gcc/tree-if-conv.c

   1 /* If-conversion for vectorizer.
   2    Copyright (C) 2004 Free Software Foundation, Inc.
   3    Contributed by Devang Patel <dpatel@apple.com>
   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, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
  20 02111-1307, USA.  */
  21
  22 /* This pass implements tree level if-conversion transformation of loops.
  23    Initial goal is to help vectorizer vectorize loops with conditions.
  24
  25    A short description of if-conversion:
  26
  27      o Decide if a loop is if-convertable or not.
  28      o Walk all loop basic blocks in breadth first order (BFS order).
  29        o Remove conditional statements (at the end of basic block)
  30          and propagate condition into destination basic blocks'
  31          predicate list.
  32        o Replace modify expression with conditional modify expression
  33          using current basic block's condition.
  34      o Merge all basic blocks
  35        o Replace phi nodes with conditional modify expr
  36        o Merge all basic blocks into header
  37
  38      Sample transformation:
  39
  40      INPUT
  41      -----
  42
  43      # i_23 = PHI <0(0), i_18(10)>;
  44      <L0>:;
  45      j_15 = A[i_23];
  46      if (j_15 > 41) goto <L1>; else goto <L17>;
  47
  48      <L17>:;
  49      goto <bb 3> (<L3>);
  50
  51      <L1>:;
  52
  53      # iftmp.2_4 = PHI <0(8), 42(2)>;
  54      <L3>:;
  55      A[i_23] = iftmp.2_4;
  56      i_18 = i_23 + 1;
  57      if (i_18 <= 15) goto <L19>; else goto <L18>;
  58
  59      <L19>:;
  60      goto <bb 1> (<L0>);
  61
  62      <L18>:;
  63
  64      OUTPUT
  65      ------
  66
  67      # i_23 = PHI <0(0), i_18(10)>;
  68      <L0>:;
  69      j_15 = A[i_23];
  70
  71      <L3>:;
  72      iftmp.2_4 = j_15 > 41 ? 42 : 0;
  73      A[i_23] = iftmp.2_4;
  74      i_18 = i_23 + 1;
  75      if (i_18 <= 15) goto <L19>; else goto <L18>;
  76
  77      <L19>:;
  78      goto <bb 1> (<L0>);
  79
  80      <L18>:;
  81 */
  82
  83 #include "config.h"
  84 #include "system.h"
  85 #include "coretypes.h"
  86 #include "tm.h"
  87 #include "errors.h"
  88 #include "tree.h"
  89 #include "c-common.h"
  90 #include "flags.h"
  91 #include "timevar.h"
  92 #include "varray.h"
  93 #include "rtl.h"
  94 #include "basic-block.h"
  95 #include "diagnostic.h"
  96 #include "tree-flow.h"
  97 #include "tree-dump.h"
  98 #include "cfgloop.h"
  99 #include "tree-chrec.h"
 100 #include "tree-data-ref.h"
 101 #include "tree-scalar-evolution.h"
 102 #include "tree-pass.h"
 103 #include "target.h"
 104
 105 /* local function prototypes */
 106 static void main_tree_if_conversion (void);
 107 static tree tree_if_convert_stmt (struct loop *loop, tree, tree,
 108                                   block_stmt_iterator *);
 109 static void tree_if_convert_cond_expr (struct loop *, tree, tree,
 110                                        block_stmt_iterator *);
 111 static bool if_convertable_phi_p (struct loop *, basic_block, tree);
 112 static bool if_convertable_modify_expr_p (struct loop *, basic_block, tree);
 113 static bool if_convertable_stmt_p (struct loop *, basic_block, tree);
 114 static bool if_convertable_bb_p (struct loop *, basic_block, bool);
 115 static bool if_convertable_loop_p (struct loop *, bool);
 116 static void add_to_predicate_list (basic_block, tree);
 117 static tree add_to_dst_predicate_list (struct loop * loop, basic_block, tree, tree,
 118                                        block_stmt_iterator *);
 119 static void clean_predicate_lists (struct loop *loop);
 120 static basic_block find_phi_replacement_condition (basic_block, tree *,
 121                                                    block_stmt_iterator *);
 122 static void replace_phi_with_cond_modify_expr (tree, tree, basic_block,
 123                                                block_stmt_iterator *);
 124 static void process_phi_nodes (struct loop *);
 125 static void combine_blocks (struct loop *);
 126 static tree ifc_temp_var (tree, tree);
 127 static bool pred_blocks_visited_p (basic_block, bitmap *);
 128 static basic_block * get_loop_body_in_if_conv_order (const struct loop *loop);
 129 static bool bb_with_exit_edge_p (basic_block);
 130
 131 /* List of basic blocks in if-conversion-suitable order.  */
 132 static basic_block *ifc_bbs;
 133
 134 /* Main entry point.
 135    Apply if-conversion to the LOOP. Return true if successful otherwise return
 136    false. If false is returned then loop remains unchanged.
