OSDN Git Service

* double-int.c (mpz_set_double_int): Moved from
[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 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 #include "tree-inline.h"
41
42 /* Creates an induction variable with value BASE + STEP * iteration in LOOP.
43    It is expected that neither BASE nor STEP are shared with other expressions
44    (unless the sharing rules allow this).  Use VAR as a base var_decl for it
45    (if NULL, a new temporary will be created).  The increment will occur at
46    INCR_POS (after it if AFTER is true, before it otherwise).  INCR_POS and 
47    AFTER can be computed using standard_iv_increment_position.  The ssa versions
48    of the variable before and after increment will be stored in VAR_BEFORE and
49    VAR_AFTER (unless they are NULL).  */
50
51 void
52 create_iv (tree base, tree step, tree var, struct loop *loop,
53            block_stmt_iterator *incr_pos, bool after,
54            tree *var_before, tree *var_after)
55 {
56   tree stmt, initial, step1, stmts;
57   tree vb, va;
58   enum tree_code incr_op = PLUS_EXPR;
59   edge pe = loop_preheader_edge (loop);
60
61   if (!var)
62     {
63       var = create_tmp_var (TREE_TYPE (base), "ivtmp");
64       add_referenced_var (var);
65     }
66
67   vb = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
68   if (var_before)
69     *var_before = vb;
70   va = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
71   if (var_after)
72     *var_after = va;
73
74   /* For easier readability of the created code, produce MINUS_EXPRs
75      when suitable.  */
76   if (TREE_CODE (step) == INTEGER_CST)
77     {
78       if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (step)))
79         {
80           step1 = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (step), step);
81           if (tree_int_cst_lt (step1, step))
82             {
83               incr_op = MINUS_EXPR;
84               step = step1;
85             }
86         }
87       else
88         {
89           bool ovf;
90
91           if (!tree_expr_nonnegative_warnv_p (step, &ovf)
92               && may_negate_without_overflow_p (step))
93             {
94               incr_op = MINUS_EXPR;
95               step = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (step), step);
96             }
97         }
98     }
99
100   /* Gimplify the step if necessary.  We put the computations in front of the
101      loop (i.e. the step should be loop invariant).  */
102   step = force_gimple_operand (step, &stmts, true, var);
103   if (stmts)
104     bsi_insert_on_edge_immediate (pe, stmts);
105
106   stmt = build_gimple_modify_stmt (va,
107                                    build2 (incr_op, TREE_TYPE (base),
108                                            vb, step));
109   SSA_NAME_DEF_STMT (va) = stmt;
110   if (after)
111     bsi_insert_after (incr_pos, stmt, BSI_NEW_STMT);
112   else
113     bsi_insert_before (incr_pos, stmt, BSI_NEW_STMT);
114
115   initial = force_gimple_operand (base, &stmts, true, var);
116   if (stmts)
117     bsi_insert_on_edge_immediate (pe, stmts);
118
119   stmt = create_phi_node (vb, loop->header);
120   SSA_NAME_DEF_STMT (vb) = stmt;
121   add_phi_arg (stmt, initial, loop_preheader_edge (loop));
122   add_phi_arg (stmt, va, loop_latch_edge (loop));
123 }
124
125 /* Add exit phis for the USE on EXIT.  */
126
127 static void
128 add_exit_phis_edge (basic_block exit, tree use)
129 {
130   tree phi, def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (use);
131   basic_block def_bb = bb_for_stmt (def_stmt);
132   struct loop *def_loop;
133   edge e;
134   edge_iterator ei;
135
136   /* Check that some of the edges entering the EXIT block exits a loop in
137      that USE is defined.  */
138   FOR_EACH_EDGE (e, ei, exit->preds)
139     {
140       def_loop = find_common_loop (def_bb->loop_father, e->src->loop_father);
141       if (!flow_bb_inside_loop_p (def_loop, e->dest))
142         break;
143     }
144
145   if (!e)
146     return;
147
148   phi = create_phi_node (use, exit);
149   create_new_def_for (PHI_RESULT (phi), phi, PHI_RESULT_PTR (phi));
150   FOR_EACH_EDGE (e, ei, exit->preds)
151     add_phi_arg (phi, use, e);
152 }
153
154 /* Add exit phis for VAR that is used in LIVEIN.
