gcc/graphite-dependences.c

   1 /* Data dependence analysis for Graphite.
   2    Copyright (C) 2009 Free Software Foundation, Inc.
   3    Contributed by Sebastian Pop <sebastian.pop@amd.com> and
   4    Konrad Trifunovic <konrad.trifunovic@inria.fr>.
   5
   6 This file is part of GCC.
   7
   8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
   9 it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
  11 any later version.
  12
  13 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
  14 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16 GNU General Public License for more details.
  17
  18 You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
  20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
  21
  22 #include "config.h"
  23 #include "system.h"
  24 #include "coretypes.h"
  25 #include "tm.h"
  26 #include "ggc.h"
  27 #include "tree.h"
  28 #include "rtl.h"
  29 #include "basic-block.h"
  30 #include "diagnostic.h"
  31 #include "tree-flow.h"
  32 #include "toplev.h"
  33 #include "tree-dump.h"
  34 #include "timevar.h"
  35 #include "cfgloop.h"
  36 #include "tree-chrec.h"
  37 #include "tree-data-ref.h"
  38 #include "tree-scalar-evolution.h"
  39 #include "tree-pass.h"
  40 #include "domwalk.h"
  41 #include "pointer-set.h"
  42 #include "gimple.h"
  43
  44 #ifdef HAVE_cloog
  45 #include "cloog/cloog.h"
  46 #include "ppl_c.h"
  47 #include "sese.h"
  48 #include "graphite-ppl.h"
  49 #include "graphite.h"
  50 #include "graphite-poly.h"
  51 #include "graphite-dependences.h"
  52
  53 /* Returns a new polyhedral Data Dependence Relation (DDR).  SOURCE is
  54    the source data reference, SINK is the sink data reference.  When
  55    the Data Dependence Polyhedron DDP is not NULL or not empty, SOURCE
  56    and SINK are in dependence as described by DDP.  */
  57
  58 static poly_ddr_p
  59 new_poly_ddr (poly_dr_p source, poly_dr_p sink,
  60               ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t ddp,
  61               bool original_scattering_p)
  62 {
  63   poly_ddr_p pddr = XNEW (struct poly_ddr);
  64
  65   PDDR_SOURCE (pddr) = source;
  66   PDDR_SINK (pddr) = sink;
  67   PDDR_DDP (pddr) = ddp;
  68   PDDR_ORIGINAL_SCATTERING_P (pddr) = original_scattering_p;
  69
  70   if (!ddp || ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_is_empty (ddp))
  71     PDDR_KIND (pddr) = no_dependence;
  72   else
  73     PDDR_KIND (pddr) = has_dependence;
  74
  75   return pddr;
  76 }
  77
  78 /* Free the poly_ddr_p P.  */
  79
  80 void
  81 free_poly_ddr (void *p)
  82 {
  83   poly_ddr_p pddr = (poly_ddr_p) p;
  84   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (PDDR_DDP (pddr));
  85   free (pddr);
  86 }
  87
  88 /* Comparison function for poly_ddr hash table.  */
  89
  90 int
  91 eq_poly_ddr_p (const void *pddr1, const void *pddr2)
  92 {
  93   const struct poly_ddr *p1 = (const struct poly_ddr *) pddr1;
  94   const struct poly_ddr *p2 = (const struct poly_ddr *) pddr2;
  95
  96   return (PDDR_SOURCE (p1) == PDDR_SOURCE (p2)
  97           && PDDR_SINK (p1) == PDDR_SINK (p2));
  98 }
  99
 100 /* Hash function for poly_ddr hashtable.  */
 101
 102 hashval_t
 103 hash_poly_ddr_p (const void *pddr)
 104 {
 105   const struct poly_ddr *p = (const struct poly_ddr *) pddr;
 106
 107   return (hashval_t) ((long) PDDR_SOURCE (p) + (long) PDDR_SINK (p));
 108 }
 109
 110 /* Returns true when PDDR has no dependence.  */
 111
 112 static bool
 113 pddr_is_empty (poly_ddr_p pddr)
 114 {
 115   if (!pddr)
 116     return true;
 117
 118   gcc_assert (PDDR_KIND (pddr) != unknown_dependence);
 119
 120   return PDDR_KIND (pddr) == no_dependence ? true : false;
 121 }
 122
 123 /* Prints to FILE the layout of the dependence polyhedron of PDDR:
 124
 125    T1|I1|T2|I2|S1|S2|G
 126
 127    with
 128    | T1 and T2 the scattering dimensions for PDDR_SOURCE and PDDR_SINK
 129    | I1 and I2 the iteration domains
 130    | S1 and S2 the subscripts
 131    | G the global parameters.  */
 132
 133 static void
 134 print_dependence_polyhedron_layout (FILE *file, poly_ddr_p pddr)
 135 {
 136   poly_dr_p pdr1 = PDDR_SOURCE (pddr);
 137   poly_dr_p pdr2 = PDDR_SINK (pddr);
 138   poly_bb_p pbb1 = PDR_PBB (pdr1);
 139   poly_bb_p pbb2 = PDR_PBB (pdr2);
 140
 141   graphite_dim_t i;
 142   graphite_dim_t tdim1 = PDDR_ORIGINAL_SCATTERING_P (pddr) ?
