assert (TREE_CODE (v) == SSA_NAME);
2192   n = duplicate_ssa_name (v, NULL_TREE);
2193
2194   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
2195     {
2196       tree a = build2 (ASSERT_EXPR, TREE_TYPE (v), v, cond); 
2197       assertion = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (v), n, a);
2198     }
2199   else if (TREE_CODE (cond) == TRUTH_NOT_EXPR)
2200     {
2201       /* Given !V, build the assignment N = false.  */
2202       tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
2203       gcc_assert (op0 == v);
2204       assertion = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (v), n, boolean_false_node);
2205     }
2206   else if (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME)
2207     {
2208       /* Given V, build the assignment N = true.  */
2209       gcc_assert (v == cond);
2210       assertion = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (v), n, boolean_true_node);
2211     }
2212   else
2213     gcc_unreachable ();
2214
2215   SSA_NAME_DEF_STMT (n) = assertion;
2216
2217   /* The new ASSERT_EXPR, creates a new SSA name that replaces the
2218      operand of the ASSERT_EXPR. Register the new name and the old one
2219      in the replacement table so that we can fix the SSA web after
2220      adding all the ASSERT_EXPRs.  */
2221   register_new_name_mapping (n, v);
2222
2223   return assertion;
2224 }
2225
2226
2227 /* Return false if EXPR is a predicate expression involving floating
2228    point values.  */
2229
2230 static inline bool
2231 fp_predicate (tree expr)
2232 {
2233   return (COMPARISON_CLASS_P (expr)
2234           && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))));
2235 }
2236
2237
2238 /* If the range of values taken by OP can be inferred after STMT executes,
2239    return the comparison code (COMP_CODE_P) and value (VAL_P) that
2240    describes the inferred range.  Return true if a range could be
2241    inferred.  */
2242
2243 static bool
2244 infer_value_range (tree stmt, tree op, enum tree_code *comp_code_p, tree *val_p)
2245 {
2246   *val_p = NULL_TREE;
2247   *comp_code_p = ERROR_MARK;
2248
2249   /* Do not attempt to infer anything in names that flow through
2250      abnormal edges.  */
2251   if (SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (op))
2252     return false;
2253
2254   /* Similarly, don't infer anything from statements that may throw
2255      exceptions.  */
2256   if (tree_could_throw_p (stmt))
2257     return false;
2258
2259   /* If STMT is the last statement of a basic block with no
2260      successors, there is no point inferring anything about any of its
2261      operands.  We would not be able to find a proper insertion point
2262      for the assertion, anyway.  */
2263   if (stmt_ends_bb_p (stmt) && EDGE_COUNT (bb_for_stmt (stmt)->succs) == 0)
2264     return false;
2265
2266   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
2267     {
2268       bool is_store;
2269       unsigned num_uses, num_derefs;
2270
2271       count_uses_and_derefs (op, stmt, &num_uses, &num_derefs, &is_store);
2272       if (num_derefs > 0 && flag_delete_null_pointer_checks)
2273         {
2274           /* We can only assume that a pointer dereference will yield
2275              non-NULL if -fdelete-null-pointer-checks is enabled.  */
2276           *val_p = build_int_cst (TREE_TYPE (op), 0);
2277           *comp_code_p = NE_EXPR;
2278           return true;
2279         }
2280     }
2281
2282   return false;
2283 }
2284
2285
2286 void dump_asserts_for (FILE *, tree);
2287 void debug_asserts_for (tree);
2288 void dump_all_asserts (FILE *);
2289 void debug_all_asserts (void);
2290
2291 /* Dump all the registered assertions for NAME to FILE.  */
2292
2293 void
2294 dump_asserts_for (FILE *file, tree name)
2295 {
2296   assert_locus_t loc;
2297
2298   fprintf (file, "Assertions to be inserted for ");
2299   print_generic_expr (file, name, 0);
2300   fprintf (file, "\n");
2301
2302   loc = asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)];
2303   while (loc)
2304     {
2305       fprintf (file, "\t");
2306       print_generic_expr (file, bsi_stmt (loc->si), 0);
2307       fprintf (file, "\n\tBB #%d", loc->bb->index);
2308       if (loc->e)
2309         {
2310           fprintf (file, "\n\tEDGE %d->%d", loc->e->src->index,
2311                    loc->e->dest->index);
2312           dump_edge_info (file, loc->e, 0);
2313         }
2314       fprintf (file, "\n\tPREDICATE: ");
2315       print_generic_expr (file, name, 0);
2316       fprintf (file, " %s ", tree_code_name[(int)loc->comp_code]);
2317       print_generic_expr (file, loc->val, 0);
2318       fprintf (file, "\n\n");
2319       loc = loc->next;
2320     }
2321
2322   fprintf (file, "\n");
2323 }
2324
2325
2326 /* Dump all the registered assertions for NAME to stderr.  */
2327
2328 void
2329 debug_asserts_for (tree name)
2330 {
2331   dump_asserts_for (stderr, name);
2332 }
2333
2334
2335 /* Dump all the registered assertions for all the names to FILE.  */
2336
2337 void
2338 dump_all_asserts (FILE *file)
2339 {
2340   unsigned i;
2341   bitmap_iterator bi;
2342
2343   fprintf (file, "\nASSERT_EXPRs to be inserted\n\n");
2344   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (need_assert_for, 0, i, bi)
2345     dump_asserts_for (file, ssa_name (i));
2346   fprintf (file, "\n");
2347 }
2348
2349
2350 /* Dump all the registered assertions for all the names to stderr.  */
2351
2352 void
2353 debug_all_asserts (void)
2354 {
2355   dump_all_asserts (stderr);
2356 }
2357
2358
2359 /* If NAME doesn't have an ASSERT_EXPR registered for asserting
2360    'NAME COMP_CODE VAL' at a location that dominates block BB or
2361    E->DEST, then register this location as a possible insertion point
2362    for ASSERT_EXPR <NAME, NAME COMP_CODE VAL>.
2363
2364    BB, E and SI provide the exact insertion point for the new
2365    ASSERT_EXPR.  If BB is NULL, then the ASSERT_EXPR is to be inserted
2366    on edge E.  Otherwise, if E is NULL, the ASSERT_EXPR is inserted on
2367    BB.  If SI points to a COND_EXPR or a SWITCH_EXPR statement, then E
2368    must not be NULL.  */
2369
2370 static void
2371 register_new_assert_for (tree name,
2372                          enum tree_code comp_code,
2373                          tree val,
2374                          basic_block bb,
2375                          edge e,
2376                          block_stmt_iterator si)
2377 {
2378   assert_locus_t n, loc, last_loc;
2379   bool found;
2380   basic_block dest_bb;
2381
2382 #if defined ENABLE_CHECKING
2383   gcc_assert (bb == NULL || e == NULL);
2384
2385   if (e == NULL)
2386     gcc_assert (TREE_CODE (bsi_stmt (si)) != COND_EXPR
2387                 && TREE_CODE (bsi_stmt (si)) != SWITCH_EXPR);
2388 #endif
2389
2390   /* The new assertion A will be inserted at BB or E.  We need to
2391      determine if the new location is dominated by a previously
2392      registered location for A.  If we are doing an edge insertion,
2393      assume that A will be inserted at E->DEST.  Note that this is not
2394      necessarily true.
2395      
2396      If E is a critical edge, it will be split.  But even if E is
2397      split, the new block will dominate the same set of blocks that
2398      E->DEST dominates.
2399      
2400      The reverse, however, is not true, blocks dominated by E->DEST
2401      will not be dominated by the new block created to split E.  So,
2402      if the insertion location is on a critical edge, we will not use
2403      the new location to move another assertion previously registered
2404      at a block dominated by E->DEST.  */
2405   dest_bb = (bb) ? bb : e->dest;
2406
2407   /* If NAME already has an ASSERT_EXPR registered for COMP_CODE and
2408      VAL at a block dominating DEST_BB, then we don't need to insert a new
2409      one.  Similarly, if the same assertion already exists at a block
2410      dominated by DEST_BB and the new location is not on a critical
2411      edge, then update the existing location for the assertion (i.e.,
2412      move the assertion up in the dominance tree).
2413
2414      Note, this is implemented as a simple linked list because there
2415      should not be more than a handful of assertions registered per
2416      name.  If this becomes a performance problem, a table hashed by
2417      COMP_CODE and VAL could be implemented.  */
2418   loc = asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)];
2419   last_loc = loc;
2420   found = false;
2421   while (loc)
2422     {
2423       if (loc->comp_code == comp_code
2424           && (loc->val == val
2425               || operand_equal_p (loc->val, val, 0)))
2426         {
2427           /* If the assertion NAME COMP_CODE VAL has already been
2428              registered at a basic block that dominates DEST_BB, then
2429              we don't need to insert the same assertion again.  Note
2430              that we don't check strict dominance here to avoid
2431              replicating the same assertion inside the same basic
2432              block more than once (e.g., when a pointer is
2433              dereferenced several times inside a block).
