OSDN Git Service

2006-08-13 Andrew Pinski <pinskia@physics.uc.edu>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-propagate.c
1 /* Generic SSA value propagation engine.
2    Copyright (C) 2004, 2005, 2006 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
4
5    This file is part of GCC.
6
7    GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
8    under the terms of the GNU General Public License as published by the
9    Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
10    later version.
11
12    GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
13    ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14    FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15    for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
19    Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
20    02110-1301, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "flags.h"
28 #include "rtl.h"
29 #include "tm_p.h"
30 #include "ggc.h"
31 #include "basic-block.h"
32 #include "output.h"
33 #include "expr.h"
34 #include "function.h"
35 #include "diagnostic.h"
36 #include "timevar.h"
37 #include "tree-dump.h"
38 #include "tree-flow.h"
39 #include "tree-pass.h"
40 #include "tree-ssa-propagate.h"
41 #include "langhooks.h"
42 #include "varray.h"
43 #include "vec.h"
44
45 /* This file implements a generic value propagation engine based on
46    the same propagation used by the SSA-CCP algorithm [1].
47
48    Propagation is performed by simulating the execution of every
49    statement that produces the value being propagated.  Simulation
50    proceeds as follows:
51
52    1- Initially, all edges of the CFG are marked not executable and
53       the CFG worklist is seeded with all the statements in the entry
54       basic block (block 0).
55
56    2- Every statement S is simulated with a call to the call-back
57       function SSA_PROP_VISIT_STMT.  This evaluation may produce 3
58       results:
59
60         SSA_PROP_NOT_INTERESTING: Statement S produces nothing of
61             interest and does not affect any of the work lists.
62
63         SSA_PROP_VARYING: The value produced by S cannot be determined
64             at compile time.  Further simulation of S is not required.
65             If S is a conditional jump, all the outgoing edges for the
66             block are considered executable and added to the work
67             list.
68
69         SSA_PROP_INTERESTING: S produces a value that can be computed
70             at compile time.  Its result can be propagated into the
71             statements that feed from S.  Furthermore, if S is a
72             conditional jump, only the edge known to be taken is added
73             to the work list.  Edges that are known not to execute are
74             never simulated.
75
76    3- PHI nodes are simulated with a call to SSA_PROP_VISIT_PHI.  The
77       return value from SSA_PROP_VISIT_PHI has the same semantics as
78       described in #2.
79
80    4- Three work lists are kept.  Statements are only added to these
81       lists if they produce one of SSA_PROP_INTERESTING or
82       SSA_PROP_VARYING.
83
84         CFG_BLOCKS contains the list of blocks to be simulated.
85             Blocks are added to this list if their incoming edges are
86             found executable.
87
88         VARYING_SSA_EDGES contains the list of statements that feed
89             from statements that produce an SSA_PROP_VARYING result.
90             These are simulated first to speed up processing.
91
92         INTERESTING_SSA_EDGES contains the list of statements that
93             feed from statements that produce an SSA_PROP_INTERESTING
94             result.
95
96    5- Simulation terminates when all three work lists are drained.
97
98    Before calling ssa_propagate, it is important to clear
99    DONT_SIMULATE_AGAIN for all the statements in the program that
100    should be simulated.  This initialization allows an implementation
101    to specify which statements should never be simulated.
102
103    It is also important to compute def-use information before calling
104    ssa_propagate.
105
106    References:
107
108      [1] Constant propagation with conditional branches,
109          Wegman and Zadeck, ACM TOPLAS 13(2):181-210.
110
111      [2] Building an Optimizing Compiler,
112          Robert Morgan, Butterworth-Heinemann, 1998, Section 8.9.
113
114      [3] Advanced Compiler Design and Implementation,
115          Steven Muchnick, Morgan Kaufmann, 1997, Section 12.6  */
116
117 /* Function pointers used to parameterize the propagation engine.  */
118 static ssa_prop_visit_stmt_fn ssa_prop_visit_stmt;
119 static ssa_prop_visit_phi_fn ssa_prop_visit_phi;
120
121 /* Use the TREE_DEPRECATED bitflag to mark statements that have been
122    added to one of the SSA edges worklists.  This flag is used to
123    avoid visiting statements unnecessarily when draining an SSA edge
124    worklist.  If while simulating a basic block, we find a statement with
125    STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST set, we clear it to prevent SSA edge
126    processing from visiting it again.  */
127 #define STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST(T)    TREE_DEPRECATED (T)
128
129 /* A bitmap to keep track of executable blocks in the CFG.  */
130 static sbitmap executable_blocks;
131
132 /* Array of control flow edges on the worklist.  */
133 static VEC(basic_block,heap) *cfg_blocks;
134
135 static unsigned int cfg_blocks_num = 0;
136 static int cfg_blocks_tail;
137 static int cfg_blocks_head;
138
139 static sbitmap bb_in_list;
140
141 /* Worklist of SSA edges which will need reexamination as their
142    definition has changed.  SSA edges are def-use edges in the SSA
143    web.  For each D-U edge, we store the target statement or PHI node
144    U.  */
145 static GTY(()) VEC(tree,gc) *interesting_ssa_edges;
146
147 /* Identical to INTERESTING_SSA_EDGES.  For performance reasons, the
148    list of SSA edges is split into two.  One contains all SSA edges
149    who need to be reexamined because their lattice value changed to
150    varying (this worklist), and the other contains all other SSA edges
151    to be reexamined (INTERESTING_SSA_EDGES).