 143     pbb_nb_scattering_orig (pbb1) : pbb_nb_scattering_transform (pbb1);
 144   graphite_dim_t tdim2 = PDDR_ORIGINAL_SCATTERING_P (pddr) ?
 145     pbb_nb_scattering_orig (pbb2) : pbb_nb_scattering_transform (pbb2);
 146   graphite_dim_t idim1 = pbb_dim_iter_domain (pbb1);
 147   graphite_dim_t idim2 = pbb_dim_iter_domain (pbb2);
 148   graphite_dim_t sdim1 = PDR_NB_SUBSCRIPTS (pdr1) + 1;
 149   graphite_dim_t sdim2 = PDR_NB_SUBSCRIPTS (pdr2) + 1;
 150   graphite_dim_t gdim = scop_nb_params (PBB_SCOP (pbb1));
 151
 152   fprintf (file, "#  eq");
 153
 154   for (i = 0; i < tdim1; i++)
 155     fprintf (file, "   t1_%d", (int) i);
 156   for (i = 0; i < idim1; i++)
 157     fprintf (file, "   i1_%d", (int) i);
 158   for (i = 0; i < tdim2; i++)
 159     fprintf (file, "   t2_%d", (int) i);
 160   for (i = 0; i < idim2; i++)
 161     fprintf (file, "   i2_%d", (int) i);
 162   for (i = 0; i < sdim1; i++)
 163     fprintf (file, "   s1_%d", (int) i);
 164   for (i = 0; i < sdim2; i++)
 165     fprintf (file, "   s2_%d", (int) i);
 166   for (i = 0; i < gdim; i++)
 167     fprintf (file, "    g_%d", (int) i);
 168
 169   fprintf (file, "    cst\n");
 170 }
 171
 172 /* Prints to FILE the poly_ddr_p PDDR.  */
 173
 174 void
 175 print_pddr (FILE *file, poly_ddr_p pddr)
 176 {
 177   fprintf (file, "pddr (kind: ");
 178
 179   if (PDDR_KIND (pddr) == unknown_dependence)
 180     fprintf (file, "unknown_dependence");
 181   else if (PDDR_KIND (pddr) == no_dependence)
 182     fprintf (file, "no_dependence");
 183   else if (PDDR_KIND (pddr) == has_dependence)
 184     fprintf (file, "has_dependence");
 185
 186   fprintf (file, "\n  source ");
 187   print_pdr (file, PDDR_SOURCE (pddr));
 188
 189   fprintf (file, "\n  sink ");
 190   print_pdr (file, PDDR_SINK (pddr));
 191
 192   if (PDDR_KIND (pddr) == has_dependence)
 193     {
 194       fprintf (file, "\n  dependence polyhedron (\n");
 195       print_dependence_polyhedron_layout (file, pddr);
 196       ppl_print_powerset_matrix (file, PDDR_DDP (pddr));
 197       fprintf (file, ")\n");
 198     }
 199
 200   fprintf (file, ")\n");
 201 }
 202
 203 /* Prints to STDERR the poly_ddr_p PDDR.  */
 204
 205 void
 206 debug_pddr (poly_ddr_p pddr)
 207 {
 208   print_pddr (stderr, pddr);
 209 }
 210
 211
 212 /* Remove all the dimensions except alias information at dimension
 213    ALIAS_DIM.  */
 214
 215 static void
 216 build_alias_set_powerset (ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t alias_powerset,
 217                           ppl_dimension_type alias_dim)
 218 {
 219   ppl_dimension_type *ds;
 220   ppl_dimension_type access_dim;
 221   unsigned i, pos = 0;
 222
 223   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_space_dimension (alias_powerset,
 224                                                       &access_dim);
 225   ds = XNEWVEC (ppl_dimension_type, access_dim-1);
 226   for (i = 0; i < access_dim; i++)
 227     {
 228       if (i == alias_dim)
 229         continue;
 230
 231       ds[pos] = i;
 232       pos++;
 233     }
 234
 235   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_remove_space_dimensions (alias_powerset,
 236                                                               ds,
 237                                                               access_dim - 1);
 238   free (ds);
 239 }
 240
 241 /* Return true when PDR1 and PDR2 may alias.  */
 242
 243 static bool
 244 poly_drs_may_alias_p (poly_dr_p pdr1, poly_dr_p pdr2)
 245 {
 246   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t alias_powerset1, alias_powerset2;
 247   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t accesses1 = PDR_ACCESSES (pdr1);
 248   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t accesses2 = PDR_ACCESSES (pdr2);
 249   ppl_dimension_type alias_dim1 = pdr_alias_set_dim (pdr1);
 250   ppl_dimension_type alias_dim2 = pdr_alias_set_dim (pdr2);
 251   int empty_p;
 252
 253   ppl_new_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_from_Pointset_Powerset_C_Polyhedron
 254     (&alias_powerset1, accesses1);
 255   ppl_new_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_from_Pointset_Powerset_C_Polyhedron
 256     (&alias_powerset2, accesses2);
 257
 258   build_alias_set_powerset (alias_powerset1, alias_dim1);
 259   build_alias_set_powerset (alias_powerset2, alias_dim2);
 260
 261   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign
 262     (alias_powerset1, alias_powerset2);
 263
 264   empty_p = ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_is_empty (alias_powerset1);
 265
 266   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (alias_powerset1);
 267   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (alias_powerset2);
 268
 269   return !empty_p;
 270 }
 271
 272 /* Returns a polyhedron of dimension DIM.
