OSDN Git Service

gcc/fortran/
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-loop-niter.c
1 /* Functions to determine/estimate number of iterations of a loop.
2    Copyright (C) 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
3    
4 This file is part of GCC.
5    
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
7 under the terms of the GNU General Public License as published by the
8 Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
9 later version.
10    
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15    
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
19 02110-1301, USA.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "rtl.h"
27 #include "tm_p.h"
28 #include "hard-reg-set.h"
29 #include "basic-block.h"
30 #include "output.h"
31 #include "diagnostic.h"
32 #include "intl.h"
33 #include "tree-flow.h"
34 #include "tree-dump.h"
35 #include "cfgloop.h"
36 #include "tree-pass.h"
37 #include "ggc.h"
38 #include "tree-chrec.h"
39 #include "tree-scalar-evolution.h"
40 #include "tree-data-ref.h"
41 #include "params.h"
42 #include "flags.h"
43 #include "toplev.h"
44 #include "tree-inline.h"
45
46 #define SWAP(X, Y) do { void *tmp = (X); (X) = (Y); (Y) = tmp; } while (0)
47
48
49 /*
50
51    Analysis of number of iterations of an affine exit test.
52
53 */
54
55 /* Returns true if ARG is either NULL_TREE or constant zero.  Unlike
56    integer_zerop, it does not care about overflow flags.  */
57
58 bool
59 zero_p (tree arg)
60 {
61   if (!arg)
62     return true;
63
64   if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
65     return false;
66
67   return (TREE_INT_CST_LOW (arg) == 0 && TREE_INT_CST_HIGH (arg) == 0);
68 }
69
70 /* Returns true if ARG a nonzero constant.  Unlike integer_nonzerop, it does
71    not care about overflow flags.  */
72
73 static bool
74 nonzero_p (tree arg)
75 {
76   if (!arg)
77     return false;
78
79   if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
80     return false;
81
82   return (TREE_INT_CST_LOW (arg) != 0 || TREE_INT_CST_HIGH (arg) != 0);
83 }
84
85 /* Returns inverse of X modulo 2^s, where MASK = 2^s-1.  */
86
87 static tree
88 inverse (tree x, tree mask)
89 {
90   tree type = TREE_TYPE (x);
91   tree rslt;
92   unsigned ctr = tree_floor_log2 (mask);
93
94   if (TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
95     {
96       unsigned HOST_WIDE_INT ix;
97       unsigned HOST_WIDE_INT imask;
98       unsigned HOST_WIDE_INT irslt = 1;
99
100       gcc_assert (cst_and_fits_in_hwi (x));
101       gcc_assert (cst_and_fits_in_hwi (mask));
102
103       ix = int_cst_value (x);
104       imask = int_cst_value (mask);
105
106       for (; ctr; ctr--)
107         {
108           irslt *= ix;
109           ix *= ix;
110         }
111       irslt &= imask;
112
113       rslt = build_int_cst_type (type, irslt);
114     }
115   else
116     {
117       rslt = build_int_cst (type, 1);
118       for (; ctr; ctr--)
119         {
120           rslt = int_const_binop (MULT_EXPR, rslt, x, 0);
121           x = int_const_binop (MULT_EXPR, x, x, 0);
122         }
123       rslt = int_const_binop (BIT_AND_EXPR, rslt, mask, 0);
124     }
125
126   return rslt;
127 }
128
129 /* Determines number of iterations of loop whose ending condition
130    is IV <> FINAL.  TYPE is the type of the iv.  The number of
131    iterations is stored to NITER.  NEVER_INFINITE is true if
132    we know that the exit must be taken eventually, i.e., that the IV
133    ever reaches the value FINAL (we derived this earlier, and possibly set
134    NITER->assumptions to make sure this is the case).  */
135
136 static bool
137 number_of_iterations_ne (tree type, affine_iv *iv, tree final,
138                          struct tree_niter_desc *niter, bool never_infinite)
139 {
140   tree niter_type = unsigned_type_for (type);
141   tree s, c, d, bits, assumption, tmp, bound;
142
143   niter->control = *iv;
144   niter->bound = final;
145   niter->cmp = NE_EXPR;
146
147   /* Rearrange the terms so that we get inequality s * i <> c, with s
148      positive.  Also cast everything to the unsigned type.  */
149   if (tree_int_cst_sign_bit (iv->step))
150     {
151       s = fold_convert (niter_type,
152                         fold_build1 (NEGATE_EXPR, type, iv->step));
153       c = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type,
154                        fold_convert (niter_type, iv->base),
155                        fold_convert (niter_type, final));
156     }
157   else
158     {
159       s = fold_convert (niter_type, iv->step);
160       c = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type,
161                        fold_convert (niter_type, final),
162                        fold_convert (niter_type, iv->base));
163     }
164
165   /* First the trivial cases -- when the step is 1.  */
166   if (integer_onep (s))
167     {
168       niter->niter = c;
169       return true;
170     }
171
172   /* Let nsd (step, size of mode) = d.  If d does not divide c, the loop
173      is infinite.  Otherwise, the number of iterations is
174      (inverse(s/d) * (c/d)) mod (size of mode/d).  */
175   bits = num_ending_zeros (s);
176   bound = build_low_bits_mask (niter_type,
177                                (TYPE_PRECISION (niter_type)
178                                 - tree_low_cst (bits, 1)));
179
180   d = fold_binary_to_constant (LSHIFT_EXPR, niter_type,
181                                build_int_cst (niter_type, 1), bits);
182   s = fold_binary_to_constant (RSHIFT_EXPR, niter_type, s, bits);
183
184   if (!never_infinite)
185     {
186       /* If we cannot assume that the loop is not infinite, record the
187          assumptions for divisibility of c.  */
188       assumption = fold_build2 (FLOOR_MOD_EXPR, niter_type, c, d);
189       assumption = fold_build2 (EQ_EXPR, boolean_type_node,
190                                 assumption, build_int_cst (niter_type, 0));
191       if (!nonzero_p (assumption))
192         niter->assumptions = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
193                                           niter->assumptions, assumption);
194     }
195       
196   c = fold_build2 (EXACT_DIV_EXPR, niter_type, c, d);
197   tmp = fold_build2 (MULT_EXPR, niter_type, c, inverse (s, bound));
198   niter->niter = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, niter_type, tmp, bound);
199   return true;
200 }
201
202 /* Checks whether we can determine the final value of the control variable
203    of the loop with ending condition IV0 < IV1 (computed in TYPE).
204    DELTA is the difference IV1->base - IV0->base, STEP is the absolute value
205    of the step.  The assumptions necessary to ensure that the computation
206    of the final value does not overflow are recorded in NITER.  If we
207    find the final value, we adjust DELTA and return TRUE.  Otherwise
208    we return false.  */
209
210 static bool
211 number_of_iterations_lt_to_ne (tree type, affine_iv *iv0, affine_iv *iv1,
212                                struct tree_niter_desc *niter,
213                                tree *delta, tree step)
214 {
215   tree niter_type = TREE_TYPE (step);
216   tree mod = fold_build2 (FLOOR_MOD_EXPR, niter_type, *delta, step);
217   tree tmod;
218   tree assumption = boolean_true_node, bound, noloop;
219
220   if (TREE_CODE (mod) != INTEGER_CST)
221     return false;
222   if (nonzero_p (mod))
223     mod = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type, step, mod);
224   tmod = fold_convert (type, mod);
225
226   if (nonzero_p (iv0->step))
227     {
228       /* The final value of the iv is iv1->base + MOD, assuming that this
229          computation does not overflow, and that
230          iv0->base <= iv1->base + MOD.  */
231       if (!iv1->no_overflow && !zero_p (mod))
232         {
233           bound = fold_build2 (MINUS_EXPR, type,
234                                TYPE_MAX_VALUE (type), tmod);
235           assumption = fold_build2 (LE_EXPR, boolean_type_node,
236                                     iv1->base, bound);
237           if (zero_p (assumption))
238             return false;
239         }
240       noloop = fold_build2 (GT_EXPR, boolean_type_node,
241                             iv0->base,
242                             fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
243                                          iv1->base, tmod));
244     }
245   else
246     {
247       /* The final value of the iv is iv0->base - MOD, assuming that this
248          computation does not overflow, and that
249          iv0->base - MOD <= iv1->base. */
250       if (!iv0->no_overflow && !zero_p (mod))
251         {
252           bound = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
253                                TYPE_MIN_VALUE (type), tmod);
254           assumption = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node,
255                                     iv0->base, bound);
256           if (zero_p (assumption))
257             return false;
258         }
259       noloop = fold_build2 (GT_EXPR, boolean_type_node,
260                             fold_build2 (MINUS_EXPR, type,
261                                          iv0->base, tmod),
262                             iv1->base);
263     }
264
265   if (!nonzero_p (assumption))
266     niter->assumptions = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
267                                       niter->assumptions,
268                                       assumption);
269   if (!zero_p (noloop))
270     niter->may_be_zero = fold_build2 (TRUTH_OR_EXPR, boolean_type_node,
271                                       niter->may_be_zero,
272                                       noloop);
273   *delta = fold_build2 (PLUS_EXPR, niter_type, *delta, mod);
274   return true;
275 }
276
277 /* Add assertions to NITER that ensure that the control variable of the loop
278    with ending condition IV0 < IV1 does not overflow.  Types of IV0 and IV1
279    are TYPE.  Returns false if we can prove that there is an overflow, true
280    otherwise.  STEP is the absolute value of the step.  */
281
282 static bool
283 assert_no_overflow_lt (tree type, affine_iv *iv0, affine_iv *iv1,
284                        struct tree_niter_desc *niter, tree step)
285 {
286   tree bound, d, assumption, diff;
287   tree niter_type = TREE_TYPE (step);
288
289   if (nonzero_p (iv0->step))
290     {
291       /* for (i = iv0->base; i < iv1->base; i += iv0->step) */
