OSDN Git Service

Add file forgotten in commit Rev. 162500
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-scalar-evolution.c
1 /* Scalar evolution detector.
2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Sebastian Pop <s.pop@laposte.net>
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 /*
23    Description:
24
25    This pass analyzes the evolution of scalar variables in loop
26    structures.  The algorithm is based on the SSA representation,
27    and on the loop hierarchy tree.  This algorithm is not based on
28    the notion of versions of a variable, as it was the case for the
29    previous implementations of the scalar evolution algorithm, but
30    it assumes that each defined name is unique.
31
32    The notation used in this file is called "chains of recurrences",
33    and has been proposed by Eugene Zima, Robert Van Engelen, and
34    others for describing induction variables in programs.  For example
35    "b -> {0, +, 2}_1" means that the scalar variable "b" is equal to 0
36    when entering in the loop_1 and has a step 2 in this loop, in other
37    words "for (b = 0; b < N; b+=2);".  Note that the coefficients of
38    this chain of recurrence (or chrec [shrek]) can contain the name of
39    other variables, in which case they are called parametric chrecs.
40    For example, "b -> {a, +, 2}_1" means that the initial value of "b"
41    is the value of "a".  In most of the cases these parametric chrecs
42    are fully instantiated before their use because symbolic names can
43    hide some difficult cases such as self-references described later
44    (see the Fibonacci example).
45
46    A short sketch of the algorithm is:
47
48    Given a scalar variable to be analyzed, follow the SSA edge to
49    its definition:
50
51    - When the definition is a GIMPLE_ASSIGN: if the right hand side
52    (RHS) of the definition cannot be statically analyzed, the answer
53    of the analyzer is: "don't know".
54    Otherwise, for all the variables that are not yet analyzed in the
55    RHS, try to determine their evolution, and finally try to
56    evaluate the operation of the RHS that gives the evolution
57    function of the analyzed variable.
58
59    - When the definition is a condition-phi-node: determine the
60    evolution function for all the branches of the phi node, and
61    finally merge these evolutions (see chrec_merge).
62
63    - When the definition is a loop-phi-node: determine its initial
64    condition, that is the SSA edge defined in an outer loop, and
65    keep it symbolic.  Then determine the SSA edges that are defined
66    in the body of the loop.  Follow the inner edges until ending on
67    another loop-phi-node of the same analyzed loop.  If the reached
68    loop-phi-node is not the starting loop-phi-node, then we keep
69    this definition under a symbolic form.  If the reached
70    loop-phi-node is the same as the starting one, then we compute a
71    symbolic stride on the return path.  The result is then the
72    symbolic chrec {initial_condition, +, symbolic_stride}_loop.
73
74    Examples:
75
76    Example 1: Illustration of the basic algorithm.
77
78    | a = 3
79    | loop_1
80    |   b = phi (a, c)
81    |   c = b + 1
82    |   if (c > 10) exit_loop
83    | endloop
84
85    Suppose that we want to know the number of iterations of the
86    loop_1.  The exit_loop is controlled by a COND_EXPR (c > 10).  We
87    ask the scalar evolution analyzer two questions: what's the
88    scalar evolution (scev) of "c", and what's the scev of "10".  For
89    "10" the answer is "10" since it is a scalar constant.  For the
90    scalar variable "c", it follows the SSA edge to its definition,
91    "c = b + 1", and then asks again what's the scev of "b".
92    Following the SSA edge, we end on a loop-phi-node "b = phi (a,
93    c)", where the initial condition is "a", and the inner loop edge
94    is "c".  The initial condition is kept under a symbolic form (it
95    may be the case that the copy constant propagation has done its
96    work and we end with the constant "3" as one of the edges of the
97    loop-phi-node).  The update edge is followed to the end of the
98    loop, and until reaching again the starting loop-phi-node: b -> c
99    -> b.  At this point we have drawn a path from "b" to "b" from
100    which we compute the stride in the loop: in this example it is
101    "+1".  The resulting scev for "b" is "b -> {a, +, 1}_1".  Now
102    that the scev for "b" is known, it is possible to compute the
103    scev for "c", that is "c -> {a + 1, +, 1}_1".  In order to
104    determine the number of iterations in the loop_1, we have to
105    instantiate_parameters (loop_1, {a + 1, +, 1}_1), that gives after some
106    more analysis the scev {4, +, 1}_1, or in other words, this is
107    the function "f (x) = x + 4", where x is the iteration count of
108    the loop_1.  Now we have to solve the inequality "x + 4 > 10",
109    and take the smallest iteration number for which the loop is
110    exited: x = 7.  This loop runs from x = 0 to x = 7, and in total
111    there are 8 iterations.  In terms of loop normalization, we have
112    created a variable that is implicitly defined, "x" or just "_1",
113    and all the other analyzed scalars of the loop are defined in
114    function of this variable:
115
116    a -> 3
117    b -> {3, +, 1}_1
118    c -> {4, +, 1}_1
119
120    or in terms of a C program:
121
122    | a = 3
123    | for (x = 0; x <= 7; x++)
124    |   {
125    |     b = x + 3
126    |     c = x + 4
127    |   }
128
129    Example 2a: Illustration of the algorithm on nested loops.
130
131    | loop_1
132    |   a = phi (1, b)
133    |   c = a + 2
134    |   loop_2  10 times
135    |     b = phi (c, d)
136    |     d = b + 3
137    |   endloop
138    | endloop
139
140    For analyzing the scalar evolution of "a", the algorithm follows
141    the SSA edge into the loop's body: "a -> b".  "b" is an inner
142    loop-phi-node, and its analysis as in Example 1, gives:
143
144    b -> {c, +, 3}_2
145    d -> {c + 3, +, 3}_2
146
147    Following the SSA edge for the initial condition, we end on "c = a
148    + 2", and then on the starting loop-phi-node "a".  From this point,
149    the loop stride is computed: back on "c = a + 2" we get a "+2" in
150    the loop_1, then on the loop-phi-node "b" we compute the overall
151    effect of the inner loop that is "b = c + 30", and we get a "+30"
152    in the loop_1.  That means that the overall stride in loop_1 is
153    equal to "+32", and the result is:
154
155    a -> {1, +, 32}_1
156    c -> {3, +, 32}_1
157
158    Example 2b: Multivariate chains of recurrences.
159
160    | loop_1
161    |   k = phi (0, k + 1)
162    |   loop_2  4 times
163    |     j = phi (0, j + 1)
164    |     loop_3 4 times
165    |       i = phi (0, i + 1)
166    |       A[j + k] = ...
167    |     endloop
168    |   endloop
169    | endloop
170
171    Analyzing the access function of array A with
172    instantiate_parameters (loop_1, "j + k"), we obtain the
173    instantiation and the analysis of the scalar variables "j" and "k"
174    in loop_1.  This leads to the scalar evolution {4, +, 1}_1: the end
175    value of loop_2 for "j" is 4, and the evolution of "k" in loop_1 is
176    {0, +, 1}_1.  To obtain the evolution function in loop_3 and
177    instantiate the scalar variables up to loop_1, one has to use:
178    instantiate_scev (block_before_loop (loop_1), loop_3, "j + k").
179    The result of this call is {{0, +, 1}_1, +, 1}_2.
180
181    Example 3: Higher degree polynomials.
182
183    | loop_1
184    |   a = phi (2, b)
185    |   c = phi (5, d)
186    |   b = a + 1
187    |   d = c + a
188    | endloop
189
190    a -> {2, +, 1}_1
191    b -> {3, +, 1}_1
192    c -> {5, +, a}_1
193    d -> {5 + a, +, a}_1
194
195    instantiate_parameters (loop_1, {5, +, a}_1) -> {5, +, 2, +, 1}_1
196    instantiate_parameters (loop_1, {5 + a, +, a}_1) -> {7, +, 3, +, 1}_1
197
198    Example 4: Lucas, Fibonacci, or mixers in general.
199
200    | loop_1
201    |   a = phi (1, b)
202    |   c = phi (3, d)
203    |   b = c
204    |   d = c + a
205    | endloop
206
207    a -> (1, c)_1
208    c -> {3, +, a}_1
209
210    The syntax "(1, c)_1" stands for a PEELED_CHREC that has the
211    following semantics: during the first iteration of the loop_1, the
212    variable contains the value 1, and then it contains the value "c".
213    Note that this syntax is close to the syntax of the loop-phi-node:
214    "a -> (1, c)_1" vs. "a = phi (1, c)".
215
216    The symbolic chrec representation contains all the semantics of the
217    original code.  What is more difficult is to use this information.
218
219    Example 5: Flip-flops, or exchangers.
220
221    | loop_1
222    |   a = phi (1, b)
223    |   c = phi (3, d)
224    |   b = c
225    |   d = a
226    | endloop
227
228    a -> (1, c)_1
229    c -> (3, a)_1
230
231    Based on these symbolic chrecs, it is possible to refine this
232    information into the more precise PERIODIC_CHRECs:
233
234    a -> |1, 3|_1
235    c -> |3, 1|_1
236
237    This transformation is not yet implemented.
238
239    Further readings:
240
241    You can find a more detailed description of the algorithm in:
242    http://icps.u-strasbg.fr/~pop/DEA_03_Pop.pdf
243    http://icps.u-strasbg.fr/~pop/DEA_03_Pop.ps.gz.  But note that
244    this is a preliminary report and some of the details of the
245    algorithm have changed.  I'm working on a research report that
246    updates the description of the algorithms to reflect the design
247    choices used in this implementation.
248
249    A set of slides show a high level overview of the algorithm and run
250    an example through the scalar evolution analyzer:
251    http://cri.ensmp.fr/~pop/gcc/mar04/slides.pdf
252
253    The slides that I have presented at the GCC Summit'04 are available
254    at: http://cri.ensmp.fr/~pop/gcc/20040604/gccsummit-lno-spop.pdf
255 */
256
257 #include "config.h"
258 #include "system.h"
259 #include "coretypes.h"
260 #include "tm.h"
261 #include "ggc.h"
262 #include "tree.h"
263 #include "basic-block.h"
264 #include "tree-pretty-print.h"
265 #include "gimple-pretty-print.h"
266 #include "tree-flow.h"
267 #include "tree-dump.h"
268 #include "timevar.h"
269 #include "cfgloop.h"
270 #include "tree-chrec.h"
271 #include "tree-scalar-evolution.h"
272 #include "tree-pass.h"
273 #include "flags.h"
274 #include "params.h"
275
276 static tree analyze_scalar_evolution_1 (struct loop *, tree, tree);
277
278 /* The cached information about an SSA name VAR, claiming that below
279    basic block INSTANTIATED_BELOW, the value of VAR can be expressed
280    as CHREC.  */
281
282 struct GTY(()) scev_info_str {
283   basic_block instantiated_below;
284   tree var;
285   tree chrec;
286 };
287
288 /* Counters for the scev database.  */
289 static unsigned nb_set_scev = 0;
290 static unsigned nb_get_scev = 0;
291
292 /* The following trees are unique elements.  Thus the comparison of
293    another element to these elements should be done on the pointer to
294    these trees, and not on their value.  */
295
296 /* The SSA_NAMEs that are not yet analyzed are qualified with NULL_TREE.  */
297 tree chrec_not_analyzed_yet;
298
299 /* Reserved to the cases where the analyzer has detected an
300    undecidable property at compile time.  */
301 tree chrec_dont_know;
302
303 /* When the analyzer has detected that a property will never
304    happen, then it qualifies it with chrec_known.  */
305 tree chrec_known;
306
307 static GTY ((param_is (struct scev_info_str))) htab_t scalar_evolution_info;
308
309 \f
310 /* Constructs a new SCEV_INFO_STR structure for VAR and INSTANTIATED_BELOW.  */
311
312 static inline struct scev_info_str *
313 new_scev_info_str (basic_block instantiated_below, tree var)
314 {
315   struct scev_info_str *res;
316
317   res = ggc_alloc_scev_info_str ();
318   res->var = var;
319   res->chrec = chrec_not_analyzed_yet;
320   res->instantiated_below = instantiated_below;
321
322   return res;
323 }
324
325 /* Computes a hash function for database element ELT.  */
326
327 static hashval_t
328 hash_scev_info (const void *elt)
329 {
330   return SSA_NAME_VERSION (((const struct scev_info_str *) elt)->var);
331 }
332
333 /* Compares database elements E1 and E2.  */
334
335 static int
336 eq_scev_info (const void *e1, const void *e2)
337 {
338   const struct scev_info_str *elt1 = (const struct scev_info_str *) e1;
339   const struct scev_info_str *elt2 = (const struct scev_info_str *) e2;
340
341   return (elt1->var == elt2->var
342           && elt1->instantiated_below == elt2->instantiated_below);
343 }
344
345 /* Deletes database element E.  */
346
347 static void
348 del_scev_info (void *e)
349 {
350   ggc_free (e);
351 }
352
353 /* Get the scalar evolution of VAR for INSTANTIATED_BELOW basic block.