155    Exits of the loops are stored in EXITS.  */
156
157 static void
158 add_exit_phis_var (tree var, bitmap livein, bitmap exits)
159 {
160   bitmap def;
161   unsigned index;
162   basic_block def_bb = bb_for_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (var));
163   bitmap_iterator bi;
164
165   if (is_gimple_reg (var))
166     bitmap_clear_bit (livein, def_bb->index);
167   else
168     bitmap_set_bit (livein, def_bb->index);
169
170   def = BITMAP_ALLOC (NULL);
171   bitmap_set_bit (def, def_bb->index);
172   compute_global_livein (livein, def);
173   BITMAP_FREE (def);
174
175   EXECUTE_IF_AND_IN_BITMAP (exits, livein, 0, index, bi)
176     {
177       add_exit_phis_edge (BASIC_BLOCK (index), var);
178     }
179 }
180
181 /* Add exit phis for the names marked in NAMES_TO_RENAME.
182    Exits of the loops are stored in EXITS.  Sets of blocks where the ssa
183    names are used are stored in USE_BLOCKS.  */
184
185 static void
186 add_exit_phis (bitmap names_to_rename, bitmap *use_blocks, bitmap loop_exits)
187 {
188   unsigned i;
189   bitmap_iterator bi;
190
191   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (names_to_rename, 0, i, bi)
192     {
193       add_exit_phis_var (ssa_name (i), use_blocks[i], loop_exits);
194     }
195 }
196
197 /* Returns a bitmap of all loop exit edge targets.  */
198
199 static bitmap
200 get_loops_exits (void)
201 {
202   bitmap exits = BITMAP_ALLOC (NULL);
203   basic_block bb;
204   edge e;
205   edge_iterator ei;
206
207   FOR_EACH_BB (bb)
208     {
209       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
210         if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR
211             && !flow_bb_inside_loop_p (e->src->loop_father, bb))
212           {
213             bitmap_set_bit (exits, bb->index);
214             break;
215           }
216     }
217
218   return exits;
219 }
220
221 /* For USE in BB, if it is used outside of the loop it is defined in,
222    mark it for rewrite.  Record basic block BB where it is used
223    to USE_BLOCKS.  Record the ssa name index to NEED_PHIS bitmap.  */
224
225 static void
226 find_uses_to_rename_use (basic_block bb, tree use, bitmap *use_blocks,
227                          bitmap need_phis)
228 {
229   unsigned ver;
230   basic_block def_bb;
231   struct loop *def_loop;
232
233   if (TREE_CODE (use) != SSA_NAME)
234     return;
235
236   /* We don't need to keep virtual operands in loop-closed form.  */
237   if (!is_gimple_reg (use))
238     return;
239
240   ver = SSA_NAME_VERSION (use);
241   def_bb = bb_for_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (use));
242   if (!def_bb)
243     return;
244   def_loop = def_bb->loop_father;
245
246   /* If the definition is not inside loop, it is not interesting.  */
247   if (!def_loop->outer)
248     return;
249
250   if (!use_blocks[ver])
251     use_blocks[ver] = BITMAP_ALLOC (NULL);
252   bitmap_set_bit (use_blocks[ver], bb->index);
253
254   bitmap_set_bit (need_phis, ver);
255 }
256
257 /* For uses in STMT, mark names that are used outside of the loop they are
258    defined to rewrite.  Record the set of blocks in that the ssa
259    names are defined to USE_BLOCKS and the ssa names themselves to
260    NEED_PHIS.  */
261
262 static void
263 find_uses_to_rename_stmt (tree stmt, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
264 {
265   ssa_op_iter iter;
266   tree var;
267   basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
268
269   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_USES)
270     find_uses_to_rename_use (bb, var, use_blocks, need_phis);
271 }
272
273 /* Marks names that are used in BB and outside of the loop they are
274    defined in for rewrite.  Records the set of blocks in that the ssa
275    names are defined to USE_BLOCKS.  Record the SSA names that will
276    need exit PHIs in NEED_PHIS.  */
277
278 static void
279 find_uses_to_rename_bb (basic_block bb, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
280 {
281   block_stmt_iterator bsi;
282   edge e;
283   edge_iterator ei;
284   tree phi;
285
286   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
287     for (phi = phi_nodes (e->dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
288       find_uses_to_rename_use (bb, PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e),
289                                use_blocks, need_phis);
290  
291   for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
292     find_uses_to_rename_stmt (bsi_stmt (bsi), use_blocks, need_phis);
293 }
294      
295 /* Marks names that are used outside of the loop they are defined in
296    for rewrite.  Records the set of blocks in that the ssa
297    names are defined to USE_BLOCKS.  If CHANGED_BBS is not NULL,
298    scan only blocks in this set.  */
299
300 static void
301 find_uses_to_rename (bitmap changed_bbs, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
302 {
303   basic_block bb;
304   unsigned index;
305   bitmap_iterator bi;
306
307   if (changed_bbs && !bitmap_empty_p (changed_bbs))
308     {
309       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (changed_bbs, 0, index, bi)
310         {
311           find_uses_to_rename_bb (BASIC_BLOCK (index), use_blocks, need_phis);
312         }
313     }
314   else
315     {
316       FOR_EACH_BB (bb)
317         {
318           find_uses_to_rename_bb (bb, use_blocks, need_phis);
319         }
320     }
321 }
322
323 /* Rewrites the program into a loop closed ssa form -- i.e. inserts extra
324    phi nodes to ensure that no variable is used outside the loop it is
325    defined in.