292       if (iv0->no_overflow)
293         return true;
294
295       /* If iv0->base is a constant, we can determine the last value before
296          overflow precisely; otherwise we conservatively assume
297          MAX - STEP + 1.  */
298
299       if (TREE_CODE (iv0->base) == INTEGER_CST)
300         {
301           d = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type,
302                            fold_convert (niter_type, TYPE_MAX_VALUE (type)),
303                            fold_convert (niter_type, iv0->base));
304           diff = fold_build2 (FLOOR_MOD_EXPR, niter_type, d, step);
305         }
306       else
307         diff = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type, step,
308                             build_int_cst (niter_type, 1));
309       bound = fold_build2 (MINUS_EXPR, type,
310                            TYPE_MAX_VALUE (type), fold_convert (type, diff));
311       assumption = fold_build2 (LE_EXPR, boolean_type_node,
312                                 iv1->base, bound);
313     }
314   else
315     {
316       /* for (i = iv1->base; i > iv0->base; i += iv1->step) */
317       if (iv1->no_overflow)
318         return true;
319
320       if (TREE_CODE (iv1->base) == INTEGER_CST)
321         {
322           d = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type,
323                            fold_convert (niter_type, iv1->base),
324                            fold_convert (niter_type, TYPE_MIN_VALUE (type)));
325           diff = fold_build2 (FLOOR_MOD_EXPR, niter_type, d, step);
326         }
327       else
328         diff = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type, step,
329                             build_int_cst (niter_type, 1));
330       bound = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
331                            TYPE_MIN_VALUE (type), fold_convert (type, diff));
332       assumption = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node,
333                                 iv0->base, bound);
334     }
335
336   if (zero_p (assumption))
337     return false;
338   if (!nonzero_p (assumption))
339     niter->assumptions = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
340                                       niter->assumptions, assumption);
341     
342   iv0->no_overflow = true;
343   iv1->no_overflow = true;
344   return true;
345 }
346
347 /* Add an assumption to NITER that a loop whose ending condition
348    is IV0 < IV1 rolls.  TYPE is the type of the control iv.  */
349
350 static void
351 assert_loop_rolls_lt (tree type, affine_iv *iv0, affine_iv *iv1,
352                       struct tree_niter_desc *niter)
353 {
354   tree assumption = boolean_true_node, bound, diff;
355   tree mbz, mbzl, mbzr;
356
357   if (nonzero_p (iv0->step))
358     {
359       diff = fold_build2 (MINUS_EXPR, type,
360                           iv0->step, build_int_cst (type, 1));
361
362       /* We need to know that iv0->base >= MIN + iv0->step - 1.  Since
363          0 address never belongs to any object, we can assume this for
364          pointers.  */
365       if (!POINTER_TYPE_P (type))
366         {
367           bound = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
368                                TYPE_MIN_VALUE (type), diff);
369           assumption = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node,
370                                     iv0->base, bound);
371         }
372
373       /* And then we can compute iv0->base - diff, and compare it with
374          iv1->base.  */      
375       mbzl = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, iv0->base, diff);
376       mbzr = iv1->base;
377     }
378   else
379     {
380       diff = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
381                           iv1->step, build_int_cst (type, 1));
382
383       if (!POINTER_TYPE_P (type))
384         {
385           bound = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
386                                TYPE_MAX_VALUE (type), diff);
387           assumption = fold_build2 (LE_EXPR, boolean_type_node,
388                                     iv1->base, bound);
389         }
390
391       mbzl = iv0->base;
392       mbzr = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, iv1->base, diff);
393     }
394
395   mbz = fold_build2 (GT_EXPR, boolean_type_node, mbzl, mbzr);
396
397   if (!nonzero_p (assumption))
398     niter->assumptions = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
399                                       niter->assumptions, assumption);
400   if (!zero_p (mbz))
401     niter->may_be_zero = fold_build2 (TRUTH_OR_EXPR, boolean_type_node,
402                                       niter->may_be_zero, mbz);
403 }
404
405 /* Determines number of iterations of loop whose ending condition
406    is IV0 < IV1.  TYPE is the type of the iv.  The number of
407    iterations is stored to NITER.  */
408
409 static bool
410 number_of_iterations_lt (tree type, affine_iv *iv0, affine_iv *iv1,
411                          struct tree_niter_desc *niter,
412                          bool never_infinite ATTRIBUTE_UNUSED)
413 {
414   tree niter_type = unsigned_type_for (type);
415   tree delta, step, s;
416
417   if (nonzero_p (iv0->step))
418     {
419       niter->control = *iv0;
420       niter->cmp = LT_EXPR;
421       niter->bound = iv1->base;
422     }
423   else
424     {
425       niter->control = *iv1;
426       niter->cmp = GT_EXPR;
427       niter->bound = iv0->base;
428     }
429
430   delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type,
431                        fold_convert (niter_type, iv1->base),
432                        fold_convert (niter_type, iv0->base));
433
434   /* First handle the special case that the step is +-1.  */
435   if ((iv0->step && integer_onep (iv0->step)
436        && zero_p (iv1->step))
437       || (iv1->step && integer_all_onesp (iv1->step)
438           && zero_p (iv0->step)))
439     {
440       /* for (i = iv0->base; i < iv1->base; i++)
441
442          or
443
444          for (i = iv1->base; i > iv0->base; i--).
445              
446          In both cases # of iterations is iv1->base - iv0->base, assuming that
447          iv1->base >= iv0->base.  */
448       niter->may_be_zero = fold_build2 (LT_EXPR, boolean_type_node,
449                                         iv1->base, iv0->base);
450       niter->niter = delta;
451       return true;
452     }
453
454   if (nonzero_p (iv0->step))
455     step = fold_convert (niter_type, iv0->step);
456   else
457     step = fold_convert (niter_type,
458                          fold_build1 (NEGATE_EXPR, type, iv1->step));
459
460   /* If we can determine the final value of the control iv exactly, we can
461      transform the condition to != comparison.  In particular, this will be
462      the case if DELTA is constant.  */
463   if (number_of_iterations_lt_to_ne (type, iv0, iv1, niter, &delta, step))
464     {
465       affine_iv zps;
466
467       zps.base = build_int_cst (niter_type, 0);
468       zps.step = step;
469       /* number_of_iterations_lt_to_ne will add assumptions that ensure that
470          zps does not overflow.  */
471       zps.no_overflow = true;
472
473       return number_of_iterations_ne (type, &zps, delta, niter, true);
474     }
475
476   /* Make sure that the control iv does not overflow.  */
477   if (!assert_no_overflow_lt (type, iv0, iv1, niter, step))
478     return false;
479
480   /* We determine the number of iterations as (delta + step - 1) / step.  For
481      this to work, we must know that iv1->base >= iv0->base - step + 1,
482      otherwise the loop does not roll.  */
483   assert_loop_rolls_lt (type, iv0, iv1, niter);
484
485   s = fold_build2 (MINUS_EXPR, niter_type,
486                    step, build_int_cst (niter_type, 1));
487   delta = fold_build2 (PLUS_EXPR, niter_type, delta, s);
488   niter->niter = fold_build2 (FLOOR_DIV_EXPR, niter_type, delta, step);
489   return true;
490 }
491
492 /* Determines number of iterations of loop whose ending condition
493    is IV0 <= IV1.  TYPE is the type of the iv.  The number of
494    iterations is stored to NITER.  NEVER_INFINITE is true if
495    we know that this condition must eventually become false (we derived this
496    earlier, and possibly set NITER->assumptions to make sure this
497    is the case).  */
498
499 static bool
500 number_of_iterations_le (tree type, affine_iv *iv0, affine_iv *iv1,
501                          struct tree_niter_desc *niter, bool never_infinite)
502 {
503   tree assumption;
504
505   /* Say that IV0 is the control variable.  Then IV0 <= IV1 iff
506      IV0 < IV1 + 1, assuming that IV1 is not equal to the greatest
507      value of the type.  This we must know anyway, since if it is
508      equal to this value, the loop rolls forever.  */
509
510   if (!never_infinite)
511     {
512       if (nonzero_p (iv0->step))
513         assumption = fold_build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
514                                   iv1->base, TYPE_MAX_VALUE (type));
515       else
516         assumption = fold_build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
517                                   iv0->base, TYPE_MIN_VALUE (type));
518
519       if (zero_p (assumption))
520         return false;
521       if (!nonzero_p (assumption))
522         niter->assumptions = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
523                                           niter->assumptions, assumption);
524     }
525
526   if (nonzero_p (iv0->step))
527     iv1->base = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
528                              iv1->base, build_int_cst (type, 1));
529   else
530     iv0->base = fold_build2 (MINUS_EXPR, type,
531                              iv0->base, build_int_cst (type, 1));
532   return number_of_iterations_lt (type, iv0, iv1, niter, never_infinite);
533 }
534
535 /* Determine the number of iterations according to condition (for staying
536    inside loop) which compares two induction variables using comparison
537    operator CODE.  The induction variable on left side of the comparison
538    is IV0, the right-hand side is IV1.  Both induction variables must have
539    type TYPE, which must be an integer or pointer type.  The steps of the
540    ivs must be constants (or NULL_TREE, which is interpreted as constant zero).