 273
 274    Maps the dimensions [0, ..., cut - 1] of polyhedron P to OFFSET
 275    and the dimensions [cut, ..., nb_dim] to DIM - GDIM.  */
 276
 277 static ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t
 278 map_into_dep_poly (graphite_dim_t dim, graphite_dim_t gdim,
 279                    ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t p,
 280                    graphite_dim_t cut,
 281                    graphite_dim_t offset)
 282 {
 283   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t res;
 284
 285   ppl_new_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_from_Pointset_Powerset_C_Polyhedron
 286     (&res, p);
 287   ppl_insert_dimensions_pointset (res, 0, offset);
 288   ppl_insert_dimensions_pointset (res, offset + cut,
 289                                   dim - offset - cut - gdim);
 290
 291   return res;
 292 }
 293
 294 /* Swap [cut0, ..., cut1] to the end of DR: "a CUT0 b CUT1 c" is
 295    transformed into "a CUT0 c CUT1' b"
 296
 297    Add NB0 zeros before "a":  "00...0 a CUT0 c CUT1' b"
 298    Add NB1 zeros between "a" and "c":  "00...0 a 00...0 c CUT1' b"
 299    Add DIM - NB0 - NB1 - PDIM zeros between "c" and "b":
 300    "00...0 a 00...0 c 00...0 b".  */
 301
 302 static ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t
 303 map_dr_into_dep_poly (graphite_dim_t dim,
 304                       ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t dr,
 305                       graphite_dim_t cut0, graphite_dim_t cut1,
 306                       graphite_dim_t nb0, graphite_dim_t nb1)
 307 {
 308   ppl_dimension_type pdim;
 309   ppl_dimension_type *map;
 310   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t res;
 311   ppl_dimension_type i;
 312
 313   ppl_new_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_from_Pointset_Powerset_C_Polyhedron
 314     (&res, dr);
 315   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_space_dimension (res, &pdim);
 316
 317   map = (ppl_dimension_type *) XNEWVEC (ppl_dimension_type, pdim);
 318
 319   /* First mapping: move 'g' vector to right position.  */
 320   for (i = 0; i < cut0; i++)
 321     map[i] = i;
 322
 323   for (i = cut0; i < cut1; i++)
 324     map[i] = pdim - cut1 + i;
 325
 326   for (i = cut1; i < pdim; i++)
 327     map[i] = cut0 + i - cut1;
 328
 329   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_map_space_dimensions (res, map, pdim);
 330   free (map);
 331
 332   /* After swapping 's' and 'g' vectors, we have to update a new cut.  */
 333   cut1 = pdim - cut1 + cut0;
 334
 335   ppl_insert_dimensions_pointset (res, 0, nb0);
 336   ppl_insert_dimensions_pointset (res, nb0 + cut0, nb1);
 337   ppl_insert_dimensions_pointset (res, nb0 + nb1 + cut1,
 338                                   dim - nb0 - nb1 - pdim);
 339
 340   return res;
 341 }
 342
 343 /* Builds subscript equality constraints.  */
 344
 345 static ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t
 346 dr_equality_constraints (graphite_dim_t dim,
 347                          graphite_dim_t pos, graphite_dim_t nb_subscripts)
 348 {
 349   ppl_Polyhedron_t eqs;
 350   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t res;
 351   graphite_dim_t i;
 352
 353   ppl_new_C_Polyhedron_from_space_dimension (&eqs, dim, 0);
 354
 355   for (i = 0; i < nb_subscripts; i++)
 356     {
 357       ppl_Constraint_t cstr
 358         = ppl_build_relation (dim, pos + i, pos + i + nb_subscripts,
 359                               0, PPL_CONSTRAINT_TYPE_EQUAL);
 360       ppl_Polyhedron_add_constraint (eqs, cstr);
 361       ppl_delete_Constraint (cstr);
 362     }
 363
 364   ppl_new_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_from_C_Polyhedron (&res, eqs);
 365   ppl_delete_Polyhedron (eqs);
 366   return res;
 367 }
 368
 369 /* Builds scheduling inequality constraints: when DIRECTION is
 370    1 builds a GE constraint,
 371    0 builds an EQ constraint,
 372    -1 builds a LE constraint.  */
 373
 374 static ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t
 375 build_pairwise_scheduling (graphite_dim_t dim,
 376                            graphite_dim_t pos,
 377                            graphite_dim_t offset,
 378                            int direction)
 379 {
 380   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t res;
 381   ppl_Polyhedron_t equalities;
 382   ppl_Constraint_t cstr;
 383
 384   ppl_new_C_Polyhedron_from_space_dimension (&equalities, dim, 0);
 385
 386   switch (direction)
 387     {
 388     case -1:
 389       cstr = ppl_build_relation (dim, pos, pos + offset, 1,
 390                                  PPL_CONSTRAINT_TYPE_LESS_OR_EQUAL);
 391       break;
 392
 393     case 0:
 394       cstr = ppl_build_relation (dim, pos, pos + offset, 0,
 395                                  PPL_CONSTRAINT_TYPE_EQUAL);
 396       break;
 397
 398     case 1:
 399       cstr = ppl_build_relation (dim, pos, pos + offset, -1,
 400                                  PPL_CONSTRAINT_TYPE_GREATER_OR_EQUAL);
 401       break;
 402
 403     default:
 404       gcc_unreachable ();
 405     }
 406
 407   ppl_Polyhedron_add_constraint (equalities, cstr);
 408   ppl_delete_Constraint (cstr);
 409
 410   ppl_new_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_from_C_Polyhedron (&res, equalities);
 411   ppl_delete_Polyhedron (equalities);
 412   return res;
 413 }
 414
 415 /* Add to a non empty polyhedron BAG the precedence constraints for
 416    the lexicographical comparison of time vectors in BAG following the
 417    lexicographical order.  DIM is the dimension of the polyhedron BAG.
