OSDN Git Service

* bt-load.c: Fix comment typos.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cfgloopmanip.c
1 /* Loop manipulation code for GNU compiler.
2    Copyright (C) 2002, 2003 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
7 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
9 version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
12 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
19 02111-1307, USA.  */
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 "basic-block.h"
28 #include "cfgloop.h"
29 #include "cfglayout.h"
30 #include "output.h"
31
32 static struct loop * duplicate_loop (struct loops *, struct loop *,
33                                      struct loop *);
34 static void duplicate_subloops (struct loops *, struct loop *, struct loop *);
35 static void copy_loops_to (struct loops *, struct loop **, int,
36                            struct loop *);
37 static void loop_redirect_edge (edge, basic_block);
38 static bool loop_delete_branch_edge (edge, int);
39 static void remove_bbs (dominance_info, basic_block *, int);
40 static bool rpe_enum_p (basic_block, void *);
41 static int find_path (edge, dominance_info, basic_block **);
42 static bool alp_enum_p (basic_block, void *);
43 static void add_loop (struct loops *, struct loop *);
44 static void fix_loop_placements (struct loop *);
45 static bool fix_bb_placement (struct loops *, basic_block);
46 static void fix_bb_placements (struct loops *, basic_block);
47 static void place_new_loop (struct loops *, struct loop *);
48 static void scale_loop_frequencies (struct loop *, int, int);
49 static void scale_bbs_frequencies (basic_block *, int, int, int);
50 static basic_block create_preheader (struct loop *, dominance_info, int);
51 static void fix_irreducible_loops (basic_block);
52
53 /* Splits basic block BB after INSN, returns created edge.  Updates loops
54    and dominators.  */
55 edge
56 split_loop_bb (struct loops *loops, basic_block bb, rtx insn)
57 {
58   edge e;
59   basic_block *dom_bbs;
60   int n_dom_bbs, i;
61
62   /* Split the block.  */
63   e = split_block (bb, insn);
64
65   /* Add dest to loop.  */
66   add_bb_to_loop (e->dest, e->src->loop_father);
67
68   /* Fix dominators.  */
69   add_to_dominance_info (loops->cfg.dom, e->dest);
70   n_dom_bbs = get_dominated_by (loops->cfg.dom, e->src, &dom_bbs);
71   for (i = 0; i < n_dom_bbs; i++)
72     set_immediate_dominator (loops->cfg.dom, dom_bbs[i], e->dest);
73   free (dom_bbs);
74   set_immediate_dominator (loops->cfg.dom, e->dest, e->src);
75
76   return e;
77 }
78
79 /* Checks whether basic block BB is dominated by RPE->DOM, where
80    RPE is passed through DATA.  */
81 struct rpe_data
82  {
83    basic_block dom;
84    dominance_info doms;
85  };
86
87 static bool
88 rpe_enum_p (basic_block bb, void *data)
89 {
90   struct rpe_data *rpe = data;
91   return dominated_by_p (rpe->doms, bb, rpe->dom);
92 }
93
94 /* Remove basic blocks BBS from loop structure and dominance info,
95    and delete them afterwards.  */
96 static void
97 remove_bbs (dominance_info dom, basic_block *bbs, int nbbs)
98 {
99   int i;
100
101   for (i = 0; i < nbbs; i++)
102     {
103       remove_bb_from_loops (bbs[i]);
104       delete_from_dominance_info (dom, bbs[i]);
105       delete_block (bbs[i]);
106     }
107 }
108
109 /* Find path -- i.e. the basic blocks dominated by edge E and put them
110    into array BBS, that will be allocated large enough to contain them.
111    E->dest must have exactly one predecessor for this to work (it is
112    easy to achieve and we do not put it here because we do not want to
113    alter anything by this function).  The number of basic blocks in the
114    path is returned.  */
115 static int
116 find_path (edge e, dominance_info doms, basic_block **bbs)
117 {
118   struct rpe_data rpe;
119
120   if (e->dest->pred->pred_next)
121     abort ();
122
123   /* Find bbs in the path.  */
124   rpe.dom = e->dest;
125   rpe.doms = doms;
126   *bbs = xcalloc (n_basic_blocks, sizeof (basic_block));
127   return dfs_enumerate_from (e->dest, 0, rpe_enum_p, *bbs,
128                              n_basic_blocks, &rpe);
129 }
130
131 /* Fix placement of basic block BB inside loop hierarchy stored in LOOPS --
132    Let L be a loop to that BB belongs.  Then every successor of BB must either
133      1) belong to some superloop of loop L, or
134      2) be a header of loop K such that K->outer is superloop of L
135    Returns true if we had to move BB into other loop to enforce this condition,
136    false if the placement of BB was already correct (provided that placements
137    of its successors are correct).  */
138 static bool
139 fix_bb_placement (struct loops *loops, basic_block bb)
140 {
141   edge e;
142   struct loop *loop = loops->tree_root, *act;
143
144   for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
145     {
146       if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR)
147         continue;
148
149       act = e->dest->loop_father;
150       if (act->header == e->dest)
151         act = act->outer;
152
153       if (flow_loop_nested_p (loop, act))
154         loop = act;
155     }
156
157   if (loop == bb->loop_father)
158     return false;
159
160   remove_bb_from_loops (bb);
161   add_bb_to_loop (bb, loop);
162
163   return true;
164 }
165
166 /* Fix placements of basic blocks inside loop hierarchy stored in loops; i.e.
