OSDN Git Service

PR fortran/26025
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-loop-manip.c
1 /* High-level loop manipulation functions.
2    Copyright (C) 2004, 2005 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 it
7 under the terms of the GNU General Public License as published by the
8 Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
9 later version.
10    
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15    
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
19 02110-1301, USA.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "rtl.h"
27 #include "tm_p.h"
28 #include "hard-reg-set.h"
29 #include "basic-block.h"
30 #include "output.h"
31 #include "diagnostic.h"
32 #include "tree-flow.h"
33 #include "tree-dump.h"
34 #include "timevar.h"
35 #include "cfgloop.h"
36 #include "tree-pass.h"
37 #include "cfglayout.h"
38 #include "tree-scalar-evolution.h"
39 #include "params.h"
40
41 /* Creates an induction variable with value BASE + STEP * iteration in LOOP.
42    It is expected that neither BASE nor STEP are shared with other expressions
43    (unless the sharing rules allow this).  Use VAR as a base var_decl for it
44    (if NULL, a new temporary will be created).  The increment will occur at
45    INCR_POS (after it if AFTER is true, before it otherwise).  INCR_POS and 
46    AFTER can be computed using standard_iv_increment_position.  The ssa versions
47    of the variable before and after increment will be stored in VAR_BEFORE and
48    VAR_AFTER (unless they are NULL).  */
49
50 void
51 create_iv (tree base, tree step, tree var, struct loop *loop,
52            block_stmt_iterator *incr_pos, bool after,
53            tree *var_before, tree *var_after)
54 {
55   tree stmt, initial, step1, stmts;
56   tree vb, va;
57   enum tree_code incr_op = PLUS_EXPR;
58   edge pe = loop_preheader_edge (loop);
59
60   if (!var)
61     {
62       var = create_tmp_var (TREE_TYPE (base), "ivtmp");
63       add_referenced_var (var);
64     }
65
66   vb = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
67   if (var_before)
68     *var_before = vb;
69   va = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
70   if (var_after)
71     *var_after = va;
72
73   /* For easier readability of the created code, produce MINUS_EXPRs
74      when suitable.  */
75   if (TREE_CODE (step) == INTEGER_CST)
76     {
77       if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (step)))
78         {
79           step1 = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (step), step);
80           if (tree_int_cst_lt (step1, step))
81             {
82               incr_op = MINUS_EXPR;
83               step = step1;
84             }
85         }
86       else
87         {
88           if (!tree_expr_nonnegative_p (step)
89               && may_negate_without_overflow_p (step))
90             {
91               incr_op = MINUS_EXPR;
92               step = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (step), step);
93             }
94         }
95     }
96
97   /* Gimplify the step if necessary.  We put the computations in front of the
98      loop (i.e. the step should be loop invariant).  */
99   step = force_gimple_operand (step, &stmts, true, var);
100   if (stmts)
101     bsi_insert_on_edge_immediate_loop (pe, stmts);
102
103   stmt = build2 (MODIFY_EXPR, void_type_node, va,
104                  build2 (incr_op, TREE_TYPE (base),
105                          vb, step));
106   SSA_NAME_DEF_STMT (va) = stmt;
107   if (after)
108     bsi_insert_after (incr_pos, stmt, BSI_NEW_STMT);
109   else
110     bsi_insert_before (incr_pos, stmt, BSI_NEW_STMT);
111
112   initial = force_gimple_operand (base, &stmts, true, var);
113   if (stmts)
114     bsi_insert_on_edge_immediate_loop (pe, stmts);
115
116   stmt = create_phi_node (vb, loop->header);
117   SSA_NAME_DEF_STMT (vb) = stmt;
118   add_phi_arg (stmt, initial, loop_preheader_edge (loop));
119   add_phi_arg (stmt, va, loop_latch_edge (loop));
120 }
121
122 /* Add exit phis for the USE on EXIT.  */
123
124 static void
125 add_exit_phis_edge (basic_block exit, tree use)
126 {
127   tree phi, def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (use);
128   basic_block def_bb = bb_for_stmt (def_stmt);
129   struct loop *def_loop;
130   edge e;
131   edge_iterator ei;
132
133   /* Check that some of the edges entering the EXIT block exits a loop in
134      that USE is defined.  */
135   FOR_EACH_EDGE (e, ei, exit->preds)
136     {
137       def_loop = find_common_loop (def_bb->loop_father, e->src->loop_father);
138       if (!flow_bb_inside_loop_p (def_loop, e->dest))
139         break;
140     }
141
142   if (!e)
143     return;
144
145   phi = create_phi_node (use, exit);
146   create_new_def_for (PHI_RESULT (phi), phi, PHI_RESULT_PTR (phi));
147   FOR_EACH_EDGE (e, ei, exit->preds)
148     add_phi_arg (phi, use, e);
149 }
150
151 /* Add exit phis for VAR that is used in LIVEIN.
