OSDN Git Service

* gcc.c-torture/compile/pr11832.c: XFAIL for mips and powerpc-linux,
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-loop-manip.c
1 /* High-level loop manipulation functions.
2    Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007 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 3, 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 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 "rtl.h"
26 #include "tm_p.h"
27 #include "hard-reg-set.h"
28 #include "basic-block.h"
29 #include "output.h"
30 #include "diagnostic.h"
31 #include "tree-flow.h"
32 #include "tree-dump.h"
33 #include "timevar.h"
34 #include "cfgloop.h"
35 #include "tree-pass.h"
36 #include "cfglayout.h"
37 #include "tree-scalar-evolution.h"
38 #include "params.h"
39 #include "tree-inline.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           bool ovf;
89
90           if (!tree_expr_nonnegative_warnv_p (step, &ovf)
91               && may_negate_without_overflow_p (step))
92             {
93               incr_op = MINUS_EXPR;
94               step = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (step), step);
95             }
96         }
97     }
98   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (base)))
99     {
100       step = fold_convert (sizetype, step);
101       if (incr_op == MINUS_EXPR)
102         step = fold_build1 (NEGATE_EXPR, sizetype, step);
103       incr_op = POINTER_PLUS_EXPR;
104     }
105   /* Gimplify the step if necessary.  We put the computations in front of the
106      loop (i.e. the step should be loop invariant).  */
107   step = force_gimple_operand (step, &stmts, true, NULL_TREE);
108   if (stmts)
109     bsi_insert_on_edge_immediate (pe, stmts);
110
111   stmt = build_gimple_modify_stmt (va,
112                                    build2 (incr_op, TREE_TYPE (base),
113                                            vb, step));
114   SSA_NAME_DEF_STMT (va) = stmt;
115   if (after)
116     bsi_insert_after (incr_pos, stmt, BSI_NEW_STMT);
117   else
118     bsi_insert_before (incr_pos, stmt, BSI_NEW_STMT);
119
120   initial = force_gimple_operand (base, &stmts, true, var);
121   if (stmts)
122     bsi_insert_on_edge_immediate (pe, stmts);
123
124   stmt = create_phi_node (vb, loop->header);
125   SSA_NAME_DEF_STMT (vb) = stmt;
126   add_phi_arg (stmt, initial, loop_preheader_edge (loop));
127   add_phi_arg (stmt, va, loop_latch_edge (loop));
128 }
129
130 /* Add exit phis for the USE on EXIT.  */
131
132 static void
133 add_exit_phis_edge (basic_block exit, tree use)
134 {
135   tree phi, def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (use);
136   basic_block def_bb = bb_for_stmt (def_stmt);
137   struct loop *def_loop;
138   edge e;
139   edge_iterator ei;
140
141   /* Check that some of the edges entering the EXIT block exits a loop in
142      that USE is defined.  */
143   FOR_EACH_EDGE (e, ei, exit->preds)
144     {
145       def_loop = find_common_loop (def_bb->loop_father, e->src->loop_father);
146       if (!flow_bb_inside_loop_p (def_loop, e->dest))
147         break;
148     }
149
150   if (!e)
151     return;
152
153   phi = create_phi_node (use, exit);
154   create_new_def_for (PHI_RESULT (phi), phi, PHI_RESULT_PTR (phi));
155   FOR_EACH_EDGE (e, ei, exit->preds)
156     add_phi_arg (phi, use, e);
157 }
158
159 /* Add exit phis for VAR that is used in LIVEIN.
160    Exits of the loops are stored in EXITS.  */
161
162 static void
163 add_exit_phis_var (tree var, bitmap livein, bitmap exits)
164 {
165   bitmap def;
166   unsigned index;
167   basic_block def_bb = bb_for_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (var));
168   bitmap_iterator bi;
169
170   if (is_gimple_reg (var))
171     bitmap_clear_bit (livein, def_bb->index);
172   else
173     bitmap_set_bit (livein, def_bb->index);
174
175   def = BITMAP_ALLOC (NULL);
176   bitmap_set_bit (def, def_bb->index);
177   compute_global_livein (livein, def);
178   BITMAP_FREE (def);
179
180   EXECUTE_IF_AND_IN_BITMAP (exits, livein, 0, index, bi)
181     {
182       add_exit_phis_edge (BASIC_BLOCK (index), var);
183     }
184 }
185
186 /* Add exit phis for the names marked in NAMES_TO_RENAME.