 418    TDIM is the number of loops common to the two statements that are
 419    compared lexicographically, i.e. the number of loops containing
 420    both statements.  OFFSET is the number of dimensions needed to
 421    represent the first statement, i.e. dimT1 + dimI1 in the layout of
 422    the BAG polyhedron: T1|I1|T2|I2|S1|S2|G.  When DIRECTION is set to
 423    1, compute the direct dependence from PDR1 to PDR2, and when
 424    DIRECTION is -1, compute the reversed dependence relation, from
 425    PDR2 to PDR1.  */
 426
 427 static ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t
 428 build_lexicographical_constraint (ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t bag,
 429                                   graphite_dim_t dim,
 430                                   graphite_dim_t tdim,
 431                                   graphite_dim_t offset,
 432                                   int direction)
 433 {
 434   graphite_dim_t i;
 435   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t res, lex;
 436
 437   ppl_new_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_from_space_dimension (&res, dim, 1);
 438
 439   lex = build_pairwise_scheduling (dim, 0, offset, direction);
 440   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (lex, bag);
 441
 442   if (!ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_is_empty (lex))
 443     ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_upper_bound_assign (res, lex);
 444
 445   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (lex);
 446
 447   for (i = 0; i < tdim - 1; i++)
 448     {
 449       ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t sceq;
 450
 451       sceq = build_pairwise_scheduling (dim, i, offset, 0);
 452       ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (bag, sceq);
 453       ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (sceq);
 454
 455       lex = build_pairwise_scheduling (dim, i + 1, offset, direction);
 456       ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (lex, bag);
 457
 458       if (!ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_is_empty (lex))
 459         ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_upper_bound_assign (res, lex);
 460
 461       ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (lex);
 462     }
 463
 464   return res;
 465 }
 466
 467 /* Build the dependence polyhedron for data references PDR1 and PDR2.
 468    The layout of the dependence polyhedron is:
 469
 470    T1|I1|T2|I2|S1|S2|G
 471
 472    with
 473    | T1 and T2 the scattering dimensions for PDR1 and PDR2
 474    | I1 and I2 the iteration domains
 475    | S1 and S2 the subscripts
 476    | G the global parameters.
 477
 478    When DIRECTION is set to 1, compute the direct dependence from PDR1
 479    to PDR2, and when DIRECTION is -1, compute the reversed dependence
 480    relation, from PDR2 to PDR1.  */
 481
 482 static ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t
 483 dependence_polyhedron_1 (poly_dr_p pdr1, poly_dr_p pdr2,
 484                          int direction, bool original_scattering_p)
 485 {
 486   poly_bb_p pbb1 = PDR_PBB (pdr1);
 487   poly_bb_p pbb2 = PDR_PBB (pdr2);
 488   scop_p scop = PBB_SCOP (pbb1);
 489   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t d1 = PBB_DOMAIN (pbb1);
 490   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t d2 = PBB_DOMAIN (pbb2);
 491   graphite_dim_t tdim1 = original_scattering_p ?
 492     pbb_nb_scattering_orig (pbb1) : pbb_nb_scattering_transform (pbb1);
 493   graphite_dim_t tdim2 = original_scattering_p ?
 494     pbb_nb_scattering_orig (pbb2) : pbb_nb_scattering_transform (pbb2);
 495   ppl_Polyhedron_t scat1 = original_scattering_p ?
 496     PBB_ORIGINAL_SCATTERING (pbb1) : PBB_TRANSFORMED_SCATTERING (pbb1);
 497   ppl_Polyhedron_t scat2 = original_scattering_p ?