541
542    ONLY_EXIT is true if we are sure this is the only way the loop could be
543    exited (including possibly non-returning function calls, exceptions, etc.)
544    -- in this case we can use the information whether the control induction
545    variables can overflow or not in a more efficient way.
546    
547    The results (number of iterations and assumptions as described in
548    comments at struct tree_niter_desc in tree-flow.h) are stored to NITER.
549    Returns false if it fails to determine number of iterations, true if it
550    was determined (possibly with some assumptions).  */
551
552 static bool
553 number_of_iterations_cond (tree type, affine_iv *iv0, enum tree_code code,
554                            affine_iv *iv1, struct tree_niter_desc *niter,
555                            bool only_exit)
556 {
557   bool never_infinite;
558
559   /* The meaning of these assumptions is this:
560      if !assumptions
561        then the rest of information does not have to be valid
562      if may_be_zero then the loop does not roll, even if
563        niter != 0.  */
564   niter->assumptions = boolean_true_node;
565   niter->may_be_zero = boolean_false_node;
566   niter->niter = NULL_TREE;
567   niter->additional_info = boolean_true_node;
568
569   niter->bound = NULL_TREE;
570   niter->cmp = ERROR_MARK;
571
572   /* Make < comparison from > ones, and for NE_EXPR comparisons, ensure that
573      the control variable is on lhs.  */
574   if (code == GE_EXPR || code == GT_EXPR
575       || (code == NE_EXPR && zero_p (iv0->step)))
576     {
577       SWAP (iv0, iv1);
578       code = swap_tree_comparison (code);
579     }
580
581   if (!only_exit)
582     {
583       /* If this is not the only possible exit from the loop, the information
584          that the induction variables cannot overflow as derived from
585          signedness analysis cannot be relied upon.  We use them e.g. in the
586          following way:  given loop for (i = 0; i <= n; i++), if i is
587          signed, it cannot overflow, thus this loop is equivalent to
588          for (i = 0; i < n + 1; i++);  however, if n == MAX, but the loop
589          is exited in some other way before i overflows, this transformation
590          is incorrect (the new loop exits immediately).  */
591       iv0->no_overflow = false;
592       iv1->no_overflow = false;
593     }
594
595   if (POINTER_TYPE_P (type))
596     {
597       /* Comparison of pointers is undefined unless both iv0 and iv1 point
598          to the same object.  If they do, the control variable cannot wrap
599          (as wrap around the bounds of memory will never return a pointer
600          that would be guaranteed to point to the same object, even if we
601          avoid undefined behavior by casting to size_t and back).  The
602          restrictions on pointer arithmetics and comparisons of pointers
603          ensure that using the no-overflow assumptions is correct in this
604          case even if ONLY_EXIT is false.  */
605       iv0->no_overflow = true;
606       iv1->no_overflow = true;
607     }
608
609   /* If the control induction variable does not overflow, the loop obviously
610      cannot be infinite.  */
611   if (!zero_p (iv0->step) && iv0->no_overflow)
612     never_infinite = true;
613   else if (!zero_p (iv1->step) && iv1->no_overflow)
614     never_infinite = true;
615   else
616     never_infinite = false;
617
618   /* We can handle the case when neither of the sides of the comparison is
619      invariant, provided that the test is NE_EXPR.  This rarely occurs in
620      practice, but it is simple enough to manage.  */
621   if (!zero_p (iv0->step) && !zero_p (iv1->step))
622     {
623       if (code != NE_EXPR)
624         return false;
625
626       iv0->step = fold_binary_to_constant (MINUS_EXPR, type,
627                                            iv0->step, iv1->step);
628       iv0->no_overflow = false;
629       iv1->step = NULL_TREE;
630       iv1->no_overflow = true;
631     }
632
633   /* If the result of the comparison is a constant,  the loop is weird.  More
634      precise handling would be possible, but the situation is not common enough
635      to waste time on it.  */
636   if (zero_p (iv0->step) && zero_p (iv1->step))
637     return false;
638
639   /* Ignore loops of while (i-- < 10) type.  */
640   if (code != NE_EXPR)
641     {
642       if (iv0->step && tree_int_cst_sign_bit (iv0->step))
643         return false;
644
645       if (!zero_p (iv1->step) && !tree_int_cst_sign_bit (iv1->step))
646         return false;
647     }
648
649   /* If the loop exits immediately, there is nothing to do.  */
650   if (zero_p (fold_build2 (code, boolean_type_node, iv0->base, iv1->base)))
651     {
652       niter->niter = build_int_cst (unsigned_type_for (type), 0);
653       return true;
654     }
655
656   /* OK, now we know we have a senseful loop.  Handle several cases, depending
657      on what comparison operator is used.  */
658   switch (code)
659     {
660     case NE_EXPR:
661       gcc_assert (zero_p (iv1->step));
662       return number_of_iterations_ne (type, iv0, iv1->base, niter, never_infinite);
663     case LT_EXPR:
664       return number_of_iterations_lt (type, iv0, iv1, niter, never_infinite);
665     case LE_EXPR:
666       return number_of_iterations_le (type, iv0, iv1, niter, never_infinite);
667     default:
668       gcc_unreachable ();
669     }
670 }
671
672 /* Substitute NEW for OLD in EXPR and fold the result.  */
673
674 static tree
675 simplify_replace_tree (tree expr, tree old, tree new)
676 {
677   unsigned i, n;
678   tree ret = NULL_TREE, e, se;
679
680   if (!expr)
681     return NULL_TREE;
682
683   if (expr == old
684       || operand_equal_p (expr, old, 0))
685     return unshare_expr (new);
686
687   if (!EXPR_P (expr))
688     return expr;
689
690   n = TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expr));
691   for (i = 0; i < n; i++)
692     {
693       e = TREE_OPERAND (expr, i);
694       se = simplify_replace_tree (e, old, new);
695       if (e == se)
696         continue;
697
698       if (!ret)
699         ret = copy_node (expr);
700
701       TREE_OPERAND (ret, i) = se;
702     }
703
704   return (ret ? fold (ret) : expr);
705 }
706
707 /* Expand definitions of ssa names in EXPR as long as they are simple
708    enough, and return the new expression.  */
709
710 tree
711 expand_simple_operations (tree expr)
712 {
713   unsigned i, n;
714   tree ret = NULL_TREE, e, ee, stmt;
715   enum tree_code code;
716
717   if (expr == NULL_TREE)
718     return expr;
719
720   if (is_gimple_min_invariant (expr))
721     return expr;
722
723   code = TREE_CODE (expr);
724   if (IS_EXPR_CODE_CLASS (TREE_CODE_CLASS (code)))
725     {
726       n = TREE_CODE_LENGTH (code);
727       for (i = 0; i < n; i++)
728         {
729           e = TREE_OPERAND (expr, i);
730           ee = expand_simple_operations (e);
731           if (e == ee)
732             continue;
733
734           if (!ret)
735             ret = copy_node (expr);
736
737           TREE_OPERAND (ret, i) = ee;
738         }
739
740       return (ret ? fold (ret) : expr);
741     }
742
743   if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
744     return expr;
745
746   stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (expr);
747   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
748     return expr;
749
750   e = TREE_OPERAND (stmt, 1);
751   if (/* Casts are simple.  */
752       TREE_CODE (e) != NOP_EXPR
753       && TREE_CODE (e) != CONVERT_EXPR
754       /* Copies are simple.  */
755       && TREE_CODE (e) != SSA_NAME
756       /* Assignments of invariants are simple.  */
757       && !is_gimple_min_invariant (e)
758       /* And increments and decrements by a constant are simple.  */
759       && !((TREE_CODE (e) == PLUS_EXPR
760             || TREE_CODE (e) == MINUS_EXPR)
761            && is_gimple_min_invariant (TREE_OPERAND (e, 1))))
762     return expr;
763
764   return expand_simple_operations (e);
765 }
766
767 /* Tries to simplify EXPR using the condition COND.  Returns the simplified
768    expression (or EXPR unchanged, if no simplification was possible).  */
769
770 static tree
771 tree_simplify_using_condition_1 (tree cond, tree expr)
772 {
773   bool changed;
774   tree e, te, e0, e1, e2, notcond;
775   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
776
777   if (code == INTEGER_CST)
778     return expr;
779
780   if (code == TRUTH_OR_EXPR
781       || code == TRUTH_AND_EXPR
782       || code == COND_EXPR)
783     {
784       changed = false;
785
786       e0 = tree_simplify_using_condition_1 (cond, TREE_OPERAND (expr, 0));
787       if (TREE_OPERAND (expr, 0) != e0)
788         changed = true;
789
790       e1 = tree_simplify_using_condition_1 (cond, TREE_OPERAND (expr, 1));
791       if (TREE_OPERAND (expr, 1) != e1)
792         changed = true;
793
794       if (code == COND_EXPR)
795         {
796           e2 = tree_simplify_using_condition_1 (cond, TREE_OPERAND (expr, 2));
797           if (TREE_OPERAND (expr, 2) != e2)
798             changed = true;
799         }
800       else
801         e2 = NULL_TREE;
802
803       if (changed)
804         {
805           if (code == COND_EXPR)
806             expr = fold_build3 (code, boolean_type_node, e0, e1, e2);
807           else
808             expr = fold_build2 (code, boolean_type_node, e0, e1);
809         }
810
811       return expr;
812     }
813
814   /* In case COND is equality, we may be able to simplify EXPR by copy/constant
815      propagation, and vice versa.  Fold does not handle this, since it is
816      considered too expensive.  */
817   if (TREE_CODE (cond) == EQ_EXPR)
818     {
819       e0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
820       e1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
821
822       /* We know that e0 == e1.  Check whether we cannot simplify expr
823          using this fact.  */
824       e = simplify_replace_tree (expr, e0, e1);
825       if (zero_p (e) || nonzero_p (e))
826         return e;
827
828       e = simplify_replace_tree (expr, e1, e0);
829       if (zero_p (e) || nonzero_p (e))
830         return e;
831     }
832   if (TREE_CODE (expr) == EQ_EXPR)
833     {
834       e0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
835       e1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
836
837       /* If e0 == e1 (EXPR) implies !COND, then EXPR cannot be true.  */
838       e = simplify_replace_tree (cond, e0, e1);
839       if (zero_p (e))
840         return e;
841       e = simplify_replace_tree (cond, e1, e0);
842       if (zero_p (e))
843         return e;
844     }
845   if (TREE_CODE (expr) == NE_EXPR)
846     {
847       e0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
848       e1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
849
850       /* If e0 == e1 (!EXPR) implies !COND, then EXPR must be true.  */
851       e = simplify_replace_tree (cond, e0, e1);
852       if (zero_p (e))
853         return boolean_true_node;
854       e = simplify_replace_tree (cond, e1, e0);
855       if (zero_p (e))
856         return boolean_true_node;
857     }
858
859   te = expand_simple_operations (expr);
860
861   /* Check whether COND ==> EXPR.  */
862   notcond = invert_truthvalue (cond);
863   e = fold_binary (TRUTH_OR_EXPR, boolean_type_node, notcond, te);
864   if (nonzero_p (e))
865     return e;
866
867   /* Check whether COND ==> not EXPR.  */
868   e = fold_binary (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node, cond, te);
869   if (e && zero_p (e))
870     return e;
871
872   return expr;
873 }
874
875 /* Tries to simplify EXPR using the condition COND.  Returns the simplified
876    expression (or EXPR unchanged, if no simplification was possible).