152
153    Since most values in the program are VARYING, the ideal situation
154    is to move them to that lattice value as quickly as possible.
155    Thus, it doesn't make sense to process any other type of lattice
156    value until all VARYING values are propagated fully, which is one
157    thing using the VARYING worklist achieves.  In addition, if we
158    don't use a separate worklist for VARYING edges, we end up with
159    situations where lattice values move from
160    UNDEFINED->INTERESTING->VARYING instead of UNDEFINED->VARYING.  */
161 static GTY(()) VEC(tree,gc) *varying_ssa_edges;
162
163
164 /* Return true if the block worklist empty.  */
165
166 static inline bool
167 cfg_blocks_empty_p (void)
168 {
169   return (cfg_blocks_num == 0);
170 }
171
172
173 /* Add a basic block to the worklist.  The block must not be already
174    in the worklist, and it must not be the ENTRY or EXIT block.  */
175
176 static void 
177 cfg_blocks_add (basic_block bb)
178 {
179   gcc_assert (bb != ENTRY_BLOCK_PTR && bb != EXIT_BLOCK_PTR);
180   gcc_assert (!TEST_BIT (bb_in_list, bb->index));
181
182   if (cfg_blocks_empty_p ())
183     {
184       cfg_blocks_tail = cfg_blocks_head = 0;
185       cfg_blocks_num = 1;
186     }
187   else
188     {
189       cfg_blocks_num++;
190       if (cfg_blocks_num > VEC_length (basic_block, cfg_blocks))
191         {
192           /* We have to grow the array now.  Adjust to queue to occupy
193              the full space of the original array.  We do not need to
194              initialize the newly allocated portion of the array
195              because we keep track of CFG_BLOCKS_HEAD and
196              CFG_BLOCKS_HEAD.  */
197           cfg_blocks_tail = VEC_length (basic_block, cfg_blocks);
198           cfg_blocks_head = 0;
199           VEC_safe_grow (basic_block, heap, cfg_blocks, 2 * cfg_blocks_tail);
200         }
201       else
202         cfg_blocks_tail = ((cfg_blocks_tail + 1)
203                            % VEC_length (basic_block, cfg_blocks));
204     }
205
206   VEC_replace (basic_block, cfg_blocks, cfg_blocks_tail, bb);
207   SET_BIT (bb_in_list, bb->index);
208 }
209
210
211 /* Remove a block from the worklist.  */
212
213 static basic_block
214 cfg_blocks_get (void)
215 {
216   basic_block bb;
217
218   bb = VEC_index (basic_block, cfg_blocks, cfg_blocks_head);
219
220   gcc_assert (!cfg_blocks_empty_p ());
221   gcc_assert (bb);
222
223   cfg_blocks_head = ((cfg_blocks_head + 1)
224                      % VEC_length (basic_block, cfg_blocks));
225   --cfg_blocks_num;
226   RESET_BIT (bb_in_list, bb->index);
227
228   return bb;
229 }
230
231
232 /* We have just defined a new value for VAR.  If IS_VARYING is true,
233    add all immediate uses of VAR to VARYING_SSA_EDGES, otherwise add
234    them to INTERESTING_SSA_EDGES.  */
235
236 static void
237 add_ssa_edge (tree var, bool is_varying)
238 {
239   imm_use_iterator iter;
240   use_operand_p use_p;
241
242   FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, iter, var)
243     {
244       tree use_stmt = USE_STMT (use_p);
245
246       if (!DONT_SIMULATE_AGAIN (use_stmt)
247           && !STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (use_stmt))
248         {
249           STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (use_stmt) = 1;
250           if (is_varying)
251             VEC_safe_push (tree, gc, varying_ssa_edges, use_stmt);
252           else
253             VEC_safe_push (tree, gc, interesting_ssa_edges, use_stmt);
254         }
255     }
256 }
257
258
259 /* Add edge E to the control flow worklist.  */
260
261 static void
262 add_control_edge (edge e)
263 {
264   basic_block bb = e->dest;
265   if (bb == EXIT_BLOCK_PTR)
266     return;
267
268   /* If the edge had already been executed, skip it.  */
269   if (e->flags & EDGE_EXECUTABLE)
270     return;
271
272   e->flags |= EDGE_EXECUTABLE;
273
274   /* If the block is already in the list, we're done.  */
275   if (TEST_BIT (bb_in_list, bb->index))
276     return;
277
278   cfg_blocks_add (bb);
279
280   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
281     fprintf (dump_file, "Adding Destination of edge (%d -> %d) to worklist\n\n",
282         e->src->index, e->dest->index);
283 }
284
285
286 /* Simulate the execution of STMT and update the work lists accordingly.  */
287
288 static void
289 simulate_stmt (tree stmt)
290 {
291   enum ssa_prop_result val = SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
292   edge taken_edge = NULL;
293   tree output_name = NULL_TREE;
294
295   /* Don't bother visiting statements that are already
296      considered varying by the propagator.  */
297   if (DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt))
298     return;
299
300   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE)
301     {
302       val = ssa_prop_visit_phi (stmt);
303       output_name = PHI_RESULT (stmt);
304     }
305   else
