OSDN Git Service

2010-08-27 Jerry DeLisle <jvdelisle@gcc.gnu.org>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-scalar-evolution.c
1 /* Scalar evolution detector.
2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Sebastian Pop <s.pop@laposte.net>
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 /*
23    Description:
24
25    This pass analyzes the evolution of scalar variables in loop
26    structures.  The algorithm is based on the SSA representation,
27    and on the loop hierarchy tree.  This algorithm is not based on
28    the notion of versions of a variable, as it was the case for the
29    previous implementations of the scalar evolution algorithm, but
30    it assumes that each defined name is unique.
31
32    The notation used in this file is called "chains of recurrences",
33    and has been proposed by Eugene Zima, Robert Van Engelen, and
34    others for describing induction variables in programs.  For example
35    "b -> {0, +, 2}_1" means that the scalar variable "b" is equal to 0
36    when entering in the loop_1 and has a step 2 in this loop, in other
37    words "for (b = 0; b < N; b+=2);".  Note that the coefficients of
38    this chain of recurrence (or chrec [shrek]) can contain the name of
39    other variables, in which case they are called parametric chrecs.
40    For example, "b -> {a, +, 2}_1" means that the initial value of "b"
41    is the value of "a".  In most of the cases these parametric chrecs
42    are fully instantiated before their use because symbolic names can
43    hide some difficult cases such as self-references described later
44    (see the Fibonacci example).
45
46    A short sketch of the algorithm is:
47
48    Given a scalar variable to be analyzed, follow the SSA edge to
49    its definition:
50
51    - When the definition is a GIMPLE_ASSIGN: if the right hand side
52    (RHS) of the definition cannot be statically analyzed, the answer
53    of the analyzer is: "don't know".
54    Otherwise, for all the variables that are not yet analyzed in the
55    RHS, try to determine their evolution, and finally try to
56    evaluate the operation of the RHS that gives the evolution
57    function of the analyzed variable.
58
59    - When the definition is a condition-phi-node: determine the
60    evolution function for all the branches of the phi node, and
61    finally merge these evolutions (see chrec_merge).
62
63    - When the definition is a loop-phi-node: determine its initial
64    condition, that is the SSA edge defined in an outer loop, and
65    keep it symbolic.  Then determine the SSA edges that are defined
66    in the body of the loop.  Follow the inner edges until ending on
67    another loop-phi-node of the same analyzed loop.  If the reached
68    loop-phi-node is not the starting loop-phi-node, then we keep
69    this definition under a symbolic form.  If the reached
70    loop-phi-node is the same as the starting one, then we compute a
71    symbolic stride on the return path.  The result is then the
72    symbolic chrec {initial_condition, +, symbolic_stride}_loop.
73
74    Examples:
75
76    Example 1: Illustration of the basic algorithm.
77
78    | a = 3
79    | loop_1
80    |   b = phi (a, c)
81    |   c = b + 1
82    |   if (c > 10) exit_loop
83    | endloop
84
85    Suppose that we want to know the number of iterations of the
86    loop_1.  The exit_loop is controlled by a COND_EXPR (c > 10).  We
87    ask the scalar evolution analyzer two questions: what's the
88    scalar evolution (scev) of "c", and what's the scev of "10".  For
89    "10" the answer is "10" since it is a scalar constant.  For the
90    scalar variable "c", it follows the SSA edge to its definition,
91    "c = b + 1", and then asks again what's the scev of "b".
92    Following the SSA edge, we end on a loop-phi-node "b = phi (a,
93    c)", where the initial condition is "a", and the inner loop edge
94    is "c".  The initial condition is kept under a symbolic form (it
95    may be the case that the copy constant propagation has done its
96    work and we end with the constant "3" as one of the edges of the
97    loop-phi-node).  The update edge is followed to the end of the
98    loop, and until reaching again the starting loop-phi-node: b -> c
99    -> b.  At this point we have drawn a path from "b" to "b" from
100    which we compute the stride in the loop: in this example it is
101    "+1".  The resulting scev for "b" is "b -> {a, +, 1}_1".  Now
102    that the scev for "b" is known, it is possible to compute the
103    scev for "c", that is "c -> {a + 1, +, 1}_1".  In order to
104    determine the number of iterations in the loop_1, we have to
105    instantiate_parameters (loop_1, {a + 1, +, 1}_1), that gives after some
106    more analysis the scev {4, +, 1}_1, or in other words, this is
107    the function "f (x) = x + 4", where x is the iteration count of
108    the loop_1.  Now we have to solve the inequality "x + 4 > 10",
109    and take the smallest iteration number for which the loop is
110    exited: x = 7.  This loop runs from x = 0 to x = 7, and in total
111    there are 8 iterations.  In terms of loop normalization, we have
112    created a variable that is implicitly defined, "x" or just "_1",
113    and all the other analyzed scalars of the loop are defined in
114    function of this variable:
115
116    a -> 3
117    b -> {3, +, 1}_1
118    c -> {4, +, 1}_1
119
120    or in terms of a C program:
121
122    | a = 3
123    | for (x = 0; x <= 7; x++)
124    |   {
125    |     b = x + 3
126    |     c = x + 4
127    |   }
128
129    Example 2a: Illustration of the algorithm on nested loops.
130
131    | loop_1
132    |   a = phi (1, b)
133    |   c = a + 2
134    |   loop_2  10 times
135    |     b = phi (c, d)
136    |     d = b + 3
137    |   endloop
138    | endloop
139
140    For analyzing the scalar evolution of "a", the algorithm follows
141    the SSA edge into the loop's body: "a -> b".  "b" is an inner
142    loop-phi-node, and its analysis as in Example 1, gives:
143
144    b -> {c, +, 3}_2
145    d -> {c + 3, +, 3}_2
146
147    Following the SSA edge for the initial condition, we end on "c = a
148    + 2", and then on the starting loop-phi-node "a".  From this point,
149    the loop stride is computed: back on "c = a + 2" we get a "+2" in
150    the loop_1, then on the loop-phi-node "b" we compute the overall
151    effect of the inner loop that is "b = c + 30", and we get a "+30"
152    in the loop_1.  That means that the overall stride in loop_1 is
153    equal to "+32", and the result is:
154
155    a -> {1, +, 32}_1
156    c -> {3, +, 32}_1
157
158    Example 2b: Multivariate chains of recurrences.
159
160    | loop_1
161    |   k = phi (0, k + 1)
162    |   loop_2  4 times
163    |     j = phi (0, j + 1)
164    |     loop_3 4 times
165    |       i = phi (0, i + 1)
166    |       A[j + k] = ...
167    |     endloop
168    |   endloop
169    | endloop
170
171    Analyzing the access function of array A with
172    instantiate_parameters (loop_1, "j + k"), we obtain the
173    instantiation and the analysis of the scalar variables "j" and "k"
174    in loop_1.  This leads to the scalar evolution {4, +, 1}_1: the end
175    value of loop_2 for "j" is 4, and the evolution of "k" in loop_1 is
176    {0, +, 1}_1.  To obtain the evolution function in loop_3 and
177    instantiate the scalar variables up to loop_1, one has to use:
178    instantiate_scev (block_before_loop (loop_1), loop_3, "j + k").
179    The result of this call is {{0, +, 1}_1, +, 1}_2.
180
181    Example 3: Higher degree polynomials.
182
183    | loop_1
184    |   a = phi (2, b)
185    |   c = phi (5, d)
186    |   b = a + 1
187    |   d = c + a
188    | endloop
189
190    a -> {2, +, 1}_1
191    b -> {3, +, 1}_1
192    c -> {5, +, a}_1
193    d -> {5 + a, +, a}_1
194
195    instantiate_parameters (loop_1, {5, +, a}_1) -> {5, +, 2, +, 1}_1
196    instantiate_parameters (loop_1, {5 + a, +, a}_1) -> {7, +, 3, +, 1}_1
197
198    Example 4: Lucas, Fibonacci, or mixers in general.
199
200    | loop_1
201    |   a = phi (1, b)
202    |   c = phi (3, d)
203    |   b = c
204    |   d = c + a
205    | endloop
206
207    a -> (1, c)_1
208    c -> {3, +, a}_1
209
210    The syntax "(1, c)_1" stands for a PEELED_CHREC that has the
211    following semantics: during the first iteration of the loop_1, the
212    variable contains the value 1, and then it contains the value "c".
213    Note that this syntax is close to the syntax of the loop-phi-node:
214    "a -> (1, c)_1" vs. "a = phi (1, c)".
215
216    The symbolic chrec representation contains all the semantics of the
217    original code.  What is more difficult is to use this information.
218
219    Example 5: Flip-flops, or exchangers.
220
221    | loop_1
222    |   a = phi (1, b)
223    |   c = phi (3, d)
224    |   b = c
225    |   d = a
226    | endloop
227
228    a -> (1, c)_1
229    c -> (3, a)_1
230
231    Based on these symbolic chrecs, it is possible to refine this
232    information into the more precise PERIODIC_CHRECs:
233
234    a -> |1, 3|_1
235    c -> |3, 1|_1
236
237    This transformation is not yet implemented.
238
239    Further readings:
240
241    You can find a more detailed description of the algorithm in:
242    http://icps.u-strasbg.fr/~pop/DEA_03_Pop.pdf
243    http://icps.u-strasbg.fr/~pop/DEA_03_Pop.ps.gz.  But note that
244    this is a preliminary report and some of the details of the
245    algorithm have changed.  I'm working on a research report that
246    updates the description of the algorithms to reflect the design
247    choices used in this implementation.
248
249    A set of slides show a high level overview of the algorithm and run
250    an example through the scalar evolution analyzer:
251    http://cri.ensmp.fr/~pop/gcc/mar04/slides.pdf
252
253    The slides that I have presented at the GCC Summit'04 are available
254    at: http://cri.ensmp.fr/~pop/gcc/20040604/gccsummit-lno-spop.pdf
255 */
256
257 #include "config.h"
258 #include "system.h"
259 #include "coretypes.h"
260 #include "tm.h"
261 #include "ggc.h"
262 #include "tree.h"
263 #include "basic-block.h"
264 #include "tree-pretty-print.h"
265 #include "gimple-pretty-print.h"
266 #include "tree-flow.h"
267 #include "tree-dump.h"
268 #include "timevar.h"
269 #include "cfgloop.h"
270 #include "tree-chrec.h"
271 #include "tree-scalar-evolution.h"
272 #include "tree-pass.h"
273 #include "flags.h"
274 #include "params.h"
275
276 static tree analyze_scalar_evolution_1 (struct loop *, tree, tree);
277
278 /* The cached information about an SSA name VAR, claiming that below
279    basic block INSTANTIATED_BELOW, the value of VAR can be expressed
280    as CHREC.  */
281
282 struct GTY(()) scev_info_str {
283   basic_block instantiated_below;
284   tree var;
285   tree chrec;
286 };
287
288 /* Counters for the scev database.  */
289 static unsigned nb_set_scev = 0;
290 static unsigned nb_get_scev = 0;
291
292 /* The following trees are unique elements.  Thus the comparison of
293    another element to these elements should be done on the pointer to
294    these trees, and not on their value.  */
295
296 /* The SSA_NAMEs that are not yet analyzed are qualified with NULL_TREE.  */
297 tree chrec_not_analyzed_yet;
298
299 /* Reserved to the cases where the analyzer has detected an
300    undecidable property at compile time.  */
301 tree chrec_dont_know;
302
303 /* When the analyzer has detected that a property will never
304    happen, then it qualifies it with chrec_known.  */
305 tree chrec_known;
306
307 static GTY ((param_is (struct scev_info_str))) htab_t scalar_evolution_info;
308
309 \f
310 /* Constructs a new SCEV_INFO_STR structure for VAR and INSTANTIATED_BELOW.  */
311
312 static inline struct scev_info_str *
313 new_scev_info_str (basic_block instantiated_below, tree var)
314 {
315   struct scev_info_str *res;
316
317   res = ggc_alloc_scev_info_str ();
318   res->var = var;
319   res->chrec = chrec_not_analyzed_yet;
320   res->instantiated_below = instantiated_below;
321
322   return res;
323 }
324
325 /* Computes a hash function for database element ELT.  */
326
327 static hashval_t
328 hash_scev_info (const void *elt)
329 {
330   return SSA_NAME_VERSION (((const struct scev_info_str *) elt)->var);
331 }
332
333 /* Compares database elements E1 and E2.  */
334
335 static int
336 eq_scev_info (const void *e1, const void *e2)
337 {
338   const struct scev_info_str *elt1 = (const struct scev_info_str *) e1;
339   const struct scev_info_str *elt2 = (const struct scev_info_str *) e2;
340
341   return (elt1->var == elt2->var
342           && elt1->instantiated_below == elt2->instantiated_below);
343 }
344
345 /* Deletes database element E.  */
346
347 static void
348 del_scev_info (void *e)
349 {
350   ggc_free (e);
351 }
352
353 /* Get the scalar evolution of VAR for INSTANTIATED_BELOW basic block.
