OSDN Git Service

2009-08-14 Paolo Bonzini <bonzini@gnu.org>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cfgloopmanip.c
1 /* Loop manipulation code for GNU compiler.
2    Copyright (C) 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009 Free Software
3    Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "rtl.h"
26 #include "hard-reg-set.h"
27 #include "obstack.h"
28 #include "basic-block.h"
29 #include "cfgloop.h"
30 #include "cfglayout.h"
31 #include "cfghooks.h"
32 #include "output.h"
33 #include "tree-flow.h"
34
35 static void duplicate_subloops (struct loop *, struct loop *);
36 static void copy_loops_to (struct loop **, int,
37                            struct loop *);
38 static void loop_redirect_edge (edge, basic_block);
39 static void remove_bbs (basic_block *, int);
40 static bool rpe_enum_p (const_basic_block, const void *);
41 static int find_path (edge, basic_block **);
42 static void fix_loop_placements (struct loop *, bool *);
43 static bool fix_bb_placement (basic_block);
44 static void fix_bb_placements (basic_block, bool *);
45 static void unloop (struct loop *, bool *);
46
47 #define RDIV(X,Y) (((X) + (Y) / 2) / (Y))
48
49 /* Checks whether basic block BB is dominated by DATA.  */
50 static bool
51 rpe_enum_p (const_basic_block bb, const void *data)
52 {
53   return dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bb, (const_basic_block) data);
54 }
55
56 /* Remove basic blocks BBS.  NBBS is the number of the basic blocks.  */
57
58 static void
59 remove_bbs (basic_block *bbs, int nbbs)
60 {
61   int i;
62
63   for (i = 0; i < nbbs; i++)
64     delete_basic_block (bbs[i]);
65 }
66
67 /* Find path -- i.e. the basic blocks dominated by edge E and put them
68    into array BBS, that will be allocated large enough to contain them.
69    E->dest must have exactly one predecessor for this to work (it is
70    easy to achieve and we do not put it here because we do not want to
71    alter anything by this function).  The number of basic blocks in the
72    path is returned.  */
73 static int
74 find_path (edge e, basic_block **bbs)
75 {
76   gcc_assert (EDGE_COUNT (e->dest->preds) <= 1);
77
78   /* Find bbs in the path.  */
79   *bbs = XCNEWVEC (basic_block, n_basic_blocks);
80   return dfs_enumerate_from (e->dest, 0, rpe_enum_p, *bbs,
81                              n_basic_blocks, e->dest);
82 }
83
84 /* Fix placement of basic block BB inside loop hierarchy --
85    Let L be a loop to that BB belongs.  Then every successor of BB must either
86      1) belong to some superloop of loop L, or
87      2) be a header of loop K such that K->outer is superloop of L
88    Returns true if we had to move BB into other loop to enforce this condition,
89    false if the placement of BB was already correct (provided that placements
90    of its successors are correct).  */
91 static bool
92 fix_bb_placement (basic_block bb)
93 {
94   edge e;
95   edge_iterator ei;
96   struct loop *loop = current_loops->tree_root, *act;
97
98   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
99     {
100       if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR)
101         continue;
102
103       act = e->dest->loop_father;
104       if (act->header == e->dest)
105         act = loop_outer (act);
106
107       if (flow_loop_nested_p (loop, act))
108         loop = act;
109     }
110
111   if (loop == bb->loop_father)
112     return false;
113
114   remove_bb_from_loops (bb);
115   add_bb_to_loop (bb, loop);
116
117   return true;
118 }
119
120 /* Fix placement of LOOP inside loop tree, i.e. find the innermost superloop
121    of LOOP to that leads at least one exit edge of LOOP, and set it
122    as the immediate superloop of LOOP.  Return true if the immediate superloop
123    of LOOP changed.  */
124
125 static bool
126 fix_loop_placement (struct loop *loop)
127 {
128   unsigned i;
129   edge e;
130   VEC (edge, heap) *exits = get_loop_exit_edges (loop);
131   struct loop *father = current_loops->tree_root, *act;
132   bool ret = false;
133
134   for (i = 0; VEC_iterate (edge, exits, i, e); i++)
135     {
136       act = find_common_loop (loop, e->dest->loop_father);
137       if (flow_loop_nested_p (father, act))
138         father = act;
139     }
140
141   if (father != loop_outer (loop))
142     {
143       for (act = loop_outer (loop); act != father; act = loop_outer (act))
144         act->num_nodes -= loop->num_nodes;
145       flow_loop_tree_node_remove (loop);
146       flow_loop_tree_node_add (father, loop);
147
148       /* The exit edges of LOOP no longer exits its original immediate
149          superloops; remove them from the appropriate exit lists.  */
150       for (i = 0; VEC_iterate (edge, exits, i, e); i++)
151         rescan_loop_exit (e, false, false);
152
153       ret = true;
154     }
155
156   VEC_free (edge, heap, exits);
157   return ret;
158 }
159
160 /* Fix placements of basic blocks inside loop hierarchy stored in loops; i.e.
161    enforce condition condition stated in description of fix_bb_placement. We
162    start from basic block FROM that had some of its successors removed, so that
163    his placement no longer has to be correct, and iteratively fix placement of
164    its predecessors that may change if placement of FROM changed.  Also fix
165    placement of subloops of FROM->loop_father, that might also be altered due
166    to this change; the condition for them is similar, except that instead of
167    successors we consider edges coming out of the loops.
168  
169    If the changes may invalidate the information about irreducible regions,
170    IRRED_INVALIDATED is set to true.  */
171
172 static void
173 fix_bb_placements (basic_block from,
174                    bool *irred_invalidated)
175 {
176   sbitmap in_queue;
177   basic_block *queue, *qtop, *qbeg, *qend;
178   struct loop *base_loop;
179   edge e;
180
181   /* We pass through blocks back-reachable from FROM, testing whether some
182      of their successors moved to outer loop.  It may be necessary to
183      iterate several times, but it is finite, as we stop unless we move
184      the basic block up the loop structure.  The whole story is a bit
185      more complicated due to presence of subloops, those are moved using
186      fix_loop_placement.  */
187
188   base_loop = from->loop_father;
189   if (base_loop == current_loops->tree_root)
190     return;
191
192   in_queue = sbitmap_alloc (last_basic_block);
193   sbitmap_zero (in_queue);
194   SET_BIT (in_queue, from->index);
195   /* Prevent us from going out of the base_loop.  */
196   SET_BIT (in_queue, base_loop->header->index);
197
198   queue = XNEWVEC (basic_block, base_loop->num_nodes + 1);
199   qtop = queue + base_loop->num_nodes + 1;
200   qbeg = queue;
201   qend = queue + 1;
202   *qbeg = from;
203
204   while (qbeg != qend)
205     {
206       edge_iterator ei;
207       from = *qbeg;
208       qbeg++;
209       if (qbeg == qtop)
210         qbeg = queue;
211       RESET_BIT (in_queue, from->index);
212
213       if (from->loop_father->header == from)
214         {
215           /* Subloop header, maybe move the loop upward.  */
216           if (!fix_loop_placement (from->loop_father))
217             continue;
218         }
219       else
220         {
221           /* Ordinary basic block.  */
222           if (!fix_bb_placement (from))
223             continue;
224         }
225
226       FOR_EACH_EDGE (e, ei, from->succs)
227         {
228           if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
229             *irred_invalidated = true;
230         }
231
232       /* Something has changed, insert predecessors into queue.  */
233       FOR_EACH_EDGE (e, ei, from->preds)
234         {
235           basic_block pred = e->src;
236           struct loop *nca;
237
238           if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
239             *irred_invalidated = true;
240
241           if (TEST_BIT (in_queue, pred->index))
242             continue;
243
244           /* If it is subloop, then it either was not moved, or
245              the path up the loop tree from base_loop do not contain
246              it.  */
247           nca = find_common_loop (pred->loop_father, base_loop);
248           if (pred->loop_father != base_loop
249               && (nca == base_loop
250                   || nca != pred->loop_father))
251             pred = pred->loop_father->header;
252           else if (!flow_loop_nested_p (from->loop_father, pred->loop_father))