187    Exits of the loops are stored in EXITS.  Sets of blocks where the ssa
188    names are used are stored in USE_BLOCKS.  */
189
190 static void
191 add_exit_phis (bitmap names_to_rename, bitmap *use_blocks, bitmap loop_exits)
192 {
193   unsigned i;
194   bitmap_iterator bi;
195
196   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (names_to_rename, 0, i, bi)
197     {
198       add_exit_phis_var (ssa_name (i), use_blocks[i], loop_exits);
199     }
200 }
201
202 /* Returns a bitmap of all loop exit edge targets.  */
203
204 static bitmap
205 get_loops_exits (void)
206 {
207   bitmap exits = BITMAP_ALLOC (NULL);
208   basic_block bb;
209   edge e;
210   edge_iterator ei;
211
212   FOR_EACH_BB (bb)
213     {
214       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
215         if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR
216             && !flow_bb_inside_loop_p (e->src->loop_father, bb))
217           {
218             bitmap_set_bit (exits, bb->index);
219             break;
220           }
221     }
222
223   return exits;
224 }
225
226 /* For USE in BB, if it is used outside of the loop it is defined in,
227    mark it for rewrite.  Record basic block BB where it is used
228    to USE_BLOCKS.  Record the ssa name index to NEED_PHIS bitmap.  */
229
230 static void
231 find_uses_to_rename_use (basic_block bb, tree use, bitmap *use_blocks,
232                          bitmap need_phis)
233 {
234   unsigned ver;
235   basic_block def_bb;
236   struct loop *def_loop;
237
238   if (TREE_CODE (use) != SSA_NAME)
239     return;
240
241   /* We don't need to keep virtual operands in loop-closed form.  */
242   if (!is_gimple_reg (use))
243     return;
244
245   ver = SSA_NAME_VERSION (use);
246   def_bb = bb_for_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (use));
247   if (!def_bb)
248     return;
249   def_loop = def_bb->loop_father;
250
251   /* If the definition is not inside a loop, it is not interesting.  */
252   if (!loop_outer (def_loop))
253     return;
254
255   /* If the use is not outside of the loop it is defined in, it is not
256      interesting.  */
257   if (flow_bb_inside_loop_p (def_loop, bb))
258     return;
259
260   if (!use_blocks[ver])
261     use_blocks[ver] = BITMAP_ALLOC (NULL);
262   bitmap_set_bit (use_blocks[ver], bb->index);
263
264   bitmap_set_bit (need_phis, ver);
265 }
266
267 /* For uses in STMT, mark names that are used outside of the loop they are
268    defined to rewrite.  Record the set of blocks in that the ssa
269    names are defined to USE_BLOCKS and the ssa names themselves to
270    NEED_PHIS.  */
271
272 static void
273 find_uses_to_rename_stmt (tree stmt, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
274 {
275   ssa_op_iter iter;
276   tree var;
277   basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
278
279   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_USES)
280     find_uses_to_rename_use (bb, var, use_blocks, need_phis);
281 }
282
283 /* Marks names that are used in BB and outside of the loop they are
284    defined in for rewrite.  Records the set of blocks in that the ssa
285    names are defined to USE_BLOCKS.  Record the SSA names that will
286    need exit PHIs in NEED_PHIS.  */
287
288 static void
289 find_uses_to_rename_bb (basic_block bb, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
290 {
291   block_stmt_iterator bsi;
292   edge e;
293   edge_iterator ei;
294   tree phi;
295
296   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
297     for (phi = phi_nodes (e->dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
298       find_uses_to_rename_use (bb, PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e),
299                                use_blocks, need_phis);
300  
301   for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
302     find_uses_to_rename_stmt (bsi_stmt (bsi), use_blocks, need_phis);
303 }
304      
305 /* Marks names that are used outside of the loop they are defined in
306    for rewrite.  Records the set of blocks in that the ssa
307    names are defined to USE_BLOCKS.  If CHANGED_BBS is not NULL,
308    scan only blocks in this set.  */
309
310 static void
311 find_uses_to_rename (bitmap changed_bbs, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
312 {
313   basic_block bb;
314   unsigned index;
315   bitmap_iterator bi;
316
317   if (changed_bbs && !bitmap_empty_p (changed_bbs))
318     {
319       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (changed_bbs, 0, index, bi)
320         {
321           find_uses_to_rename_bb (BASIC_BLOCK (index), use_blocks, need_phis);
322         }
323     }
324   else
325     {
326       FOR_EACH_BB (bb)
327         {
328           find_uses_to_rename_bb (bb, use_blocks, need_phis);
329         }
330     }
331 }
332
333 /* Rewrites the program into a loop closed ssa form -- i.e. inserts extra
334    phi nodes to ensure that no variable is used outside the loop it is
335    defined in.