152    Exits of the loops are stored in EXITS.  */
153
154 static void
155 add_exit_phis_var (tree var, bitmap livein, bitmap exits)
156 {
157   bitmap def;
158   unsigned index;
159   basic_block def_bb = bb_for_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (var));
160   bitmap_iterator bi;
161
162   if (is_gimple_reg (var))
163     bitmap_clear_bit (livein, def_bb->index);
164   else
165     bitmap_set_bit (livein, def_bb->index);
166
167   def = BITMAP_ALLOC (NULL);
168   bitmap_set_bit (def, def_bb->index);
169   compute_global_livein (livein, def);
170   BITMAP_FREE (def);
171
172   EXECUTE_IF_AND_IN_BITMAP (exits, livein, 0, index, bi)
173     {
174       add_exit_phis_edge (BASIC_BLOCK (index), var);
175     }
176 }
177
178 /* Add exit phis for the names marked in NAMES_TO_RENAME.
179    Exits of the loops are stored in EXITS.  Sets of blocks where the ssa
180    names are used are stored in USE_BLOCKS.  */
181
182 static void
183 add_exit_phis (bitmap names_to_rename, bitmap *use_blocks, bitmap loop_exits)
184 {
185   unsigned i;
186   bitmap_iterator bi;
187
188   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (names_to_rename, 0, i, bi)
189     {
190       add_exit_phis_var (ssa_name (i), use_blocks[i], loop_exits);
191     }
192 }
193
194 /* Returns a bitmap of all loop exit edge targets.  */
195
196 static bitmap
197 get_loops_exits (void)
198 {
199   bitmap exits = BITMAP_ALLOC (NULL);
200   basic_block bb;
201   edge e;
202   edge_iterator ei;
203
204   FOR_EACH_BB (bb)
205     {
206       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
207         if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR
208             && !flow_bb_inside_loop_p (e->src->loop_father, bb))
209           {
210             bitmap_set_bit (exits, bb->index);
211             break;
212           }
213     }
214
215   return exits;
216 }
217
218 /* For USE in BB, if it is used outside of the loop it is defined in,
219    mark it for rewrite.  Record basic block BB where it is used
220    to USE_BLOCKS.  Record the ssa name index to NEED_PHIS bitmap.  */
221
222 static void
223 find_uses_to_rename_use (basic_block bb, tree use, bitmap *use_blocks,
224                          bitmap need_phis)
225 {
226   unsigned ver;
227   basic_block def_bb;
228   struct loop *def_loop;
229
230   if (TREE_CODE (use) != SSA_NAME)
231     return;
232
233   /* We don't need to keep virtual operands in loop-closed form.  */
234   if (!is_gimple_reg (use))
235     return;
236
237   ver = SSA_NAME_VERSION (use);
238   def_bb = bb_for_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (use));
239   if (!def_bb)
240     return;
241   def_loop = def_bb->loop_father;
242
243   /* If the definition is not inside loop, it is not interesting.  */
244   if (!def_loop->outer)
245     return;
246
247   if (!use_blocks[ver])
248     use_blocks[ver] = BITMAP_ALLOC (NULL);
249   bitmap_set_bit (use_blocks[ver], bb->index);
250
251   bitmap_set_bit (need_phis, ver);
252 }
253
254 /* For uses in STMT, mark names that are used outside of the loop they are
255    defined to rewrite.  Record the set of blocks in that the ssa
256    names are defined to USE_BLOCKS and the ssa names themselves to
257    NEED_PHIS.  */
258
259 static void