253             {
254               /* No point in processing it.  */
255               continue;
256             }
257
258           if (TEST_BIT (in_queue, pred->index))
259             continue;
260
261           /* Schedule the basic block.  */
262           *qend = pred;
263           qend++;
264           if (qend == qtop)
265             qend = queue;
266           SET_BIT (in_queue, pred->index);
267         }
268     }
269   free (in_queue);
270   free (queue);
271 }
272
273 /* Removes path beginning at edge E, i.e. remove basic blocks dominated by E
274    and update loop structures and dominators.  Return true if we were able
275    to remove the path, false otherwise (and nothing is affected then).  */
276 bool
277 remove_path (edge e)
278 {
279   edge ae;
280   basic_block *rem_bbs, *bord_bbs, from, bb;
281   VEC (basic_block, heap) *dom_bbs;
282   int i, nrem, n_bord_bbs, nreml;
283   sbitmap seen;
284   bool irred_invalidated = false;
285   struct loop **deleted_loop;
286
287   if (!can_remove_branch_p (e))
288     return false;
289
290   /* Keep track of whether we need to update information about irreducible
291      regions.  This is the case if the removed area is a part of the
292      irreducible region, or if the set of basic blocks that belong to a loop
293      that is inside an irreducible region is changed, or if such a loop is
294      removed.  */
295   if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
296     irred_invalidated = true;
297
298   /* We need to check whether basic blocks are dominated by the edge
299      e, but we only have basic block dominators.  This is easy to
300      fix -- when e->dest has exactly one predecessor, this corresponds
301      to blocks dominated by e->dest, if not, split the edge.  */
302   if (!single_pred_p (e->dest))
303     e = single_pred_edge (split_edge (e));
304
305   /* It may happen that by removing path we remove one or more loops
306      we belong to.  In this case first unloop the loops, then proceed
307      normally.   We may assume that e->dest is not a header of any loop,
308      as it now has exactly one predecessor.  */
309   while (loop_outer (e->src->loop_father)
310          && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS,
311                             e->src->loop_father->latch, e->dest))
312     unloop (e->src->loop_father, &irred_invalidated);
313
314   /* Identify the path.  */
315   nrem = find_path (e, &rem_bbs);
316
317   n_bord_bbs = 0;
318   bord_bbs = XCNEWVEC (basic_block, n_basic_blocks);
319   seen = sbitmap_alloc (last_basic_block);
320   sbitmap_zero (seen);
321
322   /* Find "border" hexes -- i.e. those with predecessor in removed path.  */
323   for (i = 0; i < nrem; i++)
324     SET_BIT (seen, rem_bbs[i]->index);
325   for (i = 0; i < nrem; i++)
326     {
327       edge_iterator ei;
328       bb = rem_bbs[i];
329       FOR_EACH_EDGE (ae, ei, rem_bbs[i]->succs)
330         if (ae->dest != EXIT_BLOCK_PTR && !TEST_BIT (seen, ae->dest->index))
331           {
332             SET_BIT (seen, ae->dest->index);
333             bord_bbs[n_bord_bbs++] = ae->dest;
334           
335             if (ae->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
336               irred_invalidated = true;
337           }
338     }
339
340   /* Remove the path.  */
341   from = e->src;
342   remove_branch (e);
343   dom_bbs = NULL;
344
345   /* Cancel loops contained in the path.  */
346   deleted_loop = XNEWVEC (struct loop *, nrem);
347   nreml = 0;
348   for (i = 0; i < nrem; i++)
349     if (rem_bbs[i]->loop_father->header == rem_bbs[i])
350       deleted_loop[nreml++] = rem_bbs[i]->loop_father;
351
352   for (i = 0; i < nreml; i++)
353     cancel_loop_tree (deleted_loop[i]);
354   free (deleted_loop);
355
356   remove_bbs (rem_bbs, nrem);
357   free (rem_bbs);
358
359   /* Find blocks whose dominators may be affected.  */
360   sbitmap_zero (seen);
361   for (i = 0; i < n_bord_bbs; i++)
362     {
363       basic_block ldom;
364
365       bb = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, bord_bbs[i]);
366       if (TEST_BIT (seen, bb->index))
367         continue;
368       SET_BIT (seen, bb->index);
369
370       for (ldom = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, bb);
371            ldom;
372            ldom = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, ldom))
373         if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, from, ldom))
374           VEC_safe_push (basic_block, heap, dom_bbs, ldom);
375     }
376
377   free (seen);
378
379   /* Recount dominators.  */
380   iterate_fix_dominators (CDI_DOMINATORS, dom_bbs, true);
381   VEC_free (basic_block, heap, dom_bbs);
382   free (bord_bbs);
383
384   /* Fix placements of basic blocks inside loops and the placement of
385      loops in the loop tree.  */
386   fix_bb_placements (from, &irred_invalidated);
387   fix_loop_placements (from->loop_father, &irred_invalidated);
388
389   if (irred_invalidated
390       && loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_MARKED_IRREDUCIBLE_REGIONS))
391     mark_irreducible_loops ();
392
393   return true;
394 }
395
396 /* Creates place for a new LOOP in loops structure.  */
397
398 static void
399 place_new_loop (struct loop *loop)
400 {
401   loop->num = number_of_loops ();
402   VEC_safe_push (loop_p, gc, current_loops->larray, loop);
403 }
404
405 /* Given LOOP structure with filled header and latch, find the body of the
406    corresponding loop and add it to loops tree.  Insert the LOOP as a son of
407    outer.  */
408
409 void
410 add_loop (struct loop *loop, struct loop *outer)
411 {
412   basic_block *bbs;
413   int i, n;
414   struct loop *subloop;
415   edge e;
416   edge_iterator ei;
417
418   /* Add it to loop structure.  */
419   place_new_loop (loop);
420   flow_loop_tree_node_add (outer, loop);
421
422   /* Find its nodes.  */
423   bbs = XNEWVEC (basic_block, n_basic_blocks);
424   n = get_loop_body_with_size (loop, bbs, n_basic_blocks);
425
426   for (i = 0; i < n; i++)
427     {
428       if (bbs[i]->loop_father == outer)
429         {
430           remove_bb_from_loops (bbs[i]);
431           add_bb_to_loop (bbs[i], loop);
432           continue;
433         }
434
435       loop->num_nodes++;
436
437       /* If we find a direct subloop of OUTER, move it to LOOP.  */
438       subloop = bbs[i]->loop_father;
439       if (loop_outer (subloop) == outer
440           && subloop->header == bbs[i])
441         {
442           flow_loop_tree_node_remove (subloop);
443           flow_loop_tree_node_add (loop, subloop);
444         }
445     }
446
447   /* Update the information about loop exit edges.  */
448   for (i = 0; i < n; i++)
449     {
450       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bbs[i]->succs)
451         {
452           rescan_loop_exit (e, false, false);
453         }
454     }
455
456   free (bbs);
457 }
458
459 /* Multiply all frequencies in LOOP by NUM/DEN.  */
460 void
461 scale_loop_frequencies (struct loop *loop, int num, int den)
462 {
463   basic_block *bbs;
464
465   bbs = get_loop_body (loop);
466   scale_bbs_frequencies_int (bbs, loop->num_nodes, num, den);
467   free (bbs);
468 }
469
470 /* Recompute dominance information for basic blocks outside LOOP.  */
471
472 static void
473 update_dominators_in_loop (struct loop *loop)
474 {
475   VEC (basic_block, heap) *dom_bbs = NULL;
476   sbitmap seen;
477   basic_block *body;
478   unsigned i;
479
480   seen = sbitmap_alloc (last_basic_block);
481   sbitmap_zero (seen);
482   body = get_loop_body (loop);
483
484   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
485     SET_BIT (seen, body[i]->index);
486
487   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
488     {
489       basic_block ldom;
490
491       for (ldom = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, body[i]);
492            ldom;
493            ldom = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, ldom))
494         if (!TEST_BIT (seen, ldom->index))
495           {
496             SET_BIT (seen, ldom->index);
497             VEC_safe_push (basic_block, heap, dom_bbs, ldom);
498           }
499     }
500
501   iterate_fix_dominators (CDI_DOMINATORS, dom_bbs, false);
502   free (body);
503   free (seen);
504   VEC_free (basic_block, heap, dom_bbs);
505 }
506
507 /* Creates an if region as shown above. CONDITION is used to create
508    the test for the if. 