336
337    This strengthening of the basic ssa form has several advantages:
338
339    1) Updating it during unrolling/peeling/versioning is trivial, since
340       we do not need to care about the uses outside of the loop.
341    2) The behavior of all uses of an induction variable is the same.
342       Without this, you need to distinguish the case when the variable
343       is used outside of the loop it is defined in, for example
344
345       for (i = 0; i < 100; i++)
346         {
347           for (j = 0; j < 100; j++)
348             {
349               k = i + j;
350               use1 (k);
351             }
352           use2 (k);
353         }
354
355       Looking from the outer loop with the normal SSA form, the first use of k
356       is not well-behaved, while the second one is an induction variable with
357       base 99 and step 1.
358       
359       If CHANGED_BBS is not NULL, we look for uses outside loops only in
360       the basic blocks in this set.
361
362       UPDATE_FLAG is used in the call to update_ssa.  See
363       TODO_update_ssa* for documentation.  */
364
365 void
366 rewrite_into_loop_closed_ssa (bitmap changed_bbs, unsigned update_flag)
367 {
368   bitmap loop_exits;
369   bitmap *use_blocks;
370   unsigned i, old_num_ssa_names;
371   bitmap names_to_rename;
372
373   loops_state_set (LOOP_CLOSED_SSA);
374   if (number_of_loops () <= 1)
375     return;
376
377   loop_exits = get_loops_exits ();
378   names_to_rename = BITMAP_ALLOC (NULL);
379
380   /* If the pass has caused the SSA form to be out-of-date, update it
381      now.  */
382   update_ssa (update_flag);
383
384   old_num_ssa_names = num_ssa_names;
385   use_blocks = XCNEWVEC (bitmap, old_num_ssa_names);
386
387   /* Find the uses outside loops.  */
388   find_uses_to_rename (changed_bbs, use_blocks, names_to_rename);
389
390   /* Add the PHI nodes on exits of the loops for the names we need to
391      rewrite.  */
392   add_exit_phis (names_to_rename, use_blocks, loop_exits);
393
394   for (i = 0; i < old_num_ssa_names; i++)
395     BITMAP_FREE (use_blocks[i]);
396   free (use_blocks);
397   BITMAP_FREE (loop_exits);
398   BITMAP_FREE (names_to_rename);
399
400   /* Fix up all the names found to be used outside their original
401      loops.  */
402   update_ssa (TODO_update_ssa);
403 }
404
405 /* Check invariants of the loop closed ssa form for the USE in BB.  */
406
407 static void
408 check_loop_closed_ssa_use (basic_block bb, tree use)
409 {
410   tree def;
411   basic_block def_bb;
412   
413   if (TREE_CODE (use) != SSA_NAME || !is_gimple_reg (use))
414     return;
415
416   def = SSA_NAME_DEF_STMT (use);
417   def_bb = bb_for_stmt (def);
418   gcc_assert (!def_bb
419               || flow_bb_inside_loop_p (def_bb->loop_father, bb));
420 }
421
422 /* Checks invariants of loop closed ssa form in statement STMT in BB.  */
423
424 static void
425 check_loop_closed_ssa_stmt (basic_block bb, tree stmt)
426 {
427   ssa_op_iter iter;
428   tree var;
429
430   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_USES)
431     check_loop_closed_ssa_use (bb, var);
432 }
433
434 /* Checks that invariants of the loop closed ssa form are preserved.  */
435
436 void
437 verify_loop_closed_ssa (void)
438 {
439   basic_block bb;
440   block_stmt_iterator bsi;
441   tree phi;
442   unsigned i;
443
444   if (number_of_loops () <= 1)
445     return;
446
447   verify_ssa (false);
448
449   FOR_EACH_BB (bb)
450     {
451       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
452         for (i = 0; i < (unsigned) PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
453           check_loop_closed_ssa_use (PHI_ARG_EDGE (phi, i)->src,
454                                      PHI_ARG_DEF (phi, i));
455
456       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