 137    FOR_VECTORIZER is a boolean flag. It indicates whether if-conversion is used
 138    for vectorizer or not. If it is used for vectorizer, additional checks are
 139    used. (Vectorization checks are not yet implemented).  */
 140
 141 static bool
 142 tree_if_conversion (struct loop *loop, bool for_vectorizer)
 143 {
 144   basic_block bb;
 145   block_stmt_iterator itr;
 146   tree cond;
 147   unsigned int i;
 148
 149   ifc_bbs = NULL;
 150
 151   /* if-conversion is not appropriate for all loops. First, check if loop  is
 152      if-convertable or not.  */
 153   if (!if_convertable_loop_p (loop, for_vectorizer))
 154     {
 155       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 156         fprintf (dump_file,"-------------------------\n");
 157       if (ifc_bbs)
 158         {
 159           free (ifc_bbs);
 160           ifc_bbs = NULL;
 161         }
 162       free_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
 163       free_df ();
 164       return false;
 165     }
 166
 167   cond = NULL_TREE;
 168
 169   /* Do actual work now.  */
 170   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
 171     {
 172       bb = ifc_bbs [i];
 173
 174       /* Update condition using predicate list.  */
 175       cond = bb->aux;
 176
 177       /* Process all statements in this basic block.
 178          Remove conditional expression, if any, and annotate
 179          destination basic block(s) appropriately.  */
 180       for (itr = bsi_start (bb); !bsi_end_p (itr); /* empty */)
 181         {
 182           tree t = bsi_stmt (itr);
 183           cond = tree_if_convert_stmt (loop, t, cond, &itr);
 184           if (!bsi_end_p (itr))
 185             bsi_next (&itr);
 186         }
 187
 188       /* If current bb has only one successor, then consider it as an
 189          unconditional goto.  */
 190       if (EDGE_COUNT (bb->succs) == 1)
 191         {
 192           basic_block bb_n = EDGE_SUCC (bb, 0)->dest;
 193           if (cond != NULL_TREE)
 194             add_to_predicate_list (bb_n, cond);
 195           cond = NULL_TREE;
 196         }
 197     }
 198
 199   /* Now, all statements are if-converted and basic blocks are
 200      annotated appropriately. Combine all basic block into one huge
 201      basic block.  */
 202   combine_blocks (loop);
 203
 204   /* clean up */
 205   clean_predicate_lists (loop);
 206   free (ifc_bbs);
 207   ifc_bbs = NULL;
 208   free_df ();
 209
 210   return true;
 211 }
 212
 213 /* if-convert stmt T which is part of LOOP.
 214    If T is a MODIFY_EXPR than it is converted into conditional modify
 215    expression using COND.  For conditional expressions, add condition in the
 216    destination basic block's predicate list and remove conditional
 217    expression itself. BSI is the iterator used to traverse statements of
 218    loop. It is used here when it is required to delete current statement.  */
 219
 220 static tree
 221 tree_if_convert_stmt (struct loop *  loop, tree t, tree cond,
 222                       block_stmt_iterator *bsi)
 223 {
 224   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 225     {
 226       fprintf (dump_file, "------if-convert stmt\n");
 227       print_generic_stmt (dump_file, t, TDF_SLIM);
 228       print_generic_stmt (dump_file, cond, TDF_SLIM);
 229     }
 230
 231   switch (TREE_CODE (t))
 232     {
 233       /* Labels are harmless here.  */
 234     case LABEL_EXPR:
 235       break;
 236
 237     case MODIFY_EXPR:
 238       /* This modify_expr is killing previous value of LHS. Appropriate value will
 239          be selected by PHI node based on condition. It is possible that before
 240          this transformation, PHI nodes was selecting default value and now it will
 241          use this new value. This is OK because it does not change validity the
 242          program.  */
 243       break;
 244
 245     case GOTO_EXPR:
 246       /* Unconditional goto */
 247       add_to_predicate_list (bb_for_stmt (TREE_OPERAND (t, 1)), cond);
 248       bsi_remove (bsi);
 249       cond = NULL_TREE;
 250       break;
 251
 252     case COND_EXPR:
 253       /* Update destination blocks' predicate list and remove this
 254          condition expression.  */
 255       tree_if_convert_cond_expr (loop, t, cond, bsi);
 256       cond = NULL_TREE;
 257       break;
 258
 259     default:
 260       gcc_unreachable ();
 261     }
 262   return cond;
 263 }
 264
 265 /* STMT is COND_EXPR. Update two destination's predicate list.
