gcc/tree-chrec.c

   1 /* Chains of recurrences.
   2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007 Free Software Foundation, Inc.
   3    Contributed by Sebastian Pop <pop@cri.ensmp.fr>
   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 2, 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 COPYING.  If not, write to the Free
  19 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
  20 02110-1301, USA.  */
  21
  22 /* This file implements operations on chains of recurrences.  Chains
  23    of recurrences are used for modeling evolution functions of scalar
  24    variables.
  25 */
  26
  27 #include "config.h"
  28 #include "system.h"
  29 #include "coretypes.h"
  30 #include "tm.h"
  31 #include "ggc.h"
  32 #include "tree.h"
  33 #include "real.h"
  34 #include "diagnostic.h"
  35 #include "cfgloop.h"
  36 #include "tree-flow.h"
  37 #include "tree-chrec.h"
  38 #include "tree-pass.h"
  39 #include "params.h"
  40 #include "tree-scalar-evolution.h"
  41
  42 \f
  43
  44 /* Extended folder for chrecs.  */
  45
  46 /* Determines whether CST is not a constant evolution.  */
  47
  48 static inline bool
  49 is_not_constant_evolution (tree cst)
  50 {
  51   return (TREE_CODE (cst) == POLYNOMIAL_CHREC);
  52 }
  53
  54 /* Fold CODE for a polynomial function and a constant.  */
  55
  56 static inline tree
  57 chrec_fold_poly_cst (enum tree_code code,
  58                      tree type,
  59                      tree poly,
  60                      tree cst)
  61 {
  62   gcc_assert (poly);
  63   gcc_assert (cst);
  64   gcc_assert (TREE_CODE (poly) == POLYNOMIAL_CHREC);
  65   gcc_assert (!is_not_constant_evolution (cst));
  66   gcc_assert (type == chrec_type (poly));
  67
  68   switch (code)
  69     {
  70     case PLUS_EXPR:
  71       return build_polynomial_chrec
  72         (CHREC_VARIABLE (poly),
  73          chrec_fold_plus (type, CHREC_LEFT (poly), cst),
  74          CHREC_RIGHT (poly));
  75
  76     case MINUS_EXPR:
  77       return build_polynomial_chrec
  78         (CHREC_VARIABLE (poly),
  79          chrec_fold_minus (type, CHREC_LEFT (poly), cst),
  80          CHREC_RIGHT (poly));
  81
  82     case MULT_EXPR:
  83       return build_polynomial_chrec
  84         (CHREC_VARIABLE (poly),
  85          chrec_fold_multiply (type, CHREC_LEFT (poly), cst),
  86          chrec_fold_multiply (type, CHREC_RIGHT (poly), cst));
  87
  88     default:
  89       return chrec_dont_know;
  90     }
  91 }
  92
  93 /* Fold the addition of two polynomial functions.  */
  94
  95 static inline tree
  96 chrec_fold_plus_poly_poly (enum tree_code code,
  97                            tree type,
  98                            tree poly0,
  99                            tree poly1)
 100 {
 101   tree left, right;
 102   struct loop *loop0 = get_chrec_loop (poly0);
 103   struct loop *loop1 = get_chrec_loop (poly1);
 104   tree rtype = code == POINTER_PLUS_EXPR ? sizetype : type;
 105
 106   gcc_assert (poly0);
 107   gcc_assert (poly1);
 108   gcc_assert (TREE_CODE (poly0) == POLYNOMIAL_CHREC);
 109   gcc_assert (TREE_CODE (poly1) == POLYNOMIAL_CHREC);
 110   if (POINTER_TYPE_P (chrec_type (poly0)))
 111     gcc_assert (chrec_type (poly1) == sizetype);
 112   else
 113     gcc_assert (chrec_type (poly0) == chrec_type (poly1));
 114   gcc_assert (type == chrec_type (poly0));
 115
 116   /*
 117     {a, +, b}_1 + {c, +, d}_2  ->  {{a, +, b}_1 + c, +, d}_2,
 118     {a, +, b}_2 + {c, +, d}_1  ->  {{c, +, d}_1 + a, +, b}_2,
 119     {a, +, b}_x + {c, +, d}_x  ->  {a+c, +, b+d}_x.  */
 120   if (flow_loop_nested_p (loop0, loop1))
 121     {
 122       if (code == PLUS_EXPR || code == POINTER_PLUS_EXPR)
 123         return build_polynomial_chrec
 124           (CHREC_VARIABLE (poly1),
 125            chrec_fold_plus (type, poly0, CHREC_LEFT (poly1)),
 126            CHREC_RIGHT (poly1));
 127       else
 128         return build_polynomial_chrec
 129           (CHREC_VARIABLE (poly1),
 130            chrec_fold_minus (type, poly0, CHREC_LEFT (poly1)),
 131            chrec_fold_multiply (type, CHREC_RIGHT (poly1),
 132                                 SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
 133                                 ? build_real (type, dconstm1)
 134                                 : build_int_cst_type (type, -1)));
 135     }
 136
 137   if (flow_loop_nested_p (loop1, loop0))
 138     {
 139       if (code == PLUS_EXPR || code == POINTER_PLUS_EXPR)
 140         return build_polynomial_chrec
 141           (CHREC_VARIABLE (poly0),
 142            chrec_fold_plus (type, CHREC_LEFT (poly0), poly1),
 143            CHREC_RIGHT (poly0));
 144       else
 145         return build_polynomial_chrec
 146           (CHREC_VARIABLE (poly0),
 147            chrec_fold_minus (type, CHREC_LEFT (poly0), poly1),
 148            CHREC_RIGHT (poly0));
 149     }
 150
 151   /* This function should never be called for chrecs of loops that
 152      do not belong to the same loop nest.  */
 153   gcc_assert (loop0 == loop1);
 154
 155   if (code == PLUS_EXPR || code == POINTER_PLUS_EXPR)
 156     {
 157       left = chrec_fold_plus
 158         (type, CHREC_LEFT (poly0), CHREC_LEFT (poly1));
 159       right = chrec_fold_plus
 160         (rtype, CHREC_RIGHT (poly0), CHREC_RIGHT (poly1));
 161     }
 162   else
 163     {
 164       left = chrec_fold_minus
 165         (type, CHREC_LEFT (poly0), CHREC_LEFT (poly1));
 166       right = chrec_fold_minus
 167         (type, CHREC_RIGHT (poly0), CHREC_RIGHT (poly1));
 168     }
 169
 170   if (chrec_zerop (right))
 171     return left;
 172   else
 173     return build_polynomial_chrec
 174       (CHREC_VARIABLE (poly0), left, right);
 175 }
 176
 177 \f
 178
 179 /* Fold the multiplication of two polynomial functions.  */
 180
 181 static inline tree
 182 chrec_fold_multiply_poly_poly (tree type,
 183                                tree poly0,
 184                                tree poly1)
 185 {
 186   tree t0, t1, t2;
 187   int var;
 188   struct loop *loop0 = get_chrec_loop (poly0);
 189   struct loop *loop1 = get_chrec_loop (poly1);
 190
 191   gcc_assert (poly0);
 192   gcc_assert (poly1);
