OSDN Git Service

2010-06-18 Jerry DeLisle <jvdelisle@gcc.gnu.org>
[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 ASSERT_EXPR:
1174       /* This assignment is of the form: "a_1 = ASSERT_EXPR <a_2, ...>"
1175          It must be handled as a copy assignment of the form a_1 = a_2.  */
1176       rhs0 = ASSERT_EXPR_VAR (expr);
1177       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
1178         res = follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0),
1179                                halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1180       else
1181         res = t_false;
1182       break;
1183
1184     default:
1185       res = t_false;
1186       break;
1187     }
1188
1189   return res;
1190 }
1191
1192 /* Follow the ssa edge into the right hand side of an assignment STMT.
1193    Return true if the strongly connected component has been found.  */
1194
1195 static t_bool
1196 follow_ssa_edge_in_rhs (struct loop *loop, gimple stmt,
1197                         gimple halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
1198 {
1199   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
1200   tree type = gimple_expr_type (stmt), rhs1, rhs2;
1201   t_bool res;
1202
1203   switch (code)
1204     {
1205     CASE_CONVERT:
1206       /* This assignment is under the form "a_1 = (cast) rhs.  */
1207       res = follow_ssa_edge_expr (loop, stmt, gimple_assign_rhs1 (stmt),
1208                                   halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1209       *evolution_of_loop = chrec_convert (type, *evolution_of_loop, stmt);
1210       break;
1211
1212     case POINTER_PLUS_EXPR:
1213     case PLUS_EXPR:
1214     case MINUS_EXPR:
1215       rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
1216       rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
1217       type = TREE_TYPE (rhs1);
1218       res = follow_ssa_edge_binary (loop, stmt, type, rhs1, code, rhs2,
1219                                     halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1220       break;
1221
1222     default:
1223       if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_SINGLE_RHS)
1224         res = follow_ssa_edge_expr (loop, stmt, gimple_assign_rhs1 (stmt),
1225                                     halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1226       else
1227         res = t_false;
1228       break;
1229     }
1230
1231   return res;
1232 }
1233
1234 /* Checks whether the I-th argument of a PHI comes from a backedge.  */
1235
1236 static bool
1237 backedge_phi_arg_p (gimple phi, int i)
1238 {
1239   const_edge e = gimple_phi_arg_edge (phi, i);
1240
1241   /* We would in fact like to test EDGE_DFS_BACK here, but we do not care
1242      about updating it anywhere, and this should work as well most of the
1243      time.  */
1244   if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
1245     return true;
1246
1247   return false;
1248 }
1249
1250 /* Helper function for one branch of the condition-phi-node.  Return
1251    true if the strongly connected component has been found following
1252    this path.  */
1253
1254 static inline t_bool
1255 follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (int i,
1256                                          struct loop *loop,
1257                                          gimple condition_phi,
1258                                          gimple halting_phi,
1259                                          tree *evolution_of_branch,
1260                                          tree init_cond, int limit)
1261 {
1262   tree branch = PHI_ARG_DEF (condition_phi, i);
1263   *evolution_of_branch = chrec_dont_know;
1264
1265   /* Do not follow back edges (they must belong to an irreducible loop, which
1266      we really do not want to worry about).  */
1267   if (backedge_phi_arg_p (condition_phi, i))
1268     return t_false;
1269
1270   if (TREE_CODE (branch) == SSA_NAME)
1271     {
1272       *evolution_of_branch = init_cond;
1273       return follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (branch), halting_phi,
1274                               evolution_of_branch, limit);
1275     }
1276
1277   /* This case occurs when one of the condition branches sets
1278      the variable to a constant: i.e. a phi-node like
1279      "a_2 = PHI <a_7(5), 2(6)>;".
1280
1281      FIXME:  This case have to be refined correctly:
1282      in some cases it is possible to say something better than
1283      chrec_dont_know, for example using a wrap-around notation.  */
1284   return t_false;
1285 }
1286
1287 /* This function merges the branches of a condition-phi-node in a
1288    loop.  */
1289
1290 static t_bool
1291 follow_ssa_edge_in_condition_phi (struct loop *loop,
1292                                   gimple condition_phi,
1293                                   gimple halting_phi,
1294                                   tree *evolution_of_loop, int limit)
1295 {
1296   int i, n;
1297   tree init = *evolution_of_loop;
1298   tree evolution_of_branch;
1299   t_bool res = follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (0, loop, condition_phi,
1300                                                         halting_phi,
1301                                                         &evolution_of_branch,
1302                                                         init, limit);
1303   if (res == t_false || res == t_dont_know)
1304     return res;
1305
1306   *evolution_of_loop = evolution_of_branch;
1307
1308   n = gimple_phi_num_args (condition_phi);
1309   for (i = 1; i < n; i++)
1310     {
1311       /* Quickly give up when the evolution of one of the branches is
1312          not known.  */
1313       if (*evolution_of_loop == chrec_dont_know)
1314         return t_true;
1315
1316       /* Increase the limit by the PHI argument number to avoid exponential
1317          time and memory complexity.  */
1318       res = follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (i, loop, condition_phi,
1319                                                      halting_phi,
1320                                                      &evolution_of_branch,
1321                                                      init, limit + i);
1322       if (res == t_false || res == t_dont_know)
1323         return res;
1324
1325       *evolution_of_loop = chrec_merge (*evolution_of_loop,
1326                                         evolution_of_branch);
1327     }
1328
1329   return t_true;
1330 }
1331
1332 /* Follow an SSA edge in an inner loop.  It computes the overall
1333    effect of the loop, and following the symbolic initial conditions,
1334    it follows the edges in the parent loop.  The inner loop is
1335    considered as a single statement.  */
1336
1337 static t_bool
1338 follow_ssa_edge_inner_loop_phi (struct loop *outer_loop,
1339                                 gimple loop_phi_node,
1340                                 gimple halting_phi,
1341                                 tree *evolution_of_loop, int limit)
1342 {
1343   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1344   tree ev = analyze_scalar_evolution (loop, PHI_RESULT (loop_phi_node));
1345
1346   /* Sometimes, the inner loop is too difficult to analyze, and the
1347      result of the analysis is a symbolic parameter.  */
1348   if (ev == PHI_RESULT (loop_phi_node))
1349     {
1350       t_bool res = t_false;
1351       int i, n = gimple_phi_num_args (loop_phi_node);
1352
1353       for (i = 0; i < n; i++)
1354         {
1355           tree arg = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1356           basic_block bb;
1357
1358           /* Follow the edges that exit the inner loop.  */
1359           bb = gimple_phi_arg_edge (loop_phi_node, i)->src;
1360           if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1361             res = follow_ssa_edge_expr (outer_loop, loop_phi_node,
1362                                         arg, halting_phi,
1363                                         evolution_of_loop, limit);
1364           if (res == t_true)
1365             break;
1366         }
1367
1368       /* If the path crosses this loop-phi, give up.  */
1369       if (res == t_true)
1370         *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1371
1372       return res;
1373     }
1374
1375   /* Otherwise, compute the overall effect of the inner loop.  */
1376   ev = compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, ev);
1377   return follow_ssa_edge_expr (outer_loop, loop_phi_node, ev, halting_phi,
1378                                evolution_of_loop, limit);
1379 }
1380
1381 /* Follow an SSA edge from a loop-phi-node to itself, constructing a
1382    path that is analyzed on the return walk.  */
1383
1384 static t_bool
1385 follow_ssa_edge (struct loop *loop, gimple def, gimple halting_phi,
1386                  tree *evolution_of_loop, int limit)
1387 {
1388   struct loop *def_loop;
1389
1390   if (gimple_nop_p (def))
1391     return t_false;
1392
1393   /* Give up if the path is longer than the MAX that we allow.  */
1394   if (limit > PARAM_VALUE (PARAM_SCEV_MAX_EXPR_SIZE))
1395     return t_dont_know;
1396
1397   def_loop = loop_containing_stmt (def);
1398
1399   switch (gimple_code (def))
1400     {
1401     case GIMPLE_PHI:
1402       if (!loop_phi_node_p (def))
1403         /* DEF is a condition-phi-node.  Follow the branches, and
1404            record their evolutions.  Finally, merge the collected
1405            information and set the approximation to the main
1406            variable.  */
1407         return follow_ssa_edge_in_condition_phi