2434
2435              An exception to this rule are edge insertions.  If the
2436              new assertion is to be inserted on edge E, then it will
2437              dominate all the other insertions that we may want to
2438              insert in DEST_BB.  So, if we are doing an edge
2439              insertion, don't do this dominance check.  */
2440           if (e == NULL
2441               && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, dest_bb, loc->bb))
2442             return;
2443
2444           /* Otherwise, if E is not a critical edge and DEST_BB
2445              dominates the existing location for the assertion, move
2446              the assertion up in the dominance tree by updating its
2447              location information.  */
2448           if ((e == NULL || !EDGE_CRITICAL_P (e))
2449               && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, loc->bb, dest_bb))
2450             {
2451               loc->bb = dest_bb;
2452               loc->e = e;
2453               loc->si = si;
2454               return;
2455             }
2456         }
2457
2458       /* Update the last node of the list and move to the next one.  */
2459       last_loc = loc;
2460       loc = loc->next;
2461     }
2462
2463   /* If we didn't find an assertion already registered for
2464      NAME COMP_CODE VAL, add a new one at the end of the list of
2465      assertions associated with NAME.  */
2466   n = xmalloc (sizeof (*n));
2467   n->bb = dest_bb;
2468   n->e = e;
2469   n->si = si;
2470   n->comp_code = comp_code;
2471   n->val = val;
2472   n->next = NULL;
2473
2474   if (last_loc)
2475     last_loc->next = n;
2476   else
2477     asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)] = n;
2478
2479   bitmap_set_bit (need_assert_for, SSA_NAME_VERSION (name));
2480 }
2481
2482
2483 /* Try to register an edge assertion for SSA name NAME on edge E for
2484    the conditional jump pointed to by SI.  Return true if an assertion
2485    for NAME could be registered.  */
2486
2487 static bool
2488 register_edge_assert_for (tree name, edge e, block_stmt_iterator si)
2489 {
2490   tree val, stmt;
2491   enum tree_code comp_code;
2492
2493   stmt = bsi_stmt (si);
2494
2495   /* Do not attempt to infer anything in names that flow through
2496      abnormal edges.  */
2497   if (SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (name))
2498     return false;
2499
2500   /* If NAME was not found in the sub-graph reachable from E, then
2501      there's nothing to do.  */
2502   if (!TEST_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (name)))
2503     return false;
2504
2505   /* We found a use of NAME in the sub-graph rooted at E->DEST.
2506      Register an assertion for NAME according to the value that NAME
2507      takes on edge E.  */
2508   if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR)
2509     {
2510       /* If BB ends in a COND_EXPR then NAME then we should insert
2511          the original predicate on EDGE_TRUE_VALUE and the
2512          opposite predicate on EDGE_FALSE_VALUE.  */
2513       tree cond = COND_EXPR_COND (stmt);
2514       bool is_else_edge = (e->flags & EDGE_FALSE_VALUE) != 0;
2515
2516       /* Predicates may be a single SSA name or NAME OP VAL.  */
2517       if (cond == name)
2518         {
2519           /* If the predicate is a name, it must be NAME, in which
2520              case we create the predicate NAME == true or
2521              NAME == false accordingly.  */
2522           comp_code = EQ_EXPR;
2523           val = (is_else_edge) ? boolean_false_node : boolean_true_node;
2524         }
2525       else
2526         {
2527           /* Otherwise, we have a comparison of the form NAME COMP VAL
2528              or VAL COMP NAME.  */
2529           if (name == TREE_OPERAND (cond, 1))
2530             {
2531               /* If the predicate is of the form VAL COMP NAME, flip
2532                  COMP around because we need to register NAME as the
2533                  first operand in the predicate.  */
2534               comp_code = swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond));
2535               val = TREE_OPERAND (cond, 0);
2536             }
2537           else
2538             {
2539               /* The comparison is of the form NAME COMP VAL, so the
2540                  comparison code remains unchanged.  */
2541               comp_code = TREE_CODE (cond);
2542               val = TREE_OPERAND (cond, 1);
2543             }
2544
2545           /* If we are inserting the assertion on the ELSE edge, we
2546              need to invert the sign comparison.  */
2547           if (is_else_edge)
2548             comp_code = invert_tree_comparison (comp_code, 0);
2549
2550           /* Do not register always-false predicates.  FIXME, this
2551              works around a limitation in fold() when dealing with
2552              enumerations.  Given 'enum { N1, N2 } x;', fold will not
2553              fold 'if (x > N2)' to 'if (0)'.  */
2554           if ((comp_code == GT_EXPR || comp_code == LT_EXPR)
2555               && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (val))
2556                   || SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (val))))
2557             {
2558               tree min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (val));
2559               tree max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (val));
2560
2561               if (comp_code == GT_EXPR && compare_values (val, max) == 0)
2562                 return false;
2563
2564               if (comp_code == LT_EXPR && compare_values (val, min) == 0)
2565                 return false;
2566             }
2567         }
2568     }
2569   else
2570     {
2571       /* FIXME.  Handle SWITCH_EXPR.  */
2572       gcc_unreachable ();
2573     }
2574
2575   register_new_assert_for (name, comp_code, val, NULL, e, si);
2576   return true;
2577 }
2578
2579
2580 static bool find_assert_locations (basic_block bb);
2581
2582 /* Determine whether the outgoing edges of BB should receive an
2583    ASSERT_EXPR for each of the operands of BB's last statement.  The
2584    last statement of BB must be a COND_EXPR or a SWITCH_EXPR.
2585
2586    If any of the sub-graphs rooted at BB have an interesting use of
2587    the predicate operands, an assert location node is added to the
2588    list of assertions for the corresponding operands.  */
2589
2590 static bool
2591 find_conditional_asserts (basic_block bb)
2592 {
2593   bool need_assert;
2594   block_stmt_iterator last_si;
2595   tree op, last;
2596   edge_iterator ei;
2597   edge e;
2598   ssa_op_iter iter;
2599
2600   need_assert = false;
2601   last_si = bsi_last (bb);
2602   last = bsi_stmt (last_si);
2603
2604   /* Look for uses of the operands in each of the sub-graphs
2605      rooted at BB.  We need to check each of the outgoing edges
2606      separately, so that we know what kind of ASSERT_EXPR to
2607      insert.  */
2608   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2609     {
2610       if (e->dest == bb)
2611         continue;
2612
2613       /* Remove the COND_EXPR operands from the FOUND_IN_SUBGRAPH bitmap.
2614          Otherwise, when we finish traversing each of the sub-graphs, we
2615          won't know whether the variables were found in the sub-graphs or
2616          if they had been found in a block upstream from BB.  */
2617       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
2618         RESET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
2619
2620       /* Traverse the strictly dominated sub-graph rooted at E->DEST
2621          to determine if any of the operands in the conditional
2622          predicate are used.  */
2623       if (e->dest != bb)
2624         need_assert |= find_assert_locations (e->dest);
2625
2626       /* Register the necessary assertions for each operand in the
2627          conditional predicate.  */
2628       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
2629         need_assert |= register_edge_assert_for (op, e, last_si);
2630     }
2631
2632   /* Finally, indicate that we have found the operands in the
2633      conditional.  */
2634   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
2635     SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
2636
2637   return need_assert;
2638 }
2639
2640
2641 /* Traverse all the statements in block BB looking for statements that
2642    may generate useful assertions for the SSA names in their operand.
2643    If a statement produces a useful assertion A for name N_i, then the
2644    list of assertions already generated for N_i is scanned to
2645    determine if A is actually needed.
2646    
2647    If N_i already had the assertion A at a location dominating the
2648    current location, then nothing needs to be done.  Otherwise, the
2649    new location for A is recorded instead.
2650
2651    1- For every statement S in BB, all the variables used by S are
2652       added to bitmap FOUND_IN_SUBGRAPH.
2653
2654    2- If statement S uses an operand N in a way that exposes a known
2655       value range for N, then if N was not already generated by an
2656       ASSERT_EXPR, create a new assert location for N.  For instance,
2657       if N is a pointer and the statement dereferences it, we can
2658       assume that N is not NULL.
2659
2660    3- COND_EXPRs are a special case of #2.  We can derive range
2661       information from the predicate but need to insert different
2662       ASSERT_EXPRs for each of the sub-graphs rooted at the
2663       conditional block.  If the last statement of BB is a conditional
2664       expression of the form 'X op Y', then
2665
2666       a) Remove X and Y from the set FOUND_IN_SUBGRAPH.
