OSDN Git Service

2005-09-27 Uros Bizjak <uros@kss-loka.si>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-scalar-evolution.c
1 /* Scalar evolution detector.
2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Sebastian Pop <s.pop@laposte.net>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
19 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
20 02110-1301, USA.  */
21
22 /* 
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 MODIFY_EXPR: 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 ({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 2: 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 3: Higher degree polynomials.
159      
160    | loop_1
161    |   a = phi (2, b)
162    |   c = phi (5, d)
163    |   b = a + 1
164    |   d = c + a
165    | endloop
166      
167    a -> {2, +, 1}_1
168    b -> {3, +, 1}_1
169    c -> {5, +, a}_1
170    d -> {5 + a, +, a}_1
171      
172    instantiate_parameters ({5, +, a}_1) -> {5, +, 2, +, 1}_1
173    instantiate_parameters ({5 + a, +, a}_1) -> {7, +, 3, +, 1}_1
174      
175    Example 4: Lucas, Fibonacci, or mixers in general.
176      
177    | loop_1
178    |   a = phi (1, b)
179    |   c = phi (3, d)
180    |   b = c
181    |   d = c + a
182    | endloop
183      
184    a -> (1, c)_1
185    c -> {3, +, a}_1
186      
187    The syntax "(1, c)_1" stands for a PEELED_CHREC that has the
188    following semantics: during the first iteration of the loop_1, the
189    variable contains the value 1, and then it contains the value "c".
190    Note that this syntax is close to the syntax of the loop-phi-node:
191    "a -> (1, c)_1" vs. "a = phi (1, c)".
192      
193    The symbolic chrec representation contains all the semantics of the
194    original code.  What is more difficult is to use this information.
195      
196    Example 5: Flip-flops, or exchangers.
197      
198    | loop_1
199    |   a = phi (1, b)
200    |   c = phi (3, d)
201    |   b = c
202    |   d = a
203    | endloop
204      
205    a -> (1, c)_1
206    c -> (3, a)_1
207      
208    Based on these symbolic chrecs, it is possible to refine this
209    information into the more precise PERIODIC_CHRECs: 
210      
211    a -> |1, 3|_1
212    c -> |3, 1|_1
213      
214    This transformation is not yet implemented.
215      
216    Further readings:
217    
218    You can find a more detailed description of the algorithm in:
219    http://icps.u-strasbg.fr/~pop/DEA_03_Pop.pdf
220    http://icps.u-strasbg.fr/~pop/DEA_03_Pop.ps.gz.  But note that
221    this is a preliminary report and some of the details of the
222    algorithm have changed.  I'm working on a research report that
223    updates the description of the algorithms to reflect the design
224    choices used in this implementation.
225      
226    A set of slides show a high level overview of the algorithm and run
227    an example through the scalar evolution analyzer:
228    http://cri.ensmp.fr/~pop/gcc/mar04/slides.pdf
229
230    The slides that I have presented at the GCC Summit'04 are available
231    at: http://cri.ensmp.fr/~pop/gcc/20040604/gccsummit-lno-spop.pdf
232 */
233
234 #include "config.h"
235 #include "system.h"
236 #include "coretypes.h"
237 #include "tm.h"
238 #include "ggc.h"
239 #include "tree.h"
240 #include "real.h"
241
242 /* These RTL headers are needed for basic-block.h.  */
243 #include "rtl.h"
244 #include "basic-block.h"
245 #include "diagnostic.h"
246 #include "tree-flow.h"
247 #include "tree-dump.h"
248 #include "timevar.h"
249 #include "cfgloop.h"
250 #include "tree-chrec.h"
251 #include "tree-scalar-evolution.h"
252 #include "tree-pass.h"
253 #include "flags.h"
254 #include "params.h"
255
256 static tree analyze_scalar_evolution_1 (struct loop *, tree, tree);
257 static tree resolve_mixers (struct loop *, tree);
258
259 /* The cached information about a ssa name VAR, claiming that inside LOOP,
260    the value of VAR can be expressed as CHREC.  */
261
262 struct scev_info_str
263 {
264   tree var;
265   tree chrec;
266 };
267
268 /* Counters for the scev database.  */
269 static unsigned nb_set_scev = 0;
270 static unsigned nb_get_scev = 0;
271
272 /* The following trees are unique elements.  Thus the comparison of
273    another element to these elements should be done on the pointer to
274    these trees, and not on their value.  */
275
276 /* The SSA_NAMEs that are not yet analyzed are qualified with NULL_TREE.  */
277 tree chrec_not_analyzed_yet;
278
279 /* Reserved to the cases where the analyzer has detected an
280    undecidable property at compile time.  */
281 tree chrec_dont_know;
282
283 /* When the analyzer has detected that a property will never
284    happen, then it qualifies it with chrec_known.  */
285 tree chrec_known;
286
287 static bitmap already_instantiated;
288
289 static htab_t scalar_evolution_info;
290
291 \f
292 /* Constructs a new SCEV_INFO_STR structure.  */
293
294 static inline struct scev_info_str *
295 new_scev_info_str (tree var)
296 {
297   struct scev_info_str *res;
298   
299   res = xmalloc (sizeof (struct scev_info_str));
300   res->var = var;
301   res->chrec = chrec_not_analyzed_yet;
302   
303   return res;
304 }
305
306 /* Computes a hash function for database element ELT.  */
307
308 static hashval_t
309 hash_scev_info (const void *elt)
310 {
311   return SSA_NAME_VERSION (((struct scev_info_str *) elt)->var);
312 }
313
314 /* Compares database elements E1 and E2.  */
315
316 static int
317 eq_scev_info (const void *e1, const void *e2)
318 {
319   const struct scev_info_str *elt1 = e1;
320   const struct scev_info_str *elt2 = e2;
321
322   return elt1->var == elt2->var;
323 }
324
325 /* Deletes database element E.  */
326
327 static void
328 del_scev_info (void *e)
329 {
330   free (e);
331 }
332
333 /* Get the index corresponding to VAR in the current LOOP.  If
334    it's the first time we ask for this VAR, then we return
335    chrec_not_analyzed_yet for this VAR and return its index.  */
336
337 static tree *
338 find_var_scev_info (tree var)
339 {
340   struct scev_info_str *res;
341   struct scev_info_str tmp;
342   PTR *slot;
343
344   tmp.var = var;
345   slot = htab_find_slot (scalar_evolution_info, &tmp, INSERT);
346
347   if (!*slot)
348     *slot = new_scev_info_str (var);
349   res = *slot;
350
351   return &res->chrec;
352 }
353
354 /* Return true when CHREC contains symbolic names defined in
355    LOOP_NB.  */
356
357 bool 
358 chrec_contains_symbols_defined_in_loop (tree chrec, unsigned loop_nb)
359 {
360   if (chrec == NULL_TREE)
361     return false;
362
363   if (TREE_INVARIANT (chrec))
364     return false;
365
366   if (TREE_CODE (chrec) == VAR_DECL
367       || TREE_CODE (chrec) == PARM_DECL
368       || TREE_CODE (chrec) == FUNCTION_DECL
369       || TREE_CODE (chrec) == LABEL_DECL
370       || TREE_CODE (chrec) == RESULT_DECL
371       || TREE_CODE (chrec) == FIELD_DECL)
372     return true;
373
374   if (TREE_CODE (chrec) == SSA_NAME)
375     {
376       tree def = SSA_NAME_DEF_STMT (chrec);
377       struct loop *def_loop = loop_containing_stmt (def);
378       struct loop *loop = current_loops->parray[loop_nb];
379
380       if (def_loop == NULL)
381         return false;
382
383       if (loop == def_loop || flow_loop_nested_p (loop, def_loop))
384         return true;
385
386       return false;
387     }
388
389   switch (TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (chrec)))
390     {
391     case 3:
392       if (chrec_contains_symbols_defined_in_loop (TREE_OPERAND (chrec, 2), 
393                                                   loop_nb))
394         return true;
395
396     case 2:
397       if (chrec_contains_symbols_defined_in_loop (TREE_OPERAND (chrec, 1), 
398                                                   loop_nb))
399         return true;
400
401     case 1:
402       if (chrec_contains_symbols_defined_in_loop (TREE_OPERAND (chrec, 0), 
403                                                   loop_nb))
404         return true;
405
406     default:
407       return false;
408     }
409 }
410
411 /* Return true when PHI is a loop-phi-node.  */
412
413 static bool
414 loop_phi_node_p (tree phi)
415 {
416   /* The implementation of this function is based on the following
417      property: "all the loop-phi-nodes of a loop are contained in the
418      loop's header basic block".  */
419
420   return loop_containing_stmt (phi)->header == bb_for_stmt (phi);
421 }
422
423 /* Compute the scalar evolution for EVOLUTION_FN after crossing LOOP.
424    In general, in the case of multivariate evolutions we want to get
425    the evolution in different loops.  LOOP specifies the level for
426    which to get the evolution.
427    
428    Example:
429    
430    | for (j = 0; j < 100; j++)
431    |   {
432    |     for (k = 0; k < 100; k++)
433    |       {
434    |         i = k + j;   - Here the value of i is a function of j, k. 
435    |       }
436    |      ... = i         - Here the value of i is a function of j. 
437    |   }
438    | ... = i              - Here the value of i is a scalar.  
439    
440    Example:  
441    
442    | i_0 = ...
443    | loop_1 10 times
444    |   i_1 = phi (i_0, i_2)