1408           (loop, def, halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1409
1410       /* When the analyzed phi is the halting_phi, the
1411          depth-first search is over: we have found a path from
1412          the halting_phi to itself in the loop.  */
1413       if (def == halting_phi)
1414         return t_true;
1415
1416       /* Otherwise, the evolution of the HALTING_PHI depends
1417          on the evolution of another loop-phi-node, i.e. the
1418          evolution function is a higher degree polynomial.  */
1419       if (def_loop == loop)
1420         return t_false;
1421
1422       /* Inner loop.  */
1423       if (flow_loop_nested_p (loop, def_loop))
1424         return follow_ssa_edge_inner_loop_phi
1425           (loop, def, halting_phi, evolution_of_loop, limit + 1);
1426
1427       /* Outer loop.  */
1428       return t_false;
1429
1430     case GIMPLE_ASSIGN:
1431       return follow_ssa_edge_in_rhs (loop, def, halting_phi,
1432                                      evolution_of_loop, limit);
1433
1434     default:
1435       /* At this level of abstraction, the program is just a set
1436          of GIMPLE_ASSIGNs and PHI_NODEs.  In principle there is no
1437          other node to be handled.  */
1438       return t_false;
1439     }
1440 }
1441
1442 \f
1443
1444 /* Given a LOOP_PHI_NODE, this function determines the evolution
1445    function from LOOP_PHI_NODE to LOOP_PHI_NODE in the loop.  */
1446
1447 static tree
1448 analyze_evolution_in_loop (gimple loop_phi_node,
1449                            tree init_cond)
1450 {
1451   int i, n = gimple_phi_num_args (loop_phi_node);
1452   tree evolution_function = chrec_not_analyzed_yet;
1453   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1454   basic_block bb;
1455
1456   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1457     {
1458       fprintf (dump_file, "(analyze_evolution_in_loop \n");
1459       fprintf (dump_file, "  (loop_phi_node = ");
1460       print_gimple_stmt (dump_file, loop_phi_node, 0, 0);
1461       fprintf (dump_file, ")\n");
1462     }
1463
1464   for (i = 0; i < n; i++)
1465     {
1466       tree arg = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1467       gimple ssa_chain;
1468       tree ev_fn;
1469       t_bool res;
1470
1471       /* Select the edges that enter the loop body.  */
1472       bb = gimple_phi_arg_edge (loop_phi_node, i)->src;
1473       if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1474         continue;
1475
1476       if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
1477         {
1478           bool val = false;
1479
1480           ssa_chain = SSA_NAME_DEF_STMT (arg);
1481
1482           /* Pass in the initial condition to the follow edge function.  */
1483           ev_fn = init_cond;
1484           res = follow_ssa_edge (loop, ssa_chain, loop_phi_node, &ev_fn, 0);
1485
1486           /* If ev_fn has no evolution in the inner loop, and the
1487              init_cond is not equal to ev_fn, then we have an
1488              ambiguity between two possible values, as we cannot know
1489              the number of iterations at this point.  */
1490           if (TREE_CODE (ev_fn) != POLYNOMIAL_CHREC
1491               && no_evolution_in_loop_p (ev_fn, loop->num, &val) && val
1492               && !operand_equal_p (init_cond, ev_fn, 0))
1493             ev_fn = chrec_dont_know;
1494         }
1495       else
1496         res = t_false;
1497
1498       /* When it is impossible to go back on the same
1499          loop_phi_node by following the ssa edges, the
1500          evolution is represented by a peeled chrec, i.e. the
1501          first iteration, EV_FN has the value INIT_COND, then
1502          all the other iterations it has the value of ARG.
1503          For the moment, PEELED_CHREC nodes are not built.  */
1504       if (res != t_true)
1505         ev_fn = chrec_dont_know;
1506
1507       /* When there are multiple back edges of the loop (which in fact never
1508          happens currently, but nevertheless), merge their evolutions.  */
1509       evolution_function = chrec_merge (evolution_function, ev_fn);
1510     }
1511
1512   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1513     {
1514       fprintf (dump_file, "  (evolution_function = ");
1515       print_generic_expr (dump_file, evolution_function, 0);
1516       fprintf (dump_file, "))\n");
1517     }
1518
1519   return evolution_function;
1520 }
1521
1522 /* Given a loop-phi-node, return the initial conditions of the
1523    variable on entry of the loop.  When the CCP has propagated
1524    constants into the loop-phi-node, the initial condition is
1525    instantiated, otherwise the initial condition is kept symbolic.
1526    This analyzer does not analyze the evolution outside the current
1527    loop, and leaves this task to the on-demand tree reconstructor.  */
1528
1529 static tree
1530 analyze_initial_condition (gimple loop_phi_node)
1531 {
1532   int i, n;
1533   tree init_cond = chrec_not_analyzed_yet;
1534   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1535
1536   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1537     {
1538       fprintf (dump_file, "(analyze_initial_condition \n");
1539       fprintf (dump_file, "  (loop_phi_node = \n");
1540       print_gimple_stmt (dump_file, loop_phi_node, 0, 0);
1541       fprintf (dump_file, ")\n");
1542     }
1543
1544   n = gimple_phi_num_args (loop_phi_node);
1545   for (i = 0; i < n; i++)
1546     {
1547       tree branch = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1548       basic_block bb = gimple_phi_arg_edge (loop_phi_node, i)->src;
1549
1550       /* When the branch is oriented to the loop's body, it does
1551          not contribute to the initial condition.  */
1552       if (flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1553         continue;
1554
1555       if (init_cond == chrec_not_analyzed_yet)
1556         {
1557           init_cond = branch;
1558           continue;
1559         }
1560
1561       if (TREE_CODE (branch) == SSA_NAME)
1562         {
1563           init_cond = chrec_dont_know;
1564           break;
1565         }
1566
1567       init_cond = chrec_merge (init_cond, branch);
1568     }
1569
1570   /* Ooops -- a loop without an entry???  */
1571   if (init_cond == chrec_not_analyzed_yet)
1572     init_cond = chrec_dont_know;
1573
1574   /* During early loop unrolling we do not have fully constant propagated IL.
1575      Handle degenerate PHIs here to not miss important unrollings.  */
1576   if (TREE_CODE (init_cond) == SSA_NAME)
1577     {
1578       gimple def = SSA_NAME_DEF_STMT (init_cond);
1579       tree res;
1580       if (gimple_code (def) == GIMPLE_PHI
1581           && (res = degenerate_phi_result (def)) != NULL_TREE
1582           /* Only allow invariants here, otherwise we may break
1583              loop-closed SSA form.  */
1584           && is_gimple_min_invariant (res))
1585         init_cond = res;
1586     }
1587
1588   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1589     {
1590       fprintf (dump_file, "  (init_cond = ");
1591       print_generic_expr (dump_file, init_cond, 0);
1592       fprintf (dump_file, "))\n");
1593     }
1594
1595   return init_cond;
1596 }
1597
1598 /* Analyze the scalar evolution for LOOP_PHI_NODE.  */
1599
1600 static tree
1601 interpret_loop_phi (struct loop *loop, gimple loop_phi_node)
1602 {
1603   tree res;
1604   struct loop *phi_loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1605   tree init_cond;
1606
1607   if (phi_loop != loop)
1608     {
1609       struct loop *subloop;
1610       tree evolution_fn = analyze_scalar_evolution
1611         (phi_loop, PHI_RESULT (loop_phi_node));
1612
1613       /* Dive one level deeper.  */
1614       subloop = superloop_at_depth (phi_loop, loop_depth (loop) + 1);
1615
1616       /* Interpret the subloop.  */
1617       res = compute_overall_effect_of_inner_loop (subloop, evolution_fn);
1618       return res;
1619     }
1620
1621   /* Otherwise really interpret the loop phi.  */
1622   init_cond = analyze_initial_condition (loop_phi_node);
1623   res = analyze_evolution_in_loop (loop_phi_node, init_cond);
1624
1625   /* Verify we maintained the correct initial condition throughout
1626      possible conversions in the SSA chain.  */
1627   if (res != chrec_dont_know)
1628     {
1629       tree new_init = res;
1630       if (CONVERT_EXPR_P (res)
1631           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (res, 0)) == POLYNOMIAL_CHREC)
1632         new_init = fold_convert (TREE_TYPE (res),
1633                                  CHREC_LEFT (TREE_OPERAND (res, 0)));
1634       else if (TREE_CODE (res) == POLYNOMIAL_CHREC)
1635         new_init = CHREC_LEFT (res);
1636       STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (new_init);
1637       gcc_assert (TREE_CODE (new_init) != POLYNOMIAL_CHREC);
1638       if (!operand_equal_p (init_cond, new_init, 0))
1639         return chrec_dont_know;
1640     }
1641
1642   return res;
1643 }
1644
1645 /* This function merges the branches of a condition-phi-node,
1646    contained in the outermost loop, and whose arguments are already
1647    analyzed.  */
1648
1649 static tree
1650 interpret_condition_phi (struct loop *loop, gimple condition_phi)
1651 {
1652   int i, n = gimple_phi_num_args (condition_phi);
1653   tree res = chrec_not_analyzed_yet;
1654
1655   for (i = 0; i < n; i++)
1656     {
1657       tree branch_chrec;
1658
1659       if (backedge_phi_arg_p (condition_phi, i))
1660         {
1661           res = chrec_dont_know;
1662           break;