509
510    |
511    |     -------------                 -------------
512    |     |  pred_bb  |                 |  pred_bb  |
513    |     -------------                 -------------
514    |           |                             |
515    |           |                             | ENTRY_EDGE
516    |           | ENTRY_EDGE                  V
517    |           |             ====>     -------------
518    |           |                       |  cond_bb  |
519    |           |                       | CONDITION |
520    |           |                       -------------
521    |           V                        /         \
522    |     -------------         e_false /           \ e_true
523    |     |  succ_bb  |                V             V
524    |     -------------         -----------       -----------
525    |                           | false_bb |      | true_bb |
526    |                           -----------       -----------
527    |                                   \           /
528    |                                    \         /
529    |                                     V       V
530    |                                   -------------
531    |                                   |  join_bb  |
532    |                                   -------------
533    |                                         | exit_edge (result)
534    |                                         V
535    |                                    -----------
536    |                                    | succ_bb |
537    |                                    -----------
538    |
539  */
540
541 edge
542 create_empty_if_region_on_edge (edge entry_edge, tree condition)
543 {
544
545   basic_block succ_bb, cond_bb, true_bb, false_bb, join_bb;
546   edge e_true, e_false, exit_edge;
547   gimple cond_stmt;
548   tree simple_cond;
549   gimple_stmt_iterator gsi;
550
551   succ_bb = entry_edge->dest;
552   cond_bb = split_edge (entry_edge);
553   
554   /* Insert condition in cond_bb.  */
555   gsi = gsi_last_bb (cond_bb);
556   simple_cond =
557     force_gimple_operand_gsi (&gsi, condition, true, NULL,
558                               false, GSI_NEW_STMT);
559   cond_stmt = gimple_build_cond_from_tree (simple_cond, NULL_TREE, NULL_TREE);
560   gsi = gsi_last_bb (cond_bb);
561   gsi_insert_after (&gsi, cond_stmt, GSI_NEW_STMT);
562   
563   join_bb = split_edge (single_succ_edge (cond_bb));
564
565   e_true = single_succ_edge (cond_bb);
566   true_bb = split_edge (e_true);
567
568   e_false = make_edge (cond_bb, join_bb, 0);
569   false_bb = split_edge (e_false);
570
571   e_true->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
572   e_true->flags |= EDGE_TRUE_VALUE;
573   e_false->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
574   e_false->flags |= EDGE_FALSE_VALUE;
575
576   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, cond_bb, entry_edge->src);
577   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, true_bb, cond_bb);
578   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, false_bb, cond_bb);
579   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, join_bb, cond_bb);
580
581   exit_edge = single_succ_edge (join_bb);
582
583   if (single_pred_p (exit_edge->dest))
584     set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, exit_edge->dest, join_bb);
585
586   return exit_edge;
587 }
588
589 /* create_empty_loop_on_edge
590    |
591    |    - pred_bb -                   ------ pred_bb ------
592    |   |           |                 | iv0 = initial_value |
593    |    -----|-----                   ---------|-----------
594    |         |                       ______    | entry_edge
595    |         | entry_edge           /      |   |
596    |         |             ====>   |      -V---V- loop_header -------------
597    |         V                     |     | iv_before = phi (iv0, iv_after) |
598    |    - succ_bb -                |      ---|-----------------------------
599    |   |           |               |         |
600    |    -----------                |      ---V--- loop_body ---------------
601    |                               |     | iv_after = iv_before + stride   |
602    |                               |     | if (iv_after <= upper_bound)     |
603    |                               |      ---|--------------\--------------
604    |                               |         |               \ exit_e
605    |                               |         V                \
606    |                               |       - loop_latch -      V- succ_bb -
607    |                               |      |              |     |           |
608    |                               |       /-------------       -----------
609    |                                \ ___ /
610
611    Creates an empty loop as shown above, the IV_BEFORE is the SSA_NAME
612    that is used before the increment of IV. IV_BEFORE should be used for 
613    adding code to the body that uses the IV.  OUTER is the outer loop in
614    which the new loop should be inserted.  
615
616    Both INITIAL_VALUE and UPPER_BOUND expressions are gimplified and
617    inserted on the loop entry edge.  This implies that this function
618    should be used only when the UPPER_BOUND expression is a loop
619    invariant.  */
620
621 struct loop *
622 create_empty_loop_on_edge (edge entry_edge, 
623                            tree initial_value,
624                            tree stride, tree upper_bound,
625                            tree iv,
626                            tree *iv_before,
627                            tree *iv_after,
628                            struct loop *outer)
629 {
630   basic_block loop_header, loop_latch, succ_bb, pred_bb;
631   struct loop *loop;
632   int freq;
633   gcov_type cnt;
634   gimple_stmt_iterator gsi;
635   gimple_seq stmts;
636   gimple cond_expr;
637   tree exit_test;
638   edge exit_e;
639   int prob;
640   
641   gcc_assert (entry_edge && initial_value && stride && upper_bound && iv);
642
643   /* Create header, latch and wire up the loop.  */
644   pred_bb = entry_edge->src;
645   loop_header = split_edge (entry_edge);
646   loop_latch = split_edge (single_succ_edge (loop_header));
647   succ_bb = single_succ (loop_latch);
648   make_edge (loop_header, succ_bb, 0);
649   redirect_edge_succ_nodup (single_succ_edge (loop_latch), loop_header);
650
651   /* Set immediate dominator information.  */
652   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, loop_header, pred_bb);
653   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, loop_latch, loop_header);
654   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, succ_bb, loop_header);
655
656   /* Initialize a loop structure and put it in a loop hierarchy.  */
657   loop = alloc_loop ();
658   loop->header = loop_header;
659   loop->latch = loop_latch;
660   add_loop (loop, outer);
661
662   /* TODO: Fix frequencies and counts.  */
663   freq = EDGE_FREQUENCY (entry_edge);
664   cnt = entry_edge->count;
665
666   prob = REG_BR_PROB_BASE / 2;
667
668   scale_loop_frequencies (loop, REG_BR_PROB_BASE - prob, REG_BR_PROB_BASE);
669
670   /* Update dominators.  */
671   update_dominators_in_loop (loop);
672
673   /* Modify edge flags.  */
674   exit_e = single_exit (loop);
675   exit_e->flags = EDGE_LOOP_EXIT | EDGE_FALSE_VALUE;
676   single_pred_edge (loop_latch)->flags = EDGE_TRUE_VALUE;
677
678   /* Construct IV code in loop.  */
679   initial_value = force_gimple_operand (initial_value, &stmts, true, iv);
680   if (stmts)
681     {
682       gsi_insert_seq_on_edge (loop_preheader_edge (loop), stmts);
683       gsi_commit_edge_inserts ();
684     }
685
686   upper_bound = force_gimple_operand (upper_bound, &stmts, true, NULL);
687   if (stmts)
688     {
689       gsi_insert_seq_on_edge (loop_preheader_edge (loop), stmts);
690       gsi_commit_edge_inserts ();
691     }
692
693   gsi = gsi_last_bb (loop_header);
694   create_iv (initial_value, stride, iv, loop, &gsi, false,
695              iv_before, iv_after);
696
697   /* Insert loop exit condition.  */
698   cond_expr = gimple_build_cond
699     (LE_EXPR, *iv_after, upper_bound, NULL_TREE, NULL_TREE);
700
701   exit_test = gimple_cond_lhs (cond_expr);
702   exit_test = force_gimple_operand_gsi (&gsi, exit_test, true, NULL,
703                                         false, GSI_NEW_STMT);
704   gimple_cond_set_lhs (cond_expr, exit_test);
705   gsi = gsi_last_bb (exit_e->src);
706   gsi_insert_after (&gsi, cond_expr, GSI_NEW_STMT);
707
708   split_block_after_labels (loop_header);
709
710   return loop;