326
327    This strengthening of the basic ssa form has several advantages:
328
329    1) Updating it during unrolling/peeling/versioning is trivial, since
330       we do not need to care about the uses outside of the loop.
331    2) The behavior of all uses of an induction variable is the same.
332       Without this, you need to distinguish the case when the variable
333       is used outside of the loop it is defined in, for example
334
335       for (i = 0; i < 100; i++)
336         {
337           for (j = 0; j < 100; j++)
338             {
339               k = i + j;
340               use1 (k);
341             }
342           use2 (k);
343         }
344
345       Looking from the outer loop with the normal SSA form, the first use of k
346       is not well-behaved, while the second one is an induction variable with
347       base 99 and step 1.
348       
349       If CHANGED_BBS is not NULL, we look for uses outside loops only in
350       the basic blocks in this set.
351
352       UPDATE_FLAG is used in the call to update_ssa.  See
353       TODO_update_ssa* for documentation.  */
354
355 void
356 rewrite_into_loop_closed_ssa (bitmap changed_bbs, unsigned update_flag)
357 {
358   bitmap loop_exits;
359   bitmap *use_blocks;
360   unsigned i, old_num_ssa_names;
361   bitmap names_to_rename;
362
363   if (!current_loops)
364     return;
365
366   loop_exits = get_loops_exits ();
367   names_to_rename = BITMAP_ALLOC (NULL);
368
369   /* If the pass has caused the SSA form to be out-of-date, update it
370      now.  */
371   update_ssa (update_flag);
372
373   old_num_ssa_names = num_ssa_names;
374   use_blocks = XCNEWVEC (bitmap, old_num_ssa_names);
375
376   /* Find the uses outside loops.  */
377   find_uses_to_rename (changed_bbs, use_blocks, names_to_rename);
378
379   /* Add the PHI nodes on exits of the loops for the names we need to
380      rewrite.  */
381   add_exit_phis (names_to_rename, use_blocks, loop_exits);
382
383   for (i = 0; i < old_num_ssa_names; i++)
384     BITMAP_FREE (use_blocks[i]);
385   free (use_blocks);
386   BITMAP_FREE (loop_exits);
387   BITMAP_FREE (names_to_rename);
388
389   /* Fix up all the names found to be used outside their original
390      loops.  */
391   update_ssa (TODO_update_ssa);
392
393   current_loops->state |= LOOP_CLOSED_SSA;
394 }
395
396 /* Check invariants of the loop closed ssa form for the USE in BB.  */
397
398 static void
399 check_loop_closed_ssa_use (basic_block bb, tree use)
400 {
401   tree def;
402   basic_block def_bb;
403   
404   if (TREE_CODE (use) != SSA_NAME || !is_gimple_reg (use))
405     return;
406
407   def = SSA_NAME_DEF_STMT (use);
408   def_bb = bb_for_stmt (def);
409   gcc_assert (!def_bb
410               || flow_bb_inside_loop_p (def_bb->loop_father, bb));
411 }
412
413 /* Checks invariants of loop closed ssa form in statement STMT in BB.  */
414
415 static void
416 check_loop_closed_ssa_stmt (basic_block bb, tree stmt)
417 {
418   ssa_op_iter iter;
419   tree var;
420
421   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_USES)
422     check_loop_closed_ssa_use (bb, var);
423 }
424
425 /* Checks that invariants of the loop closed ssa form are preserved.  */
426
427 void
428 verify_loop_closed_ssa (void)
429 {
430   basic_block bb;
431   block_stmt_iterator bsi;
432   tree phi;
433   unsigned i;
434
435   if (current_loops == NULL)
436     return;
437
438   verify_ssa (false);
439
440   FOR_EACH_BB (bb)
441     {
442       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
443         for (i = 0; i < (unsigned) PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
444           check_loop_closed_ssa_use (PHI_ARG_EDGE (phi, i)->src,
445                                      PHI_ARG_DEF (phi, i));
446
447       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
