OSDN Git Service

2007-07-04 Richard Guenther <rguenther@suse.de>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-ifcombine.c
1 /* Combining of if-expressions on trees.
2    Copyright (C) 2007 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Richard Guenther <rguenther@suse.de>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
20 Boston, MA 02110-1301, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "basic-block.h"
28 #include "timevar.h"
29 #include "diagnostic.h"
30 #include "tree-flow.h"
31 #include "tree-pass.h"
32 #include "tree-dump.h"
33
34 /* This pass combines COND_EXPRs to simplify control flow.  It
35    currently recognizes bit tests and comparisons in chains that
36    represent logical and or logical or of two COND_EXPRs.
37
38    It does so by walking basic blocks in a approximate reverse
39    post-dominator order and trying to match CFG patterns that
40    represent logical and or logical or of two COND_EXPRs.
41    Transformations are done if the COND_EXPR conditions match
42    either
43
44      1. two single bit tests X & (1 << Yn) (for logical and)
45
46      2. two bit tests X & Yn (for logical or)
47
48      3. two comparisons X OPn Y (for logical or)
49
50    To simplify this pass, removing basic blocks and dead code
51    is left to CFG cleanup and DCE.  */
52
53
54 /* Recognize a if-then-else CFG pattern starting to match with the
55    COND_BB basic-block containing the COND_EXPR.  The recognized
56    then end else blocks are stored to *THEN_BB and *ELSE_BB.  If
57    *THEN_BB and/or *ELSE_BB are already set, they are required to
58    match the then and else basic-blocks to make the pattern match.
59    Returns true if the pattern matched, false otherwise.  */
60
61 static bool
62 recognize_if_then_else (basic_block cond_bb,
63                         basic_block *then_bb, basic_block *else_bb)
64 {
65   edge t, e;
66
67   if (EDGE_COUNT (cond_bb->succs) != 2)
68     return false;
69
70   /* Find the then/else edges.  */
71   t = EDGE_SUCC (cond_bb, 0);
72   e = EDGE_SUCC (cond_bb, 1);
73   if (!(t->flags & EDGE_TRUE_VALUE))
74     {
75       edge tmp = t;
76       t = e;
77       e = tmp;
78     }
79   if (!(t->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
80       || !(e->flags & EDGE_FALSE_VALUE))
81     return false;
82
83   /* Check if the edge destinations point to the required block.  */
84   if (*then_bb
85       && t->dest != *then_bb)
86     return false;
87   if (*else_bb
88       && e->dest != *else_bb)
89     return false;
90
91   if (!*then_bb)
92     *then_bb = t->dest;
93   if (!*else_bb)
94     *else_bb = e->dest;
95
96   return true;
97 }
98
99 /* Verify if the basic block BB does not have side-effects.  Return
100    true in this case, else false.  */
101
102 static bool
103 bb_no_side_effects_p (basic_block bb)
104 {
105   block_stmt_iterator bsi;
106
107   for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
108     {
109       tree stmt = bsi_stmt (bsi);
110       stmt_ann_t ann = stmt_ann (stmt);
111
112       if (ann->has_volatile_ops
113           || !ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
114         return false;
115     }
116
117   return true;
118 }
119
120 /* Verify if all PHI node arguments in DEST for edges from BB1 or
121    BB2 to DEST are the same.  This makes the CFG merge point
122    free from side-effects.  Return true in this case, else false.  */
123
124 static bool
125 same_phi_args_p (basic_block bb1, basic_block bb2, basic_block dest)
126 {
127   edge e1 = find_edge (bb1, dest);
128   edge e2 = find_edge (bb2, dest);
129   tree phi;
130
131   for (phi = phi_nodes (dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
132     if (!operand_equal_p (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e1),
133                           PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e2), 0))
134       return false;
135
136   return true;
137 }
138
139 /* Recognize a single bit test pattern in COND_EXPR and its defining
140    statements.  Store the name being tested in *NAME and the bit
141    in *BIT.  The COND_EXPR computes *NAME & (1 << *BIT).