354    A first query on VAR returns chrec_not_analyzed_yet.  */
355
356 static tree *
357 find_var_scev_info (basic_block instantiated_below, tree var)
358 {
359   struct scev_info_str *res;
360   struct scev_info_str tmp;
361   PTR *slot;
362
363   tmp.var = var;
364   tmp.instantiated_below = instantiated_below;
365   slot = htab_find_slot (scalar_evolution_info, &tmp, INSERT);
366
367   if (!*slot)
368     *slot = new_scev_info_str (instantiated_below, var);
369   res = (struct scev_info_str *) *slot;
370
371   return &res->chrec;
372 }
373
374 /* Return true when CHREC contains symbolic names defined in
375    LOOP_NB.  */
376
377 bool
378 chrec_contains_symbols_defined_in_loop (const_tree chrec, unsigned loop_nb)
379 {
380   int i, n;
381
382   if (chrec == NULL_TREE)
383     return false;
384
385   if (is_gimple_min_invariant (chrec))
386     return false;
387
388   if (TREE_CODE (chrec) == VAR_DECL
389       || TREE_CODE (chrec) == PARM_DECL
390       || TREE_CODE (chrec) == FUNCTION_DECL
391       || TREE_CODE (chrec) == LABEL_DECL
392       || TREE_CODE (chrec) == RESULT_DECL
393       || TREE_CODE (chrec) == FIELD_DECL)
394     return true;
395
396   if (TREE_CODE (chrec) == SSA_NAME)
397     {
398       gimple def = SSA_NAME_DEF_STMT (chrec);
399       struct loop *def_loop = loop_containing_stmt (def);
400       struct loop *loop = get_loop (loop_nb);
401
402       if (def_loop == NULL)
403         return false;
404
405       if (loop == def_loop || flow_loop_nested_p (loop, def_loop))
406         return true;
407
408       return false;
409     }
410
411   n = TREE_OPERAND_LENGTH (chrec);
412   for (i = 0; i < n; i++)
413     if (chrec_contains_symbols_defined_in_loop (TREE_OPERAND (chrec, i),
414                                                 loop_nb))
415       return true;
416   return false;
417 }
418
419 /* Return true when PHI is a loop-phi-node.  */
420
421 static bool
422 loop_phi_node_p (gimple phi)
423 {
424   /* The implementation of this function is based on the following
425      property: "all the loop-phi-nodes of a loop are contained in the
426      loop's header basic block".  */
427
428   return loop_containing_stmt (phi)->header == gimple_bb (phi);
429 }
430
431 /* Compute the scalar evolution for EVOLUTION_FN after crossing LOOP.
432    In general, in the case of multivariate evolutions we want to get
433    the evolution in different loops.  LOOP specifies the level for
434    which to get the evolution.
435
436    Example:
437
438    | for (j = 0; j < 100; j++)
439    |   {
440    |     for (k = 0; k < 100; k++)
441    |       {
442    |         i = k + j;   - Here the value of i is a function of j, k.
443    |       }
444    |      ... = i         - Here the value of i is a function of j.
445    |   }
446    | ... = i              - Here the value of i is a scalar.
447
448    Example:
449
450    | i_0 = ...
451    | loop_1 10 times
452    |   i_1 = phi (i_0, i_2)
453    |   i_2 = i_1 + 2
454    | endloop
455
456    This loop has the same effect as:
457    LOOP_1 has the same effect as:
458
459    | i_1 = i_0 + 20
460
461    The overall effect of the loop, "i_0 + 20" in the previous example,
462    is obtained by passing in the parameters: LOOP = 1,
463    EVOLUTION_FN = {i_0, +, 2}_1.
464 */
465
466 tree
467 compute_overall_effect_of_inner_loop (struct loop *loop, tree evolution_fn)
468 {
469   bool val = false;
470
471   if (evolution_fn == chrec_dont_know)
472     return chrec_dont_know;
473
474   else if (TREE_CODE (evolution_fn) == POLYNOMIAL_CHREC)
475     {
476       struct loop *inner_loop = get_chrec_loop (evolution_fn);
477
478       if (inner_loop == loop
479           || flow_loop_nested_p (loop, inner_loop))
480         {
481           tree nb_iter = number_of_latch_executions (inner_loop);
482
483           if (nb_iter == chrec_dont_know)
484             return chrec_dont_know;
485           else
486             {
487               tree res;
488
489               /* evolution_fn is the evolution function in LOOP.  Get
490                  its value in the nb_iter-th iteration.  */
491               res = chrec_apply (inner_loop->num, evolution_fn, nb_iter);
492
493               if (chrec_contains_symbols_defined_in_loop (res, loop->num))
494                 res = instantiate_parameters (loop, res);
495
496               /* Continue the computation until ending on a parent of LOOP.  */
497               return compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, res);
498             }
499         }
500       else
501         return evolution_fn;
502      }
503
504   /* If the evolution function is an invariant, there is nothing to do.  */
505   else if (no_evolution_in_loop_p (evolution_fn, loop->num, &val) && val)
506     return evolution_fn;
507
508   else
509     return chrec_dont_know;
510 }
511
512 /* Determine whether the CHREC is always positive/negative.  If the expression
513    cannot be statically analyzed, return false, otherwise set the answer into
514    VALUE.  */
515
516 bool
517 chrec_is_positive (tree chrec, bool *value)
518 {
519   bool value0, value1, value2;
520   tree end_value, nb_iter;
521
522   switch (TREE_CODE (chrec))
523     {
524     case POLYNOMIAL_CHREC:
525       if (!chrec_is_positive (CHREC_LEFT (chrec), &value0)
526           || !chrec_is_positive (CHREC_RIGHT (chrec), &value1))
527         return false;
528
529       /* FIXME -- overflows.  */
530       if (value0 == value1)
531         {
532           *value = value0;
533           return true;
534         }
535
536       /* Otherwise the chrec is under the form: "{-197, +, 2}_1",
537          and the proof consists in showing that the sign never
538          changes during the execution of the loop, from 0 to
539          loop->nb_iterations.  */
540       if (!evolution_function_is_affine_p (chrec))
541         return false;
542
543       nb_iter = number_of_latch_executions (get_chrec_loop (chrec));
544       if (chrec_contains_undetermined (nb_iter))
545         return false;
546
547 #if 0
548       /* TODO -- If the test is after the exit, we may decrease the number of
549          iterations by one.  */
550       if (after_exit)
551         nb_iter = chrec_fold_minus (type, nb_iter, build_int_cst (type, 1));
552 #endif
553
554       end_value = chrec_apply (CHREC_VARIABLE (chrec), chrec, nb_iter);
555
556       if (!chrec_is_positive (end_value, &value2))
557         return false;
558
559       *value = value0;
560       return value0 == value1;
561
562     case INTEGER_CST:
563       *value = (tree_int_cst_sgn (chrec) == 1);
564       return true;
565
566     default:
567       return false;
568     }
569 }
570
571 /* Associate CHREC to SCALAR.  */
572
573 static void
574 set_scalar_evolution (basic_block instantiated_below, tree scalar, tree chrec)
575 {
576   tree *scalar_info;
577
578   if (TREE_CODE (scalar) != SSA_NAME)
579     return;
580
581   scalar_info = find_var_scev_info (instantiated_below, scalar);
582
583   if (dump_file)
584     {
585       if (dump_flags & TDF_DETAILS)
586         {
587           fprintf (dump_file, "(set_scalar_evolution \n");
588           fprintf (dump_file, "  instantiated_below = %d \n",
589                    instantiated_below->index);
590           fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
591           print_generic_expr (dump_file, scalar, 0);
592           fprintf (dump_file, ")\n  (scalar_evolution = ");
593           print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
594           fprintf (dump_file, "))\n");
595         }
596       if (dump_flags & TDF_STATS)
597         nb_set_scev++;
598     }
599
600   *scalar_info = chrec;
601 }
602
603 /* Retrieve the chrec associated to SCALAR instantiated below
604    INSTANTIATED_BELOW block.  */
605
606 static tree
607 get_scalar_evolution (basic_block instantiated_below, tree scalar)
608 {
609   tree res;
610
611   if (dump_file)
612     {
613       if (dump_flags & TDF_DETAILS)
614         {
615           fprintf (dump_file, "(get_scalar_evolution \n");
616           fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
617           print_generic_expr (dump_file, scalar, 0);
618           fprintf (dump_file, ")\n");
619         }
620       if (dump_flags & TDF_STATS)
621         nb_get_scev++;
622     }
623
624   switch (TREE_CODE (scalar))
625     {
626     case SSA_NAME:
627       res = *find_var_scev_info (instantiated_below, scalar);
628       break;
629
630     case REAL_CST:
631     case FIXED_CST:
632     case INTEGER_CST:
633       res = scalar;
634       break;
635
636     default:
637       res = chrec_not_analyzed_yet;
638       break;
639     }
640
641   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
642     {
643       fprintf (dump_file, "  (scalar_evolution = ");
644       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
645       fprintf (dump_file, "))\n");
646     }
647
648   return res;
649 }
650
651 /* Helper function for add_to_evolution.  Returns the evolution
652    function for an assignment of the form "a = b + c", where "a" and
653    "b" are on the strongly connected component.  CHREC_BEFORE is the
654    information that we already have collected up to this point.
655    TO_ADD is the evolution of "c".
656
657    When CHREC_BEFORE has an evolution part in LOOP_NB, add to this
658    evolution the expression TO_ADD, otherwise construct an evolution
659    part for this loop.  */
660
661 static tree
662 add_to_evolution_1 (unsigned loop_nb, tree chrec_before, tree to_add,
663                     gimple at_stmt)
664 {
665   tree type, left, right;
666   struct loop *loop = get_loop (loop_nb), *chloop;
667
668   switch (TREE_CODE (chrec_before))
669     {
670     case POLYNOMIAL_CHREC:
671       chloop = get_chrec_loop (chrec_before);
672       if (chloop == loop
673           || flow_loop_nested_p (chloop, loop))
674         {
675           unsigned var;
676
677           type = chrec_type (chrec_before);
678
679           /* When there is no evolution part in this loop, build it.  */
680           if (chloop != loop)
681             {
682               var = loop_nb;
683               left = chrec_before;
684               right = SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
685                 ? build_real (type, dconst0)
686                 : build_int_cst (type, 0);
687             }
688           else
689             {
690               var = CHREC_VARIABLE (chrec_before);
691               left = CHREC_LEFT (chrec_before);
692               right = CHREC_RIGHT (chrec_before);
693             }
694
695           to_add = chrec_convert (type, to_add, at_stmt);
696           right = chrec_convert_rhs (type, right, at_stmt);
697           right = chrec_fold_plus (chrec_type (right), right, to_add);
698           return build_polynomial_chrec (var, left, right);
699         }
700       else
701         {
702           gcc_assert (flow_loop_nested_p (loop, chloop));
703
704           /* Search the evolution in LOOP_NB.  */
705           left = add_to_evolution_1 (loop_nb, CHREC_LEFT (chrec_before),
706                                      to_add, at_stmt);
707           right = CHREC_RIGHT (chrec_before);
708           right = chrec_convert_rhs (chrec_type (left), right, at_stmt);
709           return build_polynomial_chrec (CHREC_VARIABLE (chrec_before),
710                                          left, right);
711         }
712
713     default:
714       /* These nodes do not depend on a loop.  */
715       if (chrec_before == chrec_dont_know)
716         return chrec_dont_know;
717
718       left = chrec_before;
719       right = chrec_convert_rhs (chrec_type (left), to_add, at_stmt);
720       return build_polynomial_chrec (loop_nb, left, right);
721     }
722 }
723
724 /* Add TO_ADD to the evolution part of CHREC_BEFORE in the dimension
725    of LOOP_NB.
726
727    Description (provided for completeness, for those who read code in
728    a plane, and for my poor 62 bytes brain that would have forgotten
729    all this in the next two or three months):
730
731    The algorithm of translation of programs from the SSA representation
732    into the chrecs syntax is based on a pattern matching.  After having
733    reconstructed the overall tree expression for a loop, there are only
734    two cases that can arise:
735
736    1. a = loop-phi (init, a + expr)
737    2. a = loop-phi (init, expr)
738
739    where EXPR is either a scalar constant with respect to the analyzed
740    loop (this is a degree 0 polynomial), or an expression containing
741    other loop-phi definitions (these are higher degree polynomials).
742
743    Examples:
744
745    1.
746    | init = ...
747    | loop_1
748    |   a = phi (init, a + 5)
749    | endloop
750
751    2.
752    | inita = ...
753    | initb = ...
754    | loop_1
755    |   a = phi (inita, 2 * b + 3)
756    |   b = phi (initb, b + 1)
757    | endloop
758
759    For the first case, the semantics of the SSA representation is:
760
761    | a (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} expr (j)
762
763    that is, there is a loop index "x" that determines the scalar value
764    of the variable during the loop execution.  During the first
765    iteration, the value is that of the initial condition INIT, while
766    during the subsequent iterations, it is the sum of the initial
767    condition with the sum of all the values of EXPR from the initial
768    iteration to the before last considered iteration.
769
770    For the second case, the semantics of the SSA program is:
771
772    | a (x) = init, if x = 0;
773    |         expr (x - 1), otherwise.
774
775    The second case corresponds to the PEELED_CHREC, whose syntax is
776    close to the syntax of a loop-phi-node:
777
778    | phi (init, expr)  vs.  (init, expr)_x
779
780    The proof of the translation algorithm for the first case is a
781    proof by structural induction based on the degree of EXPR.
782
783    Degree 0:
784    When EXPR is a constant with respect to the analyzed loop, or in
785    other words when EXPR is a polynomial of degree 0, the evolution of
786    the variable A in the loop is an affine function with an initial
787    condition INIT, and a step EXPR.  In order to show this, we start
788    from the semantics of the SSA representation:
789
790    f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} expr (j)
791
792    and since "expr (j)" is a constant with respect to "j",
793
794    f (x) = init + x * expr
795
796    Finally, based on the semantics of the pure sum chrecs, by
797    identification we get the corresponding chrecs syntax:
798
799    f (x) = init * \binom{x}{0} + expr * \binom{x}{1}
800    f (x) -> {init, +, expr}_x
801
802    Higher degree:
803    Suppose that EXPR is a polynomial of degree N with respect to the
804    analyzed loop_x for which we have already determined that it is
805    written under the chrecs syntax:
806
807    | expr (x)  ->  {b_0, +, b_1, +, ..., +, b_{n-1}} (x)
808
809    We start from the semantics of the SSA program:
810
811    | f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} expr (j)
812    |
813    | f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1}
814    |                (b_0 * \binom{j}{0} + ... + b_{n-1} * \binom{j}{n-1})
815    |
816    | f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1}
817    |                \sum_{k = 0}^{n - 1} (b_k * \binom{j}{k})
818    |
819    | f (x) = init + \sum_{k = 0}^{n - 1}
820    |                (b_k * \sum_{j = 0}^{x - 1} \binom{j}{k})
821    |
822    | f (x) = init + \sum_{k = 0}^{n - 1}
823    |                (b_k * \binom{x}{k + 1})
824    |
825    | f (x) = init + b_0 * \binom{x}{1} + ...