 498     PBB_ORIGINAL_SCATTERING (pbb2) : PBB_TRANSFORMED_SCATTERING (pbb2);
 499   graphite_dim_t ddim1 = pbb_dim_iter_domain (pbb1);
 500   graphite_dim_t ddim2 = pbb_dim_iter_domain (pbb2);
 501   graphite_dim_t sdim1 = PDR_NB_SUBSCRIPTS (pdr1) + 1;
 502   graphite_dim_t gdim = scop_nb_params (scop);
 503   graphite_dim_t dim1 = pdr_dim (pdr1);
 504   graphite_dim_t dim2 = pdr_dim (pdr2);
 505   graphite_dim_t dim = tdim1 + tdim2 + dim1 + dim2 - gdim;
 506   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t res;
 507   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t id1, id2, isc1, isc2, idr1, idr2;
 508   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t sc1, sc2, dreq;
 509   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t context;
 510
 511   gcc_assert (PBB_SCOP (pbb1) == PBB_SCOP (pbb2));
 512
 513   ppl_new_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_from_Pointset_Powerset_C_Polyhedron
 514     (&context, SCOP_CONTEXT (scop));
 515   ppl_insert_dimensions_pointset (context, 0, dim - gdim);
 516
 517   ppl_new_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_from_C_Polyhedron (&sc1, scat1);
 518   ppl_new_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_from_C_Polyhedron (&sc2, scat2);
 519
 520   id1 = map_into_dep_poly (dim, gdim, d1, ddim1, tdim1);
 521   id2 = map_into_dep_poly (dim, gdim, d2, ddim2, tdim1 + ddim1 + tdim2);
 522   isc1 = map_into_dep_poly (dim, gdim, sc1, ddim1 + tdim1, 0);
 523   isc2 = map_into_dep_poly (dim, gdim, sc2, ddim2 + tdim2, tdim1 + ddim1);
 524
 525   idr1 = map_dr_into_dep_poly (dim, PDR_ACCESSES (pdr1), ddim1, ddim1 + gdim,
 526                                tdim1, tdim2 + ddim2);
 527   idr2 = map_dr_into_dep_poly (dim, PDR_ACCESSES (pdr2), ddim2, ddim2 + gdim,
 528                                tdim1 + ddim1 + tdim2, sdim1);
 529
 530   /* Now add the subscript equalities.  */
 531   dreq = dr_equality_constraints (dim, tdim1 + ddim1 + tdim2 + ddim2, sdim1);
 532
 533   ppl_new_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_from_space_dimension (&res, dim, 0);
 534   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (res, context);
 535   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (res, id1);
 536   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (res, id2);
 537   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (res, isc1);
 538   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (res, isc2);
 539   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (res, idr1);
 540   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (res, idr2);
 541   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (res, dreq);
 542   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (context);
 543   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (id1);
 544   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (id2);
 545   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (sc1);
 546   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (sc2);
 547   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (isc1);
 548   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (isc2);
 549   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (idr1);
 550   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (idr2);
 551   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (dreq);
 552
 553   if (!ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_is_empty (res))
 554     {
 555       ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t lex =
 556         build_lexicographical_constraint (res, dim, MIN (tdim1, tdim2),
 557                                           tdim1 + ddim1, direction);
 558       ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (res);
 559       res = lex;
 560     }
 561
 562   return res;
 563 }
 564
 565 /* Build the dependence polyhedron for data references PDR1 and PDR2.
 566    If possible use already cached information.
 567
 568    When DIRECTION is set to 1, compute the direct dependence from PDR1
 569    to PDR2, and when DIRECTION is -1, compute the reversed dependence
 570    relation, from PDR2 to PDR1.  */
 571
 572 static poly_ddr_p
 573 dependence_polyhedron (poly_dr_p pdr1, poly_dr_p pdr2,
 574                        int direction, bool original_scattering_p)
 575 {
 576   PTR *x = NULL;
 577   poly_ddr_p res;
 578   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t ddp;
 579
 580   /* Return the PDDR from the cache if it already has been computed.  */
 581   if (original_scattering_p)
 582     {
 583       struct poly_ddr tmp;
 584       scop_p scop = PBB_SCOP (PDR_PBB (pdr1));
 585
 586       tmp.source = pdr1;
 587       tmp.sink = pdr2;
 588       x = htab_find_slot (SCOP_ORIGINAL_PDDRS (scop),
 589                           &tmp, INSERT);
 590
 591       if (x && *x)
