OSDN Git Service

2005-05-06 Denis Vlasenko <vda@port.imtp.ilyichevsk.odessa.ua>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-propagate.c
index f86f13b..9f9fef1 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /* Generic SSA value propagation engine.
-   Copyright (C) 2000, 2001, 2002, 2003, 2004 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
 
    This file is part of GCC.
@@ -40,7 +40,8 @@
 #include "tree-pass.h"
 #include "tree-ssa-propagate.h"
 #include "langhooks.h"
-
+#include "varray.h"
+#include "vec.h"
 
 /* This file implements a generic value propagation engine based on
    the same propagation used by the SSA-CCP algorithm [1].
@@ -142,7 +143,7 @@ static sbitmap bb_in_list;
    definition has changed.  SSA edges are def-use edges in the SSA
    web.  For each D-U edge, we store the target statement or PHI node
    U.  */
-static GTY(()) varray_type interesting_ssa_edges;
+static GTY(()) VEC(tree,gc) *interesting_ssa_edges;
 
 /* Identical to INTERESTING_SSA_EDGES.  For performance reasons, the
    list of SSA edges is split into two.  One contains all SSA edges
@@ -158,7 +159,7 @@ static GTY(()) varray_type interesting_ssa_edges;
    don't use a separate worklist for VARYING edges, we end up with
    situations where lattice values move from
    UNDEFINED->INTERESTING->VARYING instead of UNDEFINED->VARYING.  */
-static GTY(()) varray_type varying_ssa_edges;
+static GTY(()) VEC(tree,gc) *varying_ssa_edges;
 
 
 /* Return true if the block worklist empty.  */
@@ -170,16 +171,14 @@ cfg_blocks_empty_p (void)
 }
 
 
-/* Add a basic block to the worklist.  */
+/* Add a basic block to the worklist.  The block must not be already
+   in the worklist, and it must not be the ENTRY or EXIT block.  */
 
 static void 
 cfg_blocks_add (basic_block bb)
 {
-  if (bb == ENTRY_BLOCK_PTR || bb == EXIT_BLOCK_PTR)
-    return;
-
-  if (TEST_BIT (bb_in_list, bb->index))
-    return;
+  gcc_assert (bb != ENTRY_BLOCK_PTR && bb != EXIT_BLOCK_PTR);
+  gcc_assert (!TEST_BIT (bb_in_list, bb->index));
 
   if (cfg_blocks_empty_p ())
     {
@@ -233,23 +232,21 @@ cfg_blocks_get (void)
 static void
 add_ssa_edge (tree var, bool is_varying)
 {
-  tree stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (var);
-  dataflow_t df = get_immediate_uses (stmt);
-  int num_uses = num_immediate_uses (df);
-  int i;
+  imm_use_iterator iter;
+  use_operand_p use_p;
 
-  for (i = 0; i < num_uses; i++)
+  FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, iter, var)
     {
-      tree use_stmt = immediate_use (df, i);
+      tree use_stmt = USE_STMT (use_p);
 
       if (!DONT_SIMULATE_AGAIN (use_stmt)
          && !STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (use_stmt))
        {
          STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (use_stmt) = 1;
          if (is_varying)
-           VARRAY_PUSH_TREE (varying_ssa_edges, use_stmt);
+           VEC_safe_push (tree, gc, varying_ssa_edges, use_stmt);
          else
-           VARRAY_PUSH_TREE (interesting_ssa_edges, use_stmt);
+           VEC_safe_push (tree, gc, interesting_ssa_edges, use_stmt);
        }
     }
 }
@@ -318,8 +315,9 @@ simulate_stmt (tree stmt)
       if (stmt_ends_bb_p (stmt))
        {
          edge e;
+         edge_iterator ei;
          basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
-         for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
+         FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
            add_control_edge (e);
        }
     }
@@ -339,19 +337,20 @@ simulate_stmt (tree stmt)
 