448         check_loop_closed_ssa_stmt (bb, bsi_stmt (bsi));
449     }
450 }
451
452 /* Split loop exit edge EXIT.  The things are a bit complicated by a need to
453    preserve the loop closed ssa form.  */
454
455 void
456 split_loop_exit_edge (edge exit)
457 {
458   basic_block dest = exit->dest;
459   basic_block bb = split_edge (exit);
460   tree phi, new_phi, new_name, name;
461   use_operand_p op_p;
462
463   for (phi = phi_nodes (dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
464     {
465       op_p = PHI_ARG_DEF_PTR_FROM_EDGE (phi, single_succ_edge (bb));
466
467       name = USE_FROM_PTR (op_p);
468
469       /* If the argument of the PHI node is a constant, we do not need
470          to keep it inside loop.  */
471       if (TREE_CODE (name) != SSA_NAME)
472         continue;
473
474       /* Otherwise create an auxiliary phi node that will copy the value
475          of the SSA name out of the loop.  */
476       new_name = duplicate_ssa_name (name, NULL);
477       new_phi = create_phi_node (new_name, bb);
478       SSA_NAME_DEF_STMT (new_name) = new_phi;
479       add_phi_arg (new_phi, name, exit);
480       SET_USE (op_p, new_name);
481     }
482 }
483
484 /* Returns the basic block in that statements should be emitted for induction
485    variables incremented at the end of the LOOP.  */
486
487 basic_block
488 ip_end_pos (struct loop *loop)
489 {
490   return loop->latch;
491 }
492
493 /* Returns the basic block in that statements should be emitted for induction
494    variables incremented just before exit condition of a LOOP.  */
495
496 basic_block
497 ip_normal_pos (struct loop *loop)
498 {
499   tree last;
500   basic_block bb;
501   edge exit;
502
503   if (!single_pred_p (loop->latch))
504     return NULL;
505
506   bb = single_pred (loop->latch);
507   last = last_stmt (bb);
508   if (TREE_CODE (last) != COND_EXPR)
509     return NULL;
510
511   exit = EDGE_SUCC (bb, 0);
512   if (exit->dest == loop->latch)
513     exit = EDGE_SUCC (bb, 1);
514
515   if (flow_bb_inside_loop_p (loop, exit->dest))
516     return NULL;
517
518   return bb;
519 }
520
521 /* Stores the standard position for induction variable increment in LOOP
522    (just before the exit condition if it is available and latch block is empty,
523    end of the latch block otherwise) to BSI.  INSERT_AFTER is set to true if
524    the increment should be inserted after *BSI.  */
525
526 void
527 standard_iv_increment_position (struct loop *loop, block_stmt_iterator *bsi,
528                                 bool *insert_after)
529 {
530   basic_block bb = ip_normal_pos (loop), latch = ip_end_pos (loop);
531   tree last = last_stmt (latch);
532
533   if (!bb
534       || (last && TREE_CODE (last) != LABEL_EXPR))
535     {
536       *bsi = bsi_last (latch);
537       *insert_after = true;
538     }
539   else
540     {
541       *bsi = bsi_last (bb);
542       *insert_after = false;
543     }
544 }
545
546 /* Copies phi node arguments for duplicated blocks.  The index of the first
547    duplicated block is FIRST_NEW_BLOCK.  */
548
549 static void
550 copy_phi_node_args (unsigned first_new_block)
551 {
552   unsigned i;
553
554   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
555     BASIC_BLOCK (i)->flags |= BB_DUPLICATED;
556
557   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
558     add_phi_args_after_copy_bb (BASIC_BLOCK (i));
559
560   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
561     BASIC_BLOCK (i)->flags &= ~BB_DUPLICATED;
562 }
563
564
565 /* The same as cfgloopmanip.c:duplicate_loop_to_header_edge, but also
566    updates the PHI nodes at start of the copied region.  In order to
567    achieve this, only loops whose exits all lead to the same location
568    are handled.