354    A first query on VAR returns chrec_not_analyzed_yet.  */
355
356 static tree *
357 find_var_scev_info (basic_block instantiated_below, tree var)
358 {
359   struct scev_info_str *res;
360   struct scev_info_str tmp;
361   PTR *slot;
362
363   tmp.var = var;
364   tmp.instantiated_below = instantiated_below;
365   slot = htab_find_slot (scalar_evolution_info, &tmp, INSERT);
366
367   if (!*slot)
368     *slot = new_scev_info_str (instantiated_below, var);
369   res = (struct scev_info_str *) *slot;
370
371   return &res->chrec;
372 }
373
374 /* Return true when CHREC contains symbolic names defined in
375    LOOP_NB.  */
376
377 bool
378 chrec_contains_symbols_defined_in_loop (const_tree chrec, unsigned loop_nb)
379 {
380   int i, n;
381
382   if (chrec == NULL_TREE)
383     return false;
384
385   if (is_gimple_min_invariant (chrec))
386     return false;
387
388   if (TREE_CODE (chrec) == VAR_DECL
389       || TREE_CODE (chrec) == PARM_DECL
390       || TREE_CODE (chrec) == FUNCTION_DECL
391       || TREE_CODE (chrec) == LABEL_DECL
392       || TREE_CODE (chrec) == RESULT_DECL
393       || TREE_CODE (chrec) == FIELD_DECL)
394     return true;
395
396   if (TREE_CODE (chrec) == SSA_NAME)
397     {
398       gimple def = SSA_NAME_DEF_STMT (chrec);
399       struct loop *def_loop = loop_containing_stmt (def);
400       struct loop *loop = get_loop (loop_nb);
401
402       if (def_loop == NULL)
403         return false;
404
405       if (loop == def_loop || flow_loop_nested_p (loop, def_loop))
406         return true;
407
408       return false;
409     }
410
411   n = TREE_OPERAND_LENGTH (chrec);
412   for (i = 0; i < n; i++)
413     if (chrec_contains_symbols_defined_in_loop (TREE_OPERAND (chrec, i),
414                                                 loop_nb))
415       return true;
416   return false;
417 }
418
419 /* Return true when PHI is a loop-phi-node.  */
420
421 static bool
422 loop_phi_node_p (gimple phi)
423 {
424   /* The implementation of this function is based on the following
425      property: "all the loop-phi-nodes of a loop are contained in the
426      loop's header basic block".  */
427
428   return loop_containing_stmt (phi)->header == gimple_bb (phi);
429 }
430
431 /* Compute the scalar evolution for EVOLUTION_FN after crossing LOOP.
432    In general, in the case of multivariate evolutions we want to get
433    the evolution in different loops.  LOOP specifies the level for
434    which to get the evolution.
435
436    Example:
437
438    | for (j = 0; j < 100; j++)
439    |   {
440    |     for (k = 0; k < 100; k++)
441    |       {
442    |         i = k + j;   - Here the value of i is a function of j, k.
443    |       }
444    |      ... = i         - Here the value of i is a function of j.
445    |   }
446    | ... = i              - Here the value of i is a scalar.
447
448    Example:
449
450    | i_0 = ...
451    | loop_1 10 times
452    |   i_1 = phi (i_0, i_2)
453    |   i_2 = i_1 + 2
454    | endloop
455
456    This loop has the same effect as:
457    LOOP_1 has the same effect as:
458
459    | i_1 = i_0 + 20
460
461    The overall effect of the loop, "i_0 + 20" in the previous example,
462    is obtained by passing in the parameters: LOOP = 1,
463    EVOLUTION_FN = {i_0, +, 2}_1.
464 */
465
466 tree
467 compute_overall_effect_of_inner_loop (struct loop *loop, tree evolution_fn)
468 {
469   bool val = false;
470
471   if (evolution_fn == chrec_dont_know)
472     return chrec_dont_know;
473
474   else if (TREE_CODE (evolution_fn) == POLYNOMIAL_CHREC)
475     {
476       struct loop *inner_loop = get_chrec_loop (evolution_fn);
477
478       if (inner_loop == loop
479           || flow_loop_nested_p (loop, inner_loop))
480         {
481           tree nb_iter = number_of_latch_executions (inner_loop);
482
483           if (nb_iter == chrec_dont_know)
484             return chrec_dont_know;
485           else
486             {
487               tree res;
488
489               /* evolution_fn is the evolution function in LOOP.  Get
490                  its value in the nb_iter-th iteration.  */
491               res = chrec_apply (inner_loop->num, evolution_fn, nb_iter);
492
493               if (chrec_contains_symbols_defined_in_loop (res, loop->num))
494                 res = instantiate_parameters (loop, res);
495
496               /* Continue the computation until ending on a parent of LOOP.  */
497               return compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, res);
498             }
499         }
500       else
501         return evolution_fn;
502      }
503
504   /* If the evolution function is an invariant, there is nothing to do.  */
505   else if (no_evolution_in_loop_p (evolution_fn, loop->num, &val) && val)
506     return evolution_fn;
507
508   else
509     return chrec_dont_know;
510 }
511
512 /* Determine whether the CHREC is always positive/negative.  If the expression
513    cannot be statically analyzed, return false, otherwise set the answer into
514    VALUE.  */
515
516 bool
517 chrec_is_positive (tree chrec, bool *value)
518 {
519   bool value0, value1, value2;
520   tree end_value, nb_iter;
521
522   switch (TREE_CODE (chrec))
523     {
524     case POLYNOMIAL_CHREC:
525       if (!chrec_is_positive (CHREC_LEFT (chrec), &value0)
526           || !chrec_is_positive (CHREC_RIGHT (chrec), &value1))
527         return false;
528
529       /* FIXME -- overflows.  */
530       if (value0 == value1)
531         {
532           *value = value0;
533           return true;
534         }
535
536       /* Otherwise the chrec is under the form: "{-197, +, 2}_1",
537          and the proof consists in showing that the sign never
538          changes during the execution of the loop, from 0 to
539          loop->nb_iterations.  */
540       if (!evolution_function_is_affine_p (chrec))
541         return false;
542
543       nb_iter = number_of_latch_executions (get_chrec_loop (chrec));
544       if (chrec_contains_undetermined (nb_iter))
545         return false;
546
547 #if 0
548       /* TODO -- If the test is after the exit, we may decrease the number of
549          iterations by one.  */
550       if (after_exit)
551         nb_iter = chrec_fold_minus (type, nb_iter, build_int_cst (type, 1));
552 #endif
553
554       end_value = chrec_apply (CHREC_VARIABLE (chrec), chrec, nb_iter);
555
556       if (!chrec_is_positive (end_value, &value2))
557         return false;
558
559       *value = value0;
560       return value0 == value1;
561
562     case INTEGER_CST:
563       *value = (tree_int_cst_sgn (chrec) == 1);
564       return true;
565
566     default:
567       return false;
568     }
569 }
570
571 /* Associate CHREC to SCALAR.  */
572
573 static void
574 set_scalar_evolution (basic_block instantiated_below, tree scalar, tree chrec)
575 {
576   tree *scalar_info;
577
578   if (TREE_CODE (scalar) != SSA_NAME)
579     return;
580
581   scalar_info = find_var_scev_info (instantiated_below, scalar);
582
583   if (dump_file)
584     {
585       if (dump_flags & TDF_DETAILS)
586         {
587           fprintf (dump_file, "(set_scalar_evolution \n");
588           fprintf (dump_file, "  instantiated_below = %d \n",
589                    instantiated_below->index);
590           fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
591           print_generic_expr (dump_file, scalar, 0);
592           fprintf (dump_file, ")\n  (scalar_evolution = ");
593           print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
594           fprintf (dump_file, "))\n");
595         }
596       if (dump_flags & TDF_STATS)
597         nb_set_scev++;
598     }
599
600   *scalar_info = chrec;
601 }
602
603 /* Retrieve the chrec associated to SCALAR instantiated below
604    INSTANTIATED_BELOW block.  */
605
606 static tree
607 get_scalar_evolution (basic_block instantiated_below, tree scalar)
608 {
609   tree res;
610
611   if (dump_file)
612     {
613       if (dump_flags & TDF_DETAILS)
614         {
615           fprintf (dump_file, "(get_scalar_evolution \n");
616           fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
617           print_generic_expr (dump_file, scalar, 0);
618           fprintf (dump_file, ")\n");
619         }
620       if (dump_flags & TDF_STATS)
621         nb_get_scev++;
622     }
623
624   switch (TREE_CODE (scalar))
625     {
626     case SSA_NAME:
627       res = *find_var_scev_info (instantiated_below, scalar);
628       break;
629
630     case REAL_CST:
631     case FIXED_CST:
632     case INTEGER_CST:
633       res = scalar;
634       break;
635
636     default:
637       res = chrec_not_analyzed_yet;
638       break;
639     }
640
641   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
642     {
643       fprintf (dump_file, "  (scalar_evolution = ");
644       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
645       fprintf (dump_file, "))\n");
646     }
647
648   return res;
649 }
650
651 /* Helper function for add_to_evolution.  Returns the evolution
652    function for an assignment of the form "a = b + c", where "a" and
653    "b" are on the strongly connected component.  CHREC_BEFORE is the
654    information that we already have collected up to this point.
655    TO_ADD is the evolution of "c".
656
657    When CHREC_BEFORE has an evolution part in LOOP_NB, add to this
658    evolution the expression TO_ADD, otherwise construct an evolution
659    part for this loop.  */
660
661 static tree
662 add_to_evolution_1 (unsigned loop_nb, tree chrec_before, tree to_add,
663                     gimple at_stmt)
664 {
665   tree type, left, right;
666   struct loop *loop = get_loop (loop_nb), *chloop;
667
668   switch (TREE_CODE (chrec_before))
669     {
670     case POLYNOMIAL_CHREC:
671       chloop = get_chrec_loop (chrec_before);
672       if (chloop == loop
673           || flow_loop_nested_p (chloop, loop))
674         {
675           unsigned var;
676
677           type = chrec_type (chrec_before);
678
679           /* When there is no evolution part in this loop, build it.  */
680           if (chloop != loop)
681             {
682               var = loop_nb;
683               left = chrec_before;
684               right = SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
685                 ? build_real (type, dconst0)
686                 : build_int_cst (type, 0);
687             }
688           else
689             {
690               var = CHREC_VARIABLE (chrec_before);
691               left = CHREC_LEFT (chrec_before);
692               right = CHREC_RIGHT (chrec_before);
693             }
694
695           to_add = chrec_convert (type, to_add, at_stmt);
696           right = chrec_convert_rhs (type, right, at_stmt);
697           right = chrec_fold_plus (chrec_type (right), right, to_add);
698           return build_polynomial_chrec (var, left, right);
699         }
700       else
701         {
702           gcc_assert (flow_loop_nested_p (loop, chloop));
703
704           /* Search the evolution in LOOP_NB.  */
705           left = add_to_evolution_1 (loop_nb, CHREC_LEFT (chrec_before),
706                                      to_add, at_stmt);
707           right = CHREC_RIGHT (chrec_before);
708           right = chrec_convert_rhs (chrec_type (left), right, at_stmt);
709           return build_polynomial_chrec (CHREC_VARIABLE (chrec_before),
710                                          left, right);
711         }
712
713     default:
714       /* These nodes do not depend on a loop.  */
715       if (chrec_before == chrec_dont_know)
716         return chrec_dont_know;
717
718       left = chrec_before;
719       right = chrec_convert_rhs (chrec_type (left), to_add, at_stmt);
720       return build_polynomial_chrec (loop_nb, left, right);
721     }
722 }
723
724 /* Add TO_ADD to the evolution part of CHREC_BEFORE in the dimension
725    of LOOP_NB.
726
727    Description (provided for completeness, for those who read code in
728    a plane, and for my poor 62 bytes brain that would have forgotten
729    all this in the next two or three months):
730
731    The algorithm of translation of programs from the SSA representation
732    into the chrecs syntax is based on a pattern matching.  After having
733    reconstructed the overall tree expression for a loop, there are only
734    two cases that can arise:
735
736    1. a = loop-phi (init, a + expr)
737    2. a = loop-phi (init, expr)
738
739    where EXPR is either a scalar constant with respect to the analyzed
740    loop (this is a degree 0 polynomial), or an expression containing
741    other loop-phi definitions (these are higher degree polynomials).
742
743    Examples:
744
745    1.
746    | init = ...
747    | loop_1
748    |   a = phi (init, a + 5)
749    | endloop
750
751    2.
752    | inita = ...
753    | initb = ...
754    | loop_1
755    |   a = phi (inita, 2 * b + 3)
756    |   b = phi (initb, b + 1)
757    | endloop
758
759    For the first case, the semantics of the SSA representation is:
760
761    | a (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} expr (j)
762
763    that is, there is a loop index "x" that determines the scalar value
764    of the variable during the loop execution.  During the first
765    iteration, the value is that of the initial condition INIT, while
766    during the subsequent iterations, it is the sum of the initial
767    condition with the sum of all the values of EXPR from the initial
768    iteration to the before last considered iteration.
769
770    For the second case, the semantics of the SSA program is:
771
772    | a (x) = init, if x = 0;
773    |         expr (x - 1), otherwise.
774
775    The second case corresponds to the PEELED_CHREC, whose syntax is
776    close to the syntax of a loop-phi-node:
777
778    | phi (init, expr)  vs.  (init, expr)_x
779
780    The proof of the translation algorithm for the first case is a
781    proof by structural induction based on the degree of EXPR.
782
783    Degree 0:
784    When EXPR is a constant with respect to the analyzed loop, or in
785    other words when EXPR is a polynomial of degree 0, the evolution of
786    the variable A in the loop is an affine function with an initial
787    condition INIT, and a step EXPR.  In order to show this, we start
788    from the semantics of the SSA representation:
789
790    f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} expr (j)
791
792    and since "expr (j)" is a constant with respect to "j",
793
794    f (x) = init + x * expr
795
796    Finally, based on the semantics of the pure sum chrecs, by
797    identification we get the corresponding chrecs syntax:
798
799    f (x) = init * \binom{x}{0} + expr * \binom{x}{1}
800    f (x) -> {init, +, expr}_x
801
802    Higher degree:
803    Suppose that EXPR is a polynomial of degree N with respect to the
804    analyzed loop_x for which we have already determined that it is
805    written under the chrecs syntax:
806
807    | expr (x)  ->  {b_0, +, b_1, +, ..., +, b_{n-1}} (x)
808
809    We start from the semantics of the SSA program:
810
811    | f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1} expr (j)
812    |
813    | f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1}
814    |                (b_0 * \binom{j}{0} + ... + b_{n-1} * \binom{j}{n-1})
815    |
816    | f (x) = init + \sum_{j = 0}^{x - 1}
817    |                \sum_{k = 0}^{n - 1} (b_k * \binom{j}{k})
818    |
819    | f (x) = init + \sum_{k = 0}^{n - 1}
820    |                (b_k * \sum_{j = 0}^{x - 1} \binom{j}{k})
821    |
822    | f (x) = init + \sum_{k = 0}^{n - 1}
823    |                (b_k * \binom{x}{k + 1})
824    |
825    | f (x) = init + b_0 * \binom{x}{1} + ...