 266    Remove COND_EXPR, if it is not the loop exit condition. Otherwise
 267    update loop exit condition appropriately.  BSI is the iterator
 268    used to traverse statement list. STMT is part of loop LOOP.  */
 269
 270 static void
 271 tree_if_convert_cond_expr (struct loop *loop, tree stmt, tree cond,
 272                            block_stmt_iterator *bsi)
 273 {
 274   tree c, c2, new_cond;
 275   edge true_edge, false_edge;
 276   new_cond = NULL_TREE;
 277
 278   gcc_assert (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR);
 279
 280   c = COND_EXPR_COND (stmt);
 281
 282   /* Create temp. for condition.  */
 283   if (!is_gimple_condexpr (c))
 284     {
 285       tree new_stmt;
 286       new_stmt = ifc_temp_var (TREE_TYPE (c), unshare_expr (c));
 287       bsi_insert_before (bsi, new_stmt, BSI_SAME_STMT);
 288       c = TREE_OPERAND (new_stmt, 0);
 289     }
 290
 291   extract_true_false_edges_from_block (bb_for_stmt (stmt),
 292                                        &true_edge, &false_edge);
 293
 294   /* Add new condition into destination's predicate list.  */
 295
 296   /* If 'c' is true then TRUE_EDGE is taken.  */
 297   new_cond = add_to_dst_predicate_list (loop, true_edge->dest, cond,
 298                                         unshare_expr (c), bsi);
 299
 300   if (!is_gimple_reg(c) && is_gimple_condexpr (c))
 301     {
 302       tree new_stmt;
 303       new_stmt = ifc_temp_var (TREE_TYPE (c), unshare_expr (c));
 304       bsi_insert_before (bsi, new_stmt, BSI_SAME_STMT);
 305       c = TREE_OPERAND (new_stmt, 0);
 306     }
 307
 308   /* If 'c' is false then FALSE_EDGE is taken.  */
 309   c2 = invert_truthvalue (unshare_expr (c));
 310   add_to_dst_predicate_list (loop, false_edge->dest, cond, c2, bsi);
 311
 312   /* Now this conditional statement is redundant. Remove it.
 313      But, do not remove exit condition! Update exit condition
 314      using new condition.  */
 315   if (!bb_with_exit_edge_p (bb_for_stmt (stmt)))
 316     {
 317       bsi_remove (bsi);
 318       cond = NULL_TREE;
 319     }
 320   return;
 321 }
 322
 323 /* Return true, iff PHI is if-convertable. PHI is part of loop LOOP
 324    and it belongs to basic block BB.
 325    PHI is not if-convertable
 326    - if it has more than 2 arguments.
 327    - Virtual PHI is immediately used in another PHI node.  */
 328
 329 static bool
 330 if_convertable_phi_p (struct loop *loop, basic_block bb, tree phi)
 331 {
 332   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 333     {
 334       fprintf (dump_file, "-------------------------\n");
 335       print_generic_stmt (dump_file, phi, TDF_SLIM);
 336     }
 337
 338   if (bb != loop->header && PHI_NUM_ARGS (phi) != 2)
 339     {
 340       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 341         fprintf (dump_file, "More than two phi node args.\n");
 342       return false;
 343     }
 344
 345   if (!is_gimple_reg (SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (phi))))
 346     {
 347       int j;
 348       dataflow_t df = get_immediate_uses (phi);
 349       int num_uses = num_immediate_uses (df);
 350       for (j = 0; j < num_uses; j++)
 351         {
 352           tree use = immediate_use (df, j);
 353           if (TREE_CODE (use) == PHI_NODE)
 354             {
 355               if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 356                 fprintf (dump_file, "Difficult to handle this virtual phi.\n");
 357               return false;
 358             }
 359         }
 360     }
 361
 362   return true;
 363 }
 364
 365 /* Return true, if M_EXPR is if-convertable.
 366    MODIFY_EXPR is not if-convertable if,
 367    - It is not movable.
 368    - It could trap.
 369    - LHS is not var decl.
 370   MODIFY_EXPR is part of block BB, which is inside loop LOOP.
 371 */
 372
 373 static bool
 374 if_convertable_modify_expr_p (struct loop *loop, basic_block bb, tree m_expr)
 375 {
 376   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 377     {
 378       fprintf (dump_file, "-------------------------\n");
 379       print_generic_stmt (dump_file, m_expr, TDF_SLIM);
 380     }
 381
 382   /* Be conservative and do not handle immovable expressions.  */
 383   if (movement_possibility (m_expr) == MOVE_IMPOSSIBLE)
 384     {
 385       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 386         fprintf (dump_file, "stmt is movable. Don't take risk\n");
 387       return false;
 388     }
 389
 390   /* See if it needs speculative loading or not.  */
 391   if (bb != loop->header
 392       && tree_could_trap_p (TREE_OPERAND (m_expr, 1)))
 393     {
 394       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 395         fprintf (dump_file, "tree could trap...\n");
 396       return false;
 397     }
 398
 399   if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (m_expr, 1)) == CALL_EXPR)
 400     {
 401       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 402         fprintf (dump_file, "CALL_EXPR \n");
 403       return false;
 404     }
 405
 406   if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (m_expr, 0)) != SSA_NAME
 407       && bb != loop->header
 408       && !bb_with_exit_edge_p (bb))
 409     {
 410       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 411         {
 412           fprintf (dump_file, "LHS is not var\n");
 413           print_generic_stmt (dump_file, m_expr, TDF_SLIM);
 414         }
 415       return false;
 416     }
 417
 418
 419   return true;
 420 }
 421
 422 /* Return true, iff STMT is if-convertable.