2667
2668       b) If the conditional is the only entry point to the sub-graph
2669          corresponding to the THEN_CLAUSE, recurse into it.  On
2670          return, if X and/or Y are marked in FOUND_IN_SUBGRAPH, then
2671          an ASSERT_EXPR is added for the corresponding variable.
2672
2673       c) Repeat step (b) on the ELSE_CLAUSE.
2674
2675       d) Mark X and Y in FOUND_IN_SUBGRAPH.
2676
2677       For instance,
2678
2679             if (a == 9)
2680               b = a;
2681             else
2682               b = c + 1;
2683
2684       In this case, an assertion on the THEN clause is useful to
2685       determine that 'a' is always 9 on that edge.  However, an assertion
2686       on the ELSE clause would be unnecessary.
2687
2688    4- If BB does not end in a conditional expression, then we recurse
2689       into BB's dominator children.
2690    
2691    At the end of the recursive traversal, every SSA name will have a
2692    list of locations where ASSERT_EXPRs should be added.  When a new
2693    location for name N is found, it is registered by calling
2694    register_new_assert_for.  That function keeps track of all the
2695    registered assertions to prevent adding unnecessary assertions.
2696    For instance, if a pointer P_4 is dereferenced more than once in a
2697    dominator tree, only the location dominating all the dereference of
2698    P_4 will receive an ASSERT_EXPR.
2699
2700    If this function returns true, then it means that there are names
2701    for which we need to generate ASSERT_EXPRs.  Those assertions are
2702    inserted by process_assert_insertions.
2703
2704    TODO.  Handle SWITCH_EXPR.  */
2705
2706 static bool
2707 find_assert_locations (basic_block bb)
2708 {
2709   block_stmt_iterator si;
2710   tree last, phi;
2711   bool need_assert;
2712   basic_block son;
2713
2714   if (TEST_BIT (blocks_visited, bb->index))
2715     return false;
2716
2717   SET_BIT (blocks_visited, bb->index);
2718
2719   need_assert = false;
2720
2721   /* Traverse all PHI nodes in BB marking used operands.  */
2722   for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2723     {
2724       use_operand_p arg_p;
2725       ssa_op_iter i;
2726
2727       FOR_EACH_PHI_ARG (arg_p, phi, i, SSA_OP_USE)
2728         {
2729           tree arg = USE_FROM_PTR (arg_p);
2730           if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
2731             {
2732               gcc_assert (is_gimple_reg (PHI_RESULT (phi)));
2733               SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (arg));
2734             }
2735         }
2736     }
2737
2738   /* Traverse all the statements in BB marking used names and looking
2739      for statements that may infer assertions for their used operands.  */
2740   last = NULL_TREE;
2741   for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
2742     {
2743       tree stmt, op;
2744       ssa_op_iter i;
2745
2746       stmt = bsi_stmt (si);
2747
2748       /* See if we can derive an assertion for any of STMT's operands.  */
2749       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, i, SSA_OP_USE)
2750         {
2751           tree value;
2752           enum tree_code comp_code;
2753
2754           /* Mark OP in bitmap FOUND_IN_SUBGRAPH.  If STMT is inside
2755              the sub-graph of a conditional block, when we return from
2756              this recursive walk, our parent will use the
2757              FOUND_IN_SUBGRAPH bitset to determine if one of the
2758              operands it was looking for was present in the sub-graph.  */
2759           SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
2760
2761           /* If OP is used only once, namely in this STMT, don't
2762              bother creating an ASSERT_EXPR for it.  Such an
2763              ASSERT_EXPR would do nothing but increase compile time.
2764              Experiments show that with this simple check, we can save
2765              more than 20% of ASSERT_EXPRs.  */
2766           if (has_single_use (op))
2767             continue;
2768
2769           /* If OP is used in such a way that we can infer a value
2770              range for it, and we don't find a previous assertion for
2771              it, create a new assertion location node for OP.  */
2772           if (infer_value_range (stmt, op, &comp_code, &value))
2773             {
2774               register_new_assert_for (op, comp_code, value, bb, NULL, si);
2775               need_assert = true;
2776             }
2777         }
2778
2779       /* Remember the last statement of the block.  */
2780       last = stmt;
2781     }
2782
2783   /* If BB's last statement is a conditional expression
2784      involving integer operands, recurse into each of the sub-graphs
2785      rooted at BB to determine if we need to add ASSERT_EXPRs.  */
2786   if (last
2787       && TREE_CODE (last) == COND_EXPR
2788       && !fp_predicate (COND_EXPR_COND (last))
2789       && !ZERO_SSA_OPERANDS (last, SSA_OP_USE))
2790     need_assert |= find_conditional_asserts (bb);
2791
2792   /* Recurse into the dominator children of BB.  */
2793   for (son = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, bb);
2794        son;
2795        son = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, son))
2796     need_assert |= find_assert_locations (son);
2797
2798   return need_assert;
2799 }
2800
2801
2802 /* Create an ASSERT_EXPR for NAME and insert it in the location
2803    indicated by LOC.  Return true if we made any edge insertions.  */
2804
2805 static bool
2806 process_assert_insertions_for (tree name, assert_locus_t loc)
2807 {
2808   /* Build the comparison expression NAME_i COMP_CODE VAL.  */
2809   tree stmt, cond, assert_expr;
2810   edge_iterator ei;
2811   edge e;
2812
2813   cond = build2 (loc->comp_code, boolean_type_node, name, loc->val);
2814   assert_expr = build_assert_expr_for (cond, name);
2815
2816   if (loc->e)
2817     {
2818       /* We have been asked to insert the assertion on an edge.  This
2819          is used only by COND_EXPR and SWITCH_EXPR assertions.  */
2820 #if defined ENABLE_CHECKING
2821       gcc_assert (TREE_CODE (bsi_stmt (loc->si)) == COND_EXPR
2822           || TREE_CODE (bsi_stmt (loc->si)) == SWITCH_EXPR);
2823 #endif
2824
2825       bsi_insert_on_edge (loc->e, assert_expr);
2826       return true;
2827     }
2828
2829   /* Otherwise, we can insert right after LOC->SI iff the
2830      statement must not be the last statement in the block.  */
2831   stmt = bsi_stmt (loc->si);
2832   if (!stmt_ends_bb_p (stmt))
2833     {
2834       bsi_insert_after (&loc->si, assert_expr, BSI_SAME_STMT);
2835       return false;
2836     }
2837
2838   /* If STMT must be the last statement in BB, we can only insert new
2839      assertions on the non-abnormal edge out of BB.  Note that since
2840      STMT is not control flow, there may only be one non-abnormal edge
2841      out of BB.  */
2842   FOR_EACH_EDGE (e, ei, loc->bb->succs)
2843     if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL))
2844       {
2845         bsi_insert_on_edge (e, assert_expr);
2846         return true;
2847       }
2848
2849   gcc_unreachable ();
2850 }
2851
2852
2853 /* Process all the insertions registered for every name N_i registered
2854    in NEED_ASSERT_FOR.  The list of assertions to be inserted are
2855    found in ASSERTS_FOR[i].  */
2856
2857 static void
2858 process_assert_insertions (void)
2859 {
2860   unsigned i;
2861   bitmap_iterator bi;
2862   bool update_edges_p = false;
2863   int num_asserts = 0;
2864
2865   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2866     dump_all_asserts (dump_file);
2867
2868   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (need_assert_for, 0, i, bi)
2869     {
2870       assert_locus_t loc = asserts_for[i];
2871       gcc_assert (loc);
2872
2873       while (loc)
2874         {
2875           assert_locus_t next = loc->next;
2876           update_edges_p |= process_assert_insertions_for (ssa_name (i), loc);
2877           free (loc);
2878           loc = next;
2879           num_asserts++;
2880         }
2881     }
2882
2883   if (update_edges_p)
2884     bsi_commit_edge_inserts ();
2885
2886   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2887     fprintf (dump_file, "\nNumber of ASSERT_EXPR expressions inserted: %d\n\n",
2888              num_asserts);
2889 }
2890
2891
2892 /* Traverse the flowgraph looking for conditional jumps to insert range
2893    expressions.  These range expressions are meant to provide information
2894    to optimizations that need to reason in terms of value ranges.  They
2895    will not be expanded into RTL.  For instance, given:
2896
2897    x = ...
2898    y = ...
2899    if (x < y)
2900      y = x - 2;
2901    else
2902      x = y + 3;
2903
2904    this pass will transform the code into:
2905
2906    x = ...
2907    y = ...