877    Wrapper around tree_simplify_using_condition_1 that ensures that chains
878    of simple operations in definitions of ssa names in COND are expanded,
879    so that things like casts or incrementing the value of the bound before
880    the loop do not cause us to fail.  */
881
882 static tree
883 tree_simplify_using_condition (tree cond, tree expr)
884 {
885   cond = expand_simple_operations (cond);
886
887   return tree_simplify_using_condition_1 (cond, expr);
888 }
889      
890 /* Tries to simplify EXPR using the conditions on entry to LOOP.
891    Record the conditions used for simplification to CONDS_USED.
892    Returns the simplified expression (or EXPR unchanged, if no
893    simplification was possible).*/
894
895 static tree
896 simplify_using_initial_conditions (struct loop *loop, tree expr,
897                                    tree *conds_used)
898 {
899   edge e;
900   basic_block bb;
901   tree exp, cond;
902
903   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST)
904     return expr;
905
906   for (bb = loop->header;
907        bb != ENTRY_BLOCK_PTR;
908        bb = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, bb))
909     {
910       if (!single_pred_p (bb))
911         continue;
912       e = single_pred_edge (bb);
913
914       if (!(e->flags & (EDGE_TRUE_VALUE | EDGE_FALSE_VALUE)))
915         continue;
916
917       cond = COND_EXPR_COND (last_stmt (e->src));
918       if (e->flags & EDGE_FALSE_VALUE)
919         cond = invert_truthvalue (cond);
920       exp = tree_simplify_using_condition (cond, expr);
921
922       if (exp != expr)
923         *conds_used = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR,
924                                    boolean_type_node,
925                                    *conds_used,
926                                    cond);
927
928       expr = exp;
929     }
930
931   return expr;
932 }
933
934 /* Tries to simplify EXPR using the evolutions of the loop invariants
935    in the superloops of LOOP.  Returns the simplified expression
936    (or EXPR unchanged, if no simplification was possible).  */
937
938 static tree
939 simplify_using_outer_evolutions (struct loop *loop, tree expr)
940 {
941   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
942   bool changed;
943   tree e, e0, e1, e2;
944
945   if (is_gimple_min_invariant (expr))
946     return expr;
947
948   if (code == TRUTH_OR_EXPR
949       || code == TRUTH_AND_EXPR
950       || code == COND_EXPR)
951     {
952       changed = false;
953
954       e0 = simplify_using_outer_evolutions (loop, TREE_OPERAND (expr, 0));
955       if (TREE_OPERAND (expr, 0) != e0)
956         changed = true;
957
958       e1 = simplify_using_outer_evolutions (loop, TREE_OPERAND (expr, 1));
959       if (TREE_OPERAND (expr, 1) != e1)
960         changed = true;
961
962       if (code == COND_EXPR)
963         {
964           e2 = simplify_using_outer_evolutions (loop, TREE_OPERAND (expr, 2));
965           if (TREE_OPERAND (expr, 2) != e2)
966             changed = true;
967         }
968       else
969         e2 = NULL_TREE;
970
971       if (changed)
972         {
973           if (code == COND_EXPR)
974             expr = fold_build3 (code, boolean_type_node, e0, e1, e2);
975           else
976             expr = fold_build2 (code, boolean_type_node, e0, e1);
977         }
978
979       return expr;
980     }
981
982   e = instantiate_parameters (loop, expr);
983   if (is_gimple_min_invariant (e))
984     return e;
985
986   return expr;
987 }
988
989 /* Returns true if EXIT is the only possible exit from LOOP.  */
990
991 static bool
992 loop_only_exit_p (struct loop *loop, edge exit)
993 {
994   basic_block *body;
995   block_stmt_iterator bsi;
996   unsigned i;
997   tree call;
998
999   if (exit != loop->single_exit)
1000     return false;
1001
1002   body = get_loop_body (loop);
1003   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
1004     {
1005       for (bsi = bsi_start (body[0]); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
1006         {
1007           call = get_call_expr_in (bsi_stmt (bsi));
1008           if (call && TREE_SIDE_EFFECTS (call))
1009             {
1010               free (body);
1011               return false;
1012             }
1013         }
1014     }
1015
1016   free (body);
1017   return true;
1018 }
1019
1020 /* Stores description of number of iterations of LOOP derived from
1021    EXIT (an exit edge of the LOOP) in NITER.  Returns true if some
1022    useful information could be derived (and fields of NITER has
1023    meaning described in comments at struct tree_niter_desc
1024    declaration), false otherwise.  If WARN is true and
1025    -Wunsafe-loop-optimizations was given, warn if the optimizer is going to use
1026    potentially unsafe assumptions.  */
1027
1028 bool
1029 number_of_iterations_exit (struct loop *loop, edge exit,
1030                            struct tree_niter_desc *niter,
1031                            bool warn)
1032 {
1033   tree stmt, cond, type;
1034   tree op0, op1;
1035   enum tree_code code;
1036   affine_iv iv0, iv1;
1037
1038   if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, loop->latch, exit->src))
1039     return false;
1040
1041   niter->assumptions = boolean_false_node;
1042   stmt = last_stmt (exit->src);
1043   if (!stmt || TREE_CODE (stmt) != COND_EXPR)
1044     return false;
1045
1046   /* We want the condition for staying inside loop.  */
1047   cond = COND_EXPR_COND (stmt);
1048   if (exit->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
1049     cond = invert_truthvalue (cond);
1050
1051   code = TREE_CODE (cond);
1052   switch (code)
1053     {
1054     case GT_EXPR:
1055     case GE_EXPR:
1056     case NE_EXPR:
1057     case LT_EXPR:
1058     case LE_EXPR:
1059       break;
1060
1061     default:
1062       return false;
1063     }
1064   
1065   op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
1066   op1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
1067   type = TREE_TYPE (op0);
1068
1069   if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE
1070       && !POINTER_TYPE_P (type))
1071     return false;
1072      
1073   if (!simple_iv (loop, stmt, op0, &iv0, false))
1074     return false;
1075   if (!simple_iv (loop, stmt, op1, &iv1, false))
1076     return false;
1077
1078   iv0.base = expand_simple_operations (iv0.base);
1079   iv1.base = expand_simple_operations (iv1.base);
1080   if (!number_of_iterations_cond (type, &iv0, code, &iv1, niter,
1081                                   loop_only_exit_p (loop, exit)))
1082     return false;
1083
1084   if (optimize >= 3)
1085     {
1086       niter->assumptions = simplify_using_outer_evolutions (loop,
1087                                                             niter->assumptions);
1088       niter->may_be_zero = simplify_using_outer_evolutions (loop,
1089                                                             niter->may_be_zero);
1090       niter->niter = simplify_using_outer_evolutions (loop, niter->niter);
1091     }
1092
1093   niter->additional_info = boolean_true_node;
1094   niter->assumptions
1095           = simplify_using_initial_conditions (loop,
1096                                                niter->assumptions,
1097                                                &niter->additional_info);
1098   niter->may_be_zero
1099           = simplify_using_initial_conditions (loop,
1100                                                niter->may_be_zero,
1101                                                &niter->additional_info);
1102
1103   if (integer_onep (niter->assumptions))
1104     return true;
1105
1106   /* With -funsafe-loop-optimizations we assume that nothing bad can happen.