260 find_uses_to_rename_stmt (tree stmt, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
261 {
262   ssa_op_iter iter;
263   tree var;
264   basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
265
266   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_USES | SSA_OP_ALL_KILLS)
267     find_uses_to_rename_use (bb, var, use_blocks, need_phis);
268 }
269
270 /* Marks names that are used in BB and outside of the loop they are
271    defined in for rewrite.  Records the set of blocks in that the ssa
272    names are defined to USE_BLOCKS.  Record the SSA names that will
273    need exit PHIs in NEED_PHIS.  */
274
275 static void
276 find_uses_to_rename_bb (basic_block bb, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
277 {
278   block_stmt_iterator bsi;
279   edge e;
280   edge_iterator ei;
281   tree phi;
282
283   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
284     for (phi = phi_nodes (e->dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
285       find_uses_to_rename_use (bb, PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e),
286                                use_blocks, need_phis);
287  
288   for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
289     find_uses_to_rename_stmt (bsi_stmt (bsi), use_blocks, need_phis);
290 }
291      
292 /* Marks names that are used outside of the loop they are defined in
293    for rewrite.  Records the set of blocks in that the ssa
294    names are defined to USE_BLOCKS.  If CHANGED_BBS is not NULL,
295    scan only blocks in this set.  */
296
297 static void
298 find_uses_to_rename (bitmap changed_bbs, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
299 {
300   basic_block bb;
301   unsigned index;
302   bitmap_iterator bi;
303
304   if (changed_bbs && !bitmap_empty_p (changed_bbs))
305     {
306       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (changed_bbs, 0, index, bi)
307         {
308           find_uses_to_rename_bb (BASIC_BLOCK (index), use_blocks, need_phis);
309         }
310     }
311   else
312     {
313       FOR_EACH_BB (bb)
314         {
315           find_uses_to_rename_bb (bb, use_blocks, need_phis);
316         }
317     }
318 }
319
320 /* Rewrites the program into a loop closed ssa form -- i.e. inserts extra
321    phi nodes to ensure that no variable is used outside the loop it is
322    defined in.
323
324    This strengthening of the basic ssa form has several advantages:
325
326    1) Updating it during unrolling/peeling/versioning is trivial, since
327       we do not need to care about the uses outside of the loop.
328    2) The behavior of all uses of an induction variable is the same.
329       Without this, you need to distinguish the case when the variable
330       is used outside of the loop it is defined in, for example
331
332       for (i = 0; i < 100; i++)
333         {
334           for (j = 0; j < 100; j++)
335             {
336               k = i + j;
337               use1 (k);
338             }
339           use2 (k);
340         }
341
342       Looking from the outer loop with the normal SSA form, the first use of k
343       is not well-behaved, while the second one is an induction variable with
344       base 99 and step 1.
345       
346       If CHANGED_BBS is not NULL, we look for uses outside loops only in
347       the basic blocks in this set.