2908    if (x < y)
2909     {
2910       x = ASSERT_EXPR <x, x < y>
2911       y = x - 2
2912     }
2913    else
2914     {
2915       y = ASSERT_EXPR <y, x <= y>
2916       x = y + 3
2917     }
2918
2919    The idea is that once copy and constant propagation have run, other
2920    optimizations will be able to determine what ranges of values can 'x'
2921    take in different paths of the code, simply by checking the reaching
2922    definition of 'x'.  */
2923
2924 static void
2925 insert_range_assertions (void)
2926 {
2927   edge e;
2928   edge_iterator ei;
2929   bool update_ssa_p;
2930   
2931   found_in_subgraph = sbitmap_alloc (num_ssa_names);
2932   sbitmap_zero (found_in_subgraph);
2933
2934   blocks_visited = sbitmap_alloc (last_basic_block);
2935   sbitmap_zero (blocks_visited);
2936
2937   need_assert_for = BITMAP_ALLOC (NULL);
2938   asserts_for = xmalloc (num_ssa_names * sizeof (assert_locus_t));
2939   memset (asserts_for, 0, num_ssa_names * sizeof (assert_locus_t));
2940
2941   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2942
2943   update_ssa_p = false;
2944   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
2945     if (find_assert_locations (e->dest))
2946       update_ssa_p = true;
2947
2948   if (update_ssa_p)
2949     {
2950       process_assert_insertions ();
2951       update_ssa (TODO_update_ssa_no_phi);
2952     }
2953
2954   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2955     {
2956       fprintf (dump_file, "\nSSA form after inserting ASSERT_EXPRs\n");
2957       dump_function_to_file (current_function_decl, dump_file, dump_flags);
2958     }
2959
2960   sbitmap_free (found_in_subgraph);
2961   free (asserts_for);
2962   BITMAP_FREE (need_assert_for);
2963 }
2964
2965
2966 /* Convert range assertion expressions into the implied copies and
2967    copy propagate away the copies.  Doing the trivial copy propagation
2968    here avoids the need to run the full copy propagation pass after
2969    VRP. 
2970    
2971    FIXME, this will eventually lead to copy propagation removing the
2972    names that had useful range information attached to them.  For
2973    instance, if we had the assertion N_i = ASSERT_EXPR <N_j, N_j > 3>,
2974    then N_i will have the range [3, +INF].
2975    
2976    However, by converting the assertion into the implied copy
2977    operation N_i = N_j, we will then copy-propagate N_j into the uses
2978    of N_i and lose the range information.  We may want to hold on to
2979    ASSERT_EXPRs a little while longer as the ranges could be used in
2980    things like jump threading.
2981    
2982    The problem with keeping ASSERT_EXPRs around is that passes after
2983    VRP need to handle them appropriately. 
2984
2985    Another approach would be to make the range information a first
2986    class property of the SSA_NAME so that it can be queried from
2987    any pass.  This is made somewhat more complex by the need for
2988    multiple ranges to be associated with one SSA_NAME.  */
2989
2990 static void
2991 remove_range_assertions (void)
2992 {
2993   basic_block bb;
2994   block_stmt_iterator si;
2995
2996   /* Note that the BSI iterator bump happens at the bottom of the
2997      loop and no bump is necessary if we're removing the statement
2998      referenced by the current BSI.  */
2999   FOR_EACH_BB (bb)
3000     for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si);)
3001       {
3002         tree stmt = bsi_stmt (si);
3003
3004         if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
3005             && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == ASSERT_EXPR)
3006           {
3007             tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
3008             tree cond = fold (ASSERT_EXPR_COND (rhs));
3009             use_operand_p use_p;
3010             imm_use_iterator iter;
3011
3012             gcc_assert (cond != boolean_false_node);
3013             TREE_OPERAND (stmt, 1) = ASSERT_EXPR_VAR (rhs);
3014             update_stmt (stmt);
3015
3016             /* The statement is now a copy.  Propagate the RHS into
3017                every use of the LHS.  */
3018             FOR_EACH_IMM_USE_SAFE (use_p, iter, TREE_OPERAND (stmt, 0))
3019               {
3020                 SET_USE (use_p, ASSERT_EXPR_VAR (rhs));
3021                 update_stmt (USE_STMT (use_p));
3022               }
3023
3024             /* And finally, remove the copy, it is not needed.  */
3025             bsi_remove (&si);
3026           }
3027         else
3028           bsi_next (&si);
3029       }
3030
3031   sbitmap_free (blocks_visited);
3032 }
3033
3034
3035 /* Return true if STMT is interesting for VRP.  */
3036
3037 static bool
3038 stmt_interesting_for_vrp (tree stmt)
3039 {
3040   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE
3041       && is_gimple_reg (PHI_RESULT (stmt))
3042       && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (PHI_RESULT (stmt)))
3043           || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (PHI_RESULT (stmt)))))
3044     return true;
3045   else if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
3046     {
3047       tree lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
3048
3049       if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
3050           && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
3051               || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs)))
3052           && ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
3053         return true;
3054     }
3055   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR || TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3056     return true;
3057
3058   return false;
3059 }
3060
3061
3062 /* Initialize local data structures for VRP.  */
3063
3064 static void
3065 vrp_initialize (void)
3066 {
3067   basic_block bb;
3068
3069   vr_value = xmalloc (num_ssa_names * sizeof (value_range_t *));
3070   memset (vr_value, 0, num_ssa_names * sizeof (value_range_t *));
3071
3072   FOR_EACH_BB (bb)
3073     {
3074       block_stmt_iterator si;
3075       tree phi;
3076
3077       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
3078         {
3079           if (!stmt_interesting_for_vrp (phi))
3080             {
3081               tree lhs = PHI_RESULT (phi);
3082               set_value_range_to_varying (get_value_range (lhs));
3083               DONT_SIMULATE_AGAIN (phi) = true;
3084             }
3085           else
3086             DONT_SIMULATE_AGAIN (phi) = false;
3087         }
3088
3089       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
3090         {
3091           tree stmt = bsi_stmt (si);
3092
3093           if (!stmt_interesting_for_vrp (stmt))
3094             {
3095               ssa_op_iter i;
3096               tree def;
3097               FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, i, SSA_OP_DEF)
3098                 set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3099               DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = true;
3100             }
3101           else
3102             {
3103               DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = false;
3104             }
3105         }
3106     }
3107 }
3108
3109
3110 /* Visit assignment STMT.  If it produces an interesting range, record
3111    the SSA name in *OUTPUT_P.  */
3112
3113 static enum ssa_prop_result
3114 vrp_visit_assignment (tree stmt, tree *output_p)
3115 {
3116   tree lhs, rhs, def;
3117   ssa_op_iter iter;
3118
3119   lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
3120   rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
3121
3122   /* We only keep track of ranges in integral and pointer types.  */
3123   if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
3124       && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
3125           || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))))
3126     {
3127       struct loop *l;
3128       value_range_t new_vr = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
3129
3130       extract_range_from_expr (&new_vr, rhs);
3131
3132       /* If STMT is inside a loop, we may be able to know something
3133          else about the range of LHS by examining scalar evolution
3134          information.  */
3135       if (cfg_loops && (l = loop_containing_stmt (stmt)))
3136         adjust_range_with_scev (&new_vr, l, stmt, lhs);
3137
3138       if (update_value_range (lhs, &new_vr))
3139         {
3140           *output_p = lhs;
3141
3142           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3143             {
3144               fprintf (dump_file, "Found new range for ");
3145               print_generic_expr (dump_file, lhs, 0);
3146               fprintf (dump_file, ": ");
3147               dump_value_range (dump_file, &new_vr);
3148               fprintf (dump_file, "\n\n");
3149             }
3150
3151           if (new_vr.type == VR_VARYING)
3152             return SSA_PROP_VARYING;
3153
3154           return SSA_PROP_INTERESTING;
3155         }
3156
3157       return SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
3158     }
3159   
3160   /* Every other statement produces no useful ranges.  */
3161   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
3162     set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3163
3164   return SSA_PROP_VARYING;
3165 }
3166
3167
3168 /* Compare all the value ranges for names equivalent to VAR with VAL
3169    using comparison code COMP.  Return the same value returned by
3170    compare_range_with_value.  */
3171
3172 static tree
3173 compare_name_with_value (enum tree_code comp, tree var, tree val)
3174 {
3175   bitmap_iterator bi;
3176   unsigned i;
3177   bitmap e;
3178   tree retval, t;
3179   
3180   t = retval = NULL_TREE;
3181
3182   /* Get the set of equivalences for VAR.  */
3183   e = get_value_range (var)->equiv;
3184
3185   /* Add VAR to its own set of equivalences so that VAR's value range
3186      is processed by this loop (otherwise, we would have to replicate
3187      the body of the loop just to check VAR's value range).  */
3188   bitmap_set_bit (e, SSA_NAME_VERSION (var));