826    |              + b_{n-1} * \binom{x}{n}
827    |
828    | f (x) = init * \binom{x}{0} + b_0 * \binom{x}{1} + ...
829    |                             + b_{n-1} * \binom{x}{n}
830    |
831
832    And finally from the definition of the chrecs syntax, we identify:
833    | f (x)  ->  {init, +, b_0, +, ..., +, b_{n-1}}_x
834
835    This shows the mechanism that stands behind the add_to_evolution
836    function.  An important point is that the use of symbolic
837    parameters avoids the need of an analysis schedule.
838
839    Example:
840
841    | inita = ...
842    | initb = ...
843    | loop_1
844    |   a = phi (inita, a + 2 + b)
845    |   b = phi (initb, b + 1)
846    | endloop
847
848    When analyzing "a", the algorithm keeps "b" symbolically:
849
850    | a  ->  {inita, +, 2 + b}_1
851
852    Then, after instantiation, the analyzer ends on the evolution:
853
854    | a  ->  {inita, +, 2 + initb, +, 1}_1
855
856 */
857
858 static tree
859 add_to_evolution (unsigned loop_nb, tree chrec_before, enum tree_code code,
860                   tree to_add, gimple at_stmt)
861 {
862   tree type = chrec_type (to_add);
863   tree res = NULL_TREE;
864
865   if (to_add == NULL_TREE)
866     return chrec_before;
867
868   /* TO_ADD is either a scalar, or a parameter.  TO_ADD is not
869      instantiated at this point.  */
870   if (TREE_CODE (to_add) == POLYNOMIAL_CHREC)
871     /* This should not happen.  */
872     return chrec_dont_know;
873
874   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
875     {
876       fprintf (dump_file, "(add_to_evolution \n");
877       fprintf (dump_file, "  (loop_nb = %d)\n", loop_nb);
878       fprintf (dump_file, "  (chrec_before = ");
879       print_generic_expr (dump_file, chrec_before, 0);
880       fprintf (dump_file, ")\n  (to_add = ");
881       print_generic_expr (dump_file, to_add, 0);
882       fprintf (dump_file, ")\n");
883     }
884
885   if (code == MINUS_EXPR)
886     to_add = chrec_fold_multiply (type, to_add, SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
887                                   ? build_real (type, dconstm1)
888                                   : build_int_cst_type (type, -1));
889
890   res = add_to_evolution_1 (loop_nb, chrec_before, to_add, at_stmt);
891
892   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
893     {
894       fprintf (dump_file, "  (res = ");
895       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
896       fprintf (dump_file, "))\n");
897     }
898
899   return res;
900 }
901
902 \f
903
904 /* This section selects the loops that will be good candidates for the
905    scalar evolution analysis.  For the moment, greedily select all the
906    loop nests we could analyze.  */
907
908 /* For a loop with a single exit edge, return the COND_EXPR that
909    guards the exit edge.  If the expression is too difficult to
910    analyze, then give up.  */
911
912 gimple
913 get_loop_exit_condition (const struct loop *loop)
914 {
915   gimple res = NULL;
916   edge exit_edge = single_exit (loop);
917
918   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
919     fprintf (dump_file, "(get_loop_exit_condition \n  ");
920
921   if (exit_edge)
922     {
923       gimple stmt;
924
925       stmt = last_stmt (exit_edge->src);
926       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_COND)
927         res = stmt;
928     }
929
930   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
931     {
932       print_gimple_stmt (dump_file, res, 0, 0);
933       fprintf (dump_file, ")\n");
934     }
935
936   return res;
937 }
938
939 /* Recursively determine and enqueue the exit conditions for a loop.  */
940
941 static void
942 get_exit_conditions_rec (struct loop *loop,
943                          VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
944 {
945   if (!loop)
946     return;
947
948   /* Recurse on the inner loops, then on the next (sibling) loops.  */
949   get_exit_conditions_rec (loop->inner, exit_conditions);
950   get_exit_conditions_rec (loop->next, exit_conditions);
951
952   if (single_exit (loop))
953     {
954       gimple loop_condition = get_loop_exit_condition (loop);
955
956       if (loop_condition)
957         VEC_safe_push (gimple, heap, *exit_conditions, loop_condition);
958     }
959 }
960
961 /* Select the candidate loop nests for the analysis.  This function
962    initializes the EXIT_CONDITIONS array.  */
963
964 static void
965 select_loops_exit_conditions (VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
966 {
967   struct loop *function_body = current_loops->tree_root;
968
969   get_exit_conditions_rec (function_body->inner, exit_conditions);
970 }
971
972 \f
973 /* Depth first search algorithm.  */
974
975 typedef enum t_bool {
976   t_false,
977   t_true,
978   t_dont_know
979 } t_bool;
980
981
982 static t_bool follow_ssa_edge (struct loop *loop, gimple, gimple, tree *, int);
983
984 /* Follow the ssa edge into the binary expression RHS0 CODE RHS1.
985    Return true if the strongly connected component has been found.  */
986
987 static t_bool
988 follow_ssa_edge_binary (struct loop *loop, gimple at_stmt,
989                         tree type, tree rhs0, enum tree_code code, tree rhs1,
990                         gimple halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
991 {
992   t_bool res = t_false;
993   tree evol;
994
995   switch (code)
996     {
997     case POINTER_PLUS_EXPR:
998     case PLUS_EXPR:
999       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
1000         {
1001           if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1002             {
1003               /* Match an assignment under the form:
1004                  "a = b + c".  */
1005
1006               /* We want only assignments of form "name + name" contribute to
1007                  LIMIT, as the other cases do not necessarily contribute to
1008                  the complexity of the expression.  */
1009               limit++;
1010
1011               evol = *evolution_of_loop;
1012               res = follow_ssa_edge
1013                 (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi, &evol, limit);
1014
1015               if (res == t_true)
1016                 *evolution_of_loop = add_to_evolution
1017                   (loop->num,
1018                    chrec_convert (type, evol, at_stmt),
1019                    code, rhs1, at_stmt);
1020
1021               else if (res == t_false)
1022                 {
1023                   res = follow_ssa_edge
1024                     (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1), halting_phi,
1025                      evolution_of_loop, limit);
1026
1027                   if (res == t_true)
1028                     *evolution_of_loop = add_to_evolution
1029                       (loop->num,
1030                        chrec_convert (type, *evolution_of_loop, at_stmt),
1031                        code, rhs0, at_stmt);
1032
1033                   else if (res == t_dont_know)
1034                     *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1035                 }
1036
1037               else if (res == t_dont_know)
1038                 *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1039             }
1040
1041           else
1042             {
1043               /* Match an assignment under the form:
1044                  "a = b + ...".  */
1045               res = follow_ssa_edge
1046                 (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi,
1047                  evolution_of_loop, limit);
1048               if (res == t_true)
1049                 *evolution_of_loop = add_to_evolution
1050                   (loop->num, chrec_convert (type, *evolution_of_loop,
1051                                              at_stmt),
1052                    code, rhs1, at_stmt);
1053
1054               else if (res == t_dont_know)
1055                 *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1056             }
1057         }
1058
1059       else if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1060         {
1061           /* Match an assignment under the form:
1062              "a = ... + c".  */
1063           res = follow_ssa_edge
1064             (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1), halting_phi,
1065              evolution_of_loop, limit);
1066           if (res == t_true)
1067             *evolution_of_loop = add_to_evolution
1068               (loop->num, chrec_convert (type, *evolution_of_loop,
1069                                          at_stmt),
1070                code, rhs0, at_stmt);
1071
1072           else if (res == t_dont_know)
1073             *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1074         }
1075
1076       else
1077         /* Otherwise, match an assignment under the form:
1078            "a = ... + ...".  */
1079         /* And there is nothing to do.  */
1080         res = t_false;
1081       break;
1082
1083     case MINUS_EXPR:
1084       /* This case is under the form "opnd0 = rhs0 - rhs1".  */
1085       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
1086         {
1087           /* Match an assignment under the form:
1088              "a = b - ...".  */
1089
1090           /* We want only assignments of form "name - name" contribute to
1091              LIMIT, as the other cases do not necessarily contribute to
1092              the complexity of the expression.  */
1093           if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1094             limit++;
1095
1096           res = follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi,
1097                                  evolution_of_loop, limit);
1098           if (res == t_true)
1099             *evolution_of_loop = add_to_evolution
1100               (loop->num, chrec_convert (type, *evolution_of_loop, at_stmt),
1101                MINUS_EXPR, rhs1, at_stmt);
1102
1103           else if (res == t_dont_know)
1104             *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1105         }
1106       else
1107         /* Otherwise, match an assignment under the form:
1108            "a = ... - ...".  */
1109         /* And there is nothing to do.  */
1110         res = t_false;
1111       break;
1112
1113     default:
1114       res = t_false;
1115     }
1116
1117   return res;
1118 }
1119
1120 /* Follow the ssa edge into the expression EXPR.
1121    Return true if the strongly connected component has been found.  */
1122
1123 static t_bool
1124 follow_ssa_edge_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt, tree expr,
1125                       gimple halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
1126 {
1127   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1128   tree type = TREE_TYPE (expr), rhs0, rhs1;
1129   t_bool res;
1130
1131   /* The EXPR is one of the following cases:
1132      - an SSA_NAME,
1133      - an INTEGER_CST,
1134      - a PLUS_EXPR,
1135      - a POINTER_PLUS_EXPR,
1136      - a MINUS_EXPR,
1137      - an ASSERT_EXPR,
1138      - other cases are not yet handled.  */
1139
1140   switch (code)
1141     {
1142     CASE_CONVERT:
1143       /* This assignment is under the form "a_1 = (cast) rhs.  */
1144       res = follow_ssa_edge_expr (loop, at_stmt, TREE_OPERAND (expr, 0),
1145                                   halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1146       *evolution_of_loop = chrec_convert (type, *evolution_of_loop, at_stmt);
1147       break;
1148
1149     case INTEGER_CST:
1150       /* This assignment is under the form "a_1 = 7".  */
1151       res = t_false;
1152       break;
1153
1154     case SSA_NAME:
1155       /* This assignment is under the form: "a_1 = b_2".  */
1156       res = follow_ssa_edge
1157         (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (expr), halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1158       break;
1159
1160     case POINTER_PLUS_EXPR:
1161     case PLUS_EXPR:
1162     case MINUS_EXPR:
1163       /* This case is under the form "rhs0 +- rhs1".  */
1164       rhs0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1165       rhs1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1166       type = TREE_TYPE (rhs0);
1167       STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs0);
1168       STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs1);
1169       res = follow_ssa_edge_binary (loop, at_stmt, type, rhs0, code, rhs1,
1170                                     halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1171       break;
1172
1173     case ADDR_EXPR:
1174       /* Handle &MEM[ptr + CST] which is equivalent to POINTER_PLUS_EXPR.  */
1175       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (expr, 0)) == MEM_REF)
1176         {
1177           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
1178           rhs0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1179           rhs1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1180           type = TREE_TYPE (rhs0);
1181           STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs0);
1182           STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs1);
1183           res = follow_ssa_edge_binary (loop, at_stmt, type,
1184                                         rhs0, POINTER_PLUS_EXPR, rhs1,
1185                                         halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1186         }
1187       else
1188         res = t_false;
1189       break;
1190
1191     case ASSERT_EXPR:
1192       /* This assignment is of the form: "a_1 = ASSERT_EXPR <a_2, ...>"
1193          It must be handled as a copy assignment of the form a_1 = a_2.  */
1194       rhs0 = ASSERT_EXPR_VAR (expr);
1195       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
1196         res = follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0),
1197                                halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1198       else
1199         res = t_false;
1200       break;
1201
1202     default:
1203       res = t_false;
1204       break;
1205     }
1206
1207   return res;
1208 }
1209
1210 /* Follow the ssa edge into the right hand side of an assignment STMT.
1211    Return true if the strongly connected component has been found.  */
1212
1213 static t_bool
1214 follow_ssa_edge_in_rhs (struct loop *loop, gimple stmt,
1215                         gimple halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
1216 {
1217   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
1218   tree type = gimple_expr_type (stmt), rhs1, rhs2;
1219   t_bool res;
1220
1221   switch (code)
1222     {
1223     CASE_CONVERT:
1224       /* This assignment is under the form "a_1 = (cast) rhs.  */
1225       res = follow_ssa_edge_expr (loop, stmt, gimple_assign_rhs1 (stmt),
1226                                   halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1227       *evolution_of_loop = chrec_convert (type, *evolution_of_loop, stmt);
1228       break;
1229
1230     case POINTER_PLUS_EXPR:
1231     case PLUS_EXPR:
1232     case MINUS_EXPR:
1233       rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
1234       rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
1235       type = TREE_TYPE (rhs1);
1236       res = follow_ssa_edge_binary (loop, stmt, type, rhs1, code, rhs2,
1237                                     halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1238       break;
1239
1240     default:
1241       if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_SINGLE_RHS)
1242         res = follow_ssa_edge_expr (loop, stmt, gimple_assign_rhs1 (stmt),
1243                                     halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1244       else
1245         res = t_false;
1246       break;
1247     }
1248
1249   return res;
1250 }
1251
1252 /* Checks whether the I-th argument of a PHI comes from a backedge.  */
1253
1254 static bool
1255 backedge_phi_arg_p (gimple phi, int i)
1256 {
1257   const_edge e = gimple_phi_arg_edge (phi, i);
1258
1259   /* We would in fact like to test EDGE_DFS_BACK here, but we do not care
1260      about updating it anywhere, and this should work as well most of the
1261      time.  */
1262   if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
1263     return true;
1264
1265   return false;
1266 }
1267
1268 /* Helper function for one branch of the condition-phi-node.  Return
1269    true if the strongly connected component has been found following
1270    this path.  */
1271
1272 static inline t_bool
1273 follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (int i,
1274                                          struct loop *loop,
1275                                          gimple condition_phi,
1276                                          gimple halting_phi,
1277                                          tree *evolution_of_branch,
1278                                          tree init_cond, int limit)
1279 {
1280   tree branch = PHI_ARG_DEF (condition_phi, i);
1281   *evolution_of_branch = chrec_dont_know;
1282
1283   /* Do not follow back edges (they must belong to an irreducible loop, which
1284      we really do not want to worry about).  */
1285   if (backedge_phi_arg_p (condition_phi, i))
1286     return t_false;
1287
1288   if (TREE_CODE (branch) == SSA_NAME)
1289     {
1290       *evolution_of_branch = init_cond;
1291       return follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (branch), halting_phi,
1292                               evolution_of_branch, limit);
1293     }
1294
1295   /* This case occurs when one of the condition branches sets
1296      the variable to a constant: i.e. a phi-node like
1297      "a_2 = PHI <a_7(5), 2(6)>;".
