gcc/tree-optimize.c

   1 /* Top-level control of tree optimizations.
   2    Copyright 2001, 2002, 2003, 2004 Free Software Foundation, Inc.
   3    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
   4
   5 This file is part of GCC.
   6
   7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
   8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  10 any later version.
  11
  12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
  13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15 GNU General Public License 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
  19 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
  20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
  21
  22 #include "config.h"
  23 #include "system.h"
  24 #include "coretypes.h"
  25 #include "tm.h"
  26 #include "tree.h"
  27 #include "rtl.h"
  28 #include "tm_p.h"
  29 #include "hard-reg-set.h"
  30 #include "basic-block.h"
  31 #include "output.h"
  32 #include "expr.h"
  33 #include "diagnostic.h"
  34 #include "basic-block.h"
  35 #include "flags.h"
  36 #include "tree-flow.h"
  37 #include "tree-dump.h"
  38 #include "timevar.h"
  39 #include "function.h"
  40 #include "langhooks.h"
  41 #include "toplev.h"
  42 #include "flags.h"
  43 #include "cgraph.h"
  44 #include "tree-inline.h"
  45 #include "tree-mudflap.h"
  46 #include "tree-pass.h"
  47 #include "tree-alias-common.h"
  48 #include "ggc.h"
  49 #include "cgraph.h"
  50
  51
  52 /* Global variables used to communicate with passes.  */
  53 int dump_flags;
  54 bitmap vars_to_rename;
  55 bool in_gimple_form;
  56
  57 /* The root of the compilation pass tree, once constructed.  */
  58 static struct tree_opt_pass *all_passes;
  59
  60 /* Pass: dump the gimplified, inlined, functions.  */
  61
  62 static struct tree_opt_pass pass_gimple =
  63 {
  64   "gimple",                             /* name */
  65   NULL,                                 /* gate */
  66   NULL,                                 /* execute */
  67   NULL,                                 /* sub */
  68   NULL,                                 /* next */
  69   0,                                    /* static_pass_number */
  70   0,                                    /* tv_id */
  71   0,                                    /* properties_required */
  72   PROP_gimple_any,                      /* properties_provided */
  73   0,                                    /* properties_destroyed */
  74   0,                                    /* todo_flags_start */
  75   TODO_dump_func                        /* todo_flags_finish */
  76 };
  77
  78 /* Gate: execute, or not, all of the non-trivial optimizations.  */
  79
  80 static bool
  81 gate_all_optimizations (void)
  82 {
  83   return (optimize >= 1
  84           /* Don't bother doing anything if the program has errors.  */
  85           && !(errorcount || sorrycount));
  86 }
  87
  88 static struct tree_opt_pass pass_all_optimizations =
  89 {
  90   NULL,                                 /* name */
  91   gate_all_optimizations,               /* gate */
  92   NULL,                                 /* execute */
  93   NULL,                                 /* sub */
  94   NULL,                                 /* next */
  95   0,                                    /* static_pass_number */
  96   0,                                    /* tv_id */
  97   0,                                    /* properties_required */
  98   0,                                    /* properties_provided */
  99   0,                                    /* properties_destroyed */
 100   0,                                    /* todo_flags_start */
 101   0                                     /* todo_flags_finish */
 102 };
 103
 104 /* Pass: cleanup the CFG just before expanding trees to RTL.