 592         return (poly_ddr_p) *x;
 593     }
 594
 595   if ((pdr_read_p (pdr1) && pdr_read_p (pdr2))
 596       || PDR_BASE_OBJECT_SET (pdr1) != PDR_BASE_OBJECT_SET (pdr2)
 597       || PDR_NB_SUBSCRIPTS (pdr1) != PDR_NB_SUBSCRIPTS (pdr2)
 598       || !poly_drs_may_alias_p (pdr1, pdr2))
 599     ddp = NULL;
 600   else
 601     ddp = dependence_polyhedron_1 (pdr1, pdr2, direction,
 602                                    original_scattering_p);
 603
 604   res = new_poly_ddr (pdr1, pdr2, ddp, original_scattering_p);
 605
 606   if (original_scattering_p)
 607     *x = res;
 608
 609   return res;
 610 }
 611
 612 /* Return true when the data dependence relation between the data
 613    references PDR1 belonging to PBB1 and PDR2 is part of a
 614    reduction.  */
 615
 616 static inline bool
 617 reduction_dr_1 (poly_bb_p pbb1, poly_dr_p pdr1, poly_dr_p pdr2)
 618 {
 619   int i;
 620   poly_dr_p pdr;
 621
 622   for (i = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb1), i, pdr); i++)
 623     if (PDR_TYPE (pdr) == PDR_WRITE)
 624       break;
 625
 626   return same_pdr_p (pdr, pdr1) && same_pdr_p (pdr, pdr2);
 627 }
 628
 629 /* Return true when the data dependence relation between the data
 630    references PDR1 belonging to PBB1 and PDR2 belonging to PBB2 is
 631    part of a reduction.  */
 632
 633 static inline bool
 634 reduction_dr_p (poly_dr_p pdr1, poly_dr_p pdr2)
 635 {
 636   poly_bb_p pbb1 = PDR_PBB (pdr1);
 637   poly_bb_p pbb2 = PDR_PBB (pdr2);
 638
 639   if (PBB_IS_REDUCTION (pbb1))
 640     return reduction_dr_1 (pbb1, pdr1, pdr2);
 641
 642   if (PBB_IS_REDUCTION (pbb2))
 643     return reduction_dr_1 (pbb2, pdr2, pdr1);
 644
 645   return false;
 646 }
 647
 648 /* Returns true when the PBB_TRANSFORMED_SCATTERING functions of PBB1
 649    and PBB2 respect the data dependences of PBB_ORIGINAL_SCATTERING
 650    functions.  */
 651
 652 static bool
 653 graphite_legal_transform_dr (poly_dr_p pdr1, poly_dr_p pdr2)
 654 {
 655   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t po, pt;
 656   graphite_dim_t ddim1, otdim1, otdim2, ttdim1, ttdim2;
 657   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t po_temp;
 658   ppl_dimension_type pdim;
 659   bool is_empty_p;
 660   poly_ddr_p opddr, tpddr;
 661   poly_bb_p pbb1, pbb2;
 662
 663   if (reduction_dr_p (pdr1, pdr2))
 664     return true;
 665
 666   /* We build the reverse dependence relation for the transformed
 667      scattering, such that when we intersect it with the original PO,
 668      we get an empty intersection when the transform is legal:
 669      i.e. the transform should reverse no dependences, and so PT, the
 670      reversed transformed PDDR, should have no constraint from PO.  */
 671   opddr = dependence_polyhedron (pdr1, pdr2, 1, true);
 672   tpddr = dependence_polyhedron (pdr1, pdr2, -1, false);
 673
 674     /* There are no dependences between PDR1 and PDR2 in the original
 675        version of the program, or after the transform, so the
 676        transform is legal.  */
 677   if (pddr_is_empty (opddr))
 678     return true;
 679
 680   if (pddr_is_empty (tpddr))
 681     {
 682       free_poly_ddr (tpddr);
 683       return true;
 684     }
 685
 686   po = PDDR_DDP (opddr);
 687   pt = PDDR_DDP (tpddr);
 688
 689   /* Copy PO into PO_TEMP, such that PO is not destroyed.  PO is
 690      stored in a cache and should not be modified or freed.  */
 691   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_space_dimension (po, &pdim);
 692   ppl_new_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_from_space_dimension (&po_temp,
 693                                                                pdim, 0);
 694   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (po_temp, po);
 695
 696   /* Extend PO and PT to have the same dimensions.  */
 697   pbb1 = PDR_PBB (pdr1);
 698   pbb2 = PDR_PBB (pdr2);
 699   ddim1 = pbb_dim_iter_domain (pbb1);
 700   otdim1 = pbb_nb_scattering_orig (pbb1);
 701   otdim2 = pbb_nb_scattering_orig (pbb2);
 702   ttdim1 = pbb_nb_scattering_transform (pbb1);
 703   ttdim2 = pbb_nb_scattering_transform (pbb2);
 704   ppl_insert_dimensions_pointset (po_temp, otdim1, ttdim1);
 705   ppl_insert_dimensions_pointset (po_temp, otdim1 + ttdim1 + ddim1 + otdim2,
 706                                   ttdim2);
 707   ppl_insert_dimensions_pointset (pt, 0, otdim1);
 708   ppl_insert_dimensions_pointset (pt, otdim1 + ttdim1 + ddim1, otdim2);
 709
 710   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (po_temp, pt);
 711   is_empty_p = ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_is_empty (po_temp);
 712
 713   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (po_temp);
 714   free_poly_ddr (tpddr);
 715
 716   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 717     fprintf (dump_file, "\nloop carries dependency.\n");