1298
1299      FIXME:  This case have to be refined correctly:
1300      in some cases it is possible to say something better than
1301      chrec_dont_know, for example using a wrap-around notation.  */
1302   return t_false;
1303 }
1304
1305 /* This function merges the branches of a condition-phi-node in a
1306    loop.  */
1307
1308 static t_bool
1309 follow_ssa_edge_in_condition_phi (struct loop *loop,
1310                                   gimple condition_phi,
1311                                   gimple halting_phi,
1312                                   tree *evolution_of_loop, int limit)
1313 {
1314   int i, n;
1315   tree init = *evolution_of_loop;
1316   tree evolution_of_branch;
1317   t_bool res = follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (0, loop, condition_phi,
1318                                                         halting_phi,
1319                                                         &evolution_of_branch,
1320                                                         init, limit);
1321   if (res == t_false || res == t_dont_know)
1322     return res;
1323
1324   *evolution_of_loop = evolution_of_branch;
1325
1326   n = gimple_phi_num_args (condition_phi);
1327   for (i = 1; i < n; i++)
1328     {
1329       /* Quickly give up when the evolution of one of the branches is
1330          not known.  */
1331       if (*evolution_of_loop == chrec_dont_know)
1332         return t_true;
1333
1334       /* Increase the limit by the PHI argument number to avoid exponential
1335          time and memory complexity.  */
1336       res = follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (i, loop, condition_phi,
1337                                                      halting_phi,
1338                                                      &evolution_of_branch,
1339                                                      init, limit + i);
1340       if (res == t_false || res == t_dont_know)
1341         return res;
1342
1343       *evolution_of_loop = chrec_merge (*evolution_of_loop,
1344                                         evolution_of_branch);
1345     }
1346
1347   return t_true;
1348 }
1349
1350 /* Follow an SSA edge in an inner loop.  It computes the overall
1351    effect of the loop, and following the symbolic initial conditions,
1352    it follows the edges in the parent loop.  The inner loop is
1353    considered as a single statement.  */
1354
1355 static t_bool
1356 follow_ssa_edge_inner_loop_phi (struct loop *outer_loop,
1357                                 gimple loop_phi_node,
1358                                 gimple halting_phi,
1359                                 tree *evolution_of_loop, int limit)
1360 {
1361   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1362   tree ev = analyze_scalar_evolution (loop, PHI_RESULT (loop_phi_node));
1363
1364   /* Sometimes, the inner loop is too difficult to analyze, and the
1365      result of the analysis is a symbolic parameter.  */
1366   if (ev == PHI_RESULT (loop_phi_node))
1367     {
1368       t_bool res = t_false;
1369       int i, n = gimple_phi_num_args (loop_phi_node);
1370
1371       for (i = 0; i < n; i++)
1372         {
1373           tree arg = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1374           basic_block bb;
1375
1376           /* Follow the edges that exit the inner loop.  */
1377           bb = gimple_phi_arg_edge (loop_phi_node, i)->src;
1378           if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1379             res = follow_ssa_edge_expr (outer_loop, loop_phi_node,
1380                                         arg, halting_phi,
1381                                         evolution_of_loop, limit);
1382           if (res == t_true)
1383             break;
1384         }
1385
1386       /* If the path crosses this loop-phi, give up.  */
1387       if (res == t_true)
1388         *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1389
1390       return res;
1391     }
1392
1393   /* Otherwise, compute the overall effect of the inner loop.  */
1394   ev = compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, ev);
1395   return follow_ssa_edge_expr (outer_loop, loop_phi_node, ev, halting_phi,
1396                                evolution_of_loop, limit);
1397 }
1398
1399 /* Follow an SSA edge from a loop-phi-node to itself, constructing a
1400    path that is analyzed on the return walk.  */
1401
1402 static t_bool
1403 follow_ssa_edge (struct loop *loop, gimple def, gimple halting_phi,
1404                  tree *evolution_of_loop, int limit)
1405 {
1406   struct loop *def_loop;
1407
1408   if (gimple_nop_p (def))
1409     return t_false;
1410
1411   /* Give up if the path is longer than the MAX that we allow.  */
1412   if (limit > PARAM_VALUE (PARAM_SCEV_MAX_EXPR_SIZE))
1413     return t_dont_know;
1414
1415   def_loop = loop_containing_stmt (def);
1416
1417   switch (gimple_code (def))
1418     {
1419     case GIMPLE_PHI:
1420       if (!loop_phi_node_p (def))
1421         /* DEF is a condition-phi-node.  Follow the branches, and
1422            record their evolutions.  Finally, merge the collected
1423            information and set the approximation to the main
1424            variable.  */
1425         return follow_ssa_edge_in_condition_phi
1426           (loop, def, halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1427
1428       /* When the analyzed phi is the halting_phi, the
1429          depth-first search is over: we have found a path from
1430          the halting_phi to itself in the loop.  */
1431       if (def == halting_phi)
1432         return t_true;
1433
1434       /* Otherwise, the evolution of the HALTING_PHI depends
1435          on the evolution of another loop-phi-node, i.e. the
1436          evolution function is a higher degree polynomial.  */
1437       if (def_loop == loop)
1438         return t_false;
1439
1440       /* Inner loop.  */
1441       if (flow_loop_nested_p (loop, def_loop))
1442         return follow_ssa_edge_inner_loop_phi
1443           (loop, def, halting_phi, evolution_of_loop, limit + 1);
1444
1445       /* Outer loop.  */
1446       return t_false;
1447
1448     case GIMPLE_ASSIGN:
1449       return follow_ssa_edge_in_rhs (loop, def, halting_phi,
1450                                      evolution_of_loop, limit);
1451
1452     default:
1453       /* At this level of abstraction, the program is just a set
1454          of GIMPLE_ASSIGNs and PHI_NODEs.  In principle there is no
1455          other node to be handled.  */
1456       return t_false;
1457     }
1458 }
1459
1460 \f
1461
1462 /* Given a LOOP_PHI_NODE, this function determines the evolution
1463    function from LOOP_PHI_NODE to LOOP_PHI_NODE in the loop.  */
1464
1465 static tree
1466 analyze_evolution_in_loop (gimple loop_phi_node,
1467                            tree init_cond)
1468 {
1469   int i, n = gimple_phi_num_args (loop_phi_node);
1470   tree evolution_function = chrec_not_analyzed_yet;
1471   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1472   basic_block bb;
1473
1474   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1475     {
1476       fprintf (dump_file, "(analyze_evolution_in_loop \n");
1477       fprintf (dump_file, "  (loop_phi_node = ");
1478       print_gimple_stmt (dump_file, loop_phi_node, 0, 0);
1479       fprintf (dump_file, ")\n");
1480     }
1481
1482   for (i = 0; i < n; i++)
1483     {
1484       tree arg = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1485       gimple ssa_chain;
1486       tree ev_fn;
1487       t_bool res;
1488
1489       /* Select the edges that enter the loop body.  */
1490       bb = gimple_phi_arg_edge (loop_phi_node, i)->src;
1491       if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1492         continue;
1493
1494       if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
1495         {
1496           bool val = false;
1497
1498           ssa_chain = SSA_NAME_DEF_STMT (arg);
1499
1500           /* Pass in the initial condition to the follow edge function.  */
1501           ev_fn = init_cond;
1502           res = follow_ssa_edge (loop, ssa_chain, loop_phi_node, &ev_fn, 0);
1503
1504           /* If ev_fn has no evolution in the inner loop, and the
1505              init_cond is not equal to ev_fn, then we have an
1506              ambiguity between two possible values, as we cannot know
1507              the number of iterations at this point.  */
1508           if (TREE_CODE (ev_fn) != POLYNOMIAL_CHREC
1509               && no_evolution_in_loop_p (ev_fn, loop->num, &val) && val
1510               && !operand_equal_p (init_cond, ev_fn, 0))
1511             ev_fn = chrec_dont_know;
1512         }
1513       else
1514         res = t_false;
1515
1516       /* When it is impossible to go back on the same
1517          loop_phi_node by following the ssa edges, the
1518          evolution is represented by a peeled chrec, i.e. the
1519          first iteration, EV_FN has the value INIT_COND, then
1520          all the other iterations it has the value of ARG.
1521          For the moment, PEELED_CHREC nodes are not built.  */
1522       if (res != t_true)
1523         ev_fn = chrec_dont_know;
1524
1525       /* When there are multiple back edges of the loop (which in fact never
1526          happens currently, but nevertheless), merge their evolutions.  */
1527       evolution_function = chrec_merge (evolution_function, ev_fn);
1528     }
1529
1530   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1531     {
1532       fprintf (dump_file, "  (evolution_function = ");
1533       print_generic_expr (dump_file, evolution_function, 0);
1534       fprintf (dump_file, "))\n");
1535     }
1536
1537   return evolution_function;
1538 }
1539
1540 /* Given a loop-phi-node, return the initial conditions of the
1541    variable on entry of the loop.  When the CCP has propagated
1542    constants into the loop-phi-node, the initial condition is
1543    instantiated, otherwise the initial condition is kept symbolic.
1544    This analyzer does not analyze the evolution outside the current
1545    loop, and leaves this task to the on-demand tree reconstructor.  */
1546
1547 static tree
1548 analyze_initial_condition (gimple loop_phi_node)
1549 {
1550   int i, n;
1551   tree init_cond = chrec_not_analyzed_yet;
1552   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1553
1554   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1555     {
1556       fprintf (dump_file, "(analyze_initial_condition \n");
1557       fprintf (dump_file, "  (loop_phi_node = \n");
1558       print_gimple_stmt (dump_file, loop_phi_node, 0, 0);
1559       fprintf (dump_file, ")\n");
1560     }
1561
1562   n = gimple_phi_num_args (loop_phi_node);
1563   for (i = 0; i < n; i++)
1564     {
1565       tree branch = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1566       basic_block bb = gimple_phi_arg_edge (loop_phi_node, i)->src;
1567
1568       /* When the branch is oriented to the loop's body, it does
1569          not contribute to the initial condition.  */
1570       if (flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1571         continue;
1572
1573       if (init_cond == chrec_not_analyzed_yet)
1574         {
1575           init_cond = branch;
1576           continue;
1577         }
1578
1579       if (TREE_CODE (branch) == SSA_NAME)
1580         {
1581           init_cond = chrec_dont_know;
1582           break;
1583         }
1584
1585       init_cond = chrec_merge (init_cond, branch);
1586     }
1587
1588   /* Ooops -- a loop without an entry???  */
1589   if (init_cond == chrec_not_analyzed_yet)
1590     init_cond = chrec_dont_know;
1591
1592   /* During early loop unrolling we do not have fully constant propagated IL.