306     val = ssa_prop_visit_stmt (stmt, &taken_edge, &output_name);
307
308   if (val == SSA_PROP_VARYING)
309     {
310       DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = 1;
311
312       /* If the statement produced a new varying value, add the SSA
313          edges coming out of OUTPUT_NAME.  */
314       if (output_name)
315         add_ssa_edge (output_name, true);
316
317       /* If STMT transfers control out of its basic block, add
318          all outgoing edges to the work list.  */
319       if (stmt_ends_bb_p (stmt))
320         {
321           edge e;
322           edge_iterator ei;
323           basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
324           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
325             add_control_edge (e);
326         }
327     }
328   else if (val == SSA_PROP_INTERESTING)
329     {
330       /* If the statement produced new value, add the SSA edges coming
331          out of OUTPUT_NAME.  */
332       if (output_name)
333         add_ssa_edge (output_name, false);
334
335       /* If we know which edge is going to be taken out of this block,
336          add it to the CFG work list.  */
337       if (taken_edge)
338         add_control_edge (taken_edge);
339     }
340 }
341
342 /* Process an SSA edge worklist.  WORKLIST is the SSA edge worklist to
343    drain.  This pops statements off the given WORKLIST and processes
344    them until there are no more statements on WORKLIST.
345    We take a pointer to WORKLIST because it may be reallocated when an
346    SSA edge is added to it in simulate_stmt.  */
347
348 static void
349 process_ssa_edge_worklist (VEC(tree,gc) **worklist)
350 {
351   /* Drain the entire worklist.  */
352   while (VEC_length (tree, *worklist) > 0)
353     {
354       basic_block bb;
355
356       /* Pull the statement to simulate off the worklist.  */
357       tree stmt = VEC_pop (tree, *worklist);
358
359       /* If this statement was already visited by simulate_block, then
360          we don't need to visit it again here.  */
361       if (!STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (stmt))
362         continue;
363
364       /* STMT is no longer in a worklist.  */
365       STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (stmt) = 0;
366
367       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
368         {
369           fprintf (dump_file, "\nSimulating statement (from ssa_edges): ");
370           print_generic_stmt (dump_file, stmt, dump_flags);
371         }
372
373       bb = bb_for_stmt (stmt);
374
375       /* PHI nodes are always visited, regardless of whether or not
376          the destination block is executable.  Otherwise, visit the
377          statement only if its block is marked executable.  */
378       if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE
379           || TEST_BIT (executable_blocks, bb->index))
380         simulate_stmt (stmt);
381     }
382 }
383
384
385 /* Simulate the execution of BLOCK.  Evaluate the statement associated
386    with each variable reference inside the block.  */
387
388 static void
389 simulate_block (basic_block block)
390 {
391   tree phi;
392
393   /* There is nothing to do for the exit block.  */
394   if (block == EXIT_BLOCK_PTR)
395     return;
396
397   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
398     fprintf (dump_file, "\nSimulating block %d\n", block->index);
399
400   /* Always simulate PHI nodes, even if we have simulated this block
401      before.  */
402   for (phi = phi_nodes (block); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
403     simulate_stmt (phi);
404
405   /* If this is the first time we've simulated this block, then we
406      must simulate each of its statements.  */
407   if (!TEST_BIT (executable_blocks, block->index))
408     {
409       block_stmt_iterator j;
410       unsigned int normal_edge_count;
411       edge e, normal_edge;
412       edge_iterator ei;
413
414       /* Note that we have simulated this block.  */
415       SET_BIT (executable_blocks, block->index);
416
417       for (j = bsi_start (block); !bsi_end_p (j); bsi_next (&j))
418         {
419           tree stmt = bsi_stmt (j);
420
421           /* If this statement is already in the worklist then
422              "cancel" it.  The reevaluation implied by the worklist
423              entry will produce the same value we generate here and
424              thus reevaluating it again from the worklist is
425              pointless.  */
426           if (STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (stmt))
427             STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (stmt) = 0;
428
429           simulate_stmt (stmt);
430         }
431
432       /* We can not predict when abnormal edges will be executed, so
433          once a block is considered executable, we consider any
434          outgoing abnormal edges as executable.
