OSDN Git Service

2007-02-15 Paolo Bonzini <bonzini@gnu.org>
[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) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
535         return stmt;
536       /* FALLTHRU */
537
538     case GIMPLE_MODIFY_STMT:
539       stmt = GENERIC_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   switch (TREE_CODE_CLASS (code))
575     {
576     case tcc_declaration:
577       if (!is_gimple_variable(expr))
578         return false;
579       break;
580
581     case tcc_constant:
582       break;
583
584     case tcc_binary:
585     case tcc_comparison:
586       if (!is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 0))
587           || !is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 1)))
588         return false;
589       break;
590
591     case tcc_unary:
592       if (!is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 0)))
593         return false;
594       break;
595
596     case tcc_expression:
597       switch (code)
598         {
599         case ADDR_EXPR:
600           if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (expr, 0)) == ARRAY_REF
601               && !is_gimple_val (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (expr, 0), 1)))
602             return false;
603           break;
604
605         case TRUTH_NOT_EXPR:
606           if (!is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 0)))
607             return false;
608           break;
609
610         case TRUTH_AND_EXPR:
611         case TRUTH_XOR_EXPR:
612         case TRUTH_OR_EXPR:
613           if (!is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 0))
614               || !is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 1)))
615             return false;
616           break;
617
618         case CALL_EXPR:
619         case EXC_PTR_EXPR:
620         case FILTER_EXPR:
621           break;
622
623         default:
624           return false;
625         }
626       break;
627
628     case tcc_exceptional:
629       switch (code)
630         {
631         case SSA_NAME:
632           break;
633
634         default:
635           return false;
636         }
637       break;
638
639     default:
640       return false;
641     }
642
643   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt)
644       && (EXPR_P (expr)
645           || GIMPLE_STMT_P (expr))
646       && ! EXPR_HAS_LOCATION (expr)
647       && TREE_SIDE_EFFECTS (expr)
648       && TREE_CODE (expr) != LABEL_EXPR)
649     SET_EXPR_LOCATION (expr, EXPR_LOCATION (stmt));
650
651   switch (TREE_CODE (stmt))
652     {
653     case RETURN_EXPR:
654       op = TREE_OPERAND (stmt, 0);
655       if (TREE_CODE (op) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
656         {
657           GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0) = expr;
658           break;
659         }
660       stmt = op;
661       /* FALLTHRU */
662
663     case GIMPLE_MODIFY_STMT:
664       op = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
665       if (TREE_CODE (op) == WITH_SIZE_EXPR)
666         {
667           stmt = op;
668           TREE_OPERAND (stmt, 1) = expr;
669         }
670       else
671         GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) = expr;
672       break;
673
674     case COND_EXPR:
675       if (!is_gimple_condexpr (expr))
676         return false;
677       COND_EXPR_COND (stmt) = expr;
678       break;
679     case SWITCH_EXPR:
680       SWITCH_COND (stmt) = expr;
681       break;
682     case GOTO_EXPR:
683       GOTO_DESTINATION (stmt) = expr;
684       break;
685     case LABEL_EXPR:
686       LABEL_EXPR_LABEL (stmt) = expr;
687       break;
688
689     default:
690       /* Replace the whole statement with EXPR.  If EXPR has no side
691          effects, then replace *STMT_P with an empty statement.  */
692       ann = stmt_ann (stmt);
693       *stmt_p = TREE_SIDE_EFFECTS (expr) ? expr : build_empty_stmt ();
694       (*stmt_p)->base.ann = (tree_ann_t) ann;
695
696       if (gimple_in_ssa_p (cfun)
697           && TREE_SIDE_EFFECTS (expr))
698         {
699           /* Fix all the SSA_NAMEs created by *STMT_P to point to its new
700              replacement.  */
701           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_DEFS)
702             {
703               if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
704                 SSA_NAME_DEF_STMT (var) = *stmt_p;
705             }
706         }
707       break;
708     }
709
710   return true;
711 }
712
713
714 /* Entry point to the propagation engine.