3189
3190   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e, 0, i, bi)
3191     {
3192       value_range_t equiv_vr = *(vr_value[i]);
3193
3194       /* If name N_i does not have a valid range, use N_i as its own
3195          range.  This allows us to compare against names that may
3196          have N_i in their ranges.  */
3197       if (equiv_vr.type == VR_VARYING || equiv_vr.type == VR_UNDEFINED)
3198         {
3199           equiv_vr.type = VR_RANGE;
3200           equiv_vr.min = ssa_name (i);
3201           equiv_vr.max = ssa_name (i);
3202         }
3203
3204       t = compare_range_with_value (comp, &equiv_vr, val);
3205       if (t)
3206         {
3207           /* All the ranges should compare the same against VAL.  */
3208           gcc_assert (retval == NULL || t == retval);
3209           retval = t;
3210         }
3211     }
3212
3213   /* Remove VAR from its own equivalence set.  */
3214   bitmap_clear_bit (e, SSA_NAME_VERSION (var));
3215
3216   if (retval)
3217     return retval;
3218
3219   /* We couldn't find a non-NULL value for the predicate.  */
3220   return NULL_TREE;
3221 }
3222
3223
3224 /* Given a comparison code COMP and names N1 and N2, compare all the
3225    ranges equivalent to N1 against all the ranges equivalent to N2
3226    to determine the value of N1 COMP N2.  Return the same value
3227    returned by compare_ranges.  */
3228
3229 static tree
3230 compare_names (enum tree_code comp, tree n1, tree n2)
3231 {
3232   tree t, retval;
3233   bitmap e1, e2;
3234   bitmap_iterator bi1, bi2;
3235   unsigned i1, i2;
3236
3237   /* Compare the ranges of every name equivalent to N1 against the
3238      ranges of every name equivalent to N2.  */
3239   e1 = get_value_range (n1)->equiv;
3240   e2 = get_value_range (n2)->equiv;
3241
3242   /* Add N1 and N2 to their own set of equivalences to avoid
3243      duplicating the body of the loop just to check N1 and N2
3244      ranges.  */
3245   bitmap_set_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3246   bitmap_set_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3247
3248   /* If the equivalence sets have a common intersection, then the two
3249      names can be compared without checking their ranges.  */
3250   if (bitmap_intersect_p (e1, e2))
3251     {
3252       bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3253       bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3254
3255       return (comp == EQ_EXPR || comp == GE_EXPR || comp == LE_EXPR)
3256              ? boolean_true_node
3257              : boolean_false_node;
3258     }
3259
3260   /* Otherwise, compare all the equivalent ranges.  First, add N1 and
3261      N2 to their own set of equivalences to avoid duplicating the body
3262      of the loop just to check N1 and N2 ranges.  */
3263   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e1, 0, i1, bi1)
3264     {
3265       value_range_t vr1 = *(vr_value[i1]);
3266
3267       /* If the range is VARYING or UNDEFINED, use the name itself.  */
3268       if (vr1.type == VR_VARYING || vr1.type == VR_UNDEFINED)
3269         {
3270           vr1.type = VR_RANGE;
3271           vr1.min = ssa_name (i1);
3272           vr1.max = ssa_name (i1);
3273         }
3274
3275       t = retval = NULL_TREE;
3276       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e2, 0, i2, bi2)
3277         {
3278           value_range_t vr2 = *(vr_value[i2]);
3279
3280           if (vr2.type == VR_VARYING || vr2.type == VR_UNDEFINED)
3281             {
3282               vr2.type = VR_RANGE;
3283               vr2.min = ssa_name (i2);
3284               vr2.max = ssa_name (i2);
3285             }
3286
3287           t = compare_ranges (comp, &vr1, &vr2);
3288           if (t)
3289             {
3290               /* All the ranges in the equivalent sets should compare
3291                  the same.  */
3292               gcc_assert (retval == NULL || t == retval);
3293               retval = t;
3294             }
3295         }
3296
3297       if (retval)
3298         {
3299           bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3300           bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3301           return retval;
3302         }
3303     }
3304
3305   /* None of the equivalent ranges are useful in computing this
3306      comparison.  */
3307   bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3308   bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3309   return NULL_TREE;
3310 }
3311
3312
3313 /* Given a conditional predicate COND, try to determine if COND yields
3314    true or false based on the value ranges of its operands.  Return
3315    BOOLEAN_TRUE_NODE if the conditional always evaluates to true,
3316    BOOLEAN_FALSE_NODE if the conditional always evaluates to false, and,
3317    NULL if the conditional cannot be evaluated at compile time.
3318
3319    If USE_EQUIV_P is true, the ranges of all the names equivalent with
3320    the operands in COND are used when trying to compute its value.
3321    This is only used during final substitution.  During propagation,
3322    we only check the range of each variable and not its equivalents.  */
3323
3324 tree
3325 vrp_evaluate_conditional (tree cond, bool use_equiv_p)
3326 {
3327   gcc_assert (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME
3328               || TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (cond)) == tcc_comparison);
3329
3330   if (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME)
3331     {
3332       value_range_t *vr;
3333       tree retval;
3334
3335       if (use_equiv_p)
3336         retval = compare_name_with_value (NE_EXPR, cond, boolean_false_node);
3337       else
3338         {
3339           value_range_t *vr = get_value_range (cond);
3340           retval = compare_range_with_value (NE_EXPR, vr, boolean_false_node);
3341         }
3342
3343       /* If COND has a known boolean range, return it.  */
3344       if (retval)
3345         return retval;
3346
3347       /* Otherwise, if COND has a symbolic range of exactly one value,
3348          return it.  */
3349       vr = get_value_range (cond);
3350       if (vr->type == VR_RANGE && vr->min == vr->max)
3351         return vr->min;
3352     }
3353   else
3354     {
3355       tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
3356       tree op1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
3357
3358       /* We only deal with integral and pointer types.  */
3359       if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
3360           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
3361         return NULL_TREE;
3362
3363       if (use_equiv_p)
3364         {
3365           if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME && TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
3366             return compare_names (TREE_CODE (cond), op0, op1);
3367           else if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
3368             return compare_name_with_value (TREE_CODE (cond), op0, op1);
3369           else if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
3370             return compare_name_with_value (
3371                     swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond)), op1, op0);
3372         }
3373       else
3374         {
3375           value_range_t *vr0, *vr1;
3376
3377           vr0 = (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME) ? get_value_range (op0) : NULL;
3378           vr1 = (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME) ? get_value_range (op1) : NULL;
3379
3380           if (vr0 && vr1)
3381             return compare_ranges (TREE_CODE (cond), vr0, vr1);
3382           else if (vr0 && vr1 == NULL)
3383             return compare_range_with_value (TREE_CODE (cond), vr0, op1);
3384           else if (vr0 == NULL && vr1)
3385             return compare_range_with_value (
3386                     swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond)), vr1, op0);
3387         }
3388     }
3389
3390   /* Anything else cannot be computed statically.  */
3391   return NULL_TREE;
3392 }
3393
3394
3395 /* Visit conditional statement STMT.  If we can determine which edge
3396    will be taken out of STMT's basic block, record it in
3397    *TAKEN_EDGE_P and return SSA_PROP_INTERESTING.  Otherwise, return
3398    SSA_PROP_VARYING.  */
3399
3400 static enum ssa_prop_result
3401 vrp_visit_cond_stmt (tree stmt, edge *taken_edge_p)
3402 {
3403   tree cond, val;
3404
3405   *taken_edge_p = NULL;
3406
3407   /* FIXME.  Handle SWITCH_EXPRs.  But first, the assert pass needs to
3408      add ASSERT_EXPRs for them.  */
3409   if (TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3410     return SSA_PROP_VARYING;
3411
3412   cond = COND_EXPR_COND (stmt);
3413
3414   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3415     {
3416       tree use;
3417       ssa_op_iter i;
3418
3419       fprintf (dump_file, "\nVisiting conditional with predicate: ");
3420       print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
3421       fprintf (dump_file, "\nWith known ranges\n");
3422       
3423       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (use, stmt, i, SSA_OP_USE)
3424         {
3425           fprintf (dump_file, "\t");
3426           print_generic_expr (dump_file, use, 0);
3427           fprintf (dump_file, ": ");
3428           dump_value_range (dump_file, vr_value[SSA_NAME_VERSION (use)]);
3429         }
3430
3431       fprintf (dump_file, "\n");
3432     }
3433
3434   /* Compute the value of the predicate COND by checking the known
3435      ranges of each of its operands.
3436      
3437      Note that we cannot evaluate all the equivalent ranges here
3438      because those ranges may not yet be final and with the current
3439      propagation strategy, we cannot determine when the value ranges
3440      of the names in the equivalence set have changed.
3441
3442      For instance, given the following code fragment
3443
3444         i_5 = PHI <8, i_13>
3445         ...
3446         i_14 = ASSERT_EXPR <i_5, i_5 != 0>
3447         if (i_14 == 1)
3448           ...