711 }
712
713 /* Make area between HEADER_EDGE and LATCH_EDGE a loop by connecting
714    latch to header and update loop tree and dominators
715    accordingly. Everything between them plus LATCH_EDGE destination must
716    be dominated by HEADER_EDGE destination, and back-reachable from
717    LATCH_EDGE source.  HEADER_EDGE is redirected to basic block SWITCH_BB,
718    FALSE_EDGE of SWITCH_BB to original destination of HEADER_EDGE and
719    TRUE_EDGE of SWITCH_BB to original destination of LATCH_EDGE.
720    Returns the newly created loop.  Frequencies and counts in the new loop
721    are scaled by FALSE_SCALE and in the old one by TRUE_SCALE.  */
722
723 struct loop *
724 loopify (edge latch_edge, edge header_edge,
725          basic_block switch_bb, edge true_edge, edge false_edge,
726          bool redirect_all_edges, unsigned true_scale, unsigned false_scale)
727 {
728   basic_block succ_bb = latch_edge->dest;
729   basic_block pred_bb = header_edge->src;
730   struct loop *loop = alloc_loop ();
731   struct loop *outer = loop_outer (succ_bb->loop_father);
732   int freq;
733   gcov_type cnt;
734   edge e;
735   edge_iterator ei;
736
737   loop->header = header_edge->dest;
738   loop->latch = latch_edge->src;
739
740   freq = EDGE_FREQUENCY (header_edge);
741   cnt = header_edge->count;
742
743   /* Redirect edges.  */
744   loop_redirect_edge (latch_edge, loop->header);
745   loop_redirect_edge (true_edge, succ_bb);
746
747   /* During loop versioning, one of the switch_bb edge is already properly
748      set. Do not redirect it again unless redirect_all_edges is true.  */
749   if (redirect_all_edges)
750     {
751       loop_redirect_edge (header_edge, switch_bb);
752       loop_redirect_edge (false_edge, loop->header);
753
754       /* Update dominators.  */
755       set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, switch_bb, pred_bb);
756       set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, loop->header, switch_bb);
757     }
758
759   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, succ_bb, switch_bb);
760
761   /* Compute new loop.  */
762   add_loop (loop, outer);
763
764   /* Add switch_bb to appropriate loop.  */
765   if (switch_bb->loop_father)
766     remove_bb_from_loops (switch_bb);
767   add_bb_to_loop (switch_bb, outer);
768
769   /* Fix frequencies.  */
770   if (redirect_all_edges)
771     {
772       switch_bb->frequency = freq;
773       switch_bb->count = cnt;
774       FOR_EACH_EDGE (e, ei, switch_bb->succs)
775         {
776           e->count = (switch_bb->count * e->probability) / REG_BR_PROB_BASE;
777         }
778     }
779   scale_loop_frequencies (loop, false_scale, REG_BR_PROB_BASE);
780   scale_loop_frequencies (succ_bb->loop_father, true_scale, REG_BR_PROB_BASE);
781   update_dominators_in_loop (loop);
782
783   return loop;
784 }
785
786 /* Remove the latch edge of a LOOP and update loops to indicate that
787    the LOOP was removed.  After this function, original loop latch will
788    have no successor, which caller is expected to fix somehow.
789
790    If this may cause the information about irreducible regions to become
791    invalid, IRRED_INVALIDATED is set to true.  */
792
793 static void
794 unloop (struct loop *loop, bool *irred_invalidated)
795 {
796   basic_block *body;
797   struct loop *ploop;
798   unsigned i, n;
799   basic_block latch = loop->latch;
800   bool dummy = false;
801
802   if (loop_preheader_edge (loop)->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
803     *irred_invalidated = true;
804
805   /* This is relatively straightforward.  The dominators are unchanged, as
806      loop header dominates loop latch, so the only thing we have to care of
807      is the placement of loops and basic blocks inside the loop tree.  We
808      move them all to the loop->outer, and then let fix_bb_placements do
809      its work.  */
810
811   body = get_loop_body (loop);
812   n = loop->num_nodes;
813   for (i = 0; i < n; i++)
814     if (body[i]->loop_father == loop)
815       {
816         remove_bb_from_loops (body[i]);
817         add_bb_to_loop (body[i], loop_outer (loop));
818       }
819   free(body);
820
821   while (loop->inner)
822     {
823       ploop = loop->inner;
824       flow_loop_tree_node_remove (ploop);
825       flow_loop_tree_node_add (loop_outer (loop), ploop);
826     }
827
828   /* Remove the loop and free its data.  */
829   delete_loop (loop);
830
831   remove_edge (single_succ_edge (latch));
832
833   /* We do not pass IRRED_INVALIDATED to fix_bb_placements here, as even if
834      there is an irreducible region inside the cancelled loop, the flags will
835      be still correct.  */
836   fix_bb_placements (latch, &dummy);
837 }
838
839 /* Fix placement of superloops of LOOP inside loop tree, i.e. ensure that
840    condition stated in description of fix_loop_placement holds for them.
841    It is used in case when we removed some edges coming out of LOOP, which
842    may cause the right placement of LOOP inside loop tree to change.