 193   gcc_assert (TREE_CODE (poly0) == POLYNOMIAL_CHREC);
 194   gcc_assert (TREE_CODE (poly1) == POLYNOMIAL_CHREC);
 195   gcc_assert (chrec_type (poly0) == chrec_type (poly1));
 196   gcc_assert (type == chrec_type (poly0));
 197
 198   /* {a, +, b}_1 * {c, +, d}_2  ->  {c*{a, +, b}_1, +, d}_2,
 199      {a, +, b}_2 * {c, +, d}_1  ->  {a*{c, +, d}_1, +, b}_2,
 200      {a, +, b}_x * {c, +, d}_x  ->  {a*c, +, a*d + b*c + b*d, +, 2*b*d}_x.  */
 201   if (flow_loop_nested_p (loop0, loop1))
 202     /* poly0 is a constant wrt. poly1.  */
 203     return build_polynomial_chrec
 204       (CHREC_VARIABLE (poly1),
 205        chrec_fold_multiply (type, CHREC_LEFT (poly1), poly0),
 206        CHREC_RIGHT (poly1));
 207
 208   if (flow_loop_nested_p (loop1, loop0))
 209     /* poly1 is a constant wrt. poly0.  */
 210     return build_polynomial_chrec
 211       (CHREC_VARIABLE (poly0),
 212        chrec_fold_multiply (type, CHREC_LEFT (poly0), poly1),
 213        CHREC_RIGHT (poly0));
 214
 215   gcc_assert (loop0 == loop1);
 216
 217   /* poly0 and poly1 are two polynomials in the same variable,
 218      {a, +, b}_x * {c, +, d}_x  ->  {a*c, +, a*d + b*c + b*d, +, 2*b*d}_x.  */
 219
 220   /* "a*c".  */
 221   t0 = chrec_fold_multiply (type, CHREC_LEFT (poly0), CHREC_LEFT (poly1));
 222
 223   /* "a*d + b*c + b*d".  */
 224   t1 = chrec_fold_multiply (type, CHREC_LEFT (poly0), CHREC_RIGHT (poly1));
 225   t1 = chrec_fold_plus (type, t1, chrec_fold_multiply (type,
 226                                                        CHREC_RIGHT (poly0),
 227                                                        CHREC_LEFT (poly1)));
 228   t1 = chrec_fold_plus (type, t1, chrec_fold_multiply (type,
 229                                                        CHREC_RIGHT (poly0),
 230                                                        CHREC_RIGHT (poly1)));
 231   /* "2*b*d".  */
 232   t2 = chrec_fold_multiply (type, CHREC_RIGHT (poly0), CHREC_RIGHT (poly1));
 233   t2 = chrec_fold_multiply (type, SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
 234                             ? build_real (type, dconst2)
 235                             : build_int_cst (type, 2), t2);
 236
 237   var = CHREC_VARIABLE (poly0);
 238   return build_polynomial_chrec (var, t0,
 239                                  build_polynomial_chrec (var, t1, t2));
 240 }
 241
 242 /* When the operands are automatically_generated_chrec_p, the fold has
 243    to respect the semantics of the operands.  */
 244
 245 static inline tree
 246 chrec_fold_automatically_generated_operands (tree op0,
 247                                              tree op1)
 248 {
 249   if (op0 == chrec_dont_know
 250       || op1 == chrec_dont_know)
 251     return chrec_dont_know;
 252
 253   if (op0 == chrec_known
 254       || op1 == chrec_known)
 255     return chrec_known;
 256
 257   if (op0 == chrec_not_analyzed_yet
 258       || op1 == chrec_not_analyzed_yet)
 259     return chrec_not_analyzed_yet;
 260
 261   /* The default case produces a safe result.  */
 262   return chrec_dont_know;
 263 }
 264
 265 /* Fold the addition of two chrecs.  */
 266
 267 static tree
 268 chrec_fold_plus_1 (enum tree_code code, tree type,
 269                    tree op0, tree op1)
 270 {
 271   tree op1_type = code == POINTER_PLUS_EXPR ? sizetype : type;
 272
 273   if (automatically_generated_chrec_p (op0)
 274       || automatically_generated_chrec_p (op1))
 275     return chrec_fold_automatically_generated_operands (op0, op1);
 276
 277   switch (TREE_CODE (op0))
 278     {
 279     case POLYNOMIAL_CHREC:
 280       switch (TREE_CODE (op1))
 281         {
 282         case POLYNOMIAL_CHREC:
 283           return chrec_fold_plus_poly_poly (code, type, op0, op1);
 284
 285         default:
 286           if (code == PLUS_EXPR || code == POINTER_PLUS_EXPR)
 287             return build_polynomial_chrec
 288               (CHREC_VARIABLE (op0),
 289                chrec_fold_plus (type, CHREC_LEFT (op0), op1),
 290                CHREC_RIGHT (op0));
 291           else
 292             return build_polynomial_chrec
 293               (CHREC_VARIABLE (op0),
 294                chrec_fold_minus (type, CHREC_LEFT (op0), op1),
 295                CHREC_RIGHT (op0));
 296         }
 297
 298     default:
 299       switch (TREE_CODE (op1))
 300         {
 301         case POLYNOMIAL_CHREC:
 302           if (code == PLUS_EXPR || code == POINTER_PLUS_EXPR)
 303             return build_polynomial_chrec
 304               (CHREC_VARIABLE (op1),
 305                chrec_fold_plus (type, op0, CHREC_LEFT (op1)),
 306                CHREC_RIGHT (op1));
 307           else
 308             return build_polynomial_chrec
 309               (CHREC_VARIABLE (op1),
 310                chrec_fold_minus (type, op0, CHREC_LEFT (op1)),
 311                chrec_fold_multiply (type, CHREC_RIGHT (op1),
 312                                     SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
 313                                     ? build_real (type, dconstm1)
 314                                     : build_int_cst_type (type, -1)));
 315
 316         default:
 317           {
 318             int size = 0;
 319             if ((tree_contains_chrecs (op0, &size)
 320                  || tree_contains_chrecs (op1, &size))
 321                 && size < PARAM_VALUE (PARAM_SCEV_MAX_EXPR_SIZE))
 322               return build2 (code, type, op0, op1);
 323             else if (size < PARAM_VALUE (PARAM_SCEV_MAX_EXPR_SIZE))
 324               return fold_build2 (code, type,
 325                                   fold_convert (type, op0),
 326                                   fold_convert (op1_type, op1));
 327             else
 328               return chrec_dont_know;
 329           }
 330         }
 331     }
 332 }
 333
 334 /* Fold the addition of two chrecs.  */
 335
 336 tree
 337 chrec_fold_plus (tree type,
 338                  tree op0,
 339                  tree op1)
 340 {
 341   enum tree_code code;
 342   if (automatically_generated_chrec_p (op0)
 343       || automatically_generated_chrec_p (op1))
 344     return chrec_fold_automatically_generated_operands (op0, op1);