 423    Statement is if-convertable if,
 424    - It is if-convertable MODIFY_EXPR
 425    - IT is LABEL_EXPR, GOTO_EXPR or COND_EXPR.
 426    STMT is inside block BB, which is inside loop LOOP.  */
 427
 428 static bool
 429 if_convertable_stmt_p (struct loop *loop, basic_block bb, tree stmt)
 430 {
 431   switch (TREE_CODE (stmt))
 432     {
 433     case LABEL_EXPR:
 434       break;
 435
 436     case MODIFY_EXPR:
 437
 438       if (!if_convertable_modify_expr_p (loop, bb, stmt))
 439         return false;
 440       break;
 441
 442     case GOTO_EXPR:
 443     case COND_EXPR:
 444       break;
 445
 446     default:
 447       /* Don't know what to do with 'em so don't do anything.  */
 448       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 449         {
 450           fprintf (dump_file, "don't know what to do\n");
 451           print_generic_stmt (dump_file, stmt, TDF_SLIM);
 452         }
 453       return false;
 454       break;
 455     }
 456
 457   return true;
 458 }
 459
 460 /* Return true, iff BB is if-convertable.
 461    Note: This routine does _not_ check basic block statements and phis.
 462    Basic block is not if-convertable if,
 463    - Basic block is non-empty and it is after exit block (in BFS order).
 464    - Basic block is after exit block but before latch.
 465    - Basic block edge(s) is not normal.
 466    EXIT_BB_SEEN is true if basic block with exit edge is already seen.
 467    BB is inside loop LOOP.  */
 468
 469 static bool
 470 if_convertable_bb_p (struct loop *loop, basic_block bb, bool exit_bb_seen)
 471 {
 472   edge e;
 473   edge_iterator ei;
 474
 475   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 476     fprintf (dump_file, "----------[%d]-------------\n", bb->index);
 477
 478   if (exit_bb_seen)
 479     {
 480       if (bb != loop->latch)
 481         {
 482           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 483             fprintf (dump_file, "basic block after exit bb but before latch\n");
 484           return false;
 485         }
 486       else if (!empty_block_p (bb))
 487         {
 488           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 489             fprintf (dump_file, "non empty basic block after exit bb\n");
 490           return false;
 491         }
 492     }
 493
 494   /* Be less adventurous and handle only normal edges.  */
 495   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
 496     if (e->flags &
 497         (EDGE_ABNORMAL_CALL | EDGE_EH | EDGE_ABNORMAL | EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP))
 498       {
 499         if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 500           fprintf (dump_file,"Difficult to handle edges\n");
 501         return false;
 502       }
 503
 504   return true;
 505 }
 506
 507 /* Return true, iff LOOP is if-convertable.
 508    LOOP is if-convertable if,
 509    - It is innermost.
 510    - It has two or more basic blocks.
 511    - It has only one exit.
 512    - Loop header is not the exit edge.
 513    - If its basic blocks and phi nodes are if convertable. See above for
 514      more info.