569
570    Notice that we do not completely update the SSA web after
571    duplication.  The caller is responsible for calling update_ssa
572    after the loop has been duplicated.  */
573
574 bool
575 tree_duplicate_loop_to_header_edge (struct loop *loop, edge e,
576                                     unsigned int ndupl, sbitmap wont_exit,
577                                     edge orig, VEC (edge, heap) **to_remove,
578                                     int flags)
579 {
580   unsigned first_new_block;
581
582   if (!(current_loops->state & LOOPS_HAVE_SIMPLE_LATCHES))
583     return false;
584   if (!(current_loops->state & LOOPS_HAVE_PREHEADERS))
585     return false;
586
587 #ifdef ENABLE_CHECKING
588   verify_loop_closed_ssa ();
589 #endif
590
591   first_new_block = last_basic_block;
592   if (!duplicate_loop_to_header_edge (loop, e, ndupl, wont_exit,
593                                       orig, to_remove, flags))
594     return false;
595
596   /* Readd the removed phi args for e.  */
597   flush_pending_stmts (e);
598
599   /* Copy the phi node arguments.  */
600   copy_phi_node_args (first_new_block);
601
602   scev_reset ();
603
604   return true;
605 }
606
607 /* Returns true if we can unroll LOOP FACTOR times.  Number
608    of iterations of the loop is returned in NITER.  */
609
610 bool
611 can_unroll_loop_p (struct loop *loop, unsigned factor,
612                    struct tree_niter_desc *niter)
613 {
614   edge exit;
615
616   /* Check whether unrolling is possible.  We only want to unroll loops
617      for that we are able to determine number of iterations.  We also
618      want to split the extra iterations of the loop from its end,
619      therefore we require that the loop has precisely one
620      exit.  */
621
622   exit = single_dom_exit (loop);
623   if (!exit)
624     return false;
625
626   if (!number_of_iterations_exit (loop, exit, niter, false)
627       || niter->cmp == ERROR_MARK
628       /* Scalar evolutions analysis might have copy propagated
629          the abnormal ssa names into these expressions, hence
630          emitting the computations based on them during loop
631          unrolling might create overlapping life ranges for
632          them, and failures in out-of-ssa.  */
633       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->may_be_zero)
634       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->control.base)
635       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->control.step)
636       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->bound))
637     return false;
638
639   /* And of course, we must be able to duplicate the loop.  */
640   if (!can_duplicate_loop_p (loop))
641     return false;
642
643   /* The final loop should be small enough.  */
644   if (tree_num_loop_insns (loop, &eni_size_weights) * factor
645       > (unsigned) PARAM_VALUE (PARAM_MAX_UNROLLED_INSNS))
646     return false;
647
648   return true;
649 }
650
651 /* Determines the conditions that control execution of LOOP unrolled FACTOR
652    times.  DESC is number of iterations of LOOP.  ENTER_COND is set to
653    condition that must be true if the main loop can be entered.
654    EXIT_BASE, EXIT_STEP, EXIT_CMP and EXIT_BOUND are set to values describing
655    how the exit from the unrolled loop should be controlled.  */
656
657 static void
658 determine_exit_conditions (struct loop *loop, struct tree_niter_desc *desc,
659                            unsigned factor, tree *enter_cond,
660                            tree *exit_base, tree *exit_step,
661                            enum tree_code *exit_cmp, tree *exit_bound)
662 {
663   tree stmts;
664   tree base = desc->control.base;
665   tree step = desc->control.step;
666   tree bound = desc->bound;
667   tree type = TREE_TYPE (base);
668   tree bigstep, delta;
669   tree min = lower_bound_in_type (type, type);
670   tree max = upper_bound_in_type (type, type);
671   enum tree_code cmp = desc->cmp;
672   tree cond = boolean_true_node, assum;
673
674   *enter_cond = boolean_false_node;
675   *exit_base = NULL_TREE;
676   *exit_step = NULL_TREE;
677   *exit_cmp = ERROR_MARK;
678   *exit_bound = NULL_TREE;
679   gcc_assert (cmp != ERROR_MARK);
680
681   /* We only need to be correct when we answer question
682      "Do at least FACTOR more iterations remain?" in the unrolled loop.
683      Thus, transforming BASE + STEP * i <> BOUND to
684      BASE + STEP * i < BOUND is ok.  */
685   if (cmp == NE_EXPR)
686     {
687       if (tree_int_cst_sign_bit (step))
688         cmp = GT_EXPR;
689       else
690         cmp = LT_EXPR;
691     }
692   else if (cmp == LT_EXPR)
693     {
694       gcc_assert (!tree_int_cst_sign_bit (step));
695     }
696   else if (cmp == GT_EXPR)
697     {
698       gcc_assert (tree_int_cst_sign_bit (step));
699     }
700   else
701     gcc_unreachable ();
702
703   /* The main body of the loop may be entered iff:
704
705      1) desc->may_be_zero is false.
706      2) it is possible to check that there are at least FACTOR iterations
707         of the loop, i.e., BOUND - step * FACTOR does not overflow.