 345
 346   if (integer_zerop (op0))
 347     return chrec_convert (type, op1, NULL_TREE);
 348   if (integer_zerop (op1))
 349     return chrec_convert (type, op0, NULL_TREE);
 350
 351   if (POINTER_TYPE_P (type))
 352     code = POINTER_PLUS_EXPR;
 353   else
 354     code = PLUS_EXPR;
 355
 356   return chrec_fold_plus_1 (code, type, op0, op1);
 357 }
 358
 359 /* Fold the subtraction of two chrecs.  */
 360
 361 tree
 362 chrec_fold_minus (tree type,
 363                   tree op0,
 364                   tree op1)
 365 {
 366   if (automatically_generated_chrec_p (op0)
 367       || automatically_generated_chrec_p (op1))
 368     return chrec_fold_automatically_generated_operands (op0, op1);
 369
 370   if (integer_zerop (op1))
 371     return op0;
 372
 373   return chrec_fold_plus_1 (MINUS_EXPR, type, op0, op1);
 374 }
 375
 376 /* Fold the multiplication of two chrecs.  */
 377
 378 tree
 379 chrec_fold_multiply (tree type,
 380                      tree op0,
 381                      tree op1)
 382 {
 383   if (automatically_generated_chrec_p (op0)
 384       || automatically_generated_chrec_p (op1))
 385     return chrec_fold_automatically_generated_operands (op0, op1);
 386
 387   switch (TREE_CODE (op0))
 388     {
 389     case POLYNOMIAL_CHREC:
 390       switch (TREE_CODE (op1))
 391         {
 392         case POLYNOMIAL_CHREC:
 393           return chrec_fold_multiply_poly_poly (type, op0, op1);
 394
 395         default:
 396           if (integer_onep (op1))
 397             return op0;
 398           if (integer_zerop (op1))
 399             return build_int_cst (type, 0);
 400
 401           return build_polynomial_chrec
 402             (CHREC_VARIABLE (op0),
 403              chrec_fold_multiply (type, CHREC_LEFT (op0), op1),
 404              chrec_fold_multiply (type, CHREC_RIGHT (op0), op1));
 405         }
 406
 407     default:
 408       if (integer_onep (op0))
 409         return op1;
 410
 411       if (integer_zerop (op0))
 412         return build_int_cst (type, 0);
 413
 414       switch (TREE_CODE (op1))
 415         {
 416         case POLYNOMIAL_CHREC:
 417           return build_polynomial_chrec
 418             (CHREC_VARIABLE (op1),
 419              chrec_fold_multiply (type, CHREC_LEFT (op1), op0),
 420              chrec_fold_multiply (type, CHREC_RIGHT (op1), op0));
 421
 422         default:
 423           if (integer_onep (op1))
 424             return op0;
 425           if (integer_zerop (op1))
 426             return build_int_cst (type, 0);
 427           return fold_build2 (MULT_EXPR, type, op0, op1);
 428         }
 429     }
 430 }
 431
 432 \f
 433
 434 /* Operations.  */
 435
 436 /* Evaluate the binomial coefficient.  Return NULL_TREE if the intermediate
 437    calculation overflows, otherwise return C(n,k) with type TYPE.  */
 438
 439 static tree
 440 tree_fold_binomial (tree type, tree n, unsigned int k)
 441 {
 442   unsigned HOST_WIDE_INT lidx, lnum, ldenom, lres, ldum;
 443   HOST_WIDE_INT hidx, hnum, hdenom, hres, hdum;
 444   unsigned int i;
 445   tree res;
 446
 447   /* Handle the most frequent cases.  */
 448   if (k == 0)
 449     return build_int_cst (type, 1);
 450   if (k == 1)
 451     return fold_convert (type, n);
 452
 453   /* Check that k <= n.  */
 454   if (TREE_INT_CST_HIGH (n) == 0
 455       && TREE_INT_CST_LOW (n) < k)
 456     return NULL_TREE;
 457
 458   /* Numerator = n.  */
 459   lnum = TREE_INT_CST_LOW (n);
 460   hnum = TREE_INT_CST_HIGH (n);
 461
 462   /* Denominator = 2.  */
 463   ldenom = 2;
 464   hdenom = 0;
 465
 466   /* Index = Numerator-1.  */
 467   if (lnum == 0)
 468     {
 469       hidx = hnum - 1;
 470       lidx = ~ (unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
 471     }
 472   else
 473     {
 474       hidx = hnum;
 475       lidx = lnum - 1;
 476     }
 477
 478   /* Numerator = Numerator*Index = n*(n-1).  */
 479   if (mul_double (lnum, hnum, lidx, hidx, &lnum, &hnum))
 480     return NULL_TREE;
 481
 482   for (i = 3; i <= k; i++)
 483     {
 484       /* Index--.  */
 485       if (lidx == 0)
 486         {
 487           hidx--;
 488           lidx = ~ (unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
 489         }
 490       else
 491         lidx--;
 492
 493       /* Numerator *= Index.  */
 494       if (mul_double (lnum, hnum, lidx, hidx, &lnum, &hnum))
 495         return NULL_TREE;
 496
 497       /* Denominator *= i.  */
 498       mul_double (ldenom, hdenom, i, 0, &ldenom, &hdenom);
 499     }
 500
 501   /* Result = Numerator / Denominator.  */
 502   div_and_round_double (EXACT_DIV_EXPR, 1, lnum, hnum, ldenom, hdenom,
 503                         &lres, &hres, &ldum, &hdum);
 504
 505   res = build_int_cst_wide (type, lres, hres);
 506   return int_fits_type_p (res, type) ? res : NULL_TREE;
 507 }
 508
 509 /* Helper function.  Use the Newton's interpolating formula for
 510    evaluating the value of the evolution function.  */
 511
 512 static tree
 513 chrec_evaluate (unsigned var, tree chrec, tree n, unsigned int k)
 514 {
 515   tree arg0, arg1, binomial_n_k;
 516   tree type = TREE_TYPE (chrec);
 517   struct loop *var_loop = get_loop (var);
 518
 519   while (TREE_CODE (chrec) == POLYNOMIAL_CHREC
 520          && flow_loop_nested_p (var_loop, get_chrec_loop (chrec)))
 521     chrec = CHREC_LEFT (chrec);
 522
 523   if (TREE_CODE (chrec) == POLYNOMIAL_CHREC
 524       && CHREC_VARIABLE (chrec) == var)
 525     {
 526       arg0 = chrec_evaluate (var, CHREC_RIGHT (chrec), n, k + 1);
 527       if (arg0 == chrec_dont_know)
 528         return chrec_dont_know;
 529       binomial_n_k = tree_fold_binomial (type, n, k);
 530       if (!binomial_n_k)
 531         return chrec_dont_know;
 532       arg1 = fold_build2 (MULT_EXPR, type,
 533                           CHREC_LEFT (chrec), binomial_n_k);
 534       return chrec_fold_plus (type, arg0, arg1);
 535     }
 536
 537   binomial_n_k = tree_fold_binomial (type, n, k);
 538   if (!binomial_n_k)
 539     return chrec_dont_know;
 540
 541   return fold_build2 (MULT_EXPR, type, chrec, binomial_n_k);
 542 }
 543
 544 /* Evaluates "CHREC (X)" when the varying variable is VAR.
