OSDN Git Service

2008-11-03 Sebastian Pop <sebastian.pop@amd.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-copy.c
1 /* Copy propagation and SSA_NAME replacement support routines.
2    Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9 any later version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 GNU General Public License for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
18 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 #include "config.h"
21 #include "system.h"
22 #include "coretypes.h"
23 #include "tm.h"
24 #include "tree.h"
25 #include "flags.h"
26 #include "rtl.h"
27 #include "tm_p.h"
28 #include "ggc.h"
29 #include "basic-block.h"
30 #include "output.h"
31 #include "expr.h"
32 #include "function.h"
33 #include "diagnostic.h"
34 #include "timevar.h"
35 #include "tree-dump.h"
36 #include "tree-flow.h"
37 #include "tree-pass.h"
38 #include "tree-ssa-propagate.h"
39 #include "langhooks.h"
40
41 /* This file implements the copy propagation pass and provides a
42    handful of interfaces for performing const/copy propagation and
43    simple expression replacement which keep variable annotations
44    up-to-date.
45
46    We require that for any copy operation where the RHS and LHS have
47    a non-null memory tag the memory tag be the same.   It is OK
48    for one or both of the memory tags to be NULL.
49
50    We also require tracking if a variable is dereferenced in a load or
51    store operation.
52
53    We enforce these requirements by having all copy propagation and
54    replacements of one SSA_NAME with a different SSA_NAME to use the
55    APIs defined in this file.  */
56
57 /* Return true if we may propagate ORIG into DEST, false otherwise.  */
58
59 bool
60 may_propagate_copy (tree dest, tree orig)
61 {
62   tree type_d = TREE_TYPE (dest);
63   tree type_o = TREE_TYPE (orig);
64
65   /* If ORIG flows in from an abnormal edge, it cannot be propagated.  */
66   if (TREE_CODE (orig) == SSA_NAME
67       && SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (orig))
68     return false;
69
70   /* If DEST is an SSA_NAME that flows from an abnormal edge, then it
71      cannot be replaced.  */
72   if (TREE_CODE (dest) == SSA_NAME
73       && SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (dest))
74     return false;
75
76   /* For memory partitions, copies are OK as long as the memory symbol
77      belongs to the partition.  */
78   if (TREE_CODE (dest) == SSA_NAME
79       && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (dest)) == MEMORY_PARTITION_TAG)
80     return (TREE_CODE (orig) == SSA_NAME
81             && !is_gimple_reg (orig)
82             && (SSA_NAME_VAR (dest) == SSA_NAME_VAR (orig)
83                 || bitmap_bit_p (MPT_SYMBOLS (SSA_NAME_VAR (dest)),
84                                  DECL_UID (SSA_NAME_VAR (orig)))));
85
86   if (TREE_CODE (orig) == SSA_NAME
87       && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (orig)) == MEMORY_PARTITION_TAG)
88     return (TREE_CODE (dest) == SSA_NAME
89             && !is_gimple_reg (dest)
90             && (SSA_NAME_VAR (dest) == SSA_NAME_VAR (orig)
91                 || bitmap_bit_p (MPT_SYMBOLS (SSA_NAME_VAR (orig)),
92                                  DECL_UID (SSA_NAME_VAR (dest)))));
93   
94   /* Do not copy between types for which we *do* need a conversion.  */
95   if (!useless_type_conversion_p (type_d, type_o))
96     return false;
97
98   /* FIXME.  GIMPLE is allowing pointer assignments and comparisons of
99      pointers that have different alias sets.  This means that these
100      pointers will have different memory tags associated to them.
101
102      If we allow copy propagation in these cases, statements de-referencing
103      the new pointer will now have a reference to a different memory tag
104      with potentially incorrect SSA information.
105
106      This was showing up in libjava/java/util/zip/ZipFile.java with code
107      like:
108
109         struct java.io.BufferedInputStream *T.660;
110         struct java.io.BufferedInputStream *T.647;
111         struct java.io.InputStream *is;
112         struct java.io.InputStream *is.662;
113         [ ... ]
114         T.660 = T.647;
115         is = T.660;     <-- This ought to be type-casted
116         is.662 = is;
117
118      Also, f/name.c exposed a similar problem with a COND_EXPR predicate
119      that was causing DOM to generate and equivalence with two pointers of
120      alias-incompatible types:
121
122         struct _ffename_space *n;
123         struct _ffename *ns;
124         [ ... ]
125         if (n == ns)
126           goto lab;
127         ...