1663         }
1664
1665       branch_chrec = analyze_scalar_evolution
1666         (loop, PHI_ARG_DEF (condition_phi, i));
1667
1668       res = chrec_merge (res, branch_chrec);
1669     }
1670
1671   return res;
1672 }
1673
1674 /* Interpret the operation RHS1 OP RHS2.  If we didn't
1675    analyze this node before, follow the definitions until ending
1676    either on an analyzed GIMPLE_ASSIGN, or on a loop-phi-node.  On the
1677    return path, this function propagates evolutions (ala constant copy
1678    propagation).  OPND1 is not a GIMPLE expression because we could
1679    analyze the effect of an inner loop: see interpret_loop_phi.  */
1680
1681 static tree
1682 interpret_rhs_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt,
1683                     tree type, tree rhs1, enum tree_code code, tree rhs2)
1684 {
1685   tree res, chrec1, chrec2;
1686
1687   if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_SINGLE_RHS)
1688     {
1689       if (is_gimple_min_invariant (rhs1))
1690         return chrec_convert (type, rhs1, at_stmt);
1691
1692       if (code == SSA_NAME)
1693         return chrec_convert (type, analyze_scalar_evolution (loop, rhs1),
1694                               at_stmt);
1695
1696       if (code == ASSERT_EXPR)
1697         {
1698           rhs1 = ASSERT_EXPR_VAR (rhs1);
1699           return chrec_convert (type, analyze_scalar_evolution (loop, rhs1),
1700                                 at_stmt);
1701         }
1702
1703       return chrec_dont_know;
1704     }
1705
1706   switch (code)
1707     {
1708     case POINTER_PLUS_EXPR:
1709       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1710       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1711       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1712       chrec2 = chrec_convert (sizetype, chrec2, at_stmt);
1713       res = chrec_fold_plus (type, chrec1, chrec2);
1714       break;
1715
1716     case PLUS_EXPR:
1717       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1718       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1719       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1720       chrec2 = chrec_convert (type, chrec2, at_stmt);
1721       res = chrec_fold_plus (type, chrec1, chrec2);
1722       break;
1723
1724     case MINUS_EXPR:
1725       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1726       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1727       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1728       chrec2 = chrec_convert (type, chrec2, at_stmt);
1729       res = chrec_fold_minus (type, chrec1, chrec2);
1730       break;
1731
1732     case NEGATE_EXPR:
1733       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1734       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1735       /* TYPE may be integer, real or complex, so use fold_convert.  */
1736       res = chrec_fold_multiply (type, chrec1,
1737                                  fold_convert (type, integer_minus_one_node));
1738       break;
1739
1740     case BIT_NOT_EXPR:
1741       /* Handle ~X as -1 - X.  */
1742       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1743       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1744       res = chrec_fold_minus (type,
1745                               fold_convert (type, integer_minus_one_node),
1746                               chrec1);
1747       break;
1748
1749     case MULT_EXPR:
1750       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1751       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1752       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1753       chrec2 = chrec_convert (type, chrec2, at_stmt);
1754       res = chrec_fold_multiply (type, chrec1, chrec2);
1755       break;
1756
1757     CASE_CONVERT:
1758       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1759       res = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1760       break;
1761
1762     default:
1763       res = chrec_dont_know;
1764       break;
1765     }
1766
1767   return res;
1768 }
1769
1770 /* Interpret the expression EXPR.  */
1771
1772 static tree
1773 interpret_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt, tree expr)
1774 {
1775   enum tree_code code;
1776   tree type = TREE_TYPE (expr), op0, op1;
1777
1778   if (automatically_generated_chrec_p (expr))
1779     return expr;
1780
1781   if (TREE_CODE (expr) == POLYNOMIAL_CHREC)
1782     return chrec_dont_know;
1783
1784   extract_ops_from_tree (expr, &code, &op0, &op1);
1785
1786   return interpret_rhs_expr (loop, at_stmt, type,
1787                              op0, code, op1);
1788 }
1789
1790 /* Interpret the rhs of the assignment STMT.  */
1791
1792 static tree
1793 interpret_gimple_assign (struct loop *loop, gimple stmt)
1794 {
1795   tree type = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt));
1796   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
1797
1798   return interpret_rhs_expr (loop, stmt, type,
1799                              gimple_assign_rhs1 (stmt), code,
1800                              gimple_assign_rhs2 (stmt));
1801 }
1802
1803 \f
1804
1805 /* This section contains all the entry points:
1806    - number_of_iterations_in_loop,
1807    - analyze_scalar_evolution,
1808    - instantiate_parameters.
1809 */
1810
1811 /* Compute and return the evolution function in WRTO_LOOP, the nearest
1812    common ancestor of DEF_LOOP and USE_LOOP.  */
1813
1814 static tree
1815 compute_scalar_evolution_in_loop (struct loop *wrto_loop,
1816                                   struct loop *def_loop,
1817                                   tree ev)
1818 {
1819   tree res;
1820   if (def_loop == wrto_loop)
1821     return ev;
1822
1823   def_loop = superloop_at_depth (def_loop, loop_depth (wrto_loop) + 1);
1824   res = compute_overall_effect_of_inner_loop (def_loop, ev);
1825
1826   return analyze_scalar_evolution_1 (wrto_loop, res, chrec_not_analyzed_yet);
1827 }
1828
1829 /* Helper recursive function.  */
1830
1831 static tree
1832 analyze_scalar_evolution_1 (struct loop *loop, tree var, tree res)
1833 {
1834   tree type = TREE_TYPE (var);
1835   gimple def;
1836   basic_block bb;
1837   struct loop *def_loop;
1838
1839   if (loop == NULL || TREE_CODE (type) == VECTOR_TYPE)
1840     return chrec_dont_know;
1841
1842   if (TREE_CODE (var) != SSA_NAME)
1843     return interpret_expr (loop, NULL, var);
1844
1845   def = SSA_NAME_DEF_STMT (var);
1846   bb = gimple_bb (def);
1847   def_loop = bb ? bb->loop_father : NULL;
1848
1849   if (bb == NULL
1850       || !flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1851     {
1852       /* Keep the symbolic form.  */
1853       res = var;
1854       goto set_and_end;
1855     }
1856
1857   if (res != chrec_not_analyzed_yet)
1858     {
1859       if (loop != bb->loop_father)
1860         res = compute_scalar_evolution_in_loop
1861             (find_common_loop (loop, bb->loop_father), bb->loop_father, res);
1862
1863       goto set_and_end;
1864     }
1865
1866   if (loop != def_loop)
1867     {
1868       res = analyze_scalar_evolution_1 (def_loop, var, chrec_not_analyzed_yet);
1869       res = compute_scalar_evolution_in_loop (loop, def_loop, res);
1870
1871       goto set_and_end;
1872     }
1873
1874   switch (gimple_code (def))
1875     {
1876     case GIMPLE_ASSIGN:
1877       res = interpret_gimple_assign (loop, def);
1878       break;
1879
1880     case GIMPLE_PHI:
1881       if (loop_phi_node_p (def))
1882         res = interpret_loop_phi (loop, def);
1883       else
1884         res = interpret_condition_phi (loop, def);
1885       break;
1886
1887     default:
1888       res = chrec_dont_know;
1889       break;
1890     }
1891
1892  set_and_end:
1893
1894   /* Keep the symbolic form.  */
1895   if (res == chrec_dont_know)
1896     res = var;
1897
1898   if (loop == def_loop)
1899     set_scalar_evolution (block_before_loop (loop), var, res);
1900
1901   return res;
1902 }
1903
1904 /* Analyzes and returns the scalar evolution of the ssa_name VAR in
1905    LOOP.  LOOP is the loop in which the variable is used.
1906
1907    Example of use: having a pointer VAR to a SSA_NAME node, STMT a
1908    pointer to the statement that uses this variable, in order to
1909    determine the evolution function of the variable, use the following
1910    calls:
1911
1912    loop_p loop = loop_containing_stmt (stmt);
1913    tree chrec_with_symbols = analyze_scalar_evolution (loop, var);
1914    tree chrec_instantiated = instantiate_parameters (loop, chrec_with_symbols);
1915 */
1916
1917 tree
1918 analyze_scalar_evolution (struct loop *loop, tree var)
1919 {
1920   tree res;
1921
1922   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1923     {
1924       fprintf (dump_file, "(analyze_scalar_evolution \n");
1925       fprintf (dump_file, "  (loop_nb = %d)\n", loop->num);
1926       fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
1927       print_generic_expr (dump_file, var, 0);
1928       fprintf (dump_file, ")\n");
1929     }
1930
1931   res = get_scalar_evolution (block_before_loop (loop), var);
1932   res = analyze_scalar_evolution_1 (loop, var, res);
1933
1934   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1935     fprintf (dump_file, ")\n");
1936
1937   return res;
1938 }
1939
1940 /* Analyze scalar evolution of use of VERSION in USE_LOOP with respect to
1941    WRTO_LOOP (which should be a superloop of USE_LOOP)
1942
1943    FOLDED_CASTS is set to true if resolve_mixers used
1944    chrec_convert_aggressive (TODO -- not really, we are way too conservative
1945    at the moment in order to keep things simple).