445    |   i_2 = i_1 + 2
446    | endloop
447     
448    This loop has the same effect as:
449    LOOP_1 has the same effect as:
450     
451    | i_1 = i_0 + 20
452    
453    The overall effect of the loop, "i_0 + 20" in the previous example, 
454    is obtained by passing in the parameters: LOOP = 1, 
455    EVOLUTION_FN = {i_0, +, 2}_1.
456 */
457  
458 static tree 
459 compute_overall_effect_of_inner_loop (struct loop *loop, tree evolution_fn)
460 {
461   bool val = false;
462
463   if (evolution_fn == chrec_dont_know)
464     return chrec_dont_know;
465
466   else if (TREE_CODE (evolution_fn) == POLYNOMIAL_CHREC)
467     {
468       if (CHREC_VARIABLE (evolution_fn) >= (unsigned) loop->num)
469         {
470           struct loop *inner_loop = 
471             current_loops->parray[CHREC_VARIABLE (evolution_fn)];
472           tree nb_iter = number_of_iterations_in_loop (inner_loop);
473
474           if (nb_iter == chrec_dont_know)
475             return chrec_dont_know;
476           else
477             {
478               tree res;
479
480               /* Number of iterations is off by one (the ssa name we
481                  analyze must be defined before the exit).  */
482               nb_iter = chrec_fold_minus (chrec_type (nb_iter),
483                                 nb_iter,
484                                 build_int_cst_type (chrec_type (nb_iter), 1));
485               
486               /* evolution_fn is the evolution function in LOOP.  Get
487                  its value in the nb_iter-th iteration.  */
488               res = chrec_apply (inner_loop->num, evolution_fn, nb_iter);
489               
490               /* Continue the computation until ending on a parent of LOOP.  */
491               return compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, res);
492             }
493         }
494       else
495         return evolution_fn;
496      }
497   
498   /* If the evolution function is an invariant, there is nothing to do.  */
499   else if (no_evolution_in_loop_p (evolution_fn, loop->num, &val) && val)
500     return evolution_fn;
501   
502   else
503     return chrec_dont_know;
504 }
505
506 /* Determine whether the CHREC is always positive/negative.  If the expression
507    cannot be statically analyzed, return false, otherwise set the answer into
508    VALUE.  */
509
510 bool
511 chrec_is_positive (tree chrec, bool *value)
512 {
513   bool value0, value1;
514   bool value2;
515   tree end_value;
516   tree nb_iter;
517   
518   switch (TREE_CODE (chrec))
519     {
520     case POLYNOMIAL_CHREC:
521       if (!chrec_is_positive (CHREC_LEFT (chrec), &value0)
522           || !chrec_is_positive (CHREC_RIGHT (chrec), &value1))
523         return false;
524      
525       /* FIXME -- overflows.  */
526       if (value0 == value1)
527         {
528           *value = value0;
529           return true;
530         }
531
532       /* Otherwise the chrec is under the form: "{-197, +, 2}_1",
533          and the proof consists in showing that the sign never
534          changes during the execution of the loop, from 0 to
535          loop->nb_iterations.  */
536       if (!evolution_function_is_affine_p (chrec))
537         return false;
538
539       nb_iter = number_of_iterations_in_loop
540         (current_loops->parray[CHREC_VARIABLE (chrec)]);
541
542       if (chrec_contains_undetermined (nb_iter))
543         return false;
544
545       nb_iter = chrec_fold_minus 
546         (chrec_type (nb_iter), nb_iter,
547          build_int_cst (chrec_type (nb_iter), 1));
548
549 #if 0
550       /* TODO -- If the test is after the exit, we may decrease the number of
551          iterations by one.  */
552       if (after_exit)
553         nb_iter = chrec_fold_minus 
554                 (chrec_type (nb_iter), nb_iter,
555                  build_int_cst (chrec_type (nb_iter), 1));
556 #endif
557
558       end_value = chrec_apply (CHREC_VARIABLE (chrec), chrec, nb_iter);
559               
560       if (!chrec_is_positive (end_value, &value2))
561         return false;
562         
563       *value = value0;
564       return value0 == value1;
565       
566     case INTEGER_CST:
567       *value = (tree_int_cst_sgn (chrec) == 1);
568       return true;
569       
570     default:
571       return false;
572     }
573 }
574
575 /* Associate CHREC to SCALAR.  */
576
577 static void
578 set_scalar_evolution (tree scalar, tree chrec)
579 {
580   tree *scalar_info;
581  
582   if (TREE_CODE (scalar) != SSA_NAME)
583     return;
584
585   scalar_info = find_var_scev_info (scalar);
586   
587   if (dump_file)
588     {
589       if (dump_flags & TDF_DETAILS)
590         {
591           fprintf (dump_file, "(set_scalar_evolution \n");
592           fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
593           print_generic_expr (dump_file, scalar, 0);
594           fprintf (dump_file, ")\n  (scalar_evolution = ");
595           print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
596           fprintf (dump_file, "))\n");
597         }
598       if (dump_flags & TDF_STATS)
599         nb_set_scev++;
600     }
601   
602   *scalar_info = chrec;
603 }
604
605 /* Retrieve the chrec associated to SCALAR in the LOOP.  */
606
607 static tree
608 get_scalar_evolution (tree scalar)
609 {
610   tree res;
611   
612   if (dump_file)
613     {
614       if (dump_flags & TDF_DETAILS)
615         {
616           fprintf (dump_file, "(get_scalar_evolution \n");
617           fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
618           print_generic_expr (dump_file, scalar, 0);
619           fprintf (dump_file, ")\n");
620         }
621       if (dump_flags & TDF_STATS)
622         nb_get_scev++;
623     }
624   
625   switch (TREE_CODE (scalar))
626     {
627     case SSA_NAME:
628       res = *find_var_scev_info (scalar);
629       break;
630
631     case REAL_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, 
663                     tree chrec_before, 
664                     tree to_add)
665 {
666   switch (TREE_CODE (chrec_before))
667     {
668     case POLYNOMIAL_CHREC:
669       if (CHREC_VARIABLE (chrec_before) <= loop_nb)
670         {
671           unsigned var;
672           tree left, right;
673           tree type = chrec_type (chrec_before);
674           
675           /* When there is no evolution part in this loop, build it.  */
676           if (CHREC_VARIABLE (chrec_before) < loop_nb)
677             {
678               var = loop_nb;
679               left = chrec_before;
680               right = SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
681                 ? build_real (type, dconst0)
682                 : build_int_cst (type, 0);
683             }
684           else
685             {
686               var = CHREC_VARIABLE (chrec_before);
687               left = CHREC_LEFT (chrec_before);
688               right = CHREC_RIGHT (chrec_before);
689             }
690
691           return build_polynomial_chrec 
692             (var, left, chrec_fold_plus (type, right, to_add));
693         }
694       else
695         /* Search the evolution in LOOP_NB.  */
696         return build_polynomial_chrec 
697           (CHREC_VARIABLE (chrec_before),
698            add_to_evolution_1 (loop_nb, CHREC_LEFT (chrec_before), to_add),
699            CHREC_RIGHT (chrec_before));
700       
701     default:
702       /* These nodes do not depend on a loop.  */
703       if (chrec_before == chrec_dont_know)
704         return chrec_dont_know;
705       return build_polynomial_chrec (loop_nb, chrec_before, to_add);
706     }
707 }
708
709 /* Add TO_ADD to the evolution part of CHREC_BEFORE in the dimension
710    of LOOP_NB.  
711    
712    Description (provided for completeness, for those who read code in
713    a plane, and for my poor 62 bytes brain that would have forgotten
714    all this in the next two or three months):
715    
716    The algorithm of translation of programs from the SSA representation
717    into the chrecs syntax is based on a pattern matching.  After having
718    reconstructed the overall tree expression for a loop, there are only
719    two cases that can arise:
720    
721    1. a = loop-phi (init, a + expr)
722    2. a = loop-phi (init, expr)
723    
724    where EXPR is either a scalar constant with respect to the analyzed
725    loop (this is a degree 0 polynomial), or an expression containing
726    other loop-phi definitions (these are higher degree polynomials).
727    
728    Examples:
729    
730    1. 
731    | init = ...
732    | loop_1
733    |   a = phi (init, a + 5)
734    | endloop
735    
736    2. 
737    | inita = ...
738    | initb = ...
739    | loop_1
740    |   a = phi (inita, 2 * b + 3)
741    |   b = phi (initb, b + 1)
742    | endloop
743    
744    For the first case, the semantics of the SSA representation is: 
745    
746    | a (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} expr (j)
747    
748    that is, there is a loop index "x" that determines the scalar value
749    of the variable during the loop execution.  During the first
750    iteration, the value is that of the initial condition INIT, while
751    during the subsequent iterations, it is the sum of the initial
752    condition with the sum of all the values of EXPR from the initial
753    iteration to the before last considered iteration.  
754    
755    For the second case, the semantics of the SSA program is:
756    
757    | a (x) = init, if x = 0;
758    |         expr (x - 1), otherwise.
759    
760    The second case corresponds to the PEELED_CHREC, whose syntax is
761    close to the syntax of a loop-phi-node: 
762    
763    | phi (init, expr)  vs.  (init, expr)_x
764    
765    The proof of the translation algorithm for the first case is a
766    proof by structural induction based on the degree of EXPR.  
767    
768    Degree 0:
769    When EXPR is a constant with respect to the analyzed loop, or in
770    other words when EXPR is a polynomial of degree 0, the evolution of
771    the variable A in the loop is an affine function with an initial
772    condition INIT, and a step EXPR.  In order to show this, we start
773    from the semantics of the SSA representation:
774    
775    f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} expr (j)
776    
777    and since "expr (j)" is a constant with respect to "j",
778    
779    f (x) = init + x * expr 
780    
781    Finally, based on the semantics of the pure sum chrecs, by
782    identification we get the corresponding chrecs syntax:
783    
784    f (x) = init * \binom{x}{0} + expr * \binom{x}{1} 
785    f (x) -> {init, +, expr}_x
786    
787    Higher degree:
788    Suppose that EXPR is a polynomial of degree N with respect to the
789    analyzed loop_x for which we have already determined that it is
790    written under the chrecs syntax:
791    
792    | expr (x)  ->  {b_0, +, b_1, +, ..., +, b_{n-1}} (x)
793    
794    We start from the semantics of the SSA program:
795    
796    | f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} expr (j)
797    |
798    | f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} 
799    |                (b_0 * \binom{j}{0} + ... + b_{n-1} * \binom{j}{n-1})
800    |
801    | f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} 
802    |                \sum_{k = 0}^{n - 1} (b_k * \binom{j}{k}) 
803    |
804    | f (x) = init + \sum_{k = 0}^{n - 1} 
805    |                (b_k * \sum_{j = 0}^{x - 1} \binom{j}{k}) 
806    |
807    | f (x) = init + \sum_{k = 0}^{n - 1} 
808    |                (b_k * \binom{x}{k + 1}) 
809    |
810    | f (x) = init + b_0 * \binom{x}{1} + ... 
811    |              + b_{n-1} * \binom{x}{n} 
812    |
813    | f (x) = init * \binom{x}{0} + b_0 * \binom{x}{1} + ... 
814    |                             + b_{n-1} * \binom{x}{n} 
815    |
816    
817    And finally from the definition of the chrecs syntax, we identify:
818    | f (x)  ->  {init, +, b_0, +, ..., +, b_{n-1}}_x 
819    
820    This shows the mechanism that stands behind the add_to_evolution
821    function.  An important point is that the use of symbolic
822    parameters avoids the need of an analysis schedule.
823    
824    Example:
825    
826    | inita = ...
827    | initb = ...