457         check_loop_closed_ssa_stmt (bb, bsi_stmt (bsi));
458     }
459 }
460
461 /* Split loop exit edge EXIT.  The things are a bit complicated by a need to
462    preserve the loop closed ssa form.  The newly created block is returned.  */
463
464 basic_block
465 split_loop_exit_edge (edge exit)
466 {
467   basic_block dest = exit->dest;
468   basic_block bb = split_edge (exit);
469   tree phi, new_phi, new_name, name;
470   use_operand_p op_p;
471
472   for (phi = phi_nodes (dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
473     {
474       op_p = PHI_ARG_DEF_PTR_FROM_EDGE (phi, single_succ_edge (bb));
475
476       name = USE_FROM_PTR (op_p);
477
478       /* If the argument of the PHI node is a constant, we do not need
479          to keep it inside loop.  */
480       if (TREE_CODE (name) != SSA_NAME)
481         continue;
482
483       /* Otherwise create an auxiliary phi node that will copy the value
484          of the SSA name out of the loop.  */
485       new_name = duplicate_ssa_name (name, NULL);
486       new_phi = create_phi_node (new_name, bb);
487       SSA_NAME_DEF_STMT (new_name) = new_phi;
488       add_phi_arg (new_phi, name, exit);
489       SET_USE (op_p, new_name);
490     }
491
492   return bb;
493 }
494
495 /* Returns the basic block in that statements should be emitted for induction
496    variables incremented at the end of the LOOP.  */
497
498 basic_block
499 ip_end_pos (struct loop *loop)
500 {
501   return loop->latch;
502 }
503
504 /* Returns the basic block in that statements should be emitted for induction
505    variables incremented just before exit condition of a LOOP.  */
506
507 basic_block
508 ip_normal_pos (struct loop *loop)
509 {
510   tree last;
511   basic_block bb;
512   edge exit;
513
514   if (!single_pred_p (loop->latch))
515     return NULL;
516
517   bb = single_pred (loop->latch);
518   last = last_stmt (bb);
519   if (!last
520       || TREE_CODE (last) != COND_EXPR)
521     return NULL;
522
523   exit = EDGE_SUCC (bb, 0);
524   if (exit->dest == loop->latch)
525     exit = EDGE_SUCC (bb, 1);
526
527   if (flow_bb_inside_loop_p (loop, exit->dest))
528     return NULL;
529
530   return bb;
531 }
532
533 /* Stores the standard position for induction variable increment in LOOP
534    (just before the exit condition if it is available and latch block is empty,
535    end of the latch block otherwise) to BSI.  INSERT_AFTER is set to true if
536    the increment should be inserted after *BSI.  */
537
538 void
539 standard_iv_increment_position (struct loop *loop, block_stmt_iterator *bsi,
540                                 bool *insert_after)
541 {
542   basic_block bb = ip_normal_pos (loop), latch = ip_end_pos (loop);
543   tree last = last_stmt (latch);
544
545   if (!bb
546       || (last && TREE_CODE (last) != LABEL_EXPR))
547     {
548       *bsi = bsi_last (latch);
549       *insert_after = true;
550     }
551   else
552     {
553       *bsi = bsi_last (bb);
554       *insert_after = false;
555     }
556 }
557
558 /* Copies phi node arguments for duplicated blocks.  The index of the first
559    duplicated block is FIRST_NEW_BLOCK.  */
560
561 static void
562 copy_phi_node_args (unsigned first_new_block)
563 {
564   unsigned i;
565
566   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
567     BASIC_BLOCK (i)->flags |= BB_DUPLICATED;
568
569   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
570     add_phi_args_after_copy_bb (BASIC_BLOCK (i));
571
572   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
573     BASIC_BLOCK (i)->flags &= ~BB_DUPLICATED;
574 }
575
576
577 /* The same as cfgloopmanip.c:duplicate_loop_to_header_edge, but also
578    updates the PHI nodes at start of the copied region.  In order to
579    achieve this, only loops whose exits all lead to the same location
580    are handled.