826    |              + b_{n-1} * \binom{x}{n}
827    |
828    | f (x) = init * \binom{x}{0} + b_0 * \binom{x}{1} + ...
829    |                             + b_{n-1} * \binom{x}{n}
830    |
831
832    And finally from the definition of the chrecs syntax, we identify:
833    | f (x)  ->  {init, +, b_0, +, ..., +, b_{n-1}}_x
834
835    This shows the mechanism that stands behind the add_to_evolution
836    function.  An important point is that the use of symbolic
837    parameters avoids the need of an analysis schedule.
838
839    Example:
840
841    | inita = ...
842    | initb = ...
843    | loop_1
844    |   a = phi (inita, a + 2 + b)
845    |   b = phi (initb, b + 1)
846    | endloop
847
848    When analyzing "a", the algorithm keeps "b" symbolically:
849
850    | a  ->  {inita, +, 2 + b}_1
851
852    Then, after instantiation, the analyzer ends on the evolution:
853
854    | a  ->  {inita, +, 2 + initb, +, 1}_1
855
856 */
857
858 static tree
859 add_to_evolution (unsigned loop_nb, tree chrec_before, enum tree_code code,
860                   tree to_add, gimple at_stmt)
861 {
862   tree type = chrec_type (to_add);
863   tree res = NULL_TREE;
864
865   if (to_add == NULL_TREE)
866     return chrec_before;
867
868   /* TO_ADD is either a scalar, or a parameter.  TO_ADD is not
869      instantiated at this point.  */
870   if (TREE_CODE (to_add) == POLYNOMIAL_CHREC)
871     /* This should not happen.  */
872     return chrec_dont_know;
873
874   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
875     {
876       fprintf (dump_file, "(add_to_evolution \n");
877       fprintf (dump_file, "  (loop_nb = %d)\n", loop_nb);
878       fprintf (dump_file, "  (chrec_before = ");
879       print_generic_expr (dump_file, chrec_before, 0);
880       fprintf (dump_file, ")\n  (to_add = ");
881       print_generic_expr (dump_file, to_add, 0);
882       fprintf (dump_file, ")\n");
883     }
884
885   if (code == MINUS_EXPR)
886     to_add = chrec_fold_multiply (type, to_add, SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
887                                   ? build_real (type, dconstm1)
888                                   : build_int_cst_type (type, -1));
889
890   res = add_to_evolution_1 (loop_nb, chrec_before, to_add, at_stmt);
891
892   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
893     {
894       fprintf (dump_file, "  (res = ");
895       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
896       fprintf (dump_file, "))\n");
897     }
898
899   return res;
900 }
901
902 \f
903
904 /* This section selects the loops that will be good candidates for the
905    scalar evolution analysis.  For the moment, greedily select all the
906    loop nests we could analyze.  */
907
908 /* For a loop with a single exit edge, return the COND_EXPR that
909    guards the exit edge.  If the expression is too difficult to
910    analyze, then give up.  */
911
912 gimple
913 get_loop_exit_condition (const struct loop *loop)
914 {
915   gimple res = NULL;
916   edge exit_edge = single_exit (loop);
917
918   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
919     fprintf (dump_file, "(get_loop_exit_condition \n  ");
920
921   if (exit_edge)
922     {
923       gimple stmt;
924
925       stmt = last_stmt (exit_edge->src);
926       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_COND)
927         res = stmt;
928     }
929
930   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
931     {
932       print_gimple_stmt (dump_file, res, 0, 0);
933       fprintf (dump_file, ")\n");
934     }
935
936   return res;
937 }
938
939 /* Recursively determine and enqueue the exit conditions for a loop.  */
940
941 static void
942 get_exit_conditions_rec (struct loop *loop,
943                          VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
944 {
945   if (!loop)
946     return;
947
948   /* Recurse on the inner loops, then on the next (sibling) loops.  */
949   get_exit_conditions_rec (loop->inner, exit_conditions);
950   get_exit_conditions_rec (loop->next, exit_conditions);
951
952   if (single_exit (loop))
953     {
954       gimple loop_condition = get_loop_exit_condition (loop);
955
956       if (loop_condition)
957         VEC_safe_push (gimple, heap, *exit_conditions, loop_condition);
958     }
959 }
960
961 /* Select the candidate loop nests for the analysis.  This function
962    initializes the EXIT_CONDITIONS array.  */
963
964 static void
965 select_loops_exit_conditions (VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
966 {
967   struct loop *function_body = current_loops->tree_root;
968
969   get_exit_conditions_rec (function_body->inner, exit_conditions);
970 }
971
972 \f
973 /* Depth first search algorithm.  */
974
975 typedef enum t_bool {
976   t_false,
977   t_true,
978   t_dont_know
979 } t_bool;
980
981
982 static t_bool follow_ssa_edge (struct loop *loop, gimple, gimple, tree *, int);
983
984 /* Follow the ssa edge into the binary expression RHS0 CODE RHS1.
985    Return true if the strongly connected component has been found.  */
986
987 static t_bool
988 follow_ssa_edge_binary (struct loop *loop, gimple at_stmt,
989                         tree type, tree rhs0, enum tree_code code, tree rhs1,
990                         gimple halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
991 {
992   t_bool res = t_false;
993   tree evol;
994
995   switch (code)
996     {
997     case POINTER_PLUS_EXPR:
998     case PLUS_EXPR:
999       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
1000         {
1001           if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1002             {
1003               /* Match an assignment under the form:
1004                  "a = b + c".  */
1005
1006               /* We want only assignments of form "name + name" contribute to
1007                  LIMIT, as the other cases do not necessarily contribute to
1008                  the complexity of the expression.  */
1009               limit++;
1010
1011               evol = *evolution_of_loop;
1012               res = follow_ssa_edge
1013                 (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi, &evol, limit);
1014
1015               if (res == t_true)
1016                 *evolution_of_loop = add_to_evolution
1017                   (loop->num,
1018                    chrec_convert (type, evol, at_stmt),
1019                    code, rhs1, at_stmt);
1020
1021               else if (res == t_false)
1022                 {
1023                   res = follow_ssa_edge
1024                     (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1), halting_phi,
1025                      evolution_of_loop, limit);
1026
1027                   if (res == t_true)
1028                     *evolution_of_loop = add_to_evolution
1029                       (loop->num,
1030                        chrec_convert (type, *evolution_of_loop, at_stmt),
1031                        code, rhs0, at_stmt);
1032
1033                   else if (res == t_dont_know)
1034                     *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1035                 }
1036
1037               else if (res == t_dont_know)
1038                 *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1039             }
1040
1041           else
1042             {
1043               /* Match an assignment under the form:
1044                  "a = b + ...".  */
1045               res = follow_ssa_edge
1046                 (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi,
1047                  evolution_of_loop, limit);
1048               if (res == t_true)
1049                 *evolution_of_loop = add_to_evolution
1050                   (loop->num, chrec_convert (type, *evolution_of_loop,
1051                                              at_stmt),
1052                    code, rhs1, at_stmt);
1053
1054               else if (res == t_dont_know)
1055                 *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1056             }
1057         }
1058
1059       else if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1060         {
1061           /* Match an assignment under the form:
1062              "a = ... + c".  */
1063           res = follow_ssa_edge
1064             (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1), halting_phi,
1065              evolution_of_loop, limit);
1066           if (res == t_true)
1067             *evolution_of_loop = add_to_evolution
1068               (loop->num, chrec_convert (type, *evolution_of_loop,
1069                                          at_stmt),
1070                code, rhs0, at_stmt);
1071
1072           else if (res == t_dont_know)
1073             *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1074         }
1075
1076       else
1077         /* Otherwise, match an assignment under the form:
1078            "a = ... + ...".  */
1079         /* And there is nothing to do.  */
1080         res = t_false;
1081       break;
1082
1083     case MINUS_EXPR:
1084       /* This case is under the form "opnd0 = rhs0 - rhs1".  */
1085       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
1086         {
1087           /* Match an assignment under the form:
1088              "a = b - ...".  */
1089
1090           /* We want only assignments of form "name - name" contribute to
1091              LIMIT, as the other cases do not necessarily contribute to
1092              the complexity of the expression.  */
1093           if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1094             limit++;
1095
1096           res = follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0), halting_phi,
1097                                  evolution_of_loop, limit);
1098           if (res == t_true)
1099             *evolution_of_loop = add_to_evolution
1100               (loop->num, chrec_convert (type, *evolution_of_loop, at_stmt),
1101                MINUS_EXPR, rhs1, at_stmt);
1102
1103           else if (res == t_dont_know)
1104             *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1105         }
1106       else
1107         /* Otherwise, match an assignment under the form:
1108            "a = ... - ...".  */
1109         /* And there is nothing to do.  */
1110         res = t_false;
1111       break;
1112
1113     default:
1114       res = t_false;
1115     }
1116
1117   return res;
1118 }
1119
1120 /* Follow the ssa edge into the expression EXPR.
1121    Return true if the strongly connected component has been found.  */
1122
1123 static t_bool
1124 follow_ssa_edge_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt, tree expr,
1125                       gimple halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
1126 {
1127   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1128   tree type = TREE_TYPE (expr), rhs0, rhs1;
1129   t_bool res;
1130
1131   /* The EXPR is one of the following cases:
1132      - an SSA_NAME,
1133      - an INTEGER_CST,
1134      - a PLUS_EXPR,
1135      - a POINTER_PLUS_EXPR,
1136      - a MINUS_EXPR,
1137      - an ASSERT_EXPR,
1138      - other cases are not yet handled.  */
1139
1140   switch (code)
1141     {
1142     CASE_CONVERT:
1143       /* This assignment is under the form "a_1 = (cast) rhs.  */
1144       res = follow_ssa_edge_expr (loop, at_stmt, TREE_OPERAND (expr, 0),
1145                                   halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1146       *evolution_of_loop = chrec_convert (type, *evolution_of_loop, at_stmt);
1147       break;
1148
1149     case INTEGER_CST:
1150       /* This assignment is under the form "a_1 = 7".  */
1151       res = t_false;
1152       break;
1153
1154     case SSA_NAME:
1155       /* This assignment is under the form: "a_1 = b_2".  */
1156       res = follow_ssa_edge
1157         (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (expr), halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1158       break;
1159
1160     case POINTER_PLUS_EXPR:
1161     case PLUS_EXPR:
1162     case MINUS_EXPR:
1163       /* This case is under the form "rhs0 +- rhs1".  */
1164       rhs0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1165       rhs1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1166       type = TREE_TYPE (rhs0);
1167       STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs0);
1168       STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs1);
1169       res = follow_ssa_edge_binary (loop, at_stmt, type, rhs0, code, rhs1,
1170                                     halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1171       break;
1172
1173     case ADDR_EXPR:
1174       /* Handle &MEM[ptr + CST] which is equivalent to POINTER_PLUS_EXPR.  */
1175       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (expr, 0)) == MEM_REF)
1176         {
1177           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
1178           rhs0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1179           rhs1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1180           type = TREE_TYPE (rhs0);
1181           STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs0);
1182           STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs1);
1183           res = follow_ssa_edge_binary (loop, at_stmt, type,
1184                                         rhs0, POINTER_PLUS_EXPR, rhs1,
1185                                         halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1186         }
1187       else
1188         res = t_false;
1189       break;
1190
1191     case ASSERT_EXPR:
1192       /* This assignment is of the form: "a_1 = ASSERT_EXPR <a_2, ...>"
1193          It must be handled as a copy assignment of the form a_1 = a_2.  */
1194       rhs0 = ASSERT_EXPR_VAR (expr);
1195       if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
1196         res = follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0),
1197                                halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1198       else
1199         res = t_false;
1200       break;
1201
1202     default:
1203       res = t_false;
1204       break;
1205     }
1206
1207   return res;
1208 }
1209
1210 /* Follow the ssa edge into the right hand side of an assignment STMT.
1211    Return true if the strongly connected component has been found.  */
1212
1213 static t_bool
1214 follow_ssa_edge_in_rhs (struct loop *loop, gimple stmt,
1215                         gimple halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
1216 {
1217   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
1218   tree type = gimple_expr_type (stmt), rhs1, rhs2;
1219   t_bool res;
1220
1221   switch (code)
1222     {
1223     CASE_CONVERT:
1224       /* This assignment is under the form "a_1 = (cast) rhs.  */
1225       res = follow_ssa_edge_expr (loop, stmt, gimple_assign_rhs1 (stmt),
1226                                   halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1227       *evolution_of_loop = chrec_convert (type, *evolution_of_loop, stmt);
1228       break;
1229
1230     case POINTER_PLUS_EXPR:
1231     case PLUS_EXPR:
1232     case MINUS_EXPR:
1233       rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
1234       rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
1235       type = TREE_TYPE (rhs1);
1236       res = follow_ssa_edge_binary (loop, stmt, type, rhs1, code, rhs2,
1237                                     halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1238       break;
1239
1240     default:
1241       if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_SINGLE_RHS)
1242         res = follow_ssa_edge_expr (loop, stmt, gimple_assign_rhs1 (stmt),
1243                                     halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1244       else
1245         res = t_false;
1246       break;
1247     }
1248
1249   return res;
1250 }
1251
1252 /* Checks whether the I-th argument of a PHI comes from a backedge.  */
1253
1254 static bool
1255 backedge_phi_arg_p (gimple phi, int i)
1256 {
1257   const_edge e = gimple_phi_arg_edge (phi, i);
1258
1259   /* We would in fact like to test EDGE_DFS_BACK here, but we do not care
1260      about updating it anywhere, and this should work as well most of the
1261      time.  */
1262   if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
1263     return true;
1264
1265   return false;
1266 }
1267
1268 /* Helper function for one branch of the condition-phi-node.  Return
1269    true if the strongly connected component has been found following
1270    this path.  */
1271
1272 static inline t_bool
1273 follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (int i,
1274                                          struct loop *loop,
1275                                          gimple condition_phi,
1276                                          gimple halting_phi,
1277                                          tree *evolution_of_branch,
1278                                          tree init_cond, int limit)
1279 {
1280   tree branch = PHI_ARG_DEF (condition_phi, i);
1281   *evolution_of_branch = chrec_dont_know;
1282
1283   /* Do not follow back edges (they must belong to an irreducible loop, which
1284      we really do not want to worry about).  */
1285   if (backedge_phi_arg_p (condition_phi, i))
1286     return t_false;
1287
1288   if (TREE_CODE (branch) == SSA_NAME)
1289     {
1290       *evolution_of_branch = init_cond;
1291       return follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (branch), halting_phi,
1292                               evolution_of_branch, limit);
1293     }
1294
1295   /* This case occurs when one of the condition branches sets
1296      the variable to a constant: i.e. a phi-node like
1297      "a_2 = PHI <a_7(5), 2(6)>;".