828    | loop_1 
829    |   a = phi (inita, a + 2 + b)
830    |   b = phi (initb, b + 1)
831    | endloop
832    
833    When analyzing "a", the algorithm keeps "b" symbolically:
834    
835    | a  ->  {inita, +, 2 + b}_1
836    
837    Then, after instantiation, the analyzer ends on the evolution:
838    
839    | a  ->  {inita, +, 2 + initb, +, 1}_1
840
841 */
842
843 static tree 
844 add_to_evolution (unsigned loop_nb, 
845                   tree chrec_before,
846                   enum tree_code code,
847                   tree to_add)
848 {
849   tree type = chrec_type (to_add);
850   tree res = NULL_TREE;
851   
852   if (to_add == NULL_TREE)
853     return chrec_before;
854   
855   /* TO_ADD is either a scalar, or a parameter.  TO_ADD is not
856      instantiated at this point.  */
857   if (TREE_CODE (to_add) == POLYNOMIAL_CHREC)
858     /* This should not happen.  */
859     return chrec_dont_know;
860   
861   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
862     {
863       fprintf (dump_file, "(add_to_evolution \n");
864       fprintf (dump_file, "  (loop_nb = %d)\n", loop_nb);
865       fprintf (dump_file, "  (chrec_before = ");
866       print_generic_expr (dump_file, chrec_before, 0);
867       fprintf (dump_file, ")\n  (to_add = ");
868       print_generic_expr (dump_file, to_add, 0);
869       fprintf (dump_file, ")\n");
870     }
871
872   if (code == MINUS_EXPR)
873     to_add = chrec_fold_multiply (type, to_add, SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
874                                   ? build_real (type, dconstm1)
875                                   : build_int_cst_type (type, -1));
876
877   res = add_to_evolution_1 (loop_nb, chrec_before, to_add);
878
879   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
880     {
881       fprintf (dump_file, "  (res = ");
882       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
883       fprintf (dump_file, "))\n");
884     }
885
886   return res;
887 }
888
889 /* Helper function.  */
890
891 static inline tree
892 set_nb_iterations_in_loop (struct loop *loop, 
893                            tree res)
894 {
895   res = chrec_fold_plus (chrec_type (res), res,
896                          build_int_cst_type (chrec_type (res), 1));
897
898   /* FIXME HWI: However we want to store one iteration less than the
899      count of the loop in order to be compatible with the other
900      nb_iter computations in loop-iv.  This also allows the
901      representation of nb_iters that are equal to MAX_INT.  */
902   if (TREE_CODE (res) == INTEGER_CST
903       && (TREE_INT_CST_LOW (res) == 0
904           || TREE_OVERFLOW (res)))
905     res = chrec_dont_know;
906   
907   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
908     {
909       fprintf (dump_file, "  (set_nb_iterations_in_loop = ");
910       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
911       fprintf (dump_file, "))\n");
912     }
913   
914   loop->nb_iterations = res;
915   return res;
916 }
917
918 \f
919
920 /* This section selects the loops that will be good candidates for the
921    scalar evolution analysis.  For the moment, greedily select all the
922    loop nests we could analyze.  */
923
924 /* Return true when it is possible to analyze the condition expression
925    EXPR.  */
926
927 static bool
928 analyzable_condition (tree expr)
929 {
930   tree condition;
931   
932   if (TREE_CODE (expr) != COND_EXPR)
933     return false;
934   
935   condition = TREE_OPERAND (expr, 0);
936   
937   switch (TREE_CODE (condition))
938     {
939     case SSA_NAME:
940       return true;
941       
942     case LT_EXPR:
943     case LE_EXPR:
944     case GT_EXPR:
945     case GE_EXPR:
946     case EQ_EXPR:
947     case NE_EXPR:
948       return true;
949       
950     default:
951       return false;
952     }
953   
954   return false;
955 }
956
957 /* For a loop with a single exit edge, return the COND_EXPR that
958    guards the exit edge.  If the expression is too difficult to
959    analyze, then give up.  */
960
961 tree 
962 get_loop_exit_condition (struct loop *loop)
963 {
964   tree res = NULL_TREE;
965   edge exit_edge = loop->single_exit;
966
967   
968   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
969     fprintf (dump_file, "(get_loop_exit_condition \n  ");
970   
971   if (exit_edge)
972     {
973       tree expr;
974       
975       expr = last_stmt (exit_edge->src);
976       if (analyzable_condition (expr))
977         res = expr;
978     }
979   
980   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
981     {
982       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
983       fprintf (dump_file, ")\n");
984     }
985   
986   return res;
987 }
988
989 /* Recursively determine and enqueue the exit conditions for a loop.  */
990
991 static void 
992 get_exit_conditions_rec (struct loop *loop, 
993                          VEC(tree,heap) **exit_conditions)
994 {
995   if (!loop)
996     return;
997   
998   /* Recurse on the inner loops, then on the next (sibling) loops.  */
999   get_exit_conditions_rec (loop->inner, exit_conditions);
1000   get_exit_conditions_rec (loop->next, exit_conditions);
1001   
1002   if (loop->single_exit)
1003     {
1004       tree loop_condition = get_loop_exit_condition (loop);
1005       
1006       if (loop_condition)
1007         VEC_safe_push (tree, heap, *exit_conditions, loop_condition);
1008     }
1009 }
1010
1011 /* Select the candidate loop nests for the analysis.  This function
1012    initializes the EXIT_CONDITIONS array.  */
1013
1014 static void
1015 select_loops_exit_conditions (struct loops *loops, 
1016                               VEC(tree,heap) **exit_conditions)
1017 {
1018   struct loop *function_body = loops->parray[0];
1019   
1020   get_exit_conditions_rec (function_body->inner, exit_conditions);
1021 }
1022
1023 \f
1024 /* Depth first search algorithm.  */
1025
1026 typedef enum t_bool {
1027   t_false,
1028   t_true,
1029   t_dont_know
1030 } t_bool;
1031
1032
1033 static t_bool follow_ssa_edge (struct loop *loop, tree, tree, tree *, int);
1034
1035 /* Follow the ssa edge into the right hand side RHS of an assignment.
1036    Return true if the strongly connected component has been found.  */
1037
1038 static t_bool
1039 follow_ssa_edge_in_rhs (struct loop *loop, tree at_stmt, tree rhs, 
1040                         tree halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
1041 {
1042   t_bool res = t_false;
1043   tree rhs0, rhs1;
1044   tree type_rhs = TREE_TYPE (rhs);
1045   
1046   /* The RHS is one of the following cases:
1047      - an SSA_NAME, 
1048      - an INTEGER_CST,
1049      - a PLUS_EXPR, 
1050      - a MINUS_EXPR,
1051      - an ASSERT_EXPR,
1052      - other cases are not yet handled.  */
1053   switch (TREE_CODE (rhs))
1054     {
1055     case NOP_EXPR:
1056       /* This assignment is under the form "a_1 = (cast) rhs.  */
1057       res = follow_ssa_edge_in_rhs (loop, at_stmt, TREE_OPERAND (rhs, 0),
1058                                     halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1059       *evolution_of_loop = chrec_convert (TREE_TYPE (rhs),
1060                                           *evolution_of_loop, at_stmt);
1061       break;
1062
1063     case INTEGER_CST:
1064       /* This assignment is under the form "a_1 = 7".  */
1065       res = t_false;
1066       break;
1067       
1068     case SSA_NAME:
1069       /* This assignment is under the form: "a_1 = b_2".  */
1070       res = follow_ssa_edge 
1071         (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs), halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1072       break;
1073       
1074     case PLUS_EXPR:
1075       /* This case is under the form "rhs0 + rhs1".  */
1076       rhs0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
1077       rhs1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
1078       STRIP_TYPE_NOPS (rhs0);
1079       STRIP_TYPE_NOPS (rhs1);
1080
1081       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
1082         {
1083           if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1084             {
1085               /* Match an assignment under the form: 
1086                  "a = b + c".  */
1087               res = follow_ssa_edge 
1088                 (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi, 
1089                  evolution_of_loop, limit);
1090               
1091               if (res == t_true)
1092                 *evolution_of_loop = add_to_evolution 
1093                   (loop->num, 
1094                    chrec_convert (type_rhs, *evolution_of_loop, at_stmt), 
1095                    PLUS_EXPR, rhs1);
1096               
1097               else if (res == t_false)
1098                 {
1099                   res = follow_ssa_edge 
1100                     (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1), halting_phi, 
1101                      evolution_of_loop, limit);
1102                   
1103                   if (res == t_true)
1104                     *evolution_of_loop = add_to_evolution 
1105                       (loop->num, 
1106                        chrec_convert (type_rhs, *evolution_of_loop, at_stmt), 
1107                        PLUS_EXPR, rhs0);
1108
1109                   else if (res == t_dont_know)
1110                     *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1111                 }
1112
1113               else if (res == t_dont_know)
1114                 *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1115             }
1116           
1117           else
1118             {
1119               /* Match an assignment under the form: 
1120                  "a = b + ...".  */
1121               res = follow_ssa_edge 
1122                 (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi, 
1123                  evolution_of_loop, limit);
1124               if (res == t_true)
1125                 *evolution_of_loop = add_to_evolution 
1126                   (loop->num, chrec_convert (type_rhs, *evolution_of_loop,
1127                                              at_stmt),
1128                    PLUS_EXPR, rhs1);
1129
1130               else if (res == t_dont_know)
1131                 *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1132             }
1133         }
1134       
1135       else if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1136         {
1137           /* Match an assignment under the form: 
1138              "a = ... + c".  */
1139           res = follow_ssa_edge 
1140             (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1), halting_phi, 
1141              evolution_of_loop, limit);
1142           if (res == t_true)
1143             *evolution_of_loop = add_to_evolution 
1144               (loop->num, chrec_convert (type_rhs, *evolution_of_loop,
1145                                          at_stmt),
1146                PLUS_EXPR, rhs0);
1147
1148           else if (res == t_dont_know)
1149             *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1150         }
1151
1152       else
1153         /* Otherwise, match an assignment under the form: 
1154            "a = ... + ...".  */
1155         /* And there is nothing to do.  */
1156         res = t_false;
1157       
1158       break;
1159       
1160     case MINUS_EXPR:
1161       /* This case is under the form "opnd0 = rhs0 - rhs1".  */
1162       rhs0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
1163       rhs1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
1164       STRIP_TYPE_NOPS (rhs0);
1165       STRIP_TYPE_NOPS (rhs1);
1166
1167       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
1168         {
1169           /* Match an assignment under the form: 
1170              "a = b - ...".  */
1171           res = follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi, 
1172                                  evolution_of_loop, limit);
1173           if (res == t_true)
1174             *evolution_of_loop = add_to_evolution 
1175               (loop->num, chrec_convert (type_rhs, *evolution_of_loop, at_stmt),
1176                MINUS_EXPR, rhs1);
1177
1178           else if (res == t_dont_know)
1179             *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1180         }
1181       else
1182         /* Otherwise, match an assignment under the form: 
1183            "a = ... - ...".  */
1184         /* And there is nothing to do.  */
1185         res = t_false;
1186       
1187       break;
1188     
1189     case MULT_EXPR:
1190       /* This case is under the form "opnd0 = rhs0 * rhs1".  */
1191       rhs0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
1192       rhs1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
1193       STRIP_TYPE_NOPS (rhs0);
1194       STRIP_TYPE_NOPS (rhs1);
1195
1196       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
1197         {
1198           if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1199             {
1200               /* Match an assignment under the form: 
1201                  "a = b * c".  */
1202               res = follow_ssa_edge 
1203                 (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi, 
1204                  evolution_of_loop, limit);
1205               
1206               if (res == t_true || res == t_dont_know)
1207                 *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1208               
1209               else if (res == t_false)
1210                 {
1211                   res = follow_ssa_edge 
1212                     (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1), halting_phi, 
1213                      evolution_of_loop, limit);
1214                   
1215                   if (res == t_true || res == t_dont_know)
1216                     *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1217                 }
1218             }
1219           
1220           else
1221             {
1222               /* Match an assignment under the form: 
1223                  "a = b * ...".  */
1224               res = follow_ssa_edge 
1225                 (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi, 
1226                  evolution_of_loop, limit);
1227               if (res == t_true || res == t_dont_know)
1228                 *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1229             }
1230         }
1231       
1232       else if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1233         {
1234           /* Match an assignment under the form: 
1235              "a = ... * c".  */
1236           res = follow_ssa_edge 
1237             (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1), halting_phi, 
1238              evolution_of_loop, limit);
1239           if (res == t_true || res == t_dont_know)
1240             *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1241         }
1242       
1243       else
1244         /* Otherwise, match an assignment under the form: 
1245            "a = ... * ...".  */
1246         /* And there is nothing to do.  */
1247         res = t_false;
1248       
1249       break;
1250
1251     case ASSERT_EXPR:
1252       {
1253         /* This assignment is of the form: "a_1 = ASSERT_EXPR <a_2, ...>"
1254            It must be handled as a copy assignment of the form a_1 = a_2.  */
1255         tree op0 = ASSERT_EXPR_VAR (rhs);
1256         if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1257           res = follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (op0),
1258                                  halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1259         else
1260           res = t_false;
1261         break;
1262       }
1263
1264
1265     default:
1266       res = t_false;
1267       break;
1268     }
1269   
1270   return res;
1271 }
1272
1273 /* Checks whether the I-th argument of a PHI comes from a backedge.  */
1274
1275 static bool
1276 backedge_phi_arg_p (tree phi, int i)
1277 {
1278   edge e = PHI_ARG_EDGE (phi, i);
1279
1280   /* We would in fact like to test EDGE_DFS_BACK here, but we do not care
1281      about updating it anywhere, and this should work as well most of the
1282      time.  */
1283   if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
1284     return true;
1285
1286   return false;
1287 }
1288
1289 /* Helper function for one branch of the condition-phi-node.  Return
1290    true if the strongly connected component has been found following
1291    this path.  */
1292
1293 static inline t_bool
1294 follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (int i,
1295                                          struct loop *loop, 
1296                                          tree condition_phi, 
1297                                          tree halting_phi,
1298                                          tree *evolution_of_branch,
1299                                          tree init_cond, int limit)
1300 {
1301   tree branch = PHI_ARG_DEF (condition_phi, i);
1302   *evolution_of_branch = chrec_dont_know;
1303
1304   /* Do not follow back edges (they must belong to an irreducible loop, which
1305      we really do not want to worry about).  */
1306   if (backedge_phi_arg_p (condition_phi, i))
1307     return t_false;
1308
1309   if (TREE_CODE (branch) == SSA_NAME)
1310     {
1311       *evolution_of_branch = init_cond;
1312       return follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (branch), halting_phi, 
1313                               evolution_of_branch, limit);
1314     }
1315
1316   /* This case occurs when one of the condition branches sets 
1317      the variable to a constant: i.e. a phi-node like
1318      "a_2 = PHI <a_7(5), 2(6)>;".  