581
582    Notice that we do not completely update the SSA web after
583    duplication.  The caller is responsible for calling update_ssa
584    after the loop has been duplicated.  */
585
586 bool
587 tree_duplicate_loop_to_header_edge (struct loop *loop, edge e,
588                                     unsigned int ndupl, sbitmap wont_exit,
589                                     edge orig, VEC (edge, heap) **to_remove,
590                                     int flags)
591 {
592   unsigned first_new_block;
593
594   if (!loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_SIMPLE_LATCHES))
595     return false;
596   if (!loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_PREHEADERS))
597     return false;
598
599 #ifdef ENABLE_CHECKING
600   if (loops_state_satisfies_p (LOOP_CLOSED_SSA))
601     verify_loop_closed_ssa ();
602 #endif
603
604   first_new_block = last_basic_block;
605   if (!duplicate_loop_to_header_edge (loop, e, ndupl, wont_exit,
606                                       orig, to_remove, flags))
607     return false;
608
609   /* Readd the removed phi args for e.  */
610   flush_pending_stmts (e);
611
612   /* Copy the phi node arguments.  */
613   copy_phi_node_args (first_new_block);
614
615   scev_reset ();
616
617   return true;
618 }
619
620 /* Returns true if we can unroll LOOP FACTOR times.  Number
621    of iterations of the loop is returned in NITER.  */
622
623 bool
624 can_unroll_loop_p (struct loop *loop, unsigned factor,
625                    struct tree_niter_desc *niter)
626 {
627   edge exit;
628
629   /* Check whether unrolling is possible.  We only want to unroll loops
630      for that we are able to determine number of iterations.  We also
631      want to split the extra iterations of the loop from its end,
632      therefore we require that the loop has precisely one
633      exit.  */
634
635   exit = single_dom_exit (loop);
636   if (!exit)
637     return false;
638
639   if (!number_of_iterations_exit (loop, exit, niter, false)
640       || niter->cmp == ERROR_MARK
641       /* Scalar evolutions analysis might have copy propagated
642          the abnormal ssa names into these expressions, hence
643          emitting the computations based on them during loop
644          unrolling might create overlapping life ranges for
645          them, and failures in out-of-ssa.  */
646       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->may_be_zero)
647       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->control.base)
648       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->control.step)
649       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->bound))
650     return false;
651
652   /* And of course, we must be able to duplicate the loop.  */
653   if (!can_duplicate_loop_p (loop))
654     return false;
655
656   /* The final loop should be small enough.  */
657   if (tree_num_loop_insns (loop, &eni_size_weights) * factor
658       > (unsigned) PARAM_VALUE (PARAM_MAX_UNROLLED_INSNS))
659     return false;
660
661   return true;
662 }
663
664 /* Determines the conditions that control execution of LOOP unrolled FACTOR
665    times.  DESC is number of iterations of LOOP.  ENTER_COND is set to
666    condition that must be true if the main loop can be entered.
667    EXIT_BASE, EXIT_STEP, EXIT_CMP and EXIT_BOUND are set to values describing
668    how the exit from the unrolled loop should be controlled.  */
669
670 static void
671 determine_exit_conditions (struct loop *loop, struct tree_niter_desc *desc,
672                            unsigned factor, tree *enter_cond,
673                            tree *exit_base, tree *exit_step,
674                            enum tree_code *exit_cmp, tree *exit_bound)
675 {
676   tree stmts;
677   tree base = desc->control.base;
678   tree step = desc->control.step;
679   tree bound = desc->bound;
680   tree type = TREE_TYPE (step);
681   tree bigstep, delta;
682   tree min = lower_bound_in_type (type, type);
683   tree max = upper_bound_in_type (type, type);
684   enum tree_code cmp = desc->cmp;
685   tree cond = boolean_true_node, assum;
686
687   /* For pointers, do the arithmetics in the type of step (sizetype).  */
688   base = fold_convert (type, base);
689   bound = fold_convert (type, bound);
690
691   *enter_cond = boolean_false_node;
692   *exit_base = NULL_TREE;
693   *exit_step = NULL_TREE;
694   *exit_cmp = ERROR_MARK;
695   *exit_bound = NULL_TREE;
696   gcc_assert (cmp != ERROR_MARK);
697
698   /* We only need to be correct when we answer question
699      "Do at least FACTOR more iterations remain?" in the unrolled loop.
700      Thus, transforming BASE + STEP * i <> BOUND to
701      BASE + STEP * i < BOUND is ok.  */
702   if (cmp == NE_EXPR)
703     {
704       if (tree_int_cst_sign_bit (step))
705         cmp = GT_EXPR;
706       else
707         cmp = LT_EXPR;
708     }
709   else if (cmp == LT_EXPR)
710     {
711       gcc_assert (!tree_int_cst_sign_bit (step));
712     }
713   else if (cmp == GT_EXPR)
714     {
715       gcc_assert (tree_int_cst_sign_bit (step));
716     }
717   else
718     gcc_unreachable ();
719
720   /* The main body of the loop may be entered iff:
721
722      1) desc->may_be_zero is false.
723      2) it is possible to check that there are at least FACTOR iterations
724         of the loop, i.e., BOUND - step * FACTOR does not overflow.