348
349       UPDATE_FLAG is used in the call to update_ssa.  See
350       TODO_update_ssa* for documentation.  */
351
352 void
353 rewrite_into_loop_closed_ssa (bitmap changed_bbs, unsigned update_flag)
354 {
355   bitmap loop_exits = get_loops_exits ();
356   bitmap *use_blocks;
357   unsigned i, old_num_ssa_names;
358   bitmap names_to_rename = BITMAP_ALLOC (NULL);
359
360   /* If the pass has caused the SSA form to be out-of-date, update it
361      now.  */
362   update_ssa (update_flag);
363
364   old_num_ssa_names = num_ssa_names;
365   use_blocks = XCNEWVEC (bitmap, old_num_ssa_names);
366
367   /* Find the uses outside loops.  */
368   find_uses_to_rename (changed_bbs, use_blocks, names_to_rename);
369
370   /* Add the PHI nodes on exits of the loops for the names we need to
371      rewrite.  */
372   add_exit_phis (names_to_rename, use_blocks, loop_exits);
373
374   for (i = 0; i < old_num_ssa_names; i++)
375     BITMAP_FREE (use_blocks[i]);
376   free (use_blocks);
377   BITMAP_FREE (loop_exits);
378   BITMAP_FREE (names_to_rename);
379
380   /* Fix up all the names found to be used outside their original
381      loops.  */
382   update_ssa (TODO_update_ssa);
383 }
384
385 /* Check invariants of the loop closed ssa form for the USE in BB.  */
386
387 static void
388 check_loop_closed_ssa_use (basic_block bb, tree use)
389 {
390   tree def;
391   basic_block def_bb;
392   
393   if (TREE_CODE (use) != SSA_NAME || !is_gimple_reg (use))
394     return;
395
396   def = SSA_NAME_DEF_STMT (use);
397   def_bb = bb_for_stmt (def);
398   gcc_assert (!def_bb
399               || flow_bb_inside_loop_p (def_bb->loop_father, bb));
400 }
401
402 /* Checks invariants of loop closed ssa form in statement STMT in BB.  */
403
404 static void
405 check_loop_closed_ssa_stmt (basic_block bb, tree stmt)
406 {
407   ssa_op_iter iter;
408   tree var;
409
410   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_USES | SSA_OP_ALL_KILLS)
411     check_loop_closed_ssa_use (bb, var);
412 }
413
414 /* Checks that invariants of the loop closed ssa form are preserved.  */
415
416 void
417 verify_loop_closed_ssa (void)
418 {
419   basic_block bb;
420   block_stmt_iterator bsi;
421   tree phi;
422   unsigned i;
423
424   if (current_loops == NULL)
425     return;
426
427   verify_ssa (false);
428
429   FOR_EACH_BB (bb)
430     {
431       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
432         for (i = 0; i < (unsigned) PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
433           check_loop_closed_ssa_use (PHI_ARG_EDGE (phi, i)->src,
434                                      PHI_ARG_DEF (phi, i));
435
436       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
437         check_loop_closed_ssa_stmt (bb, bsi_stmt (bsi));
438     }
439 }
440
441 /* Split loop exit edge EXIT.  The things are a bit complicated by a need to
442    preserve the loop closed ssa form.  */
443
444 void
445 split_loop_exit_edge (edge exit)
446 {
447   basic_block dest = exit->dest;
448   basic_block bb = loop_split_edge_with (exit, NULL);
449   tree phi, new_phi, new_name, name;
450   use_operand_p op_p;
451
452   for (phi = phi_nodes (dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
453     {
454       op_p = PHI_ARG_DEF_PTR_FROM_EDGE (phi, single_succ_edge (bb));
455
456       name = USE_FROM_PTR (op_p);
457
458       /* If the argument of the phi node is a constant, we do not need
459          to keep it inside loop.  */
460       if (TREE_CODE (name) != SSA_NAME)
461         continue;
462
463       /* Otherwise create an auxiliary phi node that will copy the value
464          of the ssa name out of the loop.  */
465       new_name = duplicate_ssa_name (name, NULL);
466       new_phi = create_phi_node (new_name, bb);
467       SSA_NAME_DEF_STMT (new_name) = new_phi;
468       add_phi_arg (new_phi, name, exit);
469       SET_USE (op_p, new_name);
470     }
471 }
472
473 /* Insert statement STMT to the edge E and update the loop structures.