708      3) # of iterations is at least FACTOR  */
709
710   if (!integer_zerop (desc->may_be_zero))
711     cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
712                         invert_truthvalue (desc->may_be_zero),
713                         cond);
714
715   bigstep = fold_build2 (MULT_EXPR, type, step,
716                          build_int_cst_type (type, factor));
717   delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, bigstep, step);
718   if (cmp == LT_EXPR)
719     assum = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node,
720                          bound,
721                          fold_build2 (PLUS_EXPR, type, min, delta));
722   else
723     assum = fold_build2 (LE_EXPR, boolean_type_node,
724                          bound,
725                          fold_build2 (PLUS_EXPR, type, max, delta));
726   cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node, assum, cond);
727
728   bound = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, bound, delta);
729   assum = fold_build2 (cmp, boolean_type_node, base, bound);
730   cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node, assum, cond);
731
732   cond = force_gimple_operand (unshare_expr (cond), &stmts, false, NULL_TREE);
733   if (stmts)
734     bsi_insert_on_edge_immediate (loop_preheader_edge (loop), stmts);
735   /* cond now may be a gimple comparison, which would be OK, but also any
736      other gimple rhs (say a && b).  In this case we need to force it to
737      operand.  */
738   if (!is_gimple_condexpr (cond))
739     {
740       cond = force_gimple_operand (cond, &stmts, true, NULL_TREE);
741       if (stmts)
742         bsi_insert_on_edge_immediate (loop_preheader_edge (loop), stmts);
743     }
744   *enter_cond = cond;
745
746   base = force_gimple_operand (unshare_expr (base), &stmts, true, NULL_TREE);
747   if (stmts)
748     bsi_insert_on_edge_immediate (loop_preheader_edge (loop), stmts);
749   bound = force_gimple_operand (unshare_expr (bound), &stmts, true, NULL_TREE);
750   if (stmts)
751     bsi_insert_on_edge_immediate (loop_preheader_edge (loop), stmts);
752
753   *exit_base = base;
754   *exit_step = bigstep;
755   *exit_cmp = cmp;
756   *exit_bound = bound;
757 }
758
759 /* Scales the frequencies of all basic blocks in LOOP that are strictly
760    dominated by BB by NUM/DEN.  */
761
762 static void
763 scale_dominated_blocks_in_loop (struct loop *loop, basic_block bb,
764                                 int num, int den)
765 {
766   basic_block son;
767
768   if (den == 0)
769     return;
770
771   for (son = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, bb);
772        son;
773        son = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, son))
774     {
775       if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, son))
776         continue;
777       scale_bbs_frequencies_int (&son, 1, num, den);
778       scale_dominated_blocks_in_loop (loop, son, num, den);
779     }
780 }
781
782 /* Unroll LOOP FACTOR times.  DESC describes number of iterations of LOOP.
783    EXIT is the exit of the loop to that DESC corresponds.
784
785    If N is number of iterations of the loop and MAY_BE_ZERO is the condition
786    under that loop exits in the first iteration even if N != 0,
787    
788    while (1)
789      {
790        x = phi (init, next);
791
792        pre;
793        if (st)
794          break;
795        post;
796      }
797
798    becomes (with possibly the exit conditions formulated a bit differently,
799    avoiding the need to create a new iv):
800    
801    if (MAY_BE_ZERO || N < FACTOR)
802      goto rest;
803
804    do
805      {
806        x = phi (init, next);
807
808        pre;
809        post;
810        pre;
811        post;
812        ...
813        pre;
814        post;
815        N -= FACTOR;
816        
817      } while (N >= FACTOR);
818
819    rest:
820      init' = phi (init, x);
821
822    while (1)
823      {
824        x = phi (init', next);
825
826        pre;
827        if (st)
828          break;
829        post;
830      }
831  
832    Before the loop is unrolled, TRANSFORM is called for it (only for the
833    unrolled loop, but not for its versioned copy).  DATA is passed to
834    TRANSFORM.  */
835
836 /* Probability in % that the unrolled loop is entered.  Just a guess.  */
837 #define PROB_UNROLLED_LOOP_ENTERED 90
838
839 void
840 tree_transform_and_unroll_loop (struct loop *loop, unsigned factor,
841                                 edge exit, struct tree_niter_desc *desc,
842                                 transform_callback transform,
843                                 void *data)
844 {
845   tree  exit_if, ctr_before, ctr_after;
846   tree enter_main_cond, exit_base, exit_step, exit_bound;
847   enum tree_code exit_cmp;
848   tree phi_old_loop, phi_new_loop, phi_rest, init, next, new_init, var;
849   struct loop *new_loop;
850   basic_block rest, exit_bb;
851   edge old_entry, new_entry, old_latch, precond_edge, new_exit;
852   edge new_nonexit, e;
853   block_stmt_iterator bsi;
854   use_operand_p op;
855   bool ok;
856   unsigned est_niter, prob_entry, scale_unrolled, scale_rest, freq_e, freq_h;
857   unsigned new_est_niter, i, prob;
858   unsigned irr = loop_preheader_edge (loop)->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
859   sbitmap wont_exit;
860   VEC (edge, heap) *to_remove = NULL;
861
862   est_niter = expected_loop_iterations (loop);
863   determine_exit_conditions (loop, desc, factor,
864                              &enter_main_cond, &exit_base, &exit_step,
865                              &exit_cmp, &exit_bound);
866
867   /* Let us assume that the unrolled loop is quite likely to be entered.  */
868   if (integer_nonzerop (enter_main_cond))
869     prob_entry = REG_BR_PROB_BASE;
870   else
871     prob_entry = PROB_UNROLLED_LOOP_ENTERED * REG_BR_PROB_BASE / 100;
872
873   /* The values for scales should keep profile consistent, and somewhat close
874      to correct.