1593      Handle degenerate PHIs here to not miss important unrollings.  */
1594   if (TREE_CODE (init_cond) == SSA_NAME)
1595     {
1596       gimple def = SSA_NAME_DEF_STMT (init_cond);
1597       tree res;
1598       if (gimple_code (def) == GIMPLE_PHI
1599           && (res = degenerate_phi_result (def)) != NULL_TREE
1600           /* Only allow invariants here, otherwise we may break
1601              loop-closed SSA form.  */
1602           && is_gimple_min_invariant (res))
1603         init_cond = res;
1604     }
1605
1606   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1607     {
1608       fprintf (dump_file, "  (init_cond = ");
1609       print_generic_expr (dump_file, init_cond, 0);
1610       fprintf (dump_file, "))\n");
1611     }
1612
1613   return init_cond;
1614 }
1615
1616 /* Analyze the scalar evolution for LOOP_PHI_NODE.  */
1617
1618 static tree
1619 interpret_loop_phi (struct loop *loop, gimple loop_phi_node)
1620 {
1621   tree res;
1622   struct loop *phi_loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1623   tree init_cond;
1624
1625   if (phi_loop != loop)
1626     {
1627       struct loop *subloop;
1628       tree evolution_fn = analyze_scalar_evolution
1629         (phi_loop, PHI_RESULT (loop_phi_node));
1630
1631       /* Dive one level deeper.  */
1632       subloop = superloop_at_depth (phi_loop, loop_depth (loop) + 1);
1633
1634       /* Interpret the subloop.  */
1635       res = compute_overall_effect_of_inner_loop (subloop, evolution_fn);
1636       return res;
1637     }
1638
1639   /* Otherwise really interpret the loop phi.  */
1640   init_cond = analyze_initial_condition (loop_phi_node);
1641   res = analyze_evolution_in_loop (loop_phi_node, init_cond);
1642
1643   /* Verify we maintained the correct initial condition throughout
1644      possible conversions in the SSA chain.  */
1645   if (res != chrec_dont_know)
1646     {
1647       tree new_init = res;
1648       if (CONVERT_EXPR_P (res)
1649           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (res, 0)) == POLYNOMIAL_CHREC)
1650         new_init = fold_convert (TREE_TYPE (res),
1651                                  CHREC_LEFT (TREE_OPERAND (res, 0)));
1652       else if (TREE_CODE (res) == POLYNOMIAL_CHREC)
1653         new_init = CHREC_LEFT (res);
1654       STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (new_init);
1655       gcc_assert (TREE_CODE (new_init) != POLYNOMIAL_CHREC);
1656       if (!operand_equal_p (init_cond, new_init, 0))
1657         return chrec_dont_know;
1658     }
1659
1660   return res;
1661 }
1662
1663 /* This function merges the branches of a condition-phi-node,
1664    contained in the outermost loop, and whose arguments are already
1665    analyzed.  */
1666
1667 static tree
1668 interpret_condition_phi (struct loop *loop, gimple condition_phi)
1669 {
1670   int i, n = gimple_phi_num_args (condition_phi);
1671   tree res = chrec_not_analyzed_yet;
1672
1673   for (i = 0; i < n; i++)
1674     {
1675       tree branch_chrec;
1676
1677       if (backedge_phi_arg_p (condition_phi, i))
1678         {
1679           res = chrec_dont_know;
1680           break;
1681         }
1682
1683       branch_chrec = analyze_scalar_evolution
1684         (loop, PHI_ARG_DEF (condition_phi, i));
1685
1686       res = chrec_merge (res, branch_chrec);
1687     }
1688
1689   return res;
1690 }
1691
1692 /* Interpret the operation RHS1 OP RHS2.  If we didn't
1693    analyze this node before, follow the definitions until ending
1694    either on an analyzed GIMPLE_ASSIGN, or on a loop-phi-node.  On the
1695    return path, this function propagates evolutions (ala constant copy
1696    propagation).  OPND1 is not a GIMPLE expression because we could
1697    analyze the effect of an inner loop: see interpret_loop_phi.  */
1698
1699 static tree
1700 interpret_rhs_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt,
1701                     tree type, tree rhs1, enum tree_code code, tree rhs2)
1702 {
1703   tree res, chrec1, chrec2;
1704
1705   if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_SINGLE_RHS)
1706     {
1707       if (is_gimple_min_invariant (rhs1))
1708         return chrec_convert (type, rhs1, at_stmt);
1709
1710       if (code == SSA_NAME)
1711         return chrec_convert (type, analyze_scalar_evolution (loop, rhs1),
1712                               at_stmt);
1713
1714       if (code == ASSERT_EXPR)
1715         {
1716           rhs1 = ASSERT_EXPR_VAR (rhs1);
1717           return chrec_convert (type, analyze_scalar_evolution (loop, rhs1),
1718                                 at_stmt);
1719         }
1720
1721       return chrec_dont_know;
1722     }
1723
1724   switch (code)
1725     {
1726     case POINTER_PLUS_EXPR:
1727       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1728       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1729       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1730       chrec2 = chrec_convert (sizetype, chrec2, at_stmt);
1731       res = chrec_fold_plus (type, chrec1, chrec2);
1732       break;
1733
1734     case PLUS_EXPR:
1735       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1736       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1737       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1738       chrec2 = chrec_convert (type, chrec2, at_stmt);
1739       res = chrec_fold_plus (type, chrec1, chrec2);
1740       break;
1741
1742     case MINUS_EXPR:
1743       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1744       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1745       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1746       chrec2 = chrec_convert (type, chrec2, at_stmt);
1747       res = chrec_fold_minus (type, chrec1, chrec2);
1748       break;
1749
1750     case NEGATE_EXPR:
1751       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1752       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1753       /* TYPE may be integer, real or complex, so use fold_convert.  */
1754       res = chrec_fold_multiply (type, chrec1,
1755                                  fold_convert (type, integer_minus_one_node));
1756       break;
1757
1758     case BIT_NOT_EXPR:
1759       /* Handle ~X as -1 - X.  */
1760       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1761       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1762       res = chrec_fold_minus (type,
1763                               fold_convert (type, integer_minus_one_node),
1764                               chrec1);
1765       break;
1766
1767     case MULT_EXPR:
1768       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1769       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1770       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1771       chrec2 = chrec_convert (type, chrec2, at_stmt);
1772       res = chrec_fold_multiply (type, chrec1, chrec2);
1773       break;
1774
1775     CASE_CONVERT:
1776       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1777       res = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1778       break;
1779
1780     default:
1781       res = chrec_dont_know;
1782       break;
1783     }
1784
1785   return res;
1786 }
1787
1788 /* Interpret the expression EXPR.  */
1789
1790 static tree
1791 interpret_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt, tree expr)
1792 {
1793   enum tree_code code;
1794   tree type = TREE_TYPE (expr), op0, op1;
1795
1796   if (automatically_generated_chrec_p (expr))
1797     return expr;
1798
1799   if (TREE_CODE (expr) == POLYNOMIAL_CHREC)
1800     return chrec_dont_know;
1801
1802   extract_ops_from_tree (expr, &code, &op0, &op1);
1803
1804   return interpret_rhs_expr (loop, at_stmt, type,
1805                              op0, code, op1);
1806 }
1807
1808 /* Interpret the rhs of the assignment STMT.  */
1809
1810 static tree
1811 interpret_gimple_assign (struct loop *loop, gimple stmt)
1812 {
1813   tree type = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt));
1814   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
1815
1816   return interpret_rhs_expr (loop, stmt, type,
1817                              gimple_assign_rhs1 (stmt), code,
1818                              gimple_assign_rhs2 (stmt));
1819 }
1820
1821 \f
1822
1823 /* This section contains all the entry points:
1824    - number_of_iterations_in_loop,
1825    - analyze_scalar_evolution,
1826    - instantiate_parameters.
1827 */
1828
1829 /* Compute and return the evolution function in WRTO_LOOP, the nearest
1830    common ancestor of DEF_LOOP and USE_LOOP.  */
1831
1832 static tree
1833 compute_scalar_evolution_in_loop (struct loop *wrto_loop,
1834                                   struct loop *def_loop,
1835                                   tree ev)
1836 {
1837   tree res;
1838   if (def_loop == wrto_loop)
1839     return ev;
1840
1841   def_loop = superloop_at_depth (def_loop, loop_depth (wrto_loop) + 1);
1842   res = compute_overall_effect_of_inner_loop (def_loop, ev);
1843
1844   return analyze_scalar_evolution_1 (wrto_loop, res, chrec_not_analyzed_yet);
1845 }
1846
1847 /* Helper recursive function.  */
1848
1849 static tree
1850 analyze_scalar_evolution_1 (struct loop *loop, tree var, tree res)
1851 {
1852   tree type = TREE_TYPE (var);
1853   gimple def;
1854   basic_block bb;
1855   struct loop *def_loop;
1856
1857   if (loop == NULL || TREE_CODE (type) == VECTOR_TYPE)
1858     return chrec_dont_know;
1859
1860   if (TREE_CODE (var) != SSA_NAME)
1861     return interpret_expr (loop, NULL, var);
1862
1863   def = SSA_NAME_DEF_STMT (var);
1864   bb = gimple_bb (def);
1865   def_loop = bb ? bb->loop_father : NULL;
1866
1867   if (bb == NULL
1868       || !flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1869     {
1870       /* Keep the symbolic form.  */
1871       res = var;
1872       goto set_and_end;
1873     }
1874
1875   if (res != chrec_not_analyzed_yet)
1876     {
1877       if (loop != bb->loop_father)
1878         res = compute_scalar_evolution_in_loop
1879             (find_common_loop (loop, bb->loop_father), bb->loop_father, res);
1880
1881       goto set_and_end;
1882     }
1883
1884   if (loop != def_loop)
1885     {
1886       res = analyze_scalar_evolution_1 (def_loop, var, chrec_not_analyzed_yet);
1887       res = compute_scalar_evolution_in_loop (loop, def_loop, res);
1888
1889       goto set_and_end;
1890     }
1891
1892   switch (gimple_code (def))
1893     {
1894     case GIMPLE_ASSIGN:
1895       res = interpret_gimple_assign (loop, def);
1896       break;
1897
1898     case GIMPLE_PHI:
1899       if (loop_phi_node_p (def))
1900         res = interpret_loop_phi (loop, def);
1901       else
1902         res = interpret_condition_phi (loop, def);
1903       break;
1904
1905     default:
1906       res = chrec_dont_know;
1907       break;
1908     }
1909
1910  set_and_end:
1911
1912   /* Keep the symbolic form.  */
1913   if (res == chrec_dont_know)
1914     res = var;
1915
1916   if (loop == def_loop)
1917     set_scalar_evolution (block_before_loop (loop), var, res);
1918
1919   return res;
1920 }
1921
1922 /* Analyzes and returns the scalar evolution of the ssa_name VAR in
1923    LOOP.  LOOP is the loop in which the variable is used.
1924
1925    Example of use: having a pointer VAR to a SSA_NAME node, STMT a
1926    pointer to the statement that uses this variable, in order to
1927    determine the evolution function of the variable, use the following
1928    calls:
1929
1930    loop_p loop = loop_containing_stmt (stmt);
1931    tree chrec_with_symbols = analyze_scalar_evolution (loop, var);
1932    tree chrec_instantiated = instantiate_parameters (loop, chrec_with_symbols);
1933 */
1934
1935 tree
1936 analyze_scalar_evolution (struct loop *loop, tree var)
1937 {
1938   tree res;
1939
1940   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1941     {
1942       fprintf (dump_file, "(analyze_scalar_evolution \n");
1943       fprintf (dump_file, "  (loop_nb = %d)\n", loop->num);
1944       fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
1945       print_generic_expr (dump_file, var, 0);
1946       fprintf (dump_file, ")\n");
1947     }
1948
1949   res = get_scalar_evolution (block_before_loop (loop), var);
1950   res = analyze_scalar_evolution_1 (loop, var, res);
1951
1952   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1953     fprintf (dump_file, ")\n");
1954
1955   return res;
1956 }
1957
1958 /* Analyze scalar evolution of use of VERSION in USE_LOOP with respect to
1959    WRTO_LOOP (which should be a superloop of USE_LOOP)
1960
1961    FOLDED_CASTS is set to true if resolve_mixers used
1962    chrec_convert_aggressive (TODO -- not really, we are way too conservative
1963    at the moment in order to keep things simple).
1964
1965    To illustrate the meaning of USE_LOOP and WRTO_LOOP, consider the following
1966    example:
1967
1968    for (i = 0; i < 100; i++)                    -- loop 1
1969      {
1970        for (j = 0; j < 100; j++)                -- loop 2
1971          {
1972            k1 = i;
1973            k2 = j;
1974
1975            use2 (k1, k2);
1976
1977            for (t = 0; t < 100; t++)            -- loop 3
1978              use3 (k1, k2);
1979
1980          }
1981        use1 (k1, k2);
1982      }
1983
1984    Both k1 and k2 are invariants in loop3, thus
1985      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop3, loop3, k1) = k1
1986      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop3, loop3, k2) = k2
1987
1988    As they are invariant, it does not matter whether we consider their
1989    usage in loop 3 or loop 2, hence
1990      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop3, k1) =
1991        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop2, k1) = i
1992      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop3, k2) =
1993        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop2, k2) = [0,+,1]_2
1994
1995    Similarly for their evolutions with respect to loop 1.  The values of K2
1996    in the use in loop 2 vary independently on loop 1, thus we cannot express
1997    the evolution with respect to loop 1:
1998      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop3, k1) =
1999        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop2, k1) = [0,+,1]_1
2000      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop3, k2) =
2001        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop2, k2) = dont_know
2002
2003    The value of k2 in the use in loop 1 is known, though:
2004      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop1, k1) = [0,+,1]_1
2005      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop1, k2) = 100
2006    */
2007
2008 static tree
2009 analyze_scalar_evolution_in_loop (struct loop *wrto_loop, struct loop *use_loop,
2010                                   tree version, bool *folded_casts)
2011 {
2012   bool val = false;
2013   tree ev = version, tmp;
2014
2015   /* We cannot just do
2016
2017      tmp = analyze_scalar_evolution (use_loop, version);
2018      ev = resolve_mixers (wrto_loop, tmp);
2019
2020      as resolve_mixers would query the scalar evolution with respect to
2021      wrto_loop.  For example, in the situation described in the function
2022      comment, suppose that wrto_loop = loop1, use_loop = loop3 and
2023      version = k2.  Then
2024
2025      analyze_scalar_evolution (use_loop, version) = k2
2026
2027      and resolve_mixers (loop1, k2) finds that the value of k2 in loop 1
2028      is 100, which is a wrong result, since we are interested in the
2029      value in loop 3.