725      3) # of iterations is at least FACTOR  */
726
727   if (!integer_zerop (desc->may_be_zero))
728     cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
729                         invert_truthvalue (desc->may_be_zero),
730                         cond);
731
732   bigstep = fold_build2 (MULT_EXPR, type, step,
733                          build_int_cst_type (type, factor));
734   delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, bigstep, step);
735   if (cmp == LT_EXPR)
736     assum = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node,
737                          bound,
738                          fold_build2 (PLUS_EXPR, type, min, delta));
739   else
740     assum = fold_build2 (LE_EXPR, boolean_type_node,
741                          bound,
742                          fold_build2 (PLUS_EXPR, type, max, delta));
743   cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node, assum, cond);
744
745   bound = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, bound, delta);
746   assum = fold_build2 (cmp, boolean_type_node, base, bound);
747   cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node, assum, cond);
748
749   cond = force_gimple_operand (unshare_expr (cond), &stmts, false, NULL_TREE);
750   if (stmts)
751     bsi_insert_on_edge_immediate (loop_preheader_edge (loop), stmts);
752   /* cond now may be a gimple comparison, which would be OK, but also any
753      other gimple rhs (say a && b).  In this case we need to force it to
754      operand.  */
755   if (!is_gimple_condexpr (cond))
756     {
757       cond = force_gimple_operand (cond, &stmts, true, NULL_TREE);
758       if (stmts)
759         bsi_insert_on_edge_immediate (loop_preheader_edge (loop), stmts);
760     }
761   *enter_cond = cond;
762
763   base = force_gimple_operand (unshare_expr (base), &stmts, true, NULL_TREE);
764   if (stmts)
765     bsi_insert_on_edge_immediate (loop_preheader_edge (loop), stmts);
766   bound = force_gimple_operand (unshare_expr (bound), &stmts, true, NULL_TREE);
767   if (stmts)
768     bsi_insert_on_edge_immediate (loop_preheader_edge (loop), stmts);
769
770   *exit_base = base;
771   *exit_step = bigstep;
772   *exit_cmp = cmp;
773   *exit_bound = bound;
774 }
775
776 /* Scales the frequencies of all basic blocks in LOOP that are strictly
777    dominated by BB by NUM/DEN.  */
778
779 static void
780 scale_dominated_blocks_in_loop (struct loop *loop, basic_block bb,
781                                 int num, int den)
782 {
783   basic_block son;
784
785   if (den == 0)
786     return;
787
788   for (son = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, bb);
789        son;
790        son = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, son))
791     {
792       if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, son))
793         continue;
794       scale_bbs_frequencies_int (&son, 1, num, den);
795       scale_dominated_blocks_in_loop (loop, son, num, den);
796     }
797 }
798
799 /* Unroll LOOP FACTOR times.  DESC describes number of iterations of LOOP.
800    EXIT is the exit of the loop to that DESC corresponds.
801
802    If N is number of iterations of the loop and MAY_BE_ZERO is the condition
803    under that loop exits in the first iteration even if N != 0,
804    
805    while (1)
806      {
807        x = phi (init, next);
808
809        pre;
810        if (st)
811          break;
812        post;
813      }
814
815    becomes (with possibly the exit conditions formulated a bit differently,
816    avoiding the need to create a new iv):
817    
818    if (MAY_BE_ZERO || N < FACTOR)
819      goto rest;
820
821    do
822      {
823        x = phi (init, next);
824
825        pre;
826        post;
827        pre;
828        post;
829        ...
830        pre;
831        post;
832        N -= FACTOR;
833        
834      } while (N >= FACTOR);
835
836    rest:
837      init' = phi (init, x);
838
839    while (1)
840      {
841        x = phi (init', next);
842
843        pre;
844        if (st)
845          break;
846        post;
847      }
848  
849    Before the loop is unrolled, TRANSFORM is called for it (only for the
850    unrolled loop, but not for its versioned copy).  DATA is passed to
851    TRANSFORM.  */
852
853 /* Probability in % that the unrolled loop is entered.  Just a guess.  */
854 #define PROB_UNROLLED_LOOP_ENTERED 90
855
856 void
857 tree_transform_and_unroll_loop (struct loop *loop, unsigned factor,
858                                 edge exit, struct tree_niter_desc *desc,
859                                 transform_callback transform,
860                                 void *data)
861 {
862   tree  exit_if, ctr_before, ctr_after;
863   tree enter_main_cond, exit_base, exit_step, exit_bound;
864   enum tree_code exit_cmp;
865   tree phi_old_loop, phi_new_loop, phi_rest, init, next, new_init, var;
866   struct loop *new_loop;
867   basic_block rest, exit_bb;
868   edge old_entry, new_entry, old_latch, precond_edge, new_exit;
869   edge new_nonexit, e;
870   block_stmt_iterator bsi;
871   use_operand_p op;
872   bool ok;
873   unsigned est_niter, prob_entry, scale_unrolled, scale_rest, freq_e, freq_h;
874   unsigned new_est_niter, i, prob;
875   unsigned irr = loop_preheader_edge (loop)->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
876   sbitmap wont_exit;
877   VEC (edge, heap) *to_remove = NULL;
878
879   est_niter = expected_loop_iterations (loop);
880   determine_exit_conditions (loop, desc, factor,
881                              &enter_main_cond, &exit_base, &exit_step,
882                              &exit_cmp, &exit_bound);
883
884   /* Let us assume that the unrolled loop is quite likely to be entered.  */
885   if (integer_nonzerop (enter_main_cond))
886     prob_entry = REG_BR_PROB_BASE;
887   else
888     prob_entry = PROB_UNROLLED_LOOP_ENTERED * REG_BR_PROB_BASE / 100;
889
890   /* The values for scales should keep profile consistent, and somewhat close
891      to correct.