142    Returns true if the pattern matched, false otherwise.  */
143
144 static bool
145 recognize_single_bit_test (tree cond_expr, tree *name, tree *bit)
146 {
147   tree t;
148
149   /* Get at the definition of the result of the bit test.  */
150   t = TREE_OPERAND (cond_expr, 0);
151   if (TREE_CODE (t) == NE_EXPR
152       && integer_zerop (TREE_OPERAND (t, 1)))
153     t = TREE_OPERAND (t, 0);
154   if (TREE_CODE (t) != SSA_NAME)
155     return false;
156   t = SSA_NAME_DEF_STMT (t);
157   if (TREE_CODE (t) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
158     return false;
159   t = GIMPLE_STMT_OPERAND (t, 1);
160
161   /* Look at which bit is tested.  One form to recognize is
162      D.1985_5 = state_3(D) >> control1_4(D);
163      D.1986_6 = (int) D.1985_5;
164      D.1987_7 = op0 & 1;
165      if (D.1987_7 != 0)  */
166   if (TREE_CODE (t) == BIT_AND_EXPR
167       && integer_onep (TREE_OPERAND (t, 1))
168       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0)) == SSA_NAME)
169     {
170       tree orig_name = TREE_OPERAND (t, 0);
171
172       /* Look through copies and conversions to eventually
173          find the stmt that computes the shift.  */
174       t = orig_name;
175       do {
176         t = SSA_NAME_DEF_STMT (t);
177         if (TREE_CODE (t) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
178           break;
179         t = GIMPLE_STMT_OPERAND (t, 1);
180         if (TREE_CODE (t) == NOP_EXPR
181             || TREE_CODE (t) == CONVERT_EXPR)
182           t = TREE_OPERAND (t, 0);
183       } while (TREE_CODE (t) == SSA_NAME);
184
185       /* If we found such, decompose it.  */
186       if (TREE_CODE (t) == RSHIFT_EXPR)
187         {
188           /* op0 & (1 << op1) */
189           *bit = TREE_OPERAND (t, 1);
190           *name = TREE_OPERAND (t, 0);
191         }
192       else
193         {
194           /* t & 1 */
195           *bit = integer_zero_node;
196           *name = orig_name;
197         }
198
199       return true;
200     }
201
202   /* Another form is
203      D.1987_7 = op0 & (1 << CST)
204      if (D.1987_7 != 0)  */
205   if (TREE_CODE (t) == BIT_AND_EXPR
206       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0)) == SSA_NAME
207       && integer_pow2p (TREE_OPERAND (t, 1)))
208     {
209       *name = TREE_OPERAND (t, 0);
210       *bit = build_int_cst (integer_type_node,
211                             tree_log2 (TREE_OPERAND (t, 1)));
212       return true;
213     }
214
215   /* Another form is
216      D.1986_6 = 1 << control1_4(D)
217      D.1987_7 = op0 & D.1986_6
218      if (D.1987_7 != 0)  */
219   if (TREE_CODE (t) == BIT_AND_EXPR
220       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0)) == SSA_NAME
221       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)) == SSA_NAME)
222     {
223       tree tmp;
224
225       /* Both arguments of the BIT_AND_EXPR can be the single-bit
226          specifying expression.  */
227       tmp = SSA_NAME_DEF_STMT (TREE_OPERAND (t, 0));
228       if (TREE_CODE (tmp) == GIMPLE_MODIFY_STMT
229           && TREE_CODE (GIMPLE_STMT_OPERAND (tmp, 1)) == LSHIFT_EXPR
230           && integer_onep (TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (tmp, 1), 0)))
231         {
232           *name = TREE_OPERAND (t, 1);
233           *bit = TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (tmp, 1), 1);
234           return true;
235         }
236
237       tmp = SSA_NAME_DEF_STMT (TREE_OPERAND (t, 1));
238       if (TREE_CODE (tmp) == GIMPLE_MODIFY_STMT
239           && TREE_CODE (GIMPLE_STMT_OPERAND (tmp, 1)) == LSHIFT_EXPR
240           && integer_onep (TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (tmp, 1), 0)))
241         {
242           *name = TREE_OPERAND (t, 0);
243           *bit = TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (tmp, 1), 1);
244           return true;
245         }
246     }
247
248   return false;
249 }
250
251 /* Recognize a bit test pattern in COND_EXPR and its defining
252    statements.  Store the name being tested in *NAME and the bits
253    in *BITS.  The COND_EXPR computes *NAME & *BITS.