 515    FOR_VECTORIZER enables vectorizer specific checks. For example, support
 516    for vector conditions, data dependency checks etc.. (Not implemented yet).  */
 517
 518 static bool
 519 if_convertable_loop_p (struct loop *loop, bool for_vectorizer ATTRIBUTE_UNUSED)
 520 {
 521   tree phi;
 522   basic_block bb;
 523   block_stmt_iterator itr;
 524   unsigned int i;
 525   edge e;
 526   edge_iterator ei;
 527   bool exit_bb_seen = false;
 528
 529   /* Handle only inner most loop.  */
 530   if (!loop || loop->inner)
 531     {
 532       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 533         fprintf (dump_file, "not inner most loop\n");
 534       return false;
 535     }
 536
 537   flow_loop_scan (loop, LOOP_ALL);
 538
 539   /* If only one block, no need for if-conversion.  */
 540   if (loop->num_nodes <= 2)
 541     {
 542       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 543         fprintf (dump_file, "less than 2 basic blocks\n");
 544       return false;
 545     }
 546
 547   /* More than one loop exit is too much to handle.  */
 548   if (loop->num_exits > 1)
 549     {
 550       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 551         fprintf (dump_file, "multiple exits\n");
 552       return false;
 553     }
 554
 555   /* ??? Check target's vector conditional operation support for vectorizer.  */
 556
 557   /* If one of the loop header's edge is exit edge then do not apply
 558      if-conversion.  */
 559   FOR_EACH_EDGE (e, ei, loop->header->succs)
 560     if ( e->flags & EDGE_LOOP_EXIT)
 561       return false;
 562
 563   compute_immediate_uses (TDFA_USE_OPS|TDFA_USE_VOPS, NULL);
 564
 565   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
 566   calculate_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
 567
 568   /* Allow statements that can be handled during if-conversion.  */
 569   ifc_bbs = get_loop_body_in_if_conv_order (loop);
 570   if (!ifc_bbs)
 571     {
 572       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 573         fprintf (dump_file,"Irreducible loop\n");
 574       free_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
 575       return false;
 576     }
 577
 578   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
 579     {
 580       bb = ifc_bbs[i];
 581
 582       if (!if_convertable_bb_p (loop, bb, exit_bb_seen))
 583         return false;
 584
 585       /* Check statements.  */
 586       for (itr = bsi_start (bb); !bsi_end_p (itr); bsi_next (&itr))
 587         if (!if_convertable_stmt_p (loop, bb, bsi_stmt (itr)))
 588           return false;
 589       /* ??? Check data dependency for vectorizer.  */
 590
 591       /* What about phi nodes ? */
 592       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
 593         if (!if_convertable_phi_p (loop, bb, phi))
 594           return false;
 595
 596       if (bb_with_exit_edge_p (bb))
 597         exit_bb_seen = true;
 598     }
 599
 600   /* OK. Did not find any potential issues so go ahead in if-convert
 601      this loop. Now there is no looking back.  */
 602   if (dump_file)
 603     fprintf (dump_file,"Applying if-conversion\n");
 604
 605   free_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
 606   return true;
 607 }
 608
 609 /* Add condition COND into predicate list of basic block BB.  */
 610
 611 static void
 612 add_to_predicate_list (basic_block bb, tree new_cond)
 613 {
 614   tree cond = bb->aux;
 615
 616   if (cond)
 617     cond = fold (build (TRUTH_OR_EXPR, boolean_type_node,
 618                         unshare_expr (cond), new_cond));
 619   else
 620     cond = new_cond;
 621
 622   bb->aux = cond;
 623 }
 624
 625 /* Add condition COND into BB's predicate list.  PREV_COND is
 626    existing condition.  */
 627
 628 static tree
 629 add_to_dst_predicate_list (struct loop * loop, basic_block bb,
 630                            tree prev_cond, tree cond,
 631                            block_stmt_iterator *bsi)
 632 {
 633   tree new_cond = NULL_TREE;
 634
 635   if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
 636     return NULL_TREE;
 637
 638   if (prev_cond == boolean_true_node || !prev_cond)
 639     new_cond = unshare_expr (cond);
 640   else
 641     {
 642       tree tmp_stmt;
 643       /* new_cond == prev_cond AND cond */
 644       tree tmp = build (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
 645                         unshare_expr (prev_cond), cond);
 646       tmp_stmt = ifc_temp_var (boolean_type_node, tmp);
 647       bsi_insert_before (bsi, tmp_stmt, BSI_SAME_STMT);
 648       new_cond = TREE_OPERAND (tmp_stmt, 0);
 649     }
 650   add_to_predicate_list (bb, new_cond);
 651   return new_cond;
 652 }
 653
 654 /* During if-conversion aux field from basic block is used to hold predicate
 655    list. Clean each basic block's predicate list for the given LOOP.  */
 656
 657 static void
 658 clean_predicate_lists (struct loop *loop)
 659 {
 660 #ifdef ENABLE_CHECKING
 661   gcc_assert (loop->num_nodes == 2 || loop->num_nodes == 1);
 662 #endif
 663   loop->header->aux = NULL;
 664   loop->latch->aux = NULL;
 665 }
 666
 667 /* Basic block BB has two predecessors. Using predecessor's aux field, set
 668    appropriate condition COND for the PHI node replacement. Return true block
 669    whose phi arguments are selected when cond is true.  */
 670
 671 static basic_block
 672 find_phi_replacement_condition (basic_block bb, tree *cond,
 673                                 block_stmt_iterator *bsi)
 674 {
 675   edge e;
 676   basic_block p1 = NULL;
 677   basic_block p2 = NULL;
 678   basic_block true_bb = NULL;
 679   tree tmp_cond;
 680   edge_iterator ei;
 681
 682   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
 683     {
 684       if (p1 == NULL)
 685         p1 = e->src;
 686       else
 687         {
 688           gcc_assert (!p2);
 689           p2 = e->src;
 690         }
 691     }
 692
 693   /* Use condition that is not TRUTH_NOT_EXPR in conditional modify expr.  */
 694   tmp_cond = p1->aux;
 695   if (TREE_CODE (tmp_cond) == TRUTH_NOT_EXPR)
 696     {
 697       *cond  = p2->aux;
 698       true_bb = p2;
 699     }
 700   else
 701     {
 702       *cond  = p1->aux;
 703       true_bb = p1;
 704     }
 705
 706   /* Create temp. for the condition. Vectorizer prefers to have gimple
 707      value as condition. Various targets use different means to communicate
 708      condition in vector compare operation. Using gimple value allows compiler
 709      to emit vector compare and select RTL without exposing compare's result.  */
 710   if (!is_gimple_reg (*cond) && !is_gimple_condexpr (*cond))
 711     {
 712       tree new_stmt;
 713
 714       new_stmt = ifc_temp_var (TREE_TYPE (*cond), unshare_expr (*cond));
 715       bsi_insert_after (bsi, new_stmt, BSI_SAME_STMT);
 716       bsi_next (bsi);
 717       *cond = TREE_OPERAND (new_stmt, 0);
 718     }
 719
 720   gcc_assert (*cond);
 721
 722   return true_bb;
 723 }
 724
 725
 726 /* Replace PHI node with conditional modify expr using COND.