 105    This is just a round of label cleanups and case node grouping
 106    because after the tree optimizers have run such cleanups may
 107    be necessary.  */
 108
 109 static void
 110 execute_cleanup_cfg_post_optimizing (void)
 111 {
 112   cleanup_tree_cfg ();
 113   cleanup_dead_labels ();
 114   group_case_labels ();
 115 }
 116
 117 static struct tree_opt_pass pass_cleanup_cfg_post_optimizing =
 118 {
 119   NULL,                                 /* name */
 120   NULL,                                 /* gate */
 121   execute_cleanup_cfg_post_optimizing,  /* execute */
 122   NULL,                                 /* sub */
 123   NULL,                                 /* next */
 124   0,                                    /* static_pass_number */
 125   0,                                    /* tv_id */
 126   PROP_cfg,                             /* properties_required */
 127   0,                                    /* properties_provided */
 128   0,                                    /* properties_destroyed */
 129   0,                                    /* todo_flags_start */
 130   0                                     /* todo_flags_finish */
 131 };
 132
 133 /* Pass: do the actions required to finish with tree-ssa optimization
 134    passes.  */
 135
 136 static void
 137 execute_free_datastructures (void)
 138 {
 139   tree *chain;
 140
 141   /* ??? This isn't the right place for this.  Worse, it got computed
 142      more or less at random in various passes.  */
 143   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
 144
 145   /* Emit gotos for implicit jumps.  */
 146   disband_implicit_edges ();
 147
 148   /* Remove the ssa structures.  Do it here since this includes statement
 149      annotations that need to be intact during disband_implicit_edges.  */
 150   delete_tree_ssa ();
 151
 152   /* Re-chain the statements from the blocks.  */
 153   chain = &DECL_SAVED_TREE (current_function_decl);
 154   *chain = alloc_stmt_list ();
 155
 156   /* And get rid of annotations we no longer need.  */
 157   delete_tree_cfg_annotations ();
 158 }
 159
 160 static struct tree_opt_pass pass_free_datastructures =
 161 {
 162   NULL,                                 /* name */
 163   NULL,                                 /* gate */
 164   execute_free_datastructures,                  /* execute */
 165   NULL,                                 /* sub */
 166   NULL,                                 /* next */
 167   0,                                    /* static_pass_number */
 168   0,                                    /* tv_id */
 169   PROP_cfg,                             /* properties_required */
 170   0,                                    /* properties_provided */
 171   0,                                    /* properties_destroyed */
 172   0,                                    /* todo_flags_start */
 173   0                                     /* todo_flags_finish */
 174 };
 175
 176
 177 /* Do the actions required to initialize internal data structures used
 178    in tree-ssa optimization passes.  */
 179
 180 static void
 181 execute_init_datastructures (void)
 182 {
 183   /* Allocate hash tables, arrays and other structures.  */
 184   init_tree_ssa ();
 185 }
 186
 187 static struct tree_opt_pass pass_init_datastructures =
 188 {
 189   NULL,                                 /* name */
 190   NULL,                                 /* gate */
 191   execute_init_datastructures,          /* execute */
 192   NULL,                                 /* sub */
 193   NULL,                                 /* next */
 194   0,                                    /* static_pass_number */