875
876      TODO: The current value of SCALE_REST makes it appear that the loop that
877      is created by splitting the remaining iterations of the unrolled loop is
878      executed the same number of times as the original loop, and with the same
879      frequencies, which is obviously wrong.  This does not appear to cause
880      problems, so we do not bother with fixing it for now.  To make the profile
881      correct, we would need to change the probability of the exit edge of the
882      loop, and recompute the distribution of frequencies in its body because
883      of this change (scale the frequencies of blocks before and after the exit
884      by appropriate factors).  */
885   scale_unrolled = prob_entry;
886   scale_rest = REG_BR_PROB_BASE;
887
888   new_loop = loop_version (loop, enter_main_cond, NULL,
889                            prob_entry, scale_unrolled, scale_rest, true);
890   gcc_assert (new_loop != NULL);
891   update_ssa (TODO_update_ssa);
892
893   /* Determine the probability of the exit edge of the unrolled loop.  */
894   new_est_niter = est_niter / factor;
895
896   /* Without profile feedback, loops for that we do not know a better estimate
897      are assumed to roll 10 times.  When we unroll such loop, it appears to
898      roll too little, and it may even seem to be cold.  To avoid this, we
899      ensure that the created loop appears to roll at least 5 times (but at
900      most as many times as before unrolling).  */
901   if (new_est_niter < 5)
902     {
903       if (est_niter < 5)
904         new_est_niter = est_niter;
905       else
906         new_est_niter = 5;
907     }
908
909   /* Prepare the cfg and update the phi nodes.  Move the loop exit to the
910      loop latch (and make its condition dummy, for the moment).  */
911   rest = loop_preheader_edge (new_loop)->src;
912   precond_edge = single_pred_edge (rest);
913   split_edge (loop_latch_edge (loop));
914   exit_bb = single_pred (loop->latch);
915
916   /* Since the exit edge will be removed, the frequency of all the blocks
917      in the loop that are dominated by it must be scaled by
918      1 / (1 - exit->probability).  */
919   scale_dominated_blocks_in_loop (loop, exit->src,
920                                   REG_BR_PROB_BASE,
921                                   REG_BR_PROB_BASE - exit->probability);
922
923   bsi = bsi_last (exit_bb);
924   exit_if = build3 (COND_EXPR, void_type_node, boolean_true_node,
925                     NULL_TREE, NULL_TREE);
926
927   bsi_insert_after (&bsi, exit_if, BSI_NEW_STMT);
928   new_exit = make_edge (exit_bb, rest, EDGE_FALSE_VALUE | irr);
929   rescan_loop_exit (new_exit, true, false);
930
931   /* Set the probability of new exit to the same of the old one.  Fix
932      the frequency of the latch block, by scaling it back by
933      1 - exit->probability.  */
934   new_exit->count = exit->count;
935   new_exit->probability = exit->probability;
936   new_nonexit = single_pred_edge (loop->latch);
937   new_nonexit->probability = REG_BR_PROB_BASE - exit->probability;
938   new_nonexit->flags = EDGE_TRUE_VALUE;
939   new_nonexit->count -= exit->count;
940   if (new_nonexit->count < 0)
941     new_nonexit->count = 0;
942   scale_bbs_frequencies_int (&loop->latch, 1, new_nonexit->probability,
943                              REG_BR_PROB_BASE);
944
945   old_entry = loop_preheader_edge (loop);
946   new_entry = loop_preheader_edge (new_loop);
947   old_latch = loop_latch_edge (loop);
948   for (phi_old_loop = phi_nodes (loop->header),
949        phi_new_loop = phi_nodes (new_loop->header);
950        phi_old_loop;
951        phi_old_loop = PHI_CHAIN (phi_old_loop),
952        phi_new_loop = PHI_CHAIN (phi_new_loop))
953     {
954       init = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi_old_loop, old_entry);
955       op = PHI_ARG_DEF_PTR_FROM_EDGE (phi_new_loop, new_entry);
956       gcc_assert (operand_equal_for_phi_arg_p (init, USE_FROM_PTR (op)));
957       next = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi_old_loop, old_latch);
958
959       /* Prefer using original variable as a base for the new ssa name.