167    enforce condition condition stated in description of fix_bb_placement. We
168    start from basic block FROM that had some of its successors removed, so that
169    his placement no longer has to be correct, and iteratively fix placement of
170    its predecessors that may change if placement of FROM changed.  Also fix
171    placement of subloops of FROM->loop_father, that might also be altered due
172    to this change; the condition for them is similar, except that instead of
173    successors we consider edges coming out of the loops.  */
174 static void
175 fix_bb_placements (struct loops *loops, basic_block from)
176 {
177   sbitmap in_queue;
178   basic_block *queue, *qtop, *qbeg, *qend;
179   struct loop *base_loop;
180   edge e;
181
182   /* We pass through blocks back-reachable from FROM, testing whether some
183      of their successors moved to outer loop.  It may be necessary to
184      iterate several times, but it is finite, as we stop unless we move
185      the basic block up the loop structure.  The whole story is a bit
186      more complicated due to presence of subloops, those are moved using
187      fix_loop_placement.  */
188
189   base_loop = from->loop_father;
190   if (base_loop == loops->tree_root)
191     return;
192
193   in_queue = sbitmap_alloc (last_basic_block);
194   sbitmap_zero (in_queue);
195   SET_BIT (in_queue, from->index);
196   /* Prevent us from going out of the base_loop.  */
197   SET_BIT (in_queue, base_loop->header->index);
198
199   queue = xmalloc ((base_loop->num_nodes + 1) * sizeof (basic_block));
200   qtop = queue + base_loop->num_nodes + 1;
201   qbeg = queue;
202   qend = queue + 1;
203   *qbeg = from;
204
205   while (qbeg != qend)
206     {
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 (loops, from))
223             continue;
224         }
225
226       /* Something has changed, insert predecessors into queue.  */
227       for (e = from->pred; e; e = e->pred_next)
228         {
229           basic_block pred = e->src;
230           struct loop *nca;
231
232           if (TEST_BIT (in_queue, pred->index))
233             continue;
234
235           /* If it is subloop, then it either was not moved, or
236              the path up the loop tree from base_loop do not contain
237              it.  */
238           nca = find_common_loop (pred->loop_father, base_loop);
239           if (pred->loop_father != base_loop
240               && (nca == base_loop
241                   || nca != pred->loop_father))
242             pred = pred->loop_father->header;
243           else if (!flow_loop_nested_p (from->loop_father, pred->loop_father))
244             {
245               /* No point in processing it.  */
246               continue;
247             }
248
249           if (TEST_BIT (in_queue, pred->index))
250             continue;
251
252           /* Schedule the basic block.  */
253           *qend = pred;
254           qend++;
255           if (qend == qtop)
256             qend = queue;
257           SET_BIT (in_queue, pred->index);
258         }
259     }
260   free (in_queue);
261   free (queue);
262 }
263
264 /* Basic block from has lost one or more of its predecessors, so it might
265    mo longer be part irreducible loop.  Fix it and proceed recursively
266    for its successors if needed.  */
267 static void
268 fix_irreducible_loops (basic_block from)
269 {
270   basic_block bb;
271   basic_block *stack;
272   int stack_top;
273   sbitmap on_stack;
274   edge *edges, e;
275   unsigned n_edges, i;
276
277   if (!(from->flags & BB_IRREDUCIBLE_LOOP))
278     return;
279
280   on_stack = sbitmap_alloc (last_basic_block);
281   sbitmap_zero (on_stack);
282   SET_BIT (on_stack, from->index);
283   stack = xmalloc (from->loop_father->num_nodes * sizeof (basic_block));
284   stack[0] = from;
285   stack_top = 1;
286
287   while (stack_top)
288     {
289       bb = stack[--stack_top];
290       RESET_BIT (on_stack, bb->index);
291
292       for (e = bb->pred; e; e = e->pred_next)
293         if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
294           break;
295       if (e)
296         continue;
297
298       bb->flags &= ~BB_IRREDUCIBLE_LOOP;
299       if (bb->loop_father->header == bb)
300         edges = get_loop_exit_edges (bb->loop_father, &n_edges);
301       else
302         {
303           n_edges = 0;
304           for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
305             n_edges++;
306           edges = xmalloc (n_edges * sizeof (edge));
307           n_edges = 0;
308           for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
309             edges[n_edges++] = e;
310         }
311
312       for (i = 0; i < n_edges; i++)
313         if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
314           {
315             if (!flow_bb_inside_loop_p (from->loop_father, e->dest))
316               continue;
317
318             e->flags &= ~EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
319             if (TEST_BIT (on_stack, e->dest->index))
320               continue;
321
322             SET_BIT (on_stack, e->dest->index);
323             stack[stack_top++] = e->dest;
324           }
325       free (edges);
326     }
327
328   free (on_stack);
329   free (stack);
330 }
331
332 /* Removes path beginning at edge E, i.e. remove basic blocks dominated by E
333    and update loop structure stored in LOOPS and dominators.  Return true if