128         lab:
129         return n;
130
131      I think that GIMPLE should emit the appropriate type-casts.  For the
132      time being, blocking copy-propagation in these cases is the safe thing
133      to do.  */
134   if (TREE_CODE (dest) == SSA_NAME
135       && TREE_CODE (orig) == SSA_NAME
136       && POINTER_TYPE_P (type_d)
137       && POINTER_TYPE_P (type_o))
138     {
139       tree mt_dest = symbol_mem_tag (SSA_NAME_VAR (dest));
140       tree mt_orig = symbol_mem_tag (SSA_NAME_VAR (orig));
141       if (mt_dest && mt_orig && mt_dest != mt_orig)
142         return false;
143       else if (get_alias_set (TREE_TYPE (type_d)) != 
144                get_alias_set (TREE_TYPE (type_o)))
145         return false;
146       else if (!MTAG_P (SSA_NAME_VAR (dest))
147                && !MTAG_P (SSA_NAME_VAR (orig))
148                && (DECL_NO_TBAA_P (SSA_NAME_VAR (dest))
149                    != DECL_NO_TBAA_P (SSA_NAME_VAR (orig))))
150         return false;
151
152       /* Also verify flow-sensitive information is compatible.  */
153       if (SSA_NAME_PTR_INFO (orig) && SSA_NAME_PTR_INFO (dest))
154         {
155           struct ptr_info_def *orig_ptr_info = SSA_NAME_PTR_INFO (orig);
156           struct ptr_info_def *dest_ptr_info = SSA_NAME_PTR_INFO (dest);
157
158           if (orig_ptr_info->name_mem_tag
159               && dest_ptr_info->name_mem_tag
160               && orig_ptr_info->pt_vars
161               && dest_ptr_info->pt_vars
162               && !bitmap_intersect_p (dest_ptr_info->pt_vars,
163                                       orig_ptr_info->pt_vars))
164             return false;
165         }
166     }
167
168   /* If the destination is a SSA_NAME for a virtual operand, then we have
169      some special cases to handle.  */
170   if (TREE_CODE (dest) == SSA_NAME && !is_gimple_reg (dest))
171     {
172       /* If both operands are SSA_NAMEs referring to virtual operands, then
173          we can always propagate.  */
174       if (TREE_CODE (orig) == SSA_NAME
175           && !is_gimple_reg (orig))
176         return true;
177
178       /* We have a "copy" from something like a constant into a virtual
179          operand.  Reject these.  */
180       return false;
181     }
182
183   /* Anything else is OK.  */
184   return true;
185 }
186
187 /* Like may_propagate_copy, but use as the destination expression
188    the principal expression (typically, the RHS) contained in
189    statement DEST.  This is more efficient when working with the
190    gimple tuples representation.  */
191
192 bool
193 may_propagate_copy_into_stmt (gimple dest, tree orig)
194 {
195   tree type_d;
196   tree type_o;
197
198   /* If the statement is a switch or a single-rhs assignment,
199      then the expression to be replaced by the propagation may
200      be an SSA_NAME.  Fortunately, there is an explicit tree
201      for the expression, so we delegate to may_propagate_copy.  */
202
203   if (gimple_assign_single_p (dest))
204     return may_propagate_copy (gimple_assign_rhs1 (dest), orig);
205   else if (gimple_code (dest) == GIMPLE_SWITCH)
206     return may_propagate_copy (gimple_switch_index (dest), orig);
207
208   /* In other cases, the expression is not materialized, so there
209      is no destination to pass to may_propagate_copy.  On the other
210      hand, the expression cannot be an SSA_NAME, so the analysis
211      is much simpler.  */
212
213   if (TREE_CODE (orig) == SSA_NAME
214       && (SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (orig)
215           ||  TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (orig)) == MEMORY_PARTITION_TAG))
216     return false;
217
218   if (is_gimple_assign (dest))
219     type_d = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (dest));
220   else if (gimple_code (dest) == GIMPLE_COND)
221     type_d = boolean_type_node;
222   else if (is_gimple_call (dest)
223            && gimple_call_lhs (dest) != NULL_TREE)
224     type_d = TREE_TYPE (gimple_call_lhs (dest));
225   else
226     gcc_unreachable ();
227
228   type_o = TREE_TYPE (orig);
229
230   if (!useless_type_conversion_p (type_d, type_o))
231     return false;
232
233   return true;
234 }
235
236 /* Similarly, but we know that we're propagating into an ASM_EXPR.  */
237
238 bool
239 may_propagate_copy_into_asm (tree dest)
240 {
241   /* Hard register operands of asms are special.  Do not bypass.  */
242   return !(TREE_CODE (dest) == SSA_NAME
243            && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (dest)) == VAR_DECL
244            && DECL_HARD_REGISTER (SSA_NAME_VAR (dest)));
245 }
246
247
248 /* Given two SSA_NAMEs pointers ORIG and NEW such that we are copy
249    propagating NEW into ORIG, consolidate aliasing information so that
250    they both share the same memory tags.  */
251
252 void
253 merge_alias_info (tree orig_name, tree new_name)
254 {
255   tree new_sym = SSA_NAME_VAR (new_name);
256   tree orig_sym = SSA_NAME_VAR (orig_name);
257   var_ann_t new_ann = var_ann (new_sym);
258   var_ann_t orig_ann = var_ann (orig_sym);
259
260   /* No merging necessary when memory partitions are involved.  */
261   if (factoring_name_p (new_name))
262     {
263       gcc_assert (!is_gimple_reg (orig_sym));
264       return;
265     }
266   else if (factoring_name_p (orig_name))
267     {
268       gcc_assert (!is_gimple_reg (new_sym));
269       return;
270     }
271
272   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (orig_name))
273               && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (new_name)));
274
275 #if defined ENABLE_CHECKING
276   gcc_assert (useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (orig_name),
277                                         TREE_TYPE (new_name)));
278
279   /* Check that flow-sensitive information is compatible.  Notice that
280      we may not merge flow-sensitive information here.  This function
281      is called when propagating equivalences dictated by the IL, like
282      a copy operation P_i = Q_j, and from equivalences dictated by
283      control-flow, like if (P_i == Q_j).
284      
285      In the former case, P_i and Q_j are equivalent in every block
286      dominated by the assignment, so their flow-sensitive information
287      is always the same.  However, in the latter case, the pointers
288      P_i and Q_j are only equivalent in one of the sub-graphs out of
289      the predicate, so their flow-sensitive information is not the
290      same in every block dominated by the predicate.
291
292      Since we cannot distinguish one case from another in this
293      function, we can only make sure that if P_i and Q_j have
294      flow-sensitive information, they should be compatible.