 727    This routine does not handle PHI nodes with more than two arguments.
 728    For example,
 729      S1: A = PHI <x1(1), x2(5)
 730    is converted into,
 731      S2: A = cond ? x1 : x2;
 732    S2 is inserted at the top of basic block's statement list.
 733    When COND is true, phi arg from TRUE_BB is selected.
 734 */
 735
 736 static void
 737 replace_phi_with_cond_modify_expr (tree phi, tree cond, basic_block true_bb,
 738                                    block_stmt_iterator *bsi)
 739 {
 740   tree new_stmt;
 741   basic_block bb;
 742   tree rhs;
 743   tree arg_0, arg_1;
 744
 745   gcc_assert (TREE_CODE (phi) == PHI_NODE);
 746
 747   /* If this is not filtered earlier, then now it is too late.  */
 748   gcc_assert (PHI_NUM_ARGS (phi) == 2);
 749
 750   /* Find basic block and initialize iterator.  */
 751   bb = bb_for_stmt (phi);
 752
 753   new_stmt = NULL_TREE;
 754   arg_0 = NULL_TREE;
 755   arg_1 = NULL_TREE;
 756
 757   /* Use condition that is not TRUTH_NOT_EXPR in conditional modify expr.  */
 758   if (PHI_ARG_EDGE(phi, 1)->src == true_bb)
 759     {
 760       arg_0 = PHI_ARG_DEF (phi, 1);
 761       arg_1 = PHI_ARG_DEF (phi, 0);
 762     }
 763   else
 764     {
 765       arg_0 = PHI_ARG_DEF (phi, 0);
 766       arg_1 = PHI_ARG_DEF (phi, 1);
 767     }
 768
 769   /* Build new RHS using selected condition and arguments.  */
 770   rhs = build (COND_EXPR, TREE_TYPE (PHI_RESULT (phi)),
 771                unshare_expr (cond), unshare_expr (arg_0),
 772                unshare_expr (arg_1));
 773
 774   /* Create new MODIFY expression using RHS.  */
 775   new_stmt = build (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (PHI_RESULT (phi)),
 776                     unshare_expr (PHI_RESULT (phi)), rhs);
 777
 778   /* Make new statement definition of the original phi result.  */
 779   SSA_NAME_DEF_STMT (PHI_RESULT (phi)) = new_stmt;
 780
 781   /* Set basic block and insert using iterator.  */
 782   set_bb_for_stmt (new_stmt, bb);
 783
 784   bsi_insert_after (bsi, new_stmt, BSI_SAME_STMT);
 785   bsi_next (bsi);
 786
 787   modify_stmt (new_stmt);
 788
 789   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
 790     {
 791       fprintf (dump_file, "new phi replacement stmt\n");
 792       print_generic_stmt (dump_file, new_stmt, TDF_SLIM);
 793     }
 794 }
 795
 796 /* Process phi nodes for the given  LOOP.  Replace phi nodes with cond
 797    modify expr.  */
 798
 799 static void
 800 process_phi_nodes (struct loop *loop)
 801 {
 802   basic_block bb;
 803   unsigned int orig_loop_num_nodes = loop->num_nodes;
 804   unsigned int i;
 805
 806   /* Replace phi nodes with cond. modify expr.  */
 807   for (i = 1; i < orig_loop_num_nodes; i++)
 808     {
 809       tree phi, cond;
 810       block_stmt_iterator bsi;
 811       basic_block true_bb = NULL;
 812       bb = ifc_bbs[i];
 813
 814       if (bb == loop->header)
 815         continue;
 816
 817       phi = phi_nodes (bb);
 818       bsi = bsi_start (bb);
 819
 820       /* BB has two predecessors. Using predecessor's aux field, set
 821          appropriate condition for the PHI node replacement.  */
 822       if (phi)
 823         true_bb = find_phi_replacement_condition (bb, &cond, &bsi);
 824
 825       while (phi)
 826         {
 827           tree next = PHI_CHAIN (phi);
 828           replace_phi_with_cond_modify_expr (phi, cond, true_bb, &bsi);
 829           release_phi_node (phi);
 830           phi = next;
 831         }
 832       bb_ann (bb)->phi_nodes = NULL;
 833     }
 834   return;
 835 }
 836
 837 /* Combine all basic block from the given LOOP into one or two super
 838    basic block.  Replace PHI nodes with conditional modify expression.  */
 839
 840 static void
 841 combine_blocks (struct loop *loop)
 842 {
 843   basic_block bb, exit_bb, merge_target_bb;
 844   unsigned int orig_loop_num_nodes = loop->num_nodes;
 845   unsigned int i;
 846
 847   /* Process phi nodes to prepare blocks for merge.  */
 848   process_phi_nodes (loop);
 849
 850   exit_bb = NULL;
 851
 852   /* Merge basic blocks */
 853   merge_target_bb = loop->header;