 195   0,                                    /* tv_id */
 196   PROP_cfg,                             /* properties_required */
 197   0,                                    /* properties_provided */
 198   0,                                    /* properties_destroyed */
 199   0,                                    /* todo_flags_start */
 200   0                                     /* todo_flags_finish */
 201 };
 202
 203 /* Iterate over the pass tree allocating dump file numbers.  We want
 204    to do this depth first, and independent of whether the pass is
 205    enabled or not.  */
 206
 207 static void
 208 register_one_dump_file (struct tree_opt_pass *pass)
 209 {
 210   char *dot_name, *flag_name;
 211   char num[10];
 212
 213   if (!pass->name)
 214     return;
 215
 216   /* See below in next_pass_1.  */
 217   num[0] = '\0';
 218   if (pass->static_pass_number != -1)
 219     sprintf (num, "%d", ((int) pass->static_pass_number < 0
 220                          ? 1 : pass->static_pass_number));
 221
 222   dot_name = concat (".", pass->name, num, NULL);
 223   flag_name = concat ("tree-", pass->name, num, NULL);
 224
 225   pass->static_pass_number = dump_register (dot_name, flag_name);
 226 }
 227
 228 static int
 229 register_dump_files (struct tree_opt_pass *pass, int properties)
 230 {
 231   do
 232     {
 233       /* Verify that all required properties are present.  */
 234       if (pass->properties_required & ~properties)
 235         abort ();
 236
 237       if (pass->properties_destroyed & pass->properties_provided)
 238         abort ();
 239
 240       pass->properties_required = properties;
 241       pass->properties_provided = properties =
 242         (properties | pass->properties_provided) & ~pass->properties_destroyed;
 243
 244       if (properties & PROP_trees)
 245         register_one_dump_file (pass);
 246       if (pass->sub)
 247         properties = register_dump_files (pass->sub, properties);
 248       pass = pass->next;
 249     }
 250   while (pass);
 251
 252   return properties;
 253 }
 254
 255 /* Add a pass to the pass list. Duplicate the pass if it's already
 256    in the list.  */
 257
 258 static struct tree_opt_pass **
 259 next_pass_1 (struct tree_opt_pass **list, struct tree_opt_pass *pass)
 260 {
 261
 262   /* A non-zero static_pass_number indicates that the
 263      pass is already in the list. */
 264   if (pass->static_pass_number)
 265     {
 266       struct tree_opt_pass *new;
 267
 268       new = xmalloc (sizeof (*new));
 269       memcpy (new, pass, sizeof (*new));
 270
 271       /* Indicate to register_dump_files that this pass has duplicates,
 272          and so it should rename the dump file.  The first instance will
 273          be -1, and be number of duplicates = -static_pass_number - 1.
 274          Subsequent instances will be > 0 and just the duplicate number.  */
 275       if (pass->name)
 276         {
 277           pass->static_pass_number -= 1;
 278           new->static_pass_number = -pass->static_pass_number;
 279         }
 280
 281       *list = new;
 282     }
 283   else
 284     {
 285       pass->static_pass_number = -1;
 286       *list = pass;
 287     }
 288
 289   return &(*list)->next;
 290
 291 }
 292
 293 /* Construct the pass tree.  */
 294
 295 void
 296 init_tree_optimization_passes (void)
 297 {
 298   struct tree_opt_pass **p;
 299
 300 #define NEXT_PASS(PASS)  (p = next_pass_1 (p, &PASS))
 301
 302   p = &all_passes;
 303   NEXT_PASS (pass_gimple);
 304   NEXT_PASS (pass_remove_useless_stmts);
 305   NEXT_PASS (pass_mudflap_1);
 306   NEXT_PASS (pass_lower_cf);
 307   NEXT_PASS (pass_lower_eh);
 308   NEXT_PASS (pass_build_cfg);