843  
844    IRRED_INVALIDATED is set to true if a change in the loop structures might
845    invalidate the information about irreducible regions.  */
846
847 static void
848 fix_loop_placements (struct loop *loop, bool *irred_invalidated)
849 {
850   struct loop *outer;
851
852   while (loop_outer (loop))
853     {
854       outer = loop_outer (loop);
855       if (!fix_loop_placement (loop))
856         break;
857
858       /* Changing the placement of a loop in the loop tree may alter the
859          validity of condition 2) of the description of fix_bb_placement
860          for its preheader, because the successor is the header and belongs
861          to the loop.  So call fix_bb_placements to fix up the placement
862          of the preheader and (possibly) of its predecessors.  */
863       fix_bb_placements (loop_preheader_edge (loop)->src,
864                          irred_invalidated);
865       loop = outer;
866     }
867 }
868
869 /* Copies copy of LOOP as subloop of TARGET loop, placing newly
870    created loop into loops structure.  */
871 struct loop *
872 duplicate_loop (struct loop *loop, struct loop *target)
873 {
874   struct loop *cloop;
875   cloop = alloc_loop ();
876   place_new_loop (cloop);
877
878   /* Mark the new loop as copy of LOOP.  */
879   set_loop_copy (loop, cloop);
880
881   /* Add it to target.  */
882   flow_loop_tree_node_add (target, cloop);
883
884   return cloop;
885 }
886
887 /* Copies structure of subloops of LOOP into TARGET loop, placing
888    newly created loops into loop tree.  */
889 static void
890 duplicate_subloops (struct loop *loop, struct loop *target)
891 {
892   struct loop *aloop, *cloop;
893
894   for (aloop = loop->inner; aloop; aloop = aloop->next)
895     {
896       cloop = duplicate_loop (aloop, target);
897       duplicate_subloops (aloop, cloop);
898     }
899 }
900
901 /* Copies structure of subloops of N loops, stored in array COPIED_LOOPS,
902    into TARGET loop, placing newly created loops into loop tree.  */
903 static void
904 copy_loops_to (struct loop **copied_loops, int n, struct loop *target)
905 {
906   struct loop *aloop;
907   int i;
908
909   for (i = 0; i < n; i++)
910     {
911       aloop = duplicate_loop (copied_loops[i], target);
912       duplicate_subloops (copied_loops[i], aloop);
913     }
914 }
915
916 /* Redirects edge E to basic block DEST.  */
917 static void
918 loop_redirect_edge (edge e, basic_block dest)
919 {
920   if (e->dest == dest)
921     return;
922
923   redirect_edge_and_branch_force (e, dest);
924 }
925
926 /* Check whether LOOP's body can be duplicated.  */
927 bool
928 can_duplicate_loop_p (const struct loop *loop)
929 {
930   int ret;
931   basic_block *bbs = get_loop_body (loop);
932
933   ret = can_copy_bbs_p (bbs, loop->num_nodes);
934   free (bbs);
935
936   return ret;
937 }
938
939 /* Sets probability and count of edge E to zero.  The probability and count
940    is redistributed evenly to the remaining edges coming from E->src.  */
941
942 static void
943 set_zero_probability (edge e)
944 {
945   basic_block bb = e->src;
946   edge_iterator ei;
947   edge ae, last = NULL;
948   unsigned n = EDGE_COUNT (bb->succs);
949   gcov_type cnt = e->count, cnt1;
950   unsigned prob = e->probability, prob1;
951
952   gcc_assert (n > 1);
953   cnt1 = cnt / (n - 1);
954   prob1 = prob / (n - 1);
955
956   FOR_EACH_EDGE (ae, ei, bb->succs)
957     {
958       if (ae == e)
959         continue;
960
961       ae->probability += prob1;
962       ae->count += cnt1;
963       last = ae;
964     }
965
966   /* Move the rest to one of the edges.  */
967   last->probability += prob % (n - 1);
968   last->count += cnt % (n - 1);
969
970   e->probability = 0;
971   e->count = 0;
972 }
973
974 /* Duplicates body of LOOP to given edge E NDUPL times.  Takes care of updating
975    loop structure and dominators.  E's destination must be LOOP header for
976    this to work, i.e. it must be entry or latch edge of this loop; these are
977    unique, as the loops must have preheaders for this function to work
978    correctly (in case E is latch, the function unrolls the loop, if E is entry
979    edge, it peels the loop).  Store edges created by copying ORIG edge from
980    copies corresponding to set bits in WONT_EXIT bitmap (bit 0 corresponds to
981    original LOOP body, the other copies are numbered in order given by control
982    flow through them) into TO_REMOVE array.  Returns false if duplication is
983    impossible.  */
984
985 bool
986 duplicate_loop_to_header_edge (struct loop *loop, edge e,
987                                unsigned int ndupl, sbitmap wont_exit,
988                                edge orig, VEC (edge, heap) **to_remove,
989                                int flags)
990 {
991   struct loop *target, *aloop;
992   struct loop **orig_loops;
993   unsigned n_orig_loops;
994   basic_block header = loop->header, latch = loop->latch;
995   basic_block *new_bbs, *bbs, *first_active;
996   basic_block new_bb, bb, first_active_latch = NULL;
997   edge ae, latch_edge;
998   edge spec_edges[2], new_spec_edges[2];
999 #define SE_LATCH 0
1000 #define SE_ORIG 1
1001   unsigned i, j, n;
1002   int is_latch = (latch == e->src);
1003   int scale_act = 0, *scale_step = NULL, scale_main = 0;
1004   int scale_after_exit = 0;
1005   int p, freq_in, freq_le, freq_out_orig;
1006   int prob_pass_thru, prob_pass_wont_exit, prob_pass_main;
1007   int add_irreducible_flag;
1008   basic_block place_after;
1009   bitmap bbs_to_scale = NULL;
1010   bitmap_iterator bi;
1011
1012   gcc_assert (e->dest == loop->header);
1013   gcc_assert (ndupl > 0);
1014
1015   if (orig)
1016     {
1017       /* Orig must be edge out of the loop.  */
1018       gcc_assert (flow_bb_inside_loop_p (loop, orig->src));
1019       gcc_assert (!flow_bb_inside_loop_p (loop, orig->dest));
1020     }
1021
1022   n = loop->num_nodes;
1023   bbs = get_loop_body_in_dom_order (loop);
1024   gcc_assert (bbs[0] == loop->header);
1025   gcc_assert (bbs[n  - 1] == loop->latch);
1026
1027   /* Check whether duplication is possible.  */
1028   if (!can_copy_bbs_p (bbs, loop->num_nodes))
1029     {
1030       free (bbs);
1031       return false;
1032     }
1033   new_bbs = XNEWVEC (basic_block, loop->num_nodes);
1034
1035   /* In case we are doing loop peeling and the loop is in the middle of
1036      irreducible region, the peeled copies will be inside it too.  */
1037   add_irreducible_flag = e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1038   gcc_assert (!is_latch || !add_irreducible_flag);
1039
1040   /* Find edge from latch.  */
1041   latch_edge = loop_latch_edge (loop);
1042
1043   if (flags & DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ)
1044     {
1045       /* Calculate coefficients by that we have to scale frequencies
1046          of duplicated loop bodies.  */
1047       freq_in = header->frequency;
1048       freq_le = EDGE_FREQUENCY (latch_edge);
1049       if (freq_in == 0)
1050         freq_in = 1;
1051       if (freq_in < freq_le)
1052         freq_in = freq_le;
1053       freq_out_orig = orig ? EDGE_FREQUENCY (orig) : freq_in - freq_le;
1054       if (freq_out_orig > freq_in - freq_le)
1055         freq_out_orig = freq_in - freq_le;
1056       prob_pass_thru = RDIV (REG_BR_PROB_BASE * freq_le, freq_in);
1057       prob_pass_wont_exit =
1058               RDIV (REG_BR_PROB_BASE * (freq_le + freq_out_orig), freq_in);
1059
1060       if (orig
1061           && REG_BR_PROB_BASE - orig->probability != 0)
1062         {
1063           /* The blocks that are dominated by a removed exit edge ORIG have
1064              frequencies scaled by this.  */
1065           scale_after_exit = RDIV (REG_BR_PROB_BASE * REG_BR_PROB_BASE,
1066                                    REG_BR_PROB_BASE - orig->probability);
1067           bbs_to_scale = BITMAP_ALLOC (NULL);
1068           for (i = 0; i < n; i++)
1069             {
1070               if (bbs[i] != orig->src
1071                   && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bbs[i], orig->src))
1072                 bitmap_set_bit (bbs_to_scale, i);
1073             }
1074         }
1075
1076       scale_step = XNEWVEC (int, ndupl);
1077
1078       for (i = 1; i <= ndupl; i++)
1079         scale_step[i - 1] = TEST_BIT (wont_exit, i)
1080                                 ? prob_pass_wont_exit
1081                                 : prob_pass_thru;
1082
1083       /* Complete peeling is special as the probability of exit in last
1084          copy becomes 1.  */
1085       if (flags & DLTHE_FLAG_COMPLETTE_PEEL)
1086         {
1087           int wanted_freq = EDGE_FREQUENCY (e);
1088
1089           if (wanted_freq > freq_in)
1090             wanted_freq = freq_in;
1091
1092           gcc_assert (!is_latch);
1093           /* First copy has frequency of incoming edge.  Each subsequent
1094              frequency should be reduced by prob_pass_wont_exit.  Caller
1095              should've managed the flags so all except for original loop
1096              has won't exist set.  */
1097           scale_act = RDIV (wanted_freq * REG_BR_PROB_BASE, freq_in);