1946
1947    To illustrate the meaning of USE_LOOP and WRTO_LOOP, consider the following
1948    example:
1949
1950    for (i = 0; i < 100; i++)                    -- loop 1
1951      {
1952        for (j = 0; j < 100; j++)                -- loop 2
1953          {
1954            k1 = i;
1955            k2 = j;
1956
1957            use2 (k1, k2);
1958
1959            for (t = 0; t < 100; t++)            -- loop 3
1960              use3 (k1, k2);
1961
1962          }
1963        use1 (k1, k2);
1964      }
1965
1966    Both k1 and k2 are invariants in loop3, thus
1967      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop3, loop3, k1) = k1
1968      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop3, loop3, k2) = k2
1969
1970    As they are invariant, it does not matter whether we consider their
1971    usage in loop 3 or loop 2, hence
1972      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop3, k1) =
1973        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop2, k1) = i
1974      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop3, k2) =
1975        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop2, k2) = [0,+,1]_2
1976
1977    Similarly for their evolutions with respect to loop 1.  The values of K2
1978    in the use in loop 2 vary independently on loop 1, thus we cannot express
1979    the evolution with respect to loop 1:
1980      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop3, k1) =
1981        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop2, k1) = [0,+,1]_1
1982      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop3, k2) =
1983        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop2, k2) = dont_know
1984
1985    The value of k2 in the use in loop 1 is known, though:
1986      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop1, k1) = [0,+,1]_1
1987      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop1, k2) = 100
1988    */
1989
1990 static tree
1991 analyze_scalar_evolution_in_loop (struct loop *wrto_loop, struct loop *use_loop,
1992                                   tree version, bool *folded_casts)
1993 {
1994   bool val = false;
1995   tree ev = version, tmp;
1996
1997   /* We cannot just do
1998
1999      tmp = analyze_scalar_evolution (use_loop, version);
2000      ev = resolve_mixers (wrto_loop, tmp);
2001
2002      as resolve_mixers would query the scalar evolution with respect to
2003      wrto_loop.  For example, in the situation described in the function
2004      comment, suppose that wrto_loop = loop1, use_loop = loop3 and
2005      version = k2.  Then
2006
2007      analyze_scalar_evolution (use_loop, version) = k2
2008
2009      and resolve_mixers (loop1, k2) finds that the value of k2 in loop 1
2010      is 100, which is a wrong result, since we are interested in the
2011      value in loop 3.
2012
2013      Instead, we need to proceed from use_loop to wrto_loop loop by loop,
2014      each time checking that there is no evolution in the inner loop.  */
2015
2016   if (folded_casts)
2017     *folded_casts = false;
2018   while (1)
2019     {
2020       tmp = analyze_scalar_evolution (use_loop, ev);
2021       ev = resolve_mixers (use_loop, tmp);
2022
2023       if (folded_casts && tmp != ev)
2024         *folded_casts = true;
2025
2026       if (use_loop == wrto_loop)
2027         return ev;
2028
2029       /* If the value of the use changes in the inner loop, we cannot express
2030          its value in the outer loop (we might try to return interval chrec,
2031          but we do not have a user for it anyway)  */
2032       if (!no_evolution_in_loop_p (ev, use_loop->num, &val)
2033           || !val)
2034         return chrec_dont_know;
2035
2036       use_loop = loop_outer (use_loop);
2037     }
2038 }
2039
2040 /* Returns from CACHE the value for VERSION instantiated below
2041    INSTANTIATED_BELOW block.  */
2042
2043 static tree
2044 get_instantiated_value (htab_t cache, basic_block instantiated_below,
2045                         tree version)
2046 {
2047   struct scev_info_str *info, pattern;
2048
2049   pattern.var = version;
2050   pattern.instantiated_below = instantiated_below;
2051   info = (struct scev_info_str *) htab_find (cache, &pattern);
2052
2053   if (info)
2054     return info->chrec;
2055   else
2056     return NULL_TREE;
2057 }
2058
2059 /* Sets in CACHE the value of VERSION instantiated below basic block
2060    INSTANTIATED_BELOW to VAL.  */
2061
2062 static void
2063 set_instantiated_value (htab_t cache, basic_block instantiated_below,
2064                         tree version, tree val)
2065 {
2066   struct scev_info_str *info, pattern;
2067   PTR *slot;
2068
2069   pattern.var = version;
2070   pattern.instantiated_below = instantiated_below;
2071   slot = htab_find_slot (cache, &pattern, INSERT);
2072
2073   if (!*slot)
2074     *slot = new_scev_info_str (instantiated_below, version);
2075   info = (struct scev_info_str *) *slot;
2076   info->chrec = val;
2077 }
2078
2079 /* Return the closed_loop_phi node for VAR.  If there is none, return
2080    NULL_TREE.  */
2081
2082 static tree
2083 loop_closed_phi_def (tree var)
2084 {
2085   struct loop *loop;
2086   edge exit;
2087   gimple phi;
2088   gimple_stmt_iterator psi;
2089
2090   if (var == NULL_TREE
2091       || TREE_CODE (var) != SSA_NAME)
2092     return NULL_TREE;
2093
2094   loop = loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (var));
2095   exit = single_exit (loop);
2096   if (!exit)
2097     return NULL_TREE;
2098
2099   for (psi = gsi_start_phis (exit->dest); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
2100     {
2101       phi = gsi_stmt (psi);
2102       if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, exit) == var)
2103         return PHI_RESULT (phi);
2104     }
2105
2106   return NULL_TREE;
2107 }
2108
2109 static tree instantiate_scev_r (basic_block, struct loop *, tree, bool,
2110                                 htab_t, int);
2111
2112 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2113    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2114
2115    CHREC is an SSA_NAME to be instantiated.
2116
2117    CACHE is the cache of already instantiated values.
2118
2119    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2120    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2121    the chrec is preserved.
2122
2123    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2124    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2125
2126 static tree
2127 instantiate_scev_name (basic_block instantiate_below,
2128                        struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2129                        bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2130 {
2131   tree res;
2132   struct loop *def_loop;
2133   basic_block def_bb = gimple_bb (SSA_NAME_DEF_STMT (chrec));
2134
2135   /* A parameter (or loop invariant and we do not want to include
2136      evolutions in outer loops), nothing to do.  */
2137   if (!def_bb
2138       || loop_depth (def_bb->loop_father) == 0
2139       || dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, instantiate_below, def_bb))
2140     return chrec;
2141
2142   /* We cache the value of instantiated variable to avoid exponential
2143      time complexity due to reevaluations.  We also store the convenient
2144      value in the cache in order to prevent infinite recursion -- we do
2145      not want to instantiate the SSA_NAME if it is in a mixer
2146      structure.  This is used for avoiding the instantiation of
2147      recursively defined functions, such as:
2148
2149      | a_2 -> {0, +, 1, +, a_2}_1  */
2150
2151   res = get_instantiated_value (cache, instantiate_below, chrec);
2152   if (res)
2153     return res;
2154
2155   res = chrec_dont_know;
2156   set_instantiated_value (cache, instantiate_below, chrec, res);
2157
2158   def_loop = find_common_loop (evolution_loop, def_bb->loop_father);
2159
2160   /* If the analysis yields a parametric chrec, instantiate the
2161      result again.  */
2162   res = analyze_scalar_evolution (def_loop, chrec);
2163
2164   /* Don't instantiate loop-closed-ssa phi nodes.  */
2165   if (TREE_CODE (res) == SSA_NAME
2166       && (loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (res)) == NULL
2167           || (loop_depth (loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (res)))
2168               > loop_depth (def_loop))))
2169     {
2170       if (res == chrec)
2171         res = loop_closed_phi_def (chrec);
2172       else
2173         res = chrec;
2174
2175       /* When there is no loop_closed_phi_def, it means that the
2176          variable is not used after the loop: try to still compute the
2177          value of the variable when exiting the loop.  */
2178       if (res == NULL_TREE)
2179         {
2180           loop_p loop = loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (chrec));
2181           res = analyze_scalar_evolution (loop, chrec);
2182           res = compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, res);
2183           res = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, res,
2184                                     fold_conversions, cache, size_expr);
2185         }
2186       else if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, instantiate_below,
2187                                 gimple_bb (SSA_NAME_DEF_STMT (res))))
2188         res = chrec_dont_know;
2189     }
2190
2191   else if (res != chrec_dont_know)
2192     res = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, res,
2193                               fold_conversions, cache, size_expr);
2194
2195   /* Store the correct value to the cache.  */
2196   set_instantiated_value (cache, instantiate_below, chrec, res);
2197   return res;
2198
2199 }
2200
2201 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2202    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2203
2204    CHREC is a polynomial chain of recurrence to be instantiated.
2205
2206    CACHE is the cache of already instantiated values.
2207
2208    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2209    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2210    the chrec is preserved.