 /* Process an SSA edge worklist.  WORKLIST is the SSA edge worklist to
    drain.  This pops statements off the given WORKLIST and processes
-   them until there are no more statements on WORKLIST.  */
+   them until there are no more statements on WORKLIST.
+   We take a pointer to WORKLIST because it may be reallocated when an
+   SSA edge is added to it in simulate_stmt.  */
 
 static void
-process_ssa_edge_worklist (varray_type *worklist)
+process_ssa_edge_worklist (VEC(tree,gc) **worklist)
 {
   /* Drain the entire worklist.  */
-  while (VARRAY_ACTIVE_SIZE (*worklist) > 0)
+  while (VEC_length (tree, *worklist) > 0)
     {
       basic_block bb;
 
       /* Pull the statement to simulate off the worklist.  */
-      tree stmt = VARRAY_TOP_TREE (*worklist);
-      VARRAY_POP (*worklist);
+      tree stmt = VEC_pop (tree, *worklist);
 
       /* If this statement was already visited by simulate_block, then
         we don't need to visit it again here.  */
@@ -406,6 +405,7 @@ simulate_block (basic_block block)
       block_stmt_iterator j;
       unsigned int normal_edge_count;
       edge e, normal_edge;
+      edge_iterator ei;
 
       /* Note that we have simulated this block.  */
       SET_BIT (executable_blocks, block->index);
@@ -434,7 +434,7 @@ simulate_block (basic_block block)
         worklist.  */
       normal_edge_count = 0;
       normal_edge = NULL;
-      for (e = block->succ; e; e = e->succ_next)
+      FOR_EACH_EDGE (e, ei, block->succs)
        {
          if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
            add_control_edge (e);
@@ -457,11 +457,13 @@ static void
 ssa_prop_init (void)
 {
   edge e;
+  edge_iterator ei;
   basic_block bb;
+  size_t i;
 
   /* Worklists of SSA edges.  */
-  VARRAY_TREE_INIT (interesting_ssa_edges, 20, "interesting_ssa_edges");
-  VARRAY_TREE_INIT (varying_ssa_edges, 20, "varying_ssa_edges");
+  interesting_ssa_edges = VEC_alloc (tree, gc, 20);
+  varying_ssa_edges = VEC_alloc (tree, gc, 20);
 
   executable_blocks = sbitmap_alloc (last_basic_block);
   sbitmap_zero (executable_blocks);
@@ -474,28 +476,28 @@ ssa_prop_init (void)
 
   VARRAY_BB_INIT (cfg_blocks, 20, "cfg_blocks");
 
-  /* Initially assume that every edge in the CFG is not executable.  */
-  FOR_EACH_BB (bb)
+  /* Initialize the values for every SSA_NAME.  */
+  for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
+    if (ssa_name (i))
+      SSA_NAME_VALUE (ssa_name (i)) = NULL_TREE;
+
+  /* Initially assume that every edge in the CFG is not executable.
+     (including the edges coming out of ENTRY_BLOCK_PTR).  */
+  FOR_ALL_BB (bb)
     {
       block_stmt_iterator si;
 
       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
        STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (bsi_stmt (si)) = 0;
 
-      for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
+      FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
        e->flags &= ~EDGE_EXECUTABLE;
     }
 
   /* Seed the algorithm by adding the successors of the entry block to the
      edge worklist.  */
-  for (e = ENTRY_BLOCK_PTR->succ; e; e = e->succ_next)
-    {
-      if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
-       {
-         e->flags |= EDGE_EXECUTABLE;
-         cfg_blocks_add (e->dest);
-       }
-    }
+  FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
+    add_control_edge (e);
 }
 
 
@@ -504,12 +506,11 @@ ssa_prop_init (void)
 static void
 ssa_prop_fini (void)
 {
-  interesting_ssa_edges = NULL;
-  varying_ssa_edges = NULL;
+  VEC_free (tree, gc, interesting_ssa_edges);
+  VEC_free (tree, gc, varying_ssa_edges);
   cfg_blocks = NULL;
   sbitmap_free (bb_in_list);
   sbitmap_free (executable_blocks);
-  free_df ();
 }
 