 545    Example:  Given the following parameters,
 546
 547    var = 1
 548    chrec = {3, +, 4}_1
 549    x = 10
 550
 551    The result is given by the Newton's interpolating formula:
 552    3 * \binom{10}{0} + 4 * \binom{10}{1}.
 553 */
 554
 555 tree
 556 chrec_apply (unsigned var,
 557              tree chrec,
 558              tree x)
 559 {
 560   tree type = chrec_type (chrec);
 561   tree res = chrec_dont_know;
 562
 563   if (automatically_generated_chrec_p (chrec)
 564       || automatically_generated_chrec_p (x)
 565
 566       /* When the symbols are defined in an outer loop, it is possible
 567          to symbolically compute the apply, since the symbols are
 568          constants with respect to the varying loop.  */
 569       || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (chrec, var))
 570     return chrec_dont_know;
 571
 572   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 573     fprintf (dump_file, "(chrec_apply \n");
 574
 575   if (TREE_CODE (x) == INTEGER_CST && SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
 576     x = build_real_from_int_cst (type, x);
 577
 578   if (evolution_function_is_affine_p (chrec))
 579     {
 580       /* "{a, +, b} (x)"  ->  "a + b*x".  */
 581       x = chrec_convert_rhs (type, x, NULL_TREE);
 582       res = chrec_fold_multiply (TREE_TYPE (x), CHREC_RIGHT (chrec), x);
 583       if (!integer_zerop (CHREC_LEFT (chrec)))
 584         res = chrec_fold_plus (type, CHREC_LEFT (chrec), res);
 585     }
 586
 587   else if (TREE_CODE (chrec) != POLYNOMIAL_CHREC)
 588     res = chrec;
 589
 590   else if (TREE_CODE (x) == INTEGER_CST
 591            && tree_int_cst_sgn (x) == 1)
 592     /* testsuite/.../ssa-chrec-38.c.  */
 593     res = chrec_evaluate (var, chrec, x, 0);
 594   else
 595     res = chrec_dont_know;
 596
 597   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 598     {
 599       fprintf (dump_file, "  (varying_loop = %d\n", var);
 600       fprintf (dump_file, ")\n  (chrec = ");
 601       print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
 602       fprintf (dump_file, ")\n  (x = ");
 603       print_generic_expr (dump_file, x, 0);
 604       fprintf (dump_file, ")\n  (res = ");
 605       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
 606       fprintf (dump_file, "))\n");
 607     }
 608
 609   return res;
 610 }
 611
 612 /* Replaces the initial condition in CHREC with INIT_COND.  */
 613
 614 tree
 615 chrec_replace_initial_condition (tree chrec,
 616                                  tree init_cond)
 617 {
 618   if (automatically_generated_chrec_p (chrec))
 619     return chrec;
 620
 621   gcc_assert (chrec_type (chrec) == chrec_type (init_cond));
 622
 623   switch (TREE_CODE (chrec))
 624     {
 625     case POLYNOMIAL_CHREC:
 626       return build_polynomial_chrec
 627         (CHREC_VARIABLE (chrec),
 628          chrec_replace_initial_condition (CHREC_LEFT (chrec), init_cond),
 629          CHREC_RIGHT (chrec));
 630
 631     default:
 632       return init_cond;
 633     }
 634 }
 635
 636 /* Returns the initial condition of a given CHREC.  */
 637
 638 tree
 639 initial_condition (tree chrec)
 640 {
 641   if (automatically_generated_chrec_p (chrec))
 642     return chrec;
 643
 644   if (TREE_CODE (chrec) == POLYNOMIAL_CHREC)
 645     return initial_condition (CHREC_LEFT (chrec));
 646   else
 647     return chrec;
 648 }
 649
 650 /* Returns a univariate function that represents the evolution in
 651    LOOP_NUM.  Mask the evolution of any other loop.  */
 652
 653 tree
 654 hide_evolution_in_other_loops_than_loop (tree chrec,
 655                                          unsigned loop_num)
 656 {
 657   struct loop *loop = get_loop (loop_num), *chloop;
 658   if (automatically_generated_chrec_p (chrec))
 659     return chrec;
 660
 661   switch (TREE_CODE (chrec))
 662     {
 663     case POLYNOMIAL_CHREC:
 664       chloop = get_chrec_loop (chrec);
 665
 666       if (chloop == loop)
 667         return build_polynomial_chrec
 668           (loop_num,
 669            hide_evolution_in_other_loops_than_loop (CHREC_LEFT (chrec),
 670                                                     loop_num),
 671            CHREC_RIGHT (chrec));
 672
 673       else if (flow_loop_nested_p (chloop, loop))
 674         /* There is no evolution in this loop.  */
 675         return initial_condition (chrec);
 676
 677       else
 678         {
 679           gcc_assert (flow_loop_nested_p (loop, chloop));
 680           return hide_evolution_in_other_loops_than_loop (CHREC_LEFT (chrec),
 681                                                           loop_num);
 682         }
 683
 684     default:
 685       return chrec;
 686     }
 687 }
 688
 689 /* Returns the evolution part of CHREC in LOOP_NUM when RIGHT is
 690    true, otherwise returns the initial condition in LOOP_NUM.  */
 691
 692 static tree
 693 chrec_component_in_loop_num (tree chrec,
 694                              unsigned loop_num,
 695                              bool right)
 696 {
 697   tree component;
 698   struct loop *loop = get_loop (loop_num), *chloop;
 699
 700   if (automatically_generated_chrec_p (chrec))
 701     return chrec;
 702
 703   switch (TREE_CODE (chrec))
 704     {
 705     case POLYNOMIAL_CHREC:
 706       chloop = get_chrec_loop (chrec);
 707
 708       if (chloop == loop)
 709         {
 710           if (right)
 711             component = CHREC_RIGHT (chrec);
 712           else
 713             component = CHREC_LEFT (chrec);
 714
 715           if (TREE_CODE (CHREC_LEFT (chrec)) != POLYNOMIAL_CHREC
 716               || CHREC_VARIABLE (CHREC_LEFT (chrec)) != CHREC_VARIABLE (chrec))
 717             return component;
 718
 719           else
 720             return build_polynomial_chrec
 721               (loop_num,
 722                chrec_component_in_loop_num (CHREC_LEFT (chrec),
 723                                             loop_num,
 724                                             right),