1107      But if we can prove that there is overflow or some other source of weird
1108      behavior, ignore the loop even with -funsafe-loop-optimizations.  */
1109   if (integer_zerop (niter->assumptions))
1110     return false;
1111
1112   if (flag_unsafe_loop_optimizations)
1113     niter->assumptions = boolean_true_node;
1114
1115   if (warn)
1116     {
1117       const char *wording;
1118       location_t loc = EXPR_LOCATION (stmt);
1119   
1120       /* We can provide a more specific warning if one of the operator is
1121          constant and the other advances by +1 or -1.  */
1122       if (!zero_p (iv1.step)
1123           ? (zero_p (iv0.step)
1124              && (integer_onep (iv1.step) || integer_all_onesp (iv1.step)))
1125           : (iv0.step
1126              && (integer_onep (iv0.step) || integer_all_onesp (iv0.step))))
1127         wording =
1128           flag_unsafe_loop_optimizations
1129           ? N_("assuming that the loop is not infinite")
1130           : N_("cannot optimize possibly infinite loops");
1131       else
1132         wording = 
1133           flag_unsafe_loop_optimizations
1134           ? N_("assuming that the loop counter does not overflow")
1135           : N_("cannot optimize loop, the loop counter may overflow");
1136
1137       if (LOCATION_LINE (loc) > 0)
1138         warning (OPT_Wunsafe_loop_optimizations, "%H%s", &loc, gettext (wording));
1139       else
1140         warning (OPT_Wunsafe_loop_optimizations, "%s", gettext (wording));
1141     }
1142
1143   return flag_unsafe_loop_optimizations;
1144 }
1145
1146 /* Try to determine the number of iterations of LOOP.  If we succeed,
1147    expression giving number of iterations is returned and *EXIT is
1148    set to the edge from that the information is obtained.  Otherwise
1149    chrec_dont_know is returned.  */
1150
1151 tree
1152 find_loop_niter (struct loop *loop, edge *exit)
1153 {
1154   unsigned n_exits, i;
1155   edge *exits = get_loop_exit_edges (loop, &n_exits);
1156   edge ex;
1157   tree niter = NULL_TREE, aniter;
1158   struct tree_niter_desc desc;
1159
1160   *exit = NULL;
1161   for (i = 0; i < n_exits; i++)
1162     {
1163       ex = exits[i];
1164       if (!just_once_each_iteration_p (loop, ex->src))
1165         continue;
1166
1167       if (!number_of_iterations_exit (loop, ex, &desc, false))
1168         continue;
1169
1170       if (nonzero_p (desc.may_be_zero))
1171         {
1172           /* We exit in the first iteration through this exit.
1173              We won't find anything better.  */
1174           niter = build_int_cst (unsigned_type_node, 0);
1175           *exit = ex;
1176           break;
1177         }
1178
1179       if (!zero_p (desc.may_be_zero))
1180         continue;
1181
1182       aniter = desc.niter;
1183
1184       if (!niter)
1185         {
1186           /* Nothing recorded yet.  */
1187           niter = aniter;
1188           *exit = ex;
1189           continue;
1190         }
1191
1192       /* Prefer constants, the lower the better.  */
1193       if (TREE_CODE (aniter) != INTEGER_CST)
1194         continue;
1195
1196       if (TREE_CODE (niter) != INTEGER_CST)
1197         {
1198           niter = aniter;
1199           *exit = ex;
1200           continue;
1201         }
1202
1203       if (tree_int_cst_lt (aniter, niter))
1204         {
1205           niter = aniter;
1206           *exit = ex;
1207           continue;
1208         }
1209     }
1210   free (exits);
1211
1212   return niter ? niter : chrec_dont_know;
1213 }
1214
1215 /*
1216
1217    Analysis of a number of iterations of a loop by a brute-force evaluation.
1218
1219 */
1220
1221 /* Bound on the number of iterations we try to evaluate.  */
1222
1223 #define MAX_ITERATIONS_TO_TRACK \
1224   ((unsigned) PARAM_VALUE (PARAM_MAX_ITERATIONS_TO_TRACK))
1225
1226 /* Returns the loop phi node of LOOP such that ssa name X is derived from its
1227    result by a chain of operations such that all but exactly one of their
1228    operands are constants.  */
1229
1230 static tree
1231 chain_of_csts_start (struct loop *loop, tree x)
1232 {
1233   tree stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (x);
1234   tree use;
1235   basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
1236
1237   if (!bb
1238       || !flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1239     return NULL_TREE;
1240   
1241   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE)
1242     {
1243       if (bb == loop->header)
1244         return stmt;
1245
1246       return NULL_TREE;
1247     }
1248
1249   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
1250     return NULL_TREE;
1251
1252   if (!ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
1253     return NULL_TREE;
1254   if (SINGLE_SSA_DEF_OPERAND (stmt, SSA_OP_DEF) == NULL_DEF_OPERAND_P)
1255     return NULL_TREE;
1256
1257   use = SINGLE_SSA_TREE_OPERAND (stmt, SSA_OP_USE);
1258   if (use == NULL_USE_OPERAND_P)
1259     return NULL_TREE;
1260
1261   return chain_of_csts_start (loop, use);
1262 }
1263
1264 /* Determines whether the expression X is derived from a result of a phi node
1265    in header of LOOP such that
1266
1267    * the derivation of X consists only from operations with constants
1268    * the initial value of the phi node is constant
1269    * the value of the phi node in the next iteration can be derived from the
1270      value in the current iteration by a chain of operations with constants.
1271    
1272    If such phi node exists, it is returned.  If X is a constant, X is returned
1273    unchanged.  Otherwise NULL_TREE is returned.  */
1274
1275 static tree
1276 get_base_for (struct loop *loop, tree x)
1277 {
1278   tree phi, init, next;
1279
1280   if (is_gimple_min_invariant (x))
1281     return x;
1282
1283   phi = chain_of_csts_start (loop, x);
1284   if (!phi)
1285     return NULL_TREE;
1286
1287   init = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, loop_preheader_edge (loop));
1288   next = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, loop_latch_edge (loop));
1289
1290   if (TREE_CODE (next) != SSA_NAME)
1291     return NULL_TREE;
1292
1293   if (!is_gimple_min_invariant (init))
1294     return NULL_TREE;
1295
1296   if (chain_of_csts_start (loop, next) != phi)
1297     return NULL_TREE;
1298
1299   return phi;
1300 }
1301
1302 /* Given an expression X, then 
1303  
1304    * if X is NULL_TREE, we return the constant BASE.
1305    * otherwise X is a SSA name, whose value in the considered loop is derived
1306      by a chain of operations with constant from a result of a phi node in
1307      the header of the loop.  Then we return value of X when the value of the
1308      result of this phi node is given by the constant BASE.  */
1309
1310 static tree
1311 get_val_for (tree x, tree base)
1312 {
1313   tree stmt, nx, val;
1314   use_operand_p op;
1315   ssa_op_iter iter;
1316
1317   gcc_assert (is_gimple_min_invariant (base));
1318
1319   if (!x)
1320     return base;
1321
1322   stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (x);
1323   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE)
1324     return base;
1325
1326   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_USE)
1327     {
1328       nx = USE_FROM_PTR (op);
1329       val = get_val_for (nx, base);
1330       SET_USE (op, val);
1331       val = fold (TREE_OPERAND (stmt, 1));
1332       SET_USE (op, nx);
1333       /* only iterate loop once.  */
1334       return val;
1335     }
1336
1337   /* Should never reach here.  */
1338   gcc_unreachable();
1339 }
1340
1341 /* Tries to count the number of iterations of LOOP till it exits by EXIT
1342    by brute force -- i.e. by determining the value of the operands of the
1343    condition at EXIT in first few iterations of the loop (assuming that
1344    these values are constant) and determining the first one in that the
1345    condition is not satisfied.  Returns the constant giving the number
1346    of the iterations of LOOP if successful, chrec_dont_know otherwise.  */
1347
1348 tree
1349 loop_niter_by_eval (struct loop *loop, edge exit)
1350 {
1351   tree cond, cnd, acnd;
1352   tree op[2], val[2], next[2], aval[2], phi[2];
1353   unsigned i, j;
1354   enum tree_code cmp;
1355
1356   cond = last_stmt (exit->src);
1357   if (!cond || TREE_CODE (cond) != COND_EXPR)
1358     return chrec_dont_know;
1359
1360   cnd = COND_EXPR_COND (cond);
1361   if (exit->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
1362     cnd = invert_truthvalue (cnd);
1363
1364   cmp = TREE_CODE (cnd);
1365   switch (cmp)
1366     {
1367     case EQ_EXPR:
1368     case NE_EXPR:
1369     case GT_EXPR:
1370     case GE_EXPR:
1371     case LT_EXPR:
1372     case LE_EXPR:
1373       for (j = 0; j < 2; j++)
1374         op[j] = TREE_OPERAND (cnd, j);
1375       break;
1376
1377     default:
1378       return chrec_dont_know;
1379     }
1380
1381   for (j = 0; j < 2; j++)
1382     {
1383       phi[j] = get_base_for (loop, op[j]);
1384       if (!phi[j])
1385         return chrec_dont_know;
1386     }
1387
1388   for (j = 0; j < 2; j++)
1389     {
1390       if (TREE_CODE (phi[j]) == PHI_NODE)
1391         {
1392           val[j] = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi[j], loop_preheader_edge (loop));
1393           next[j] = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi[j], loop_latch_edge (loop));
1394         }
1395       else
1396         {
1397           val[j] = phi[j];
1398           next[j] = NULL_TREE;
1399           op[j] = NULL_TREE;
1400         }
1401     }
1402
1403   for (i = 0; i < MAX_ITERATIONS_TO_TRACK; i++)
1404     {
1405       for (j = 0; j < 2; j++)
1406         aval[j] = get_val_for (op[j], val[j]);
1407
1408       acnd = fold_binary (cmp, boolean_type_node, aval[0], aval[1]);
1409       if (acnd && zero_p (acnd))
1410         {
1411           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1412             fprintf (dump_file,
1413                      "Proved that loop %d iterates %d times using brute force.\n",
1414                      loop->num, i);
1415           return build_int_cst (unsigned_type_node, i);
1416         }
1417
1418       for (j = 0; j < 2; j++)
1419         {
1420           val[j] = get_val_for (next[j], val[j]);
1421           if (!is_gimple_min_invariant (val[j]))
1422             return chrec_dont_know;
1423         }
1424     }
1425
1426   return chrec_dont_know;
1427 }
1428
1429 /* Finds the exit of the LOOP by that the loop exits after a constant
1430    number of iterations and stores the exit edge to *EXIT.  The constant
1431    giving the number of iterations of LOOP is returned.  The number of
1432    iterations is determined using loop_niter_by_eval (i.e. by brute force
1433    evaluation).  If we are unable to find the exit for that loop_niter_by_eval
1434    determines the number of iterations, chrec_dont_know is returned.  */
1435
1436 tree
1437 find_loop_niter_by_eval (struct loop *loop, edge *exit)
1438 {
1439   unsigned n_exits, i;
1440   edge *exits = get_loop_exit_edges (loop, &n_exits);
1441   edge ex;
1442   tree niter = NULL_TREE, aniter;
1443
1444   *exit = NULL;
1445   for (i = 0; i < n_exits; i++)
1446     {
1447       ex = exits[i];
1448       if (!just_once_each_iteration_p (loop, ex->src))
1449         continue;
1450
1451       aniter = loop_niter_by_eval (loop, ex);
1452       if (chrec_contains_undetermined (aniter))
1453         continue;
1454
1455       if (niter
1456           && !tree_int_cst_lt (aniter, niter))
1457         continue;
1458
1459       niter = aniter;
1460       *exit = ex;
1461     }
1462   free (exits);
1463
1464   return niter ? niter : chrec_dont_know;