334    we were able to remove the path, false otherwise (and nothing is affected
335    then).  */
336 bool
337 remove_path (struct loops *loops, edge e)
338 {
339   edge ae;
340   basic_block *rem_bbs, *bord_bbs, *dom_bbs, from, bb;
341   int i, nrem, n_bord_bbs, n_dom_bbs;
342   sbitmap seen;
343
344   if (!loop_delete_branch_edge (e, 0))
345     return false;
346
347   /* We need to check whether basic blocks are dominated by the edge
348      e, but we only have basic block dominators.  This is easy to
349      fix -- when e->dest has exactly one predecessor, this corresponds
350      to blocks dominated by e->dest, if not, split the edge.  */
351   if (e->dest->pred->pred_next)
352     e = loop_split_edge_with (e, NULL_RTX, loops)->pred;
353
354   /* It may happen that by removing path we remove one or more loops
355      we belong to.  In this case first unloop the loops, then proceed
356      normally.   We may assume that e->dest is not a header of any loop,
357      as it now has exactly one predecessor.  */
358   while (e->src->loop_father->outer
359          && dominated_by_p (loops->cfg.dom,
360                             e->src->loop_father->latch, e->dest))
361     unloop (loops, e->src->loop_father);
362
363   /* Identify the path.  */
364   nrem = find_path (e, loops->cfg.dom, &rem_bbs);
365
366   n_bord_bbs = 0;
367   bord_bbs = xcalloc (n_basic_blocks, sizeof (basic_block));
368   seen = sbitmap_alloc (last_basic_block);
369   sbitmap_zero (seen);
370
371   /* Find "border" hexes -- i.e. those with predecessor in removed path.  */
372   for (i = 0; i < nrem; i++)
373     SET_BIT (seen, rem_bbs[i]->index);
374   for (i = 0; i < nrem; i++)
375     {
376       bb = rem_bbs[i];
377       for (ae = rem_bbs[i]->succ; ae; ae = ae->succ_next)
378         if (ae->dest != EXIT_BLOCK_PTR && !TEST_BIT (seen, ae->dest->index))
379           {
380             SET_BIT (seen, ae->dest->index);
381             bord_bbs[n_bord_bbs++] = ae->dest;
382           }
383     }
384
385   /* Remove the path.  */
386   from = e->src;
387   if (!loop_delete_branch_edge (e, 1))
388     abort ();
389   dom_bbs = xcalloc (n_basic_blocks, sizeof (basic_block));
390
391   /* Cancel loops contained in the path.  */
392   for (i = 0; i < nrem; i++)
393     if (rem_bbs[i]->loop_father->header == rem_bbs[i])
394       cancel_loop_tree (loops, rem_bbs[i]->loop_father);
395
396   remove_bbs (loops->cfg.dom, rem_bbs, nrem);
397   free (rem_bbs);
398
399   /* Find blocks whose dominators may be affected.  */
400   n_dom_bbs = 0;
401   sbitmap_zero (seen);
402   for (i = 0; i < n_bord_bbs; i++)
403     {
404       int j, nldom;
405       basic_block *ldom;
406
407       bb = get_immediate_dominator (loops->cfg.dom, bord_bbs[i]);
408       if (TEST_BIT (seen, bb->index))
409         continue;
410       SET_BIT (seen, bb->index);
411
412       nldom = get_dominated_by (loops->cfg.dom, bb, &ldom);
413       for (j = 0; j < nldom; j++)
414         if (!dominated_by_p (loops->cfg.dom, from, ldom[j]))
415           dom_bbs[n_dom_bbs++] = ldom[j];
416       free(ldom);
417     }
418
419   free (seen);
420
421   /* Recount dominators.  */
422   iterate_fix_dominators (loops->cfg.dom, dom_bbs, n_dom_bbs);
423   free (dom_bbs);
424
425   /* These blocks have lost some predecessor(s), thus their irreducible
426      status could be changed.  */
427   for (i = 0; i < n_bord_bbs; i++)
428     fix_irreducible_loops (bord_bbs[i]);
429   free (bord_bbs);
430
431   /* Fix placements of basic blocks inside loops and the placement of
432      loops in the loop tree.  */
433   fix_bb_placements (loops, from);
434   fix_loop_placements (from->loop_father);
435
436   return true;
437 }
438
439 /* Predicate for enumeration in add_loop.  */
440 static bool
441 alp_enum_p (basic_block bb, void *alp_header)
442 {
443   return bb != (basic_block) alp_header;
444 }
445
446 /* Given LOOP structure with filled header and latch, find the body of the
447    corresponding loop and add it to LOOPS tree.  */
448 static void
449 add_loop (struct loops *loops, struct loop *loop)
450 {
451   basic_block *bbs;
452   int i, n;
453
454   /* Add it to loop structure.  */
455   place_new_loop (loops, loop);
456   loop->level = 1;
457
458   /* Find its nodes.  */
459   bbs = xcalloc (n_basic_blocks, sizeof (basic_block));
460   n = dfs_enumerate_from (loop->latch, 1, alp_enum_p,
461                           bbs, n_basic_blocks, loop->header);
462
463   for (i = 0; i < n; i++)
464     add_bb_to_loop (bbs[i], loop);
465   add_bb_to_loop (loop->header, loop);
466
467   free (bbs);
468 }
469
470 /* Multiply all frequencies of basic blocks in array BBS of length NBBS
471    by NUM/DEN.  */
472 static void
473 scale_bbs_frequencies (basic_block *bbs, int nbbs, int num, int den)
474 {
475   int i;
476   edge e;
477
478   for (i = 0; i < nbbs; i++)
479     {
480       bbs[i]->frequency = (bbs[i]->frequency * num) / den;
481       bbs[i]->count = (bbs[i]->count * num) / den;
482       for (e = bbs[i]->succ; e; e = e->succ_next)
483         e->count = (e->count * num) /den;
484     }
485 }
486
487 /* Multiply all frequencies in LOOP by NUM/DEN.  */
488 static void
489 scale_loop_frequencies (struct loop *loop, int num, int den)
490 {
491   basic_block *bbs;
492
493   bbs = get_loop_body (loop);
494   scale_bbs_frequencies (bbs, loop->num_nodes, num, den);
495   free (bbs);