435
436          At the same time, if this block has only one successor that is
437          reached by non-abnormal edges, then add that successor to the
438          worklist.  */
439       normal_edge_count = 0;
440       normal_edge = NULL;
441       FOR_EACH_EDGE (e, ei, block->succs)
442         {
443           if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
444             add_control_edge (e);
445           else
446             {
447               normal_edge_count++;
448               normal_edge = e;
449             }
450         }
451
452       if (normal_edge_count == 1)
453         add_control_edge (normal_edge);
454     }
455 }
456
457
458 /* Initialize local data structures and work lists.  */
459
460 static void
461 ssa_prop_init (void)
462 {
463   edge e;
464   edge_iterator ei;
465   basic_block bb;
466   size_t i;
467
468   /* Worklists of SSA edges.  */
469   interesting_ssa_edges = VEC_alloc (tree, gc, 20);
470   varying_ssa_edges = VEC_alloc (tree, gc, 20);
471
472   executable_blocks = sbitmap_alloc (last_basic_block);
473   sbitmap_zero (executable_blocks);
474
475   bb_in_list = sbitmap_alloc (last_basic_block);
476   sbitmap_zero (bb_in_list);
477
478   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
479     dump_immediate_uses (dump_file);
480
481   cfg_blocks = VEC_alloc (basic_block, heap, 20);
482   VEC_safe_grow (basic_block, heap, cfg_blocks, 20);
483
484   /* Initialize the values for every SSA_NAME.  */
485   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
486     if (ssa_name (i))
487       SSA_NAME_VALUE (ssa_name (i)) = NULL_TREE;
488
489   /* Initially assume that every edge in the CFG is not executable.
490      (including the edges coming out of ENTRY_BLOCK_PTR).  */
491   FOR_ALL_BB (bb)
492     {
493       block_stmt_iterator si;
494
495       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
496         STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (bsi_stmt (si)) = 0;
497
498       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
499         e->flags &= ~EDGE_EXECUTABLE;
500     }
501
502   /* Seed the algorithm by adding the successors of the entry block to the
503      edge worklist.  */
504   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
505     add_control_edge (e);
506 }
507
508
509 /* Free allocated storage.  */
510
511 static void
512 ssa_prop_fini (void)
513 {
514   VEC_free (tree, gc, interesting_ssa_edges);
515   VEC_free (tree, gc, varying_ssa_edges);
516   VEC_free (basic_block, heap, cfg_blocks);
517   cfg_blocks = NULL;
518   sbitmap_free (bb_in_list);
519   sbitmap_free (executable_blocks);
520 }
521
522
523 /* Get the main expression from statement STMT.  */
524
525 tree
526 get_rhs (tree stmt)
527 {
528   enum tree_code code = TREE_CODE (stmt);
529
530   switch (code)
531     {
532     case RETURN_EXPR:
533       stmt = TREE_OPERAND (stmt, 0);
534       if (!stmt || TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
535         return stmt;
536       /* FALLTHRU */
537
538     case MODIFY_EXPR:
539       stmt = TREE_OPERAND (stmt, 1);
540       if (TREE_CODE (stmt) == WITH_SIZE_EXPR)
541         return TREE_OPERAND (stmt, 0);
542       else
543         return stmt;
544
545     case COND_EXPR:
546       return COND_EXPR_COND (stmt);
547     case SWITCH_EXPR:
548       return SWITCH_COND (stmt);
549     case GOTO_EXPR:
550       return GOTO_DESTINATION (stmt);
551     case LABEL_EXPR:
552       return LABEL_EXPR_LABEL (stmt);
553
554     default:
555       return stmt;
556     }
557 }
558
559
560 /* Set the main expression of *STMT_P to EXPR.  If EXPR is not a valid
561    GIMPLE expression no changes are done and the function returns
562    false.  */
563
564 bool
565 set_rhs (tree *stmt_p, tree expr)
566 {
567   tree stmt = *stmt_p, op;
568   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
569   stmt_ann_t ann;
570   tree var;
571   ssa_op_iter iter;
572
573   /* Verify the constant folded result is valid gimple.  */
574   if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_binary)
575     {
576       if (!is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 0))
577           || !is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 1)))
578         return false;
579     }
580   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_unary)
581     {
582       if (!is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 0)))
583         return false;
584     }
585   else if (code == ADDR_EXPR)
586     {
587       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (expr, 0)) == ARRAY_REF
588           && !is_gimple_val (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (expr, 0), 1)))
589         return false;
590     }
591   else if (code == COMPOUND_EXPR)
592     return false;
593
594   switch (TREE_CODE (stmt))
595     {
596     case RETURN_EXPR:
597       op = TREE_OPERAND (stmt, 0);
598       if (TREE_CODE (op) != MODIFY_EXPR)
599         {
600           TREE_OPERAND (stmt, 0) = expr;
601           break;
602         }
603       stmt = op;
604       /* FALLTHRU */
605
606     case MODIFY_EXPR:
607       op = TREE_OPERAND (stmt, 1);
608       if (TREE_CODE (op) == WITH_SIZE_EXPR)
609         stmt = op;
610       TREE_OPERAND (stmt, 1) = expr;