295
296      As callers of merge_alias_info are supposed to call may_propagate_copy
297      first, the following check is redundant.  Thus, only do it if checking
298      is enabled.  */
299   if (SSA_NAME_PTR_INFO (orig_name) && SSA_NAME_PTR_INFO (new_name))
300     {
301       struct ptr_info_def *orig_ptr_info = SSA_NAME_PTR_INFO (orig_name);
302       struct ptr_info_def *new_ptr_info = SSA_NAME_PTR_INFO (new_name);
303
304       /* Note that pointer NEW and ORIG may actually have different
305          pointed-to variables (e.g., PR 18291 represented in
306          testsuite/gcc.c-torture/compile/pr18291.c).  However, since
307          NEW is being copy-propagated into ORIG, it must always be
308          true that the pointed-to set for pointer NEW is the same, or
309          a subset, of the pointed-to set for pointer ORIG.  If this
310          isn't the case, we shouldn't have been able to do the
311          propagation of NEW into ORIG.  */
312       if (orig_ptr_info->name_mem_tag
313           && new_ptr_info->name_mem_tag
314           && orig_ptr_info->pt_vars
315           && new_ptr_info->pt_vars)
316         gcc_assert (bitmap_intersect_p (new_ptr_info->pt_vars,
317                                         orig_ptr_info->pt_vars));
318     }
319 #endif
320
321   /* Synchronize the symbol tags.  If both pointers had a tag and they
322      are different, then something has gone wrong.  Symbol tags can
323      always be merged because they are flow insensitive, all the SSA
324      names of the same base DECL share the same symbol tag.  */
325   if (new_ann->symbol_mem_tag == NULL_TREE)
326     new_ann->symbol_mem_tag = orig_ann->symbol_mem_tag;
327   else if (orig_ann->symbol_mem_tag == NULL_TREE)
328     orig_ann->symbol_mem_tag = new_ann->symbol_mem_tag;
329   else
330     gcc_assert (new_ann->symbol_mem_tag == orig_ann->symbol_mem_tag);
331
332   /* Copy flow-sensitive alias information in case that NEW_NAME
333      didn't get a NMT but was set to pt_anything for optimization
334      purposes.  In case ORIG_NAME has a NMT we can safely use its
335      flow-sensitive alias information as a conservative estimate.  */
336   if (SSA_NAME_PTR_INFO (orig_name)
337       && SSA_NAME_PTR_INFO (orig_name)->name_mem_tag
338       && (!SSA_NAME_PTR_INFO (new_name)
339           || !SSA_NAME_PTR_INFO (new_name)->name_mem_tag))
340     {
341       struct ptr_info_def *orig_ptr_info = SSA_NAME_PTR_INFO (orig_name);
342       struct ptr_info_def *new_ptr_info = get_ptr_info (new_name);
343       memcpy (new_ptr_info, orig_ptr_info, sizeof (struct ptr_info_def));
344     }
345 }
346
347
348 /* Common code for propagate_value and replace_exp.
349
350    Replace use operand OP_P with VAL.  FOR_PROPAGATION indicates if the
351    replacement is done to propagate a value or not.  */
352
353 static void
354 replace_exp_1 (use_operand_p op_p, tree val,
355                bool for_propagation ATTRIBUTE_UNUSED)
356 {
357   tree op = USE_FROM_PTR (op_p);
358
359 #if defined ENABLE_CHECKING
360   gcc_assert (!(for_propagation
361                 && TREE_CODE (op) == SSA_NAME
362                 && TREE_CODE (val) == SSA_NAME
363                 && !may_propagate_copy (op, val)));
364 #endif
365
366   if (TREE_CODE (val) == SSA_NAME)
367     {
368       if (TREE_CODE (op) == SSA_NAME && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
369         merge_alias_info (op, val);
370       SET_USE (op_p, val);
371     }
372   else
373     SET_USE (op_p, unsave_expr_now (val));
374 }
375
376
377 /* Propagate the value VAL (assumed to be a constant or another SSA_NAME)
378    into the operand pointed to by OP_P.
379
380    Use this version for const/copy propagation as it will perform additional
381    checks to ensure validity of the const/copy propagation.  */
382
383 void
384 propagate_value (use_operand_p op_p, tree val)
385 {
386   replace_exp_1 (op_p, val, true);
387 }
388
389 /* Replace *OP_P with value VAL (assumed to be a constant or another SSA_NAME).
390
391    Use this version when not const/copy propagating values.  For example,
392    PRE uses this version when building expressions as they would appear
393    in specific blocks taking into account actions of PHI nodes.  */
394
395 void
396 replace_exp (use_operand_p op_p, tree val)
397 {
398   replace_exp_1 (op_p, val, false);
399 }
400
401
402 /* Propagate the value VAL (assumed to be a constant or another SSA_NAME)
403    into the tree pointed to by OP_P.
404
405    Use this version for const/copy propagation when SSA operands are not
406    available.  It will perform the additional checks to ensure validity of
407    the const/copy propagation, but will not update any operand information.