 854   for (i = 1; i < orig_loop_num_nodes; i++)
 855     {
 856       edge e;
 857       block_stmt_iterator bsi;
 858       tree_stmt_iterator last;
 859
 860       bb = ifc_bbs[i];
 861
 862       if (!exit_bb && bb_with_exit_edge_p (bb))
 863           exit_bb = bb;
 864
 865       if (bb == exit_bb)
 866         {
 867           edge new_e;
 868           edge_iterator ei;
 869
 870           /* Connect this node with loop header.  */
 871           new_e = make_edge (ifc_bbs[0], bb, EDGE_FALLTHRU);
 872           set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, bb, ifc_bbs[0]);
 873
 874           if (exit_bb != loop->latch)
 875             {
 876               /* Redirect non-exit edge to loop->latch.  */
 877               FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
 878                 if (!(e->flags & EDGE_LOOP_EXIT))
 879                   {
 880                     redirect_edge_and_branch (e, loop->latch);
 881                     set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, loop->latch, bb);
 882                   }
 883             }
 884           continue;
 885         }
 886
 887       if (bb == loop->latch && empty_block_p (bb))
 888         continue;
 889
 890       /* It is time to remove this basic block.  First remove edges.  */
 891       while (EDGE_COUNT (bb->succs) > 0)
 892         ssa_remove_edge (EDGE_SUCC (bb, 0));
 893       while (EDGE_COUNT (bb->preds) > 0)
 894         ssa_remove_edge (EDGE_PRED (bb, 0));
 895
 896       /* Remove labels and make stmts member of loop->header.  */
 897       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); )
 898         {
 899           if (TREE_CODE (bsi_stmt (bsi)) == LABEL_EXPR)
 900             bsi_remove (&bsi);
 901           else
 902             {
 903               set_bb_for_stmt (bsi_stmt (bsi), merge_target_bb);
 904               bsi_next (&bsi);
 905             }
 906         }
 907
 908       /* Update stmt list.  */
 909       last = tsi_last (merge_target_bb->stmt_list);
 910       tsi_link_after (&last, bb->stmt_list, TSI_NEW_STMT);
 911       bb->stmt_list = NULL;
 912
 913       /* Update dominator info.  */
 914       if (dom_computed[CDI_DOMINATORS])
 915         delete_from_dominance_info (CDI_DOMINATORS, bb);
 916       if (dom_computed[CDI_POST_DOMINATORS])
 917         delete_from_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS, bb);
 918
 919       /* Remove basic block.  */
 920       if (bb == loop->latch)
 921         loop->latch = merge_target_bb;
 922       remove_bb_from_loops (bb);
 923       expunge_block (bb);
 924     }
 925
 926   /* Now if possible, merge loop header and block with exit edge.
 927      This reduces number of basic blocks to 2. Auto vectorizer addresses
 928      loops with two nodes only.  FIXME: Use cleanup_tree_cfg().  */
 929   if (exit_bb
 930       && loop->header != loop->latch
 931       && exit_bb != loop->latch
 932       && empty_block_p (loop->latch))
 933     {
 934       if (can_merge_blocks_p (loop->header, exit_bb))
 935         {
 936           remove_bb_from_loops (exit_bb);
 937           merge_blocks (loop->header, exit_bb);
 938         }
 939     }
 940 }
 941
 942 /* Make new  temp variable of type TYPE. Add MODIFY_EXPR to assign EXP
 943    to the new variable.  */
 944
 945 static tree
 946 ifc_temp_var (tree type, tree exp)
 947 {
 948   const char *name = "_ifc_";
 949   tree var, stmt, new_name;
 950
 951   if (is_gimple_reg (exp))
 952     return exp;
 953
 954   /* Create new temporary variable.  */
 955   var = create_tmp_var (type, name);
 956   add_referenced_tmp_var (var);
 957
 958   /* Build new statement to assign EXP to new variable.  */
 959   stmt = build (MODIFY_EXPR, type, var, exp);
 960
 961   /* Get SSA name for the new variable and set make new statement
 962      its definition statment.  */
 963   new_name = make_ssa_name (var, stmt);
 964   TREE_OPERAND (stmt, 0) = new_name;
 965   SSA_NAME_DEF_STMT (new_name) = stmt;
 966
 967   return stmt;
 968 }
 969
 970
 971 /* Return TRUE iff, all pred blocks of BB are visited.