254    Returns true if the pattern matched, false otherwise.  */
255
256 static bool
257 recognize_bits_test (tree cond_expr, tree *name, tree *bits)
258 {
259   tree t;
260
261   /* Get at the definition of the result of the bit test.  */
262   t = TREE_OPERAND (cond_expr, 0);
263   if (TREE_CODE (t) == NE_EXPR
264       && integer_zerop (TREE_OPERAND (t, 1)))
265     t = TREE_OPERAND (t, 0);
266   if (TREE_CODE (t) != SSA_NAME)
267     return false;
268   t = SSA_NAME_DEF_STMT (t);
269   if (TREE_CODE (t) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
270     return false;
271   t = GIMPLE_STMT_OPERAND (t, 1);
272
273   if (TREE_CODE (t) != BIT_AND_EXPR)
274     return false;
275
276   *name = TREE_OPERAND (t, 0);
277   *bits = TREE_OPERAND (t, 1);
278
279   return true;
280 }
281
282 /* If-convert on a and pattern with a common else block.  The inner
283    if is specified by its INNER_COND_BB, the outer by OUTER_COND_BB.
284    Returns true if the edges to the common else basic-block were merged.  */
285
286 static bool
287 ifcombine_ifandif (basic_block inner_cond_bb, basic_block outer_cond_bb)
288 {
289   block_stmt_iterator bsi;
290   tree inner_cond, outer_cond;
291   tree name1, name2, bit1, bit2;
292
293   inner_cond = last_stmt (inner_cond_bb);
294   if (!inner_cond
295       || TREE_CODE (inner_cond) != COND_EXPR)
296     return false;
297
298   outer_cond = last_stmt (outer_cond_bb);
299   if (!outer_cond
300       || TREE_CODE (outer_cond) != COND_EXPR)
301     return false;
302
303   /* See if we test a single bit of the same name in both tests.  In
304      that case remove the outer test, merging both else edges,
305      and change the inner one to test for
306      name & (bit1 | bit2) == (bit1 | bit2).  */
307   if (recognize_single_bit_test (inner_cond, &name1, &bit1)
308       && recognize_single_bit_test (outer_cond, &name2, &bit2)
309       && name1 == name2)
310     {
311       tree t, t2;
312
313       /* Do it.  */
314       bsi = bsi_for_stmt (inner_cond);
315       t = fold_build2 (LSHIFT_EXPR, TREE_TYPE (name1),
316                        integer_one_node, bit1);
317       t2 = fold_build2 (LSHIFT_EXPR, TREE_TYPE (name1),
318                         integer_one_node, bit2);
319       t = fold_build2 (BIT_IOR_EXPR, TREE_TYPE (name1), t, t2);
320       t = force_gimple_operand_bsi (&bsi, t, true, NULL_TREE);
321       t2 = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, TREE_TYPE (name1), name1, t);
322       t2 = force_gimple_operand_bsi (&bsi, t2, true, NULL_TREE);
323       COND_EXPR_COND (inner_cond) = fold_build2 (EQ_EXPR, boolean_type_node,
324                                                  t2, t);
325       update_stmt (inner_cond);
326
327       /* Leave CFG optimization to cfg_cleanup.  */
328       COND_EXPR_COND (outer_cond) = boolean_true_node;
329       update_stmt (outer_cond);
330
331       if (dump_file)
332         {
333           fprintf (dump_file, "optimizing double bit test to ");
334           print_generic_expr (dump_file, name1, 0);
335           fprintf (dump_file, " & T == T\nwith temporary T = (1 << ");
336           print_generic_expr (dump_file, bit1, 0);
337           fprintf (dump_file, ") | (1 << ");
338           print_generic_expr (dump_file, bit2, 0);
339           fprintf (dump_file, ")\n");
340         }
341
342       return true;
343     }
344
345   return false;
346 }
347
348 /* If-convert on a or pattern with a common then block.  The inner
349    if is specified by its INNER_COND_BB, the outer by OUTER_COND_BB.
350    Returns true, if the edges leading to the common then basic-block
351    were merged.  */
352
353 static bool
354 ifcombine_iforif (basic_block inner_cond_bb, basic_block outer_cond_bb)
355 {
356   tree inner_cond, outer_cond;
357   tree name1, name2, bits1, bits2;
358
359   inner_cond = last_stmt (inner_cond_bb);
360   if (!inner_cond
361       || TREE_CODE (inner_cond) != COND_EXPR)
362     return false;
363
364   outer_cond = last_stmt (outer_cond_bb);
365   if (!outer_cond
366       || TREE_CODE (outer_cond) != COND_EXPR)
367     return false;
368
369   /* See if we have two bit tests of the same name in both tests.