408    Be sure to mark the stmt as modified.  */
409
410 void
411 propagate_tree_value (tree *op_p, tree val)
412 {
413 #if defined ENABLE_CHECKING
414   gcc_assert (!(TREE_CODE (val) == SSA_NAME
415                 && *op_p
416                 && TREE_CODE (*op_p) == SSA_NAME
417                 && !may_propagate_copy (*op_p, val)));
418 #endif
419
420   if (TREE_CODE (val) == SSA_NAME)
421     {
422       if (*op_p && TREE_CODE (*op_p) == SSA_NAME && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (*op_p)))
423         merge_alias_info (*op_p, val);
424       *op_p = val;
425     }
426   else
427     *op_p = unsave_expr_now (val);
428 }
429
430
431 /* Like propagate_tree_value, but use as the operand to replace
432    the principal expression (typically, the RHS) contained in the
433    statement referenced by iterator GSI.  Note that it is not
434    always possible to update the statement in-place, so a new
435    statement may be created to replace the original.  */
436
437 void
438 propagate_tree_value_into_stmt (gimple_stmt_iterator *gsi, tree val)
439 {
440   gimple stmt = gsi_stmt (*gsi);
441
442   if (is_gimple_assign (stmt))
443     {
444       tree expr = NULL_TREE;
445       if (gimple_assign_single_p (stmt))
446         expr = gimple_assign_rhs1 (stmt);
447       propagate_tree_value (&expr, val);
448       gimple_assign_set_rhs_from_tree (gsi, expr);
449       stmt = gsi_stmt (*gsi);
450     }
451   else if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_COND)
452     {
453       tree lhs = NULL_TREE;
454       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (val), integer_zero_node);
455       propagate_tree_value (&lhs, val);
456       gimple_cond_set_code (stmt, NE_EXPR);
457       gimple_cond_set_lhs (stmt, lhs);
458       gimple_cond_set_rhs (stmt, rhs);
459     }
460   else if (is_gimple_call (stmt)
461            && gimple_call_lhs (stmt) != NULL_TREE)
462     {
463       gimple new_stmt;
464
465       tree expr = NULL_TREE;
466       propagate_tree_value (&expr, val);
467       new_stmt  = gimple_build_assign (gimple_call_lhs (stmt), expr);
468       copy_virtual_operands (new_stmt, stmt);
469       move_ssa_defining_stmt_for_defs (new_stmt, stmt);
470       gsi_replace (gsi, new_stmt, false);
471     }
472   else if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_SWITCH)
473     propagate_tree_value (gimple_switch_index_ptr (stmt), val);
474   else
475     gcc_unreachable ();
476 }
477
478 /*---------------------------------------------------------------------------
479                                 Copy propagation
480 ---------------------------------------------------------------------------*/
481 /* During propagation, we keep chains of variables that are copies of
482    one another.  If variable X_i is a copy of X_j and X_j is a copy of
483    X_k, COPY_OF will contain:
484
485         COPY_OF[i].VALUE = X_j
486         COPY_OF[j].VALUE = X_k
487         COPY_OF[k].VALUE = X_k
488
489    After propagation, the copy-of value for each variable X_i is
490    converted into the final value by walking the copy-of chains and
491    updating COPY_OF[i].VALUE to be the last element of the chain.  */
492 static prop_value_t *copy_of;
493
494 /* Used in set_copy_of_val to determine if the last link of a copy-of
495    chain has changed.  */
496 static tree *cached_last_copy_of;
497
498
499 /* Return true if this statement may generate a useful copy.  */
500
501 static bool
502 stmt_may_generate_copy (gimple stmt)
503 {
504   if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_PHI)
505     return !SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (gimple_phi_result (stmt));
506
507   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
508     return false;
509
510   /* If the statement has volatile operands, it won't generate a
511      useful copy.  */
512   if (gimple_has_volatile_ops (stmt))
513     return false;
514
515   /* Statements with loads and/or stores will never generate a useful copy.  */
516   if (!ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
517     return false;
518
519   /* Otherwise, the only statements that generate useful copies are
520      assignments whose RHS is just an SSA name that doesn't flow
521      through abnormal edges.  */
522   return (gimple_assign_rhs_code (stmt) == SSA_NAME
523           && !SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (gimple_assign_rhs1 (stmt)));
524 }
525
526
527 /* Return the copy-of value for VAR.  */
528
529 static inline prop_value_t *
530 get_copy_of_val (tree var)
531 {
532   prop_value_t *val = &copy_of[SSA_NAME_VERSION (var)];
533
534   if (val->value == NULL_TREE
535       && !stmt_may_generate_copy (SSA_NAME_DEF_STMT (var)))
536     {
537       /* If the variable will never generate a useful copy relation,
538          make it its own copy.  */
539       val->value = var;
540     }
541
542   return val;
543 }
544
545
546 /* Return last link in the copy-of chain for VAR.  */
547
548 static tree
549 get_last_copy_of (tree var)
550 {
551   tree last;
552   int i;
553
554   /* Traverse COPY_OF starting at VAR until we get to the last
555      link in the chain.  Since it is possible to have cycles in PHI
556      nodes, the copy-of chain may also contain cycles.
557      
558      To avoid infinite loops and to avoid traversing lengthy copy-of
559      chains, we artificially limit the maximum number of chains we are
560      willing to traverse.
561
562      The value 5 was taken from a compiler and runtime library
563      bootstrap and a mixture of C and C++ code from various sources.
564      More than 82% of all copy-of chains were shorter than 5 links.  */
565 #define LIMIT   5
566
567   last = var;
568   for (i = 0; i < LIMIT; i++)
569     {
570       tree copy = copy_of[SSA_NAME_VERSION (last)].value;
571       if (copy == NULL_TREE || copy == last)
572         break;
573       last = copy;
574     }
575
576   /* If we have reached the limit, then we are either in a copy-of
577      cycle or the copy-of chain is too long.  In this case, just
578      return VAR so that it is not considered a copy of anything.  */
579   return (i < LIMIT ? last : var);
580 }
581
582
583 /* Set FIRST to be the first variable in the copy-of chain for DEST.