496 }
497
498 /* Make area between HEADER_EDGE and LATCH_EDGE a loop by connecting
499    latch to header and update loop tree stored in LOOPS and dominators
500    accordingly. Everything between them plus LATCH_EDGE destination must
501    be dominated by HEADER_EDGE destination, and back-reachable from
502    LATCH_EDGE source.  HEADER_EDGE is redirected to basic block SWITCH_BB,
503    SWITCH_BB->succ to original destination of LATCH_EDGE and
504    SWITCH_BB->succ->succ_next to original destination of HEADER_EDGE.
505    Returns newly created loop.  */
506 struct loop *
507 loopify (struct loops *loops, edge latch_edge, edge header_edge, basic_block switch_bb)
508 {
509   basic_block succ_bb = latch_edge->dest;
510   basic_block pred_bb = header_edge->src;
511   basic_block *dom_bbs, *body;
512   unsigned n_dom_bbs, i, j;
513   sbitmap seen;
514   struct loop *loop = xcalloc (1, sizeof (struct loop));
515   struct loop *outer = succ_bb->loop_father->outer;
516   int freq, prob, tot_prob;
517   gcov_type cnt;
518   edge e;
519
520   loop->header = header_edge->dest;
521   loop->latch = latch_edge->src;
522
523   freq = EDGE_FREQUENCY (header_edge);
524   cnt = header_edge->count;
525   prob = switch_bb->succ->probability;
526   tot_prob = prob + switch_bb->succ->succ_next->probability;
527   if (tot_prob == 0)
528     tot_prob = 1;
529
530   /* Redirect edges.  */
531   loop_redirect_edge (latch_edge, loop->header);
532   loop_redirect_edge (header_edge, switch_bb);
533   loop_redirect_edge (switch_bb->succ->succ_next, loop->header);
534   loop_redirect_edge (switch_bb->succ, succ_bb);
535
536   /* Update dominators.  */
537   set_immediate_dominator (loops->cfg.dom, switch_bb, pred_bb);
538   set_immediate_dominator (loops->cfg.dom, loop->header, switch_bb);
539   set_immediate_dominator (loops->cfg.dom, succ_bb, switch_bb);
540
541   /* Compute new loop.  */
542   add_loop (loops, loop);
543   flow_loop_tree_node_add (outer, loop);
544
545   /* Add switch_bb to appropriate loop.  */
546   add_bb_to_loop (switch_bb, outer);
547
548   /* Fix frequencies.  */
549   switch_bb->frequency = freq;
550   switch_bb->count = cnt;
551   for (e = switch_bb->succ; e; e = e->succ_next)
552     e->count = (switch_bb->count * e->probability) / REG_BR_PROB_BASE;
553   scale_loop_frequencies (loop, prob, tot_prob);
554   scale_loop_frequencies (succ_bb->loop_father, tot_prob - prob, tot_prob);
555
556   /* Update dominators of blocks outside of LOOP.  */
557   dom_bbs = xcalloc (n_basic_blocks, sizeof (basic_block));
558   n_dom_bbs = 0;
559   seen = sbitmap_alloc (last_basic_block);
560   sbitmap_zero (seen);
561   body = get_loop_body (loop);
562
563   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
564     SET_BIT (seen, body[i]->index);
565
566   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
567     {
568       unsigned nldom;
569       basic_block *ldom;
570
571       nldom = get_dominated_by (loops->cfg.dom, body[i], &ldom);
572       for (j = 0; j < nldom; j++)
573         if (!TEST_BIT (seen, ldom[j]->index))
574           {
575             SET_BIT (seen, ldom[j]->index);
576             dom_bbs[n_dom_bbs++] = ldom[j];
577           }
578       free (ldom);
579     }
580
581   iterate_fix_dominators (loops->cfg.dom, dom_bbs, n_dom_bbs);
582
583   free (body);
584   free (seen);
585   free (dom_bbs);
586
587   return loop;
588 }
589
590 /* Remove the latch edge of a LOOP and update LOOPS tree to indicate that
591    the LOOP was removed.  After this function, original loop latch will
592    have no successor, which caller is expected to fix somehow.  */
593 void
594 unloop (struct loops *loops, struct loop *loop)
595 {
596   basic_block *body;
597   struct loop *ploop;
598   unsigned i, n;
599   basic_block latch = loop->latch;
600   edge *edges;
601   unsigned n_edges;
602
603   /* This is relatively straightforward.  The dominators are unchanged, as
604      loop header dominates loop latch, so the only thing we have to care of
605      is the placement of loops and basic blocks inside the loop tree.  We
606      move them all to the loop->outer, and then let fix_bb_placements do
607      its work.  */
608
609   body = get_loop_body (loop);
610   edges = get_loop_exit_edges (loop, &n_edges);
611   n = loop->num_nodes;
612   for (i = 0; i < n; i++)
613     if (body[i]->loop_father == loop)
614       {
615         remove_bb_from_loops (body[i]);
616         add_bb_to_loop (body[i], loop->outer);
617       }
618   free(body);
619
620   while (loop->inner)
621     {
622       ploop = loop->inner;
623       flow_loop_tree_node_remove (ploop);
624       flow_loop_tree_node_add (loop->outer, ploop);
625     }
626
627   /* Remove the loop and free its data.  */
628   flow_loop_tree_node_remove (loop);
629   loops->parray[loop->num] = NULL;
630   flow_loop_free (loop);
631
632   remove_edge (latch->succ);
633   fix_bb_placements (loops, latch);
634
635   /* If the loop was inside an irreducible region, we would have to somehow
636      update the irreducible marks inside its body.  While it is certainly
637      possible to do, it is a bit complicated and this situation should be
638      very rare, so we just remark all loops in this case.  */
639   for (i = 0; i < n_edges; i++)
640     if (edges[i]->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
641       break;
642   if (i != n_edges)
643     mark_irreducible_loops (loops);
644   free (edges);
645 }
646
647 /* Fix placement of LOOP inside loop tree, i.e. find the innermost superloop
648    FATHER of LOOP such that all of the edges comming out of LOOP belong to
649    FATHER, and set it as outer loop of LOOP.  Return 1 if placement of
650    LOOP changed.  */
651 int
652 fix_loop_placement (struct loop *loop)
653 {
654   basic_block *body;
655   unsigned i;
656   edge e;
657   struct loop *father = loop->pred[0], *act;
658
659   body = get_loop_body (loop);
660   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
661     for (e = body[i]->succ; e; e = e->succ_next)
662       if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, e->dest))
663         {
664           act = find_common_loop (loop, e->dest->loop_father);
665           if (flow_loop_nested_p (father, act))
666             father = act;
667         }
668   free (body);
669
670   if (father != loop->outer)
671     {
672       for (act = loop->outer; act != father; act = act->outer)
673         act->num_nodes -= loop->num_nodes;
674       flow_loop_tree_node_remove (loop);
675       flow_loop_tree_node_add (father, loop);
676       return 1;
677     }
678   return 0;
679 }
680
681 /* Fix placement of superloops of LOOP inside loop tree, i.e. ensure that
682    condition stated in description of fix_loop_placement holds for them.