1298
1299      FIXME:  This case have to be refined correctly:
1300      in some cases it is possible to say something better than
1301      chrec_dont_know, for example using a wrap-around notation.  */
1302   return t_false;
1303 }
1304
1305 /* This function merges the branches of a condition-phi-node in a
1306    loop.  */
1307
1308 static t_bool
1309 follow_ssa_edge_in_condition_phi (struct loop *loop,
1310                                   gimple condition_phi,
1311                                   gimple halting_phi,
1312                                   tree *evolution_of_loop, int limit)
1313 {
1314   int i, n;
1315   tree init = *evolution_of_loop;
1316   tree evolution_of_branch;
1317   t_bool res = follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (0, loop, condition_phi,
1318                                                         halting_phi,
1319                                                         &evolution_of_branch,
1320                                                         init, limit);
1321   if (res == t_false || res == t_dont_know)
1322     return res;
1323
1324   *evolution_of_loop = evolution_of_branch;
1325
1326   n = gimple_phi_num_args (condition_phi);
1327   for (i = 1; i < n; i++)
1328     {
1329       /* Quickly give up when the evolution of one of the branches is
1330          not known.  */
1331       if (*evolution_of_loop == chrec_dont_know)
1332         return t_true;
1333
1334       /* Increase the limit by the PHI argument number to avoid exponential
1335          time and memory complexity.  */
1336       res = follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (i, loop, condition_phi,
1337                                                      halting_phi,
1338                                                      &evolution_of_branch,
1339                                                      init, limit + i);
1340       if (res == t_false || res == t_dont_know)
1341         return res;
1342
1343       *evolution_of_loop = chrec_merge (*evolution_of_loop,
1344                                         evolution_of_branch);
1345     }
1346
1347   return t_true;
1348 }
1349
1350 /* Follow an SSA edge in an inner loop.  It computes the overall
1351    effect of the loop, and following the symbolic initial conditions,
1352    it follows the edges in the parent loop.  The inner loop is
1353    considered as a single statement.  */
1354
1355 static t_bool
1356 follow_ssa_edge_inner_loop_phi (struct loop *outer_loop,
1357                                 gimple loop_phi_node,
1358                                 gimple halting_phi,
1359                                 tree *evolution_of_loop, int limit)
1360 {
1361   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1362   tree ev = analyze_scalar_evolution (loop, PHI_RESULT (loop_phi_node));
1363
1364   /* Sometimes, the inner loop is too difficult to analyze, and the
1365      result of the analysis is a symbolic parameter.  */
1366   if (ev == PHI_RESULT (loop_phi_node))
1367     {
1368       t_bool res = t_false;
1369       int i, n = gimple_phi_num_args (loop_phi_node);
1370
1371       for (i = 0; i < n; i++)
1372         {
1373           tree arg = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1374           basic_block bb;
1375
1376           /* Follow the edges that exit the inner loop.  */
1377           bb = gimple_phi_arg_edge (loop_phi_node, i)->src;
1378           if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1379             res = follow_ssa_edge_expr (outer_loop, loop_phi_node,
1380                                         arg, halting_phi,
1381                                         evolution_of_loop, limit);
1382           if (res == t_true)
1383             break;
1384         }
1385
1386       /* If the path crosses this loop-phi, give up.  */
1387       if (res == t_true)
1388         *evolution_of_loop = chrec_dont_know;
1389
1390       return res;
1391     }
1392
1393   /* Otherwise, compute the overall effect of the inner loop.  */
1394   ev = compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, ev);
1395   return follow_ssa_edge_expr (outer_loop, loop_phi_node, ev, halting_phi,
1396                                evolution_of_loop, limit);
1397 }
1398
1399 /* Follow an SSA edge from a loop-phi-node to itself, constructing a
1400    path that is analyzed on the return walk.  */
1401
1402 static t_bool
1403 follow_ssa_edge (struct loop *loop, gimple def, gimple halting_phi,
1404                  tree *evolution_of_loop, int limit)
1405 {
1406   struct loop *def_loop;
1407
1408   if (gimple_nop_p (def))
1409     return t_false;
1410
1411   /* Give up if the path is longer than the MAX that we allow.  */
1412   if (limit > PARAM_VALUE (PARAM_SCEV_MAX_EXPR_SIZE))
1413     return t_dont_know;
1414
1415   def_loop = loop_containing_stmt (def);
1416
1417   switch (gimple_code (def))
1418     {
1419     case GIMPLE_PHI:
1420       if (!loop_phi_node_p (def))
1421         /* DEF is a condition-phi-node.  Follow the branches, and
1422            record their evolutions.  Finally, merge the collected
1423            information and set the approximation to the main
1424            variable.  */
1425         return follow_ssa_edge_in_condition_phi
1426           (loop, def, halting_phi, evolution_of_loop, limit);
1427
1428       /* When the analyzed phi is the halting_phi, the
1429          depth-first search is over: we have found a path from
1430          the halting_phi to itself in the loop.  */
1431       if (def == halting_phi)
1432         return t_true;
1433
1434       /* Otherwise, the evolution of the HALTING_PHI depends
1435          on the evolution of another loop-phi-node, i.e. the
1436          evolution function is a higher degree polynomial.  */
1437       if (def_loop == loop)
1438         return t_false;
1439
1440       /* Inner loop.  */
1441       if (flow_loop_nested_p (loop, def_loop))
1442         return follow_ssa_edge_inner_loop_phi
1443           (loop, def, halting_phi, evolution_of_loop, limit + 1);
1444
1445       /* Outer loop.  */
1446       return t_false;
1447
1448     case GIMPLE_ASSIGN:
1449       return follow_ssa_edge_in_rhs (loop, def, halting_phi,
1450                                      evolution_of_loop, limit);
1451
1452     default:
1453       /* At this level of abstraction, the program is just a set
1454          of GIMPLE_ASSIGNs and PHI_NODEs.  In principle there is no
1455          other node to be handled.  */
1456       return t_false;
1457     }
1458 }
1459
1460 \f
1461
1462 /* Given a LOOP_PHI_NODE, this function determines the evolution
1463    function from LOOP_PHI_NODE to LOOP_PHI_NODE in the loop.  */
1464
1465 static tree
1466 analyze_evolution_in_loop (gimple loop_phi_node,
1467                            tree init_cond)
1468 {
1469   int i, n = gimple_phi_num_args (loop_phi_node);
1470   tree evolution_function = chrec_not_analyzed_yet;
1471   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1472   basic_block bb;
1473
1474   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1475     {
1476       fprintf (dump_file, "(analyze_evolution_in_loop \n");
1477       fprintf (dump_file, "  (loop_phi_node = ");
1478       print_gimple_stmt (dump_file, loop_phi_node, 0, 0);
1479       fprintf (dump_file, ")\n");
1480     }
1481
1482   for (i = 0; i < n; i++)
1483     {
1484       tree arg = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1485       gimple ssa_chain;
1486       tree ev_fn;
1487       t_bool res;
1488
1489       /* Select the edges that enter the loop body.  */
1490       bb = gimple_phi_arg_edge (loop_phi_node, i)->src;
1491       if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1492         continue;
1493
1494       if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
1495         {
1496           bool val = false;
1497
1498           ssa_chain = SSA_NAME_DEF_STMT (arg);
1499
1500           /* Pass in the initial condition to the follow edge function.  */
1501           ev_fn = init_cond;
1502           res = follow_ssa_edge (loop, ssa_chain, loop_phi_node, &ev_fn, 0);
1503
1504           /* If ev_fn has no evolution in the inner loop, and the
1505              init_cond is not equal to ev_fn, then we have an
1506              ambiguity between two possible values, as we cannot know
1507              the number of iterations at this point.  */
1508           if (TREE_CODE (ev_fn) != POLYNOMIAL_CHREC
1509               && no_evolution_in_loop_p (ev_fn, loop->num, &val) && val
1510               && !operand_equal_p (init_cond, ev_fn, 0))
1511             ev_fn = chrec_dont_know;
1512         }
1513       else
1514         res = t_false;
1515
1516       /* When it is impossible to go back on the same
1517          loop_phi_node by following the ssa edges, the
1518          evolution is represented by a peeled chrec, i.e. the
1519          first iteration, EV_FN has the value INIT_COND, then
1520          all the other iterations it has the value of ARG.
1521          For the moment, PEELED_CHREC nodes are not built.  */
1522       if (res != t_true)
1523         ev_fn = chrec_dont_know;
1524
1525       /* When there are multiple back edges of the loop (which in fact never
1526          happens currently, but nevertheless), merge their evolutions.  */
1527       evolution_function = chrec_merge (evolution_function, ev_fn);
1528     }
1529
1530   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1531     {
1532       fprintf (dump_file, "  (evolution_function = ");
1533       print_generic_expr (dump_file, evolution_function, 0);
1534       fprintf (dump_file, "))\n");
1535     }
1536
1537   return evolution_function;
1538 }
1539
1540 /* Given a loop-phi-node, return the initial conditions of the
1541    variable on entry of the loop.  When the CCP has propagated
1542    constants into the loop-phi-node, the initial condition is
1543    instantiated, otherwise the initial condition is kept symbolic.
1544    This analyzer does not analyze the evolution outside the current
1545    loop, and leaves this task to the on-demand tree reconstructor.  */
1546
1547 static tree
1548 analyze_initial_condition (gimple loop_phi_node)
1549 {
1550   int i, n;
1551   tree init_cond = chrec_not_analyzed_yet;
1552   struct loop *loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1553
1554   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1555     {
1556       fprintf (dump_file, "(analyze_initial_condition \n");
1557       fprintf (dump_file, "  (loop_phi_node = \n");
1558       print_gimple_stmt (dump_file, loop_phi_node, 0, 0);
1559       fprintf (dump_file, ")\n");
1560     }
1561
1562   n = gimple_phi_num_args (loop_phi_node);
1563   for (i = 0; i < n; i++)
1564     {
1565       tree branch = PHI_ARG_DEF (loop_phi_node, i);
1566       basic_block bb = gimple_phi_arg_edge (loop_phi_node, i)->src;
1567
1568       /* When the branch is oriented to the loop's body, it does
1569          not contribute to the initial condition.  */
1570       if (flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1571         continue;
1572
1573       if (init_cond == chrec_not_analyzed_yet)
1574         {
1575           init_cond = branch;
1576           continue;
1577         }
1578
1579       if (TREE_CODE (branch) == SSA_NAME)
1580         {
1581           init_cond = chrec_dont_know;
1582           break;
1583         }
1584
1585       init_cond = chrec_merge (init_cond, branch);
1586     }
1587
1588   /* Ooops -- a loop without an entry???  */
1589   if (init_cond == chrec_not_analyzed_yet)
1590     init_cond = chrec_dont_know;
1591
1592   /* During early loop unrolling we do not have fully constant propagated IL.