 725                component);
 726         }
 727
 728       else if (flow_loop_nested_p (chloop, loop))
 729         /* There is no evolution part in this loop.  */
 730         return NULL_TREE;
 731
 732       else
 733         {
 734           gcc_assert (flow_loop_nested_p (loop, chloop));
 735           return chrec_component_in_loop_num (CHREC_LEFT (chrec),
 736                                               loop_num,
 737                                               right);
 738         }
 739
 740      default:
 741       if (right)
 742         return NULL_TREE;
 743       else
 744         return chrec;
 745     }
 746 }
 747
 748 /* Returns the evolution part in LOOP_NUM.  Example: the call
 749    evolution_part_in_loop_num ({{0, +, 1}_1, +, 2}_1, 1) returns
 750    {1, +, 2}_1  */
 751
 752 tree
 753 evolution_part_in_loop_num (tree chrec,
 754                             unsigned loop_num)
 755 {
 756   return chrec_component_in_loop_num (chrec, loop_num, true);
 757 }
 758
 759 /* Returns the initial condition in LOOP_NUM.  Example: the call
 760    initial_condition_in_loop_num ({{0, +, 1}_1, +, 2}_2, 2) returns
 761    {0, +, 1}_1  */
 762
 763 tree
 764 initial_condition_in_loop_num (tree chrec,
 765                                unsigned loop_num)
 766 {
 767   return chrec_component_in_loop_num (chrec, loop_num, false);
 768 }
 769
 770 /* Set or reset the evolution of CHREC to NEW_EVOL in loop LOOP_NUM.
 771    This function is essentially used for setting the evolution to
 772    chrec_dont_know, for example after having determined that it is
 773    impossible to say how many times a loop will execute.  */
 774
 775 tree
 776 reset_evolution_in_loop (unsigned loop_num,
 777                          tree chrec,
 778                          tree new_evol)
 779 {
 780   struct loop *loop = get_loop (loop_num);
 781
 782   if (POINTER_TYPE_P (chrec_type (chrec)))
 783     gcc_assert (sizetype == chrec_type (new_evol));
 784   else
 785     gcc_assert (chrec_type (chrec) == chrec_type (new_evol));
 786
 787   if (TREE_CODE (chrec) == POLYNOMIAL_CHREC
 788       && flow_loop_nested_p (loop, get_chrec_loop (chrec)))
 789     {
 790       tree left = reset_evolution_in_loop (loop_num, CHREC_LEFT (chrec),
 791                                            new_evol);
 792       tree right = reset_evolution_in_loop (loop_num, CHREC_RIGHT (chrec),
 793                                             new_evol);
 794       return build3 (POLYNOMIAL_CHREC, TREE_TYPE (left),
 795                      build_int_cst (NULL_TREE, CHREC_VARIABLE (chrec)),
 796                      left, right);
 797     }
 798
 799   while (TREE_CODE (chrec) == POLYNOMIAL_CHREC
 800          && CHREC_VARIABLE (chrec) == loop_num)
 801     chrec = CHREC_LEFT (chrec);
 802
 803   return build_polynomial_chrec (loop_num, chrec, new_evol);
 804 }
 805
 806 /* Merges two evolution functions that were found by following two
 807    alternate paths of a conditional expression.  */
 808
 809 tree
 810 chrec_merge (tree chrec1,
 811              tree chrec2)
 812 {
 813   if (chrec1 == chrec_dont_know
 814       || chrec2 == chrec_dont_know)
 815     return chrec_dont_know;
 816
 817   if (chrec1 == chrec_known
 818       || chrec2 == chrec_known)
 819     return chrec_known;
 820
 821   if (chrec1 == chrec_not_analyzed_yet)
 822     return chrec2;
 823   if (chrec2 == chrec_not_analyzed_yet)
 824     return chrec1;
 825
 826   if (eq_evolutions_p (chrec1, chrec2))
 827     return chrec1;
 828
 829   return chrec_dont_know;
 830 }
 831
 832 \f
 833
 834 /* Observers.  */
 835
 836 /* Helper function for is_multivariate_chrec.  */
 837
 838 static bool
 839 is_multivariate_chrec_rec (tree chrec, unsigned int rec_var)
 840 {
 841   if (chrec == NULL_TREE)
 842     return false;
 843
 844   if (TREE_CODE (chrec) == POLYNOMIAL_CHREC)
 845     {
 846       if (CHREC_VARIABLE (chrec) != rec_var)
 847         return true;
 848       else
 849         return (is_multivariate_chrec_rec (CHREC_LEFT (chrec), rec_var)
 850                 || is_multivariate_chrec_rec (CHREC_RIGHT (chrec), rec_var));
 851     }
 852   else
 853     return false;
 854 }
 855
 856 /* Determine whether the given chrec is multivariate or not.  */
 857
 858 bool
 859 is_multivariate_chrec (tree chrec)
 860 {
 861   if (chrec == NULL_TREE)
 862     return false;
 863
 864   if (TREE_CODE (chrec) == POLYNOMIAL_CHREC)
 865     return (is_multivariate_chrec_rec (CHREC_LEFT (chrec),
 866                                        CHREC_VARIABLE (chrec))
 867             || is_multivariate_chrec_rec (CHREC_RIGHT (chrec),
 868                                           CHREC_VARIABLE (chrec)));
 869   else
 870     return false;
 871 }
 872
 873 /* Determines whether the chrec contains symbolic names or not.  */
 874
 875 bool
 876 chrec_contains_symbols (tree chrec)
 877 {
 878   int i, n;
 879
 880   if (chrec == NULL_TREE)
 881     return false;
 882
 883   if (TREE_CODE (chrec) == SSA_NAME
 884       || TREE_CODE (chrec) == VAR_DECL
 885       || TREE_CODE (chrec) == PARM_DECL
 886       || TREE_CODE (chrec) == FUNCTION_DECL
 887       || TREE_CODE (chrec) == LABEL_DECL
 888       || TREE_CODE (chrec) == RESULT_DECL
 889       || TREE_CODE (chrec) == FIELD_DECL)
 890     return true;
 891
 892   n = TREE_OPERAND_LENGTH (chrec);
 893   for (i = 0; i < n; i++)
 894     if (chrec_contains_symbols (TREE_OPERAND (chrec, i)))
 895       return true;
 896   return false;
 897 }
 898
 899 /* Determines whether the chrec contains undetermined coefficients.  */
 900
 901 bool
 902 chrec_contains_undetermined (tree chrec)
 903 {
 904   int i, n;
 905
 906   if (chrec == chrec_dont_know)
 907     return true;
 908
 909   if (chrec == NULL_TREE)
 910     return false;
 911
 912   n = TREE_OPERAND_LENGTH (chrec);
 913   for (i = 0; i < n; i++)
 914     if (chrec_contains_undetermined (TREE_OPERAND (chrec, i)))
 915       return true;
 916   return false;
 917 }
 918