474    Returns the newly created block (if any).  */
475
476 basic_block
477 bsi_insert_on_edge_immediate_loop (edge e, tree stmt)
478 {
479   basic_block src, dest, new_bb;
480   struct loop *loop_c;
481
482   src = e->src;
483   dest = e->dest;
484
485   loop_c = find_common_loop (src->loop_father, dest->loop_father);
486
487   new_bb = bsi_insert_on_edge_immediate (e, stmt);
488
489   if (!new_bb)
490     return NULL;
491
492   add_bb_to_loop (new_bb, loop_c);
493   if (dest->loop_father->latch == src)
494     dest->loop_father->latch = new_bb;
495
496   return new_bb;
497 }
498
499 /* Returns the basic block in that statements should be emitted for induction
500    variables incremented at the end of the LOOP.  */
501
502 basic_block
503 ip_end_pos (struct loop *loop)
504 {
505   return loop->latch;
506 }
507
508 /* Returns the basic block in that statements should be emitted for induction
509    variables incremented just before exit condition of a LOOP.  */
510
511 basic_block
512 ip_normal_pos (struct loop *loop)
513 {
514   tree last;
515   basic_block bb;
516   edge exit;
517
518   if (!single_pred_p (loop->latch))
519     return NULL;
520
521   bb = single_pred (loop->latch);
522   last = last_stmt (bb);
523   if (TREE_CODE (last) != COND_EXPR)
524     return NULL;
525
526   exit = EDGE_SUCC (bb, 0);
527   if (exit->dest == loop->latch)
528     exit = EDGE_SUCC (bb, 1);
529
530   if (flow_bb_inside_loop_p (loop, exit->dest))
531     return NULL;
532
533   return bb;
534 }
535
536 /* Stores the standard position for induction variable increment in LOOP
537    (just before the exit condition if it is available and latch block is empty,
538    end of the latch block otherwise) to BSI.  INSERT_AFTER is set to true if
539    the increment should be inserted after *BSI.  */
540
541 void
542 standard_iv_increment_position (struct loop *loop, block_stmt_iterator *bsi,
543                                 bool *insert_after)
544 {
545   basic_block bb = ip_normal_pos (loop), latch = ip_end_pos (loop);
546   tree last = last_stmt (latch);
547
548   if (!bb
549       || (last && TREE_CODE (last) != LABEL_EXPR))
550     {
551       *bsi = bsi_last (latch);
552       *insert_after = true;
553     }
554   else
555     {
556       *bsi = bsi_last (bb);
557       *insert_after = false;
558     }
559 }
560
561 /* Copies phi node arguments for duplicated blocks.  The index of the first
562    duplicated block is FIRST_NEW_BLOCK.  */
563
564 static void
565 copy_phi_node_args (unsigned first_new_block)
566 {
567   unsigned i;
568
569   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
570     BASIC_BLOCK (i)->flags |= BB_DUPLICATED;
571
572   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
573     add_phi_args_after_copy_bb (BASIC_BLOCK (i));
574
575   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
576     BASIC_BLOCK (i)->flags &= ~BB_DUPLICATED;
577 }
578
579
580 /* The same as cfgloopmanip.c:duplicate_loop_to_header_edge, but also
581    updates the PHI nodes at start of the copied region.  In order to
582    achieve this, only loops whose exits all lead to the same location
583    are handled.
584
585    Notice that we do not completely update the SSA web after
586    duplication.  The caller is responsible for calling update_ssa
587    after the loop has been duplicated.  */
588
589 bool
590 tree_duplicate_loop_to_header_edge (struct loop *loop, edge e,
591                                     struct loops *loops,
592                                     unsigned int ndupl, sbitmap wont_exit,
593                                     edge orig, edge *to_remove,
594                                     unsigned int *n_to_remove, int flags)
595 {
596   unsigned first_new_block;
597
598   if (!(loops->state & LOOPS_HAVE_SIMPLE_LATCHES))
599     return false;
600   if (!(loops->state & LOOPS_HAVE_PREHEADERS))
601     return false;
602
603 #ifdef ENABLE_CHECKING
604   verify_loop_closed_ssa ();
605 #endif
606
607   first_new_block = last_basic_block;