683    It is used in case when we removed some edges coming out of LOOP, which
684    may cause the right placement of LOOP inside loop tree to change.  */
685 static void
686 fix_loop_placements (struct loop *loop)
687 {
688   struct loop *outer;
689
690   while (loop->outer)
691     {
692       outer = loop->outer;
693       if (!fix_loop_placement (loop))
694         break;
695       loop = outer;
696     }
697 }
698
699 /* Creates place for a new LOOP in LOOPS structure.  */
700 static void
701 place_new_loop (struct loops *loops, struct loop *loop)
702 {
703   loops->parray =
704     xrealloc (loops->parray, (loops->num + 1) * sizeof (struct loop *));
705   loops->parray[loops->num] = loop;
706
707   loop->num = loops->num++;
708 }
709
710 /* Copies copy of LOOP as subloop of TARGET loop, placing newly
711    created loop into LOOPS structure.  */
712 static struct loop *
713 duplicate_loop (struct loops *loops, struct loop *loop, struct loop *target)
714 {
715   struct loop *cloop;
716   cloop = xcalloc (1, sizeof (struct loop));
717   place_new_loop (loops, cloop);
718
719   /* Initialize copied loop.  */
720   cloop->level = loop->level;
721
722   /* Set it as copy of loop.  */
723   loop->copy = cloop;
724
725   /* Add it to target.  */
726   flow_loop_tree_node_add (target, cloop);
727
728   return cloop;
729 }
730
731 /* Copies structure of subloops of LOOP into TARGET loop, placing
732    newly created loops into loop tree stored in LOOPS.  */
733 static void
734 duplicate_subloops (struct loops *loops, struct loop *loop, struct loop *target)
735 {
736   struct loop *aloop, *cloop;
737
738   for (aloop = loop->inner; aloop; aloop = aloop->next)
739     {
740       cloop = duplicate_loop (loops, aloop, target);
741       duplicate_subloops (loops, aloop, cloop);
742     }
743 }
744
745 /* Copies structure of subloops of N loops, stored in array COPIED_LOOPS,
746    into TARGET loop, placing newly created loops into loop tree LOOPS.  */
747 static void
748 copy_loops_to (struct loops *loops, struct loop **copied_loops, int n, struct loop *target)
749 {
750   struct loop *aloop;
751   int i;
752
753   for (i = 0; i < n; i++)
754     {
755       aloop = duplicate_loop (loops, copied_loops[i], target);
756       duplicate_subloops (loops, copied_loops[i], aloop);
757     }
758 }
759
760 /* Redirects edge E to basic block DEST.  */
761 static void
762 loop_redirect_edge (edge e, basic_block dest)
763 {
764   if (e->dest == dest)
765     return;
766
767   redirect_edge_and_branch_force (e, dest);
768 }
769
770 /* Deletes edge E from a branch if possible.  Unless REALLY_DELETE is set,
771    just test whether it is possible to remove the edge.  */
772 static bool
773 loop_delete_branch_edge (edge e, int really_delete)
774 {
775   basic_block src = e->src;
776   int irr;
777   edge snd;
778
779   if (src->succ->succ_next)
780     {
781       basic_block newdest;
782
783       /* Cannot handle more than two exit edges.  */
784       if (src->succ->succ_next->succ_next)
785         return false;
786       /* And it must be just a simple branch.  */
787       if (!any_condjump_p (src->end))
788         return false;
789
790       snd = e == src->succ ? src->succ->succ_next : src->succ;
791       newdest = snd->dest;
792       if (newdest == EXIT_BLOCK_PTR)
793         return false;
794
795       /* Hopefully the above conditions should suffice.  */
796       if (!really_delete)
797         return true;
798
799       /* Redirecting behaves wrongly wrto this flag.  */
800       irr = snd->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
801
802       if (!redirect_edge_and_branch (e, newdest))
803         return false;
804       src->succ->flags &= ~EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
805       src->succ->flags |= irr;
806
807       return true;
808     }
809   else
810     {
811       /* Cannot happen -- we are using this only to remove an edge
812          from branch.  */
813       abort ();
814     }
815
816   return false;  /* To avoid warning, cannot get here.  */
817 }
818
819 /* Check whether LOOP's body can be duplicated.  */
820 bool
821 can_duplicate_loop_p (struct loop *loop)
822 {
823   int ret;
824   basic_block *bbs = get_loop_body (loop);
825
826   ret = can_copy_bbs_p (bbs, loop->num_nodes);
827   free (bbs);
828   
829   return ret;
830 }
831
832 #define RDIV(X,Y) (((X) + (Y) / 2) / (Y))
833
834 /* Duplicates body of LOOP to given edge E NDUPL times.  Takes care of updating
835    LOOPS structure and dominators.  E's destination must be LOOP header for
836    this to work, i.e. it must be entry or latch edge of this loop; these are
837    unique, as the loops must have preheaders for this function to work
838    correctly (in case E is latch, the function unrolls the loop, if E is entry