584    If DEST's copy-of value or its copy-of chain has changed, return
585    true.
586
587    MEM_REF is the memory reference where FIRST is stored.  This is
588    used when DEST is a non-register and we are copy propagating loads
589    and stores.  */
590
591 static inline bool
592 set_copy_of_val (tree dest, tree first)
593 {
594   unsigned int dest_ver = SSA_NAME_VERSION (dest);
595   tree old_first, old_last, new_last;
596   
597   /* Set FIRST to be the first link in COPY_OF[DEST].  If that
598      changed, return true.  */
599   old_first = copy_of[dest_ver].value;
600   copy_of[dest_ver].value = first;
601
602   if (old_first != first)
603     return true;
604
605   /* If FIRST and OLD_FIRST are the same, we need to check whether the
606      copy-of chain starting at FIRST ends in a different variable.  If
607      the copy-of chain starting at FIRST ends up in a different
608      variable than the last cached value we had for DEST, then return
609      true because DEST is now a copy of a different variable.
610
611      This test is necessary because even though the first link in the
612      copy-of chain may not have changed, if any of the variables in
613      the copy-of chain changed its final value, DEST will now be the
614      copy of a different variable, so we have to do another round of
615      propagation for everything that depends on DEST.  */
616   old_last = cached_last_copy_of[dest_ver];
617   new_last = get_last_copy_of (dest);
618   cached_last_copy_of[dest_ver] = new_last;
619
620   return (old_last != new_last);
621 }
622
623
624 /* Dump the copy-of value for variable VAR to FILE.  */
625
626 static void
627 dump_copy_of (FILE *file, tree var)
628 {
629   tree val;
630   sbitmap visited;
631
632   print_generic_expr (file, var, dump_flags);
633
634   if (TREE_CODE (var) != SSA_NAME)
635     return;
636     
637   visited = sbitmap_alloc (num_ssa_names);
638   sbitmap_zero (visited);
639   SET_BIT (visited, SSA_NAME_VERSION (var));
640   
641   fprintf (file, " copy-of chain: ");
642
643   val = var;
644   print_generic_expr (file, val, 0);
645   fprintf (file, " ");
646   while (copy_of[SSA_NAME_VERSION (val)].value)
647     {
648       fprintf (file, "-> ");
649       val = copy_of[SSA_NAME_VERSION (val)].value;
650       print_generic_expr (file, val, 0);
651       fprintf (file, " ");
652       if (TEST_BIT (visited, SSA_NAME_VERSION (val)))
653         break;
654       SET_BIT (visited, SSA_NAME_VERSION (val));
655     }
656
657   val = get_copy_of_val (var)->value;
658   if (val == NULL_TREE)
659     fprintf (file, "[UNDEFINED]");
660   else if (val != var)
661     fprintf (file, "[COPY]");
662   else
663     fprintf (file, "[NOT A COPY]");
664   
665   sbitmap_free (visited);
666 }
667
668
669 /* Evaluate the RHS of STMT.  If it produces a valid copy, set the LHS
670    value and store the LHS into *RESULT_P.  If STMT generates more
671    than one name (i.e., STMT is an aliased store), it is enough to
672    store the first name in the VDEF list into *RESULT_P.  After
673    all, the names generated will be VUSEd in the same statements.  */
674
675 static enum ssa_prop_result
676 copy_prop_visit_assignment (gimple stmt, tree *result_p)
677 {
678   tree lhs, rhs;
679   prop_value_t *rhs_val;
680
681   lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
682   rhs = gimple_assign_rhs1 (stmt);
683   
684
685   gcc_assert (gimple_assign_rhs_code (stmt) == SSA_NAME);
686
687   rhs_val = get_copy_of_val (rhs);
688
689   if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME)
690     {
691       /* Straight copy between two SSA names.  First, make sure that
692          we can propagate the RHS into uses of LHS.  */
693       if (!may_propagate_copy (lhs, rhs))
694         return SSA_PROP_VARYING;
695
696       /* Notice that in the case of assignments, we make the LHS be a
697          copy of RHS's value, not of RHS itself.  This avoids keeping
698          unnecessary copy-of chains (assignments cannot be in a cycle
699          like PHI nodes), speeding up the propagation process.
700          This is different from what we do in copy_prop_visit_phi_node. 
701          In those cases, we are interested in the copy-of chains.  */
702       *result_p = lhs;
703       if (set_copy_of_val (*result_p, rhs_val->value))
704         return SSA_PROP_INTERESTING;
705       else
706         return SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
707     }
708
709   return SSA_PROP_VARYING;
710 }
711
712
713 /* Visit the GIMPLE_COND STMT.  Return SSA_PROP_INTERESTING
714    if it can determine which edge will be taken.  Otherwise, return
715    SSA_PROP_VARYING.  */
716
717 static enum ssa_prop_result
718 copy_prop_visit_cond_stmt (gimple stmt, edge *taken_edge_p)
719 {
720   enum ssa_prop_result retval = SSA_PROP_VARYING;
721
722   tree op0 = gimple_cond_lhs (stmt);
723   tree op1 = gimple_cond_rhs (stmt);
724
725   /* The only conditionals that we may be able to compute statically
726      are predicates involving two SSA_NAMEs.  */
727   if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME && TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
728     {
729       op0 = get_last_copy_of (op0);
730       op1 = get_last_copy_of (op1);
731
732       /* See if we can determine the predicate's value.  */
733       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
734         {
735           fprintf (dump_file, "Trying to determine truth value of ");
736           fprintf (dump_file, "predicate ");
737           print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, 0);
738         }
739
740       /* We can fold COND and get a useful result only when we have
741          the same SSA_NAME on both sides of a comparison operator.  */
742       if (op0 == op1)
743         {
744           tree folded_cond = fold_binary (gimple_cond_code (stmt),
745                                           boolean_type_node, op0, op1);
746           if (folded_cond)
747             {
748               basic_block bb = gimple_bb (stmt);
749               *taken_edge_p = find_taken_edge (bb, folded_cond);
750               if (*taken_edge_p)
751                 retval = SSA_PROP_INTERESTING;
752             }
753         }
754     }
755
756   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS) && *taken_edge_p)
757     fprintf (dump_file, "\nConditional will always take edge %d->%d\n",
758              (*taken_edge_p)->src->index, (*taken_edge_p)->dest->index);
759
760   return retval;
761 }
762
763
764 /* Evaluate statement STMT.  If the statement produces a new output
765    value, return SSA_PROP_INTERESTING and store the SSA_NAME holding
766    the new value in *RESULT_P.