608   if (!duplicate_loop_to_header_edge (loop, e, loops, ndupl, wont_exit,
609                                       orig, to_remove, n_to_remove, flags))
610     return false;
611
612   /* Readd the removed phi args for e.  */
613   flush_pending_stmts (e);
614
615   /* Copy the phi node arguments.  */
616   copy_phi_node_args (first_new_block);
617
618   scev_reset ();
619
620   return true;
621 }
622
623 /* Build if (COND) goto THEN_LABEL; else goto ELSE_LABEL;  */
624
625 static tree
626 build_if_stmt (tree cond, tree then_label, tree else_label)
627 {
628   return build3 (COND_EXPR, void_type_node,
629                  cond,
630                  build1 (GOTO_EXPR, void_type_node, then_label),
631                  build1 (GOTO_EXPR, void_type_node, else_label));
632 }
633
634 /* Returns true if we can unroll LOOP FACTOR times.  Number
635    of iterations of the loop is returned in NITER.  */
636
637 bool
638 can_unroll_loop_p (struct loop *loop, unsigned factor,
639                    struct tree_niter_desc *niter)
640 {
641   edge exit;
642
643   /* Check whether unrolling is possible.  We only want to unroll loops
644      for that we are able to determine number of iterations.  We also
645      want to split the extra iterations of the loop from its end,
646      therefore we require that the loop has precisely one
647      exit.  */
648
649   exit = single_dom_exit (loop);
650   if (!exit)
651     return false;
652
653   if (!number_of_iterations_exit (loop, exit, niter, false)
654       || niter->cmp == ERROR_MARK)
655     return false;
656
657   /* And of course, we must be able to duplicate the loop.  */
658   if (!can_duplicate_loop_p (loop))
659     return false;
660
661   /* The final loop should be small enough.  */
662   if (tree_num_loop_insns (loop) * factor
663       > (unsigned) PARAM_VALUE (PARAM_MAX_UNROLLED_INSNS))
664     return false;
665
666   return true;
667 }
668
669 /* Determines the conditions that control execution of LOOP unrolled FACTOR
670    times.  DESC is number of iterations of LOOP.  ENTER_COND is set to
671    condition that must be true if the main loop can be entered.
672    EXIT_BASE, EXIT_STEP, EXIT_CMP and EXIT_BOUND are set to values describing
673    how the exit from the unrolled loop should be controlled.  */
674
675 static void
676 determine_exit_conditions (struct loop *loop, struct tree_niter_desc *desc,
677                            unsigned factor, tree *enter_cond,
678                            tree *exit_base, tree *exit_step,
679                            enum tree_code *exit_cmp, tree *exit_bound)
680 {
681   tree stmts;
682   tree base = desc->control.base;
683   tree step = desc->control.step;
684   tree bound = desc->bound;
685   tree type = TREE_TYPE (base);
686   tree bigstep, delta;
687   tree min = lower_bound_in_type (type, type);
688   tree max = upper_bound_in_type (type, type);
689   enum tree_code cmp = desc->cmp;
690   tree cond = boolean_true_node, assum;
691
692   *enter_cond = boolean_false_node;
693   *exit_base = NULL_TREE;
694   *exit_step = NULL_TREE;
695   *exit_cmp = ERROR_MARK;
696   *exit_bound = NULL_TREE;
697   gcc_assert (cmp != ERROR_MARK);
698
699   /* We only need to be correct when we answer question
700      "Do at least FACTOR more iterations remain?" in the unrolled loop.
701      Thus, transforming BASE + STEP * i <> BOUND to
702      BASE + STEP * i < BOUND is ok.  */
703   if (cmp == NE_EXPR)
704     {
705       if (tree_int_cst_sign_bit (step))
706         cmp = GT_EXPR;
707       else
708         cmp = LT_EXPR;
709     }
710   else if (cmp == LT_EXPR)
711     {
712       gcc_assert (!tree_int_cst_sign_bit (step));
713     }
714   else if (cmp == GT_EXPR)
715     {
716       gcc_assert (tree_int_cst_sign_bit (step));
717     }
718   else
719     gcc_unreachable ();
720
721   /* The main body of the loop may be entered iff:
722
723      1) desc->may_be_zero is false.
724      2) it is possible to check that there are at least FACTOR iterations
725         of the loop, i.e., BOUND - step * FACTOR does not overflow.