1465 }
1466
1467 /*
1468
1469    Analysis of upper bounds on number of iterations of a loop.
1470
1471 */
1472
1473 /* Returns a constant upper bound on the value of expression VAL.  The
1474    condition ADDITIONAL must be satisfied (for example, if VAL is
1475    "(unsigned) n" and ADDITIONAL is "n > 0", then we can derive that
1476    VAL is at most (unsigned) MAX_INT).
1477  
1478    TODO -- actually do something nontrivial here.  */
1479
1480 static tree
1481 derive_constant_upper_bound (tree val, tree additional ATTRIBUTE_UNUSED)
1482 {
1483   tree type = TREE_TYPE (val);
1484   tree unsigned_type = unsigned_type_for (type);
1485
1486   if (TREE_CODE (val) != INTEGER_CST)
1487     val = upper_bound_in_type (type, type);
1488   return fold_convert (unsigned_type, val);
1489 }
1490
1491 /* Records that AT_STMT is executed at most BOUND times in LOOP.  The
1492    additional condition ADDITIONAL is recorded with the bound.  */
1493
1494 void
1495 record_estimate (struct loop *loop, tree bound, tree additional, tree at_stmt)
1496 {
1497   struct nb_iter_bound *elt = xmalloc (sizeof (struct nb_iter_bound));
1498   tree c_bound = derive_constant_upper_bound (bound, additional);
1499
1500   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1501     {
1502       fprintf (dump_file, "Statements after ");
1503       print_generic_expr (dump_file, at_stmt, TDF_SLIM);
1504       fprintf (dump_file, " are executed at most ");
1505       print_generic_expr (dump_file, bound, TDF_SLIM);
1506       fprintf (dump_file, " (bounded by ");
1507       print_generic_expr (dump_file, c_bound, TDF_SLIM);
1508       fprintf (dump_file, ") times in loop %d.\n", loop->num);
1509     }
1510
1511   elt->bound = c_bound;
1512   elt->at_stmt = at_stmt;
1513   elt->next = loop->bounds;
1514   loop->bounds = elt;
1515 }
1516
1517 /* Initialize LOOP->ESTIMATED_NB_ITERATIONS with the lowest safe
1518    approximation of the number of iterations for LOOP.  */
1519
1520 static void
1521 compute_estimated_nb_iterations (struct loop *loop)
1522 {
1523   struct nb_iter_bound *bound;
1524   
1525   for (bound = loop->bounds; bound; bound = bound->next)
1526     {
1527       if (TREE_CODE (bound->bound) != INTEGER_CST)
1528         continue;
1529
1530       /* Update only when there is no previous estimation, or when the current
1531          estimation is smaller.  */
1532       if (chrec_contains_undetermined (loop->estimated_nb_iterations)
1533           || tree_int_cst_lt (bound->bound, loop->estimated_nb_iterations))
1534         loop->estimated_nb_iterations = bound->bound;
1535     }
1536 }
1537
1538 /* The following analyzers are extracting informations on the bounds
1539    of LOOP from the following undefined behaviors:
1540
1541    - data references should not access elements over the statically
1542      allocated size,
1543
1544    - signed variables should not overflow when flag_wrapv is not set.
1545 */
1546
1547 static void
1548 infer_loop_bounds_from_undefined (struct loop *loop)
1549 {
1550   unsigned i;
1551   basic_block bb, *bbs;
1552   block_stmt_iterator bsi;
1553   
1554   bbs = get_loop_body (loop);
1555
1556   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
1557     {
1558       bb = bbs[i];
1559
1560       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
1561         {
1562           tree stmt = bsi_stmt (bsi);
1563
1564           switch (TREE_CODE (stmt))
1565             {
1566             case MODIFY_EXPR:
1567               {
1568                 tree op0 = TREE_OPERAND (stmt, 0);
1569                 tree op1 = TREE_OPERAND (stmt, 1);
1570
1571                 /* For each array access, analyze its access function
1572                    and record a bound on the loop iteration domain.  */
1573                 if (TREE_CODE (op1) == ARRAY_REF 
1574                     && !array_ref_contains_indirect_ref (op1))
1575                   estimate_iters_using_array (stmt, op1);
1576
1577                 if (TREE_CODE (op0) == ARRAY_REF 
1578                     && !array_ref_contains_indirect_ref (op0))
1579                   estimate_iters_using_array (stmt, op0);
1580
1581                 /* For each signed type variable in LOOP, analyze its
1582                    scalar evolution and record a bound of the loop
1583                    based on the type's ranges.  */
1584                 else if (!flag_wrapv && TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1585                   {
1586                     tree init, step, diff, estimation;
1587                     tree scev = instantiate_parameters 
1588                       (loop, analyze_scalar_evolution (loop, op0));
1589                     tree type = chrec_type (scev);
1590
1591                     if (chrec_contains_undetermined (scev)
1592                         || TYPE_UNSIGNED (type))
1593                       break;
1594
1595                     init = initial_condition_in_loop_num (scev, loop->num);
1596                     step = evolution_part_in_loop_num (scev, loop->num);
1597
1598                     if (init == NULL_TREE
1599                         || step == NULL_TREE
1600                         || TREE_CODE (init) != INTEGER_CST
1601                         || TREE_CODE (step) != INTEGER_CST
1602                         || TYPE_MIN_VALUE (type) == NULL_TREE
1603                         || TYPE_MAX_VALUE (type) == NULL_TREE)
1604                       break;
1605
1606                     if (integer_nonzerop (step))
1607                       {
1608                         tree utype;
1609
1610                         if (tree_int_cst_lt (step, integer_zero_node))
1611                           diff = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, init,
1612                                               TYPE_MIN_VALUE (type));
1613                         else
1614                           diff = fold_build2 (MINUS_EXPR, type,
1615                                               TYPE_MAX_VALUE (type), init);
1616
1617                         utype = unsigned_type_for (type);
1618                         estimation = fold_build2 (CEIL_DIV_EXPR, type, diff,
1619                                                   step);
1620                         record_estimate (loop,
1621                                          fold_convert (utype, estimation),
1622                                          boolean_true_node, stmt);
1623                       }
1624                   }
1625
1626                 break;
1627               }
1628
1629             case CALL_EXPR:
1630               {
1631                 tree args;
1632
1633                 for (args = TREE_OPERAND (stmt, 1); args;
1634                      args = TREE_CHAIN (args))
1635                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (args)) == ARRAY_REF
1636                       && !array_ref_contains_indirect_ref (TREE_VALUE (args)))
1637                     estimate_iters_using_array (stmt, TREE_VALUE (args));
1638
1639                 break;
1640               }
1641
1642             default:
1643               break;
1644             }
1645         }
1646     }
1647
1648   compute_estimated_nb_iterations (loop);
1649   free (bbs);
1650 }
1651
1652 /* Records estimates on numbers of iterations of LOOP.  */
1653
1654 static void
1655 estimate_numbers_of_iterations_loop (struct loop *loop)
1656 {
1657   edge *exits;
1658   tree niter, type;
1659   unsigned i, n_exits;
1660   struct tree_niter_desc niter_desc;
1661
1662   /* Give up if we already have tried to compute an estimation.  */
1663   if (loop->estimated_nb_iterations == chrec_dont_know
1664       /* Or when we already have an estimation.  */
1665       || (loop->estimated_nb_iterations != NULL_TREE
1666           && TREE_CODE (loop->estimated_nb_iterations) == INTEGER_CST))
1667     return;
1668   else
1669     loop->estimated_nb_iterations = chrec_dont_know;
1670
1671   exits = get_loop_exit_edges (loop, &n_exits);
1672   for (i = 0; i < n_exits; i++)
1673     {
1674       if (!number_of_iterations_exit (loop, exits[i], &niter_desc, false))
1675         continue;
1676
1677       niter = niter_desc.niter;
1678       type = TREE_TYPE (niter);
1679       if (!zero_p (niter_desc.may_be_zero)
1680           && !nonzero_p (niter_desc.may_be_zero))
1681         niter = build3 (COND_EXPR, type, niter_desc.may_be_zero,
1682                         build_int_cst (type, 0),
1683                         niter);
1684       record_estimate (loop, niter,
1685                        niter_desc.additional_info,
1686                        last_stmt (exits[i]->src));
1687     }
1688   free (exits);
1689   
1690   if (chrec_contains_undetermined (loop->estimated_nb_iterations))
1691     infer_loop_bounds_from_undefined (loop);
1692 }
1693
1694 /* Records estimates on numbers of iterations of LOOPS.  */
1695
1696 void
1697 estimate_numbers_of_iterations (struct loops *loops)
1698 {
1699   unsigned i;
1700   struct loop *loop;
1701
1702   for (i = 1; i < loops->num; i++)
1703     {
1704       loop = loops->parray[i];
1705       if (loop)
1706         estimate_numbers_of_iterations_loop (loop);
1707     }
1708 }
1709
1710 /* If A > B, returns -1.  If A == B, returns 0.  If A < B, returns 1.