 718
 719   return is_empty_p;
 720 }
 721
 722 /* Return true when the data dependence relation for PBB1 and PBB2 is
 723    part of a reduction.  */
 724
 725 static inline bool
 726 reduction_ddr_p (poly_bb_p pbb1, poly_bb_p pbb2)
 727 {
 728   return pbb1 == pbb2 && PBB_IS_REDUCTION (pbb1);
 729 }
 730
 731 /* Iterates over the data references of PBB1 and PBB2 and detect
 732    whether the transformed schedule is correct.  */
 733
 734 static bool
 735 graphite_legal_transform_bb (poly_bb_p pbb1, poly_bb_p pbb2)
 736 {
 737   int i, j;
 738   poly_dr_p pdr1, pdr2;
 739
 740   if (!PBB_PDR_DUPLICATES_REMOVED (pbb1))
 741     pbb_remove_duplicate_pdrs (pbb1);
 742
 743   if (!PBB_PDR_DUPLICATES_REMOVED (pbb2))
 744     pbb_remove_duplicate_pdrs (pbb2);
 745
 746   if (reduction_ddr_p (pbb1, pbb2))
 747     return true;
 748
 749   for (i = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb1), i, pdr1); i++)
 750     for (j = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb2), j, pdr2); j++)
 751       if (!graphite_legal_transform_dr (pdr1, pdr2))
 752         return false;
 753
 754   return true;
 755 }
 756
 757 /* Iterates over the SCOP and detect whether the transformed schedule
 758    is correct.  */
 759
 760 bool
 761 graphite_legal_transform (scop_p scop)
 762 {
 763   int i, j;
 764   poly_bb_p pbb1, pbb2;
 765
 766   timevar_push (TV_GRAPHITE_DATA_DEPS);
 767
 768   for (i = 0; VEC_iterate (poly_bb_p, SCOP_BBS (scop), i, pbb1); i++)
 769     for (j = 0; VEC_iterate (poly_bb_p, SCOP_BBS (scop), j, pbb2); j++)
 770       if (!graphite_legal_transform_bb (pbb1, pbb2))
 771         {
 772           timevar_pop (TV_GRAPHITE_DATA_DEPS);
 773           return false;
 774         }
 775
 776   timevar_pop (TV_GRAPHITE_DATA_DEPS);
 777   return true;
 778 }
 779
 780 /* Returns TRUE when the dependence polyhedron between PDR1 and
 781    PDR2 represents a loop carried dependence at level LEVEL.  */
 782
 783 static bool
 784 graphite_carried_dependence_level_k (poly_dr_p pdr1, poly_dr_p pdr2,
 785                                      int level)
 786 {
 787   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t po;
 788   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_t eqpp;
 789   graphite_dim_t tdim1 = pbb_nb_scattering_transform (PDR_PBB (pdr1));
 790   graphite_dim_t ddim1 = pbb_dim_iter_domain (PDR_PBB (pdr1));
 791   ppl_dimension_type dim;
 792   bool empty_p;
 793   poly_ddr_p pddr = dependence_polyhedron (pdr1, pdr2, 1, false);
 794
 795   if (pddr_is_empty (pddr))
 796     {
 797       free_poly_ddr (pddr);
 798       return false;
 799     }
 800
 801   po = PDDR_DDP (pddr);
 802   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_space_dimension (po, &dim);
 803   eqpp = build_pairwise_scheduling (dim, level, tdim1 + ddim1, 1);
 804
 805   ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_intersection_assign (eqpp, po);
 806   empty_p = ppl_Pointset_Powerset_C_Polyhedron_is_empty (eqpp);
 807
 808   ppl_delete_Pointset_Powerset_C_Polyhedron (eqpp);
 809   free_poly_ddr (pddr);
 810
 811   return !empty_p;
 812 }
 813
 814 /* Check data dependency between PBB1 and PBB2 at level LEVEL.  */
 815
 816 bool
 817 dependency_between_pbbs_p (poly_bb_p pbb1, poly_bb_p pbb2, int level)
 818 {
 819   int i, j;
 820   poly_dr_p pdr1, pdr2;
 821
 822   timevar_push (TV_GRAPHITE_DATA_DEPS);
 823
 824   for (i = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb1), i, pdr1); i++)
 825     for (j = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb2), j, pdr2); j++)
 826       if (graphite_carried_dependence_level_k (pdr1, pdr2, level))
 827         {
 828           timevar_pop (TV_GRAPHITE_DATA_DEPS);
 829           return true;
 830         }
 831
 832   timevar_pop (TV_GRAPHITE_DATA_DEPS);
 833   return false;
 834 }
 835
 836 /* Pretty print to FILE all the original data dependences of SCoP in
 837    DOT format.  */
 838
 839 static void
 840 dot_original_deps_stmt_1 (FILE *file, scop_p scop)
 841 {
 842   int i, j, k, l;
 843   poly_bb_p pbb1, pbb2;
 844   poly_dr_p pdr1, pdr2;
 845
 846   for (i = 0; VEC_iterate (poly_bb_p, SCOP_BBS (scop), i, pbb1); i++)
 847     for (j = 0; VEC_iterate (poly_bb_p, SCOP_BBS (scop), j, pbb2); j++)
 848       {
 849         for (k = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb1), k, pdr1); k++)
 850           for (l = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb2), l, pdr2); l++)
 851             if (!pddr_is_empty (dependence_polyhedron (pdr1, pdr2, 1, true)))
 852               {
 853                 fprintf (file, "OS%d -> OS%d\n",
 854                          pbb_index (pbb1), pbb_index (pbb2));
 855                 goto done;
 856               }
 857       done:;
 858       }
 859 }
 860