767
768    If STMT is a conditional branch and we can determine its truth
769    value, set *TAKEN_EDGE_P accordingly.
770
771    If the new value produced by STMT is varying, return
772    SSA_PROP_VARYING.  */
773
774 static enum ssa_prop_result
775 copy_prop_visit_stmt (gimple stmt, edge *taken_edge_p, tree *result_p)
776 {
777   enum ssa_prop_result retval;
778
779   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
780     {
781       fprintf (dump_file, "\nVisiting statement:\n");
782       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, dump_flags);
783       fprintf (dump_file, "\n");
784     }
785
786   if (gimple_assign_single_p (stmt)
787       && TREE_CODE (gimple_assign_lhs (stmt)) == SSA_NAME
788       && TREE_CODE (gimple_assign_rhs1 (stmt)) == SSA_NAME)
789     {
790       /* If the statement is a copy assignment, evaluate its RHS to
791          see if the lattice value of its output has changed.  */
792       retval = copy_prop_visit_assignment (stmt, result_p);
793     }
794   else if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_COND)
795     {
796       /* See if we can determine which edge goes out of a conditional
797          jump.  */
798       retval = copy_prop_visit_cond_stmt (stmt, taken_edge_p);
799     }
800   else
801     retval = SSA_PROP_VARYING;
802
803   if (retval == SSA_PROP_VARYING)
804     {
805       tree def;
806       ssa_op_iter i;
807
808       /* Any other kind of statement is not interesting for constant
809          propagation and, therefore, not worth simulating.  */
810       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
811         fprintf (dump_file, "No interesting values produced.\n");
812
813       /* The assignment is not a copy operation.  Don't visit this
814          statement again and mark all the definitions in the statement
815          to be copies of nothing.  */
816       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, i, SSA_OP_ALL_DEFS)
817         set_copy_of_val (def, def);
818     }
819
820   return retval;
821 }
822
823
824 /* Visit PHI node PHI.  If all the arguments produce the same value,
825    set it to be the value of the LHS of PHI.  */
826
827 static enum ssa_prop_result
828 copy_prop_visit_phi_node (gimple phi)
829 {
830   enum ssa_prop_result retval;
831   unsigned i;
832   prop_value_t phi_val = { 0, NULL_TREE };
833
834   tree lhs = gimple_phi_result (phi);
835
836   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
837     {
838       fprintf (dump_file, "\nVisiting PHI node: ");
839       print_gimple_stmt (dump_file, phi, 0, dump_flags);
840       fprintf (dump_file, "\n\n");
841     }
842
843   for (i = 0; i < gimple_phi_num_args (phi); i++)
844     {
845       prop_value_t *arg_val;
846       tree arg = gimple_phi_arg_def (phi, i);
847       edge e = gimple_phi_arg_edge (phi, i);
848
849       /* We don't care about values flowing through non-executable
850          edges.  */
851       if (!(e->flags & EDGE_EXECUTABLE))
852         continue;
853
854       /* Constants in the argument list never generate a useful copy.
855          Similarly, names that flow through abnormal edges cannot be
856          used to derive copies.  */
857       if (TREE_CODE (arg) != SSA_NAME || SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (arg))
858         {
859           phi_val.value = lhs;
860           break;
861         }
862
863       /* Avoid copy propagation from an inner into an outer loop.