1319          
1320      FIXME:  This case have to be refined correctly: 
1321      in some cases it is possible to say something better than
1322      chrec_dont_know, for example using a wrap-around notation.  */
1323   return t_false;
1324 }
1325
1326 /* This function merges the branches of a condition-phi-node in a
1327    loop.  */
1328
1329 static t_bool
1330 follow_ssa_edge_in_condition_phi (struct loop *loop,
1331                                   tree condition_phi, 
1332                                   tree halting_phi, 
1333                                   tree *evolution_of_loop, int limit)
1334 {
1335   int i;
1336   tree init = *evolution_of_loop;
1337   tree evolution_of_branch;
1338   t_bool res = follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (0, loop, condition_phi,
1339                                                         halting_phi,
1340                                                         &evolution_of_branch,
1341                                                         init, limit);
1342   if (res == t_false || res == t_dont_know)
1343     return res;
1344
1345   *evolution_of_loop = evolution_of_branch;
1346
1347   for (i = 1; i < PHI_NUM_ARGS (condition_phi); i++)
1348     {
1349       /* Quickly give up when the evolution of one of the branches is
1350          not known.  */
1351       if (*evolution_of_loop == chrec_dont_know)
1352         return t_true;
1353
1354       res = follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (i, loop, condition_phi,
1355                                                      halting_phi,
1356                                                      &evolution_of_branch,
1357                                                      init, limit);
1358       if (res == t_false || res == t_dont_know)
1359         return res;
1360
1361       *evolution_of_loop = chrec_merge (*evolution_of_loop,
1362                                         evolution_of_branch);
1363     }
1364   
1365   return t_true;
1366 }
1367
1368 /* Follow an SSA edge in an inner loop.  It computes the overall
1369    effect of the loop, and following the symbolic initial conditions,
1370    it follows the edges in the parent loop.  The inner loop is
1371    considered as a single statement.  */
1372
1373 static t_bool
1374 follow_ssa_edge_inner_loop_phi (struct loop *outer_loop,
1375                                 tree loop_phi_node, 
1376                                 tree halting_phi,
1377                                 tree *evolution_of_loop, int limit)
1378 {
1379   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1380   tree ev = analyze_scalar_evolution (loop, PHI_RESULT (loop_phi_node));
1381
1382   /* Sometimes, the inner loop is too difficult to analyze, and the
1383      result of the analysis is a symbolic parameter.  */
1384   if (ev == PHI_RESULT (loop_phi_node))
1385     {
1386       t_bool res = t_false;
1387       int i;
1388
1389       for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (loop_phi_node); i++)
1390         {
1391           tree arg = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1392           basic_block bb;
1393
1394           /* Follow the edges that exit the inner loop.  */
1395           bb = PHI_ARG_EDGE (loop_phi_node, i)->src;
1396           if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1397             res = follow_ssa_edge_in_rhs (outer_loop, loop_phi_node,
1398                                           arg, halting_phi,
1399                                           evolution_of_loop, limit);
1400           if (res == t_true)
1401             break;
1402         }
1403
1404       /* If the path crosses this loop-phi, give up.  */
1405       if (res == t_true)
1406         *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1407
1408       return res;
1409     }
1410
1411   /* Otherwise, compute the overall effect of the inner loop.  */
1412   ev = compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, ev);
1413   return follow_ssa_edge_in_rhs (outer_loop, loop_phi_node, ev, halting_phi,
1414                                  evolution_of_loop, limit);
1415 }
1416
1417 /* Follow an SSA edge from a loop-phi-node to itself, constructing a
1418    path that is analyzed on the return walk.  */
1419
1420 static t_bool
1421 follow_ssa_edge (struct loop *loop, tree def, tree halting_phi,
1422                  tree *evolution_of_loop, int limit)
1423 {
1424   struct loop *def_loop;
1425   
1426   if (TREE_CODE (def) == NOP_EXPR)
1427     return t_false;
1428   
1429   /* Give up if the path is longer than the MAX that we allow.  */
1430   if (limit++ > PARAM_VALUE (PARAM_SCEV_MAX_EXPR_SIZE))
1431     return t_dont_know;
1432   
1433   def_loop = loop_containing_stmt (def);
1434   
1435   switch (TREE_CODE (def))
1436     {
1437     case PHI_NODE:
1438       if (!loop_phi_node_p (def))
1439         /* DEF is a condition-phi-node.  Follow the branches, and
1440            record their evolutions.  Finally, merge the collected
1441            information and set the approximation to the main
1442            variable.  */
1443         return follow_ssa_edge_in_condition_phi 
1444           (loop, def, halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1445
1446       /* When the analyzed phi is the halting_phi, the
1447          depth-first search is over: we have found a path from
1448          the halting_phi to itself in the loop.  */
1449       if (def == halting_phi)
1450         return t_true;
1451           
1452       /* Otherwise, the evolution of the HALTING_PHI depends
1453          on the evolution of another loop-phi-node, i.e. the
1454          evolution function is a higher degree polynomial.  */
1455       if (def_loop == loop)
1456         return t_false;
1457           
1458       /* Inner loop.  */
1459       if (flow_loop_nested_p (loop, def_loop))
1460         return follow_ssa_edge_inner_loop_phi 
1461           (loop, def, halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1462
1463       /* Outer loop.  */
1464       return t_false;
1465
1466     case MODIFY_EXPR:
1467       return follow_ssa_edge_in_rhs (loop, def,
1468                                      TREE_OPERAND (def, 1), 
1469                                      halting_phi, 
1470                                      evolution_of_loop, limit);
1471       
1472     default:
1473       /* At this level of abstraction, the program is just a set
1474          of MODIFY_EXPRs and PHI_NODEs.  In principle there is no
1475          other node to be handled.  */
1476       return t_false;
1477     }
1478 }
1479
1480 \f
1481
1482 /* Given a LOOP_PHI_NODE, this function determines the evolution
1483    function from LOOP_PHI_NODE to LOOP_PHI_NODE in the loop.  */
1484
1485 static tree
1486 analyze_evolution_in_loop (tree loop_phi_node, 
1487                            tree init_cond)
1488 {
1489   int i;
1490   tree evolution_function = chrec_not_analyzed_yet;
1491   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1492   basic_block bb;
1493   
1494   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1495     {
1496       fprintf (dump_file, "(analyze_evolution_in_loop \n");
1497       fprintf (dump_file, "  (loop_phi_node = ");
1498       print_generic_expr (dump_file, loop_phi_node, 0);
1499       fprintf (dump_file, ")\n");
1500     }
1501   
1502   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (loop_phi_node); i++)
1503     {
1504       tree arg = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1505       tree ssa_chain, ev_fn;
1506       bool res;
1507
1508       /* Select the edges that enter the loop body.  */
1509       bb = PHI_ARG_EDGE (loop_phi_node, i)->src;
1510       if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1511         continue;
1512       
1513       if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
1514         {
1515           ssa_chain = SSA_NAME_DEF_STMT (arg);
1516
1517           /* Pass in the initial condition to the follow edge function.  */
1518           ev_fn = init_cond;
1519           res = follow_ssa_edge (loop, ssa_chain, loop_phi_node, &ev_fn, 0);
1520         }
1521       else
1522         res = false;
1523               
1524       /* When it is impossible to go back on the same
1525          loop_phi_node by following the ssa edges, the
1526          evolution is represented by a peeled chrec, i.e. the
1527          first iteration, EV_FN has the value INIT_COND, then
1528          all the other iterations it has the value of ARG.  
1529          For the moment, PEELED_CHREC nodes are not built.  */
1530       if (!res)
1531         ev_fn = chrec_dont_know;
1532       
1533       /* When there are multiple back edges of the loop (which in fact never
1534          happens currently, but nevertheless), merge their evolutions.  */
1535       evolution_function = chrec_merge (evolution_function, ev_fn);
1536     }
1537   
1538   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1539     {
1540       fprintf (dump_file, "  (evolution_function = ");
1541       print_generic_expr (dump_file, evolution_function, 0);
1542       fprintf (dump_file, "))\n");
1543     }
1544   
1545   return evolution_function;
1546 }
1547
1548 /* Given a loop-phi-node, return the initial conditions of the
1549    variable on entry of the loop.  When the CCP has propagated
1550    constants into the loop-phi-node, the initial condition is
1551    instantiated, otherwise the initial condition is kept symbolic.