2030
2031      Instead, we need to proceed from use_loop to wrto_loop loop by loop,
2032      each time checking that there is no evolution in the inner loop.  */
2033
2034   if (folded_casts)
2035     *folded_casts = false;
2036   while (1)
2037     {
2038       tmp = analyze_scalar_evolution (use_loop, ev);
2039       ev = resolve_mixers (use_loop, tmp);
2040
2041       if (folded_casts && tmp != ev)
2042         *folded_casts = true;
2043
2044       if (use_loop == wrto_loop)
2045         return ev;
2046
2047       /* If the value of the use changes in the inner loop, we cannot express
2048          its value in the outer loop (we might try to return interval chrec,
2049          but we do not have a user for it anyway)  */
2050       if (!no_evolution_in_loop_p (ev, use_loop->num, &val)
2051           || !val)
2052         return chrec_dont_know;
2053
2054       use_loop = loop_outer (use_loop);
2055     }
2056 }
2057
2058 /* Returns from CACHE the value for VERSION instantiated below
2059    INSTANTIATED_BELOW block.  */
2060
2061 static tree
2062 get_instantiated_value (htab_t cache, basic_block instantiated_below,
2063                         tree version)
2064 {
2065   struct scev_info_str *info, pattern;
2066
2067   pattern.var = version;
2068   pattern.instantiated_below = instantiated_below;
2069   info = (struct scev_info_str *) htab_find (cache, &pattern);
2070
2071   if (info)
2072     return info->chrec;
2073   else
2074     return NULL_TREE;
2075 }
2076
2077 /* Sets in CACHE the value of VERSION instantiated below basic block
2078    INSTANTIATED_BELOW to VAL.  */
2079
2080 static void
2081 set_instantiated_value (htab_t cache, basic_block instantiated_below,
2082                         tree version, tree val)
2083 {
2084   struct scev_info_str *info, pattern;
2085   PTR *slot;
2086
2087   pattern.var = version;
2088   pattern.instantiated_below = instantiated_below;
2089   slot = htab_find_slot (cache, &pattern, INSERT);
2090
2091   if (!*slot)
2092     *slot = new_scev_info_str (instantiated_below, version);
2093   info = (struct scev_info_str *) *slot;
2094   info->chrec = val;
2095 }
2096
2097 /* Return the closed_loop_phi node for VAR.  If there is none, return
2098    NULL_TREE.  */
2099
2100 static tree
2101 loop_closed_phi_def (tree var)
2102 {
2103   struct loop *loop;
2104   edge exit;
2105   gimple phi;
2106   gimple_stmt_iterator psi;
2107
2108   if (var == NULL_TREE
2109       || TREE_CODE (var) != SSA_NAME)
2110     return NULL_TREE;
2111
2112   loop = loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (var));
2113   exit = single_exit (loop);
2114   if (!exit)
2115     return NULL_TREE;
2116
2117   for (psi = gsi_start_phis (exit->dest); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
2118     {
2119       phi = gsi_stmt (psi);
2120       if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, exit) == var)
2121         return PHI_RESULT (phi);
2122     }
2123
2124   return NULL_TREE;
2125 }
2126
2127 static tree instantiate_scev_r (basic_block, struct loop *, tree, bool,
2128                                 htab_t, int);
2129
2130 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2131    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2132
2133    CHREC is an SSA_NAME to be instantiated.
2134
2135    CACHE is the cache of already instantiated values.
2136
2137    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2138    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2139    the chrec is preserved.
2140
2141    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2142    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2143
2144 static tree
2145 instantiate_scev_name (basic_block instantiate_below,
2146                        struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2147                        bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2148 {
2149   tree res;
2150   struct loop *def_loop;
2151   basic_block def_bb = gimple_bb (SSA_NAME_DEF_STMT (chrec));
2152
2153   /* A parameter (or loop invariant and we do not want to include
2154      evolutions in outer loops), nothing to do.  */
2155   if (!def_bb
2156       || loop_depth (def_bb->loop_father) == 0
2157       || dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, instantiate_below, def_bb))
2158     return chrec;
2159
2160   /* We cache the value of instantiated variable to avoid exponential
2161      time complexity due to reevaluations.  We also store the convenient
2162      value in the cache in order to prevent infinite recursion -- we do
2163      not want to instantiate the SSA_NAME if it is in a mixer
2164      structure.  This is used for avoiding the instantiation of
2165      recursively defined functions, such as:
2166
2167      | a_2 -> {0, +, 1, +, a_2}_1  */
2168
2169   res = get_instantiated_value (cache, instantiate_below, chrec);
2170   if (res)
2171     return res;
2172
2173   res = chrec_dont_know;
2174   set_instantiated_value (cache, instantiate_below, chrec, res);
2175
2176   def_loop = find_common_loop (evolution_loop, def_bb->loop_father);
2177
2178   /* If the analysis yields a parametric chrec, instantiate the
2179      result again.  */
2180   res = analyze_scalar_evolution (def_loop, chrec);
2181
2182   /* Don't instantiate loop-closed-ssa phi nodes.  */
2183   if (TREE_CODE (res) == SSA_NAME
2184       && (loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (res)) == NULL
2185           || (loop_depth (loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (res)))
2186               > loop_depth (def_loop))))
2187     {
2188       if (res == chrec)
2189         res = loop_closed_phi_def (chrec);
2190       else
2191         res = chrec;
2192
2193       /* When there is no loop_closed_phi_def, it means that the
2194          variable is not used after the loop: try to still compute the
2195          value of the variable when exiting the loop.  */
2196       if (res == NULL_TREE)
2197         {
2198           loop_p loop = loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (chrec));
2199           res = analyze_scalar_evolution (loop, chrec);
2200           res = compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, res);
2201           res = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, res,
2202                                     fold_conversions, cache, size_expr);
2203         }
2204       else if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, instantiate_below,
2205                                 gimple_bb (SSA_NAME_DEF_STMT (res))))
2206         res = chrec_dont_know;
2207     }
2208
2209   else if (res != chrec_dont_know)
2210     res = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, res,
2211                               fold_conversions, cache, size_expr);
2212
2213   /* Store the correct value to the cache.  */
2214   set_instantiated_value (cache, instantiate_below, chrec, res);
2215   return res;
2216
2217 }
2218
2219 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2220    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2221
2222    CHREC is a polynomial chain of recurrence to be instantiated.
2223
2224    CACHE is the cache of already instantiated values.
2225
2226    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2227    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2228    the chrec is preserved.
2229
2230    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2231    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2232
2233 static tree
2234 instantiate_scev_poly (basic_block instantiate_below,
2235                        struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2236                        bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2237 {
2238   tree op1;
2239   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2240                                  CHREC_LEFT (chrec), fold_conversions, cache,
2241                                  size_expr);
2242   if (op0 == chrec_dont_know)
2243     return chrec_dont_know;
2244
2245   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2246                             CHREC_RIGHT (chrec), fold_conversions, cache,
2247                             size_expr);
2248   if (op1 == chrec_dont_know)
2249     return chrec_dont_know;
2250
2251   if (CHREC_LEFT (chrec) != op0
2252       || CHREC_RIGHT (chrec) != op1)
2253     {
2254       unsigned var = CHREC_VARIABLE (chrec);
2255
2256       /* When the instantiated stride or base has an evolution in an
2257          innermost loop, return chrec_dont_know, as this is not a
2258          valid SCEV representation.  In the reduced testcase for
2259          PR40281 we would have {0, +, {1, +, 1}_2}_1 that has no
2260          meaning.  */
2261       if ((tree_is_chrec (op0) && CHREC_VARIABLE (op0) > var)
2262           || (tree_is_chrec (op1) && CHREC_VARIABLE (op1) > var))
2263         return chrec_dont_know;
2264
2265       op1 = chrec_convert_rhs (chrec_type (op0), op1, NULL);
2266       chrec = build_polynomial_chrec (var, op0, op1);
2267     }
2268
2269   return chrec;
2270 }
2271
2272 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2273    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2274
2275    "C0 CODE C1" is a binary expression of type TYPE to be instantiated.
2276
2277    CACHE is the cache of already instantiated values.
2278
2279    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2280    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2281    the chrec is preserved.
2282
2283    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2284    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2285
2286 static tree
2287 instantiate_scev_binary (basic_block instantiate_below,
2288                          struct loop *evolution_loop, tree chrec, enum tree_code code,
2289                          tree type, tree c0, tree c1,
2290                          bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2291 {
2292   tree op1;
2293   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2294                                  c0, fold_conversions, cache,
2295                                  size_expr);
2296   if (op0 == chrec_dont_know)
2297     return chrec_dont_know;
2298
2299   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2300                             c1, fold_conversions, cache,
2301                             size_expr);
2302   if (op1 == chrec_dont_know)
2303     return chrec_dont_know;
2304
2305   if (c0 != op0
2306       || c1 != op1)
2307     {
2308       op0 = chrec_convert (type, op0, NULL);
2309       op1 = chrec_convert_rhs (type, op1, NULL);
2310
2311       switch (code)
2312         {
2313         case POINTER_PLUS_EXPR:
2314         case PLUS_EXPR:
2315           return chrec_fold_plus (type, op0, op1);
2316
2317         case MINUS_EXPR:
2318           return chrec_fold_minus (type, op0, op1);
2319
2320         case MULT_EXPR:
2321           return chrec_fold_multiply (type, op0, op1);
2322
2323         default:
2324           gcc_unreachable ();
2325         }
2326     }
2327
2328   return chrec ? chrec : fold_build2 (code, type, c0, c1);
2329 }
2330
2331 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2332    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2333
2334    "CHREC" that stands for a convert expression "(TYPE) OP" is to be
2335    instantiated.
2336
2337    CACHE is the cache of already instantiated values.
2338
2339    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2340    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2341    the chrec is preserved.
2342
2343    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2344    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2345
2346 static tree
2347 instantiate_scev_convert (basic_block instantiate_below,
2348                           struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2349                           tree type, tree op,
2350                           bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2351 {
2352   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, op,
2353                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2354
2355   if (op0 == chrec_dont_know)
2356     return chrec_dont_know;
2357
2358   if (fold_conversions)
2359     {
2360       tree tmp = chrec_convert_aggressive (type, op0);
2361       if (tmp)
2362         return tmp;
2363     }
2364
2365   if (chrec && op0 == op)
2366     return chrec;
2367
2368   /* If we used chrec_convert_aggressive, we can no longer assume that
2369      signed chrecs do not overflow, as chrec_convert does, so avoid
2370      calling it in that case.  */
2371   if (fold_conversions)
2372     return fold_convert (type, op0);
2373
2374   return chrec_convert (type, op0, NULL);
2375 }
2376
2377 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2378    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2379
2380    CHREC is a BIT_NOT_EXPR or a NEGATE_EXPR expression to be instantiated.
2381    Handle ~X as -1 - X.
2382    Handle -X as -1 * X.
2383
2384    CACHE is the cache of already instantiated values.
2385
2386    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2387    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2388    the chrec is preserved.
2389
2390    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2391    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2392
2393 static tree
2394 instantiate_scev_not (basic_block instantiate_below,
2395                       struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2396                       enum tree_code code, tree type, tree op,
2397                       bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2398 {
2399   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, op,
2400                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2401
2402   if (op0 == chrec_dont_know)
2403     return chrec_dont_know;
2404
2405   if (op != op0)
2406     {
2407       op0 = chrec_convert (type, op0, NULL);
2408
2409       switch (code)
2410         {
2411         case BIT_NOT_EXPR:
2412           return chrec_fold_minus
2413             (type, fold_convert (type, integer_minus_one_node), op0);
2414
2415         case NEGATE_EXPR:
2416           return chrec_fold_multiply
2417             (type, fold_convert (type, integer_minus_one_node), op0);
2418
2419         default:
2420           gcc_unreachable ();
2421         }
2422     }
2423
2424   return chrec ? chrec : fold_build1 (code, type, op0);
2425 }
2426
2427 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2428    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2429
2430    CHREC is an expression with 3 operands to be instantiated.
2431
2432    CACHE is the cache of already instantiated values.
2433
2434    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2435    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2436    the chrec is preserved.
2437
2438    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2439    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2440
2441 static tree
2442 instantiate_scev_3 (basic_block instantiate_below,
2443                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2444                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2445 {
2446   tree op1, op2;
2447   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2448                                  TREE_OPERAND (chrec, 0),
2449                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2450   if (op0 == chrec_dont_know)
2451     return chrec_dont_know;
2452
2453   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2454                             TREE_OPERAND (chrec, 1),
2455                             fold_conversions, cache, size_expr);
2456   if (op1 == chrec_dont_know)
2457     return chrec_dont_know;
2458
2459   op2 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2460                             TREE_OPERAND (chrec, 2),
2461                             fold_conversions, cache, size_expr);
2462   if (op2 == chrec_dont_know)
2463     return chrec_dont_know;
2464
2465   if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0)
2466       && op1 == TREE_OPERAND (chrec, 1)
2467       && op2 == TREE_OPERAND (chrec, 2))
2468     return chrec;
2469
2470   return fold_build3 (TREE_CODE (chrec),
2471                       TREE_TYPE (chrec), op0, op1, op2);
2472 }
2473
2474 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2475    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2476
2477    CHREC is an expression with 2 operands to be instantiated.
2478
2479    CACHE is the cache of already instantiated values.
2480
2481    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2482    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2483    the chrec is preserved.
2484
2485    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2486    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2487
2488 static tree
2489 instantiate_scev_2 (basic_block instantiate_below,
2490                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2491                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2492 {
2493   tree op1;
2494   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2495                                  TREE_OPERAND (chrec, 0),
2496                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2497   if (op0 == chrec_dont_know)
2498     return chrec_dont_know;
2499
2500   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2501                             TREE_OPERAND (chrec, 1),
2502                             fold_conversions, cache, size_expr);
2503   if (op1 == chrec_dont_know)
2504     return chrec_dont_know;
2505
2506   if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0)
2507       && op1 == TREE_OPERAND (chrec, 1))
2508     return chrec;
2509
2510   return fold_build2 (TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec), op0, op1);
2511 }
2512
2513 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2514    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2515
2516    CHREC is an expression with 2 operands to be instantiated.
2517
2518    CACHE is the cache of already instantiated values.
2519
2520    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2521    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2522    the chrec is preserved.
2523
2524    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2525    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2526
2527 static tree
2528 instantiate_scev_1 (basic_block instantiate_below,
2529                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2530                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2531 {
2532   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2533                                  TREE_OPERAND (chrec, 0),
2534                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2535
2536   if (op0 == chrec_dont_know)
2537     return chrec_dont_know;
2538
2539   if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0))
2540     return chrec;
2541
2542   return fold_build1 (TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec), op0);
2543 }
2544
2545 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2546    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2547
2548    CHREC is the scalar evolution to instantiate.
2549
2550    CACHE is the cache of already instantiated values.
2551
2552    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2553    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2554    the chrec is preserved.