611       break;
612
613     case COND_EXPR:
614       if (!is_gimple_condexpr (expr))
615         return false;
616       COND_EXPR_COND (stmt) = expr;
617       break;
618     case SWITCH_EXPR:
619       SWITCH_COND (stmt) = expr;
620       break;
621     case GOTO_EXPR:
622       GOTO_DESTINATION (stmt) = expr;
623       break;
624     case LABEL_EXPR:
625       LABEL_EXPR_LABEL (stmt) = expr;
626       break;
627
628     default:
629       /* Replace the whole statement with EXPR.  If EXPR has no side
630          effects, then replace *STMT_P with an empty statement.  */
631       ann = stmt_ann (stmt);
632       *stmt_p = TREE_SIDE_EFFECTS (expr) ? expr : build_empty_stmt ();
633       (*stmt_p)->common.ann = (tree_ann_t) ann;
634
635       if (in_ssa_p
636           && TREE_SIDE_EFFECTS (expr))
637         {
638           /* Fix all the SSA_NAMEs created by *STMT_P to point to its new
639              replacement.  */
640           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_DEFS)
641             {
642               if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
643                 SSA_NAME_DEF_STMT (var) = *stmt_p;
644             }
645         }
646       break;
647     }
648
649   return true;
650 }
651
652
653 /* Entry point to the propagation engine.
654
655    VISIT_STMT is called for every statement visited.
656    VISIT_PHI is called for every PHI node visited.  */
657
658 void
659 ssa_propagate (ssa_prop_visit_stmt_fn visit_stmt,
660                ssa_prop_visit_phi_fn visit_phi)
661 {
662   ssa_prop_visit_stmt = visit_stmt;
663   ssa_prop_visit_phi = visit_phi;
664
665   ssa_prop_init ();
666
667   /* Iterate until the worklists are empty.  */
668   while (!cfg_blocks_empty_p () 
669          || VEC_length (tree, interesting_ssa_edges) > 0
670          || VEC_length (tree, varying_ssa_edges) > 0)
671     {
672       if (!cfg_blocks_empty_p ())
673         {
674           /* Pull the next block to simulate off the worklist.  */
675           basic_block dest_block = cfg_blocks_get ();
676           simulate_block (dest_block);
677         }
678
679       /* In order to move things to varying as quickly as
680          possible,process the VARYING_SSA_EDGES worklist first.  */
681       process_ssa_edge_worklist (&varying_ssa_edges);
682
683       /* Now process the INTERESTING_SSA_EDGES worklist.  */
684       process_ssa_edge_worklist (&interesting_ssa_edges);
685     }
686
687   ssa_prop_fini ();
688 }
689
690
691 /* Return the first V_MAY_DEF or V_MUST_DEF operand for STMT.  */
692
693 tree
694 first_vdef (tree stmt)
695 {
696   ssa_op_iter iter;
697   tree op;
698
699   /* Simply return the first operand we arrive at.  */
700   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
701     return (op);
702
703   gcc_unreachable ();
704 }
705
706
707 /* Return true if STMT is of the form 'LHS = mem_ref', where 'mem_ref'
708    is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
709    reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
710    because they are not interesting for the optimizers.  */
711
712 bool
713 stmt_makes_single_load (tree stmt)
714 {
715   tree rhs;
716
717   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
718     return false;
719
720   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VMAYDEF|SSA_OP_VUSE))
721     return false;
722
723   rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
724   STRIP_NOPS (rhs);
725
726   return (!TREE_THIS_VOLATILE (rhs)
727           && (DECL_P (rhs)
728               || REFERENCE_CLASS_P (rhs)));
729 }
730
731
732 /* Return true if STMT is of the form 'mem_ref = RHS', where 'mem_ref'
733    is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
734    reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
735    because they are not interesting for the optimizers.  */
736
737 bool
738 stmt_makes_single_store (tree stmt)
739 {
740   tree lhs;
741
742   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
743     return false;
744
745   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VMAYDEF|SSA_OP_VMUSTDEF))
746     return false;
747
748   lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
749   STRIP_NOPS (lhs);
750
751   return (!TREE_THIS_VOLATILE (lhs)
752           && (DECL_P (lhs)
753               || REFERENCE_CLASS_P (lhs)));
754 }
755
756
757 /* If STMT makes a single memory load and all the virtual use operands
758    have the same value in array VALUES, return it.  Otherwise, return
759    NULL.  */
760
761 prop_value_t *
762 get_value_loaded_by (tree stmt, prop_value_t *values)
763 {
764   ssa_op_iter i;
765   tree vuse;
766   prop_value_t *prev_val = NULL;
767   prop_value_t *val = NULL;
768
769   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (vuse, stmt, i, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
770     {
771       val = &values[SSA_NAME_VERSION (vuse)];
772       if (prev_val && prev_val->value != val->value)
773         return NULL;
774       prev_val = val;
775     }
776
777   return val;
778 }
779
780
781 /* Propagation statistics.  */
782 struct prop_stats_d
783 {
784   long num_const_prop;
785   long num_copy_prop;
786   long num_pred_folded;
787 };
788
789 static struct prop_stats_d prop_stats;
790