1711    If neither of these relations can be proved, returns 2.  */
1712
1713 static int
1714 compare_trees (tree a, tree b)
1715 {
1716   tree typea = TREE_TYPE (a), typeb = TREE_TYPE (b);
1717   tree type;
1718
1719   if (TYPE_PRECISION (typea) > TYPE_PRECISION (typeb))
1720     type = typea;
1721   else
1722     type = typeb;
1723
1724   a = fold_convert (type, a);
1725   b = fold_convert (type, b);
1726
1727   if (nonzero_p (fold_binary (EQ_EXPR, boolean_type_node, a, b)))
1728     return 0;
1729   if (nonzero_p (fold_binary (LT_EXPR, boolean_type_node, a, b)))
1730     return 1;
1731   if (nonzero_p (fold_binary (GT_EXPR, boolean_type_node, a, b)))
1732     return -1;
1733
1734   return 2;
1735 }
1736
1737 /* Returns true if statement S1 dominates statement S2.  */
1738
1739 static bool
1740 stmt_dominates_stmt_p (tree s1, tree s2)
1741 {
1742   basic_block bb1 = bb_for_stmt (s1), bb2 = bb_for_stmt (s2);
1743
1744   if (!bb1
1745       || s1 == s2)
1746     return true;
1747
1748   if (bb1 == bb2)
1749     {
1750       block_stmt_iterator bsi;
1751
1752       for (bsi = bsi_start (bb1); bsi_stmt (bsi) != s2; bsi_next (&bsi))
1753         if (bsi_stmt (bsi) == s1)
1754           return true;
1755
1756       return false;
1757     }
1758
1759   return dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bb2, bb1);
1760 }
1761
1762 /* Returns true when we can prove that the number of executions of
1763    STMT in the loop is at most NITER, according to the fact
1764    that the statement NITER_BOUND->at_stmt is executed at most
1765    NITER_BOUND->bound times.  */
1766
1767 static bool
1768 n_of_executions_at_most (tree stmt,
1769                          struct nb_iter_bound *niter_bound, 
1770                          tree niter)
1771 {
1772   tree cond;
1773   tree bound = niter_bound->bound;
1774   tree bound_type = TREE_TYPE (bound);
1775   tree nit_type = TREE_TYPE (niter);
1776   enum tree_code cmp;
1777
1778   gcc_assert (TYPE_UNSIGNED (bound_type)
1779               && TYPE_UNSIGNED (nit_type)
1780               && is_gimple_min_invariant (bound));
1781   if (TYPE_PRECISION (nit_type) > TYPE_PRECISION (bound_type))
1782     bound = fold_convert (nit_type, bound);
1783   else
1784     niter = fold_convert (bound_type, niter);
1785
1786   /* After the statement niter_bound->at_stmt we know that anything is
1787      executed at most BOUND times.  */
1788   if (stmt && stmt_dominates_stmt_p (niter_bound->at_stmt, stmt))
1789     cmp = GE_EXPR;
1790   /* Before the statement niter_bound->at_stmt we know that anything
1791      is executed at most BOUND + 1 times.  */
1792   else
1793     cmp = GT_EXPR;
1794
1795   cond = fold_binary (cmp, boolean_type_node, niter, bound);
1796   return nonzero_p (cond);
1797 }
1798
1799 /* Checks whether it is correct to count the induction variable BASE +
1800    STEP * I at AT_STMT in a wider type NEW_TYPE, using the bounds on
1801    numbers of iterations of a LOOP.  If it is possible, return the
1802    value of step of the induction variable in the NEW_TYPE, otherwise
1803    return NULL_TREE.  */
1804
1805 static tree
1806 convert_step_widening (struct loop *loop, tree new_type, tree base, tree step,
1807                        tree at_stmt)
1808 {
1809   struct nb_iter_bound *bound;
1810   tree base_in_new_type, base_plus_step_in_new_type, step_in_new_type;
1811   tree delta, step_abs;
1812   tree unsigned_type, valid_niter;
1813
1814   /* Compute the new step.  For example, {(uchar) 100, +, (uchar) 240}
1815      is converted to {(uint) 100, +, (uint) 0xfffffff0} in order to
1816      keep the values of the induction variable unchanged: 100, 84, 68,
1817      ...
1818
1819      Another example is: (uint) {(uchar)100, +, (uchar)3} is converted
1820      to {(uint)100, +, (uint)3}.  
1821
1822      Before returning the new step, verify that the number of
1823      iterations is less than DELTA / STEP_ABS (i.e. in the previous
1824      example (256 - 100) / 3) such that the iv does not wrap (in which
1825      case the operations are too difficult to be represented and
1826      handled: the values of the iv should be taken modulo 256 in the
1827      wider type; this is not implemented).  */
1828   base_in_new_type = fold_convert (new_type, base);
1829   base_plus_step_in_new_type = 
1830     fold_convert (new_type,
1831                   fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (base), base, step));
1832   step_in_new_type = fold_build2 (MINUS_EXPR, new_type,
1833                                   base_plus_step_in_new_type,
1834                                   base_in_new_type);
1835
1836   if (TREE_CODE (step_in_new_type) != INTEGER_CST)
1837     return NULL_TREE;
1838
1839   switch (compare_trees (base_plus_step_in_new_type, base_in_new_type))
1840     {
1841     case -1:
1842       {
1843         tree extreme = upper_bound_in_type (new_type, TREE_TYPE (base));
1844         delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, new_type, extreme,
1845                              base_in_new_type);
1846         step_abs = step_in_new_type;
1847         break;
1848       }
1849
1850     case 1:
1851       {
1852         tree extreme = lower_bound_in_type (new_type, TREE_TYPE (base));
1853         delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, new_type, base_in_new_type,
1854                              extreme);
1855         step_abs = fold_build1 (NEGATE_EXPR, new_type, step_in_new_type);
1856         break;
1857       }
1858
1859     case 0:
1860       return step_in_new_type;
1861
1862     default:
1863       return NULL_TREE;
1864     }
1865
1866   unsigned_type = unsigned_type_for (new_type);
1867   delta = fold_convert (unsigned_type, delta);
1868   step_abs = fold_convert (unsigned_type, step_abs);
1869   valid_niter = fold_build2 (FLOOR_DIV_EXPR, unsigned_type,
1870                              delta, step_abs);
1871
1872   estimate_numbers_of_iterations_loop (loop);
1873   for (bound = loop->bounds; bound; bound = bound->next)
1874     if (n_of_executions_at_most (at_stmt, bound, valid_niter))
1875       return step_in_new_type;
1876
1877   /* Fail when the loop has no bound estimations, or when no bound can
1878      be used for verifying the conversion.  */
1879   return NULL_TREE;
1880 }
1881
1882 /* Returns true when VAR is used in pointer arithmetics.  DEPTH is
1883    used for limiting the search.  */
1884
1885 static bool
1886 used_in_pointer_arithmetic_p (tree var, int depth)
1887 {
1888   use_operand_p use_p;
1889   imm_use_iterator iter;
1890
1891   if (depth == 0
1892       || TREE_CODE (var) != SSA_NAME
1893       || !has_single_use (var))
1894     return false;
1895
1896   FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, iter, var)
1897     {
1898       tree stmt = USE_STMT (use_p);
1899
1900       if (stmt && TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
1901         {
1902           tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
1903
1904           if (TREE_CODE (rhs) == NOP_EXPR
1905               || TREE_CODE (rhs) == CONVERT_EXPR)
1906             {
1907               if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (rhs)))
1908                 return true;
1909               return false;
1910             }
1911           else
1912             return used_in_pointer_arithmetic_p (TREE_OPERAND (stmt, 0),
1913                                                  depth - 1);
1914         }
1915     }
1916   return false;
1917 }
1918
1919 /* Return false only when the induction variable BASE + STEP * I is
1920    known to not overflow: i.e. when the number of iterations is small
1921    enough with respect to the step and initial condition in order to
1922    keep the evolution confined in TYPEs bounds.  Return true when the
1923    iv is known to overflow or when the property is not computable.