 309   NEXT_PASS (pass_pre_expand);
 310   NEXT_PASS (pass_tree_profile);
 311   NEXT_PASS (pass_init_datastructures);
 312   NEXT_PASS (pass_all_optimizations);
 313   NEXT_PASS (pass_warn_function_return);
 314   NEXT_PASS (pass_mudflap_2);
 315   NEXT_PASS (pass_free_datastructures);
 316   NEXT_PASS (pass_expand);
 317   NEXT_PASS (pass_rest_of_compilation);
 318   *p = NULL;
 319
 320   p = &pass_all_optimizations.sub;
 321   NEXT_PASS (pass_referenced_vars);
 322   NEXT_PASS (pass_build_pta);
 323   NEXT_PASS (pass_build_ssa);
 324   NEXT_PASS (pass_may_alias);
 325   NEXT_PASS (pass_rename_ssa_copies);
 326   NEXT_PASS (pass_early_warn_uninitialized);
 327   NEXT_PASS (pass_dce);
 328   NEXT_PASS (pass_dominator);
 329   NEXT_PASS (pass_redundant_phi);
 330   NEXT_PASS (pass_dce);
 331   NEXT_PASS (pass_forwprop);
 332   NEXT_PASS (pass_phiopt);
 333   NEXT_PASS (pass_may_alias);
 334   NEXT_PASS (pass_tail_recursion);
 335   NEXT_PASS (pass_ch);
 336   NEXT_PASS (pass_profile);
 337   NEXT_PASS (pass_sra);
 338   NEXT_PASS (pass_rename_ssa_copies);
 339   NEXT_PASS (pass_dominator);
 340   NEXT_PASS (pass_redundant_phi);
 341   NEXT_PASS (pass_dce);
 342   NEXT_PASS (pass_dse);
 343   NEXT_PASS (pass_may_alias);
 344   NEXT_PASS (pass_forwprop);
 345   NEXT_PASS (pass_phiopt);
 346   NEXT_PASS (pass_ccp);
 347   NEXT_PASS (pass_redundant_phi);
 348   NEXT_PASS (pass_fold_builtins);
 349   NEXT_PASS (pass_split_crit_edges);
 350   NEXT_PASS (pass_pre);
 351   NEXT_PASS (pass_loop);
 352   NEXT_PASS (pass_dominator);
 353   NEXT_PASS (pass_redundant_phi);
 354   NEXT_PASS (pass_cd_dce);
 355   NEXT_PASS (pass_dse);
 356   NEXT_PASS (pass_forwprop);
 357   NEXT_PASS (pass_phiopt);
 358   NEXT_PASS (pass_tail_calls);
 359   NEXT_PASS (pass_late_warn_uninitialized);
 360   NEXT_PASS (pass_del_pta);
 361   NEXT_PASS (pass_del_ssa);
 362   NEXT_PASS (pass_nrv);
 363   NEXT_PASS (pass_remove_useless_vars);
 364   NEXT_PASS (pass_cleanup_cfg_post_optimizing);
 365   *p = NULL;
 366
 367   p = &pass_loop.sub;
 368   NEXT_PASS (pass_loop_init);
 369   NEXT_PASS (pass_lim);
 370   NEXT_PASS (pass_iv_canon);
 371   NEXT_PASS (pass_vectorize);
 372   NEXT_PASS (pass_complete_unroll);
 373   NEXT_PASS (pass_loop_done);
 374   *p = NULL;
 375
 376 #undef NEXT_PASS
 377
 378   /* Register the passes with the tree dump code.  */
 379   register_dump_files (all_passes, 0);
 380 }
 381
 382 static void execute_pass_list (struct tree_opt_pass *);
 383
 384 static unsigned int last_verified;
 385
 386 static void
 387 execute_todo (unsigned int flags)
 388 {
 389   if (flags & TODO_rename_vars)
 390     {
 391       rewrite_into_ssa (false);
 392       bitmap_clear (vars_to_rename);
 393     }
 394
 395   if ((flags & TODO_dump_func) && dump_file)
 396     {
 397       dump_function_to_file (current_function_decl,
 398                              dump_file, dump_flags);
 399
 400       /* Flush the file.  If verification fails, we won't be able to
 401          close the file before aborting.  */
 402       fflush (dump_file);
 403     }
 404
 405   if (flags & TODO_ggc_collect)
 406     ggc_collect ();
 407
 408 #ifdef ENABLE_CHECKING
 409   if (flags & TODO_verify_ssa)
 410     verify_ssa ();
 411   if (flags & TODO_verify_flow)
 412     verify_flow_info ();
 413   if (flags & TODO_verify_stmts)
 414     verify_stmts ();
 415 #endif
 416 }
 417
 418 static bool
 419 execute_one_pass (struct tree_opt_pass *pass)
 420 {
 421   unsigned int todo;
 422
 423   /* See if we're supposed to run this pass.  */
 424   if (pass->gate && !pass->gate ())
 425     return false;
 426
 427   /* Note that the folders should only create gimple expressions.