864          Otherwise, this may move loop variant variables outside of
865          their loops and prevent coalescing opportunities.  If the
866          value was loop invariant, it will be hoisted by LICM and
867          exposed for copy propagation.  */
868       if (loop_depth_of_name (arg) > loop_depth_of_name (lhs))
869         {
870           phi_val.value = lhs;
871           break;
872         }
873
874       /* If the LHS appears in the argument list, ignore it.  It is
875          irrelevant as a copy.  */
876       if (arg == lhs || get_last_copy_of (arg) == lhs)
877         continue;
878
879       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
880         {
881           fprintf (dump_file, "\tArgument #%d: ", i);
882           dump_copy_of (dump_file, arg);
883           fprintf (dump_file, "\n");
884         }
885
886       arg_val = get_copy_of_val (arg);
887
888       /* If the LHS didn't have a value yet, make it a copy of the
889          first argument we find.  Notice that while we make the LHS be
890          a copy of the argument itself, we take the memory reference
891          from the argument's value so that we can compare it to the
892          memory reference of all the other arguments.  */
893       if (phi_val.value == NULL_TREE)
894         {
895           phi_val.value = arg;
896           continue;
897         }
898
899       /* If PHI_VAL and ARG don't have a common copy-of chain, then
900          this PHI node cannot be a copy operation.  Also, if we are
901          copy propagating stores and these two arguments came from
902          different memory references, they cannot be considered
903          copies.  */
904       if (get_last_copy_of (phi_val.value) != get_last_copy_of (arg))
905         {
906           phi_val.value = lhs;
907           break;
908         }
909     }
910
911   if (phi_val.value && set_copy_of_val (lhs, phi_val.value))
912     retval = (phi_val.value != lhs) ? SSA_PROP_INTERESTING : SSA_PROP_VARYING;
913   else
914     retval = SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
915
916   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
917     {
918       fprintf (dump_file, "\nPHI node ");
919       dump_copy_of (dump_file, lhs);
920       fprintf (dump_file, "\nTelling the propagator to ");
921       if (retval == SSA_PROP_INTERESTING)
922         fprintf (dump_file, "add SSA edges out of this PHI and continue.");
923       else if (retval == SSA_PROP_VARYING)
924         fprintf (dump_file, "add SSA edges out of this PHI and never visit again.");
925       else
926         fprintf (dump_file, "do nothing with SSA edges and keep iterating.");
927       fprintf (dump_file, "\n\n");
928     }
929
930   return retval;
931 }
932
933
934 /* Initialize structures used for copy propagation.   PHIS_ONLY is true
935    if we should only consider PHI nodes as generating copy propagation
936    opportunities.  */
937
938 static void
939 init_copy_prop (void)
940 {
941   basic_block bb;
942
943   copy_of = XCNEWVEC (prop_value_t, num_ssa_names);
944
945   cached_last_copy_of = XCNEWVEC (tree, num_ssa_names);
946
947   FOR_EACH_BB (bb)
948     {
949       gimple_stmt_iterator si;
950       int depth = bb->loop_depth;
951
952       for (si = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (si); gsi_next (&si))
953         {
954           gimple stmt = gsi_stmt (si);
955           ssa_op_iter iter;
956           tree def;
957
958           /* The only statements that we care about are those that may
959              generate useful copies.  We also need to mark conditional
960              jumps so that their outgoing edges are added to the work
961              lists of the propagator.
962
963              Avoid copy propagation from an inner into an outer loop.
964              Otherwise, this may move loop variant variables outside of
965              their loops and prevent coalescing opportunities.  If the
966              value was loop invariant, it will be hoisted by LICM and
967              exposed for copy propagation.  */
968           if (stmt_ends_bb_p (stmt))
969             prop_set_simulate_again (stmt, true);
970           else if (stmt_may_generate_copy (stmt)
971                    /* Since we are iterating over the statements in
972                       BB, not the phi nodes, STMT will always be an
973                       assignment.  */
974                    && loop_depth_of_name (gimple_assign_rhs1 (stmt)) <= depth)
975             prop_set_simulate_again (stmt, true);
976           else
977             prop_set_simulate_again (stmt, false);
978
979           /* Mark all the outputs of this statement as not being
980              the copy of anything.  */
981           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_ALL_DEFS)
982             if (!prop_simulate_again_p (stmt))
983               set_copy_of_val (def, def);
984             else
985               cached_last_copy_of[SSA_NAME_VERSION (def)] = def;
986         }
987
988       for (si = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (si); gsi_next (&si))
989         {
990           gimple phi = gsi_stmt (si);
991           tree def;
992
993           def = gimple_phi_result (phi);
994           if (!is_gimple_reg (def))
995             prop_set_simulate_again (phi, false);
996           else
997             prop_set_simulate_again (phi, true);
998
999           if (!prop_simulate_again_p (phi))
1000             set_copy_of_val (def, def);
1001           else
1002             cached_last_copy_of[SSA_NAME_VERSION (def)] = def;
1003         }
1004     }
1005 }
1006
1007
1008 /* Deallocate memory used in copy propagation and do final
1009    substitution.  */
1010
1011 static void
1012 fini_copy_prop (void)
1013 {
1014   size_t i;
1015   prop_value_t *tmp;
1016   
1017   /* Set the final copy-of value for each variable by traversing the
1018      copy-of chains.  */
1019   tmp = XCNEWVEC (prop_value_t, num_ssa_names);
1020   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
1021     {
1022       tree var = ssa_name (i);
1023       if (var && copy_of[i].value && copy_of[i].value != var)
1024         tmp[i].value = get_last_copy_of (var);
1025     }
1026
1027   substitute_and_fold (tmp, false);
1028
1029   free (cached_last_copy_of);
1030   free (copy_of);
1031   free (tmp);
1032 }
1033
1034
1035 /* Main entry point to the copy propagator.
1036
1037    PHIS_ONLY is true if we should only consider PHI nodes as generating
1038    copy propagation opportunities. 
1039
1040    The algorithm propagates the value COPY-OF using ssa_propagate.  For
1041    every variable X_i, COPY-OF(X_i) indicates which variable is X_i created
1042    from.  The following example shows how the algorithm proceeds at a
1043    high level:
1044
1045             1   a_24 = x_1
1046             2   a_2 = PHI <a_24, x_1>
1047             3   a_5 = PHI <a_2>
1048             4   x_1 = PHI <x_298, a_5, a_2>
1049
1050    The end result should be that a_2, a_5, a_24 and x_1 are a copy of
1051    x_298.  Propagation proceeds as follows.