 
@@ -650,8 +651,8 @@ ssa_propagate (ssa_prop_visit_stmt_fn visit_stmt,
 
   /* Iterate until the worklists are empty.  */
   while (!cfg_blocks_empty_p () 
-        || VARRAY_ACTIVE_SIZE (interesting_ssa_edges) > 0
-        || VARRAY_ACTIVE_SIZE (varying_ssa_edges) > 0)
+        || VEC_length (tree, interesting_ssa_edges) > 0
+        || VEC_length (tree, varying_ssa_edges) > 0)
     {
       if (!cfg_blocks_empty_p ())
        {
@@ -671,4 +672,407 @@ ssa_propagate (ssa_prop_visit_stmt_fn visit_stmt,
   ssa_prop_fini ();
 }
 
+
+/* Return the first V_MAY_DEF or V_MUST_DEF operand for STMT.  */
+
+tree
+first_vdef (tree stmt)
+{
+  ssa_op_iter iter;
+  tree op;
+
+  /* Simply return the first operand we arrive at.  */
+  FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
+    return (op);
+
+  gcc_unreachable ();
+}
+
+
+/* Return true if STMT is of the form 'LHS = mem_ref', where 'mem_ref'
+   is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
+   reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
+   because they are not interesting for the optimizers.  */
+
+bool
+stmt_makes_single_load (tree stmt)
+{
+  tree rhs;
+
+  if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
+    return false;
+
+  if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VMAYDEF|SSA_OP_VUSE))
+    return false;
+
+  rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
+  STRIP_NOPS (rhs);
+
+  return (!TREE_THIS_VOLATILE (rhs)
+         && (DECL_P (rhs)
+             || REFERENCE_CLASS_P (rhs)));
+}
+
+
+/* Return true if STMT is of the form 'mem_ref = RHS', where 'mem_ref'
+   is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
+   reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
+   because they are not interesting for the optimizers.  */
+
+bool
+stmt_makes_single_store (tree stmt)
+{
+  tree lhs;
+
+  if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
+    return false;
+
+  if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VMAYDEF|SSA_OP_VMUSTDEF))
+    return false;
+
+  lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
+  STRIP_NOPS (lhs);
+
+  return (!TREE_THIS_VOLATILE (lhs)
+          && (DECL_P (lhs)
+             || REFERENCE_CLASS_P (lhs)));
+}
+
+
+/* If STMT makes a single memory load and all the virtual use operands
+   have the same value in array VALUES, return it.  Otherwise, return
+   NULL.  */
+
+prop_value_t *
+get_value_loaded_by (tree stmt, prop_value_t *values)
+{
+  ssa_op_iter i;
+  tree vuse;
+  prop_value_t *prev_val = NULL;
+  prop_value_t *val = NULL;
+
+  FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (vuse, stmt, i, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
+    {
+      val = &values[SSA_NAME_VERSION (vuse)];
+      if (prev_val && prev_val->value != val->value)
+       return NULL;
+      prev_val = val;
+    }
+
+  return val;
+}
+
+
+/* Propagation statistics.  */
+struct prop_stats_d
+{
+  long num_const_prop;
+  long num_copy_prop;
+};
+
+static struct prop_stats_d prop_stats;
+
+/* Replace USE references in statement STMT with the values stored in
+   PROP_VALUE. Return true if at least one reference was replaced.  If
+   REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
+   constant was replaced.  */
+
+bool
+replace_uses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
+                prop_value_t *prop_value)
+{
+  bool replaced = false;
+  use_operand_p use;
+  ssa_op_iter iter;
+
+  FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (use, stmt, iter, SSA_OP_USE)
+    {
+      tree tuse = USE_FROM_PTR (use);
+      tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (tuse)].value;
+
+      if (val == tuse || val == NULL_TREE)
+       continue;
+
+      if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR
+         && !may_propagate_copy_into_asm (tuse))
+       continue;
+
+      if (!may_propagate_copy (tuse, val))
+       continue;
+
+      if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
+       prop_stats.num_const_prop++;
+      else
+       prop_stats.num_copy_prop++;
+
+      propagate_value (use, val);
+
+      replaced = true;
+      if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (tuse)) && replaced_addresses_p)
+       *replaced_addresses_p = true;
+    }
+
+  return replaced;
+}
+
+
+/* Replace the VUSE references in statement STMT with the values
+   stored in PROP_VALUE.  Return true if a reference was replaced.  If
+   REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