839    edge, it peels the loop).  Store edges created by copying ORIG edge from
840    copies corresponding to set bits in WONT_EXIT bitmap (bit 0 corresponds to
841    original LOOP body, the other copies are numbered in order given by control
842    flow through them) into TO_REMOVE array.  Returns false if duplication is
843    impossible.  */
844 int
845 duplicate_loop_to_header_edge (struct loop *loop, edge e, struct loops *loops,
846                                unsigned int ndupl, sbitmap wont_exit,
847                                edge orig, edge *to_remove,
848                                unsigned int *n_to_remove, int flags)
849 {
850   struct loop *target, *aloop;
851   struct loop **orig_loops;
852   unsigned n_orig_loops;
853   basic_block header = loop->header, latch = loop->latch;
854   basic_block *new_bbs, *bbs, *first_active;
855   basic_block new_bb, bb, first_active_latch = NULL;
856   edge ae, latch_edge;
857   edge spec_edges[2], new_spec_edges[2];
858 #define SE_LATCH 0
859 #define SE_ORIG 1
860   unsigned i, j, n;
861   int is_latch = (latch == e->src);
862   int scale_act = 0, *scale_step = NULL, scale_main = 0;
863   int p, freq_in, freq_le, freq_out_orig;
864   int prob_pass_thru, prob_pass_wont_exit, prob_pass_main;
865   int add_irreducible_flag;
866
867   if (e->dest != loop->header)
868     abort ();
869   if (ndupl <= 0)
870     abort ();
871
872   if (orig)
873     {
874       /* Orig must be edge out of the loop.  */
875       if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, orig->src))
876         abort ();
877       if (flow_bb_inside_loop_p (loop, orig->dest))
878         abort ();
879     }
880
881   bbs = get_loop_body (loop);
882
883   /* Check whether duplication is possible.  */
884   if (!can_copy_bbs_p (bbs, loop->num_nodes))
885     {
886       free (bbs);
887       return false;
888     }
889   new_bbs = xmalloc (sizeof (basic_block) * loop->num_nodes);
890
891   /* In case we are doing loop peeling and the loop is in the middle of
892      irreducible region, the peeled copies will be inside it too.  */
893   add_irreducible_flag = e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
894   if (is_latch && add_irreducible_flag)
895     abort ();
896
897   /* Find edge from latch.  */
898   latch_edge = loop_latch_edge (loop);
899
900   if (flags & DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ)
901     {
902       /* Calculate coefficients by that we have to scale frequencies
903          of duplicated loop bodies.  */
904       freq_in = header->frequency;
905       freq_le = EDGE_FREQUENCY (latch_edge);
906       if (freq_in == 0)
907         freq_in = 1;
908       if (freq_in < freq_le)
909         freq_in = freq_le;
910       freq_out_orig = orig ? EDGE_FREQUENCY (orig) : freq_in - freq_le;
911       if (freq_out_orig > freq_in - freq_le)
912         freq_out_orig = freq_in - freq_le;
913       prob_pass_thru = RDIV (REG_BR_PROB_BASE * freq_le, freq_in);
914       prob_pass_wont_exit =
915               RDIV (REG_BR_PROB_BASE * (freq_le + freq_out_orig), freq_in);
916
917       scale_step = xmalloc (ndupl * sizeof (int));
918
919         for (i = 1; i <= ndupl; i++)
920           scale_step[i - 1] = TEST_BIT (wont_exit, i)
921                                 ? prob_pass_wont_exit
922                                 : prob_pass_thru;
923
924       if (is_latch)
925         {
926           prob_pass_main = TEST_BIT (wont_exit, 0)
927                                 ? prob_pass_wont_exit
928                                 : prob_pass_thru;
929           p = prob_pass_main;
930           scale_main = REG_BR_PROB_BASE;
931           for (i = 0; i < ndupl; i++)
932             {
933               scale_main += p;
934               p = RDIV (p * scale_step[i], REG_BR_PROB_BASE);
935             }
936           scale_main = RDIV (REG_BR_PROB_BASE * REG_BR_PROB_BASE, scale_main);
937           scale_act = RDIV (scale_main * prob_pass_main, REG_BR_PROB_BASE);
938         }
939       else
940         {
941           scale_main = REG_BR_PROB_BASE;
942           for (i = 0; i < ndupl; i++)
943             scale_main = RDIV (scale_main * scale_step[i], REG_BR_PROB_BASE);
944           scale_act = REG_BR_PROB_BASE - prob_pass_thru;
945         }
946       for (i = 0; i < ndupl; i++)
947         if (scale_step[i] < 0 || scale_step[i] > REG_BR_PROB_BASE)
948           abort ();
949       if (scale_main < 0 || scale_main > REG_BR_PROB_BASE
950           || scale_act < 0  || scale_act > REG_BR_PROB_BASE)
951         abort ();
952     }
953
954   /* Loop the new bbs will belong to.  */
955   target = e->src->loop_father;
956
957   /* Original loops.  */
958   n_orig_loops = 0;