3449
3450      Assume that on the first visit to i_14, i_5 has the temporary
3451      range [8, 8] because the second argument to the PHI function is
3452      not yet executable.  We derive the range ~[0, 0] for i_14 and the
3453      equivalence set { i_5 }.  So, when we visit 'if (i_14 == 1)' for
3454      the first time, since i_14 is equivalent to the range [8, 8], we
3455      determine that the predicate is always false.
3456
3457      On the next round of propagation, i_13 is determined to be
3458      VARYING, which causes i_5 to drop down to VARYING.  So, another
3459      visit to i_14 is scheduled.  In this second visit, we compute the
3460      exact same range and equivalence set for i_14, namely ~[0, 0] and
3461      { i_5 }.  But we did not have the previous range for i_5
3462      registered, so vrp_visit_assignment thinks that the range for
3463      i_14 has not changed.  Therefore, the predicate 'if (i_14 == 1)'
3464      is not visited again, which stops propagation from visiting
3465      statements in the THEN clause of that if().
3466
3467      To properly fix this we would need to keep the previous range
3468      value for the names in the equivalence set.  This way we would've
3469      discovered that from one visit to the other i_5 changed from
3470      range [8, 8] to VR_VARYING.
3471
3472      However, fixing this apparent limitation may not be worth the
3473      additional checking.  Testing on several code bases (GCC, DLV,
3474      MICO, TRAMP3D and SPEC2000) showed that doing this results in
3475      4 more predicates folded in SPEC.  */
3476   val = vrp_evaluate_conditional (cond, false);
3477   if (val)
3478     *taken_edge_p = find_taken_edge (bb_for_stmt (stmt), val);
3479
3480   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3481     {
3482       fprintf (dump_file, "\nPredicate evaluates to: ");
3483       if (val == NULL_TREE)
3484         fprintf (dump_file, "DON'T KNOW\n");
3485       else
3486         print_generic_stmt (dump_file, val, 0);
3487     }
3488
3489   return (*taken_edge_p) ? SSA_PROP_INTERESTING : SSA_PROP_VARYING;
3490 }
3491
3492
3493 /* Evaluate statement STMT.  If the statement produces a useful range,
3494    return SSA_PROP_INTERESTING and record the SSA name with the
3495    interesting range into *OUTPUT_P.
3496
3497    If STMT is a conditional branch and we can determine its truth
3498    value, the taken edge is recorded in *TAKEN_EDGE_P.
3499
3500    If STMT produces a varying value, return SSA_PROP_VARYING.  */
3501
3502 static enum ssa_prop_result
3503 vrp_visit_stmt (tree stmt, edge *taken_edge_p, tree *output_p)
3504 {
3505   tree def;
3506   ssa_op_iter iter;
3507   stmt_ann_t ann;
3508
3509   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3510     {
3511       fprintf (dump_file, "\nVisiting statement:\n");
3512       print_generic_stmt (dump_file, stmt, dump_flags);
3513       fprintf (dump_file, "\n");
3514     }
3515
3516   ann = stmt_ann (stmt);
3517   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
3518       && ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
3519     return vrp_visit_assignment (stmt, output_p);
3520   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR || TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3521     return vrp_visit_cond_stmt (stmt, taken_edge_p);
3522
3523   /* All other statements produce nothing of interest for VRP, so mark
3524      their outputs varying and prevent further simulation.  */
3525   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
3526     set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3527
3528   return SSA_PROP_VARYING;
3529 }
3530
3531
3532 /* Meet operation for value ranges.  Given two value ranges VR0 and
3533    VR1, store in VR0 the result of meeting VR0 and VR1.
3534    
3535    The meeting rules are as follows:
3536
3537    1- If VR0 and VR1 have an empty intersection, set VR0 to VR_VARYING.
3538
3539    2- If VR0 and VR1 have a non-empty intersection, set VR0 to the
3540       union of VR0 and VR1.  */
3541
3542 static void
3543 vrp_meet (value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
3544 {
3545   if (vr0->type == VR_UNDEFINED)
3546     {
3547       copy_value_range (vr0, vr1);
3548       return;
3549     }
3550
3551   if (vr1->type == VR_UNDEFINED)
3552     {
3553       /* Nothing to do.  VR0 already has the resulting range.  */
3554       return;
3555     }
3556
3557   if (vr0->type == VR_VARYING)
3558     {
3559       /* Nothing to do.  VR0 already has the resulting range.  */
3560       return;
3561     }
3562
3563   if (vr1->type == VR_VARYING)
3564     {
3565       set_value_range_to_varying (vr0);
3566       return;
3567     }
3568
3569   if (vr0->type == VR_RANGE && vr1->type == VR_RANGE)
3570     {
3571       /* If VR0 and VR1 have a non-empty intersection, compute the
3572          union of both ranges.  */
3573       if (value_ranges_intersect_p (vr0, vr1))
3574         {
3575           int cmp;
3576           tree min, max;
3577
3578           /* The lower limit of the new range is the minimum of the
3579              two ranges.  If they cannot be compared, the result is
3580              VARYING.  */
3581           cmp = compare_values (vr0->min, vr1->min);
3582           if (cmp == 0 || cmp == 1)
3583             min = vr1->min;
3584           else if (cmp == -1)
3585             min = vr0->min;
3586           else
3587             {
3588               set_value_range_to_varying (vr0);
3589               return;
3590             }
3591
3592           /* Similarly, the upper limit of the new range is the
3593              maximum of the two ranges.  If they cannot be compared,
3594              the result is VARYING.  */
3595           cmp = compare_values (vr0->max, vr1->max);
3596           if (cmp == 0 || cmp == -1)
3597             max = vr1->max;
3598           else if (cmp == 1)
3599             max = vr0->max;
3600           else
3601             {
3602               set_value_range_to_varying (vr0);
3603               return;
3604             }
3605
3606           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
3607              the two sets.  */
3608           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
3609             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
3610           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
3611             bitmap_clear (vr0->equiv);
3612
3613           set_value_range (vr0, vr0->type, min, max, vr0->equiv);
3614         }
3615       else
3616         goto no_meet;
3617     }
3618   else if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
3619     {
3620       /* Two anti-ranges meet only if they are both identical.  */
3621       if (compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
3622           && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0
3623           && compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0)
3624         {
3625           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
3626              the two sets.  */
3627           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
3628             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
3629           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
3630             bitmap_clear (vr0->equiv);
3631         }
3632       else
3633         goto no_meet;
3634     }
3635   else if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE || vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
3636     {
3637       /* A numeric range [VAL1, VAL2] and an anti-range ~[VAL3, VAL4]
3638          meet only if the ranges have an empty intersection.  The
3639          result of the meet operation is the anti-range.  */
3640       if (!symbolic_range_p (vr0)
3641           && !symbolic_range_p (vr1)
3642           && !value_ranges_intersect_p (vr0, vr1))
3643         {
3644           /* Copy most of VR1 into VR0.  Don't copy VR1's equivalence
3645              set.  We need to compute the intersection of the two
3646              equivalence sets.  */
3647           if (vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
3648             set_value_range (vr0, vr1->type, vr1->min, vr1->max, vr0->equiv);
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       else
3658         goto no_meet;
3659     }
3660   else
3661     gcc_unreachable ();
3662
3663   return;
3664
3665 no_meet:
3666   /* The two range VR0 and VR1 do not meet.  Before giving up and