1593      Handle degenerate PHIs here to not miss important unrollings.  */
1594   if (TREE_CODE (init_cond) == SSA_NAME)
1595     {
1596       gimple def = SSA_NAME_DEF_STMT (init_cond);
1597       tree res;
1598       if (gimple_code (def) == GIMPLE_PHI
1599           && (res = degenerate_phi_result (def)) != NULL_TREE
1600           /* Only allow invariants here, otherwise we may break
1601              loop-closed SSA form.  */
1602           && is_gimple_min_invariant (res))
1603         init_cond = res;
1604     }
1605
1606   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1607     {
1608       fprintf (dump_file, "  (init_cond = ");
1609       print_generic_expr (dump_file, init_cond, 0);
1610       fprintf (dump_file, "))\n");
1611     }
1612
1613   return init_cond;
1614 }
1615
1616 /* Analyze the scalar evolution for LOOP_PHI_NODE.  */
1617
1618 static tree
1619 interpret_loop_phi (struct loop *loop, gimple loop_phi_node)
1620 {
1621   tree res;
1622   struct loop *phi_loop = loop_containing_stmt (loop_phi_node);
1623   tree init_cond;
1624
1625   if (phi_loop != loop)
1626     {
1627       struct loop *subloop;
1628       tree evolution_fn = analyze_scalar_evolution
1629         (phi_loop, PHI_RESULT (loop_phi_node));
1630
1631       /* Dive one level deeper.  */
1632       subloop = superloop_at_depth (phi_loop, loop_depth (loop) + 1);
1633
1634       /* Interpret the subloop.  */
1635       res = compute_overall_effect_of_inner_loop (subloop, evolution_fn);
1636       return res;
1637     }
1638
1639   /* Otherwise really interpret the loop phi.  */
1640   init_cond = analyze_initial_condition (loop_phi_node);
1641   res = analyze_evolution_in_loop (loop_phi_node, init_cond);
1642
1643   /* Verify we maintained the correct initial condition throughout
1644      possible conversions in the SSA chain.  */
1645   if (res != chrec_dont_know)
1646     {
1647       tree new_init = res;
1648       if (CONVERT_EXPR_P (res)
1649           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (res, 0)) == POLYNOMIAL_CHREC)
1650         new_init = fold_convert (TREE_TYPE (res),
1651                                  CHREC_LEFT (TREE_OPERAND (res, 0)));
1652       else if (TREE_CODE (res) == POLYNOMIAL_CHREC)
1653         new_init = CHREC_LEFT (res);
1654       STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (new_init);
1655       gcc_assert (TREE_CODE (new_init) != POLYNOMIAL_CHREC);
1656       if (!operand_equal_p (init_cond, new_init, 0))
1657         return chrec_dont_know;
1658     }
1659
1660   return res;
1661 }
1662
1663 /* This function merges the branches of a condition-phi-node,
1664    contained in the outermost loop, and whose arguments are already
1665    analyzed.  */
1666
1667 static tree
1668 interpret_condition_phi (struct loop *loop, gimple condition_phi)
1669 {
1670   int i, n = gimple_phi_num_args (condition_phi);
1671   tree res = chrec_not_analyzed_yet;
1672
1673   for (i = 0; i < n; i++)
1674     {
1675       tree branch_chrec;
1676
1677       if (backedge_phi_arg_p (condition_phi, i))
1678         {
1679           res = chrec_dont_know;
1680           break;
1681         }
1682
1683       branch_chrec = analyze_scalar_evolution
1684         (loop, PHI_ARG_DEF (condition_phi, i));
1685
1686       res = chrec_merge (res, branch_chrec);
1687     }
1688
1689   return res;
1690 }
1691
1692 /* Interpret the operation RHS1 OP RHS2.  If we didn't
1693    analyze this node before, follow the definitions until ending
1694    either on an analyzed GIMPLE_ASSIGN, or on a loop-phi-node.  On the
1695    return path, this function propagates evolutions (ala constant copy
1696    propagation).  OPND1 is not a GIMPLE expression because we could
1697    analyze the effect of an inner loop: see interpret_loop_phi.  */
1698
1699 static tree
1700 interpret_rhs_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt,
1701                     tree type, tree rhs1, enum tree_code code, tree rhs2)
1702 {
1703   tree res, chrec1, chrec2;
1704
1705   if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_SINGLE_RHS)
1706     {
1707       if (is_gimple_min_invariant (rhs1))
1708         return chrec_convert (type, rhs1, at_stmt);
1709
1710       if (code == SSA_NAME)
1711         return chrec_convert (type, analyze_scalar_evolution (loop, rhs1),
1712                               at_stmt);
1713
1714       if (code == ASSERT_EXPR)
1715         {
1716           rhs1 = ASSERT_EXPR_VAR (rhs1);
1717           return chrec_convert (type, analyze_scalar_evolution (loop, rhs1),
1718                                 at_stmt);
1719         }
1720
1721       return chrec_dont_know;
1722     }
1723
1724   switch (code)
1725     {
1726     case POINTER_PLUS_EXPR:
1727       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1728       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1729       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1730       chrec2 = chrec_convert (sizetype, chrec2, at_stmt);
1731       res = chrec_fold_plus (type, chrec1, chrec2);
1732       break;
1733
1734     case PLUS_EXPR:
1735       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1736       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1737       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1738       chrec2 = chrec_convert (type, chrec2, at_stmt);
1739       res = chrec_fold_plus (type, chrec1, chrec2);
1740       break;
1741
1742     case MINUS_EXPR:
1743       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1744       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1745       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1746       chrec2 = chrec_convert (type, chrec2, at_stmt);
1747       res = chrec_fold_minus (type, chrec1, chrec2);
1748       break;
1749
1750     case NEGATE_EXPR:
1751       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1752       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1753       /* TYPE may be integer, real or complex, so use fold_convert.  */
1754       res = chrec_fold_multiply (type, chrec1,
1755                                  fold_convert (type, integer_minus_one_node));
1756       break;
1757
1758     case BIT_NOT_EXPR:
1759       /* Handle ~X as -1 - X.  */
1760       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1761       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1762       res = chrec_fold_minus (type,
1763                               fold_convert (type, integer_minus_one_node),
1764                               chrec1);
1765       break;
1766
1767     case MULT_EXPR:
1768       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1769       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
1770       chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1771       chrec2 = chrec_convert (type, chrec2, at_stmt);
1772       res = chrec_fold_multiply (type, chrec1, chrec2);
1773       break;
1774
1775     CASE_CONVERT:
1776       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
1777       res = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
1778       break;
1779
1780     default:
1781       res = chrec_dont_know;
1782       break;
1783     }
1784
1785   return res;
1786 }
1787
1788 /* Interpret the expression EXPR.  */
1789
1790 static tree
1791 interpret_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt, tree expr)
1792 {
1793   enum tree_code code;
1794   tree type = TREE_TYPE (expr), op0, op1;
1795
1796   if (automatically_generated_chrec_p (expr))
1797     return expr;
1798
1799   if (TREE_CODE (expr) == POLYNOMIAL_CHREC)
1800     return chrec_dont_know;
1801
1802   extract_ops_from_tree (expr, &code, &op0, &op1);
1803
1804   return interpret_rhs_expr (loop, at_stmt, type,
1805                              op0, code, op1);
1806 }
1807
1808 /* Interpret the rhs of the assignment STMT.  */
1809
1810 static tree
1811 interpret_gimple_assign (struct loop *loop, gimple stmt)
1812 {
1813   tree type = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt));
1814   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
1815
1816   return interpret_rhs_expr (loop, stmt, type,
1817                              gimple_assign_rhs1 (stmt), code,
1818                              gimple_assign_rhs2 (stmt));
1819 }
1820
1821 \f
1822
1823 /* This section contains all the entry points:
1824    - number_of_iterations_in_loop,
1825    - analyze_scalar_evolution,
1826    - instantiate_parameters.
1827 */
1828
1829 /* Compute and return the evolution function in WRTO_LOOP, the nearest
1830    common ancestor of DEF_LOOP and USE_LOOP.  */
1831
1832 static tree
1833 compute_scalar_evolution_in_loop (struct loop *wrto_loop,
1834                                   struct loop *def_loop,
1835                                   tree ev)
1836 {
1837   tree res;
1838   if (def_loop == wrto_loop)
1839     return ev;
1840
1841   def_loop = superloop_at_depth (def_loop, loop_depth (wrto_loop) + 1);
1842   res = compute_overall_effect_of_inner_loop (def_loop, ev);
1843
1844   return analyze_scalar_evolution_1 (wrto_loop, res, chrec_not_analyzed_yet);
1845 }
1846
1847 /* Helper recursive function.  */
1848
1849 static tree
1850 analyze_scalar_evolution_1 (struct loop *loop, tree var, tree res)
1851 {
1852   tree type = TREE_TYPE (var);
1853   gimple def;
1854   basic_block bb;
1855   struct loop *def_loop;
1856
1857   if (loop == NULL || TREE_CODE (type) == VECTOR_TYPE)
1858     return chrec_dont_know;
1859
1860   if (TREE_CODE (var) != SSA_NAME)
1861     return interpret_expr (loop, NULL, var);
1862
1863   def = SSA_NAME_DEF_STMT (var);
1864   bb = gimple_bb (def);
1865   def_loop = bb ? bb->loop_father : NULL;
1866
1867   if (bb == NULL
1868       || !flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1869     {
1870       /* Keep the symbolic form.  */
1871       res = var;
1872       goto set_and_end;
1873     }
1874
1875   if (res != chrec_not_analyzed_yet)
1876     {
1877       if (loop != bb->loop_father)
1878         res = compute_scalar_evolution_in_loop
1879             (find_common_loop (loop, bb->loop_father), bb->loop_father, res);
1880
1881       goto set_and_end;
1882     }
1883
1884   if (loop != def_loop)
1885     {
1886       res = analyze_scalar_evolution_1 (def_loop, var, chrec_not_analyzed_yet);
1887       res = compute_scalar_evolution_in_loop (loop, def_loop, res);
1888
1889       goto set_and_end;
1890     }
1891
1892   switch (gimple_code (def))
1893     {
1894     case GIMPLE_ASSIGN:
1895       res = interpret_gimple_assign (loop, def);
1896       break;
1897
1898     case GIMPLE_PHI:
1899       if (loop_phi_node_p (def))
1900         res = interpret_loop_phi (loop, def);
1901       else
1902         res = interpret_condition_phi (loop, def);
1903       break;
1904
1905     default:
1906       res = chrec_dont_know;
1907       break;
1908     }
1909
1910  set_and_end:
1911
1912   /* Keep the symbolic form.  */
1913   if (res == chrec_dont_know)
1914     res = var;
1915
1916   if (loop == def_loop)
1917     set_scalar_evolution (block_before_loop (loop), var, res);
1918
1919   return res;
1920 }
1921
1922 /* Analyzes and returns the scalar evolution of the ssa_name VAR in
1923    LOOP.  LOOP is the loop in which the variable is used.
1924
1925    Example of use: having a pointer VAR to a SSA_NAME node, STMT a
1926    pointer to the statement that uses this variable, in order to
1927    determine the evolution function of the variable, use the following
1928    calls:
1929
1930    loop_p loop = loop_containing_stmt (stmt);
1931    tree chrec_with_symbols = analyze_scalar_evolution (loop, var);
1932    tree chrec_instantiated = instantiate_parameters (loop, chrec_with_symbols);
1933 */
1934
1935 tree
1936 analyze_scalar_evolution (struct loop *loop, tree var)
1937 {
1938   tree res;
1939
1940   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1941     {
1942       fprintf (dump_file, "(analyze_scalar_evolution \n");
1943       fprintf (dump_file, "  (loop_nb = %d)\n", loop->num);
1944       fprintf (dump_file, "  (scalar = ");
1945       print_generic_expr (dump_file, var, 0);
1946       fprintf (dump_file, ")\n");
1947     }
1948
1949   res = get_scalar_evolution (block_before_loop (loop), var);
1950   res = analyze_scalar_evolution_1 (loop, var, res);
1951
1952   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1953     fprintf (dump_file, ")\n");
1954
1955   return res;
1956 }
1957
1958 /* Analyze scalar evolution of use of VERSION in USE_LOOP with respect to
1959    WRTO_LOOP (which should be a superloop of USE_LOOP)
1960
1961    FOLDED_CASTS is set to true if resolve_mixers used
1962    chrec_convert_aggressive (TODO -- not really, we are way too conservative
1963    at the moment in order to keep things simple).
1964
1965    To illustrate the meaning of USE_LOOP and WRTO_LOOP, consider the following
1966    example:
1967
1968    for (i = 0; i < 100; i++)                    -- loop 1
1969      {
1970        for (j = 0; j < 100; j++)                -- loop 2
1971          {
1972            k1 = i;
1973            k2 = j;
1974
1975            use2 (k1, k2);
1976
1977            for (t = 0; t < 100; t++)            -- loop 3
1978              use3 (k1, k2);
1979
1980          }
1981        use1 (k1, k2);
1982      }
1983
1984    Both k1 and k2 are invariants in loop3, thus
1985      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop3, loop3, k1) = k1
1986      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop3, loop3, k2) = k2
1987
1988    As they are invariant, it does not matter whether we consider their
1989    usage in loop 3 or loop 2, hence
1990      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop3, k1) =
1991        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop2, k1) = i
1992      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop3, k2) =
1993        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop2, k2) = [0,+,1]_2
1994
1995    Similarly for their evolutions with respect to loop 1.  The values of K2
1996    in the use in loop 2 vary independently on loop 1, thus we cannot express
1997    the evolution with respect to loop 1:
1998      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop3, k1) =
1999        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop2, k1) = [0,+,1]_1
2000      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop3, k2) =
2001        analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop2, k2) = dont_know
2002
2003    The value of k2 in the use in loop 1 is known, though:
2004      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop1, k1) = [0,+,1]_1
2005      analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop1, k2) = 100
2006    */
2007
2008 static tree
2009 analyze_scalar_evolution_in_loop (struct loop *wrto_loop, struct loop *use_loop,
2010                                   tree version, bool *folded_casts)
2011 {
2012   bool val = false;
2013   tree ev = version, tmp;
2014
2015   /* We cannot just do
2016
2017      tmp = analyze_scalar_evolution (use_loop, version);
2018      ev = resolve_mixers (wrto_loop, tmp);
2019
2020      as resolve_mixers would query the scalar evolution with respect to
2021      wrto_loop.  For example, in the situation described in the function
2022      comment, suppose that wrto_loop = loop1, use_loop = loop3 and
2023      version = k2.  Then
2024
2025      analyze_scalar_evolution (use_loop, version) = k2
2026
2027      and resolve_mixers (loop1, k2) finds that the value of k2 in loop 1
2028      is 100, which is a wrong result, since we are interested in the
2029      value in loop 3.