2211
2212    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2213    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2214
2215 static tree
2216 instantiate_scev_poly (basic_block instantiate_below,
2217                        struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2218                        bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2219 {
2220   tree op1;
2221   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2222                                  CHREC_LEFT (chrec), fold_conversions, cache,
2223                                  size_expr);
2224   if (op0 == chrec_dont_know)
2225     return chrec_dont_know;
2226
2227   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2228                             CHREC_RIGHT (chrec), fold_conversions, cache,
2229                             size_expr);
2230   if (op1 == chrec_dont_know)
2231     return chrec_dont_know;
2232
2233   if (CHREC_LEFT (chrec) != op0
2234       || CHREC_RIGHT (chrec) != op1)
2235     {
2236       unsigned var = CHREC_VARIABLE (chrec);
2237
2238       /* When the instantiated stride or base has an evolution in an
2239          innermost loop, return chrec_dont_know, as this is not a
2240          valid SCEV representation.  In the reduced testcase for
2241          PR40281 we would have {0, +, {1, +, 1}_2}_1 that has no
2242          meaning.  */
2243       if ((tree_is_chrec (op0) && CHREC_VARIABLE (op0) > var)
2244           || (tree_is_chrec (op1) && CHREC_VARIABLE (op1) > var))
2245         return chrec_dont_know;
2246
2247       op1 = chrec_convert_rhs (chrec_type (op0), op1, NULL);
2248       chrec = build_polynomial_chrec (var, op0, op1);
2249     }
2250
2251   return chrec;
2252 }
2253
2254 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2255    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2256
2257    "C0 CODE C1" is a binary expression of type TYPE to be instantiated.
2258
2259    CACHE is the cache of already instantiated values.
2260
2261    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2262    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2263    the chrec is preserved.
2264
2265    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2266    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2267
2268 static tree
2269 instantiate_scev_binary (basic_block instantiate_below,
2270                          struct loop *evolution_loop, tree chrec, enum tree_code code,
2271                          tree type, tree c0, tree c1,
2272                          bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2273 {
2274   tree op1;
2275   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2276                                  c0, fold_conversions, cache,
2277                                  size_expr);
2278   if (op0 == chrec_dont_know)
2279     return chrec_dont_know;
2280
2281   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2282                             c1, fold_conversions, cache,
2283                             size_expr);
2284   if (op1 == chrec_dont_know)
2285     return chrec_dont_know;
2286
2287   if (c0 != op0
2288       || c1 != op1)
2289     {
2290       op0 = chrec_convert (type, op0, NULL);
2291       op1 = chrec_convert_rhs (type, op1, NULL);
2292
2293       switch (code)
2294         {
2295         case POINTER_PLUS_EXPR:
2296         case PLUS_EXPR:
2297           return chrec_fold_plus (type, op0, op1);
2298
2299         case MINUS_EXPR:
2300           return chrec_fold_minus (type, op0, op1);
2301
2302         case MULT_EXPR:
2303           return chrec_fold_multiply (type, op0, op1);
2304
2305         default:
2306           gcc_unreachable ();
2307         }
2308     }
2309
2310   return chrec ? chrec : fold_build2 (code, type, c0, c1);
2311 }
2312
2313 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2314    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2315
2316    "CHREC" that stands for a convert expression "(TYPE) OP" is to be
2317    instantiated.
2318
2319    CACHE is the cache of already instantiated values.
2320
2321    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2322    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2323    the chrec is preserved.
2324
2325    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2326    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2327
2328 static tree
2329 instantiate_scev_convert (basic_block instantiate_below,
2330                           struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2331                           tree type, tree op,
2332                           bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2333 {
2334   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, op,
2335                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2336
2337   if (op0 == chrec_dont_know)
2338     return chrec_dont_know;
2339
2340   if (fold_conversions)
2341     {
2342       tree tmp = chrec_convert_aggressive (type, op0);
2343       if (tmp)
2344         return tmp;
2345     }
2346
2347   if (chrec && op0 == op)
2348     return chrec;
2349
2350   /* If we used chrec_convert_aggressive, we can no longer assume that
2351      signed chrecs do not overflow, as chrec_convert does, so avoid
2352      calling it in that case.  */
2353   if (fold_conversions)
2354     return fold_convert (type, op0);
2355
2356   return chrec_convert (type, op0, NULL);
2357 }
2358
2359 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2360    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2361
2362    CHREC is a BIT_NOT_EXPR or a NEGATE_EXPR expression to be instantiated.
2363    Handle ~X as -1 - X.
2364    Handle -X as -1 * X.
2365
2366    CACHE is the cache of already instantiated values.
2367
2368    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2369    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2370    the chrec is preserved.
2371
2372    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2373    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2374
2375 static tree
2376 instantiate_scev_not (basic_block instantiate_below,
2377                       struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2378                       enum tree_code code, tree type, tree op,
2379                       bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2380 {
2381   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, op,
2382                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2383
2384   if (op0 == chrec_dont_know)
2385     return chrec_dont_know;
2386
2387   if (op != op0)
2388     {
2389       op0 = chrec_convert (type, op0, NULL);
2390
2391       switch (code)
2392         {
2393         case BIT_NOT_EXPR:
2394           return chrec_fold_minus
2395             (type, fold_convert (type, integer_minus_one_node), op0);
2396
2397         case NEGATE_EXPR:
2398           return chrec_fold_multiply
2399             (type, fold_convert (type, integer_minus_one_node), op0);
2400
2401         default:
2402           gcc_unreachable ();
2403         }
2404     }
2405
2406   return chrec ? chrec : fold_build1 (code, type, op0);
2407 }
2408
2409 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2410    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2411
2412    CHREC is an expression with 3 operands to be instantiated.
2413
2414    CACHE is the cache of already instantiated values.
2415
2416    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2417    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2418    the chrec is preserved.
2419
2420    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2421    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2422
2423 static tree
2424 instantiate_scev_3 (basic_block instantiate_below,
2425                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2426                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2427 {
2428   tree op1, op2;
2429   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2430                                  TREE_OPERAND (chrec, 0),
2431                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2432   if (op0 == chrec_dont_know)
2433     return chrec_dont_know;
2434
2435   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2436                             TREE_OPERAND (chrec, 1),
2437                             fold_conversions, cache, size_expr);
2438   if (op1 == chrec_dont_know)
2439     return chrec_dont_know;
2440
2441   op2 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2442                             TREE_OPERAND (chrec, 2),
2443                             fold_conversions, cache, size_expr);
2444   if (op2 == chrec_dont_know)
2445     return chrec_dont_know;
2446
2447   if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0)
2448       && op1 == TREE_OPERAND (chrec, 1)
2449       && op2 == TREE_OPERAND (chrec, 2))
2450     return chrec;
2451
2452   return fold_build3 (TREE_CODE (chrec),
2453                       TREE_TYPE (chrec), op0, op1, op2);
2454 }
2455
2456 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2457    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2458
2459    CHREC is an expression with 2 operands to be instantiated.
2460
2461    CACHE is the cache of already instantiated values.
2462
2463    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2464    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2465    the chrec is preserved.
2466
2467    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2468    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2469
2470 static tree
2471 instantiate_scev_2 (basic_block instantiate_below,
2472                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2473                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2474 {
2475   tree op1;
2476   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2477                                  TREE_OPERAND (chrec, 0),
2478                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2479   if (op0 == chrec_dont_know)
2480     return chrec_dont_know;
2481
2482   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2483                             TREE_OPERAND (chrec, 1),
2484                             fold_conversions, cache, size_expr);
2485   if (op1 == chrec_dont_know)
2486     return chrec_dont_know;
2487
2488   if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0)
2489       && op1 == TREE_OPERAND (chrec, 1))
2490     return chrec;
2491
2492   return fold_build2 (TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec), op0, op1);
2493 }
2494
2495 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2496    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2497
2498    CHREC is an expression with 2 operands to be instantiated.
2499
2500    CACHE is the cache of already instantiated values.
2501
2502    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2503    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2504    the chrec is preserved.
2505
2506    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2507    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2508
2509 static tree
2510 instantiate_scev_1 (basic_block instantiate_below,
2511                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2512                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2513 {
2514   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2515                                  TREE_OPERAND (chrec, 0),
2516                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2517
2518   if (op0 == chrec_dont_know)
2519     return chrec_dont_know;
2520
2521   if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0))
2522     return chrec;
2523
2524   return fold_build1 (TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec), op0);
2525 }
2526
2527 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2528    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2529
2530    CHREC is the scalar evolution to instantiate.
2531
2532    CACHE is the cache of already instantiated values.
2533
2534    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2535    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2536    the chrec is preserved.