 919 /* Determines whether the tree EXPR contains chrecs, and increment
 920    SIZE if it is not a NULL pointer by an estimation of the depth of
 921    the tree.  */
 922
 923 bool
 924 tree_contains_chrecs (tree expr, int *size)
 925 {
 926   int i, n;
 927
 928   if (expr == NULL_TREE)
 929     return false;
 930
 931   if (size)
 932     (*size)++;
 933
 934   if (tree_is_chrec (expr))
 935     return true;
 936
 937   n = TREE_OPERAND_LENGTH (expr);
 938   for (i = 0; i < n; i++)
 939     if (tree_contains_chrecs (TREE_OPERAND (expr, i), size))
 940       return true;
 941   return false;
 942 }
 943
 944 /* Recursive helper function.  */
 945
 946 static bool
 947 evolution_function_is_invariant_rec_p (tree chrec, int loopnum)
 948 {
 949   if (evolution_function_is_constant_p (chrec))
 950     return true;
 951
 952   if (TREE_CODE (chrec) == SSA_NAME
 953       && expr_invariant_in_loop_p (get_loop (loopnum), chrec))
 954     return true;
 955
 956   if (TREE_CODE (chrec) == POLYNOMIAL_CHREC)
 957     {
 958       if (CHREC_VARIABLE (chrec) == (unsigned) loopnum
 959           || !evolution_function_is_invariant_rec_p (CHREC_RIGHT (chrec),
 960                                                      loopnum)
 961           || !evolution_function_is_invariant_rec_p (CHREC_LEFT (chrec),
 962                                                      loopnum))
 963         return false;
 964       return true;
 965     }
 966
 967   switch (TREE_OPERAND_LENGTH (chrec))
 968     {
 969     case 2:
 970       if (!evolution_function_is_invariant_rec_p (TREE_OPERAND (chrec, 1),
 971                                                   loopnum))
 972         return false;
 973
 974     case 1:
 975       if (!evolution_function_is_invariant_rec_p (TREE_OPERAND (chrec, 0),
 976                                                   loopnum))
 977         return false;
 978       return true;
 979
 980     default:
 981       return false;
 982     }
 983
 984   return false;
 985 }
 986
 987 /* Return true if CHREC is invariant in loop LOOPNUM, false otherwise. */
 988
 989 bool
 990 evolution_function_is_invariant_p (tree chrec, int loopnum)
 991 {
 992   return evolution_function_is_invariant_rec_p (chrec, loopnum);
 993 }
 994
 995 /* Determine whether the given tree is an affine multivariate
 996    evolution.  */
 997
 998 bool
 999 evolution_function_is_affine_multivariate_p (tree chrec, int loopnum)
1000 {
1001   if (chrec == NULL_TREE)
1002     return false;
1003
1004   switch (TREE_CODE (chrec))
1005     {
1006     case POLYNOMIAL_CHREC:
1007       if (evolution_function_is_invariant_rec_p (CHREC_LEFT (chrec), loopnum))
1008         {
1009           if (evolution_function_is_invariant_rec_p (CHREC_RIGHT (chrec), loopnum))
1010             return true;
1011           else
1012             {
1013               if (TREE_CODE (CHREC_RIGHT (chrec)) == POLYNOMIAL_CHREC
1014                   && CHREC_VARIABLE (CHREC_RIGHT (chrec))
1015                      != CHREC_VARIABLE (chrec)
1016                   && evolution_function_is_affine_multivariate_p
1017                   (CHREC_RIGHT (chrec), loopnum))
1018                 return true;
1019               else
1020                 return false;
1021             }
1022         }
1023       else
1024         {
1025           if (evolution_function_is_invariant_rec_p (CHREC_RIGHT (chrec), loopnum)
1026               && TREE_CODE (CHREC_LEFT (chrec)) == POLYNOMIAL_CHREC
1027               && CHREC_VARIABLE (CHREC_LEFT (chrec)) != CHREC_VARIABLE (chrec)
1028               && evolution_function_is_affine_multivariate_p
1029               (CHREC_LEFT (chrec), loopnum))
1030             return true;
1031           else
1032             return false;
1033         }
1034
1035     default:
1036       return false;
1037     }
1038 }
1039
1040 /* Determine whether the given tree is a function in zero or one
1041    variables.  */
1042
1043 bool
1044 evolution_function_is_univariate_p (tree chrec)
1045 {
1046   if (chrec == NULL_TREE)
1047     return true;
1048
1049   switch (TREE_CODE (chrec))
1050     {
1051     case POLYNOMIAL_CHREC:
1052       switch (TREE_CODE (CHREC_LEFT (chrec)))
1053         {
1054         case POLYNOMIAL_CHREC:
1055           if (CHREC_VARIABLE (chrec) != CHREC_VARIABLE (CHREC_LEFT (chrec)))
1056             return false;
1057           if (!evolution_function_is_univariate_p (CHREC_LEFT (chrec)))
1058             return false;
1059           break;
1060
1061         default:
1062           break;
1063         }
1064
1065       switch (TREE_CODE (CHREC_RIGHT (chrec)))
1066         {
1067         case POLYNOMIAL_CHREC:
1068           if (CHREC_VARIABLE (chrec) != CHREC_VARIABLE (CHREC_RIGHT (chrec)))
1069             return false;
1070           if (!evolution_function_is_univariate_p (CHREC_RIGHT (chrec)))
1071             return false;
1072           break;
1073
1074         default:
1075           break;
1076         }
1077
1078     default:
1079       return true;
1080     }
1081 }
1082
1083 /* Returns the number of variables of CHREC.  Example: the call
1084    nb_vars_in_chrec ({{0, +, 1}_5, +, 2}_6) returns 2.  */
1085
1086 unsigned
1087 nb_vars_in_chrec (tree chrec)
1088 {
1089   if (chrec == NULL_TREE)
1090     return 0;
1091
1092   switch (TREE_CODE (chrec))
1093     {
1094     case POLYNOMIAL_CHREC:
1095       return 1 + nb_vars_in_chrec
1096         (initial_condition_in_loop_num (chrec, CHREC_VARIABLE (chrec)));
1097
1098     default:
1099       return 0;
1100     }
1101 }
1102
1103 /* Returns true if TYPE is a type in that we cannot directly perform
1104    arithmetics, even though it is a scalar type.  */
1105
1106 static bool
1107 avoid_arithmetics_in_type_p (tree type)
1108 {
1109   /* Ada frontend uses subtypes -- an arithmetic cannot be directly performed
1110      in the subtype, but a base type must be used, and the result then can
1111      be casted to the subtype.  */
1112   if (TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE && TREE_TYPE (type) != NULL_TREE)