1552    This analyzer does not analyze the evolution outside the current
1553    loop, and leaves this task to the on-demand tree reconstructor.  */
1554
1555 static tree 
1556 analyze_initial_condition (tree loop_phi_node)
1557 {
1558   int i;
1559   tree init_cond = chrec_not_analyzed_yet;
1560   struct loop *loop = bb_for_stmt (loop_phi_node)->loop_father;
1561   
1562   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1563     {
1564       fprintf (dump_file, "(analyze_initial_condition \n");
1565       fprintf (dump_file, "  (loop_phi_node = \n");
1566       print_generic_expr (dump_file, loop_phi_node, 0);
1567       fprintf (dump_file, ")\n");
1568     }
1569   
1570   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (loop_phi_node); i++)
1571     {
1572       tree branch = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1573       basic_block bb = PHI_ARG_EDGE (loop_phi_node, i)->src;
1574       
1575       /* When the branch is oriented to the loop's body, it does
1576          not contribute to the initial condition.  */
1577       if (flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1578         continue;
1579
1580       if (init_cond == chrec_not_analyzed_yet)
1581         {
1582           init_cond = branch;
1583           continue;
1584         }
1585
1586       if (TREE_CODE (branch) == SSA_NAME)
1587         {
1588           init_cond = chrec_dont_know;
1589           break;
1590         }
1591
1592       init_cond = chrec_merge (init_cond, branch);
1593     }
1594
1595   /* Ooops -- a loop without an entry???  */
1596   if (init_cond == chrec_not_analyzed_yet)
1597     init_cond = chrec_dont_know;
1598
1599   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1600     {
1601       fprintf (dump_file, "  (init_cond = ");
1602       print_generic_expr (dump_file, init_cond, 0);
1603       fprintf (dump_file, "))\n");
1604     }
1605   
1606   return init_cond;
1607 }
1608
1609 /* Analyze the scalar evolution for LOOP_PHI_NODE.  */
1610
1611 static tree 
1612 interpret_loop_phi (struct loop *loop, tree loop_phi_node)
1613 {
1614   tree res;
1615   struct loop *phi_loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1616   tree init_cond;
1617   
1618   if (phi_loop != loop)
1619     {
1620       struct loop *subloop;
1621       tree evolution_fn = analyze_scalar_evolution
1622         (phi_loop, PHI_RESULT (loop_phi_node));
1623
1624       /* Dive one level deeper.  */
1625       subloop = superloop_at_depth (phi_loop, loop->depth + 1);
1626
1627       /* Interpret the subloop.  */
1628       res = compute_overall_effect_of_inner_loop (subloop, evolution_fn);
1629       return res;
1630     }
1631
1632   /* Otherwise really interpret the loop phi.  */
1633   init_cond = analyze_initial_condition (loop_phi_node);
1634   res = analyze_evolution_in_loop (loop_phi_node, init_cond);
1635
1636   return res;
1637 }
1638
1639 /* This function merges the branches of a condition-phi-node,
1640    contained in the outermost loop, and whose arguments are already
1641    analyzed.  */
1642
1643 static tree
1644 interpret_condition_phi (struct loop *loop, tree condition_phi)
1645 {
1646   int i;
1647   tree res = chrec_not_analyzed_yet;
1648   
1649   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (condition_phi); i++)
1650     {
1651       tree branch_chrec;
1652       
1653       if (backedge_phi_arg_p (condition_phi, i))
1654         {
1655           res = chrec_dont_know;
1656           break;
1657         }
1658
1659       branch_chrec = analyze_scalar_evolution
1660         (loop, PHI_ARG_DEF (condition_phi, i));
1661       
1662       res = chrec_merge (res, branch_chrec);
1663     }
1664
1665   return res;
1666 }
1667
1668 /* Interpret the right hand side of a modify_expr OPND1.  If we didn't
1669    analyze this node before, follow the definitions until ending
1670    either on an analyzed modify_expr, or on a loop-phi-node.  On the
1671    return path, this function propagates evolutions (ala constant copy
1672    propagation).  OPND1 is not a GIMPLE expression because we could
1673    analyze the effect of an inner loop: see interpret_loop_phi.  */
1674
1675 static tree
1676 interpret_rhs_modify_expr (struct loop *loop, tree at_stmt,
1677                            tree opnd1, tree type)
1678 {
1679   tree res, opnd10, opnd11, chrec10, chrec11;
1680
1681   if (is_gimple_min_invariant (opnd1))
1682     return chrec_convert (type, opnd1, at_stmt);
1683
1684   switch (TREE_CODE (opnd1))
1685     {
1686     case PLUS_EXPR:
1687       opnd10 = TREE_OPERAND (opnd1, 0);
1688       opnd11 = TREE_OPERAND (opnd1, 1);
1689       chrec10 = analyze_scalar_evolution (loop, opnd10);
1690       chrec11 = analyze_scalar_evolution (loop, opnd11);
1691       chrec10 = chrec_convert (type, chrec10, at_stmt);
1692       chrec11 = chrec_convert (type, chrec11, at_stmt);
1693       res = chrec_fold_plus (type, chrec10, chrec11);
1694       break;
1695       
1696     case MINUS_EXPR:
1697       opnd10 = TREE_OPERAND (opnd1, 0);
1698       opnd11 = TREE_OPERAND (opnd1, 1);
1699       chrec10 = analyze_scalar_evolution (loop, opnd10);
1700       chrec11 = analyze_scalar_evolution (loop, opnd11);
1701       chrec10 = chrec_convert (type, chrec10, at_stmt);
1702       chrec11 = chrec_convert (type, chrec11, at_stmt);
1703       res = chrec_fold_minus (type, chrec10, chrec11);
1704       break;
1705
1706     case NEGATE_EXPR:
1707       opnd10 = TREE_OPERAND (opnd1, 0);
1708       chrec10 = analyze_scalar_evolution (loop, opnd10);
1709       chrec10 = chrec_convert (type, chrec10, at_stmt);
1710       res = chrec_fold_multiply (type, chrec10, SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
1711                                   ? build_real (type, dconstm1)
1712                                   : build_int_cst_type (type, -1));
1713       break;
1714
1715     case MULT_EXPR:
1716       opnd10 = TREE_OPERAND (opnd1, 0);
1717       opnd11 = TREE_OPERAND (opnd1, 1);
1718       chrec10 = analyze_scalar_evolution (loop, opnd10);
1719       chrec11 = analyze_scalar_evolution (loop, opnd11);
1720       chrec10 = chrec_convert (type, chrec10, at_stmt);
1721       chrec11 = chrec_convert (type, chrec11, at_stmt);
1722       res = chrec_fold_multiply (type, chrec10, chrec11);
1723       break;
1724       
1725     case SSA_NAME:
1726       res = chrec_convert (type, analyze_scalar_evolution (loop, opnd1),
1727                            at_stmt);
1728       break;
1729
1730     case ASSERT_EXPR:
1731       opnd10 = ASSERT_EXPR_VAR (opnd1);
1732       res = chrec_convert (type, analyze_scalar_evolution (loop, opnd10),
1733                            at_stmt);
1734       break;
1735       
1736     case NOP_EXPR:
1737     case CONVERT_EXPR:
1738       opnd10 = TREE_OPERAND (opnd1, 0);
1739       chrec10 = analyze_scalar_evolution (loop, opnd10);
1740       res = chrec_convert (type, chrec10, at_stmt);
1741       break;
1742       
1743     default:
1744       res = chrec_dont_know;
1745       break;
1746     }
1747   
1748   return res;
1749 }
1750
1751 \f
1752
1753 /* This section contains all the entry points: 
1754    - number_of_iterations_in_loop,
1755    - analyze_scalar_evolution,
1756    - instantiate_parameters.
1757 */
1758
1759 /* Compute and return the evolution function in WRTO_LOOP, the nearest
1760    common ancestor of DEF_LOOP and USE_LOOP.  */
1761
1762 static tree 
1763 compute_scalar_evolution_in_loop (struct loop *wrto_loop, 
1764                                   struct loop *def_loop, 
1765                                   tree ev)
1766 {
1767   tree res;
1768   if (def_loop == wrto_loop)
1769     return ev;
1770
1771   def_loop = superloop_at_depth (def_loop, wrto_loop->depth + 1);
1772   res = compute_overall_effect_of_inner_loop (def_loop, ev);
1773
1774   return analyze_scalar_evolution_1 (wrto_loop, res, chrec_not_analyzed_yet);
1775 }
1776
1777 /* Helper recursive function.  */
1778
1779 static tree
1780 analyze_scalar_evolution_1 (struct loop *loop, tree var, tree res)
1781 {
1782   tree def, type = TREE_TYPE (var);
1783   basic_block bb;
1784   struct loop *def_loop;
1785
1786   if (loop == NULL)
1787     return chrec_dont_know;
1788
1789   if (TREE_CODE (var) != SSA_NAME)
1790     return interpret_rhs_modify_expr (loop, NULL_TREE, var, type);
1791
1792   def = SSA_NAME_DEF_STMT (var);
1793   bb = bb_for_stmt (def);
1794   def_loop = bb ? bb->loop_father : NULL;
1795
1796   if (bb == NULL
1797       || !flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1798     {
1799       /* Keep the symbolic form.  */
1800       res = var;
1801       goto set_and_end;
1802     }
1803
1804   if (res != chrec_not_analyzed_yet)
1805     {
1806       if (loop != bb->loop_father)
1807         res = compute_scalar_evolution_in_loop 
1808             (find_common_loop (loop, bb->loop_father), bb->loop_father, res);
1809
1810       goto set_and_end;
1811     }
1812
1813   if (loop != def_loop)
1814     {
1815       res = analyze_scalar_evolution_1 (def_loop, var, chrec_not_analyzed_yet);
1816       res = compute_scalar_evolution_in_loop (loop, def_loop, res);
1817
1818       goto set_and_end;
1819     }
1820
1821   switch (TREE_CODE (def))
1822     {
1823     case MODIFY_EXPR:
1824       res = interpret_rhs_modify_expr (loop, def, TREE_OPERAND (def, 1), type);
1825       break;
1826
1827     case PHI_NODE:
1828       if (loop_phi_node_p (def))
1829         res = interpret_loop_phi (loop, def);
1830       else
1831         res = interpret_condition_phi (loop, def);
1832       break;
1833
1834     default:
1835       res = chrec_dont_know;
1836       break;
1837     }
1838
1839  set_and_end:
1840
1841   /* Keep the symbolic form.  */
1842   if (res == chrec_dont_know)
1843     res = var;
1844
1845   if (loop == def_loop)
1846     set_scalar_evolution (var, res);
1847
1848   return res;
1849 }
1850
1851 /* Entry point for the scalar evolution analyzer.
1852    Analyzes and returns the scalar evolution of the ssa_name VAR.
1853    LOOP_NB is the identifier number of the loop in which the variable
1854    is used.