1052
1053    Visit #1: a_24 is copy-of x_1.  Value changed.
1054    Visit #2: a_2 is copy-of x_1.  Value changed.
1055    Visit #3: a_5 is copy-of x_1.  Value changed.
1056    Visit #4: x_1 is copy-of x_298.  Value changed.
1057    Visit #1: a_24 is copy-of x_298.  Value changed.
1058    Visit #2: a_2 is copy-of x_298.  Value changed.
1059    Visit #3: a_5 is copy-of x_298.  Value changed.
1060    Visit #4: x_1 is copy-of x_298.  Stable state reached.
1061    
1062    When visiting PHI nodes, we only consider arguments that flow
1063    through edges marked executable by the propagation engine.  So,
1064    when visiting statement #2 for the first time, we will only look at
1065    the first argument (a_24) and optimistically assume that its value
1066    is the copy of a_24 (x_1).
1067
1068    The problem with this approach is that it may fail to discover copy
1069    relations in PHI cycles.  Instead of propagating copy-of
1070    values, we actually propagate copy-of chains.  For instance:
1071
1072                 A_3 = B_1;
1073                 C_9 = A_3;
1074                 D_4 = C_9;
1075                 X_i = D_4;
1076
1077    In this code fragment, COPY-OF (X_i) = { D_4, C_9, A_3, B_1 }.
1078    Obviously, we are only really interested in the last value of the
1079    chain, however the propagator needs to access the copy-of chain
1080    when visiting PHI nodes.
1081
1082    To represent the copy-of chain, we use the array COPY_CHAINS, which
1083    holds the first link in the copy-of chain for every variable.
1084    If variable X_i is a copy of X_j, which in turn is a copy of X_k,
1085    the array will contain:
1086
1087                 COPY_CHAINS[i] = X_j
1088                 COPY_CHAINS[j] = X_k
1089                 COPY_CHAINS[k] = X_k
1090
1091    Keeping copy-of chains instead of copy-of values directly becomes
1092    important when visiting PHI nodes.  Suppose that we had the
1093    following PHI cycle, such that x_52 is already considered a copy of
1094    x_53:
1095
1096             1   x_54 = PHI <x_53, x_52>
1097             2   x_53 = PHI <x_898, x_54>
1098    
1099    Visit #1: x_54 is copy-of x_53 (because x_52 is copy-of x_53)
1100    Visit #2: x_53 is copy-of x_898 (because x_54 is a copy of x_53,
1101                                     so it is considered irrelevant
1102                                     as a copy).
1103    Visit #1: x_54 is copy-of nothing (x_53 is a copy-of x_898 and
1104                                       x_52 is a copy of x_53, so
1105                                       they don't match)
1106    Visit #2: x_53 is copy-of nothing
1107
1108    This problem is avoided by keeping a chain of copies, instead of
1109    the final copy-of value.  Propagation will now only keep the first
1110    element of a variable's copy-of chain.  When visiting PHI nodes,
1111    arguments are considered equal if their copy-of chains end in the
1112    same variable.  So, as long as their copy-of chains overlap, we
1113    know that they will be a copy of the same variable, regardless of
1114    which variable that may be).
1115    
1116    Propagation would then proceed as follows (the notation a -> b
1117    means that a is a copy-of b):
1118
1119    Visit #1: x_54 = PHI <x_53, x_52>
1120                 x_53 -> x_53
1121                 x_52 -> x_53
1122                 Result: x_54 -> x_53.  Value changed.  Add SSA edges.
1123
1124    Visit #1: x_53 = PHI <x_898, x_54>
1125                 x_898 -> x_898
1126                 x_54 -> x_53
1127                 Result: x_53 -> x_898.  Value changed.  Add SSA edges.
1128
1129    Visit #2: x_54 = PHI <x_53, x_52>
1130                 x_53 -> x_898
1131                 x_52 -> x_53 -> x_898
1132                 Result: x_54 -> x_898.  Value changed.  Add SSA edges.
1133
1134    Visit #2: x_53 = PHI <x_898, x_54>
1135                 x_898 -> x_898
1136                 x_54 -> x_898
1137                 Result: x_53 -> x_898.  Value didn't change.  Stable state
1138
1139    Once the propagator stabilizes, we end up with the desired result
1140    x_53 and x_54 are both copies of x_898.  */
1141
1142 static unsigned int
1143 execute_copy_prop (void)
1144 {
1145   init_copy_prop ();
1146   ssa_propagate (copy_prop_visit_stmt, copy_prop_visit_phi_node);
1147   fini_copy_prop ();
1148   return 0;
1149 }
1150
1151 static bool
1152 gate_copy_prop (void)
1153 {
1154   return flag_tree_copy_prop != 0;
1155 }
1156
1157 struct gimple_opt_pass pass_copy_prop =
1158 {
1159  {
1160   GIMPLE_PASS,
1161   "copyprop",                           /* name */
1162   gate_copy_prop,                       /* gate */
1163   execute_copy_prop,                    /* execute */
1164   NULL,                                 /* sub */
1165   NULL,                                 /* next */
1166   0,                                    /* static_pass_number */
1167   TV_TREE_COPY_PROP,                    /* tv_id */
1168   PROP_ssa | PROP_cfg,                  /* properties_required */
1169   0,                                    /* properties_provided */
1170   0,                                    /* properties_destroyed */
1171   0,                                    /* todo_flags_start */
1172   TODO_cleanup_cfg
1173     | TODO_dump_func
1174     | TODO_ggc_collect
1175     | TODO_verify_ssa
1176     | TODO_update_ssa                   /* todo_flags_finish */
1177  }
1178 };