959   for (aloop = loop->inner; aloop; aloop = aloop->next)
960     n_orig_loops++;
961   orig_loops = xcalloc (n_orig_loops, sizeof (struct loop *));
962   for (aloop = loop->inner, i = 0; aloop; aloop = aloop->next, i++)
963     orig_loops[i] = aloop;
964
965   loop->copy = target;
966
967   n = loop->num_nodes;
968
969   first_active = xmalloc (n * sizeof (basic_block));
970   if (is_latch)
971     {
972       memcpy (first_active, bbs, n * sizeof (basic_block));
973       first_active_latch = latch;
974     }
975
976   /* Record exit edge in original loop body.  */
977   if (orig && TEST_BIT (wont_exit, 0))
978     to_remove[(*n_to_remove)++] = orig;
979
980   spec_edges[SE_ORIG] = orig;
981   spec_edges[SE_LATCH] = latch_edge;
982
983   for (j = 0; j < ndupl; j++)
984     {
985       /* Copy loops.  */
986       copy_loops_to (loops, orig_loops, n_orig_loops, target);
987
988       /* Copy bbs.  */
989       copy_bbs (bbs, n, new_bbs, spec_edges, 2, new_spec_edges, loop, loops);
990
991       /* Redirect the special edges.  */
992       if (is_latch)
993         {
994           redirect_edge_and_branch_force (latch_edge, new_bbs[0]);
995           redirect_edge_and_branch_force (new_spec_edges[SE_LATCH],
996                                           loop->header);
997           set_immediate_dominator (loops->cfg.dom, new_bbs[0], latch);
998           latch = loop->latch = new_bbs[1];
999           e = latch_edge = new_spec_edges[SE_LATCH];
1000         }
1001       else
1002         {
1003           redirect_edge_and_branch_force (new_spec_edges[SE_LATCH],
1004                                           loop->header);
1005           redirect_edge_and_branch_force (e, new_bbs[0]);
1006           set_immediate_dominator (loops->cfg.dom, new_bbs[0], e->src);
1007           e = new_spec_edges[SE_LATCH];
1008         }
1009
1010       /* Record exit edge in this copy.  */
1011       if (orig && TEST_BIT (wont_exit, j + 1))
1012         to_remove[(*n_to_remove)++] = new_spec_edges[SE_ORIG];
1013
1014       /* Note whether the blocks and edges belong to an irreducible loop.  */
1015       if (add_irreducible_flag)
1016         {
1017           for (i = 0; i < n; i++)
1018             {
1019               new_bb = new_bbs[i];
1020               if (new_bb->loop_father == target)
1021                 new_bb->flags |= BB_IRREDUCIBLE_LOOP;
1022
1023               for (ae = new_bb->succ; ae; ae = ae->succ_next)
1024                 if (ae->src->loop_father == target
1025                     || ae->dest->loop_father == target)
1026                   ae->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1027             }
1028         }
1029
1030       /* Record the first copy in the control flow order if it is not
1031          the original loop (i.e. in case of peeling).  */
1032       if (!first_active_latch)
1033         {
1034           memcpy (first_active, new_bbs, n * sizeof (basic_block));
1035           first_active_latch = new_bbs[1];
1036         }
1037
1038       /* Set counts and frequencies.  */
1039       if (flags & DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ)
1040         {
1041           scale_bbs_frequencies (new_bbs, n, scale_act, REG_BR_PROB_BASE);
1042           scale_act = RDIV (scale_act * scale_step[j], REG_BR_PROB_BASE);
1043         }
1044     }
1045   free (new_bbs);
1046   free (orig_loops);
1047   
1048   /* Update the original loop.  */
1049   if (!is_latch)
1050     set_immediate_dominator (loops->cfg.dom, e->dest, e->src);
1051   if (flags & DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ)
1052     {
1053       scale_bbs_frequencies (bbs, n, scale_main, REG_BR_PROB_BASE);
1054       free (scale_step);
1055     }
1056
1057   /* Update dominators of outer blocks if affected.  */
1058   for (i = 0; i < n; i++)
1059     {
1060       basic_block dominated, dom_bb, *dom_bbs;
1061       int n_dom_bbs,j;
1062
1063       bb = bbs[i];
1064       n_dom_bbs = get_dominated_by (loops->cfg.dom, bb, &dom_bbs);
1065       for (j = 0; j < n_dom_bbs; j++)
1066         {
1067           dominated = dom_bbs[j];
1068           if (flow_bb_inside_loop_p (loop, dominated))
1069             continue;
1070           dom_bb = nearest_common_dominator (
1071                         loops->cfg.dom, first_active[i], first_active_latch);
1072           set_immediate_dominator (loops->cfg.dom, dominated, dom_bb);
1073         }
1074       free (dom_bbs);
1075     }
1076   free (first_active);
1077
1078   free (bbs);
1079
1080   return true;
1081 }
1082
1083 /* Creates a pre-header for a LOOP.  Returns newly created block.  Unless
1084    CP_SIMPLE_PREHEADERS is set in FLAGS, we only force LOOP to have single
1085    entry; otherwise we also force preheader block to have only one successor.