1855    
1856    Example of use: having a pointer VAR to a SSA_NAME node, STMT a
1857    pointer to the statement that uses this variable, in order to
1858    determine the evolution function of the variable, use the following
1859    calls:
1860    
1861    unsigned loop_nb = loop_containing_stmt (stmt)->num;
1862    tree chrec_with_symbols = analyze_scalar_evolution (loop_nb, var);
1863    tree chrec_instantiated = instantiate_parameters 
1864    (loop_nb, chrec_with_symbols);
1865 */
1866
1867 tree 
1868 analyze_scalar_evolution (struct loop *loop, tree var)
1869 {
1870   tree res;
1871
1872   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1873     {
1874       fprintf (dump_file, "(analyze_scalar_evolution \n");
1875       fprintf (dump_file, "  (loop_nb = %d)\n", loop->num);
1876       fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
1877       print_generic_expr (dump_file, var, 0);
1878       fprintf (dump_file, ")\n");
1879     }
1880
1881   res = analyze_scalar_evolution_1 (loop, var, get_scalar_evolution (var));
1882
1883   if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME && res == chrec_dont_know)
1884     res = var;
1885
1886   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1887     fprintf (dump_file, ")\n");
1888
1889   return res;
1890 }
1891
1892 /* Analyze scalar evolution of use of VERSION in USE_LOOP with respect to
1893    WRTO_LOOP (which should be a superloop of both USE_LOOP and definition
1894    of VERSION).  */
1895
1896 static tree
1897 analyze_scalar_evolution_in_loop (struct loop *wrto_loop, struct loop *use_loop,
1898                                   tree version)
1899 {
1900   bool val = false;
1901   tree ev = version;
1902
1903   while (1)
1904     {
1905       ev = analyze_scalar_evolution (use_loop, ev);
1906       ev = resolve_mixers (use_loop, ev);
1907
1908       if (use_loop == wrto_loop)
1909         return ev;
1910
1911       /* If the value of the use changes in the inner loop, we cannot express
1912          its value in the outer loop (we might try to return interval chrec,
1913          but we do not have a user for it anyway)  */
1914       if (!no_evolution_in_loop_p (ev, use_loop->num, &val)
1915           || !val)
1916         return chrec_dont_know;
1917
1918       use_loop = use_loop->outer;
1919     }
1920 }
1921
1922 /* Returns instantiated value for VERSION in CACHE.  */
1923
1924 static tree
1925 get_instantiated_value (htab_t cache, tree version)
1926 {
1927   struct scev_info_str *info, pattern;
1928   
1929   pattern.var = version;
1930   info = htab_find (cache, &pattern);
1931
1932   if (info)
1933     return info->chrec;
1934   else
1935     return NULL_TREE;
1936 }
1937
1938 /* Sets instantiated value for VERSION to VAL in CACHE.  */
1939
1940 static void
1941 set_instantiated_value (htab_t cache, tree version, tree val)
1942 {
1943   struct scev_info_str *info, pattern;
1944   PTR *slot;
1945   
1946   pattern.var = version;
1947   slot = htab_find_slot (cache, &pattern, INSERT);
1948
1949   if (*slot)
1950     info = *slot;
1951   else
1952     info = *slot = new_scev_info_str (version);
1953   info->chrec = val;
1954 }
1955
1956 /* Return the closed_loop_phi node for VAR.  If there is none, return
1957    NULL_TREE.  */
1958
1959 static tree
1960 loop_closed_phi_def (tree var)
1961 {
1962   struct loop *loop;
1963   edge exit;
1964   tree phi;
1965
1966   if (var == NULL_TREE
1967       || TREE_CODE (var) != SSA_NAME)
1968     return NULL_TREE;
1969
1970   loop = loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (var));
1971   exit = loop->single_exit;
1972   if (!exit)
1973     return NULL_TREE;
1974
1975   for (phi = phi_nodes (exit->dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
1976     if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, exit) == var)
1977       return PHI_RESULT (phi);
1978
1979   return NULL_TREE;
1980 }
1981
1982 /* Analyze all the parameters of the chrec that were left under a symbolic form,
1983    with respect to LOOP.  CHREC is the chrec to instantiate.  CACHE is the cache
1984    of already instantiated values.  FLAGS modify the way chrecs are
1985    instantiated.  */
1986
1987 /* Values for FLAGS.  */
1988 enum
1989 {
1990   INSERT_SUPERLOOP_CHRECS = 1,  /* Loop invariants are replaced with chrecs
1991                                    in outer loops.  */
1992   FOLD_CONVERSIONS = 2          /* The conversions that may wrap in
1993                                    signed/pointer type are folded, as long as the
1994                                    value of the chrec is preserved.  */
1995 };
1996   
1997 static tree
1998 instantiate_parameters_1 (struct loop *loop, tree chrec, int flags, htab_t cache)
1999 {
2000   tree res, op0, op1, op2;
2001   basic_block def_bb;
2002   struct loop *def_loop;
2003
2004   if (automatically_generated_chrec_p (chrec)
2005       || is_gimple_min_invariant (chrec))
2006     return chrec;
2007
2008   switch (TREE_CODE (chrec))
2009     {
2010     case SSA_NAME:
2011       def_bb = bb_for_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (chrec));
2012
2013       /* A parameter (or loop invariant and we do not want to include
2014          evolutions in outer loops), nothing to do.  */
2015       if (!def_bb
2016           || (!(flags & INSERT_SUPERLOOP_CHRECS)
2017               && !flow_bb_inside_loop_p (loop, def_bb)))
2018         return chrec;
2019
2020       /* We cache the value of instantiated variable to avoid exponential
2021          time complexity due to reevaluations.  We also store the convenient
2022          value in the cache in order to prevent infinite recursion -- we do
2023          not want to instantiate the SSA_NAME if it is in a mixer
2024          structure.  This is used for avoiding the instantiation of
2025          recursively defined functions, such as: 
2026
2027          | a_2 -> {0, +, 1, +, a_2}_1  */
2028
2029       res = get_instantiated_value (cache, chrec);
2030       if (res)
2031         return res;
2032
2033       /* Store the convenient value for chrec in the structure.  If it
2034          is defined outside of the loop, we may just leave it in symbolic
2035          form, otherwise we need to admit that we do not know its behavior
2036          inside the loop.  */
2037       res = !flow_bb_inside_loop_p (loop, def_bb) ? chrec : chrec_dont_know;
2038       set_instantiated_value (cache, chrec, res);
2039
2040       /* To make things even more complicated, instantiate_parameters_1
2041          calls analyze_scalar_evolution that may call # of iterations
2042          analysis that may in turn call instantiate_parameters_1 again.
2043          To prevent the infinite recursion, keep also the bitmap of
2044          ssa names that are being instantiated globally.  */
2045       if (bitmap_bit_p (already_instantiated, SSA_NAME_VERSION (chrec)))
2046         return res;
2047
2048       def_loop = find_common_loop (loop, def_bb->loop_father);
2049
2050       /* If the analysis yields a parametric chrec, instantiate the
2051          result again.  */
2052       bitmap_set_bit (already_instantiated, SSA_NAME_VERSION (chrec));
2053       res = analyze_scalar_evolution (def_loop, chrec);
2054
2055       /* Don't instantiate loop-closed-ssa phi nodes.  */
2056       if (TREE_CODE (res) == SSA_NAME
2057           && (loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (res)) == NULL
2058               || (loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (res))->depth
2059                   > def_loop->depth)))
2060         {
2061           if (res == chrec)
2062             res = loop_closed_phi_def (chrec);
2063           else
2064             res = chrec;
2065
2066           if (res == NULL_TREE)
2067             res = chrec_dont_know;
2068         }
2069
2070       else if (res != chrec_dont_know)
2071         res = instantiate_parameters_1 (loop, res, flags, cache);
2072
2073       bitmap_clear_bit (already_instantiated, SSA_NAME_VERSION (chrec));
2074
2075       /* Store the correct value to the cache.  */
2076       set_instantiated_value (cache, chrec, res);
2077       return res;
2078
2079     case POLYNOMIAL_CHREC:
2080       op0 = instantiate_parameters_1 (loop, CHREC_LEFT (chrec),
2081                                       flags, cache);
2082       if (op0 == chrec_dont_know)
2083         return chrec_dont_know;
2084
2085       op1 = instantiate_parameters_1 (loop, CHREC_RIGHT (chrec),
2086                                       flags, cache);
2087       if (op1 == chrec_dont_know)
2088         return chrec_dont_know;
2089
2090       if (CHREC_LEFT (chrec) != op0
2091           || CHREC_RIGHT (chrec) != op1)
2092         chrec = build_polynomial_chrec (CHREC_VARIABLE (chrec), op0, op1);
2093       return chrec;
2094
2095     case PLUS_EXPR:
2096       op0 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 0),
2097                                       flags, cache);
2098       if (op0 == chrec_dont_know)
2099         return chrec_dont_know;
2100
2101       op1 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 1),
2102                                       flags, cache);
2103       if (op1 == chrec_dont_know)
2104         return chrec_dont_know;
2105
2106       if (TREE_OPERAND (chrec, 0) != op0
2107           || TREE_OPERAND (chrec, 1) != op1)
2108         chrec = chrec_fold_plus (TREE_TYPE (chrec), op0, op1);
2109       return chrec;
2110
2111     case MINUS_EXPR:
2112       op0 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 0),
2113                                       flags, cache);
2114       if (op0 == chrec_dont_know)
2115         return chrec_dont_know;
2116
2117       op1 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 1),
2118                                       flags, cache);
2119       if (op1 == chrec_dont_know)
2120         return chrec_dont_know;
2121
2122       if (TREE_OPERAND (chrec, 0) != op0
2123           || TREE_OPERAND (chrec, 1) != op1)
2124         chrec = chrec_fold_minus (TREE_TYPE (chrec), op0, op1);
2125       return chrec;
2126
2127     case MULT_EXPR:
2128       op0 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 0),
2129                                       flags, cache);
2130       if (op0 == chrec_dont_know)
2131         return chrec_dont_know;
2132
2133       op1 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 1),
2134                                       flags, cache);
2135       if (op1 == chrec_dont_know)
2136         return chrec_dont_know;
2137
2138       if (TREE_OPERAND (chrec, 0) != op0
2139           || TREE_OPERAND (chrec, 1) != op1)
2140         chrec = chrec_fold_multiply (TREE_TYPE (chrec), op0, op1);
2141       return chrec;
2142
2143     case NOP_EXPR:
2144     case CONVERT_EXPR:
2145     case NON_LVALUE_EXPR:
2146       op0 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 0),
2147                                       flags, cache);
2148       if (op0 == chrec_dont_know)
2149         return chrec_dont_know;
2150
2151       if (flags & FOLD_CONVERSIONS)
2152         {
2153           tree tmp = chrec_convert_aggressive (TREE_TYPE (chrec), op0);
2154           if (tmp)
2155             return tmp;
2156         }
2157
2158       if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0))
2159         return chrec;
2160
2161       return chrec_convert (TREE_TYPE (chrec), op0, NULL_TREE);