3667      setting the result to VARYING, see if we can at least derive a
3668      useful anti-range.  FIXME, all this nonsense about distinguishing
3669      anti-ranges from ranges is necessary because of the odd
3670      semantics of range_includes_zero_p and friends.  */
3671   if (!symbolic_range_p (vr0)
3672       && ((vr0->type == VR_RANGE && !range_includes_zero_p (vr0))
3673           || (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && range_includes_zero_p (vr0)))
3674       && !symbolic_range_p (vr1)
3675       && ((vr1->type == VR_RANGE && !range_includes_zero_p (vr1))
3676           || (vr1->type == VR_ANTI_RANGE && range_includes_zero_p (vr1))))
3677     {
3678       set_value_range_to_nonnull (vr0, TREE_TYPE (vr0->min));
3679
3680       /* Since this meet operation did not result from the meeting of
3681          two equivalent names, VR0 cannot have any equivalences.  */
3682       if (vr0->equiv)
3683         bitmap_clear (vr0->equiv);
3684     }
3685   else
3686     set_value_range_to_varying (vr0);
3687 }
3688
3689
3690 /* Visit all arguments for PHI node PHI that flow through executable
3691    edges.  If a valid value range can be derived from all the incoming
3692    value ranges, set a new range for the LHS of PHI.  */
3693
3694 static enum ssa_prop_result
3695 vrp_visit_phi_node (tree phi)
3696 {
3697   int i;
3698   tree lhs = PHI_RESULT (phi);
3699   value_range_t *lhs_vr = get_value_range (lhs);
3700   value_range_t vr_result = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
3701
3702   copy_value_range (&vr_result, lhs_vr);
3703
3704   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3705     {
3706       fprintf (dump_file, "\nVisiting PHI node: ");
3707       print_generic_expr (dump_file, phi, dump_flags);
3708     }
3709
3710   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
3711     {
3712       edge e = PHI_ARG_EDGE (phi, i);
3713
3714       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3715         {
3716           fprintf (dump_file,
3717               "\n    Argument #%d (%d -> %d %sexecutable)\n",
3718               i, e->src->index, e->dest->index,
3719               (e->flags & EDGE_EXECUTABLE) ? "" : "not ");
3720         }
3721
3722       if (e->flags & EDGE_EXECUTABLE)
3723         {
3724           tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
3725           value_range_t vr_arg;
3726
3727           if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
3728             vr_arg = *(get_value_range (arg));
3729           else
3730             {
3731               vr_arg.type = VR_RANGE;
3732               vr_arg.min = arg;
3733               vr_arg.max = arg;
3734               vr_arg.equiv = NULL;
3735             }
3736
3737           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3738             {
3739               fprintf (dump_file, "\t");
3740               print_generic_expr (dump_file, arg, dump_flags);
3741               fprintf (dump_file, "\n\tValue: ");
3742               dump_value_range (dump_file, &vr_arg);
3743               fprintf (dump_file, "\n");
3744             }
3745
3746           vrp_meet (&vr_result, &vr_arg);
3747
3748           if (vr_result.type == VR_VARYING)
3749             break;
3750         }
3751     }
3752
3753   if (vr_result.type == VR_VARYING)
3754     goto varying;
3755
3756   /* To prevent infinite iterations in the algorithm, derive ranges
3757      when the new value is slightly bigger or smaller than the
3758      previous one.  */
3759   if (lhs_vr->type == VR_RANGE && vr_result.type == VR_RANGE)
3760     {
3761       if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs)))
3762         {
3763           int cmp_min = compare_values (lhs_vr->min, vr_result.min);
3764           int cmp_max = compare_values (lhs_vr->max, vr_result.max);
3765
3766           /* If the new minimum is smaller or larger than the previous
3767              one, go all the way to -INF.  In the first case, to avoid
3768              iterating millions of times to reach -INF, and in the
3769              other case to avoid infinite bouncing between different
3770              minimums.  */
3771           if (cmp_min > 0 || cmp_min < 0)
3772             vr_result.min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.min));
3773
3774           /* Similarly, if the new maximum is smaller or larger than
3775              the previous one, go all the way to +INF.  */
3776           if (cmp_max < 0 || cmp_max > 0)
3777             vr_result.max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.max));
3778
3779           /* If we ended up with a (-INF, +INF) range, set it to
3780              VARYING.  */
3781           if (vr_result.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.min))
3782               && vr_result.max == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.max)))
3783             goto varying;
3784         }
3785     }
3786
3787   /* If the new range is different than the previous value, keep
3788      iterating.  */
3789   if (update_value_range (lhs, &vr_result))
3790     return SSA_PROP_INTERESTING;
3791
3792   /* Nothing changed, don't add outgoing edges.  */
3793   return SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
3794
3795   /* No match found.  Set the LHS to VARYING.  */
3796 varying:
3797   set_value_range_to_varying (lhs_vr);
3798   return SSA_PROP_VARYING;
3799 }
3800
3801 /* Simplify a division or modulo operator to a right shift or
3802    bitwise and if the first operand is unsigned or is greater
3803    than zero and the second operand is an exact power of two.  */
3804
3805 static void
3806 simplify_div_or_mod_using_ranges (tree stmt, tree rhs, enum tree_code rhs_code)
3807 {
3808   tree val = NULL;
3809   tree op = TREE_OPERAND (rhs, 0);
3810   value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (rhs, 0));
3811
3812   if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (op)))
3813     {
3814       val = integer_one_node;
3815     }
3816   else
3817     {
3818       val = compare_range_with_value (GT_EXPR, vr, integer_zero_node);
3819     }
3820
3821   if (val && integer_onep (val))
3822     {
3823       tree t;
3824       tree op0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
3825       tree op1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
3826
3827       if (rhs_code == TRUNC_DIV_EXPR)
3828         {
3829           t = build_int_cst (NULL_TREE, tree_log2 (op1));
3830           t = build2 (RSHIFT_EXPR, TREE_TYPE (op0), op0, t);
3831         }
3832       else
3833         {
3834           t = build_int_cst (TREE_TYPE (op1), 1);
3835           t = int_const_binop (MINUS_EXPR, op1, t, 0);
3836           t = fold_convert (TREE_TYPE (op0), t);
3837           t = build2 (BIT_AND_EXPR, TREE_TYPE (op0), op0, t);
3838         }
3839
3840       TREE_OPERAND (stmt, 1) = t;
3841       update_stmt (stmt);
3842     }
3843 }
3844
3845 /* If the operand to an ABS_EXPR is >= 0, then eliminate the
3846    ABS_EXPR.  If the operand is <= 0, then simplify the
3847    ABS_EXPR into a NEGATE_EXPR.  */
3848
3849 static void
3850 simplify_abs_using_ranges (tree stmt, tree rhs)
3851 {
3852   tree val = NULL;
3853   tree op = TREE_OPERAND (rhs, 0);
3854   tree type = TREE_TYPE (op);
3855   value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (rhs, 0));
3856
3857   if (TYPE_UNSIGNED (type))
3858     {
3859       val = integer_zero_node;
3860     }
3861   else if (vr)
3862     {
3863       val = compare_range_with_value (LE_EXPR, vr, integer_zero_node);
3864       if (!val)
3865         {
3866           val = compare_range_with_value (GE_EXPR, vr, integer_zero_node);
3867
3868           if (val)
3869             {
3870               if (integer_zerop (val))
3871                 val = integer_one_node;
3872               else if (integer_onep (val))
3873                 val = integer_zero_node;
3874             }
3875         }
3876
3877       if (val
3878           && (integer_onep (val) || integer_zerop (val)))
3879         {
3880           tree t;
3881
3882           if (integer_onep (val))
3883             t = build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (op), op);
3884           else
3885             t = op;
3886
3887           TREE_OPERAND (stmt, 1) = t;
3888           update_stmt (stmt);
3889         }
3890     }
3891 }
3892
3893 /* We are comparing trees OP0 and OP1 using COND_CODE.  OP0 has
3894    a known value range VR.