2555
2556    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2557    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2558
2559 static tree
2560 instantiate_scev_r (basic_block instantiate_below,
2561                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2562                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2563 {
2564   /* Give up if the expression is larger than the MAX that we allow.  */
2565   if (size_expr++ > PARAM_VALUE (PARAM_SCEV_MAX_EXPR_SIZE))
2566     return chrec_dont_know;
2567
2568   if (automatically_generated_chrec_p (chrec)
2569       || is_gimple_min_invariant (chrec))
2570     return chrec;
2571
2572   switch (TREE_CODE (chrec))
2573     {
2574     case SSA_NAME:
2575       return instantiate_scev_name (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2576                                     fold_conversions, cache, size_expr);
2577
2578     case POLYNOMIAL_CHREC:
2579       return instantiate_scev_poly (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2580                                     fold_conversions, cache, size_expr);
2581
2582     case POINTER_PLUS_EXPR:
2583     case PLUS_EXPR:
2584     case MINUS_EXPR:
2585     case MULT_EXPR:
2586       return instantiate_scev_binary (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2587                                       TREE_CODE (chrec), chrec_type (chrec),
2588                                       TREE_OPERAND (chrec, 0),
2589                                       TREE_OPERAND (chrec, 1),
2590                                       fold_conversions, cache, size_expr);
2591
2592     CASE_CONVERT:
2593       return instantiate_scev_convert (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2594                                        TREE_TYPE (chrec), TREE_OPERAND (chrec, 0),
2595                                        fold_conversions, cache, size_expr);
2596
2597     case NEGATE_EXPR:
2598     case BIT_NOT_EXPR:
2599       return instantiate_scev_not (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2600                                    TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec),
2601                                    TREE_OPERAND (chrec, 0),
2602                                    fold_conversions, cache, size_expr);
2603
2604     case SCEV_NOT_KNOWN:
2605       return chrec_dont_know;
2606
2607     case SCEV_KNOWN:
2608       return chrec_known;
2609
2610     default:
2611       break;
2612     }
2613
2614   if (VL_EXP_CLASS_P (chrec))
2615     return chrec_dont_know;
2616
2617   switch (TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (chrec)))
2618     {
2619     case 3:
2620       return instantiate_scev_3 (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2621                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2622
2623     case 2:
2624       return instantiate_scev_2 (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2625                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2626
2627     case 1:
2628       return instantiate_scev_1 (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2629                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2630
2631     case 0:
2632       return chrec;
2633
2634     default:
2635       break;
2636     }
2637
2638   /* Too complicated to handle.  */
2639   return chrec_dont_know;
2640 }
2641
2642 /* Analyze all the parameters of the chrec that were left under a
2643    symbolic form.  INSTANTIATE_BELOW is the basic block that stops the
2644    recursive instantiation of parameters: a parameter is a variable
2645    that is defined in a basic block that dominates INSTANTIATE_BELOW or
2646    a function parameter.  */
2647
2648 tree
2649 instantiate_scev (basic_block instantiate_below, struct loop *evolution_loop,
2650                   tree chrec)
2651 {
2652   tree res;
2653   htab_t cache = htab_create (10, hash_scev_info, eq_scev_info, del_scev_info);
2654
2655   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2656     {
2657       fprintf (dump_file, "(instantiate_scev \n");
2658       fprintf (dump_file, "  (instantiate_below = %d)\n", instantiate_below->index);
2659       fprintf (dump_file, "  (evolution_loop = %d)\n", evolution_loop->num);
2660       fprintf (dump_file, "  (chrec = ");
2661       print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
2662       fprintf (dump_file, ")\n");
2663     }
2664
2665   res = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, chrec, false,
2666                             cache, 0);
2667
2668   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2669     {
2670       fprintf (dump_file, "  (res = ");
2671       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
2672       fprintf (dump_file, "))\n");
2673     }
2674
2675   htab_delete (cache);
2676
2677   return res;
2678 }
2679
2680 /* Similar to instantiate_parameters, but does not introduce the
2681    evolutions in outer loops for LOOP invariants in CHREC, and does not
2682    care about causing overflows, as long as they do not affect value
2683    of an expression.  */
2684
2685 tree
2686 resolve_mixers (struct loop *loop, tree chrec)
2687 {
2688   htab_t cache = htab_create (10, hash_scev_info, eq_scev_info, del_scev_info);
2689   tree ret = instantiate_scev_r (block_before_loop (loop), loop, chrec, true,
2690                                  cache, 0);
2691   htab_delete (cache);
2692   return ret;
2693 }
2694
2695 /* Entry point for the analysis of the number of iterations pass.
2696    This function tries to safely approximate the number of iterations
2697    the loop will run.  When this property is not decidable at compile
2698    time, the result is chrec_dont_know.  Otherwise the result is a
2699    scalar or a symbolic parameter.  When the number of iterations may
2700    be equal to zero and the property cannot be determined at compile
2701    time, the result is a COND_EXPR that represents in a symbolic form
2702    the conditions under which the number of iterations is not zero.
2703
2704    Example of analysis: suppose that the loop has an exit condition:
2705
2706    "if (b > 49) goto end_loop;"
2707
2708    and that in a previous analysis we have determined that the
2709    variable 'b' has an evolution function:
2710
2711    "EF = {23, +, 5}_2".
2712
2713    When we evaluate the function at the point 5, i.e. the value of the
2714    variable 'b' after 5 iterations in the loop, we have EF (5) = 48,
2715    and EF (6) = 53.  In this case the value of 'b' on exit is '53' and
2716    the loop body has been executed 6 times.  */
2717
2718 tree
2719 number_of_latch_executions (struct loop *loop)
2720 {
2721   edge exit;
2722   struct tree_niter_desc niter_desc;
2723   tree may_be_zero;
2724   tree res;
2725
2726   /* Determine whether the number of iterations in loop has already
2727      been computed.  */
2728   res = loop->nb_iterations;
2729   if (res)
2730     return res;
2731
2732   may_be_zero = NULL_TREE;
2733
2734   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2735     fprintf (dump_file, "(number_of_iterations_in_loop = \n");
2736
2737   res = chrec_dont_know;
2738   exit = single_exit (loop);
2739
2740   if (exit && number_of_iterations_exit (loop, exit, &niter_desc, false))
2741     {
2742       may_be_zero = niter_desc.may_be_zero;
2743       res = niter_desc.niter;
2744     }
2745
2746   if (res == chrec_dont_know
2747       || !may_be_zero
2748       || integer_zerop (may_be_zero))
2749     ;
2750   else if (integer_nonzerop (may_be_zero))
2751     res = build_int_cst (TREE_TYPE (res), 0);
2752
2753   else if (COMPARISON_CLASS_P (may_be_zero))
2754     res = fold_build3 (COND_EXPR, TREE_TYPE (res), may_be_zero,
2755                        build_int_cst (TREE_TYPE (res), 0), res);
2756   else
2757     res = chrec_dont_know;
2758
2759   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2760     {
2761       fprintf (dump_file, "  (set_nb_iterations_in_loop = ");
2762       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
2763       fprintf (dump_file, "))\n");
2764     }
2765
2766   loop->nb_iterations = res;
2767   return res;
2768 }
2769
2770 /* Returns the number of executions of the exit condition of LOOP,
2771    i.e., the number by one higher than number_of_latch_executions.
2772    Note that unlike number_of_latch_executions, this number does
2773    not necessarily fit in the unsigned variant of the type of
2774    the control variable -- if the number of iterations is a constant,
2775    we return chrec_dont_know if adding one to number_of_latch_executions
2776    overflows; however, in case the number of iterations is symbolic
2777    expression, the caller is responsible for dealing with this
2778    the possible overflow.  */
2779
2780 tree
2781 number_of_exit_cond_executions (struct loop *loop)
2782 {
2783   tree ret = number_of_latch_executions (loop);
2784   tree type = chrec_type (ret);
2785
2786   if (chrec_contains_undetermined (ret))
2787     return ret;
2788
2789   ret = chrec_fold_plus (type, ret, build_int_cst (type, 1));
2790   if (TREE_CODE (ret) == INTEGER_CST
2791       && TREE_OVERFLOW (ret))
2792     return chrec_dont_know;
2793
2794   return ret;
2795 }
2796
2797 /* One of the drivers for testing the scalar evolutions analysis.
2798    This function computes the number of iterations for all the loops
2799    from the EXIT_CONDITIONS array.  */
2800
2801 static void
2802 number_of_iterations_for_all_loops (VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
2803 {
2804   unsigned int i;
2805   unsigned nb_chrec_dont_know_loops = 0;
2806   unsigned nb_static_loops = 0;
2807   gimple cond;
2808
2809   for (i = 0; VEC_iterate (gimple, *exit_conditions, i, cond); i++)
2810     {
2811       tree res = number_of_latch_executions (loop_containing_stmt (cond));
2812       if (chrec_contains_undetermined (res))
2813         nb_chrec_dont_know_loops++;
2814       else
2815         nb_static_loops++;
2816     }
2817
2818   if (dump_file)
2819     {
2820       fprintf (dump_file, "\n(\n");
2821       fprintf (dump_file, "-----------------------------------------\n");
2822       fprintf (dump_file, "%d\tnb_chrec_dont_know_loops\n", nb_chrec_dont_know_loops);
2823       fprintf (dump_file, "%d\tnb_static_loops\n", nb_static_loops);
2824       fprintf (dump_file, "%d\tnb_total_loops\n", number_of_loops ());
2825       fprintf (dump_file, "-----------------------------------------\n");
2826       fprintf (dump_file, ")\n\n");
2827
2828       print_loops (dump_file, 3);
2829     }
2830 }
2831
2832 \f
2833
2834 /* Counters for the stats.  */
2835
2836 struct chrec_stats
2837 {
2838   unsigned nb_chrecs;
2839   unsigned nb_affine;
2840   unsigned nb_affine_multivar;
2841   unsigned nb_higher_poly;
2842   unsigned nb_chrec_dont_know;
2843   unsigned nb_undetermined;
2844 };
2845
2846 /* Reset the counters.  */
2847
2848 static inline void
2849 reset_chrecs_counters (struct chrec_stats *stats)
2850 {
2851   stats->nb_chrecs = 0;
2852   stats->nb_affine = 0;
2853   stats->nb_affine_multivar = 0;
2854   stats->nb_higher_poly = 0;
2855   stats->nb_chrec_dont_know = 0;
2856   stats->nb_undetermined = 0;
2857 }
2858
2859 /* Dump the contents of a CHREC_STATS structure.  */
2860
2861 static void
2862 dump_chrecs_stats (FILE *file, struct chrec_stats *stats)
2863 {
2864   fprintf (file, "\n(\n");
2865   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2866   fprintf (file, "%d\taffine univariate chrecs\n", stats->nb_affine);
2867   fprintf (file, "%d\taffine multivariate chrecs\n", stats->nb_affine_multivar);
2868   fprintf (file, "%d\tdegree greater than 2 polynomials\n",
2869            stats->nb_higher_poly);
2870   fprintf (file, "%d\tchrec_dont_know chrecs\n", stats->nb_chrec_dont_know);
2871   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2872   fprintf (file, "%d\ttotal chrecs\n", stats->nb_chrecs);
2873   fprintf (file, "%d\twith undetermined coefficients\n",
2874            stats->nb_undetermined);
2875   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2876   fprintf (file, "%d\tchrecs in the scev database\n",
2877            (int) htab_elements (scalar_evolution_info));
2878   fprintf (file, "%d\tsets in the scev database\n", nb_set_scev);
2879   fprintf (file, "%d\tgets in the scev database\n", nb_get_scev);
2880   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2881   fprintf (file, ")\n\n");
2882 }
2883
2884 /* Gather statistics about CHREC.  */
2885
2886 static void
2887 gather_chrec_stats (tree chrec, struct chrec_stats *stats)
2888 {
2889   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2890     {
2891       fprintf (dump_file, "(classify_chrec ");
2892       print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
2893       fprintf (dump_file, "\n");
2894     }
2895
2896   stats->nb_chrecs++;
2897
2898   if (chrec == NULL_TREE)
2899     {
2900       stats->nb_undetermined++;
2901       return;
2902     }
2903
2904   switch (TREE_CODE (chrec))
2905     {
2906     case POLYNOMIAL_CHREC:
2907       if (evolution_function_is_affine_p (chrec))
2908         {
2909           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2910             fprintf (dump_file, "  affine_univariate\n");
2911           stats->nb_affine++;
2912         }
2913       else if (evolution_function_is_affine_multivariate_p (chrec, 0))
2914         {
2915           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2916             fprintf (dump_file, "  affine_multivariate\n");
2917           stats->nb_affine_multivar++;
2918         }
2919       else
2920         {
2921           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2922             fprintf (dump_file, "  higher_degree_polynomial\n");
2923           stats->nb_higher_poly++;
2924         }
2925
2926       break;
2927
2928     default:
2929       break;
2930     }
2931
2932   if (chrec_contains_undetermined (chrec))
2933     {
2934       if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2935         fprintf (dump_file, "  undetermined\n");
2936       stats->nb_undetermined++;
2937     }
2938
2939   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2940     fprintf (dump_file, ")\n");
2941 }
2942
2943 /* One of the drivers for testing the scalar evolutions analysis.