2162
2163     case SCEV_NOT_KNOWN:
2164       return chrec_dont_know;
2165
2166     case SCEV_KNOWN:
2167       return chrec_known;
2168                                      
2169     default:
2170       break;
2171     }
2172
2173   switch (TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (chrec)))
2174     {
2175     case 3:
2176       op0 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 0),
2177                                       flags, cache);
2178       if (op0 == chrec_dont_know)
2179         return chrec_dont_know;
2180
2181       op1 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 1),
2182                                       flags, cache);
2183       if (op1 == chrec_dont_know)
2184         return chrec_dont_know;
2185
2186       op2 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 2),
2187                                       flags, cache);
2188       if (op2 == chrec_dont_know)
2189         return chrec_dont_know;
2190
2191       if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0)
2192           && op1 == TREE_OPERAND (chrec, 1)
2193           && op2 == TREE_OPERAND (chrec, 2))
2194         return chrec;
2195
2196       return fold_build3 (TREE_CODE (chrec),
2197                           TREE_TYPE (chrec), op0, op1, op2);
2198
2199     case 2:
2200       op0 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 0),
2201                                       flags, cache);
2202       if (op0 == chrec_dont_know)
2203         return chrec_dont_know;
2204
2205       op1 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 1),
2206                                       flags, cache);
2207       if (op1 == chrec_dont_know)
2208         return chrec_dont_know;
2209
2210       if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0)
2211           && op1 == TREE_OPERAND (chrec, 1))
2212         return chrec;
2213       return fold_build2 (TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec), op0, op1);
2214             
2215     case 1:
2216       op0 = instantiate_parameters_1 (loop, TREE_OPERAND (chrec, 0),
2217                                       flags, cache);
2218       if (op0 == chrec_dont_know)
2219         return chrec_dont_know;
2220       if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0))
2221         return chrec;
2222       return fold_build1 (TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec), op0);
2223
2224     case 0:
2225       return chrec;
2226
2227     default:
2228       break;
2229     }
2230
2231   /* Too complicated to handle.  */
2232   return chrec_dont_know;
2233 }
2234
2235 /* Analyze all the parameters of the chrec that were left under a
2236    symbolic form.  LOOP is the loop in which symbolic names have to
2237    be analyzed and instantiated.  */
2238
2239 tree
2240 instantiate_parameters (struct loop *loop,
2241                         tree chrec)
2242 {
2243   tree res;
2244   htab_t cache = htab_create (10, hash_scev_info, eq_scev_info, del_scev_info);
2245
2246   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2247     {
2248       fprintf (dump_file, "(instantiate_parameters \n");
2249       fprintf (dump_file, "  (loop_nb = %d)\n", loop->num);
2250       fprintf (dump_file, "  (chrec = ");
2251       print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
2252       fprintf (dump_file, ")\n");
2253     }
2254  
2255   res = instantiate_parameters_1 (loop, chrec, INSERT_SUPERLOOP_CHRECS, cache);
2256
2257   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2258     {
2259       fprintf (dump_file, "  (res = ");
2260       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
2261       fprintf (dump_file, "))\n");
2262     }
2263
2264   htab_delete (cache);
2265   
2266   return res;
2267 }
2268
2269 /* Similar to instantiate_parameters, but does not introduce the
2270    evolutions in outer loops for LOOP invariants in CHREC, and does not
2271    care about causing overflows, as long as they do not affect value
2272    of an expression.  */
2273
2274 static tree
2275 resolve_mixers (struct loop *loop, tree chrec)
2276 {
2277   htab_t cache = htab_create (10, hash_scev_info, eq_scev_info, del_scev_info);
2278   tree ret = instantiate_parameters_1 (loop, chrec, FOLD_CONVERSIONS, cache);
2279   htab_delete (cache);
2280   return ret;
2281 }
2282
2283 /* Entry point for the analysis of the number of iterations pass.  
2284    This function tries to safely approximate the number of iterations
2285    the loop will run.  When this property is not decidable at compile
2286    time, the result is chrec_dont_know.  Otherwise the result is
2287    a scalar or a symbolic parameter.
2288    
2289    Example of analysis: suppose that the loop has an exit condition:
2290    
2291    "if (b > 49) goto end_loop;"
2292    
2293    and that in a previous analysis we have determined that the
2294    variable 'b' has an evolution function:
2295    
2296    "EF = {23, +, 5}_2".  
2297    
2298    When we evaluate the function at the point 5, i.e. the value of the
2299    variable 'b' after 5 iterations in the loop, we have EF (5) = 48,
2300    and EF (6) = 53.  In this case the value of 'b' on exit is '53' and
2301    the loop body has been executed 6 times.  */
2302
2303 tree 
2304 number_of_iterations_in_loop (struct loop *loop)
2305 {
2306   tree res, type;
2307   edge exit;
2308   struct tree_niter_desc niter_desc;
2309
2310   /* Determine whether the number_of_iterations_in_loop has already
2311      been computed.  */
2312   res = loop->nb_iterations;
2313   if (res)
2314     return res;
2315   res = chrec_dont_know;
2316
2317   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2318     fprintf (dump_file, "(number_of_iterations_in_loop\n");
2319   
2320   exit = loop->single_exit;
2321   if (!exit)
2322     goto end;
2323
2324   if (!number_of_iterations_exit (loop, exit, &niter_desc, false))
2325     goto end;
2326
2327   type = TREE_TYPE (niter_desc.niter);
2328   if (integer_nonzerop (niter_desc.may_be_zero))
2329     res = build_int_cst (type, 0);
2330   else if (integer_zerop (niter_desc.may_be_zero))
2331     res = niter_desc.niter;
2332   else
2333     res = chrec_dont_know;
2334
2335 end:
2336   return set_nb_iterations_in_loop (loop, res);
2337 }
2338
2339 /* One of the drivers for testing the scalar evolutions analysis.
2340    This function computes the number of iterations for all the loops
2341    from the EXIT_CONDITIONS array.  */
2342
2343 static void 
2344 number_of_iterations_for_all_loops (VEC(tree,heap) **exit_conditions)
2345 {
2346   unsigned int i;
2347   unsigned nb_chrec_dont_know_loops = 0;
2348   unsigned nb_static_loops = 0;
2349   tree cond;
2350   
2351   for (i = 0; VEC_iterate (tree, *exit_conditions, i, cond); i++)
2352     {
2353       tree res = number_of_iterations_in_loop (loop_containing_stmt (cond));
2354       if (chrec_contains_undetermined (res))
2355         nb_chrec_dont_know_loops++;
2356       else
2357         nb_static_loops++;
2358     }
2359   
2360   if (dump_file)
2361     {
2362       fprintf (dump_file, "\n(\n");
2363       fprintf (dump_file, "-----------------------------------------\n");
2364       fprintf (dump_file, "%d\tnb_chrec_dont_know_loops\n", nb_chrec_dont_know_loops);
2365       fprintf (dump_file, "%d\tnb_static_loops\n", nb_static_loops);
2366       fprintf (dump_file, "%d\tnb_total_loops\n", current_loops->num);
2367       fprintf (dump_file, "-----------------------------------------\n");
2368       fprintf (dump_file, ")\n\n");
2369       
2370       print_loop_ir (dump_file);
2371     }
2372 }
2373
2374 \f
2375
2376 /* Counters for the stats.  */
2377
2378 struct chrec_stats 
2379 {
2380   unsigned nb_chrecs;
2381   unsigned nb_affine;
2382   unsigned nb_affine_multivar;
2383   unsigned nb_higher_poly;
2384   unsigned nb_chrec_dont_know;
2385   unsigned nb_undetermined;
2386 };
2387
2388 /* Reset the counters.  */
2389
2390 static inline void
2391 reset_chrecs_counters (struct chrec_stats *stats)
2392 {
2393   stats->nb_chrecs = 0;
2394   stats->nb_affine = 0;
2395   stats->nb_affine_multivar = 0;
2396   stats->nb_higher_poly = 0;
2397   stats->nb_chrec_dont_know = 0;
2398   stats->nb_undetermined = 0;
2399 }
2400
2401 /* Dump the contents of a CHREC_STATS structure.  */
2402
2403 static void
2404 dump_chrecs_stats (FILE *file, struct chrec_stats *stats)
2405 {
2406   fprintf (file, "\n(\n");
2407   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2408   fprintf (file, "%d\taffine univariate chrecs\n", stats->nb_affine);
2409   fprintf (file, "%d\taffine multivariate chrecs\n", stats->nb_affine_multivar);
2410   fprintf (file, "%d\tdegree greater than 2 polynomials\n", 
2411            stats->nb_higher_poly);
2412   fprintf (file, "%d\tchrec_dont_know chrecs\n", stats->nb_chrec_dont_know);
2413   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2414   fprintf (file, "%d\ttotal chrecs\n", stats->nb_chrecs);
2415   fprintf (file, "%d\twith undetermined coefficients\n", 
2416            stats->nb_undetermined);
2417   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2418   fprintf (file, "%d\tchrecs in the scev database\n", 
2419            (int) htab_elements (scalar_evolution_info));
2420   fprintf (file, "%d\tsets in the scev database\n", nb_set_scev);
2421   fprintf (file, "%d\tgets in the scev database\n", nb_get_scev);
2422   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2423   fprintf (file, ")\n\n");
2424 }
2425
2426 /* Gather statistics about CHREC.  */
2427
2428 static void
2429 gather_chrec_stats (tree chrec, struct chrec_stats *stats)
2430 {
2431   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2432     {
2433       fprintf (dump_file, "(classify_chrec ");
2434       print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
2435       fprintf (dump_file, "\n");
2436     }
2437   
2438   stats->nb_chrecs++;
2439   
2440   if (chrec == NULL_TREE)
2441     {
2442       stats->nb_undetermined++;
2443       return;
2444     }
2445   
2446   switch (TREE_CODE (chrec))
2447     {
2448     case POLYNOMIAL_CHREC:
2449       if (evolution_function_is_affine_p (chrec))
2450         {
2451           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2452             fprintf (dump_file, "  affine_univariate\n");
2453           stats->nb_affine++;
2454         }
2455       else if (evolution_function_is_affine_multivariate_p (chrec))
2456         {
2457           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2458             fprintf (dump_file, "  affine_multivariate\n");
2459           stats->nb_affine_multivar++;
2460         }
2461       else
2462         {
2463           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2464             fprintf (dump_file, "  higher_degree_polynomial\n");
2465           stats->nb_higher_poly++;
2466         }
2467       
2468       break;
2469
2470     default:
2471       break;
2472     }
2473   
2474   if (chrec_contains_undetermined (chrec))
2475     {
2476       if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2477         fprintf (dump_file, "  undetermined\n");
2478       stats->nb_undetermined++;
2479     }
2480   
2481   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2482     fprintf (dump_file, ")\n");
2483 }
2484
2485 /* One of the drivers for testing the scalar evolutions analysis.