+   constant was replaced.
+
+   Replacing VUSE operands is slightly more complex than replacing
+   regular USEs.  We are only interested in two types of replacements
+   here:
+   
+   1- If the value to be replaced is a constant or an SSA name for a
+      GIMPLE register, then we are making a copy/constant propagation
+      from a memory store.  For instance,
+
+       # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
+       a.b = x_1;
+       ...
+       # VUSE <a_3>
+       y_4 = a.b;
+
+      This replacement is only possible iff STMT is an assignment
+      whose RHS is identical to the LHS of the statement that created
+      the VUSE(s) that we are replacing.  Otherwise, we may do the
+      wrong replacement:
+
+       # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
+       # b_5 = V_MAY_DEF <b_4>
+       *p = 10;
+       ...
+       # VUSE <b_5>
+       x_8 = b;
+
+      Even though 'b_5' acquires the value '10' during propagation,
+      there is no way for the propagator to tell whether the
+      replacement is correct in every reached use, because values are
+      computed at definition sites.  Therefore, when doing final
+      substitution of propagated values, we have to check each use
+      site.  Since the RHS of STMT ('b') is different from the LHS of
+      the originating statement ('*p'), we cannot replace 'b' with
+      '10'.
+
+      Similarly, when merging values from PHI node arguments,
+      propagators need to take care not to merge the same values
+      stored in different locations:
+
+               if (...)
+                 # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
+                 a.b = 3;
+               else
+                 # a_4 = V_MAY_DEF <a_2>
+                 a.c = 3;
+               # a_5 = PHI <a_3, a_4>
+
+      It would be wrong to propagate '3' into 'a_5' because that
+      operation merges two stores to different memory locations.
+
+
+   2- If the value to be replaced is an SSA name for a virtual
+      register, then we simply replace each VUSE operand with its
+      value from PROP_VALUE.  This is the same replacement done by
+      replace_uses_in.  */
+
+static bool
+replace_vuses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
+                  prop_value_t *prop_value)
+{
+  bool replaced = false;
+  ssa_op_iter iter;
+  use_operand_p vuse;
+
+  if (stmt_makes_single_load (stmt))
+    {
+      /* If STMT is an assignment whose RHS is a single memory load,
+        see if we are trying to propagate a constant or a GIMPLE
+        register (case #1 above).  */
+      prop_value_t *val = get_value_loaded_by (stmt, prop_value);
+      tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
+
+      if (val
+         && val->value
+         && (is_gimple_reg (val->value)
+             || is_gimple_min_invariant (val->value))
+         && simple_cst_equal (rhs, val->mem_ref) == 1)
+
+       {
+         /* If we are replacing a constant address, inform our
+            caller.  */
+         if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME
+             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (stmt, 1)))
+             && replaced_addresses_p)
+           *replaced_addresses_p = true;
+
+         /* We can only perform the substitution if the load is done
+            from the same memory location as the original store.
+            Since we already know that there are no intervening
+            stores between DEF_STMT and STMT, we only need to check
+            that the RHS of STMT is the same as the memory reference
+            propagated together with the value.  */
+         TREE_OPERAND (stmt, 1) = val->value;
+
+         if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME)
+           prop_stats.num_const_prop++;
+         else
+           prop_stats.num_copy_prop++;
+
+         /* Since we have replaced the whole RHS of STMT, there
+            is no point in checking the other VUSEs, as they will
+            all have the same value.  */
+         return true;
+       }
+    }
+
+  /* Otherwise, the values for every VUSE operand must be other
+     SSA_NAMEs that can be propagated into STMT.  */
+  FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (vuse, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
+    {
+      tree var = USE_FROM_PTR (vuse);
+      tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (var)].value;
+
+      if (val == NULL_TREE || var == val)