1086    The function also updates dominators stored in DOM.  */
1087 static basic_block
1088 create_preheader (struct loop *loop, dominance_info dom, int flags)
1089 {
1090   edge e, fallthru;
1091   basic_block dummy;
1092   basic_block jump, src = 0;
1093   struct loop *cloop, *ploop;
1094   int nentry = 0;
1095   rtx insn;
1096
1097   cloop = loop->outer;
1098
1099   for (e = loop->header->pred; e; e = e->pred_next)
1100     {
1101       if (e->src == loop->latch)
1102         continue;
1103       nentry++;
1104     }
1105   if (!nentry)
1106     abort ();
1107   if (nentry == 1)
1108     {
1109       for (e = loop->header->pred; e->src == loop->latch; e = e->pred_next);
1110       if (!(flags & CP_SIMPLE_PREHEADERS)
1111           || !e->src->succ->succ_next)
1112         return NULL;
1113     }
1114
1115   insn = first_insn_after_basic_block_note (loop->header);
1116   if (insn)
1117     insn = PREV_INSN (insn);
1118   else
1119     insn = get_last_insn ();
1120   if (insn == loop->header->end)
1121     {
1122       /* Split_block would not split block after its end.  */
1123       emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, insn);
1124     }
1125   fallthru = split_block (loop->header, insn);
1126   dummy = fallthru->src;
1127   loop->header = fallthru->dest;
1128
1129   /* The header could be a latch of some superloop(s); due to design of
1130      split_block, it would now move to fallthru->dest.  */
1131   for (ploop = loop; ploop; ploop = ploop->outer)
1132     if (ploop->latch == dummy)
1133       ploop->latch = fallthru->dest;
1134
1135   add_to_dominance_info (dom, fallthru->dest);
1136
1137   /* Redirect edges.  */
1138   for (e = dummy->pred; e; e = e->pred_next)
1139     {
1140       src = e->src;
1141       if (src == loop->latch)
1142         break;
1143     }
1144   if (!e)
1145     abort ();
1146
1147   dummy->frequency -= EDGE_FREQUENCY (e);
1148   dummy->count -= e->count;
1149   fallthru->count -= e->count;
1150   jump = redirect_edge_and_branch_force (e, loop->header);
1151   if (jump)
1152     {
1153       add_to_dominance_info (dom, jump);
1154       set_immediate_dominator (dom, jump, src);
1155       add_bb_to_loop (jump, loop);
1156       loop->latch = jump;
1157     }
1158
1159   /* Update structures.  */
1160   redirect_immediate_dominators (dom, dummy, loop->header);
1161   set_immediate_dominator (dom, loop->header, dummy);
1162   loop->header->loop_father = loop;
1163   add_bb_to_loop (dummy, cloop);
1164   if (rtl_dump_file)
1165     fprintf (rtl_dump_file, "Created preheader block for loop %i\n",
1166              loop->num);
1167
1168   return dummy;
1169 }
1170
1171 /* Create preheaders for each loop from loop tree stored in LOOPS; for meaning
1172    of FLAGS see create_preheader.  */
1173 void
1174 create_preheaders (struct loops *loops, int flags)
1175 {
1176   unsigned i;
1177   for (i = 1; i < loops->num; i++)
1178     create_preheader (loops->parray[i], loops->cfg.dom, flags);
1179   loops->state |= LOOPS_HAVE_PREHEADERS;
1180 }
1181
1182 /* Forces all loop latches of loops from loop tree LOOPS to have only single
1183    successor.  */
1184 void
1185 force_single_succ_latches (struct loops *loops)
1186 {
1187   unsigned i;
1188   struct loop *loop;
1189   edge e;
1190
1191   for (i = 1; i < loops->num; i++)
1192     {
1193       loop = loops->parray[i];
1194       if (loop->latch != loop->header
1195           && !loop->latch->succ->succ_next)
1196         continue;
1197
1198       for (e = loop->header->pred; e->src != loop->latch; e = e->pred_next)
1199         continue;
1200
1201       loop_split_edge_with (e, NULL_RTX, loops);
1202     }
1203   loops->state |= LOOPS_HAVE_SIMPLE_LATCHES;
1204 }
1205
1206 /* A quite stupid function to put INSNS on edge E. They are supposed to form
1207    just one basic block.  Jumps in INSNS are not handled, so cfg do not have to
1208    be ok after this function.  The created block is placed on correct place
1209    in LOOPS structure and its dominator is set.  */
1210 basic_block
1211 loop_split_edge_with (edge e, rtx insns, struct loops *loops)
1212 {
1213   basic_block src, dest, new_bb;
1214   struct loop *loop_c;
1215   edge new_e;
1216
1217   src = e->src;
1218   dest = e->dest;
1219
1220   loop_c = find_common_loop (src->loop_father, dest->loop_father);
1221
1222   /* Create basic block for it.  */
1223
1224   new_bb = split_edge (e);
1225   add_to_dominance_info (loops->cfg.dom, new_bb);
1226   add_bb_to_loop (new_bb, loop_c);
1227   new_bb->flags = insns ? BB_SUPERBLOCK : 0;
1228
1229   new_e = new_bb->succ;
1230   if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
1231     {
1232       new_bb->flags |= BB_IRREDUCIBLE_LOOP;
1233       new_e->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1234     }
1235
1236   if (insns)
1237     emit_insn_after (insns, new_bb->end);
1238
1239   set_immediate_dominator (loops->cfg.dom, new_bb, src);
1240   set_immediate_dominator (loops->cfg.dom, dest,
1241     recount_dominator (loops->cfg.dom, dest));
1242
1243   if (dest->loop_father->latch == src)
1244     dest->loop_father->latch = new_bb;
1245
1246   return new_bb;
1247 }