2486    This function analyzes the scalar evolution of all the scalars
2487    defined as loop phi nodes in one of the loops from the
2488    EXIT_CONDITIONS array.  
2489    
2490    TODO Optimization: A loop is in canonical form if it contains only
2491    a single scalar loop phi node.  All the other scalars that have an
2492    evolution in the loop are rewritten in function of this single
2493    index.  This allows the parallelization of the loop.  */
2494
2495 static void 
2496 analyze_scalar_evolution_for_all_loop_phi_nodes (VEC(tree,heap) **exit_conditions)
2497 {
2498   unsigned int i;
2499   struct chrec_stats stats;
2500   tree cond;
2501   
2502   reset_chrecs_counters (&stats);
2503   
2504   for (i = 0; VEC_iterate (tree, *exit_conditions, i, cond); i++)
2505     {
2506       struct loop *loop;
2507       basic_block bb;
2508       tree phi, chrec;
2509       
2510       loop = loop_containing_stmt (cond);
2511       bb = loop->header;
2512       
2513       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2514         if (is_gimple_reg (PHI_RESULT (phi)))
2515           {
2516             chrec = instantiate_parameters 
2517               (loop, 
2518                analyze_scalar_evolution (loop, PHI_RESULT (phi)));
2519             
2520             if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2521               gather_chrec_stats (chrec, &stats);
2522           }
2523     }
2524   
2525   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2526     dump_chrecs_stats (dump_file, &stats);
2527 }
2528
2529 /* Callback for htab_traverse, gathers information on chrecs in the
2530    hashtable.  */
2531
2532 static int
2533 gather_stats_on_scev_database_1 (void **slot, void *stats)
2534 {
2535   struct scev_info_str *entry = *slot;
2536
2537   gather_chrec_stats (entry->chrec, stats);
2538
2539   return 1;
2540 }
2541
2542 /* Classify the chrecs of the whole database.  */
2543
2544 void 
2545 gather_stats_on_scev_database (void)
2546 {
2547   struct chrec_stats stats;
2548   
2549   if (!dump_file)
2550     return;
2551   
2552   reset_chrecs_counters (&stats);
2553  
2554   htab_traverse (scalar_evolution_info, gather_stats_on_scev_database_1,
2555                  &stats);
2556
2557   dump_chrecs_stats (dump_file, &stats);
2558 }
2559
2560 \f
2561
2562 /* Initializer.  */
2563
2564 static void
2565 initialize_scalar_evolutions_analyzer (void)
2566 {
2567   /* The elements below are unique.  */
2568   if (chrec_dont_know == NULL_TREE)
2569     {
2570       chrec_not_analyzed_yet = NULL_TREE;
2571       chrec_dont_know = make_node (SCEV_NOT_KNOWN);
2572       chrec_known = make_node (SCEV_KNOWN);
2573       TREE_TYPE (chrec_dont_know) = void_type_node;
2574       TREE_TYPE (chrec_known) = void_type_node;
2575     }
2576 }
2577
2578 /* Initialize the analysis of scalar evolutions for LOOPS.  */
2579
2580 void
2581 scev_initialize (struct loops *loops)
2582 {
2583   unsigned i;
2584   current_loops = loops;
2585
2586   scalar_evolution_info = htab_create (100, hash_scev_info,
2587                                        eq_scev_info, del_scev_info);
2588   already_instantiated = BITMAP_ALLOC (NULL);
2589   
2590   initialize_scalar_evolutions_analyzer ();
2591
2592   for (i = 1; i < loops->num; i++)
2593     if (loops->parray[i])
2594       loops->parray[i]->nb_iterations = NULL_TREE;
2595 }
2596
2597 /* Cleans up the information cached by the scalar evolutions analysis.  */
2598
2599 void
2600 scev_reset (void)
2601 {
2602   unsigned i;
2603   struct loop *loop;
2604
2605   if (!scalar_evolution_info || !current_loops)
2606     return;
2607
2608   htab_empty (scalar_evolution_info);
2609   for (i = 1; i < current_loops->num; i++)
2610     {
2611       loop = current_loops->parray[i];
2612       if (loop)
2613         loop->nb_iterations = NULL_TREE;
2614     }
2615 }
2616
2617 /* Checks whether OP behaves as a simple affine iv of LOOP in STMT and returns
2618    its BASE and STEP if possible.  If ALLOW_NONCONSTANT_STEP is true, we
2619    want STEP to be invariant in LOOP.  Otherwise we require it to be an
2620    integer constant.  */
2621
2622 bool
2623 simple_iv (struct loop *loop, tree stmt, tree op, tree *base, tree *step,
2624            bool allow_nonconstant_step)
2625 {
2626   basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
2627   tree type, ev;
2628
2629   *base = NULL_TREE;
2630   *step = NULL_TREE;
2631
2632   type = TREE_TYPE (op);
2633   if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE
2634       && TREE_CODE (type) != POINTER_TYPE)
2635     return false;
2636
2637   ev = analyze_scalar_evolution_in_loop (loop, bb->loop_father, op);
2638   if (chrec_contains_undetermined (ev))
2639     return false;
2640
2641   if (tree_does_not_contain_chrecs (ev)
2642       && !chrec_contains_symbols_defined_in_loop (ev, loop->num))
2643     {
2644       *base = ev;
2645       return true;
2646     }
2647
2648   if (TREE_CODE (ev) != POLYNOMIAL_CHREC
2649       || CHREC_VARIABLE (ev) != (unsigned) loop->num)
2650     return false;
2651
2652   *step = CHREC_RIGHT (ev);
2653   if (allow_nonconstant_step)
2654     {
2655       if (tree_contains_chrecs (*step, NULL)
2656           || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (*step, loop->num))
2657         return false;
2658     }
2659   else if (TREE_CODE (*step) != INTEGER_CST)
2660     return false;
2661
2662   *base = CHREC_LEFT (ev);
2663   if (tree_contains_chrecs (*base, NULL)
2664       || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (*base, loop->num))
2665     return false;
2666
2667   return true;
2668 }
2669
2670 /* Runs the analysis of scalar evolutions.  */
2671
2672 void
2673 scev_analysis (void)
2674 {
2675   VEC(tree,heap) *exit_conditions;
2676   
2677   exit_conditions = VEC_alloc (tree, heap, 37);
2678   select_loops_exit_conditions (current_loops, &exit_conditions);
2679
2680   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2681     analyze_scalar_evolution_for_all_loop_phi_nodes (&exit_conditions);
2682   
2683   number_of_iterations_for_all_loops (&exit_conditions);
2684   VEC_free (tree, heap, exit_conditions);
2685 }
2686
2687 /* Finalize the scalar evolution analysis.  */
2688
2689 void
2690 scev_finalize (void)
2691 {
2692   htab_delete (scalar_evolution_info);
2693   BITMAP_FREE (already_instantiated);
2694 }
2695
2696 /* Replace ssa names for that scev can prove they are constant by the
2697    appropriate constants.  Also perform final value replacement in loops,
2698    in case the replacement expressions are cheap.
2699    
2700    We only consider SSA names defined by phi nodes; rest is left to the
2701    ordinary constant propagation pass.  */
2702
2703 void
2704 scev_const_prop (void)
2705 {
2706   basic_block bb;
2707   tree name, phi, next_phi, type, ev;
2708   struct loop *loop, *ex_loop;
2709   bitmap ssa_names_to_remove = NULL;
2710   unsigned i;
2711
2712   if (!current_loops)
2713     return;
2714
2715   FOR_EACH_BB (bb)
2716     {
2717       loop = bb->loop_father;
2718
2719       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2720         {
2721           name = PHI_RESULT (phi);
2722
2723           if (!is_gimple_reg (name))
2724             continue;
2725
2726           type = TREE_TYPE (name);
2727
2728           if (!POINTER_TYPE_P (type)
2729               && !INTEGRAL_TYPE_P (type))
2730             continue;
2731
2732           ev = resolve_mixers (loop, analyze_scalar_evolution (loop, name));
2733           if (!is_gimple_min_invariant (ev)
2734               || !may_propagate_copy (name, ev))
2735             continue;
2736
2737           /* Replace the uses of the name.  */
2738           if (name != ev)
2739             replace_uses_by (name, ev);
2740
2741           if (!ssa_names_to_remove)
2742             ssa_names_to_remove = BITMAP_ALLOC (NULL);
2743           bitmap_set_bit (ssa_names_to_remove, SSA_NAME_VERSION (name));
2744         }
2745     }
2746
2747   /* Remove the ssa names that were replaced by constants.  We do not remove them
2748      directly in the previous cycle, since this invalidates scev cache.  */
2749   if (ssa_names_to_remove)
2750     {
2751       bitmap_iterator bi;
2752       unsigned i;
2753
2754       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (ssa_names_to_remove, 0, i, bi)
2755         {
2756           name = ssa_name (i);
2757           phi = SSA_NAME_DEF_STMT (name);
2758
2759           gcc_assert (TREE_CODE (phi) == PHI_NODE);
2760           remove_phi_node (phi, NULL);
2761         }
2762
2763       BITMAP_FREE (ssa_names_to_remove);
2764       scev_reset ();
2765     }
2766
2767   /* Now the regular final value replacement.  */
2768   for (i = current_loops->num - 1; i > 0; i--)
2769     {
2770       edge exit;
2771       tree def, stmts;
2772
2773       loop = current_loops->parray[i];
2774       if (!loop)
2775         continue;
2776
2777       /* If we do not know exact number of iterations of the loop, we cannot
2778          replace the final value.  */
2779       exit = loop->single_exit;
2780       if (!exit
2781           || number_of_iterations_in_loop (loop) == chrec_dont_know)
2782         continue;
2783       ex_loop = exit->dest->loop_father;
2784
2785       for (phi = phi_nodes (exit->dest); phi; phi = next_phi)
2786         {
2787           next_phi = PHI_CHAIN (phi);
2788           def = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, exit);
2789           if (!is_gimple_reg (def)
2790               || expr_invariant_in_loop_p (loop, def))
2791             continue;
2792
2793           if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (def))
2794               && !INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (def)))
2795             continue;
2796
2797           def = analyze_scalar_evolution_in_loop (ex_loop, ex_loop, def);
2798           if (!tree_does_not_contain_chrecs (def)
2799               || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (def, loop->num)
2800               || def == PHI_RESULT (phi)
2801               || (TREE_CODE (def) == SSA_NAME
2802                   && loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (def))
2803                   && loop_containing_stmt (phi)
2804                   && loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (def))
2805                   == loop_containing_stmt (phi)))
2806             continue;
2807
2808           /* If computing the expression is expensive, let it remain in
2809              loop.  TODO -- we should take the cost of computing the expression
2810              in loop into account.  */
2811           if (force_expr_to_var_cost (def) >= target_spill_cost)
2812             continue;
2813           def = unshare_expr (def);
2814
2815           if (is_gimple_val (def))
2816             stmts = NULL_TREE;
2817           else
2818             def = force_gimple_operand (def, &stmts, true,
2819                                         SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (phi)));
2820           SET_USE (PHI_ARG_DEF_PTR_FROM_EDGE (phi, exit), def);
2821           if (stmts)
2822             compute_phi_arg_on_exit (exit, stmts, def);
2823         }
2824     }
2825 }