1098           /* Now simulate the duplication adjustments and compute header
1099              frequency of the last copy.  */
1100           for (i = 0; i < ndupl; i++)
1101             wanted_freq = RDIV (wanted_freq * scale_step[i], REG_BR_PROB_BASE);
1102           scale_main = RDIV (wanted_freq * REG_BR_PROB_BASE, freq_in);
1103         }
1104       else if (is_latch)
1105         {
1106           prob_pass_main = TEST_BIT (wont_exit, 0)
1107                                 ? prob_pass_wont_exit
1108                                 : prob_pass_thru;
1109           p = prob_pass_main;
1110           scale_main = REG_BR_PROB_BASE;
1111           for (i = 0; i < ndupl; i++)
1112             {
1113               scale_main += p;
1114               p = RDIV (p * scale_step[i], REG_BR_PROB_BASE);
1115             }
1116           scale_main = RDIV (REG_BR_PROB_BASE * REG_BR_PROB_BASE, scale_main);
1117           scale_act = RDIV (scale_main * prob_pass_main, REG_BR_PROB_BASE);
1118         }
1119       else
1120         {
1121           scale_main = REG_BR_PROB_BASE;
1122           for (i = 0; i < ndupl; i++)
1123             scale_main = RDIV (scale_main * scale_step[i], REG_BR_PROB_BASE);
1124           scale_act = REG_BR_PROB_BASE - prob_pass_thru;
1125         }
1126       for (i = 0; i < ndupl; i++)
1127         gcc_assert (scale_step[i] >= 0 && scale_step[i] <= REG_BR_PROB_BASE);
1128       gcc_assert (scale_main >= 0 && scale_main <= REG_BR_PROB_BASE
1129                   && scale_act >= 0  && scale_act <= REG_BR_PROB_BASE);
1130     }
1131
1132   /* Loop the new bbs will belong to.  */
1133   target = e->src->loop_father;
1134
1135   /* Original loops.  */
1136   n_orig_loops = 0;
1137   for (aloop = loop->inner; aloop; aloop = aloop->next)
1138     n_orig_loops++;
1139   orig_loops = XCNEWVEC (struct loop *, n_orig_loops);
1140   for (aloop = loop->inner, i = 0; aloop; aloop = aloop->next, i++)
1141     orig_loops[i] = aloop;
1142
1143   set_loop_copy (loop, target);
1144
1145   first_active = XNEWVEC (basic_block, n);
1146   if (is_latch)
1147     {
1148       memcpy (first_active, bbs, n * sizeof (basic_block));
1149       first_active_latch = latch;
1150     }
1151
1152   spec_edges[SE_ORIG] = orig;
1153   spec_edges[SE_LATCH] = latch_edge;
1154
1155   place_after = e->src;
1156   for (j = 0; j < ndupl; j++)
1157     {
1158       /* Copy loops.  */
1159       copy_loops_to (orig_loops, n_orig_loops, target);
1160
1161       /* Copy bbs.  */
1162       copy_bbs (bbs, n, new_bbs, spec_edges, 2, new_spec_edges, loop,
1163                 place_after);
1164       place_after = new_spec_edges[SE_LATCH]->src;
1165
1166       if (flags & DLTHE_RECORD_COPY_NUMBER)
1167         for (i = 0; i < n; i++)
1168           {
1169             gcc_assert (!new_bbs[i]->aux);
1170             new_bbs[i]->aux = (void *)(size_t)(j + 1);
1171           }
1172
1173       /* Note whether the blocks and edges belong to an irreducible loop.  */
1174       if (add_irreducible_flag)
1175         {
1176           for (i = 0; i < n; i++)
1177             new_bbs[i]->flags |= BB_DUPLICATED;
1178           for (i = 0; i < n; i++)
1179             {
1180               edge_iterator ei;
1181               new_bb = new_bbs[i];
1182               if (new_bb->loop_father == target)
1183                 new_bb->flags |= BB_IRREDUCIBLE_LOOP;
1184
1185               FOR_EACH_EDGE (ae, ei, new_bb->succs)
1186                 if ((ae->dest->flags & BB_DUPLICATED)
1187                     && (ae->src->loop_father == target
1188                         || ae->dest->loop_father == target))
1189                   ae->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1190             }
1191           for (i = 0; i < n; i++)
1192             new_bbs[i]->flags &= ~BB_DUPLICATED;
1193         }
1194
1195       /* Redirect the special edges.  */
1196       if (is_latch)
1197         {
1198           redirect_edge_and_branch_force (latch_edge, new_bbs[0]);
1199           redirect_edge_and_branch_force (new_spec_edges[SE_LATCH],
1200                                           loop->header);
1201           set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, new_bbs[0], latch);
1202           latch = loop->latch = new_bbs[n - 1];
1203           e = latch_edge = new_spec_edges[SE_LATCH];
1204         }
1205       else
1206         {
1207           redirect_edge_and_branch_force (new_spec_edges[SE_LATCH],
1208                                           loop->header);
1209           redirect_edge_and_branch_force (e, new_bbs[0]);
1210           set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, new_bbs[0], e->src);
1211           e = new_spec_edges[SE_LATCH];
1212         }
1213
1214       /* Record exit edge in this copy.  */
1215       if (orig && TEST_BIT (wont_exit, j + 1))
1216         {
1217           if (to_remove)
1218             VEC_safe_push (edge, heap, *to_remove, new_spec_edges[SE_ORIG]);
1219           set_zero_probability (new_spec_edges[SE_ORIG]);
1220
1221           /* Scale the frequencies of the blocks dominated by the exit.  */
1222           if (bbs_to_scale)
1223             {
1224               EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (bbs_to_scale, 0, i, bi)
1225                 {
1226                   scale_bbs_frequencies_int (new_bbs + i, 1, scale_after_exit,
1227                                              REG_BR_PROB_BASE);
1228                 }
1229             }
1230         }
1231
1232       /* Record the first copy in the control flow order if it is not
1233          the original loop (i.e. in case of peeling).  */
1234       if (!first_active_latch)
1235         {
1236           memcpy (first_active, new_bbs, n * sizeof (basic_block));
1237           first_active_latch = new_bbs[n - 1];
1238         }
1239
1240       /* Set counts and frequencies.  */
1241       if (flags & DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ)
1242         {
1243           scale_bbs_frequencies_int (new_bbs, n, scale_act, REG_BR_PROB_BASE);
1244           scale_act = RDIV (scale_act * scale_step[j], REG_BR_PROB_BASE);
1245         }
1246     }
1247   free (new_bbs);
1248   free (orig_loops);
1249
1250   /* Record the exit edge in the original loop body, and update the frequencies.  */
1251   if (orig && TEST_BIT (wont_exit, 0))
1252     {
1253       if (to_remove)
1254         VEC_safe_push (edge, heap, *to_remove, orig);
1255       set_zero_probability (orig);
1256
1257       /* Scale the frequencies of the blocks dominated by the exit.  */
1258       if (bbs_to_scale)
1259         {
1260           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (bbs_to_scale, 0, i, bi)
1261             {
1262               scale_bbs_frequencies_int (bbs + i, 1, scale_after_exit,
1263                                          REG_BR_PROB_BASE);
1264             }
1265         }
1266     }
1267
1268   /* Update the original loop.  */
1269   if (!is_latch)
1270     set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, e->dest, e->src);
1271   if (flags & DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ)
1272     {
1273       scale_bbs_frequencies_int (bbs, n, scale_main, REG_BR_PROB_BASE);
1274       free (scale_step);
1275     }
1276
1277   /* Update dominators of outer blocks if affected.  */
1278   for (i = 0; i < n; i++)
1279     {
1280       basic_block dominated, dom_bb;
1281       VEC (basic_block, heap) *dom_bbs;
1282       unsigned j;
1283
1284       bb = bbs[i];
1285       bb->aux = 0;
1286
1287       dom_bbs = get_dominated_by (CDI_DOMINATORS, bb);
1288       for (j = 0; VEC_iterate (basic_block, dom_bbs, j, dominated); j++)
1289         {
1290           if (flow_bb_inside_loop_p (loop, dominated))
1291             continue;
1292           dom_bb = nearest_common_dominator (
1293                         CDI_DOMINATORS, first_active[i], first_active_latch);
1294           set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, dominated, dom_bb);
1295         }
1296       VEC_free (basic_block, heap, dom_bbs);
1297     }
1298   free (first_active);
1299
1300   free (bbs);
1301   BITMAP_FREE (bbs_to_scale);
1302
1303   return true;
1304 }
1305
1306 /* A callback for make_forwarder block, to redirect all edges except for
1307    MFB_KJ_EDGE to the entry part.  E is the edge for that we should decide
1308    whether to redirect it.  */
1309
1310 edge mfb_kj_edge;
1311 bool
1312 mfb_keep_just (edge e)
1313 {
1314   return e != mfb_kj_edge;
1315 }
1316
1317 /* True when a candidate preheader BLOCK has predecessors from LOOP.  */
1318
1319 static bool
1320 has_preds_from_loop (basic_block block, struct loop *loop)
1321 {
1322   edge e;
1323   edge_iterator ei;
1324   
1325   FOR_EACH_EDGE (e, ei, block->preds)
1326     if (e->src->loop_father == loop)
1327       return true;
1328   return false;
1329 }
1330
1331 /* Creates a pre-header for a LOOP.  Returns newly created block.  Unless
1332    CP_SIMPLE_PREHEADERS is set in FLAGS, we only force LOOP to have single
1333    entry; otherwise we also force preheader block to have only one successor.