370      In that case remove the outer test and change the inner one to
371      test for name & (bits1 | bits2) != 0.  */
372   if (recognize_bits_test (inner_cond, &name1, &bits1)
373       && recognize_bits_test (outer_cond, &name2, &bits2))
374     {
375       block_stmt_iterator bsi;
376       tree t;
377
378       /* Find the common name which is bit-tested.  */
379       if (name1 == name2)
380         ;
381       else if (bits1 == bits2)
382         {
383           t = name2;
384           name2 = bits2;
385           bits2 = t;
386           t = name1;
387           name1 = bits1;
388           bits1 = t;
389         }
390       else if (name1 == bits2)
391         {
392           t = name2;
393           name2 = bits2;
394           bits2 = t;
395         }
396       else if (bits1 == name2)
397         {
398           t = name1;
399           name1 = bits1;
400           bits1 = t;
401         }
402       else
403         return false;
404
405       /* Do it.  */
406       bsi = bsi_for_stmt (inner_cond);
407       t = fold_build2 (BIT_IOR_EXPR, TREE_TYPE (name1), bits1, bits2);
408       t = force_gimple_operand_bsi (&bsi, t, true, NULL_TREE);
409       t = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, TREE_TYPE (name1), name1, t);
410       t = force_gimple_operand_bsi (&bsi, t, true, NULL_TREE);
411       COND_EXPR_COND (inner_cond) = fold_build2 (NE_EXPR, boolean_type_node, t,
412                                                  build_int_cst (TREE_TYPE (t), 0));
413       update_stmt (inner_cond);
414
415       /* Leave CFG optimization to cfg_cleanup.  */
416       COND_EXPR_COND (outer_cond) = boolean_false_node;
417       update_stmt (outer_cond);
418
419       if (dump_file)
420         {
421           fprintf (dump_file, "optimizing bits or bits test to ");
422           print_generic_expr (dump_file, name1, 0);
423           fprintf (dump_file, " & T != 0\nwith temporary T = ");
424           print_generic_expr (dump_file, bits1, 0);
425           fprintf (dump_file, " | ");
426           print_generic_expr (dump_file, bits2, 0);
427           fprintf (dump_file, "\n");
428         }
429
430       return true;
431     }
432
433   /* See if we have two comparisons that we can merge into one.
434      This happens for C++ operator overloading where for example
435      GE_EXPR is implemented as GT_EXPR || EQ_EXPR.  */
436   else if (COMPARISON_CLASS_P (COND_EXPR_COND (inner_cond))
437            && COMPARISON_CLASS_P (COND_EXPR_COND (outer_cond))
438            && operand_equal_p (TREE_OPERAND (COND_EXPR_COND (inner_cond), 0),
439                                TREE_OPERAND (COND_EXPR_COND (outer_cond), 0), 0)
440            && operand_equal_p (TREE_OPERAND (COND_EXPR_COND (inner_cond), 1),
441                                TREE_OPERAND (COND_EXPR_COND (outer_cond), 1), 0))
442     {
443       tree ccond1 = COND_EXPR_COND (inner_cond);
444       tree ccond2 = COND_EXPR_COND (outer_cond);
445       enum tree_code code1 = TREE_CODE (ccond1);
446       enum tree_code code2 = TREE_CODE (ccond2);
447       enum tree_code code;
448       tree t;
449
450 #define CHK(a,b) ((code1 == a ## _EXPR && code2 == b ## _EXPR) \
451                   || (code2 == a ## _EXPR && code1 == b ## _EXPR))
452       /* Merge the two condition codes if possible.  */
453       if (code1 == code2)
454         code = code1;
455       else if (CHK (EQ, LT))
456         code = LE_EXPR;
457       else if (CHK (EQ, GT))
458         code = GE_EXPR;
459       else if (CHK (LT, LE))
460         code = LE_EXPR;
461       else if (CHK (GT, GE))
462         code = GE_EXPR;
463       else if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (ccond1, 0)))
464                || flag_unsafe_math_optimizations)
465         {
466           if (CHK (LT, GT))
467             code = NE_EXPR;
468           else if (CHK (LT, NE))
469             code = NE_EXPR;
470           else if (CHK (GT, NE))
471             code = NE_EXPR;
472           else
473             return false;
474         }
475       /* We could check for combinations leading to trivial true/false.  */
476       else
477         return false;
478 #undef CHK
479
480       /* Do it.  */
481       t = fold_build2 (code, boolean_type_node,
482                        TREE_OPERAND (ccond2, 0), TREE_OPERAND (ccond2, 1));
483       COND_EXPR_COND (inner_cond) = t;
484       update_stmt (inner_cond);
485
486       /* Leave CFG optimization to cfg_cleanup.  */
487       COND_EXPR_COND (outer_cond) = boolean_false_node;