791 /* Replace USE references in statement STMT with the values stored in
792    PROP_VALUE. Return true if at least one reference was replaced.  If
793    REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
794    constant was replaced.  */
795
796 bool
797 replace_uses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
798                  prop_value_t *prop_value)
799 {
800   bool replaced = false;
801   use_operand_p use;
802   ssa_op_iter iter;
803
804   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (use, stmt, iter, SSA_OP_USE)
805     {
806       tree tuse = USE_FROM_PTR (use);
807       tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (tuse)].value;
808
809       if (val == tuse || val == NULL_TREE)
810         continue;
811
812       if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR
813           && !may_propagate_copy_into_asm (tuse))
814         continue;
815
816       if (!may_propagate_copy (tuse, val))
817         continue;
818
819       if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
820         prop_stats.num_const_prop++;
821       else
822         prop_stats.num_copy_prop++;
823
824       propagate_value (use, val);
825
826       replaced = true;
827       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (tuse)) && replaced_addresses_p)
828         *replaced_addresses_p = true;
829     }
830
831   return replaced;
832 }
833
834
835 /* Replace the VUSE references in statement STMT with the values
836    stored in PROP_VALUE.  Return true if a reference was replaced.  If
837    REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
838    constant was replaced.
839
840    Replacing VUSE operands is slightly more complex than replacing
841    regular USEs.  We are only interested in two types of replacements
842    here:
843    
844    1- If the value to be replaced is a constant or an SSA name for a
845       GIMPLE register, then we are making a copy/constant propagation
846       from a memory store.  For instance,
847
848         # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
849         a.b = x_1;
850         ...
851         # VUSE <a_3>
852         y_4 = a.b;
853
854       This replacement is only possible iff STMT is an assignment
855       whose RHS is identical to the LHS of the statement that created
856       the VUSE(s) that we are replacing.  Otherwise, we may do the
857       wrong replacement:
858
859         # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
860         # b_5 = V_MAY_DEF <b_4>
861         *p = 10;
862         ...
863         # VUSE <b_5>
864         x_8 = b;
865
866       Even though 'b_5' acquires the value '10' during propagation,
867       there is no way for the propagator to tell whether the
868       replacement is correct in every reached use, because values are
869       computed at definition sites.  Therefore, when doing final
870       substitution of propagated values, we have to check each use
871       site.  Since the RHS of STMT ('b') is different from the LHS of
872       the originating statement ('*p'), we cannot replace 'b' with
873       '10'.
874
875       Similarly, when merging values from PHI node arguments,
876       propagators need to take care not to merge the same values
877       stored in different locations:
878
879                 if (...)
880                   # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
881                   a.b = 3;
882                 else
883                   # a_4 = V_MAY_DEF <a_2>
884                   a.c = 3;
885                 # a_5 = PHI <a_3, a_4>
886
887       It would be wrong to propagate '3' into 'a_5' because that
888       operation merges two stores to different memory locations.
889
890
891    2- If the value to be replaced is an SSA name for a virtual
892       register, then we simply replace each VUSE operand with its
893       value from PROP_VALUE.  This is the same replacement done by
894       replace_uses_in.  */
895
896 static bool
897 replace_vuses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
898                   prop_value_t *prop_value)
899 {
900   bool replaced = false;
901   ssa_op_iter iter;
902   use_operand_p vuse;
903
904   if (stmt_makes_single_load (stmt))
905     {
906       /* If STMT is an assignment whose RHS is a single memory load,
907          see if we are trying to propagate a constant or a GIMPLE
908          register (case #1 above).  */
909       prop_value_t *val = get_value_loaded_by (stmt, prop_value);
910       tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
911
912       if (val
913           && val->value
914           && (is_gimple_reg (val->value)
915               || is_gimple_min_invariant (val->value))
916           && simple_cst_equal (rhs, val->mem_ref) == 1)
917
918         {
919           /* If we are replacing a constant address, inform our
920              caller.  */
921           if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME
922               && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (stmt, 1)))
923               && replaced_addresses_p)
924             *replaced_addresses_p = true;
925
926           /* We can only perform the substitution if the load is done
927              from the same memory location as the original store.