1334    When CP_FALLTHRU_PREHEADERS is set in FLAGS, we force the preheader block
1335    to be a fallthru predecessor to the loop header and to have only 
1336    predecessors from outside of the loop.
1337    The function also updates dominators.  */
1338
1339 basic_block
1340 create_preheader (struct loop *loop, int flags)
1341 {
1342   edge e, fallthru;
1343   basic_block dummy;
1344   int nentry = 0;
1345   bool irred = false;
1346   bool latch_edge_was_fallthru;
1347   edge one_succ_pred = NULL, single_entry = NULL;
1348   edge_iterator ei;
1349
1350   FOR_EACH_EDGE (e, ei, loop->header->preds)
1351     {
1352       if (e->src == loop->latch)
1353         continue;
1354       irred |= (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP) != 0;
1355       nentry++;
1356       single_entry = e;
1357       if (single_succ_p (e->src))
1358         one_succ_pred = e;
1359     }
1360   gcc_assert (nentry);
1361   if (nentry == 1)
1362     {
1363       bool need_forwarder_block = false;
1364       
1365       /* We do not allow entry block to be the loop preheader, since we
1366              cannot emit code there.  */
1367       if (single_entry->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
1368         need_forwarder_block = true;
1369       else
1370         {
1371           /* If we want simple preheaders, also force the preheader to have
1372              just a single successor.  */
1373           if ((flags & CP_SIMPLE_PREHEADERS)
1374               && !single_succ_p (single_entry->src))
1375             need_forwarder_block = true;
1376           /* If we want fallthru preheaders, also create forwarder block when
1377              preheader ends with a jump or has predecessors from loop.  */
1378           else if ((flags & CP_FALLTHRU_PREHEADERS)
1379                    && (JUMP_P (BB_END (single_entry->src))
1380                        || has_preds_from_loop (single_entry->src, loop)))
1381             need_forwarder_block = true;
1382         }
1383       if (! need_forwarder_block)
1384         return NULL;
1385     }
1386
1387   mfb_kj_edge = loop_latch_edge (loop);
1388   latch_edge_was_fallthru = (mfb_kj_edge->flags & EDGE_FALLTHRU) != 0;
1389   fallthru = make_forwarder_block (loop->header, mfb_keep_just, NULL);
1390   dummy = fallthru->src;
1391   loop->header = fallthru->dest;
1392
1393   /* Try to be clever in placing the newly created preheader.  The idea is to
1394      avoid breaking any "fallthruness" relationship between blocks.
1395
1396      The preheader was created just before the header and all incoming edges
1397      to the header were redirected to the preheader, except the latch edge.
1398      So the only problematic case is when this latch edge was a fallthru
1399      edge: it is not anymore after the preheader creation so we have broken
1400      the fallthruness.  We're therefore going to look for a better place.  */
1401   if (latch_edge_was_fallthru)
1402     {
1403       if (one_succ_pred)
1404         e = one_succ_pred;
1405       else
1406         e = EDGE_PRED (dummy, 0);
1407
1408       move_block_after (dummy, e->src);
1409     }
1410
1411   if (irred)
1412     {
1413       dummy->flags |= BB_IRREDUCIBLE_LOOP;
1414       single_succ_edge (dummy)->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1415     }
1416
1417   if (dump_file)
1418     fprintf (dump_file, "Created preheader block for loop %i\n",
1419              loop->num);
1420   
1421   if (flags & CP_FALLTHRU_PREHEADERS)
1422     gcc_assert ((single_succ_edge (dummy)->flags & EDGE_FALLTHRU)
1423                 && !JUMP_P (BB_END (dummy)));
1424
1425   return dummy;
1426 }
1427
1428 /* Create preheaders for each loop; for meaning of FLAGS see create_preheader.  */
1429
1430 void
1431 create_preheaders (int flags)
1432 {
1433   loop_iterator li;
1434   struct loop *loop;
1435
1436   if (!current_loops)
1437     return;
1438
1439   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
1440     create_preheader (loop, flags);
1441   loops_state_set (LOOPS_HAVE_PREHEADERS);
1442 }
1443
1444 /* Forces all loop latches to have only single successor.  */
1445
1446 void
1447 force_single_succ_latches (void)
1448 {
1449   loop_iterator li;
1450   struct loop *loop;
1451   edge e;
1452
1453   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
1454     {
1455       if (loop->latch != loop->header && single_succ_p (loop->latch))
1456         continue;
1457
1458       e = find_edge (loop->latch, loop->header);
1459
1460       split_edge (e);
1461     }
1462   loops_state_set (LOOPS_HAVE_SIMPLE_LATCHES);
1463 }
1464
1465 /* This function is called from loop_version.  It splits the entry edge
1466    of the loop we want to version, adds the versioning condition, and
1467    adjust the edges to the two versions of the loop appropriately.
1468    e is an incoming edge. Returns the basic block containing the
1469    condition.
1470
1471    --- edge e ---- > [second_head]
1472
1473    Split it and insert new conditional expression and adjust edges.
1474
1475     --- edge e ---> [cond expr] ---> [first_head]
1476                         |
1477                         +---------> [second_head]
1478
1479   THEN_PROB is the probability of then branch of the condition.  */
1480
1481 static basic_block
1482 lv_adjust_loop_entry_edge (basic_block first_head, basic_block second_head,
1483                            edge e, void *cond_expr, unsigned then_prob)
1484 {
1485   basic_block new_head = NULL;
1486   edge e1;
1487
1488   gcc_assert (e->dest == second_head);
1489
1490   /* Split edge 'e'. This will create a new basic block, where we can
1491      insert conditional expr.  */
1492   new_head = split_edge (e);
1493
1494   lv_add_condition_to_bb (first_head, second_head, new_head,
1495                           cond_expr);
1496
1497   /* Don't set EDGE_TRUE_VALUE in RTL mode, as it's invalid there.  */
1498   e = single_succ_edge (new_head);
1499   e1 = make_edge (new_head, first_head,
1500                   current_ir_type () == IR_GIMPLE ? EDGE_TRUE_VALUE : 0);
1501   e1->probability = then_prob;
1502   e->probability = REG_BR_PROB_BASE - then_prob;
1503   e1->count = RDIV (e->count * e1->probability, REG_BR_PROB_BASE);
1504   e->count = RDIV (e->count * e->probability, REG_BR_PROB_BASE);
1505
1506   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, first_head, new_head);
1507   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, second_head, new_head);
1508
1509   /* Adjust loop header phi nodes.  */
1510   lv_adjust_loop_header_phi (first_head, second_head, new_head, e1);
1511
1512   return new_head;
1513 }
1514
1515 /* Main entry point for Loop Versioning transformation.