 861 /* Pretty print to FILE all the transformed data dependences of SCoP in
 862    DOT format.  */
 863
 864 static void
 865 dot_transformed_deps_stmt_1 (FILE *file, scop_p scop)
 866 {
 867   int i, j, k, l;
 868   poly_bb_p pbb1, pbb2;
 869   poly_dr_p pdr1, pdr2;
 870
 871   for (i = 0; VEC_iterate (poly_bb_p, SCOP_BBS (scop), i, pbb1); i++)
 872     for (j = 0; VEC_iterate (poly_bb_p, SCOP_BBS (scop), j, pbb2); j++)
 873       {
 874         for (k = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb1), k, pdr1); k++)
 875           for (l = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb2), l, pdr2); l++)
 876             {
 877               poly_ddr_p pddr = dependence_polyhedron (pdr1, pdr2, 1, false);
 878
 879               if (!pddr_is_empty (pddr))
 880                 {
 881                   fprintf (file, "TS%d -> TS%d\n",
 882                            pbb_index (pbb1), pbb_index (pbb2));
 883
 884                   free_poly_ddr (pddr);
 885                   goto done;
 886                 }
 887
 888               free_poly_ddr (pddr);
 889             }
 890       done:;
 891       }
 892 }
 893
 894
 895 /* Pretty print to FILE all the data dependences of SCoP in DOT
 896    format.  */
 897
 898 static void
 899 dot_deps_stmt_1 (FILE *file, scop_p scop)
 900 {
 901   fputs ("digraph all {\n", file);
 902
 903   dot_original_deps_stmt_1 (file, scop);
 904   dot_transformed_deps_stmt_1 (file, scop);
 905
 906   fputs ("}\n\n", file);
 907 }
 908
 909 /* Pretty print to FILE all the original data dependences of SCoP in
 910    DOT format.  */
 911
 912 static void
 913 dot_original_deps (FILE *file, scop_p scop)
 914 {
 915   int i, j, k, l;
 916   poly_bb_p pbb1, pbb2;
 917   poly_dr_p pdr1, pdr2;
 918
 919   for (i = 0; VEC_iterate (poly_bb_p, SCOP_BBS (scop), i, pbb1); i++)
 920     for (j = 0; VEC_iterate (poly_bb_p, SCOP_BBS (scop), j, pbb2); j++)
 921       for (k = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb1), k, pdr1); k++)
 922         for (l = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb2), l, pdr2); l++)
 923           if (!pddr_is_empty (dependence_polyhedron (pdr1, pdr2, 1, true)))
 924             fprintf (file, "OS%d_D%d -> OS%d_D%d\n",
 925                      pbb_index (pbb1), PDR_ID (pdr1),
 926                      pbb_index (pbb2), PDR_ID (pdr2));
 927 }
 928
 929 /* Pretty print to FILE all the transformed data dependences of SCoP in
 930    DOT format.  */
 931
 932 static void
 933 dot_transformed_deps (FILE *file, scop_p scop)
 934 {
 935   int i, j, k, l;
 936   poly_bb_p pbb1, pbb2;
 937   poly_dr_p pdr1, pdr2;
 938
 939   for (i = 0; VEC_iterate (poly_bb_p, SCOP_BBS (scop), i, pbb1); i++)
 940     for (j = 0; VEC_iterate (poly_bb_p, SCOP_BBS (scop), j, pbb2); j++)
 941       for (k = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb1), k, pdr1); k++)
 942         for (l = 0; VEC_iterate (poly_dr_p, PBB_DRS (pbb2), l, pdr2); l++)
 943           {
 944             poly_ddr_p pddr = dependence_polyhedron (pdr1, pdr2, 1, false);
 945
 946             if (!pddr_is_empty (pddr))
 947               fprintf (file, "TS%d_D%d -> TS%d_D%d\n",
 948                        pbb_index (pbb1), PDR_ID (pdr1),
 949                        pbb_index (pbb2), PDR_ID (pdr2));
 950
 951             free_poly_ddr (pddr);
 952           }
 953 }
 954
 955 /* Pretty print to FILE all the data dependences of SCoP in DOT
 956    format.  */
 957
 958 static void
 959 dot_deps_1 (FILE *file, scop_p scop)
 960 {
 961   fputs ("digraph all {\n", file);
 962
 963   dot_original_deps (file, scop);
 964   dot_transformed_deps (file, scop);
 965
 966   fputs ("}\n\n", file);
 967 }
 968
 969 /* Display all the data dependences in SCoP using dotty.  */
 970
 971 void
 972 dot_deps (scop_p scop)
 973 {
 974   /* When debugging, enable the following code.  This cannot be used
 975      in production compilers because it calls "system".  */
 976 #if 0
 977   int x;
 978   FILE *stream = fopen ("/tmp/scopdeps.dot", "w");
 979   gcc_assert (stream);
 980
 981   dot_deps_1 (stream, scop);
 982   fclose (stream);
 983
 984   x = system ("dotty /tmp/scopdeps.dot");
 985 #else
 986   dot_deps_1 (stderr, scop);
 987 #endif
 988 }
 989
 990 /* Display all the statement dependences in SCoP using dotty.  */
 991
 992 void
 993 dot_deps_stmt (scop_p scop)
 994 {
 995   /* When debugging, enable the following code.  This cannot be used
 996      in production compilers because it calls "system".  */
 997 #if 0
 998   int x;
 999   FILE *stream = fopen ("/tmp/scopdeps.dot", "w");
1000   gcc_assert (stream);
1001
1002   dot_deps_stmt_1 (stream, scop);
1003   fclose (stream);
1004
1005   x = system ("dotty /tmp/scopdeps.dot");
1006 #else
1007   dot_deps_stmt_1 (stderr, scop);
1008 #endif
1009 }
1010
1011 #endif