2537
2538    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2539    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2540
2541 static tree
2542 instantiate_scev_r (basic_block instantiate_below,
2543                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2544                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2545 {
2546   /* Give up if the expression is larger than the MAX that we allow.  */
2547   if (size_expr++ > PARAM_VALUE (PARAM_SCEV_MAX_EXPR_SIZE))
2548     return chrec_dont_know;
2549
2550   if (automatically_generated_chrec_p (chrec)
2551       || is_gimple_min_invariant (chrec))
2552     return chrec;
2553
2554   switch (TREE_CODE (chrec))
2555     {
2556     case SSA_NAME:
2557       return instantiate_scev_name (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2558                                     fold_conversions, cache, size_expr);
2559
2560     case POLYNOMIAL_CHREC:
2561       return instantiate_scev_poly (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2562                                     fold_conversions, cache, size_expr);
2563
2564     case POINTER_PLUS_EXPR:
2565     case PLUS_EXPR:
2566     case MINUS_EXPR:
2567     case MULT_EXPR:
2568       return instantiate_scev_binary (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2569                                       TREE_CODE (chrec), chrec_type (chrec),
2570                                       TREE_OPERAND (chrec, 0),
2571                                       TREE_OPERAND (chrec, 1),
2572                                       fold_conversions, cache, size_expr);
2573
2574     CASE_CONVERT:
2575       return instantiate_scev_convert (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2576                                        TREE_TYPE (chrec), TREE_OPERAND (chrec, 0),
2577                                        fold_conversions, cache, size_expr);
2578
2579     case NEGATE_EXPR:
2580     case BIT_NOT_EXPR:
2581       return instantiate_scev_not (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2582                                    TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec),
2583                                    TREE_OPERAND (chrec, 0),
2584                                    fold_conversions, cache, size_expr);
2585
2586     case SCEV_NOT_KNOWN:
2587       return chrec_dont_know;
2588
2589     case SCEV_KNOWN:
2590       return chrec_known;
2591
2592     default:
2593       break;
2594     }
2595
2596   if (VL_EXP_CLASS_P (chrec))
2597     return chrec_dont_know;
2598
2599   switch (TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (chrec)))
2600     {
2601     case 3:
2602       return instantiate_scev_3 (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2603                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2604
2605     case 2:
2606       return instantiate_scev_2 (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2607                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2608
2609     case 1:
2610       return instantiate_scev_1 (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2611                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2612
2613     case 0:
2614       return chrec;
2615
2616     default:
2617       break;
2618     }
2619
2620   /* Too complicated to handle.  */
2621   return chrec_dont_know;
2622 }
2623
2624 /* Analyze all the parameters of the chrec that were left under a
2625    symbolic form.  INSTANTIATE_BELOW is the basic block that stops the
2626    recursive instantiation of parameters: a parameter is a variable
2627    that is defined in a basic block that dominates INSTANTIATE_BELOW or
2628    a function parameter.  */
2629
2630 tree
2631 instantiate_scev (basic_block instantiate_below, struct loop *evolution_loop,
2632                   tree chrec)
2633 {
2634   tree res;
2635   htab_t cache = htab_create (10, hash_scev_info, eq_scev_info, del_scev_info);
2636
2637   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2638     {
2639       fprintf (dump_file, "(instantiate_scev \n");
2640       fprintf (dump_file, "  (instantiate_below = %d)\n", instantiate_below->index);
2641       fprintf (dump_file, "  (evolution_loop = %d)\n", evolution_loop->num);
2642       fprintf (dump_file, "  (chrec = ");
2643       print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
2644       fprintf (dump_file, ")\n");
2645     }
2646
2647   res = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, chrec, false,
2648                             cache, 0);
2649
2650   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2651     {
2652       fprintf (dump_file, "  (res = ");
2653       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
2654       fprintf (dump_file, "))\n");
2655     }
2656
2657   htab_delete (cache);
2658
2659   return res;
2660 }
2661
2662 /* Similar to instantiate_parameters, but does not introduce the
2663    evolutions in outer loops for LOOP invariants in CHREC, and does not
2664    care about causing overflows, as long as they do not affect value
2665    of an expression.  */
2666
2667 tree
2668 resolve_mixers (struct loop *loop, tree chrec)
2669 {
2670   htab_t cache = htab_create (10, hash_scev_info, eq_scev_info, del_scev_info);
2671   tree ret = instantiate_scev_r (block_before_loop (loop), loop, chrec, true,
2672                                  cache, 0);
2673   htab_delete (cache);
2674   return ret;
2675 }
2676
2677 /* Entry point for the analysis of the number of iterations pass.
2678    This function tries to safely approximate the number of iterations
2679    the loop will run.  When this property is not decidable at compile
2680    time, the result is chrec_dont_know.  Otherwise the result is a
2681    scalar or a symbolic parameter.  When the number of iterations may
2682    be equal to zero and the property cannot be determined at compile
2683    time, the result is a COND_EXPR that represents in a symbolic form
2684    the conditions under which the number of iterations is not zero.
2685
2686    Example of analysis: suppose that the loop has an exit condition:
2687
2688    "if (b > 49) goto end_loop;"
2689
2690    and that in a previous analysis we have determined that the
2691    variable 'b' has an evolution function:
2692
2693    "EF = {23, +, 5}_2".
2694
2695    When we evaluate the function at the point 5, i.e. the value of the
2696    variable 'b' after 5 iterations in the loop, we have EF (5) = 48,
2697    and EF (6) = 53.  In this case the value of 'b' on exit is '53' and
2698    the loop body has been executed 6 times.  */
2699
2700 tree
2701 number_of_latch_executions (struct loop *loop)
2702 {
2703   edge exit;
2704   struct tree_niter_desc niter_desc;
2705   tree may_be_zero;
2706   tree res;
2707
2708   /* Determine whether the number of iterations in loop has already
2709      been computed.  */
2710   res = loop->nb_iterations;
2711   if (res)
2712     return res;
2713
2714   may_be_zero = NULL_TREE;
2715
2716   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2717     fprintf (dump_file, "(number_of_iterations_in_loop = \n");
2718
2719   res = chrec_dont_know;
2720   exit = single_exit (loop);
2721
2722   if (exit && number_of_iterations_exit (loop, exit, &niter_desc, false))
2723     {
2724       may_be_zero = niter_desc.may_be_zero;
2725       res = niter_desc.niter;
2726     }
2727
2728   if (res == chrec_dont_know
2729       || !may_be_zero
2730       || integer_zerop (may_be_zero))
2731     ;
2732   else if (integer_nonzerop (may_be_zero))
2733     res = build_int_cst (TREE_TYPE (res), 0);
2734
2735   else if (COMPARISON_CLASS_P (may_be_zero))
2736     res = fold_build3 (COND_EXPR, TREE_TYPE (res), may_be_zero,
2737                        build_int_cst (TREE_TYPE (res), 0), res);
2738   else
2739     res = chrec_dont_know;
2740
2741   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2742     {
2743       fprintf (dump_file, "  (set_nb_iterations_in_loop = ");
2744       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
2745       fprintf (dump_file, "))\n");
2746     }
2747
2748   loop->nb_iterations = res;
2749   return res;
2750 }
2751
2752 /* Returns the number of executions of the exit condition of LOOP,
2753    i.e., the number by one higher than number_of_latch_executions.
2754    Note that unlike number_of_latch_executions, this number does
2755    not necessarily fit in the unsigned variant of the type of
2756    the control variable -- if the number of iterations is a constant,
2757    we return chrec_dont_know if adding one to number_of_latch_executions
2758    overflows; however, in case the number of iterations is symbolic
2759    expression, the caller is responsible for dealing with this
2760    the possible overflow.  */
2761
2762 tree
2763 number_of_exit_cond_executions (struct loop *loop)
2764 {
2765   tree ret = number_of_latch_executions (loop);
2766   tree type = chrec_type (ret);
2767
2768   if (chrec_contains_undetermined (ret))
2769     return ret;
2770
2771   ret = chrec_fold_plus (type, ret, build_int_cst (type, 1));
2772   if (TREE_CODE (ret) == INTEGER_CST
2773       && TREE_OVERFLOW (ret))
2774     return chrec_dont_know;
2775
2776   return ret;
2777 }
2778
2779 /* One of the drivers for testing the scalar evolutions analysis.