726      3) # of iterations is at least FACTOR  */
727
728   if (!zero_p (desc->may_be_zero))
729     cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
730                         invert_truthvalue (desc->may_be_zero),
731                         cond);
732
733   bigstep = fold_build2 (MULT_EXPR, type, step,
734                          build_int_cst_type (type, factor));
735   delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, bigstep, step);
736   if (cmp == LT_EXPR)
737     assum = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node,
738                          bound,
739                          fold_build2 (PLUS_EXPR, type, min, delta));
740   else
741     assum = fold_build2 (LE_EXPR, boolean_type_node,
742                          bound,
743                          fold_build2 (PLUS_EXPR, type, max, delta));
744   cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node, assum, cond);
745
746   bound = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, bound, delta);
747   assum = fold_build2 (cmp, boolean_type_node, base, bound);
748   cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node, assum, cond);
749
750   cond = force_gimple_operand (unshare_expr (cond), &stmts, false, NULL_TREE);
751   if (stmts)
752     bsi_insert_on_edge_immediate_loop (loop_preheader_edge (loop), stmts);
753   /* cond now may be a gimple comparison, which would be OK, but also any
754      other gimple rhs (say a && b).  In this case we need to force it to
755      operand.  */
756   if (!is_gimple_condexpr (cond))
757     {
758       cond = force_gimple_operand (cond, &stmts, true, NULL_TREE);
759       if (stmts)
760         bsi_insert_on_edge_immediate_loop (loop_preheader_edge (loop), stmts);
761     }
762   *enter_cond = cond;
763
764   base = force_gimple_operand (unshare_expr (base), &stmts, true, NULL_TREE);
765   if (stmts)
766     bsi_insert_on_edge_immediate_loop (loop_preheader_edge (loop), stmts);
767   bound = force_gimple_operand (unshare_expr (bound), &stmts, true, NULL_TREE);
768   if (stmts)
769     bsi_insert_on_edge_immediate_loop (loop_preheader_edge (loop), stmts);
770
771   *exit_base = base;
772   *exit_step = bigstep;
773   *exit_cmp = cmp;
774   *exit_bound = bound;
775 }
776
777 /* Unroll LOOP FACTOR times.  LOOPS is the loops tree.  DESC describes
778    number of iterations of LOOP.  EXIT is the exit of the loop to that
779    DESC corresponds.
780    
781    If N is number of iterations of the loop and MAY_BE_ZERO is the condition
782    under that loop exits in the first iteration even if N != 0,
783    
784    while (1)
785      {
786        x = phi (init, next);
787
788        pre;
789        if (st)
790          break;
791        post;
792      }
793
794    becomes (with possibly the exit conditions formulated a bit differently,
795    avoiding the need to create a new iv):
796    
797    if (MAY_BE_ZERO || N < FACTOR)
798      goto rest;
799
800    do
801      {
802        x = phi (init, next);
803
804        pre;
805        post;
806        pre;
807        post;
808        ...
809        pre;
810        post;
811        N -= FACTOR;
812        
813      } while (N >= FACTOR);
814
815    rest:
816      init' = phi (init, x);
817
818    while (1)
819      {
820        x = phi (init', next);
821
822        pre;
823        if (st)
824          break;
825        post;
826      } */
827
828 void
829 tree_unroll_loop (struct loops *loops, struct loop *loop, unsigned factor,
830                   edge exit, struct tree_niter_desc *desc)
831 {
832   tree dont_exit, exit_if, ctr_before, ctr_after;
833   tree enter_main_cond, exit_base, exit_step, exit_bound;
834   enum tree_code exit_cmp;
835   tree phi_old_loop, phi_new_loop, phi_rest, init, next, new_init, var;
836   struct loop *new_loop;
837   basic_block rest, exit_bb;
838   edge old_entry, new_entry, old_latch, precond_edge, new_exit;
839   edge nonexit, new_nonexit;
840   block_stmt_iterator bsi;
841   use_operand_p op;
842   bool ok;
843   unsigned est_niter;
844   unsigned irr = loop_preheader_edge (loop)->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
845   sbitmap wont_exit;
846
847   est_niter = expected_loop_iterations (loop);
848   determine_exit_conditions (loop, desc, factor,