1516
1517    This transformation given a condition and a loop, creates
1518    -if (condition) { loop_copy1 } else { loop_copy2 },
1519    where loop_copy1 is the loop transformed in one way, and loop_copy2
1520    is the loop transformed in another way (or unchanged). 'condition'
1521    may be a run time test for things that were not resolved by static
1522    analysis (overlapping ranges (anti-aliasing), alignment, etc.).
1523
1524    THEN_PROB is the probability of the then edge of the if.  THEN_SCALE
1525    is the ratio by that the frequencies in the original loop should
1526    be scaled.  ELSE_SCALE is the ratio by that the frequencies in the
1527    new loop should be scaled.
1528    
1529    If PLACE_AFTER is true, we place the new loop after LOOP in the
1530    instruction stream, otherwise it is placed before LOOP.  */
1531
1532 struct loop *
1533 loop_version (struct loop *loop,
1534               void *cond_expr, basic_block *condition_bb,
1535               unsigned then_prob, unsigned then_scale, unsigned else_scale,
1536               bool place_after)
1537 {
1538   basic_block first_head, second_head;
1539   edge entry, latch_edge, true_edge, false_edge;
1540   int irred_flag;
1541   struct loop *nloop;
1542   basic_block cond_bb;
1543
1544   /* Record entry and latch edges for the loop */
1545   entry = loop_preheader_edge (loop);
1546   irred_flag = entry->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1547   entry->flags &= ~EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1548
1549   /* Note down head of loop as first_head.  */
1550   first_head = entry->dest;
1551
1552   /* Duplicate loop.  */
1553   if (!cfg_hook_duplicate_loop_to_header_edge (loop, entry, 1,
1554                                                NULL, NULL, NULL, 0))
1555     return NULL;
1556
1557   /* After duplication entry edge now points to new loop head block.
1558      Note down new head as second_head.  */
1559   second_head = entry->dest;
1560
1561   /* Split loop entry edge and insert new block with cond expr.  */
1562   cond_bb =  lv_adjust_loop_entry_edge (first_head, second_head,
1563                                         entry, cond_expr, then_prob);
1564   if (condition_bb)
1565     *condition_bb = cond_bb;
1566
1567   if (!cond_bb)
1568     {
1569       entry->flags |= irred_flag;
1570       return NULL;
1571     }
1572
1573   latch_edge = single_succ_edge (get_bb_copy (loop->latch));
1574
1575   extract_cond_bb_edges (cond_bb, &true_edge, &false_edge);
1576   nloop = loopify (latch_edge,
1577                    single_pred_edge (get_bb_copy (loop->header)),
1578                    cond_bb, true_edge, false_edge,
1579                    false /* Do not redirect all edges.  */,
1580                    then_scale, else_scale);
1581
1582   /* loopify redirected latch_edge. Update its PENDING_STMTS.  */
1583   lv_flush_pending_stmts (latch_edge);
1584
1585   /* loopify redirected condition_bb's succ edge. Update its PENDING_STMTS.  */
1586   extract_cond_bb_edges (cond_bb, &true_edge, &false_edge);
1587   lv_flush_pending_stmts (false_edge);
1588   /* Adjust irreducible flag.  */
1589   if (irred_flag)
1590     {
1591       cond_bb->flags |= BB_IRREDUCIBLE_LOOP;
1592       loop_preheader_edge (loop)->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1593       loop_preheader_edge (nloop)->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1594       single_pred_edge (cond_bb)->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1595     }
1596
1597   if (place_after)
1598     {
1599       basic_block *bbs = get_loop_body_in_dom_order (nloop), after;
1600       unsigned i;
1601
1602       after = loop->latch;
1603
1604       for (i = 0; i < nloop->num_nodes; i++)
1605         {
1606           move_block_after (bbs[i], after);
1607           after = bbs[i];
1608         }
1609       free (bbs);
1610     }
1611
1612   /* At this point condition_bb is loop preheader with two successors,
1613      first_head and second_head.   Make sure that loop preheader has only
1614      one successor.  */
1615   split_edge (loop_preheader_edge (loop));
1616   split_edge (loop_preheader_edge (nloop));
1617
1618   return nloop;
1619 }
1620
1621 /* The structure of loops might have changed.  Some loops might get removed
1622    (and their headers and latches were set to NULL), loop exists might get
1623    removed (thus the loop nesting may be wrong), and some blocks and edges
1624    were changed (so the information about bb --> loop mapping does not have
1625    to be correct).  But still for the remaining loops the header dominates
1626    the latch, and loops did not get new subloops (new loops might possibly
1627    get created, but we are not interested in them).  Fix up the mess.
1628
1629    If CHANGED_BBS is not NULL, basic blocks whose loop has changed are
1630    marked in it.  */
1631
1632 void
1633 fix_loop_structure (bitmap changed_bbs)
1634 {
1635   basic_block bb;
1636   struct loop *loop, *ploop;
1637   loop_iterator li;
1638   bool record_exits = false;
1639   struct loop **superloop = XNEWVEC (struct loop *, number_of_loops ());
1640
1641   /* Remove the old bb -> loop mapping.  Remember the depth of the blocks in
1642      the loop hierarchy, so that we can recognize blocks whose loop nesting
1643      relationship has changed.  */
1644   FOR_EACH_BB (bb)
1645     {
1646       if (changed_bbs)
1647         bb->aux = (void *) (size_t) loop_depth (bb->loop_father);
1648       bb->loop_father = current_loops->tree_root;
1649     }
1650
1651   if (loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_RECORDED_EXITS))
1652     {
1653       release_recorded_exits ();
1654       record_exits = true;
1655     }
1656
1657   /* Remove the dead loops from structures.  We start from the innermost
1658      loops, so that when we remove the loops, we know that the loops inside
1659      are preserved, and do not waste time relinking loops that will be
1660      removed later.  */
1661   FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_FROM_INNERMOST)
1662     {
1663       if (loop->header)
1664         continue;
1665
1666       while (loop->inner)
1667         {
1668           ploop = loop->inner;
1669           flow_loop_tree_node_remove (ploop);
1670           flow_loop_tree_node_add (loop_outer (loop), ploop);
1671         }
1672
1673       /* Remove the loop and free its data.  */
1674       delete_loop (loop);
1675     }
1676
1677   /* Rescan the bodies of loops, starting from the outermost ones.  We assume
1678      that no optimization interchanges the order of the loops, i.e., it cannot
1679      happen that L1 was superloop of L2 before and it is subloop of L2 now
1680      (without explicitly updating loop information).  At the same time, we also
1681      determine the new loop structure.  */
1682   current_loops->tree_root->num_nodes = n_basic_blocks;
1683   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
1684     {
1685       superloop[loop->num] = loop->header->loop_father;
1686       loop->num_nodes = flow_loop_nodes_find (loop->header, loop);
1687     }
1688
1689   /* Now fix the loop nesting.  */
1690   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
1691     {
1692       ploop = superloop[loop->num];
1693       if (ploop != loop_outer (loop))
1694         {
1695           flow_loop_tree_node_remove (loop);
1696           flow_loop_tree_node_add (ploop, loop);
1697         }
1698     }
1699   free (superloop);
1700
1701   /* Mark the blocks whose loop has changed.  */
1702   if (changed_bbs)
1703     {
1704       FOR_EACH_BB (bb)
1705         {
1706           if ((void *) (size_t) loop_depth (bb->loop_father) != bb->aux)
1707             bitmap_set_bit (changed_bbs, bb->index);
1708
1709           bb->aux = NULL;
1710         }
1711     }
1712
1713   if (loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_PREHEADERS))
1714     create_preheaders (CP_SIMPLE_PREHEADERS);
1715
1716   if (loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_SIMPLE_LATCHES))
1717     force_single_succ_latches ();
1718
1719   if (loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_MARKED_IRREDUCIBLE_REGIONS))
1720     mark_irreducible_loops ();
1721
1722   if (record_exits)
1723     record_loop_exits ();
1724
1725 #ifdef ENABLE_CHECKING
1726   verify_loop_structure ();
1727 #endif
1728 }