2030
2031      Instead, we need to proceed from use_loop to wrto_loop loop by loop,
2032      each time checking that there is no evolution in the inner loop.  */
2033
2034   if (folded_casts)
2035     *folded_casts = false;
2036   while (1)
2037     {
2038       tmp = analyze_scalar_evolution (use_loop, ev);
2039       ev = resolve_mixers (use_loop, tmp);
2040
2041       if (folded_casts && tmp != ev)
2042         *folded_casts = true;
2043
2044       if (use_loop == wrto_loop)
2045         return ev;
2046
2047       /* If the value of the use changes in the inner loop, we cannot express
2048          its value in the outer loop (we might try to return interval chrec,
2049          but we do not have a user for it anyway)  */
2050       if (!no_evolution_in_loop_p (ev, use_loop->num, &val)
2051           || !val)
2052         return chrec_dont_know;
2053
2054       use_loop = loop_outer (use_loop);
2055     }
2056 }
2057
2058 /* Returns from CACHE the value for VERSION instantiated below
2059    INSTANTIATED_BELOW block.  */
2060
2061 static tree
2062 get_instantiated_value (htab_t cache, basic_block instantiated_below,
2063                         tree version)
2064 {
2065   struct scev_info_str *info, pattern;
2066
2067   pattern.var = version;
2068   pattern.instantiated_below = instantiated_below;
2069   info = (struct scev_info_str *) htab_find (cache, &pattern);
2070
2071   if (info)
2072     return info->chrec;
2073   else
2074     return NULL_TREE;
2075 }
2076
2077 /* Sets in CACHE the value of VERSION instantiated below basic block
2078    INSTANTIATED_BELOW to VAL.  */
2079
2080 static void
2081 set_instantiated_value (htab_t cache, basic_block instantiated_below,
2082                         tree version, tree val)
2083 {
2084   struct scev_info_str *info, pattern;
2085   PTR *slot;
2086
2087   pattern.var = version;
2088   pattern.instantiated_below = instantiated_below;
2089   slot = htab_find_slot (cache, &pattern, INSERT);
2090
2091   if (!*slot)
2092     *slot = new_scev_info_str (instantiated_below, version);
2093   info = (struct scev_info_str *) *slot;
2094   info->chrec = val;
2095 }
2096
2097 /* Return the closed_loop_phi node for VAR.  If there is none, return
2098    NULL_TREE.  */
2099
2100 static tree
2101 loop_closed_phi_def (tree var)
2102 {
2103   struct loop *loop;
2104   edge exit;
2105   gimple phi;
2106   gimple_stmt_iterator psi;
2107
2108   if (var == NULL_TREE
2109       || TREE_CODE (var) != SSA_NAME)
2110     return NULL_TREE;
2111
2112   loop = loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (var));
2113   exit = single_exit (loop);
2114   if (!exit)
2115     return NULL_TREE;
2116
2117   for (psi = gsi_start_phis (exit->dest); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
2118     {
2119       phi = gsi_stmt (psi);
2120       if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, exit) == var)
2121         return PHI_RESULT (phi);
2122     }
2123
2124   return NULL_TREE;
2125 }
2126
2127 static tree instantiate_scev_r (basic_block, struct loop *, tree, bool,
2128                                 htab_t, int);
2129
2130 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2131    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2132
2133    CHREC is an SSA_NAME to be instantiated.
2134
2135    CACHE is the cache of already instantiated values.
2136
2137    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2138    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2139    the chrec is preserved.
2140
2141    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2142    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2143
2144 static tree
2145 instantiate_scev_name (basic_block instantiate_below,
2146                        struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2147                        bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2148 {
2149   tree res;
2150   struct loop *def_loop;
2151   basic_block def_bb = gimple_bb (SSA_NAME_DEF_STMT (chrec));
2152
2153   /* A parameter (or loop invariant and we do not want to include
2154      evolutions in outer loops), nothing to do.  */
2155   if (!def_bb
2156       || loop_depth (def_bb->loop_father) == 0
2157       || dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, instantiate_below, def_bb))
2158     return chrec;
2159
2160   /* We cache the value of instantiated variable to avoid exponential
2161      time complexity due to reevaluations.  We also store the convenient
2162      value in the cache in order to prevent infinite recursion -- we do
2163      not want to instantiate the SSA_NAME if it is in a mixer
2164      structure.  This is used for avoiding the instantiation of
2165      recursively defined functions, such as:
2166
2167      | a_2 -> {0, +, 1, +, a_2}_1  */
2168
2169   res = get_instantiated_value (cache, instantiate_below, chrec);
2170   if (res)
2171     return res;
2172
2173   res = chrec_dont_know;
2174   set_instantiated_value (cache, instantiate_below, chrec, res);
2175
2176   def_loop = find_common_loop (evolution_loop, def_bb->loop_father);
2177
2178   /* If the analysis yields a parametric chrec, instantiate the
2179      result again.  */
2180   res = analyze_scalar_evolution (def_loop, chrec);
2181
2182   /* Don't instantiate default definitions.  */
2183   if (TREE_CODE (res) == SSA_NAME
2184       && SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (res))
2185     ;
2186
2187   /* Don't instantiate loop-closed-ssa phi nodes.  */
2188   else if (TREE_CODE (res) == SSA_NAME
2189            && loop_depth (loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (res)))
2190            > loop_depth (def_loop))
2191     {
2192       if (res == chrec)
2193         res = loop_closed_phi_def (chrec);
2194       else
2195         res = chrec;
2196
2197       /* When there is no loop_closed_phi_def, it means that the
2198          variable is not used after the loop: try to still compute the
2199          value of the variable when exiting the loop.  */
2200       if (res == NULL_TREE)
2201         {
2202           loop_p loop = loop_containing_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (chrec));
2203           res = analyze_scalar_evolution (loop, chrec);
2204           res = compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, res);
2205           res = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, res,
2206                                     fold_conversions, cache, size_expr);
2207         }
2208       else if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, instantiate_below,
2209                                 gimple_bb (SSA_NAME_DEF_STMT (res))))
2210         res = chrec_dont_know;
2211     }
2212
2213   else if (res != chrec_dont_know)
2214     res = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, res,
2215                               fold_conversions, cache, size_expr);
2216
2217   /* Store the correct value to the cache.  */
2218   set_instantiated_value (cache, instantiate_below, chrec, res);
2219   return res;
2220 }
2221
2222 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2223    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2224
2225    CHREC is a polynomial chain of recurrence to be instantiated.
2226
2227    CACHE is the cache of already instantiated values.
2228
2229    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2230    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2231    the chrec is preserved.
2232
2233    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2234    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2235
2236 static tree
2237 instantiate_scev_poly (basic_block instantiate_below,
2238                        struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2239                        bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2240 {
2241   tree op1;
2242   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2243                                  CHREC_LEFT (chrec), fold_conversions, cache,
2244                                  size_expr);
2245   if (op0 == chrec_dont_know)
2246     return chrec_dont_know;
2247
2248   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2249                             CHREC_RIGHT (chrec), fold_conversions, cache,
2250                             size_expr);
2251   if (op1 == chrec_dont_know)
2252     return chrec_dont_know;
2253
2254   if (CHREC_LEFT (chrec) != op0
2255       || CHREC_RIGHT (chrec) != op1)
2256     {
2257       unsigned var = CHREC_VARIABLE (chrec);
2258
2259       /* When the instantiated stride or base has an evolution in an
2260          innermost loop, return chrec_dont_know, as this is not a
2261          valid SCEV representation.  In the reduced testcase for
2262          PR40281 we would have {0, +, {1, +, 1}_2}_1 that has no
2263          meaning.  */
2264       if ((tree_is_chrec (op0) && CHREC_VARIABLE (op0) > var)
2265           || (tree_is_chrec (op1) && CHREC_VARIABLE (op1) > var))
2266         return chrec_dont_know;
2267
2268       op1 = chrec_convert_rhs (chrec_type (op0), op1, NULL);
2269       chrec = build_polynomial_chrec (var, op0, op1);
2270     }
2271
2272   return chrec;
2273 }
2274
2275 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2276    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2277
2278    "C0 CODE C1" is a binary expression of type TYPE to be instantiated.
2279
2280    CACHE is the cache of already instantiated values.
2281
2282    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2283    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2284    the chrec is preserved.
2285
2286    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2287    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2288
2289 static tree
2290 instantiate_scev_binary (basic_block instantiate_below,
2291                          struct loop *evolution_loop, tree chrec, enum tree_code code,
2292                          tree type, tree c0, tree c1,
2293                          bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2294 {
2295   tree op1;
2296   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2297                                  c0, fold_conversions, cache,
2298                                  size_expr);
2299   if (op0 == chrec_dont_know)
2300     return chrec_dont_know;
2301
2302   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2303                             c1, fold_conversions, cache,
2304                             size_expr);
2305   if (op1 == chrec_dont_know)
2306     return chrec_dont_know;
2307
2308   if (c0 != op0
2309       || c1 != op1)
2310     {
2311       op0 = chrec_convert (type, op0, NULL);
2312       op1 = chrec_convert_rhs (type, op1, NULL);
2313
2314       switch (code)
2315         {
2316         case POINTER_PLUS_EXPR:
2317         case PLUS_EXPR:
2318           return chrec_fold_plus (type, op0, op1);
2319
2320         case MINUS_EXPR:
2321           return chrec_fold_minus (type, op0, op1);
2322
2323         case MULT_EXPR:
2324           return chrec_fold_multiply (type, op0, op1);
2325
2326         default:
2327           gcc_unreachable ();
2328         }
2329     }
2330
2331   return chrec ? chrec : fold_build2 (code, type, c0, c1);
2332 }
2333
2334 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2335    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2336
2337    "CHREC" that stands for a convert expression "(TYPE) OP" is to be
2338    instantiated.
2339
2340    CACHE is the cache of already instantiated values.
2341
2342    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2343    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2344    the chrec is preserved.
2345
2346    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2347    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2348
2349 static tree
2350 instantiate_scev_convert (basic_block instantiate_below,
2351                           struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2352                           tree type, tree op,
2353                           bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2354 {
2355   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, op,
2356                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2357
2358   if (op0 == chrec_dont_know)
2359     return chrec_dont_know;
2360
2361   if (fold_conversions)
2362     {
2363       tree tmp = chrec_convert_aggressive (type, op0);
2364       if (tmp)
2365         return tmp;
2366     }
2367
2368   if (chrec && op0 == op)
2369     return chrec;
2370
2371   /* If we used chrec_convert_aggressive, we can no longer assume that
2372      signed chrecs do not overflow, as chrec_convert does, so avoid
2373      calling it in that case.  */
2374   if (fold_conversions)
2375     return fold_convert (type, op0);
2376
2377   return chrec_convert (type, op0, NULL);
2378 }
2379
2380 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2381    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2382
2383    CHREC is a BIT_NOT_EXPR or a NEGATE_EXPR expression to be instantiated.
2384    Handle ~X as -1 - X.
2385    Handle -X as -1 * X.
2386
2387    CACHE is the cache of already instantiated values.
2388
2389    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2390    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2391    the chrec is preserved.
2392
2393    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2394    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2395
2396 static tree
2397 instantiate_scev_not (basic_block instantiate_below,
2398                       struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2399                       enum tree_code code, tree type, tree op,
2400                       bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2401 {
2402   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, op,
2403                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2404
2405   if (op0 == chrec_dont_know)
2406     return chrec_dont_know;
2407
2408   if (op != op0)
2409     {
2410       op0 = chrec_convert (type, op0, NULL);
2411
2412       switch (code)
2413         {
2414         case BIT_NOT_EXPR:
2415           return chrec_fold_minus
2416             (type, fold_convert (type, integer_minus_one_node), op0);
2417
2418         case NEGATE_EXPR:
2419           return chrec_fold_multiply
2420             (type, fold_convert (type, integer_minus_one_node), op0);
2421
2422         default:
2423           gcc_unreachable ();
2424         }
2425     }
2426
2427   return chrec ? chrec : fold_build1 (code, type, op0);
2428 }
2429
2430 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2431    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2432
2433    CHREC is an expression with 3 operands to be instantiated.
2434
2435    CACHE is the cache of already instantiated values.
2436
2437    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2438    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2439    the chrec is preserved.
2440
2441    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2442    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2443
2444 static tree
2445 instantiate_scev_3 (basic_block instantiate_below,
2446                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2447                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2448 {
2449   tree op1, op2;
2450   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2451                                  TREE_OPERAND (chrec, 0),
2452                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2453   if (op0 == chrec_dont_know)
2454     return chrec_dont_know;
2455
2456   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2457                             TREE_OPERAND (chrec, 1),
2458                             fold_conversions, cache, size_expr);
2459   if (op1 == chrec_dont_know)
2460     return chrec_dont_know;
2461
2462   op2 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2463                             TREE_OPERAND (chrec, 2),
2464                             fold_conversions, cache, size_expr);
2465   if (op2 == chrec_dont_know)
2466     return chrec_dont_know;
2467
2468   if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0)
2469       && op1 == TREE_OPERAND (chrec, 1)
2470       && op2 == TREE_OPERAND (chrec, 2))
2471     return chrec;
2472
2473   return fold_build3 (TREE_CODE (chrec),
2474                       TREE_TYPE (chrec), op0, op1, op2);
2475 }
2476
2477 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2478    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2479
2480    CHREC is an expression with 2 operands to be instantiated.
2481
2482    CACHE is the cache of already instantiated values.
2483
2484    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2485    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2486    the chrec is preserved.
2487
2488    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2489    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2490
2491 static tree
2492 instantiate_scev_2 (basic_block instantiate_below,
2493                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2494                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2495 {
2496   tree op1;
2497   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2498                                  TREE_OPERAND (chrec, 0),
2499                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2500   if (op0 == chrec_dont_know)
2501     return chrec_dont_know;
2502
2503   op1 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2504                             TREE_OPERAND (chrec, 1),
2505                             fold_conversions, cache, size_expr);
2506   if (op1 == chrec_dont_know)
2507     return chrec_dont_know;
2508
2509   if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0)
2510       && op1 == TREE_OPERAND (chrec, 1))
2511     return chrec;
2512
2513   return fold_build2 (TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec), op0, op1);
2514 }
2515
2516 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2517    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2518
2519    CHREC is an expression with 2 operands to be instantiated.
2520
2521    CACHE is the cache of already instantiated values.
2522
2523    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2524    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2525    the chrec is preserved.
2526
2527    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2528    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2529
2530 static tree
2531 instantiate_scev_1 (basic_block instantiate_below,
2532                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2533                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2534 {
2535   tree op0 = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop,
2536                                  TREE_OPERAND (chrec, 0),
2537                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2538
2539   if (op0 == chrec_dont_know)
2540     return chrec_dont_know;
2541
2542   if (op0 == TREE_OPERAND (chrec, 0))
2543     return chrec;
2544
2545   return fold_build1 (TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec), op0);
2546 }
2547
2548 /* Analyze all the parameters of the chrec, between INSTANTIATE_BELOW
2549    and EVOLUTION_LOOP, that were left under a symbolic form.
2550
2551    CHREC is the scalar evolution to instantiate.
2552
2553    CACHE is the cache of already instantiated values.
2554
2555    FOLD_CONVERSIONS should be set to true when the conversions that
2556    may wrap in signed/pointer type are folded, as long as the value of
2557    the chrec is preserved.