 428      This is a hack until the new folder is ready.  */
 429   in_gimple_form = (pass->properties_provided & PROP_trees) != 0;
 430
 431   /* Run pre-pass verification.  */
 432   todo = pass->todo_flags_start & ~last_verified;
 433   if (todo)
 434     execute_todo (todo);
 435
 436   /* If a dump file name is present, open it if enabled.  */
 437   if (pass->static_pass_number != -1)
 438     {
 439       dump_file = dump_begin (pass->static_pass_number, &dump_flags);
 440       if (dump_file)
 441         {
 442           const char *dname, *aname;
 443           dname = lang_hooks.decl_printable_name (current_function_decl, 2);
 444           aname = (IDENTIFIER_POINTER
 445                    (DECL_ASSEMBLER_NAME (current_function_decl)));
 446           fprintf (dump_file, "\n;; Function %s (%s)\n\n", dname, aname);
 447         }
 448     }
 449
 450   /* If a timevar is present, start it.  */
 451   if (pass->tv_id)
 452     timevar_push (pass->tv_id);
 453
 454   /* Do it!  */
 455   if (pass->execute)
 456     pass->execute ();
 457
 458   /* Run post-pass cleanup and verification.  */
 459   todo = pass->todo_flags_finish;
 460   last_verified = todo & TODO_verify_all;
 461   if (todo)
 462     execute_todo (todo);
 463
 464   /* Close down timevar and dump file.  */
 465   if (pass->tv_id)
 466     timevar_pop (pass->tv_id);
 467   if (dump_file)
 468     {
 469       dump_end (pass->static_pass_number, dump_file);
 470       dump_file = NULL;
 471     }
 472
 473   return true;
 474 }
 475
 476 static void
 477 execute_pass_list (struct tree_opt_pass *pass)
 478 {
 479   do
 480     {
 481       if (execute_one_pass (pass) && pass->sub)
 482         execute_pass_list (pass->sub);
 483       pass = pass->next;
 484     }
 485   while (pass);
 486 }
 487
 488 \f
 489 /* For functions-as-trees languages, this performs all optimization and
 490    compilation for FNDECL.  */
 491
 492 void
 493 tree_rest_of_compilation (tree fndecl, bool nested_p)
 494 {
 495   location_t saved_loc;
 496   struct cgraph_node *saved_node = NULL, *node;
 497
 498   timevar_push (TV_EXPAND);
 499
 500   if (flag_unit_at_a_time && !cgraph_global_info_ready)
 501     abort ();
 502
 503   /* Initialize the RTL code for the function.  */
 504   current_function_decl = fndecl;
 505   saved_loc = input_location;
 506   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (fndecl);
 507   init_function_start (fndecl);
 508
 509   /* Even though we're inside a function body, we still don't want to
 510      call expand_expr to calculate the size of a variable-sized array.
 511      We haven't necessarily assigned RTL to all variables yet, so it's
 512      not safe to try to expand expressions involving them.  */
 513   cfun->x_dont_save_pending_sizes_p = 1;
 514
 515   node = cgraph_node (fndecl);
 516
 517   /* We might need the body of this function so that we can expand
 518      it inline somewhere else.  This means not lowering some constructs
 519      such as exception handling.  */
 520   if (cgraph_preserve_function_body_p (fndecl))
 521     {
 522       if (!flag_unit_at_a_time)
 523         {
 524           struct cgraph_edge *e;
 525
 526           saved_node = cgraph_clone_node (node);
 527           for (e = saved_node->callees; e; e = e->next_callee)
 528             if (!e->inline_failed)
 529               cgraph_clone_inlined_nodes (e, true);
 530         }
 531       cfun->saved_static_chain_decl = cfun->static_chain_decl;
 532       cfun->saved_tree = save_body (fndecl, &cfun->saved_args,
 533                                     &cfun->saved_static_chain_decl);
 534     }
 535
 536   if (flag_inline_trees)
 537     {
 538       struct cgraph_edge *e;
 539       for (e = node->callees; e; e = e->next_callee)