892
893      TODO: The current value of SCALE_REST makes it appear that the loop that
894      is created by splitting the remaining iterations of the unrolled loop is
895      executed the same number of times as the original loop, and with the same
896      frequencies, which is obviously wrong.  This does not appear to cause
897      problems, so we do not bother with fixing it for now.  To make the profile
898      correct, we would need to change the probability of the exit edge of the
899      loop, and recompute the distribution of frequencies in its body because
900      of this change (scale the frequencies of blocks before and after the exit
901      by appropriate factors).  */
902   scale_unrolled = prob_entry;
903   scale_rest = REG_BR_PROB_BASE;
904
905   new_loop = loop_version (loop, enter_main_cond, NULL,
906                            prob_entry, scale_unrolled, scale_rest, true);
907   gcc_assert (new_loop != NULL);
908   update_ssa (TODO_update_ssa);
909
910   /* Determine the probability of the exit edge of the unrolled loop.  */
911   new_est_niter = est_niter / factor;
912
913   /* Without profile feedback, loops for that we do not know a better estimate
914      are assumed to roll 10 times.  When we unroll such loop, it appears to
915      roll too little, and it may even seem to be cold.  To avoid this, we
916      ensure that the created loop appears to roll at least 5 times (but at
917      most as many times as before unrolling).  */
918   if (new_est_niter < 5)
919     {
920       if (est_niter < 5)
921         new_est_niter = est_niter;
922       else
923         new_est_niter = 5;
924     }
925
926   /* Prepare the cfg and update the phi nodes.  Move the loop exit to the
927      loop latch (and make its condition dummy, for the moment).  */
928   rest = loop_preheader_edge (new_loop)->src;
929   precond_edge = single_pred_edge (rest);
930   split_edge (loop_latch_edge (loop));
931   exit_bb = single_pred (loop->latch);
932
933   /* Since the exit edge will be removed, the frequency of all the blocks
934      in the loop that are dominated by it must be scaled by
935      1 / (1 - exit->probability).  */
936   scale_dominated_blocks_in_loop (loop, exit->src,
937                                   REG_BR_PROB_BASE,
938                                   REG_BR_PROB_BASE - exit->probability);
939
940   bsi = bsi_last (exit_bb);
941   exit_if = build3 (COND_EXPR, void_type_node, boolean_true_node,
942                     NULL_TREE, NULL_TREE);
943
944   bsi_insert_after (&bsi, exit_if, BSI_NEW_STMT);
945   new_exit = make_edge (exit_bb, rest, EDGE_FALSE_VALUE | irr);
946   rescan_loop_exit (new_exit, true, false);
947
948   /* Set the probability of new exit to the same of the old one.  Fix
949      the frequency of the latch block, by scaling it back by
950      1 - exit->probability.  */
951   new_exit->count = exit->count;
952   new_exit->probability = exit->probability;
953   new_nonexit = single_pred_edge (loop->latch);
954   new_nonexit->probability = REG_BR_PROB_BASE - exit->probability;
955   new_nonexit->flags = EDGE_TRUE_VALUE;
956   new_nonexit->count -= exit->count;
957   if (new_nonexit->count < 0)
958     new_nonexit->count = 0;
959   scale_bbs_frequencies_int (&loop->latch, 1, new_nonexit->probability,
960                              REG_BR_PROB_BASE);
961
962   old_entry = loop_preheader_edge (loop);
963   new_entry = loop_preheader_edge (new_loop);
964   old_latch = loop_latch_edge (loop);
965   for (phi_old_loop = phi_nodes (loop->header),
966        phi_new_loop = phi_nodes (new_loop->header);
967        phi_old_loop;
968        phi_old_loop = PHI_CHAIN (phi_old_loop),
969        phi_new_loop = PHI_CHAIN (phi_new_loop))
970     {
971       init = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi_old_loop, old_entry);
972       op = PHI_ARG_DEF_PTR_FROM_EDGE (phi_new_loop, new_entry);
973       gcc_assert (operand_equal_for_phi_arg_p (init, USE_FROM_PTR (op)));
974       next = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi_old_loop, old_latch);
975
976       /* Prefer using original variable as a base for the new ssa name.