2780    This function computes the number of iterations for all the loops
2781    from the EXIT_CONDITIONS array.  */
2782
2783 static void
2784 number_of_iterations_for_all_loops (VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
2785 {
2786   unsigned int i;
2787   unsigned nb_chrec_dont_know_loops = 0;
2788   unsigned nb_static_loops = 0;
2789   gimple cond;
2790
2791   for (i = 0; VEC_iterate (gimple, *exit_conditions, i, cond); i++)
2792     {
2793       tree res = number_of_latch_executions (loop_containing_stmt (cond));
2794       if (chrec_contains_undetermined (res))
2795         nb_chrec_dont_know_loops++;
2796       else
2797         nb_static_loops++;
2798     }
2799
2800   if (dump_file)
2801     {
2802       fprintf (dump_file, "\n(\n");
2803       fprintf (dump_file, "-----------------------------------------\n");
2804       fprintf (dump_file, "%d\tnb_chrec_dont_know_loops\n", nb_chrec_dont_know_loops);
2805       fprintf (dump_file, "%d\tnb_static_loops\n", nb_static_loops);
2806       fprintf (dump_file, "%d\tnb_total_loops\n", number_of_loops ());
2807       fprintf (dump_file, "-----------------------------------------\n");
2808       fprintf (dump_file, ")\n\n");
2809
2810       print_loops (dump_file, 3);
2811     }
2812 }
2813
2814 \f
2815
2816 /* Counters for the stats.  */
2817
2818 struct chrec_stats
2819 {
2820   unsigned nb_chrecs;
2821   unsigned nb_affine;
2822   unsigned nb_affine_multivar;
2823   unsigned nb_higher_poly;
2824   unsigned nb_chrec_dont_know;
2825   unsigned nb_undetermined;
2826 };
2827
2828 /* Reset the counters.  */
2829
2830 static inline void
2831 reset_chrecs_counters (struct chrec_stats *stats)
2832 {
2833   stats->nb_chrecs = 0;
2834   stats->nb_affine = 0;
2835   stats->nb_affine_multivar = 0;
2836   stats->nb_higher_poly = 0;
2837   stats->nb_chrec_dont_know = 0;
2838   stats->nb_undetermined = 0;
2839 }
2840
2841 /* Dump the contents of a CHREC_STATS structure.  */
2842
2843 static void
2844 dump_chrecs_stats (FILE *file, struct chrec_stats *stats)
2845 {
2846   fprintf (file, "\n(\n");
2847   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2848   fprintf (file, "%d\taffine univariate chrecs\n", stats->nb_affine);
2849   fprintf (file, "%d\taffine multivariate chrecs\n", stats->nb_affine_multivar);
2850   fprintf (file, "%d\tdegree greater than 2 polynomials\n",
2851            stats->nb_higher_poly);
2852   fprintf (file, "%d\tchrec_dont_know chrecs\n", stats->nb_chrec_dont_know);
2853   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2854   fprintf (file, "%d\ttotal chrecs\n", stats->nb_chrecs);
2855   fprintf (file, "%d\twith undetermined coefficients\n",
2856            stats->nb_undetermined);
2857   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2858   fprintf (file, "%d\tchrecs in the scev database\n",
2859            (int) htab_elements (scalar_evolution_info));
2860   fprintf (file, "%d\tsets in the scev database\n", nb_set_scev);
2861   fprintf (file, "%d\tgets in the scev database\n", nb_get_scev);
2862   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2863   fprintf (file, ")\n\n");
2864 }
2865
2866 /* Gather statistics about CHREC.  */
2867
2868 static void
2869 gather_chrec_stats (tree chrec, struct chrec_stats *stats)
2870 {
2871   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2872     {
2873       fprintf (dump_file, "(classify_chrec ");
2874       print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
2875       fprintf (dump_file, "\n");
2876     }
2877
2878   stats->nb_chrecs++;
2879
2880   if (chrec == NULL_TREE)
2881     {
2882       stats->nb_undetermined++;
2883       return;
2884     }
2885
2886   switch (TREE_CODE (chrec))
2887     {
2888     case POLYNOMIAL_CHREC:
2889       if (evolution_function_is_affine_p (chrec))
2890         {
2891           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2892             fprintf (dump_file, "  affine_univariate\n");
2893           stats->nb_affine++;
2894         }
2895       else if (evolution_function_is_affine_multivariate_p (chrec, 0))
2896         {
2897           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2898             fprintf (dump_file, "  affine_multivariate\n");
2899           stats->nb_affine_multivar++;
2900         }
2901       else
2902         {
2903           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2904             fprintf (dump_file, "  higher_degree_polynomial\n");
2905           stats->nb_higher_poly++;
2906         }
2907
2908       break;
2909
2910     default:
2911       break;
2912     }
2913
2914   if (chrec_contains_undetermined (chrec))
2915     {
2916       if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2917         fprintf (dump_file, "  undetermined\n");
2918       stats->nb_undetermined++;
2919     }
2920
2921   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2922     fprintf (dump_file, ")\n");
2923 }
2924
2925 /* One of the drivers for testing the scalar evolutions analysis.
2926    This function analyzes the scalar evolution of all the scalars
2927    defined as loop phi nodes in one of the loops from the
2928    EXIT_CONDITIONS array.
2929
2930    TODO Optimization: A loop is in canonical form if it contains only
2931    a single scalar loop phi node.  All the other scalars that have an
2932    evolution in the loop are rewritten in function of this single
2933    index.  This allows the parallelization of the loop.  */
2934
2935 static void
2936 analyze_scalar_evolution_for_all_loop_phi_nodes (VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
2937 {
2938   unsigned int i;
2939   struct chrec_stats stats;
2940   gimple cond, phi;
2941   gimple_stmt_iterator psi;
2942
2943   reset_chrecs_counters (&stats);
2944
2945   for (i = 0; VEC_iterate (gimple, *exit_conditions, i, cond); i++)
2946     {
2947       struct loop *loop;
2948       basic_block bb;
2949       tree chrec;
2950
2951       loop = loop_containing_stmt (cond);
2952       bb = loop->header;
2953
2954       for (psi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
2955         {
2956           phi = gsi_stmt (psi);
2957           if (is_gimple_reg (PHI_RESULT (phi)))
2958             {
2959               chrec = instantiate_parameters
2960                         (loop,
2961                          analyze_scalar_evolution (loop, PHI_RESULT (phi)));
2962
2963               if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2964                 gather_chrec_stats (chrec, &stats);
2965             }
2966         }
2967     }
2968
2969   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2970     dump_chrecs_stats (dump_file, &stats);
2971 }
2972
2973 /* Callback for htab_traverse, gathers information on chrecs in the
2974    hashtable.  */
2975
2976 static int
2977 gather_stats_on_scev_database_1 (void **slot, void *stats)
2978 {
2979   struct scev_info_str *entry = (struct scev_info_str *) *slot;
2980
2981   gather_chrec_stats (entry->chrec, (struct chrec_stats *) stats);
2982
2983   return 1;
2984 }
2985
2986 /* Classify the chrecs of the whole database.  */
2987
2988 void
2989 gather_stats_on_scev_database (void)
2990 {
2991   struct chrec_stats stats;
2992
2993   if (!dump_file)
2994     return;
2995
2996   reset_chrecs_counters (&stats);
2997
2998   htab_traverse (scalar_evolution_info, gather_stats_on_scev_database_1,
2999                  &stats);
3000
3001   dump_chrecs_stats (dump_file, &stats);
3002 }
3003
3004 \f
3005
3006 /* Initializer.  */
3007
3008 static void
3009 initialize_scalar_evolutions_analyzer (void)
3010 {
3011   /* The elements below are unique.  */
3012   if (chrec_dont_know == NULL_TREE)
3013     {
3014       chrec_not_analyzed_yet = NULL_TREE;
3015       chrec_dont_know = make_node (SCEV_NOT_KNOWN);
3016       chrec_known = make_node (SCEV_KNOWN);
3017       TREE_TYPE (chrec_dont_know) = void_type_node;
3018       TREE_TYPE (chrec_known) = void_type_node;
3019     }
3020 }
3021
3022 /* Initialize the analysis of scalar evolutions for LOOPS.  */
3023
3024 void
3025 scev_initialize (void)
3026 {
3027   loop_iterator li;
3028   struct loop *loop;
3029
3030
3031   scalar_evolution_info = htab_create_ggc (100, hash_scev_info, eq_scev_info,
3032                                            del_scev_info);
3033
3034   initialize_scalar_evolutions_analyzer ();
3035
3036   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
3037     {
3038       loop->nb_iterations = NULL_TREE;
3039     }
3040 }
3041
3042 /* Cleans up the information cached by the scalar evolutions analysis
3043    in the hash table.  */
3044
3045 void
3046 scev_reset_htab (void)
3047 {
3048   if (!scalar_evolution_info)
3049     return;
3050
3051   htab_empty (scalar_evolution_info);
3052 }
3053
3054 /* Cleans up the information cached by the scalar evolutions analysis
3055    in the hash table and in the loop->nb_iterations.  */
3056
3057 void
3058 scev_reset (void)
3059 {
3060   loop_iterator li;
3061   struct loop *loop;
3062
3063   scev_reset_htab ();
3064
3065   if (!current_loops)
3066     return;
3067
3068   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
3069     {
3070       loop->nb_iterations = NULL_TREE;
3071     }
3072 }
3073
3074 /* Checks whether use of OP in USE_LOOP behaves as a simple affine iv with
3075    respect to WRTO_LOOP and returns its base and step in IV if possible
3076    (see analyze_scalar_evolution_in_loop for more details on USE_LOOP
3077    and WRTO_LOOP).  If ALLOW_NONCONSTANT_STEP is true, we want step to be
3078    invariant in LOOP.  Otherwise we require it to be an integer constant.