 540         if (!e->inline_failed || warn_inline)
 541           break;
 542       if (e)
 543         {
 544           timevar_push (TV_INTEGRATION);
 545           optimize_inline_calls (fndecl);
 546           timevar_pop (TV_INTEGRATION);
 547         }
 548     }
 549
 550   if (!vars_to_rename)
 551     vars_to_rename = BITMAP_XMALLOC ();
 552
 553   /* If this is a nested function, protect the local variables in the stack
 554      above us from being collected while we're compiling this function.  */
 555   if (nested_p)
 556     ggc_push_context ();
 557
 558   /* Perform all tree transforms and optimizations.  */
 559   execute_pass_list (all_passes);
 560
 561   /* Restore original body if still needed.  */
 562   if (cfun->saved_tree)
 563     {
 564       DECL_SAVED_TREE (fndecl) = cfun->saved_tree;
 565       DECL_ARGUMENTS (fndecl) = cfun->saved_args;
 566       cfun->static_chain_decl = cfun->saved_static_chain_decl;
 567
 568       /* When not in unit-at-a-time mode, we must preserve out of line copy
 569          representing node before inlining.  Restore original outgoing edges
 570          using clone we created earlier.  */
 571       if (!flag_unit_at_a_time)
 572         {
 573           struct cgraph_edge *e;
 574           while (node->callees)
 575             cgraph_remove_edge (node->callees);
 576           node->callees = saved_node->callees;
 577           saved_node->callees = NULL;
 578           for (e = saved_node->callees; e; e = e->next_callee)
 579             e->caller = node;
 580           cgraph_remove_node (saved_node);
 581         }
 582     }
 583   else
 584     DECL_SAVED_TREE (fndecl) = NULL;
 585   cfun = 0;
 586
 587   /* If requested, warn about function definitions where the function will
 588      return a value (usually of some struct or union type) which itself will
 589      take up a lot of stack space.  */
 590   if (warn_larger_than && !DECL_EXTERNAL (fndecl) && TREE_TYPE (fndecl))
 591     {
 592       tree ret_type = TREE_TYPE (TREE_TYPE (fndecl));
 593
 594       if (ret_type && TYPE_SIZE_UNIT (ret_type)
 595           && TREE_CODE (TYPE_SIZE_UNIT (ret_type)) == INTEGER_CST
 596           && 0 < compare_tree_int (TYPE_SIZE_UNIT (ret_type),
 597                                    larger_than_size))
 598         {
 599           unsigned int size_as_int
 600             = TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE_UNIT (ret_type));
 601
 602           if (compare_tree_int (TYPE_SIZE_UNIT (ret_type), size_as_int) == 0)
 603             warning ("%Jsize of return value of '%D' is %u bytes",
 604                      fndecl, fndecl, size_as_int);
 605           else
 606             warning ("%Jsize of return value of '%D' is larger than %wd bytes",
 607                      fndecl, fndecl, larger_than_size);
 608         }
 609     }
 610
 611   if (!nested_p && !flag_inline_trees)
 612     {
 613       DECL_SAVED_TREE (fndecl) = NULL;
 614       if (DECL_STRUCT_FUNCTION (fndecl) == 0
 615           && !cgraph_node (fndecl)->origin)
 616         {
 617           /* Stop pointing to the local nodes about to be freed.
 618              But DECL_INITIAL must remain nonzero so we know this
 619              was an actual function definition.
 620              For a nested function, this is done in c_pop_function_context.
 621              If rest_of_compilation set this to 0, leave it 0.  */
 622           if (DECL_INITIAL (fndecl) != 0)
 623             DECL_INITIAL (fndecl) = error_mark_node;
 624         }
 625     }
 626
 627   input_location = saved_loc;
 628
 629   ggc_collect ();
 630
 631   /* Undo the GC context switch.  */
 632   if (nested_p)
 633     ggc_pop_context ();
 634   timevar_pop (TV_EXPAND);
 635 }