928              Since we already know that there are no intervening
929              stores between DEF_STMT and STMT, we only need to check
930              that the RHS of STMT is the same as the memory reference
931              propagated together with the value.  */
932           TREE_OPERAND (stmt, 1) = val->value;
933
934           if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME)
935             prop_stats.num_const_prop++;
936           else
937             prop_stats.num_copy_prop++;
938
939           /* Since we have replaced the whole RHS of STMT, there
940              is no point in checking the other VUSEs, as they will
941              all have the same value.  */
942           return true;
943         }
944     }
945
946   /* Otherwise, the values for every VUSE operand must be other
947      SSA_NAMEs that can be propagated into STMT.  */
948   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (vuse, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
949     {
950       tree var = USE_FROM_PTR (vuse);
951       tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (var)].value;
952
953       if (val == NULL_TREE || var == val)
954         continue;
955
956       /* Constants and copies propagated between real and virtual
957          operands are only possible in the cases handled above.  They
958          should be ignored in any other context.  */
959       if (is_gimple_min_invariant (val) || is_gimple_reg (val))
960         continue;
961
962       propagate_value (vuse, val);
963       prop_stats.num_copy_prop++;
964       replaced = true;
965     }
966
967   return replaced;
968 }
969
970
971 /* Replace propagated values into all the arguments for PHI using the
972    values from PROP_VALUE.  */
973
974 static void
975 replace_phi_args_in (tree phi, prop_value_t *prop_value)
976 {
977   int i;
978   bool replaced = false;
979   tree prev_phi = NULL;
980
981   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
982     prev_phi = unshare_expr (phi);
983
984   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
985     {
986       tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
987
988       if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
989         {
990           tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (arg)].value;
991
992           if (val && val != arg && may_propagate_copy (arg, val))
993             {
994               if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
995                 prop_stats.num_const_prop++;
996               else
997                 prop_stats.num_copy_prop++;
998
999               propagate_value (PHI_ARG_DEF_PTR (phi, i), val);
1000               replaced = true;
1001
1002               /* If we propagated a copy and this argument flows
1003                  through an abnormal edge, update the replacement
1004                  accordingly.  */
1005               if (TREE_CODE (val) == SSA_NAME
1006                   && PHI_ARG_EDGE (phi, i)->flags & EDGE_ABNORMAL)
1007                 SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (val) = 1;
1008             }
1009         }
1010     }
1011   
1012   if (replaced && dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1013     {
1014       fprintf (dump_file, "Folded PHI node: ");
1015       print_generic_stmt (dump_file, prev_phi, TDF_SLIM);
1016       fprintf (dump_file, "           into: ");
1017       print_generic_stmt (dump_file, phi, TDF_SLIM);
1018       fprintf (dump_file, "\n");
1019     }
1020 }
1021
1022
1023 /* If STMT has a predicate whose value can be computed using the value
1024    range information computed by VRP, compute its value and return true.
1025    Otherwise, return false.  */
1026
1027 static bool
1028 fold_predicate_in (tree stmt)
1029 {
1030   tree *pred_p = NULL;
1031   bool modify_expr_p = false;
1032   tree val;
1033
1034   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
1035       && COMPARISON_CLASS_P (TREE_OPERAND (stmt, 1)))
1036     {
1037       modify_expr_p = true;
1038       pred_p = &TREE_OPERAND (stmt, 1);
1039     }
1040   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR)
1041     pred_p = &COND_EXPR_COND (stmt);
1042   else
1043     return false;
1044
1045   val = vrp_evaluate_conditional (*pred_p, true);
1046   if (val)
1047     {
1048       if (modify_expr_p)
1049         val = fold_convert (TREE_TYPE (*pred_p), val);
1050       
1051       if (dump_file)
1052         {
1053           fprintf (dump_file, "Folding predicate ");
1054           print_generic_expr (dump_file, *pred_p, 0);
1055           fprintf (dump_file, " to ");
1056           print_generic_expr (dump_file, val, 0);
1057           fprintf (dump_file, "\n");
1058         }
1059
1060       prop_stats.num_pred_folded++;
1061       *pred_p = val;
1062       return true;
1063     }
1064
1065   return false;
1066 }
1067
1068
1069 /* Perform final substitution and folding of propagated values.