488       update_stmt (outer_cond);
489
490       if (dump_file)
491         {
492           fprintf (dump_file, "optimizing two comparisons to ");
493           print_generic_expr (dump_file, t, 0);
494           fprintf (dump_file, "\n");
495         }
496
497       return true;
498     }
499
500   return false;
501 }
502
503 /* Recognize a CFG pattern and dispatch to the appropriate
504    if-conversion helper.  We start with BB as the innermost
505    worker basic-block.  Returns true if a transformation was done.  */
506
507 static bool
508 tree_ssa_ifcombine_bb (basic_block inner_cond_bb)
509 {
510   basic_block then_bb = NULL, else_bb = NULL;
511
512   if (!recognize_if_then_else (inner_cond_bb, &then_bb, &else_bb))
513     return false;
514
515   /* Recognize && and || of two conditions with a common
516      then/else block which entry edges we can merge.  That is:
517        if (a || b)
518          ;
519      and
520        if (a && b)
521          ;
522      This requires a single predecessor of the inner cond_bb.  */
523   if (single_pred_p (inner_cond_bb))
524     {
525       basic_block outer_cond_bb = single_pred (inner_cond_bb);
526
527       /* The && form is characterized by a common else_bb with
528          the two edges leading to it mergable.  The latter is
529          guaranteed by matching PHI arguments in the else_bb and
530          the inner cond_bb having no side-effects.  */
531       if (recognize_if_then_else (outer_cond_bb, &inner_cond_bb, &else_bb)
532           && same_phi_args_p (outer_cond_bb, inner_cond_bb, else_bb)
533           && bb_no_side_effects_p (inner_cond_bb))
534         {
535           /* We have
536                <outer_cond_bb>
537                  if (q) goto inner_cond_bb; else goto else_bb;
538                <inner_cond_bb>
539                  if (p) goto ...; else goto else_bb;
540                  ...
541                <else_bb>
542                  ...
543            */
544           return ifcombine_ifandif (inner_cond_bb, outer_cond_bb);
545         }
546
547       /* The || form is characterized by a common then_bb with the
548          two edges leading to it mergable.  The latter is guaranteed
549          by matching PHI arguments in the then_bb and the inner cond_bb
550          having no side-effects.  */
551       if (recognize_if_then_else (outer_cond_bb, &then_bb, &inner_cond_bb)
552           && same_phi_args_p (outer_cond_bb, inner_cond_bb, then_bb)
553           && bb_no_side_effects_p (inner_cond_bb))
554         {
555           /* We have
556                <outer_cond_bb>
557                  if (q) goto then_bb; else goto inner_cond_bb;
558                <inner_cond_bb>
559                  if (q) goto then_bb; else goto ...;
560                <then_bb>
561                  ...
562            */
563           return ifcombine_iforif (inner_cond_bb, outer_cond_bb);
564         }
565     }
566
567   return false;
568 }
569
570 /* Main entry for the tree if-conversion pass.  */
571
572 static unsigned int
573 tree_ssa_ifcombine (void)
574 {
575   basic_block *bbs;
576   bool cfg_changed = false;
577   int i;
578
579   bbs = blocks_in_phiopt_order ();
580
581   for (i = 0; i < n_basic_blocks - NUM_FIXED_BLOCKS; ++i)
582     {
583       basic_block bb = bbs[i];
584       tree stmt = last_stmt (bb);
585
586       if (stmt
587           && TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR)
588         cfg_changed |= tree_ssa_ifcombine_bb (bb);
589     }
590
591   free (bbs);
592
593   return cfg_changed ? TODO_cleanup_cfg : 0;
594 }
595
596 static bool
597 gate_ifcombine (void)
598 {
599   return 1;
600 }
601
602 struct tree_opt_pass pass_tree_ifcombine = {
603   "ifcombine",                  /* name */
604   gate_ifcombine,               /* gate */
605   tree_ssa_ifcombine,           /* execute */
606   NULL,                         /* sub */
607   NULL,                         /* next */
608   0,                            /* static_pass_number */
609   TV_TREE_IFCOMBINE,            /* tv_id */
610   PROP_cfg | PROP_ssa,          /* properties_required */
611   0,                            /* properties_provided */
612   0,                            /* properties_destroyed */
613   0,                            /* todo_flags_start */
614   TODO_dump_func
615   | TODO_ggc_collect
616   | TODO_update_ssa
617   | TODO_verify_ssa,            /* todo_flags_finish */
618   0                             /* letter */
619 };