849                              &enter_main_cond, &exit_base, &exit_step,
850                              &exit_cmp, &exit_bound);
851
852   new_loop = loop_version (loops, loop, enter_main_cond, NULL, true);
853   gcc_assert (new_loop != NULL);
854   update_ssa (TODO_update_ssa);
855
856   /* Unroll the loop and remove the old exits.  */
857   dont_exit = ((exit->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
858                ? boolean_false_node
859                : boolean_true_node);
860   if (exit == EDGE_SUCC (exit->src, 0))
861     nonexit = EDGE_SUCC (exit->src, 1);
862   else
863     nonexit = EDGE_SUCC (exit->src, 0);
864   nonexit->probability = REG_BR_PROB_BASE;
865   exit->probability = 0;
866   nonexit->count += exit->count;
867   exit->count = 0;
868   exit_if = last_stmt (exit->src);
869   COND_EXPR_COND (exit_if) = dont_exit;
870   update_stmt (exit_if);
871       
872   wont_exit = sbitmap_alloc (factor);
873   sbitmap_ones (wont_exit);
874   ok = tree_duplicate_loop_to_header_edge
875           (loop, loop_latch_edge (loop), loops, factor - 1,
876            wont_exit, NULL, NULL, NULL, DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ);
877   free (wont_exit);
878   gcc_assert (ok);
879   update_ssa (TODO_update_ssa);
880
881   /* Prepare the cfg and update the phi nodes.  */
882   rest = loop_preheader_edge (new_loop)->src;
883   precond_edge = single_pred_edge (rest);
884   loop_split_edge_with (loop_latch_edge (loop), NULL);
885   exit_bb = single_pred (loop->latch);
886
887   new_exit = make_edge (exit_bb, rest, EDGE_FALSE_VALUE | irr);
888   new_exit->count = loop_preheader_edge (loop)->count;
889   est_niter = est_niter / factor + 1;
890   new_exit->probability = REG_BR_PROB_BASE / est_niter;
891
892   new_nonexit = single_pred_edge (loop->latch);
893   new_nonexit->flags = EDGE_TRUE_VALUE;
894   new_nonexit->probability = REG_BR_PROB_BASE - new_exit->probability;
895
896   old_entry = loop_preheader_edge (loop);
897   new_entry = loop_preheader_edge (new_loop);
898   old_latch = loop_latch_edge (loop);
899   for (phi_old_loop = phi_nodes (loop->header),
900        phi_new_loop = phi_nodes (new_loop->header);
901        phi_old_loop;
902        phi_old_loop = PHI_CHAIN (phi_old_loop),
903        phi_new_loop = PHI_CHAIN (phi_new_loop))
904     {
905       init = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi_old_loop, old_entry);
906       op = PHI_ARG_DEF_PTR_FROM_EDGE (phi_new_loop, new_entry);
907       gcc_assert (operand_equal_for_phi_arg_p (init, USE_FROM_PTR (op)));
908       next = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi_old_loop, old_latch);
909
910       /* Prefer using original variable as a base for the new ssa name.
911          This is necessary for virtual ops, and useful in order to avoid
912          losing debug info for real ops.  */
913       if (TREE_CODE (next) == SSA_NAME)
914         var = SSA_NAME_VAR (next);
915       else if (TREE_CODE (init) == SSA_NAME)
916         var = SSA_NAME_VAR (init);
917       else
918         {
919           var = create_tmp_var (TREE_TYPE (init), "unrinittmp");
920           add_referenced_var (var);
921         }
922
923       new_init = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
924       phi_rest = create_phi_node (new_init, rest);
925       SSA_NAME_DEF_STMT (new_init) = phi_rest;
926
927       add_phi_arg (phi_rest, init, precond_edge);
928       add_phi_arg (phi_rest, next, new_exit);
929       SET_USE (op, new_init);
930     }
931
932   /* Finally create the new counter for number of iterations and add the new
933      exit instruction.  */
934   bsi = bsi_last (exit_bb);
935   create_iv (exit_base, exit_step, NULL_TREE, loop,
936              &bsi, true, &ctr_before, &ctr_after);
937   exit_if = build_if_stmt (build2 (exit_cmp, boolean_type_node, ctr_after,
938                                    exit_bound),
939                            tree_block_label (loop->latch),
940                            tree_block_label (rest));
941   bsi_insert_after (&bsi, exit_if, BSI_NEW_STMT);
942
943   verify_flow_info ();
944   verify_dominators (CDI_DOMINATORS);
945   verify_loop_structure (loops);
946   verify_loop_closed_ssa ();
947 }