+       continue;
+
+      /* Constants and copies propagated between real and virtual
+        operands are only possible in the cases handled above.  They
+        should be ignored in any other context.  */
+      if (is_gimple_min_invariant (val) || is_gimple_reg (val))
+       continue;
+
+      propagate_value (vuse, val);
+      prop_stats.num_copy_prop++;
+      replaced = true;
+    }
+
+  return replaced;
+}
+
+
+/* Replace propagated values into all the arguments for PHI using the
+   values from PROP_VALUE.  */
+
+static void
+replace_phi_args_in (tree phi, prop_value_t *prop_value)
+{
+  int i;
+
+  for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
+    {
+      tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
+
+      if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
+       {
+         tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (arg)].value;
+
+         if (val && val != arg && may_propagate_copy (arg, val))
+           {
+             if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
+               prop_stats.num_const_prop++;
+             else
+               prop_stats.num_copy_prop++;
+
+             propagate_value (PHI_ARG_DEF_PTR (phi, i), val);
+
+             /* If we propagated a copy and this argument flows
+                through an abnormal edge, update the replacement
+                accordingly.  */
+             if (TREE_CODE (val) == SSA_NAME
+                 && PHI_ARG_EDGE (phi, i)->flags & EDGE_ABNORMAL)
+               SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (val) = 1;
+           }
+       }
+    }
+}
+
+
+/* Perform final substitution and folding of propagated values.  */
+
+void
+substitute_and_fold (prop_value_t *prop_value)
+{
+  basic_block bb;
+
+  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+    fprintf (dump_file,
+            "\nSubstituing values and folding statements\n\n");
+
+  memset (&prop_stats, 0, sizeof (prop_stats));
+
+  /* Substitute values in every statement of every basic block.  */
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      block_stmt_iterator i;
+      tree phi;
+
+      /* Propagate our known values into PHI nodes.  */
+      for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
+       {
+         if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+           {
+             fprintf (dump_file, "Replaced ");
+             print_generic_stmt (dump_file, phi, TDF_SLIM);
+           }
+
+         replace_phi_args_in (phi, prop_value);
+
+         if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+           {
+             fprintf (dump_file, " with ");
+             print_generic_stmt (dump_file, phi, TDF_SLIM);
+             fprintf (dump_file, "\n");
+           }
+       }
+
+      for (i = bsi_start (bb); !bsi_end_p (i); bsi_next (&i))
+       {
+          bool replaced_address, did_replace;
+         tree stmt = bsi_stmt (i);
+
+         /* Replace the statement with its folded version and mark it
+            folded.  */
+         if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+           {
+             fprintf (dump_file, "Replaced ");
+             print_generic_stmt (dump_file, stmt, TDF_SLIM);
+           }
+
+         replaced_address = false;
+         did_replace = replace_uses_in (stmt, &replaced_address, prop_value);
+         did_replace |= replace_vuses_in (stmt, &replaced_address, prop_value);
+         if (did_replace)
+           {
+             fold_stmt (bsi_stmt_ptr (i));
+             stmt = bsi_stmt(i);
+
+             /* If we folded a builtin function, we'll likely
+                need to rename VDEFs.  */
+             mark_new_vars_to_rename (stmt);
+
+              /* If we cleaned up EH information from the statement,
+                 remove EH edges.  */
+             if (maybe_clean_eh_stmt (stmt))
+               tree_purge_dead_eh_edges (bb);
+           }
+
+         if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+           {
+             fprintf (dump_file, " with ");
+             print_generic_stmt (dump_file, stmt, TDF_SLIM);
+             fprintf (dump_file, "\n");
+           }
+       }
+    }
+
+  if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
+    {
+      fprintf (dump_file, "Constants propagated: %6ld\n",
+              prop_stats.num_const_prop);
+      fprintf (dump_file, "Copies propagated:    %6ld\n",
+              prop_stats.num_copy_prop);
+    }
+}
 #include "gt-tree-ssa-propagate.h"