OSDN Git Service

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