1070
1071    PROP_VALUE[I] contains the single value that should be substituted
1072    at every use of SSA name N_I.  If PROP_VALUE is NULL, no values are
1073    substituted.
1074
1075    If USE_RANGES_P is true, statements that contain predicate
1076    expressions are evaluated with a call to vrp_evaluate_conditional.
1077    This will only give meaningful results when called from tree-vrp.c
1078    (the information used by vrp_evaluate_conditional is built by the
1079    VRP pass).  */
1080
1081 void
1082 substitute_and_fold (prop_value_t *prop_value, bool use_ranges_p)
1083 {
1084   basic_block bb;
1085
1086   if (prop_value == NULL && !use_ranges_p)
1087     return;
1088
1089   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1090     fprintf (dump_file, "\nSubstituing values and folding statements\n\n");
1091
1092   memset (&prop_stats, 0, sizeof (prop_stats));
1093
1094   /* Substitute values in every statement of every basic block.  */
1095   FOR_EACH_BB (bb)
1096     {
1097       block_stmt_iterator i;
1098       tree phi;
1099
1100       /* Propagate known values into PHI nodes.  */
1101       if (prop_value)
1102         for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
1103           replace_phi_args_in (phi, prop_value);
1104
1105       for (i = bsi_start (bb); !bsi_end_p (i); bsi_next (&i))
1106         {
1107           bool replaced_address, did_replace;
1108           tree prev_stmt = NULL;
1109           tree stmt = bsi_stmt (i);
1110
1111           /* Ignore ASSERT_EXPRs.  They are used by VRP to generate
1112              range information for names and they are discarded
1113              afterwards.  */
1114           if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
1115               && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == ASSERT_EXPR)
1116             continue;
1117
1118           /* Replace the statement with its folded version and mark it
1119              folded.  */
1120           did_replace = false;
1121           replaced_address = false;
1122           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1123             prev_stmt = unshare_expr (stmt);
1124
1125           /* If we have range information, see if we can fold
1126              predicate expressions.  */
1127           if (use_ranges_p)
1128             did_replace = fold_predicate_in (stmt);
1129
1130           if (prop_value)
1131             {
1132               /* Only replace real uses if we couldn't fold the
1133                  statement using value range information (value range
1134                  information is not collected on virtuals, so we only
1135                  need to check this for real uses).  */
1136               if (!did_replace)
1137                 did_replace |= replace_uses_in (stmt, &replaced_address,
1138                                                 prop_value);
1139
1140               did_replace |= replace_vuses_in (stmt, &replaced_address,
1141                                                prop_value);
1142             }
1143
1144           /* If we made a replacement, fold and cleanup the statement.  */
1145           if (did_replace)
1146             {
1147               tree old_stmt = stmt;
1148               tree rhs;
1149
1150               fold_stmt (bsi_stmt_ptr (i));
1151               stmt = bsi_stmt (i);
1152
1153               /* If we folded a builtin function, we'll likely
1154                  need to rename VDEFs.  */
1155               mark_new_vars_to_rename (stmt);
1156
1157               /* If we cleaned up EH information from the statement,
1158                  remove EH edges.  */
1159               if (maybe_clean_or_replace_eh_stmt (old_stmt, stmt))
1160                 tree_purge_dead_eh_edges (bb);
1161
1162               rhs = get_rhs (stmt);
1163               if (TREE_CODE (rhs) == ADDR_EXPR)
1164                 recompute_tree_invariant_for_addr_expr (rhs);
1165
1166               if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1167                 {
1168                   fprintf (dump_file, "Folded statement: ");
1169                   print_generic_stmt (dump_file, prev_stmt, TDF_SLIM);
1170                   fprintf (dump_file, "            into: ");
1171                   print_generic_stmt (dump_file, stmt, TDF_SLIM);
1172                   fprintf (dump_file, "\n");
1173                 }
1174             }
1175
1176           /* Some statements may be simplified using ranges.  For
1177              example, division may be replaced by shifts, modulo
1178              replaced with bitwise and, etc.   Do this after 
1179              substituting constants, folding, etc so that we're
1180              presented with a fully propagated, canonicalized
1181              statement.  */
1182           if (use_ranges_p)
1183             simplify_stmt_using_ranges (stmt);
1184
1185         }
1186     }
1187
1188   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
1189     {
1190       fprintf (dump_file, "Constants propagated: %6ld\n",
1191                prop_stats.num_const_prop);
1192       fprintf (dump_file, "Copies propagated:    %6ld\n",
1193                prop_stats.num_copy_prop);
1194       fprintf (dump_file, "Predicates folded:    %6ld\n",
1195                prop_stats.num_pred_folded);
1196     }
1197 }
1198
1199 #include "gt-tree-ssa-propagate.h"