977          This is necessary for virtual ops, and useful in order to avoid
978          losing debug info for real ops.  */
979       if (TREE_CODE (next) == SSA_NAME)
980         var = SSA_NAME_VAR (next);
981       else if (TREE_CODE (init) == SSA_NAME)
982         var = SSA_NAME_VAR (init);
983       else
984         {
985           var = create_tmp_var (TREE_TYPE (init), "unrinittmp");
986           add_referenced_var (var);
987         }
988
989       new_init = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
990       phi_rest = create_phi_node (new_init, rest);
991       SSA_NAME_DEF_STMT (new_init) = phi_rest;
992
993       add_phi_arg (phi_rest, init, precond_edge);
994       add_phi_arg (phi_rest, next, new_exit);
995       SET_USE (op, new_init);
996     }
997
998   remove_path (exit);
999
1000   /* Transform the loop.  */
1001   if (transform)
1002     (*transform) (loop, data);
1003
1004   /* Unroll the loop and remove the exits in all iterations except for the
1005      last one.  */
1006   wont_exit = sbitmap_alloc (factor);
1007   sbitmap_ones (wont_exit);
1008   RESET_BIT (wont_exit, factor - 1);
1009
1010   ok = tree_duplicate_loop_to_header_edge
1011           (loop, loop_latch_edge (loop), factor - 1,
1012            wont_exit, new_exit, &to_remove, DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ);
1013   free (wont_exit);
1014   gcc_assert (ok);
1015
1016   for (i = 0; VEC_iterate (edge, to_remove, i, e); i++)
1017     {
1018       ok = remove_path (e);
1019       gcc_assert (ok);
1020     }
1021   VEC_free (edge, heap, to_remove);
1022   update_ssa (TODO_update_ssa);
1023
1024   /* Ensure that the frequencies in the loop match the new estimated
1025      number of iterations, and change the probability of the new
1026      exit edge.  */
1027   freq_h = loop->header->frequency;
1028   freq_e = EDGE_FREQUENCY (loop_preheader_edge (loop));
1029   if (freq_h != 0)
1030     scale_loop_frequencies (loop, freq_e * (new_est_niter + 1), freq_h);
1031
1032   exit_bb = single_pred (loop->latch);
1033   new_exit = find_edge (exit_bb, rest);
1034   new_exit->count = loop_preheader_edge (loop)->count;
1035   new_exit->probability = REG_BR_PROB_BASE / (new_est_niter + 1);
1036
1037   rest->count += new_exit->count;
1038   rest->frequency += EDGE_FREQUENCY (new_exit);
1039
1040   new_nonexit = single_pred_edge (loop->latch);
1041   prob = new_nonexit->probability;
1042   new_nonexit->probability = REG_BR_PROB_BASE - new_exit->probability;
1043   new_nonexit->count = exit_bb->count - new_exit->count;
1044   if (new_nonexit->count < 0)
1045     new_nonexit->count = 0;
1046   if (prob > 0)
1047     scale_bbs_frequencies_int (&loop->latch, 1, new_nonexit->probability,
1048                                prob);
1049
1050   /* Finally create the new counter for number of iterations and add the new
1051      exit instruction.  */
1052   bsi = bsi_last (exit_bb);
1053   exit_if = bsi_stmt (bsi);
1054   create_iv (exit_base, exit_step, NULL_TREE, loop,
1055              &bsi, false, &ctr_before, &ctr_after);
1056   COND_EXPR_COND (exit_if) = build2 (exit_cmp, boolean_type_node, ctr_after,
1057                                      exit_bound);
1058   update_stmt (exit_if);
1059
1060 #ifdef ENABLE_CHECKING
1061   verify_flow_info ();
1062   verify_dominators (CDI_DOMINATORS);
1063   verify_loop_structure ();
1064   verify_loop_closed_ssa ();
1065 #endif
1066 }
1067
1068 /* Wrapper over tree_transform_and_unroll_loop for case we do not
1069    want to transform the loop before unrolling.  The meaning
1070    of the arguments is the same as for tree_transform_and_unroll_loop.  */
1071
1072 void
1073 tree_unroll_loop (struct loop *loop, unsigned factor,
1074                   edge exit, struct tree_niter_desc *desc)
1075 {
1076   tree_transform_and_unroll_loop (loop, factor, exit, desc,
1077                                   NULL, NULL);
1078 }