2558
2559    SIZE_EXPR is used for computing the size of the expression to be
2560    instantiated, and to stop if it exceeds some limit.  */
2561
2562 static tree
2563 instantiate_scev_r (basic_block instantiate_below,
2564                     struct loop *evolution_loop, tree chrec,
2565                     bool fold_conversions, htab_t cache, int size_expr)
2566 {
2567   /* Give up if the expression is larger than the MAX that we allow.  */
2568   if (size_expr++ > PARAM_VALUE (PARAM_SCEV_MAX_EXPR_SIZE))
2569     return chrec_dont_know;
2570
2571   if (automatically_generated_chrec_p (chrec)
2572       || is_gimple_min_invariant (chrec))
2573     return chrec;
2574
2575   switch (TREE_CODE (chrec))
2576     {
2577     case SSA_NAME:
2578       return instantiate_scev_name (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2579                                     fold_conversions, cache, size_expr);
2580
2581     case POLYNOMIAL_CHREC:
2582       return instantiate_scev_poly (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2583                                     fold_conversions, cache, size_expr);
2584
2585     case POINTER_PLUS_EXPR:
2586     case PLUS_EXPR:
2587     case MINUS_EXPR:
2588     case MULT_EXPR:
2589       return instantiate_scev_binary (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2590                                       TREE_CODE (chrec), chrec_type (chrec),
2591                                       TREE_OPERAND (chrec, 0),
2592                                       TREE_OPERAND (chrec, 1),
2593                                       fold_conversions, cache, size_expr);
2594
2595     CASE_CONVERT:
2596       return instantiate_scev_convert (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2597                                        TREE_TYPE (chrec), TREE_OPERAND (chrec, 0),
2598                                        fold_conversions, cache, size_expr);
2599
2600     case NEGATE_EXPR:
2601     case BIT_NOT_EXPR:
2602       return instantiate_scev_not (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2603                                    TREE_CODE (chrec), TREE_TYPE (chrec),
2604                                    TREE_OPERAND (chrec, 0),
2605                                    fold_conversions, cache, size_expr);
2606
2607     case SCEV_NOT_KNOWN:
2608       return chrec_dont_know;
2609
2610     case SCEV_KNOWN:
2611       return chrec_known;
2612
2613     default:
2614       break;
2615     }
2616
2617   if (VL_EXP_CLASS_P (chrec))
2618     return chrec_dont_know;
2619
2620   switch (TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (chrec)))
2621     {
2622     case 3:
2623       return instantiate_scev_3 (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2624                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2625
2626     case 2:
2627       return instantiate_scev_2 (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2628                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2629
2630     case 1:
2631       return instantiate_scev_1 (instantiate_below, evolution_loop, chrec,
2632                                  fold_conversions, cache, size_expr);
2633
2634     case 0:
2635       return chrec;
2636
2637     default:
2638       break;
2639     }
2640
2641   /* Too complicated to handle.  */
2642   return chrec_dont_know;
2643 }
2644
2645 /* Analyze all the parameters of the chrec that were left under a
2646    symbolic form.  INSTANTIATE_BELOW is the basic block that stops the
2647    recursive instantiation of parameters: a parameter is a variable
2648    that is defined in a basic block that dominates INSTANTIATE_BELOW or
2649    a function parameter.  */
2650
2651 tree
2652 instantiate_scev (basic_block instantiate_below, struct loop *evolution_loop,
2653                   tree chrec)
2654 {
2655   tree res;
2656   htab_t cache = htab_create (10, hash_scev_info, eq_scev_info, del_scev_info);
2657
2658   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2659     {
2660       fprintf (dump_file, "(instantiate_scev \n");
2661       fprintf (dump_file, "  (instantiate_below = %d)\n", instantiate_below->index);
2662       fprintf (dump_file, "  (evolution_loop = %d)\n", evolution_loop->num);
2663       fprintf (dump_file, "  (chrec = ");
2664       print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
2665       fprintf (dump_file, ")\n");
2666     }
2667
2668   res = instantiate_scev_r (instantiate_below, evolution_loop, chrec, false,
2669                             cache, 0);
2670
2671   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2672     {
2673       fprintf (dump_file, "  (res = ");
2674       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
2675       fprintf (dump_file, "))\n");
2676     }
2677
2678   htab_delete (cache);
2679
2680   return res;
2681 }
2682
2683 /* Similar to instantiate_parameters, but does not introduce the
2684    evolutions in outer loops for LOOP invariants in CHREC, and does not
2685    care about causing overflows, as long as they do not affect value
2686    of an expression.  */
2687
2688 tree
2689 resolve_mixers (struct loop *loop, tree chrec)
2690 {
2691   htab_t cache = htab_create (10, hash_scev_info, eq_scev_info, del_scev_info);
2692   tree ret = instantiate_scev_r (block_before_loop (loop), loop, chrec, true,
2693                                  cache, 0);
2694   htab_delete (cache);
2695   return ret;
2696 }
2697
2698 /* Entry point for the analysis of the number of iterations pass.
2699    This function tries to safely approximate the number of iterations
2700    the loop will run.  When this property is not decidable at compile
2701    time, the result is chrec_dont_know.  Otherwise the result is a
2702    scalar or a symbolic parameter.  When the number of iterations may
2703    be equal to zero and the property cannot be determined at compile
2704    time, the result is a COND_EXPR that represents in a symbolic form
2705    the conditions under which the number of iterations is not zero.
2706
2707    Example of analysis: suppose that the loop has an exit condition:
2708
2709    "if (b > 49) goto end_loop;"
2710
2711    and that in a previous analysis we have determined that the
2712    variable 'b' has an evolution function:
2713
2714    "EF = {23, +, 5}_2".
2715
2716    When we evaluate the function at the point 5, i.e. the value of the
2717    variable 'b' after 5 iterations in the loop, we have EF (5) = 48,
2718    and EF (6) = 53.  In this case the value of 'b' on exit is '53' and
2719    the loop body has been executed 6 times.  */
2720
2721 tree
2722 number_of_latch_executions (struct loop *loop)
2723 {
2724   edge exit;
2725   struct tree_niter_desc niter_desc;
2726   tree may_be_zero;
2727   tree res;
2728
2729   /* Determine whether the number of iterations in loop has already
2730      been computed.  */
2731   res = loop->nb_iterations;
2732   if (res)
2733     return res;
2734
2735   may_be_zero = NULL_TREE;
2736
2737   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2738     fprintf (dump_file, "(number_of_iterations_in_loop = \n");
2739
2740   res = chrec_dont_know;
2741   exit = single_exit (loop);
2742
2743   if (exit && number_of_iterations_exit (loop, exit, &niter_desc, false))
2744     {
2745       may_be_zero = niter_desc.may_be_zero;
2746       res = niter_desc.niter;
2747     }
2748
2749   if (res == chrec_dont_know
2750       || !may_be_zero
2751       || integer_zerop (may_be_zero))
2752     ;
2753   else if (integer_nonzerop (may_be_zero))
2754     res = build_int_cst (TREE_TYPE (res), 0);
2755
2756   else if (COMPARISON_CLASS_P (may_be_zero))
2757     res = fold_build3 (COND_EXPR, TREE_TYPE (res), may_be_zero,
2758                        build_int_cst (TREE_TYPE (res), 0), res);
2759   else
2760     res = chrec_dont_know;
2761
2762   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2763     {
2764       fprintf (dump_file, "  (set_nb_iterations_in_loop = ");
2765       print_generic_expr (dump_file, res, 0);
2766       fprintf (dump_file, "))\n");
2767     }
2768
2769   loop->nb_iterations = res;
2770   return res;
2771 }
2772
2773 /* Returns the number of executions of the exit condition of LOOP,
2774    i.e., the number by one higher than number_of_latch_executions.
2775    Note that unlike number_of_latch_executions, this number does
2776    not necessarily fit in the unsigned variant of the type of
2777    the control variable -- if the number of iterations is a constant,
2778    we return chrec_dont_know if adding one to number_of_latch_executions
2779    overflows; however, in case the number of iterations is symbolic
2780    expression, the caller is responsible for dealing with this
2781    the possible overflow.  */
2782
2783 tree
2784 number_of_exit_cond_executions (struct loop *loop)
2785 {
2786   tree ret = number_of_latch_executions (loop);
2787   tree type = chrec_type (ret);
2788
2789   if (chrec_contains_undetermined (ret))
2790     return ret;
2791
2792   ret = chrec_fold_plus (type, ret, build_int_cst (type, 1));
2793   if (TREE_CODE (ret) == INTEGER_CST
2794       && TREE_OVERFLOW (ret))
2795     return chrec_dont_know;
2796
2797   return ret;
2798 }
2799
2800 /* One of the drivers for testing the scalar evolutions analysis.
2801    This function computes the number of iterations for all the loops
2802    from the EXIT_CONDITIONS array.  */
2803
2804 static void
2805 number_of_iterations_for_all_loops (VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
2806 {
2807   unsigned int i;
2808   unsigned nb_chrec_dont_know_loops = 0;
2809   unsigned nb_static_loops = 0;
2810   gimple cond;
2811
2812   FOR_EACH_VEC_ELT (gimple, *exit_conditions, i, cond)
2813     {
2814       tree res = number_of_latch_executions (loop_containing_stmt (cond));
2815       if (chrec_contains_undetermined (res))
2816         nb_chrec_dont_know_loops++;
2817       else
2818         nb_static_loops++;
2819     }
2820
2821   if (dump_file)
2822     {
2823       fprintf (dump_file, "\n(\n");
2824       fprintf (dump_file, "-----------------------------------------\n");
2825       fprintf (dump_file, "%d\tnb_chrec_dont_know_loops\n", nb_chrec_dont_know_loops);
2826       fprintf (dump_file, "%d\tnb_static_loops\n", nb_static_loops);
2827       fprintf (dump_file, "%d\tnb_total_loops\n", number_of_loops ());
2828       fprintf (dump_file, "-----------------------------------------\n");
2829       fprintf (dump_file, ")\n\n");
2830
2831       print_loops (dump_file, 3);
2832     }
2833 }
2834
2835 \f
2836
2837 /* Counters for the stats.  */
2838
2839 struct chrec_stats
2840 {
2841   unsigned nb_chrecs;
2842   unsigned nb_affine;
2843   unsigned nb_affine_multivar;
2844   unsigned nb_higher_poly;
2845   unsigned nb_chrec_dont_know;
2846   unsigned nb_undetermined;
2847 };
2848
2849 /* Reset the counters.  */
2850
2851 static inline void
2852 reset_chrecs_counters (struct chrec_stats *stats)
2853 {
2854   stats->nb_chrecs = 0;
2855   stats->nb_affine = 0;
2856   stats->nb_affine_multivar = 0;
2857   stats->nb_higher_poly = 0;
2858   stats->nb_chrec_dont_know = 0;
2859   stats->nb_undetermined = 0;
2860 }
2861
2862 /* Dump the contents of a CHREC_STATS structure.  */
2863
2864 static void
2865 dump_chrecs_stats (FILE *file, struct chrec_stats *stats)
2866 {
2867   fprintf (file, "\n(\n");
2868   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2869   fprintf (file, "%d\taffine univariate chrecs\n", stats->nb_affine);
2870   fprintf (file, "%d\taffine multivariate chrecs\n", stats->nb_affine_multivar);
2871   fprintf (file, "%d\tdegree greater than 2 polynomials\n",
2872            stats->nb_higher_poly);
2873   fprintf (file, "%d\tchrec_dont_know chrecs\n", stats->nb_chrec_dont_know);
2874   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2875   fprintf (file, "%d\ttotal chrecs\n", stats->nb_chrecs);
2876   fprintf (file, "%d\twith undetermined coefficients\n",
2877            stats->nb_undetermined);
2878   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2879   fprintf (file, "%d\tchrecs in the scev database\n",
2880            (int) htab_elements (scalar_evolution_info));
2881   fprintf (file, "%d\tsets in the scev database\n", nb_set_scev);
2882   fprintf (file, "%d\tgets in the scev database\n", nb_get_scev);
2883   fprintf (file, "-----------------------------------------\n");
2884   fprintf (file, ")\n\n");
2885 }
2886
2887 /* Gather statistics about CHREC.  */
2888
2889 static void
2890 gather_chrec_stats (tree chrec, struct chrec_stats *stats)
2891 {
2892   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2893     {
2894       fprintf (dump_file, "(classify_chrec ");
2895       print_generic_expr (dump_file, chrec, 0);
2896       fprintf (dump_file, "\n");
2897     }
2898
2899   stats->nb_chrecs++;
2900
2901   if (chrec == NULL_TREE)
2902     {
2903       stats->nb_undetermined++;
2904       return;
2905     }
2906
2907   switch (TREE_CODE (chrec))
2908     {
2909     case POLYNOMIAL_CHREC:
2910       if (evolution_function_is_affine_p (chrec))
2911         {
2912           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2913             fprintf (dump_file, "  affine_univariate\n");
2914           stats->nb_affine++;
2915         }
2916       else if (evolution_function_is_affine_multivariate_p (chrec, 0))
2917         {
2918           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2919             fprintf (dump_file, "  affine_multivariate\n");
2920           stats->nb_affine_multivar++;
2921         }
2922       else
2923         {
2924           if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2925             fprintf (dump_file, "  higher_degree_polynomial\n");
2926           stats->nb_higher_poly++;
2927         }
2928
2929       break;
2930
2931     default:
2932       break;
2933     }
2934
2935   if (chrec_contains_undetermined (chrec))
2936     {
2937       if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2938         fprintf (dump_file, "  undetermined\n");
2939       stats->nb_undetermined++;
2940     }
2941
2942   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2943     fprintf (dump_file, ")\n");
2944 }
2945
2946 /* One of the drivers for testing the scalar evolutions analysis.