1924
1925    Initialize INIT_IS_MAX to true when the evolution goes from
1926    INIT_IS_MAX to LOWER_BOUND_IN_TYPE, false in the contrary case.
1927    When this property cannot be determined, UNKNOWN_MAX is set to
1928    true.  */
1929
1930 bool
1931 scev_probably_wraps_p (tree type, tree base, tree step, 
1932                        tree at_stmt, struct loop *loop,
1933                        bool *init_is_max, bool *unknown_max)
1934 {
1935   struct nb_iter_bound *bound;
1936   tree delta, step_abs;
1937   tree unsigned_type, valid_niter;
1938   tree base_plus_step, bpsps;
1939   int cps, cpsps;
1940
1941   /* FIXME: The following code will not be used anymore once
1942      http://gcc.gnu.org/ml/gcc-patches/2005-06/msg02025.html is
1943      committed.
1944
1945      If AT_STMT is a cast to unsigned that is later used for
1946      referencing a memory location, it is followed by a pointer
1947      conversion just after.  Because pointers do not wrap, the
1948      sequences that reference the memory do not wrap either.  In the
1949      following example, sequences corresponding to D_13 and to D_14
1950      can be proved to not wrap because they are used for computing a
1951      memory access:
1952          
1953        D.1621_13 = (long unsigned intD.4) D.1620_12;
1954        D.1622_14 = D.1621_13 * 8;
1955        D.1623_15 = (doubleD.29 *) D.1622_14;
1956   */
1957   if (at_stmt && TREE_CODE (at_stmt) == MODIFY_EXPR)
1958     {
1959       tree op0 = TREE_OPERAND (at_stmt, 0);
1960       tree op1 = TREE_OPERAND (at_stmt, 1);
1961       tree type_op1 = TREE_TYPE (op1);
1962
1963       if ((TYPE_UNSIGNED (type_op1)
1964            && used_in_pointer_arithmetic_p (op0, 2))
1965           || POINTER_TYPE_P (type_op1))
1966         {
1967           *unknown_max = true;
1968           return false;
1969         }
1970     }
1971
1972   if (chrec_contains_undetermined (base)
1973       || chrec_contains_undetermined (step)
1974       || TREE_CODE (base) == REAL_CST
1975       || TREE_CODE (step) == REAL_CST)
1976     {
1977       *unknown_max = true;
1978       return true;
1979     }
1980
1981   *unknown_max = false;
1982   base_plus_step = fold_build2 (PLUS_EXPR, type, base, step);
1983   bpsps = fold_build2 (PLUS_EXPR, type, base_plus_step, step);
1984   cps = compare_trees (base_plus_step, base);
1985   cpsps = compare_trees (bpsps, base_plus_step);
1986
1987   /* Check that the sequence is not wrapping in the first step: it
1988      should have the same monotonicity for the first two steps.  See
1989      PR23410.  */
1990   if (cps != cpsps)
1991     return true;
1992
1993   switch (cps)
1994     {
1995     case -1:
1996       {
1997         tree extreme = upper_bound_in_type (type, TREE_TYPE (base));
1998         delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, extreme, base);
1999         step_abs = step;
2000         *init_is_max = false;
2001         break;
2002       }
2003
2004     case 1:
2005       {
2006         tree extreme = lower_bound_in_type (type, TREE_TYPE (base));
2007         delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, base, extreme);
2008         step_abs = fold_build1 (NEGATE_EXPR, type, step);
2009         *init_is_max = true;
2010         break;
2011       }
2012
2013     case 0:
2014       /* This means step is equal to 0.  This should not happen.  It
2015          could happen in convert step, but not here.  Safely answer
2016          don't know as in the default case.  */
2017
2018     default:
2019       *unknown_max = true;
2020       return true;
2021     }
2022
2023   /* If AT_STMT represents a cast operation, we may not be able to
2024      take advantage of the undefinedness of signed type evolutions.
2025
2026      implement-c.texi states: "For conversion to a type of width
2027      N, the value is reduced modulo 2^N to be within range of the
2028      type;"
2029
2030      See PR 21959 for a test case.  Essentially, given a cast
2031      operation
2032                 unsigned char uc;
2033                 signed char sc;
2034                 ...
2035                 sc = (signed char) uc;
2036                 if (sc < 0)
2037                   ...
2038
2039      where uc and sc have the scev {0, +, 1}, we would consider uc to
2040      wrap around, but not sc, because it is of a signed type.  This
2041      causes VRP to erroneously fold the predicate above because it
2042      thinks that sc cannot be negative.  */
2043   if (at_stmt && TREE_CODE (at_stmt) == MODIFY_EXPR)
2044     {
2045       tree rhs = TREE_OPERAND (at_stmt, 1);
2046       tree outer_t = TREE_TYPE (rhs);
2047
2048       if (!TYPE_UNSIGNED (outer_t)
2049           && (TREE_CODE (rhs) == NOP_EXPR || TREE_CODE (rhs) == CONVERT_EXPR))
2050         {
2051           tree inner_t = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0));
2052
2053           /* If the inner type is unsigned and its size and/or
2054              precision are smaller to that of the outer type, then the
2055              expression may wrap around.  */
2056           if (TYPE_UNSIGNED (inner_t)
2057               && (TYPE_SIZE (inner_t) <= TYPE_SIZE (outer_t)
2058                   || TYPE_PRECISION (inner_t) <= TYPE_PRECISION (outer_t)))
2059             {
2060               *unknown_max = true;
2061               return true;
2062             }
2063         }
2064     }
2065
2066   /* After having set INIT_IS_MAX, we can return false: when not using
2067      wrapping arithmetic, signed types don't wrap.  */
2068   if (!flag_wrapv && !TYPE_UNSIGNED (type))
2069     return false;
2070
2071   unsigned_type = unsigned_type_for (type);
2072   delta = fold_convert (unsigned_type, delta);
2073   step_abs = fold_convert (unsigned_type, step_abs);
2074   valid_niter = fold_build2 (FLOOR_DIV_EXPR, unsigned_type, delta, step_abs);
2075
2076   estimate_numbers_of_iterations_loop (loop);
2077   for (bound = loop->bounds; bound; bound = bound->next)
2078     if (n_of_executions_at_most (at_stmt, bound, valid_niter))
2079       return false;
2080
2081   /* At this point we still don't have a proof that the iv does not
2082      overflow: give up.  */
2083   *unknown_max = true;
2084   return true;
2085 }
2086
2087 /* Return the conversion to NEW_TYPE of the STEP of an induction
2088    variable BASE + STEP * I at AT_STMT.  When it fails, return
2089    NULL_TREE.  */
2090
2091 tree
2092 convert_step (struct loop *loop, tree new_type, tree base, tree step,
2093               tree at_stmt)
2094 {
2095   tree res, base_type;
2096
2097   if (chrec_contains_undetermined (base)
2098       || chrec_contains_undetermined (step))
2099     return NULL_TREE;
2100
2101   base_type = TREE_TYPE (base);
2102
2103   /* When not using wrapping arithmetic, signed types don't wrap.  */
2104   if (!flag_wrapv && !TYPE_UNSIGNED (base_type))
2105     goto do_convert_step;
2106
2107   if (TYPE_PRECISION (new_type) > TYPE_PRECISION (base_type))
2108     return convert_step_widening (loop, new_type, base, step, at_stmt);
2109
2110  do_convert_step:
2111   
2112   res = fold_convert (new_type, step);
2113
2114   if (TREE_CODE (res) == INTEGER_CST)
2115     {
2116       TREE_OVERFLOW (res) = 0;
2117       TREE_CONSTANT_OVERFLOW (res) = 0;
2118     }
2119
2120   return res;
2121 }
2122
2123 /* Frees the information on upper bounds on numbers of iterations of LOOP.  */
2124
2125 void
2126 free_numbers_of_iterations_estimates_loop (struct loop *loop)
2127 {
2128   struct nb_iter_bound *bound, *next;
2129
2130   loop->nb_iterations = NULL;
2131   loop->estimated_nb_iterations = NULL;
2132   for (bound = loop->bounds; bound; bound = next)
2133     {
2134       next = bound->next;
2135       free (bound);
2136     }
2137
2138   loop->bounds = NULL;
2139 }
2140
2141 /* Frees the information on upper bounds on numbers of iterations of LOOPS.  */
2142
2143 void
2144 free_numbers_of_iterations_estimates (struct loops *loops)
2145 {
2146   unsigned i;
2147   struct loop *loop;
2148
2149   for (i = 1; i < loops->num; i++)
2150     {
2151       loop = loops->parray[i];
2152       if (loop)
2153         free_numbers_of_iterations_estimates_loop (loop);
2154     }
2155 }
2156
2157 /* Substitute value VAL for ssa name NAME inside expressions held
2158    at LOOP.  */
2159
2160 void
2161 substitute_in_loop_info (struct loop *loop, tree name, tree val)
2162 {
2163   loop->nb_iterations = simplify_replace_tree (loop->nb_iterations, name, val);
2164   loop->estimated_nb_iterations
2165           = simplify_replace_tree (loop->estimated_nb_iterations, name, val);
2166 }