1113     return true;
1114
1115   return false;
1116 }
1117
1118 static tree chrec_convert_1 (tree, tree, tree, bool);
1119
1120 /* Converts BASE and STEP of affine scev to TYPE.  LOOP is the loop whose iv
1121    the scev corresponds to.  AT_STMT is the statement at that the scev is
1122    evaluated.  USE_OVERFLOW_SEMANTICS is true if this function should assume that
1123    the rules for overflow of the given language apply (e.g., that signed
1124    arithmetics in C does not overflow) -- i.e., to use them to avoid unnecessary
1125    tests, but also to enforce that the result follows them.  Returns true if the
1126    conversion succeeded, false otherwise.  */
1127
1128 bool
1129 convert_affine_scev (struct loop *loop, tree type,
1130                      tree *base, tree *step, tree at_stmt,
1131                      bool use_overflow_semantics)
1132 {
1133   tree ct = TREE_TYPE (*step);
1134   bool enforce_overflow_semantics;
1135   bool must_check_src_overflow, must_check_rslt_overflow;
1136   tree new_base, new_step;
1137   tree step_type = POINTER_TYPE_P (type) ? sizetype : type;
1138
1139   /* If we cannot perform arithmetic in TYPE, avoid creating an scev.  */
1140   if (avoid_arithmetics_in_type_p (type))
1141     return false;
1142
1143   /* In general,
1144      (TYPE) (BASE + STEP * i) = (TYPE) BASE + (TYPE -- sign extend) STEP * i,
1145      but we must check some assumptions.
1146
1147      1) If [BASE, +, STEP] wraps, the equation is not valid when precision
1148         of CT is smaller than the precision of TYPE.  For example, when we
1149         cast unsigned char [254, +, 1] to unsigned, the values on left side
1150         are 254, 255, 0, 1, ..., but those on the right side are
1151         254, 255, 256, 257, ...
1152      2) In case that we must also preserve the fact that signed ivs do not
1153         overflow, we must additionally check that the new iv does not wrap.
1154         For example, unsigned char [125, +, 1] casted to signed char could
1155         become a wrapping variable with values 125, 126, 127, -128, -127, ...,
1156         which would confuse optimizers that assume that this does not
1157         happen.  */
1158   must_check_src_overflow = TYPE_PRECISION (ct) < TYPE_PRECISION (type);
1159
1160   enforce_overflow_semantics = (use_overflow_semantics
1161                                 && nowrap_type_p (type));
1162   if (enforce_overflow_semantics)
1163     {
1164       /* We can avoid checking whether the result overflows in the following
1165          cases:
1166
1167          -- must_check_src_overflow is true, and the range of TYPE is superset
1168             of the range of CT -- i.e., in all cases except if CT signed and
1169             TYPE unsigned.
1170          -- both CT and TYPE have the same precision and signedness, and we
1171             verify instead that the source does not overflow (this may be
1172             easier than verifying it for the result, as we may use the
1173             information about the semantics of overflow in CT).  */
1174       if (must_check_src_overflow)
1175         {
1176           if (TYPE_UNSIGNED (type) && !TYPE_UNSIGNED (ct))
1177             must_check_rslt_overflow = true;
1178           else
1179             must_check_rslt_overflow = false;
1180         }
1181       else if (TYPE_UNSIGNED (ct) == TYPE_UNSIGNED (type)
1182                && TYPE_PRECISION (ct) == TYPE_PRECISION (type))
1183         {
1184           must_check_rslt_overflow = false;
1185           must_check_src_overflow = true;
1186         }
1187       else
1188         must_check_rslt_overflow = true;
1189     }
1190   else
1191     must_check_rslt_overflow = false;
1192
1193   if (must_check_src_overflow
1194       && scev_probably_wraps_p (*base, *step, at_stmt, loop,
1195                                 use_overflow_semantics))
1196     return false;
1197
1198   new_base = chrec_convert_1 (type, *base, at_stmt,
1199                               use_overflow_semantics);
1200   /* The step must be sign extended, regardless of the signedness
1201      of CT and TYPE.  This only needs to be handled specially when
1202      CT is unsigned -- to avoid e.g. unsigned char [100, +, 255]
1203      (with values 100, 99, 98, ...) from becoming signed or unsigned
1204      [100, +, 255] with values 100, 355, ...; the sign-extension is
1205      performed by default when CT is signed.  */
1206   new_step = *step;
1207   if (TYPE_PRECISION (step_type) > TYPE_PRECISION (ct) && TYPE_UNSIGNED (ct))
1208     new_step = chrec_convert_1 (signed_type_for (ct), new_step, at_stmt,
1209                                 use_overflow_semantics);
1210   new_step = chrec_convert_1 (step_type, new_step, at_stmt, use_overflow_semantics);
1211
1212   if (automatically_generated_chrec_p (new_base)
1213       || automatically_generated_chrec_p (new_step))
1214     return false;
1215
1216   if (must_check_rslt_overflow
1217       /* Note that in this case we cannot use the fact that signed variables
1218          do not overflow, as this is what we are verifying for the new iv.  */
1219       && scev_probably_wraps_p (new_base, new_step, at_stmt, loop, false))
1220     return false;
1221
1222   *base = new_base;
1223   *step = new_step;
1224   return true;
1225 }
1226 \f
1227
1228 /* Convert CHREC for the right hand side of a CREC.
1229    The increment for a pointer type is always sizetype.  */
1230 tree
1231 chrec_convert_rhs (tree type, tree chrec, tree at_stmt)
1232 {
1233   if (POINTER_TYPE_P (type))
1234    type = sizetype;
1235   return chrec_convert (type, chrec, at_stmt);
1236 }
1237
1238 /* Convert CHREC to TYPE.  When the analyzer knows the context in
1239    which the CHREC is built, it sets AT_STMT to the statement that
1240    contains the definition of the analyzed variable, otherwise the
1241    conversion is less accurate: the information is used for
1242    determining a more accurate estimation of the number of iterations.