2947    This function analyzes the scalar evolution of all the scalars
2948    defined as loop phi nodes in one of the loops from the
2949    EXIT_CONDITIONS array.
2950
2951    TODO Optimization: A loop is in canonical form if it contains only
2952    a single scalar loop phi node.  All the other scalars that have an
2953    evolution in the loop are rewritten in function of this single
2954    index.  This allows the parallelization of the loop.  */
2955
2956 static void
2957 analyze_scalar_evolution_for_all_loop_phi_nodes (VEC(gimple,heap) **exit_conditions)
2958 {
2959   unsigned int i;
2960   struct chrec_stats stats;
2961   gimple cond, phi;
2962   gimple_stmt_iterator psi;
2963
2964   reset_chrecs_counters (&stats);
2965
2966   FOR_EACH_VEC_ELT (gimple, *exit_conditions, i, cond)
2967     {
2968       struct loop *loop;
2969       basic_block bb;
2970       tree chrec;
2971
2972       loop = loop_containing_stmt (cond);
2973       bb = loop->header;
2974
2975       for (psi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
2976         {
2977           phi = gsi_stmt (psi);
2978           if (is_gimple_reg (PHI_RESULT (phi)))
2979             {
2980               chrec = instantiate_parameters
2981                         (loop,
2982                          analyze_scalar_evolution (loop, PHI_RESULT (phi)));
2983
2984               if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2985                 gather_chrec_stats (chrec, &stats);
2986             }
2987         }
2988     }
2989
2990   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2991     dump_chrecs_stats (dump_file, &stats);
2992 }
2993
2994 /* Callback for htab_traverse, gathers information on chrecs in the
2995    hashtable.  */
2996
2997 static int
2998 gather_stats_on_scev_database_1 (void **slot, void *stats)
2999 {
3000   struct scev_info_str *entry = (struct scev_info_str *) *slot;
3001
3002   gather_chrec_stats (entry->chrec, (struct chrec_stats *) stats);
3003
3004   return 1;
3005 }
3006
3007 /* Classify the chrecs of the whole database.  */
3008
3009 void
3010 gather_stats_on_scev_database (void)
3011 {
3012   struct chrec_stats stats;
3013
3014   if (!dump_file)
3015     return;
3016
3017   reset_chrecs_counters (&stats);
3018
3019   htab_traverse (scalar_evolution_info, gather_stats_on_scev_database_1,
3020                  &stats);
3021
3022   dump_chrecs_stats (dump_file, &stats);
3023 }
3024
3025 \f
3026
3027 /* Initializer.  */
3028
3029 static void
3030 initialize_scalar_evolutions_analyzer (void)
3031 {
3032   /* The elements below are unique.  */
3033   if (chrec_dont_know == NULL_TREE)
3034     {
3035       chrec_not_analyzed_yet = NULL_TREE;
3036       chrec_dont_know = make_node (SCEV_NOT_KNOWN);
3037       chrec_known = make_node (SCEV_KNOWN);
3038       TREE_TYPE (chrec_dont_know) = void_type_node;
3039       TREE_TYPE (chrec_known) = void_type_node;
3040     }
3041 }
3042
3043 /* Initialize the analysis of scalar evolutions for LOOPS.  */
3044
3045 void
3046 scev_initialize (void)
3047 {
3048   loop_iterator li;
3049   struct loop *loop;
3050
3051
3052   scalar_evolution_info = htab_create_ggc (100, hash_scev_info, eq_scev_info,
3053                                            del_scev_info);
3054
3055   initialize_scalar_evolutions_analyzer ();
3056
3057   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
3058     {
3059       loop->nb_iterations = NULL_TREE;
3060     }
3061 }
3062
3063 /* Cleans up the information cached by the scalar evolutions analysis
3064    in the hash table.  */
3065
3066 void
3067 scev_reset_htab (void)
3068 {
3069   if (!scalar_evolution_info)
3070     return;
3071
3072   htab_empty (scalar_evolution_info);
3073 }
3074
3075 /* Cleans up the information cached by the scalar evolutions analysis
3076    in the hash table and in the loop->nb_iterations.  */
3077
3078 void
3079 scev_reset (void)
3080 {
3081   loop_iterator li;
3082   struct loop *loop;
3083
3084   scev_reset_htab ();
3085
3086   if (!current_loops)
3087     return;
3088
3089   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
3090     {
3091       loop->nb_iterations = NULL_TREE;
3092     }
3093 }
3094
3095 /* Checks whether use of OP in USE_LOOP behaves as a simple affine iv with
3096    respect to WRTO_LOOP and returns its base and step in IV if possible
3097    (see analyze_scalar_evolution_in_loop for more details on USE_LOOP
3098    and WRTO_LOOP).  If ALLOW_NONCONSTANT_STEP is true, we want step to be
3099    invariant in LOOP.  Otherwise we require it to be an integer constant.
3100
3101    IV->no_overflow is set to true if we are sure the iv cannot overflow (e.g.
3102    because it is computed in signed arithmetics).  Consequently, adding an
3103    induction variable
3104
3105    for (i = IV->base; ; i += IV->step)
3106
3107    is only safe if IV->no_overflow is false, or TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED is
3108    false for the type of the induction variable, or you can prove that i does
3109    not wrap by some other argument.  Otherwise, this might introduce undefined
3110    behavior, and
3111
3112    for (i = iv->base; ; i = (type) ((unsigned type) i + (unsigned type) iv->step))
3113
3114    must be used instead.  */
3115
3116 bool
3117 simple_iv (struct loop *wrto_loop, struct loop *use_loop, tree op,
3118            affine_iv *iv, bool allow_nonconstant_step)
3119 {
3120   tree type, ev;
3121   bool folded_casts;
3122
3123   iv->base = NULL_TREE;
3124   iv->step = NULL_TREE;
3125   iv->no_overflow = false;
3126
3127   type = TREE_TYPE (op);
3128   if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE
3129       && TREE_CODE (type) != POINTER_TYPE)
3130     return false;
3131
3132   ev = analyze_scalar_evolution_in_loop (wrto_loop, use_loop, op,
3133                                          &folded_casts);
3134   if (chrec_contains_undetermined (ev)
3135       || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (ev, wrto_loop->num))
3136     return false;
3137
3138   if (tree_does_not_contain_chrecs (ev))
3139     {
3140       iv->base = ev;
3141       iv->step = build_int_cst (TREE_TYPE (ev), 0);
3142       iv->no_overflow = true;
3143       return true;
3144     }
3145
3146   if (TREE_CODE (ev) != POLYNOMIAL_CHREC
3147       || CHREC_VARIABLE (ev) != (unsigned) wrto_loop->num)
3148     return false;
3149
3150   iv->step = CHREC_RIGHT (ev);
3151   if ((!allow_nonconstant_step && TREE_CODE (iv->step) != INTEGER_CST)
3152       || tree_contains_chrecs (iv->step, NULL))
3153     return false;
3154
3155   iv->base = CHREC_LEFT (ev);
3156   if (tree_contains_chrecs (iv->base, NULL))
3157     return false;
3158
3159   iv->no_overflow = !folded_casts && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type);
3160
3161   return true;
3162 }
3163
3164 /* Runs the analysis of scalar evolutions.  */
3165
3166 void
3167 scev_analysis (void)
3168 {
3169   VEC(gimple,heap) *exit_conditions;
3170
3171   exit_conditions = VEC_alloc (gimple, heap, 37);
3172   select_loops_exit_conditions (&exit_conditions);
3173
3174   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
3175     analyze_scalar_evolution_for_all_loop_phi_nodes (&exit_conditions);
3176
3177   number_of_iterations_for_all_loops (&exit_conditions);
3178   VEC_free (gimple, heap, exit_conditions);
3179 }
3180
3181 /* Finalize the scalar evolution analysis.  */
3182
3183 void
3184 scev_finalize (void)
3185 {
3186   if (!scalar_evolution_info)
3187     return;
3188   htab_delete (scalar_evolution_info);
3189   scalar_evolution_info = NULL;
3190 }
3191
3192 /* Returns true if the expression EXPR is considered to be too expensive
3193    for scev_const_prop.  */
3194
3195 bool
3196 expression_expensive_p (tree expr)
3197 {
3198   enum tree_code code;
3199
3200   if (is_gimple_val (expr))
3201     return false;
3202
3203   code = TREE_CODE (expr);
3204   if (code == TRUNC_DIV_EXPR
3205       || code == CEIL_DIV_EXPR
3206       || code == FLOOR_DIV_EXPR
3207       || code == ROUND_DIV_EXPR
3208       || code == TRUNC_MOD_EXPR
3209       || code == CEIL_MOD_EXPR
3210       || code == FLOOR_MOD_EXPR
3211       || code == ROUND_MOD_EXPR
3212       || code == EXACT_DIV_EXPR)
3213     {
3214       /* Division by power of two is usually cheap, so we allow it.
3215          Forbid anything else.  */
3216       if (!integer_pow2p (TREE_OPERAND (expr, 1)))
3217         return true;
3218     }
3219
3220   switch (TREE_CODE_CLASS (code))
3221     {
3222     case tcc_binary:
3223     case tcc_comparison:
3224       if (expression_expensive_p (TREE_OPERAND (expr, 1)))
3225         return true;
3226
3227       /* Fallthru.  */
3228     case tcc_unary:
3229       return expression_expensive_p (TREE_OPERAND (expr, 0));
3230
3231     default:
3232       return true;
3233     }
3234 }
3235
3236 /* Replace ssa names for that scev can prove they are constant by the
3237    appropriate constants.  Also perform final value replacement in loops,
3238    in case the replacement expressions are cheap.
3239
3240    We only consider SSA names defined by phi nodes; rest is left to the
3241    ordinary constant propagation pass.  */
3242
3243 unsigned int
3244 scev_const_prop (void)
3245 {
3246   basic_block bb;
3247   tree name, type, ev;
3248   gimple phi, ass;
3249   struct loop *loop, *ex_loop;
3250   bitmap ssa_names_to_remove = NULL;
3251   unsigned i;
3252   loop_iterator li;
3253   gimple_stmt_iterator psi;
3254
3255   if (number_of_loops () <= 1)
3256     return 0;
3257
3258   FOR_EACH_BB (bb)
3259     {
3260       loop = bb->loop_father;
3261
3262       for (psi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
3263         {
3264           phi = gsi_stmt (psi);
3265           name = PHI_RESULT (phi);
3266
3267           if (!is_gimple_reg (name))
3268             continue;
3269
3270           type = TREE_TYPE (name);
3271
3272           if (!POINTER_TYPE_P (type)
3273               && !INTEGRAL_TYPE_P (type))
3274             continue;
3275
3276           ev = resolve_mixers (loop, analyze_scalar_evolution (loop, name));
3277           if (!is_gimple_min_invariant (ev)
3278               || !may_propagate_copy (name, ev))
3279             continue;
3280
3281           /* Replace the uses of the name.  */
3282           if (name != ev)
3283             replace_uses_by (name, ev);
3284
3285           if (!ssa_names_to_remove)
3286             ssa_names_to_remove = BITMAP_ALLOC (NULL);
3287           bitmap_set_bit (ssa_names_to_remove, SSA_NAME_VERSION (name));
3288         }
3289     }
3290
3291   /* Remove the ssa names that were replaced by constants.  We do not
3292      remove them directly in the previous cycle, since this
3293      invalidates scev cache.  */
3294   if (ssa_names_to_remove)
3295     {
3296       bitmap_iterator bi;
3297
3298       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (ssa_names_to_remove, 0, i, bi)
3299         {
3300           gimple_stmt_iterator psi;
3301           name = ssa_name (i);
3302           phi = SSA_NAME_DEF_STMT (name);
3303
3304           gcc_assert (gimple_code (phi) == GIMPLE_PHI);
3305           psi = gsi_for_stmt (phi);
3306           remove_phi_node (&psi, true);
3307         }
3308
3309       BITMAP_FREE (ssa_names_to_remove);
3310       scev_reset ();
3311     }
3312
3313   /* Now the regular final value replacement.  */
3314   FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_FROM_INNERMOST)
3315     {
3316       edge exit;
3317       tree def, rslt, niter;
3318       gimple_stmt_iterator bsi;
3319
3320       /* If we do not know exact number of iterations of the loop, we cannot
3321          replace the final value.  */
3322       exit = single_exit (loop);
3323       if (!exit)
3324         continue;
3325
3326       niter = number_of_latch_executions (loop);
3327       if (niter == chrec_dont_know)
3328         continue;
3329
3330       /* Ensure that it is possible to insert new statements somewhere.  */
3331       if (!single_pred_p (exit->dest))
3332         split_loop_exit_edge (exit);
3333       bsi = gsi_after_labels (exit->dest);
3334
3335       ex_loop = superloop_at_depth (loop,
3336                                     loop_depth (exit->dest->loop_father) + 1);
3337
3338       for (psi = gsi_start_phis (exit->dest); !gsi_end_p (psi); )
3339         {
3340           phi = gsi_stmt (psi);
3341           rslt = PHI_RESULT (phi);
3342           def = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, exit);
3343           if (!is_gimple_reg (def))
3344             {
3345               gsi_next (&psi);
3346               continue;
3347             }
3348
3349           if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (def))
3350               && !INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (def)))
3351             {
3352               gsi_next (&psi);
3353               continue;
3354             }
3355
3356           def = analyze_scalar_evolution_in_loop (ex_loop, loop, def, NULL);
3357           def = compute_overall_effect_of_inner_loop (ex_loop, def);
3358           if (!tree_does_not_contain_chrecs (def)
3359               || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (def, ex_loop->num)
3360               /* Moving the computation from the loop may prolong life range
3361                  of some ssa names, which may cause problems if they appear
3362                  on abnormal edges.  */
3363               || contains_abnormal_ssa_name_p (def)
3364               /* Do not emit expensive expressions.  The rationale is that
3365                  when someone writes a code like
3366
3367                  while (n > 45) n -= 45;
3368
3369                  he probably knows that n is not large, and does not want it
3370                  to be turned into n %= 45.  */
3371               || expression_expensive_p (def))
3372             {
3373               gsi_next (&psi);
3374               continue;
3375             }
3376
3377           /* Eliminate the PHI node and replace it by a computation outside
3378              the loop.  */
3379           def = unshare_expr (def);
3380           remove_phi_node (&psi, false);
3381
3382           def = force_gimple_operand_gsi (&bsi, def, false, NULL_TREE,
3383                                           true, GSI_SAME_STMT);
3384           ass = gimple_build_assign (rslt, def);
3385           gsi_insert_before (&bsi, ass, GSI_SAME_STMT);
3386         }
3387     }
3388   return 0;
3389 }
3390
3391 #include "gt-tree-scalar-evolution.h"