3079
3080    IV->no_overflow is set to true if we are sure the iv cannot overflow (e.g.
3081    because it is computed in signed arithmetics).  Consequently, adding an
3082    induction variable
3083
3084    for (i = IV->base; ; i += IV->step)
3085
3086    is only safe if IV->no_overflow is false, or TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED is
3087    false for the type of the induction variable, or you can prove that i does
3088    not wrap by some other argument.  Otherwise, this might introduce undefined
3089    behavior, and
3090
3091    for (i = iv->base; ; i = (type) ((unsigned type) i + (unsigned type) iv->step))
3092
3093    must be used instead.  */
3094
3095 bool
3096 simple_iv (struct loop *wrto_loop, struct loop *use_loop, tree op,
3097            affine_iv *iv, bool allow_nonconstant_step)
3098 {
3099   tree type, ev;
3100   bool folded_casts;
3101
3102   iv->base = NULL_TREE;
3103   iv->step = NULL_TREE;
3104   iv->no_overflow = false;
3105
3106   type = TREE_TYPE (op);
3107   if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE
3108       && TREE_CODE (type) != POINTER_TYPE)
3109     return false;
3110
3111   ev = analyze_scalar_evolution_in_loop (wrto_loop, use_loop, op,
3112                                          &folded_casts);
3113   if (chrec_contains_undetermined (ev)
3114       || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (ev, wrto_loop->num))
3115     return false;
3116
3117   if (tree_does_not_contain_chrecs (ev))
3118     {
3119       iv->base = ev;
3120       iv->step = build_int_cst (TREE_TYPE (ev), 0);
3121       iv->no_overflow = true;
3122       return true;
3123     }
3124
3125   if (TREE_CODE (ev) != POLYNOMIAL_CHREC
3126       || CHREC_VARIABLE (ev) != (unsigned) wrto_loop->num)
3127     return false;
3128
3129   iv->step = CHREC_RIGHT (ev);
3130   if ((!allow_nonconstant_step && TREE_CODE (iv->step) != INTEGER_CST)
3131       || tree_contains_chrecs (iv->step, NULL))
3132     return false;
3133
3134   iv->base = CHREC_LEFT (ev);
3135   if (tree_contains_chrecs (iv->base, NULL))
3136     return false;
3137
3138   iv->no_overflow = !folded_casts && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type);
3139
3140   return true;
3141 }
3142
3143 /* Runs the analysis of scalar evolutions.  */
3144
3145 void
3146 scev_analysis (void)
3147 {
3148   VEC(gimple,heap) *exit_conditions;
3149
3150   exit_conditions = VEC_alloc (gimple, heap, 37);
3151   select_loops_exit_conditions (&exit_conditions);
3152
3153   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
3154     analyze_scalar_evolution_for_all_loop_phi_nodes (&exit_conditions);
3155
3156   number_of_iterations_for_all_loops (&exit_conditions);
3157   VEC_free (gimple, heap, exit_conditions);
3158 }
3159
3160 /* Finalize the scalar evolution analysis.  */
3161
3162 void
3163 scev_finalize (void)
3164 {
3165   if (!scalar_evolution_info)
3166     return;
3167   htab_delete (scalar_evolution_info);
3168   scalar_evolution_info = NULL;
3169 }
3170
3171 /* Returns true if the expression EXPR is considered to be too expensive
3172    for scev_const_prop.  */
3173
3174 bool
3175 expression_expensive_p (tree expr)
3176 {
3177   enum tree_code code;
3178
3179   if (is_gimple_val (expr))
3180     return false;
3181
3182   code = TREE_CODE (expr);
3183   if (code == TRUNC_DIV_EXPR
3184       || code == CEIL_DIV_EXPR
3185       || code == FLOOR_DIV_EXPR
3186       || code == ROUND_DIV_EXPR
3187       || code == TRUNC_MOD_EXPR
3188       || code == CEIL_MOD_EXPR
3189       || code == FLOOR_MOD_EXPR
3190       || code == ROUND_MOD_EXPR
3191       || code == EXACT_DIV_EXPR)
3192     {
3193       /* Division by power of two is usually cheap, so we allow it.
3194          Forbid anything else.  */
3195       if (!integer_pow2p (TREE_OPERAND (expr, 1)))
3196         return true;
3197     }
3198
3199   switch (TREE_CODE_CLASS (code))
3200     {
3201     case tcc_binary:
3202     case tcc_comparison:
3203       if (expression_expensive_p (TREE_OPERAND (expr, 1)))
3204         return true;
3205
3206       /* Fallthru.  */
3207     case tcc_unary:
3208       return expression_expensive_p (TREE_OPERAND (expr, 0));
3209
3210     default:
3211       return true;
3212     }
3213 }
3214
3215 /* Replace ssa names for that scev can prove they are constant by the
3216    appropriate constants.  Also perform final value replacement in loops,
3217    in case the replacement expressions are cheap.
3218
3219    We only consider SSA names defined by phi nodes; rest is left to the
3220    ordinary constant propagation pass.  */
3221
3222 unsigned int
3223 scev_const_prop (void)
3224 {
3225   basic_block bb;
3226   tree name, type, ev;
3227   gimple phi, ass;
3228   struct loop *loop, *ex_loop;
3229   bitmap ssa_names_to_remove = NULL;
3230   unsigned i;
3231   loop_iterator li;
3232   gimple_stmt_iterator psi;
3233
3234   if (number_of_loops () <= 1)
3235     return 0;
3236
3237   FOR_EACH_BB (bb)
3238     {
3239       loop = bb->loop_father;
3240
3241       for (psi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
3242         {
3243           phi = gsi_stmt (psi);
3244           name = PHI_RESULT (phi);
3245
3246           if (!is_gimple_reg (name))
3247             continue;
3248
3249           type = TREE_TYPE (name);
3250
3251           if (!POINTER_TYPE_P (type)
3252               && !INTEGRAL_TYPE_P (type))
3253             continue;
3254
3255           ev = resolve_mixers (loop, analyze_scalar_evolution (loop, name));
3256           if (!is_gimple_min_invariant (ev)
3257               || !may_propagate_copy (name, ev))
3258             continue;
3259
3260           /* Replace the uses of the name.  */
3261           if (name != ev)
3262             replace_uses_by (name, ev);
3263
3264           if (!ssa_names_to_remove)
3265             ssa_names_to_remove = BITMAP_ALLOC (NULL);
3266           bitmap_set_bit (ssa_names_to_remove, SSA_NAME_VERSION (name));
3267         }
3268     }
3269
3270   /* Remove the ssa names that were replaced by constants.  We do not
3271      remove them directly in the previous cycle, since this
3272      invalidates scev cache.  */
3273   if (ssa_names_to_remove)
3274     {
3275       bitmap_iterator bi;
3276
3277       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (ssa_names_to_remove, 0, i, bi)
3278         {
3279           gimple_stmt_iterator psi;
3280           name = ssa_name (i);
3281           phi = SSA_NAME_DEF_STMT (name);
3282
3283           gcc_assert (gimple_code (phi) == GIMPLE_PHI);
3284           psi = gsi_for_stmt (phi);
3285           remove_phi_node (&psi, true);
3286         }
3287
3288       BITMAP_FREE (ssa_names_to_remove);
3289       scev_reset ();
3290     }
3291
3292   /* Now the regular final value replacement.  */
3293   FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_FROM_INNERMOST)
3294     {
3295       edge exit;
3296       tree def, rslt, niter;
3297       gimple_stmt_iterator bsi;
3298
3299       /* If we do not know exact number of iterations of the loop, we cannot
3300          replace the final value.  */
3301       exit = single_exit (loop);
3302       if (!exit)
3303         continue;
3304
3305       niter = number_of_latch_executions (loop);
3306       if (niter == chrec_dont_know)
3307         continue;
3308
3309       /* Ensure that it is possible to insert new statements somewhere.  */
3310       if (!single_pred_p (exit->dest))
3311         split_loop_exit_edge (exit);
3312       bsi = gsi_after_labels (exit->dest);
3313
3314       ex_loop = superloop_at_depth (loop,
3315                                     loop_depth (exit->dest->loop_father) + 1);
3316
3317       for (psi = gsi_start_phis (exit->dest); !gsi_end_p (psi); )
3318         {
3319           phi = gsi_stmt (psi);
3320           rslt = PHI_RESULT (phi);
3321           def = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, exit);
3322           if (!is_gimple_reg (def))
3323             {
3324               gsi_next (&psi);
3325               continue;
3326             }
3327
3328           if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (def))
3329               && !INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (def)))
3330             {
3331               gsi_next (&psi);
3332               continue;
3333             }
3334
3335           def = analyze_scalar_evolution_in_loop (ex_loop, loop, def, NULL);
3336           def = compute_overall_effect_of_inner_loop (ex_loop, def);
3337           if (!tree_does_not_contain_chrecs (def)
3338               || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (def, ex_loop->num)
3339               /* Moving the computation from the loop may prolong life range
3340                  of some ssa names, which may cause problems if they appear
3341                  on abnormal edges.  */
3342               || contains_abnormal_ssa_name_p (def)
3343               /* Do not emit expensive expressions.  The rationale is that
3344                  when someone writes a code like
3345
3346                  while (n > 45) n -= 45;
3347
3348                  he probably knows that n is not large, and does not want it
3349                  to be turned into n %= 45.  */
3350               || expression_expensive_p (def))
3351             {
3352               gsi_next (&psi);
3353               continue;
3354             }
3355
3356           /* Eliminate the PHI node and replace it by a computation outside
3357              the loop.  */
3358           def = unshare_expr (def);
3359           remove_phi_node (&psi, false);
3360
3361           def = force_gimple_operand_gsi (&bsi, def, false, NULL_TREE,
3362                                           true, GSI_SAME_STMT);
3363           ass = gimple_build_assign (rslt, def);
3364           gsi_insert_before (&bsi, ass, GSI_SAME_STMT);
3365         }
3366     }
3367   return 0;
3368 }
3369
3370 #include "gt-tree-scalar-evolution.h"