3895
3896    If there is one and only one value which will satisfy the
3897    conditional, then return that value.  Else return NULL.  */
3898
3899 static tree
3900 test_for_singularity (enum tree_code cond_code, tree op0,
3901                       tree op1, value_range_t *vr)
3902 {
3903   tree min = NULL;
3904   tree max = NULL;
3905
3906   /* Extract minimum/maximum values which satisfy the
3907      the conditional as it was written.  */
3908   if (cond_code == LE_EXPR || cond_code == LT_EXPR)
3909     {
3910       min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (op0));
3911
3912       max = op1;
3913       if (cond_code == LT_EXPR)
3914         {
3915           tree one = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), 1);
3916           max = fold_build2 (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (op0), max, one);
3917         }
3918     }
3919   else if (cond_code == GE_EXPR || cond_code == GT_EXPR)
3920     {
3921       max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (op0));
3922
3923       min = op1;
3924       if (cond_code == GT_EXPR)
3925         {
3926           tree one = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), 1);
3927           max = fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (op0), max, one);
3928         }
3929     }
3930
3931   /* Now refine the minimum and maximum values using any
3932      value range information we have for op0.  */
3933   if (min && max)
3934     {
3935       if (compare_values (vr->min, min) == -1)
3936         min = min;
3937       else
3938         min = vr->min;
3939       if (compare_values (vr->max, max) == 1)
3940         max = max;
3941       else
3942         max = vr->max;
3943
3944       /* If the new min/max values have converged to a
3945          single value, then there is only one value which
3946          can satisfy the condition, return that value.  */
3947       if (min == max && is_gimple_min_invariant (min))
3948         return min;
3949     }
3950   return NULL;
3951 }
3952
3953 /* Simplify a conditional using a relational operator to an equality
3954    test if the range information indicates only one value can satisfy
3955    the original conditional.  */
3956
3957 static void
3958 simplify_cond_using_ranges (tree stmt)
3959 {
3960   tree cond = COND_EXPR_COND (stmt);
3961   tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
3962   tree op1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
3963   enum tree_code cond_code = TREE_CODE (cond);
3964
3965   if (cond_code != NE_EXPR
3966       && cond_code != EQ_EXPR
3967       && TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
3968       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
3969       && is_gimple_min_invariant (op1))
3970     {
3971       value_range_t *vr = get_value_range (op0);
3972           
3973       /* If we have range information for OP0, then we might be
3974          able to simplify this conditional. */
3975       if (vr->type == VR_RANGE)
3976         {
3977           tree new = test_for_singularity (cond_code, op0, op1, vr);
3978
3979           if (new)
3980             {
3981               if (dump_file)
3982                 {
3983                   fprintf (dump_file, "Simplified relational ");
3984                   print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
3985                   fprintf (dump_file, " into ");
3986                 }
3987
3988               COND_EXPR_COND (stmt)
3989                 = build2 (EQ_EXPR, boolean_type_node, op0, new);
3990               update_stmt (stmt);
3991
3992               if (dump_file)
3993                 {
3994                   print_generic_expr (dump_file, COND_EXPR_COND (stmt), 0);
3995                   fprintf (dump_file, "\n");
3996                 }
3997               return;
3998
3999             }
4000
4001           /* Try again after inverting the condition.  We only deal
4002              with integral types here, so no need to worry about
4003              issues with inverting FP comparisons.  */
4004           cond_code = invert_tree_comparison (cond_code, false);
4005           new = test_for_singularity (cond_code, op0, op1, vr);
4006
4007           if (new)
4008             {
4009               if (dump_file)
4010                 {
4011                   fprintf (dump_file, "Simplified relational ");
4012                   print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
4013                   fprintf (dump_file, " into ");
4014                 }
4015
4016               COND_EXPR_COND (stmt)
4017                 = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node, op0, new);
4018               update_stmt (stmt);
4019
4020               if (dump_file)
4021                 {
4022                   print_generic_expr (dump_file, COND_EXPR_COND (stmt), 0);
4023                   fprintf (dump_file, "\n");
4024                 }
4025               return;
4026
4027             }
4028         }
4029     }
4030 }
4031
4032 /* Simplify STMT using ranges if possible.  */
4033
4034 void
4035 simplify_stmt_using_ranges (tree stmt)
4036 {
4037   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
4038     {
4039       tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
4040       enum tree_code rhs_code = TREE_CODE (rhs);
4041
4042       /* Transform TRUNC_DIV_EXPR and TRUNC_MOD_EXPR into RSHIFT_EXPR
4043          and BIT_AND_EXPR respectively if the first operand is greater
4044          than zero and the second operand is an exact power of two.  */
4045       if ((rhs_code == TRUNC_DIV_EXPR || rhs_code == TRUNC_MOD_EXPR)
4046           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0)))
4047           && integer_pow2p (TREE_OPERAND (rhs, 1)))
4048         simplify_div_or_mod_using_ranges (stmt, rhs, rhs_code);
4049
4050       /* Transform ABS (X) into X or -X as appropriate.  */
4051       if (rhs_code == ABS_EXPR
4052           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (rhs, 0)) == SSA_NAME
4053           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0))))
4054         simplify_abs_using_ranges (stmt, rhs);
4055     }
4056   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR
4057            && COMPARISON_CLASS_P (COND_EXPR_COND (stmt)))
4058     {
4059       simplify_cond_using_ranges (stmt);
4060     }
4061 }
4062
4063
4064
4065 /* Traverse all the blocks folding conditionals with known ranges.  */
4066
4067 static void
4068 vrp_finalize (void)
4069 {
4070   size_t i;
4071   prop_value_t *single_val_range;
4072   bool do_value_subst_p;
4073
4074   if (dump_file)
4075     {
4076       fprintf (dump_file, "\nValue ranges after VRP:\n\n");
4077       dump_all_value_ranges (dump_file);
4078       fprintf (dump_file, "\n");
4079     }
4080
4081   /* We may have ended with ranges that have exactly one value.  Those
4082      values can be substituted as any other copy/const propagated
4083      value using substitute_and_fold.  */
4084   single_val_range = xmalloc (num_ssa_names * sizeof (*single_val_range));
4085   memset (single_val_range, 0, num_ssa_names * sizeof (*single_val_range));
4086
4087   do_value_subst_p = false;
4088   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
4089     if (vr_value[i]
4090         && vr_value[i]->type == VR_RANGE
4091         && vr_value[i]->min == vr_value[i]->max)
4092       {
4093         single_val_range[i].value = vr_value[i]->min;
4094         do_value_subst_p = true;
4095       }
4096
4097   if (!do_value_subst_p)
4098     {
4099       /* We found no single-valued ranges, don't waste time trying to
4100          do single value substitution in substitute_and_fold.  */
4101       free (single_val_range);
4102       single_val_range = NULL;
4103     }
4104
4105   substitute_and_fold (single_val_range, true);
4106
4107   /* Free allocated memory.  */
4108   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
4109     if (vr_value[i])
4110       {
4111         BITMAP_FREE (vr_value[i]->equiv);
4112         free (vr_value[i]);
4113       }
4114
4115   free (single_val_range);
4116   free (vr_value);
4117 }
4118
4119
4120 /* Main entry point to VRP (Value Range Propagation).  This pass is
4121    loosely based on J. R. C. Patterson, ``Accurate Static Branch
4122    Prediction by Value Range Propagation,'' in SIGPLAN Conference on
4123    Programming Language Design and Implementation, pp. 67-78, 1995.
4124    Also available at http://citeseer.ist.psu.edu/patterson95accurate.html
4125
4126    This is essentially an SSA-CCP pass modified to deal with ranges
4127    instead of constants.
4128
4129    While propagating ranges, we may find that two or more SSA name
4130    have equivalent, though distinct ranges.  For instance,
4131
4132      1  x_9 = p_3->a;
4133      2  p_4 = ASSERT_EXPR <p_3, p_3 != 0>
4134      3  if (p_4 == q_2)
4135      4    p_5 = ASSERT_EXPR <p_4, p_4 == q_2>;
4136      5  endif
4137      6  if (q_2)
4138         
4139    In the code above, pointer p_5 has range [q_2, q_2], but from the
4140    code we can also determine that p_5 cannot be NULL and, if q_2 had
4141    a non-varying range, p_5's range should also be compatible with it.
4142
4143    These equivalences are created by two expressions: ASSERT_EXPR and
4144    copy operations.  Since p_5 is an assertion on p_4, and p_4 was the
4145    result of another assertion, then we can use the fact that p_5 and
4146    p_4 are equivalent when evaluating p_5's range.
4147
4148    Together with value ranges, we also propagate these equivalences
4149    between names so that we can take advantage of information from
4150    multiple ranges when doing final replacement.  Note that this
4151    equivalency relation is transitive but not symmetric.
4152    
4153    In the example above, p_5 is equivalent to p_4, q_2 and p_3, but we
4154    cannot assert that q_2 is equivalent to p_5 because q_2 may be used
4155    in contexts where that assertion does not hold (e.g., in line 6).
4156
4157    TODO, the main difference between this pass and Patterson's is that
4158    we do not propagate edge probabilities.  We only compute whether
4159    edges can be taken or not.  That is, instead of having a spectrum
4160    of jump probabilities between 0 and 1, we only deal with 0, 1 and
4161    DON'T KNOW.  In the future, it may be worthwhile to propagate
4162    probabilities to aid branch prediction.  */
4163
4164 static void
4165 execute_vrp (void)
4166 {
4167   insert_range_assertions ();
4168
4169   cfg_loops = loop_optimizer_init (NULL);
4170   if (cfg_loops)
4171     scev_initialize (cfg_loops);
4172
4173   vrp_initialize ();
4174   ssa_propagate (vrp_visit_stmt, vrp_visit_phi_node);
4175   vrp_finalize ();
4176
4177   if (cfg_loops)
4178     {
4179       scev_finalize ();
4180       loop_optimizer_finalize (cfg_loops, NULL);
4181       current_loops = NULL;
4182     }
4183
4184   remove_range_assertions ();
4185 }
4186
4187 static bool
4188 gate_vrp (void)
4189 {
4190   return flag_tree_vrp != 0;
4191 }
4192
4193 struct tree_opt_pass pass_vrp =
4194 {
4195   "vrp",                                /* name */
4196   gate_vrp,                             /* gate */
4197   execute_vrp,                          /* execute */
4198   NULL,                                 /* sub */
4199   NULL,                                 /* next */
4200   0,                                    /* static_pass_number */
4201   TV_TREE_VRP,                          /* tv_id */
4202   PROP_ssa | PROP_alias,                /* properties_required */
4203   0,                                    /* properties_provided */
4204   0,                                    /* properties_destroyed */
4205   0,                                    /* todo_flags_start */
4206   TODO_cleanup_cfg
4207     | TODO_ggc_collect
4208     | TODO_verify_ssa
4209     | TODO_dump_func
4210     | TODO_update_ssa,                  /* todo_flags_finish */
4211   0                                     /* letter */
4212 };