1243    By default AT_STMT could be safely set to NULL_TREE.
1244
1245    The following rule is always true: TREE_TYPE (chrec) ==
1246    TREE_TYPE (CHREC_LEFT (chrec)) == TREE_TYPE (CHREC_RIGHT (chrec)).
1247    An example of what could happen when adding two chrecs and the type
1248    of the CHREC_RIGHT is different than CHREC_LEFT is:
1249
1250    {(uint) 0, +, (uchar) 10} +
1251    {(uint) 0, +, (uchar) 250}
1252
1253    that would produce a wrong result if CHREC_RIGHT is not (uint):
1254
1255    {(uint) 0, +, (uchar) 4}
1256
1257    instead of
1258
1259    {(uint) 0, +, (uint) 260}
1260 */
1261
1262 tree
1263 chrec_convert (tree type, tree chrec, tree at_stmt)
1264 {
1265   return chrec_convert_1 (type, chrec, at_stmt, true);
1266 }
1267
1268 /* Convert CHREC to TYPE.  When the analyzer knows the context in
1269    which the CHREC is built, it sets AT_STMT to the statement that
1270    contains the definition of the analyzed variable, otherwise the
1271    conversion is less accurate: the information is used for
1272    determining a more accurate estimation of the number of iterations.
1273    By default AT_STMT could be safely set to NULL_TREE.
1274
1275    USE_OVERFLOW_SEMANTICS is true if this function should assume that
1276    the rules for overflow of the given language apply (e.g., that signed
1277    arithmetics in C does not overflow) -- i.e., to use them to avoid unnecessary
1278    tests, but also to enforce that the result follows them.  */
1279
1280 static tree
1281 chrec_convert_1 (tree type, tree chrec, tree at_stmt,
1282                  bool use_overflow_semantics)
1283 {
1284   tree ct, res;
1285   tree base, step;
1286   struct loop *loop;
1287
1288   if (automatically_generated_chrec_p (chrec))
1289     return chrec;
1290
1291   ct = chrec_type (chrec);
1292   if (ct == type)
1293     return chrec;
1294
1295   if (!evolution_function_is_affine_p (chrec))
1296     goto keep_cast;
1297
1298   loop = get_chrec_loop (chrec);
1299   base = CHREC_LEFT (chrec);
1300   step = CHREC_RIGHT (chrec);
1301
1302   if (convert_affine_scev (loop, type, &base, &step, at_stmt,
1303                            use_overflow_semantics))
1304     return build_polynomial_chrec (loop->num, base, step);
1305
1306   /* If we cannot propagate the cast inside the chrec, just keep the cast.  */
1307 keep_cast:
1308   res = fold_convert (type, chrec);
1309
1310   /* Don't propagate overflows.  */
1311   if (CONSTANT_CLASS_P (res))
1312     TREE_OVERFLOW (res) = 0;
1313
1314   /* But reject constants that don't fit in their type after conversion.
1315      This can happen if TYPE_MIN_VALUE or TYPE_MAX_VALUE are not the
1316      natural values associated with TYPE_PRECISION and TYPE_UNSIGNED,
1317      and can cause problems later when computing niters of loops.  Note
1318      that we don't do the check before converting because we don't want
1319      to reject conversions of negative chrecs to unsigned types.  */
1320   if (TREE_CODE (res) == INTEGER_CST
1321       && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
1322       && !int_fits_type_p (res, type))
1323     res = chrec_dont_know;
1324
1325   return res;
1326 }
1327
1328 /* Convert CHREC to TYPE, without regard to signed overflows.  Returns the new
1329    chrec if something else than what chrec_convert would do happens, NULL_TREE
1330    otherwise.  */
1331
1332 tree
1333 chrec_convert_aggressive (tree type, tree chrec)
1334 {
1335   tree inner_type, left, right, lc, rc, rtype;
1336
1337   if (automatically_generated_chrec_p (chrec)
1338       || TREE_CODE (chrec) != POLYNOMIAL_CHREC)
1339     return NULL_TREE;
1340
1341   inner_type = TREE_TYPE (chrec);
1342   if (TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (inner_type))
1343     return NULL_TREE;
1344
1345   /* If we cannot perform arithmetic in TYPE, avoid creating an scev.  */
1346   if (avoid_arithmetics_in_type_p (type))
1347     return NULL_TREE;
1348
1349   rtype = POINTER_TYPE_P (type) ? sizetype : type;
1350
1351   left = CHREC_LEFT (chrec);
1352   right = CHREC_RIGHT (chrec);
1353   lc = chrec_convert_aggressive (type, left);
1354   if (!lc)
1355     lc = chrec_convert (type, left, NULL_TREE);
1356   rc = chrec_convert_aggressive (rtype, right);
1357   if (!rc)
1358     rc = chrec_convert (rtype, right, NULL_TREE);
1359
1360   return build_polynomial_chrec (CHREC_VARIABLE (chrec), lc, rc);
1361 }
1362
1363 /* Returns true when CHREC0 == CHREC1.  */
1364
1365 bool
1366 eq_evolutions_p (tree chrec0,
1367                  tree chrec1)
1368 {
1369   if (chrec0 == NULL_TREE
1370       || chrec1 == NULL_TREE
1371       || TREE_CODE (chrec0) != TREE_CODE (chrec1))
1372     return false;
1373
1374   if (chrec0 == chrec1)
1375     return true;
1376
1377   switch (TREE_CODE (chrec0))
1378     {
1379     case INTEGER_CST:
1380       return operand_equal_p (chrec0, chrec1, 0);
1381
1382     case POLYNOMIAL_CHREC:
1383       return (CHREC_VARIABLE (chrec0) == CHREC_VARIABLE (chrec1)
1384               && eq_evolutions_p (CHREC_LEFT (chrec0), CHREC_LEFT (chrec1))
1385               && eq_evolutions_p (CHREC_RIGHT (chrec0), CHREC_RIGHT (chrec1)));
1386     default:
1387       return false;
1388     }
1389 }
1390
1391 /* Returns EV_GROWS if CHREC grows (assuming that it does not overflow),
1392    EV_DECREASES if it decreases, and EV_UNKNOWN if we cannot determine
1393    which of these cases happens.  */
1394
1395 enum ev_direction
1396 scev_direction (tree chrec)
1397 {
1398   tree step;
1399
1400   if (!evolution_function_is_affine_p (chrec))
1401     return EV_DIR_UNKNOWN;
1402
1403   step = CHREC_RIGHT (chrec);
1404   if (TREE_CODE (step) != INTEGER_CST)
1405     return EV_DIR_UNKNOWN;
1406
1407   if (tree_int_cst_sign_bit (step))
1408     return EV_DIR_DECREASES;
1409   else
1410     return EV_DIR_GROWS;
1411 }