 972    Bitmap VISITED keeps history of visited blocks.  */
 973
 974 static bool
 975 pred_blocks_visited_p (basic_block bb, bitmap *visited)
 976 {
 977   edge e;
 978   edge_iterator ei;
 979   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
 980     if (!bitmap_bit_p (*visited, e->src->index))
 981       return false;
 982
 983   return true;
 984 }
 985
 986 /* Get body of a LOOP in suitable order for if-conversion.
 987    It is caller's responsibility to deallocate basic block
 988    list.  If-conversion suitable order is, BFS order with one
 989    additional constraint. Select block in BFS block, if all
 990    pred are already selected.  */
 991
 992 static basic_block *
 993 get_loop_body_in_if_conv_order (const struct loop *loop)
 994 {
 995   basic_block *blocks, *blocks_in_bfs_order;
 996   basic_block bb;
 997   bitmap visited;
 998   unsigned int index = 0;
 999   unsigned int visited_count = 0;
1000
1001   gcc_assert (loop->num_nodes);
1002   gcc_assert (loop->latch != EXIT_BLOCK_PTR);
1003
1004   blocks = xcalloc (loop->num_nodes, sizeof (basic_block));
1005   visited = BITMAP_XMALLOC ();
1006
1007   blocks_in_bfs_order = get_loop_body_in_bfs_order (loop);
1008
1009   index = 0;
1010   while (index < loop->num_nodes)
1011     {
1012       bb = blocks_in_bfs_order [index];
1013
1014       if (bb->flags & BB_IRREDUCIBLE_LOOP)
1015         {
1016           free (blocks_in_bfs_order);
1017           BITMAP_XFREE (visited);
1018           free (blocks);
1019           return NULL;
1020         }
1021       if (!bitmap_bit_p (visited, bb->index))
1022         {
1023           if (pred_blocks_visited_p (bb, &visited)
1024               || bb == loop->header)
1025             {
1026               /* This block is now visited.  */
1027               bitmap_set_bit (visited, bb->index);
1028               blocks[visited_count++] = bb;
1029             }
1030         }
1031       index++;
1032       if (index == loop->num_nodes
1033           && visited_count != loop->num_nodes)
1034         {
1035           /* Not done yet.  */
1036           index = 0;
1037         }
1038     }
1039   free (blocks_in_bfs_order);
1040   BITMAP_XFREE (visited);
1041   return blocks;
1042 }
1043
1044 /* Return true if one of the basic block BB edge is loop exit.  */
1045
1046 static bool
1047 bb_with_exit_edge_p (basic_block bb)
1048 {
1049   edge e;
1050   edge_iterator ei;
1051   bool exit_edge_found = false;
1052
1053   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1054     if (e->flags & EDGE_LOOP_EXIT)
1055       {
1056         exit_edge_found = true;
1057         break;
1058       }
1059
1060   return exit_edge_found;
1061 }
1062
1063 /* Tree if-conversion pass management.  */
1064
1065 static void
1066 main_tree_if_conversion (void)
1067 {
1068   unsigned i, loop_num;
1069   struct loop *loop;
1070
1071   if (!current_loops)
1072     return;
1073
1074   loop_num = current_loops->num;
1075   for (i = 0; i < loop_num; i++)
1076     {
1077       loop =  current_loops->parray[i];
1078       if (!loop)
1079       continue;
1080
1081       tree_if_conversion (loop, true);
1082     }
1083
1084 }
1085
1086 static bool
1087 gate_tree_if_conversion (void)
1088 {
1089   return flag_tree_vectorize != 0;
1090 }
1091
1092 struct tree_opt_pass pass_if_conversion =
1093 {
1094   "ifcvt",                           /* name */
1095   gate_tree_if_conversion,           /* gate */
1096   main_tree_if_conversion,           /* execute */
1097   NULL,                              /* sub */
1098   NULL,                              /* next */
1099   0,                                 /* static_pass_number */
1100   0,                                 /* tv_id */
1101   PROP_cfg | PROP_ssa | PROP_alias,  /* properties_required */
1102   0,                                 /* properties_provided */
1103   0,                                 /* properties_destroyed */
1104   TODO_dump_func,                    /* todo_flags_start */
1105   TODO_dump_func
1106     | TODO_verify_ssa
1107     | TODO_verify_stmts
1108     | TODO_verify_flow,              /* todo_flags_finish */
1109   0                                  /* letter */
1110 };