2944    This function analyzes the scalar evolution of all the scalars
2945    defined as loop phi nodes in one of the loops from the
2946    EXIT_CONDITIONS array.
2947
2948    TODO Optimization: A loop is in canonical form if it contains only
2949    a single scalar loop phi node.  All the other scalars that have an
2950    evolution in the loop are rewritten in function of this single
2951    index.  This allows the parallelization of the loop.  */
2952
2953 static void
2954 analyze_scalar_evolution_for_all_loop_phi_nodes (VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
2955 {
2956   unsigned int i;
2957   struct chrec_stats stats;
2958   gimple cond, phi;
2959   gimple_stmt_iterator psi;
2960
2961   reset_chrecs_counters (&stats);
2962
2963   for (i = 0; VEC_iterate (gimple, *exit_conditions, i, cond); i++)
2964     {
2965       struct loop *loop;
2966       basic_block bb;
2967       tree chrec;
2968
2969       loop = loop_containing_stmt (cond);
2970       bb = loop->header;
2971
2972       for (psi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
2973         {
2974           phi = gsi_stmt (psi);
2975           if (is_gimple_reg (PHI_RESULT (phi)))
2976             {
2977               chrec = instantiate_parameters
2978                         (loop,
2979                          analyze_scalar_evolution (loop, PHI_RESULT (phi)));
2980
2981               if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2982                 gather_chrec_stats (chrec, &stats);
2983             }
2984         }
2985     }
2986
2987   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2988     dump_chrecs_stats (dump_file, &stats);
2989 }
2990
2991 /* Callback for htab_traverse, gathers information on chrecs in the
2992    hashtable.  */
2993
2994 static int
2995 gather_stats_on_scev_database_1 (void **slot, void *stats)
2996 {
2997   struct scev_info_str *entry = (struct scev_info_str *) *slot;
2998
2999   gather_chrec_stats (entry->chrec, (struct chrec_stats *) stats);
3000
3001   return 1;
3002 }
3003
3004 /* Classify the chrecs of the whole database.  */
3005
3006 void
3007 gather_stats_on_scev_database (void)
3008 {
3009   struct chrec_stats stats;
3010
3011   if (!dump_file)
3012     return;
3013
3014   reset_chrecs_counters (&stats);
3015
3016   htab_traverse (scalar_evolution_info, gather_stats_on_scev_database_1,
3017                  &stats);
3018
3019   dump_chrecs_stats (dump_file, &stats);
3020 }
3021
3022 \f
3023
3024 /* Initializer.  */
3025
3026 static void
3027 initialize_scalar_evolutions_analyzer (void)
3028 {
3029   /* The elements below are unique.  */
3030   if (chrec_dont_know == NULL_TREE)
3031     {
3032       chrec_not_analyzed_yet = NULL_TREE;
3033       chrec_dont_know = make_node (SCEV_NOT_KNOWN);
3034       chrec_known = make_node (SCEV_KNOWN);
3035       TREE_TYPE (chrec_dont_know) = void_type_node;
3036       TREE_TYPE (chrec_known) = void_type_node;
3037     }
3038 }
3039
3040 /* Initialize the analysis of scalar evolutions for LOOPS.  */
3041
3042 void
3043 scev_initialize (void)
3044 {
3045   loop_iterator li;
3046   struct loop *loop;
3047
3048
3049   scalar_evolution_info = htab_create_ggc (100, hash_scev_info, eq_scev_info,
3050                                            del_scev_info);
3051
3052   initialize_scalar_evolutions_analyzer ();
3053
3054   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
3055     {
3056       loop->nb_iterations = NULL_TREE;
3057     }
3058 }
3059
3060 /* Cleans up the information cached by the scalar evolutions analysis
3061    in the hash table.  */
3062
3063 void
3064 scev_reset_htab (void)
3065 {
3066   if (!scalar_evolution_info)
3067     return;
3068
3069   htab_empty (scalar_evolution_info);
3070 }
3071
3072 /* Cleans up the information cached by the scalar evolutions analysis
3073    in the hash table and in the loop->nb_iterations.  */
3074
3075 void
3076 scev_reset (void)
3077 {
3078   loop_iterator li;
3079   struct loop *loop;
3080
3081   scev_reset_htab ();
3082
3083   if (!current_loops)
3084     return;
3085
3086   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
3087     {
3088       loop->nb_iterations = NULL_TREE;
3089     }
3090 }
3091
3092 /* Checks whether use of OP in USE_LOOP behaves as a simple affine iv with
3093    respect to WRTO_LOOP and returns its base and step in IV if possible
3094    (see analyze_scalar_evolution_in_loop for more details on USE_LOOP
3095    and WRTO_LOOP).  If ALLOW_NONCONSTANT_STEP is true, we want step to be
3096    invariant in LOOP.  Otherwise we require it to be an integer constant.
3097
3098    IV->no_overflow is set to true if we are sure the iv cannot overflow (e.g.
3099    because it is computed in signed arithmetics).  Consequently, adding an
3100    induction variable
3101
3102    for (i = IV->base; ; i += IV->step)
3103
3104    is only safe if IV->no_overflow is false, or TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED is
3105    false for the type of the induction variable, or you can prove that i does
3106    not wrap by some other argument.  Otherwise, this might introduce undefined
3107    behavior, and
3108
3109    for (i = iv->base; ; i = (type) ((unsigned type) i + (unsigned type) iv->step))
3110
3111    must be used instead.  */
3112
3113 bool
3114 simple_iv (struct loop *wrto_loop, struct loop *use_loop, tree op,
3115            affine_iv *iv, bool allow_nonconstant_step)
3116 {
3117   tree type, ev;
3118   bool folded_casts;
3119
3120   iv->base = NULL_TREE;
3121   iv->step = NULL_TREE;
3122   iv->no_overflow = false;
3123
3124   type = TREE_TYPE (op);
3125   if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE
3126       && TREE_CODE (type) != POINTER_TYPE)
3127     return false;
3128
3129   ev = analyze_scalar_evolution_in_loop (wrto_loop, use_loop, op,
3130                                          &folded_casts);
3131   if (chrec_contains_undetermined (ev)
3132       || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (ev, wrto_loop->num))
3133     return false;
3134
3135   if (tree_does_not_contain_chrecs (ev))
3136     {
3137       iv->base = ev;
3138       iv->step = build_int_cst (TREE_TYPE (ev), 0);
3139       iv->no_overflow = true;
3140       return true;
3141     }
3142
3143   if (TREE_CODE (ev) != POLYNOMIAL_CHREC
3144       || CHREC_VARIABLE (ev) != (unsigned) wrto_loop->num)
3145     return false;
3146
3147   iv->step = CHREC_RIGHT (ev);
3148   if ((!allow_nonconstant_step && TREE_CODE (iv->step) != INTEGER_CST)
3149       || tree_contains_chrecs (iv->step, NULL))
3150     return false;
3151
3152   iv->base = CHREC_LEFT (ev);
3153   if (tree_contains_chrecs (iv->base, NULL))
3154     return false;
3155
3156   iv->no_overflow = !folded_casts && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type);
3157
3158   return true;
3159 }
3160
3161 /* Runs the analysis of scalar evolutions.  */
3162
3163 void
3164 scev_analysis (void)
3165 {
3166   VEC(gimple,heap) *exit_conditions;
3167
3168   exit_conditions = VEC_alloc (gimple, heap, 37);
3169   select_loops_exit_conditions (&exit_conditions);
3170
3171   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
3172     analyze_scalar_evolution_for_all_loop_phi_nodes (&exit_conditions);
3173
3174   number_of_iterations_for_all_loops (&exit_conditions);
3175   VEC_free (gimple, heap, exit_conditions);
3176 }
3177
3178 /* Finalize the scalar evolution analysis.  */
3179
3180 void
3181 scev_finalize (void)
3182 {
3183   if (!scalar_evolution_info)
3184     return;
3185   htab_delete (scalar_evolution_info);
3186   scalar_evolution_info = NULL;
3187 }
3188
3189 /* Returns true if the expression EXPR is considered to be too expensive
3190    for scev_const_prop.  */
3191
3192 bool
3193 expression_expensive_p (tree expr)
3194 {
3195   enum tree_code code;
3196
3197   if (is_gimple_val (expr))
3198     return false;
3199
3200   code = TREE_CODE (expr);
3201   if (code == TRUNC_DIV_EXPR
3202       || code == CEIL_DIV_EXPR
3203       || code == FLOOR_DIV_EXPR
3204       || code == ROUND_DIV_EXPR
3205       || code == TRUNC_MOD_EXPR
3206       || code == CEIL_MOD_EXPR
3207       || code == FLOOR_MOD_EXPR
3208       || code == ROUND_MOD_EXPR
3209       || code == EXACT_DIV_EXPR)
3210     {
3211       /* Division by power of two is usually cheap, so we allow it.
3212          Forbid anything else.  */
3213       if (!integer_pow2p (TREE_OPERAND (expr, 1)))
3214         return true;
3215     }
3216
3217   switch (TREE_CODE_CLASS (code))
3218     {
3219     case tcc_binary:
3220     case tcc_comparison:
3221       if (expression_expensive_p (TREE_OPERAND (expr, 1)))
3222         return true;
3223
3224       /* Fallthru.  */
3225     case tcc_unary:
3226       return expression_expensive_p (TREE_OPERAND (expr, 0));
3227
3228     default:
3229       return true;
3230     }
3231 }
3232
3233 /* Replace ssa names for that scev can prove they are constant by the
3234    appropriate constants.  Also perform final value replacement in loops,
3235    in case the replacement expressions are cheap.
3236
3237    We only consider SSA names defined by phi nodes; rest is left to the
3238    ordinary constant propagation pass.  */
3239
3240 unsigned int
3241 scev_const_prop (void)
3242 {
3243   basic_block bb;
3244   tree name, type, ev;
3245   gimple phi, ass;
3246   struct loop *loop, *ex_loop;
3247   bitmap ssa_names_to_remove = NULL;
3248   unsigned i;
3249   loop_iterator li;
3250   gimple_stmt_iterator psi;
3251
3252   if (number_of_loops () <= 1)
3253     return 0;
3254
3255   FOR_EACH_BB (bb)
3256     {
3257       loop = bb->loop_father;
3258
3259       for (psi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
3260         {
3261           phi = gsi_stmt (psi);
3262           name = PHI_RESULT (phi);
3263
3264           if (!is_gimple_reg (name))
3265             continue;
3266
3267           type = TREE_TYPE (name);
3268
3269           if (!POINTER_TYPE_P (type)
3270               && !INTEGRAL_TYPE_P (type))
3271             continue;
3272
3273           ev = resolve_mixers (loop, analyze_scalar_evolution (loop, name));
3274           if (!is_gimple_min_invariant (ev)
3275               || !may_propagate_copy (name, ev))
3276             continue;
3277
3278           /* Replace the uses of the name.  */
3279           if (name != ev)
3280             replace_uses_by (name, ev);
3281
3282           if (!ssa_names_to_remove)
3283             ssa_names_to_remove = BITMAP_ALLOC (NULL);
3284           bitmap_set_bit (ssa_names_to_remove, SSA_NAME_VERSION (name));
3285         }
3286     }
3287
3288   /* Remove the ssa names that were replaced by constants.  We do not
3289      remove them directly in the previous cycle, since this
3290      invalidates scev cache.  */
3291   if (ssa_names_to_remove)
3292     {
3293       bitmap_iterator bi;
3294
3295       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (ssa_names_to_remove, 0, i, bi)
3296         {
3297           gimple_stmt_iterator psi;
3298           name = ssa_name (i);
3299           phi = SSA_NAME_DEF_STMT (name);
3300
3301           gcc_assert (gimple_code (phi) == GIMPLE_PHI);
3302           psi = gsi_for_stmt (phi);
3303           remove_phi_node (&psi, true);
3304         }
3305
3306       BITMAP_FREE (ssa_names_to_remove);
3307       scev_reset ();
3308     }
3309
3310   /* Now the regular final value replacement.  */
3311   FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_FROM_INNERMOST)
3312     {
3313       edge exit;
3314       tree def, rslt, niter;
3315       gimple_stmt_iterator bsi;
3316
3317       /* If we do not know exact number of iterations of the loop, we cannot
3318          replace the final value.  */
3319       exit = single_exit (loop);
3320       if (!exit)
3321         continue;
3322
3323       niter = number_of_latch_executions (loop);
3324       if (niter == chrec_dont_know)
3325         continue;
3326
3327       /* Ensure that it is possible to insert new statements somewhere.  */
3328       if (!single_pred_p (exit->dest))
3329         split_loop_exit_edge (exit);
3330       bsi = gsi_after_labels (exit->dest);
3331
3332       ex_loop = superloop_at_depth (loop,
3333                                     loop_depth (exit->dest->loop_father) + 1);
3334
3335       for (psi = gsi_start_phis (exit->dest); !gsi_end_p (psi); )
3336         {
3337           phi = gsi_stmt (psi);
3338           rslt = PHI_RESULT (phi);
3339           def = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, exit);
3340           if (!is_gimple_reg (def))
3341             {
3342               gsi_next (&psi);
3343               continue;
3344             }
3345
3346           if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (def))
3347               && !INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (def)))
3348             {
3349               gsi_next (&psi);
3350               continue;
3351             }
3352
3353           def = analyze_scalar_evolution_in_loop (ex_loop, loop, def, NULL);
3354           def = compute_overall_effect_of_inner_loop (ex_loop, def);
3355           if (!tree_does_not_contain_chrecs (def)
3356               || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (def, ex_loop->num)
3357               /* Moving the computation from the loop may prolong life range
3358                  of some ssa names, which may cause problems if they appear
3359                  on abnormal edges.  */
3360               || contains_abnormal_ssa_name_p (def)
3361               /* Do not emit expensive expressions.  The rationale is that
3362                  when someone writes a code like
3363
3364                  while (n > 45) n -= 45;
3365
3366                  he probably knows that n is not large, and does not want it
3367                  to be turned into n %= 45.  */
3368               || expression_expensive_p (def))
3369             {
3370               gsi_next (&psi);
3371               continue;
3372             }
3373
3374           /* Eliminate the PHI node and replace it by a computation outside
3375              the loop.  */
3376           def = unshare_expr (def);
3377           remove_phi_node (&psi, false);
3378
3379           def = force_gimple_operand_gsi (&bsi, def, false, NULL_TREE,
3380                                           true, GSI_SAME_STMT);
3381           ass = gimple_build_assign (rslt, def);
3382           gsi_insert_before (&bsi, ass, GSI_SAME_STMT);
3383         }
3384     }
3385   return 0;
3386 }
3387
3388 #include "gt-tree-scalar-evolution.h"