960          This is necessary for virtual ops, and useful in order to avoid
961          losing debug info for real ops.  */
962       if (TREE_CODE (next) == SSA_NAME)
963         var = SSA_NAME_VAR (next);
964       else if (TREE_CODE (init) == SSA_NAME)
965         var = SSA_NAME_VAR (init);
966       else
967         {
968           var = create_tmp_var (TREE_TYPE (init), "unrinittmp");
969           add_referenced_var (var);
970         }
971
972       new_init = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
973       phi_rest = create_phi_node (new_init, rest);
974       SSA_NAME_DEF_STMT (new_init) = phi_rest;
975
976       add_phi_arg (phi_rest, init, precond_edge);
977       add_phi_arg (phi_rest, next, new_exit);
978       SET_USE (op, new_init);
979     }
980
981   remove_path (exit);
982
983   /* Transform the loop.  */
984   if (transform)
985     (*transform) (loop, data);
986
987   /* Unroll the loop and remove the exits in all iterations except for the
988      last one.  */
989   wont_exit = sbitmap_alloc (factor);
990   sbitmap_ones (wont_exit);
991   RESET_BIT (wont_exit, factor - 1);
992
993   ok = tree_duplicate_loop_to_header_edge
994           (loop, loop_latch_edge (loop), factor - 1,
995            wont_exit, new_exit, &to_remove, DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ);
996   free (wont_exit);
997   gcc_assert (ok);
998
999   for (i = 0; VEC_iterate (edge, to_remove, i, e); i++)
1000     {
1001       ok = remove_path (e);
1002       gcc_assert (ok);
1003     }
1004   VEC_free (edge, heap, to_remove);
1005   update_ssa (TODO_update_ssa);
1006
1007   /* Ensure that the frequencies in the loop match the new estimated
1008      number of iterations, and change the probability of the new
1009      exit edge.  */
1010   freq_h = loop->header->frequency;
1011   freq_e = EDGE_FREQUENCY (loop_preheader_edge (loop));
1012   if (freq_h != 0)
1013     scale_loop_frequencies (loop, freq_e * (new_est_niter + 1), freq_h);
1014
1015   exit_bb = single_pred (loop->latch);
1016   new_exit = find_edge (exit_bb, rest);
1017   new_exit->count = loop_preheader_edge (loop)->count;
1018   new_exit->probability = REG_BR_PROB_BASE / (new_est_niter + 1);
1019
1020   rest->count += new_exit->count;
1021   rest->frequency += EDGE_FREQUENCY (new_exit);
1022
1023   new_nonexit = single_pred_edge (loop->latch);
1024   prob = new_nonexit->probability;
1025   new_nonexit->probability = REG_BR_PROB_BASE - new_exit->probability;
1026   new_nonexit->count = exit_bb->count - new_exit->count;
1027   if (new_nonexit->count < 0)
1028     new_nonexit->count = 0;
1029   scale_bbs_frequencies_int (&loop->latch, 1, new_nonexit->probability,
1030                              prob);
1031
1032   /* Finally create the new counter for number of iterations and add the new
1033      exit instruction.  */
1034   bsi = bsi_last (exit_bb);
1035   exit_if = bsi_stmt (bsi);
1036   create_iv (exit_base, exit_step, NULL_TREE, loop,
1037              &bsi, false, &ctr_before, &ctr_after);
1038   COND_EXPR_COND (exit_if) = build2 (exit_cmp, boolean_type_node, ctr_after,
1039                                      exit_bound);
1040   update_stmt (exit_if);
1041
1042 #ifdef ENABLE_CHECKING
1043   verify_flow_info ();
1044   verify_dominators (CDI_DOMINATORS);
1045   verify_loop_structure ();
1046   verify_loop_closed_ssa ();
1047 #endif
1048 }
1049
1050 /* Wrapper over tree_transform_and_unroll_loop for case we do not
1051    want to transform the loop before unrolling.  The meaning
1052    of the arguments is the same as for tree_transform_and_unroll_loop.  */
1053
1054 void
1055 tree_unroll_loop (struct loop *loop, unsigned factor,
1056                   edge exit, struct tree_niter_desc *desc)
1057 {
1058   tree_transform_and_unroll_loop (loop, factor, exit, desc,
1059                                   NULL, NULL);
1060 }