715
716    VISIT_STMT is called for every statement visited.
717    VISIT_PHI is called for every PHI node visited.  */
718
719 void
720 ssa_propagate (ssa_prop_visit_stmt_fn visit_stmt,
721                ssa_prop_visit_phi_fn visit_phi)
722 {
723   ssa_prop_visit_stmt = visit_stmt;
724   ssa_prop_visit_phi = visit_phi;
725
726   ssa_prop_init ();
727
728   /* Iterate until the worklists are empty.  */
729   while (!cfg_blocks_empty_p () 
730          || VEC_length (tree, interesting_ssa_edges) > 0
731          || VEC_length (tree, varying_ssa_edges) > 0)
732     {
733       if (!cfg_blocks_empty_p ())
734         {
735           /* Pull the next block to simulate off the worklist.  */
736           basic_block dest_block = cfg_blocks_get ();
737           simulate_block (dest_block);
738         }
739
740       /* In order to move things to varying as quickly as
741          possible,process the VARYING_SSA_EDGES worklist first.  */
742       process_ssa_edge_worklist (&varying_ssa_edges);
743
744       /* Now process the INTERESTING_SSA_EDGES worklist.  */
745       process_ssa_edge_worklist (&interesting_ssa_edges);
746     }
747
748   ssa_prop_fini ();
749 }
750
751
752 /* Return the first VDEF operand for STMT.  */
753
754 tree
755 first_vdef (tree stmt)
756 {
757   ssa_op_iter iter;
758   tree op;
759
760   /* Simply return the first operand we arrive at.  */
761   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
762     return (op);
763
764   gcc_unreachable ();
765 }
766
767
768 /* Return true if STMT is of the form 'LHS = mem_ref', where 'mem_ref'
769    is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
770    reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
771    because they are not interesting for the optimizers.  */
772
773 bool
774 stmt_makes_single_load (tree stmt)
775 {
776   tree rhs;
777
778   if (TREE_CODE (stmt) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
779     return false;
780
781   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VDEF|SSA_OP_VUSE))
782     return false;
783
784   rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
785   STRIP_NOPS (rhs);
786
787   return (!TREE_THIS_VOLATILE (rhs)
788           && (DECL_P (rhs)
789               || REFERENCE_CLASS_P (rhs)));
790 }
791
792
793 /* Return true if STMT is of the form 'mem_ref = RHS', where 'mem_ref'
794    is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
795    reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
796    because they are not interesting for the optimizers.  */
797
798 bool
799 stmt_makes_single_store (tree stmt)
800 {
801   tree lhs;
802
803   if (TREE_CODE (stmt) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
804     return false;
805
806   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VDEF))
807     return false;
808
809   lhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0);
810   STRIP_NOPS (lhs);
811
812   return (!TREE_THIS_VOLATILE (lhs)
813           && (DECL_P (lhs)
814               || REFERENCE_CLASS_P (lhs)));
815 }
816
817
818 /* If STMT makes a single memory load and all the virtual use operands
819    have the same value in array VALUES, return it.  Otherwise, return
820    NULL.  */
821
822 prop_value_t *
823 get_value_loaded_by (tree stmt, prop_value_t *values)
824 {
825   ssa_op_iter i;
826   tree vuse;
827   prop_value_t *prev_val = NULL;
828   prop_value_t *val = NULL;
829
830   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (vuse, stmt, i, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
831     {
832       val = &values[SSA_NAME_VERSION (vuse)];
833       if (prev_val && prev_val->value != val->value)
834         return NULL;
835       prev_val = val;
836     }
837
838   return val;
839 }
840
841
842 /* Propagation statistics.  */
843 struct prop_stats_d
844 {
845   long num_const_prop;
846   long num_copy_prop;
847   long num_pred_folded;
848 };
849
850 static struct prop_stats_d prop_stats;
851
852 /* Replace USE references in statement STMT with the values stored in
853    PROP_VALUE. Return true if at least one reference was replaced.  If
854    REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
855    constant was replaced.  */
856
857 bool
858 replace_uses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
859                  prop_value_t *prop_value)
860 {
861   bool replaced = false;
862   use_operand_p use;
863   ssa_op_iter iter;
864
865   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (use, stmt, iter, SSA_OP_USE)
866     {
867       tree tuse = USE_FROM_PTR (use);
868       tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (tuse)].value;
869
870       if (val == tuse || val == NULL_TREE)
871         continue;
872
873       if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR
874           && !may_propagate_copy_into_asm (tuse))
875         continue;
876
877       if (!may_propagate_copy (tuse, val))
878         continue;
879
880       if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
881         prop_stats.num_const_prop++;
882       else
883         prop_stats.num_copy_prop++;
884
885       propagate_value (use, val);
886
887       replaced = true;
888       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (tuse)) && replaced_addresses_p)
889         *replaced_addresses_p = true;
890     }
891
892   return replaced;
893 }
894
895
896 /* Replace the VUSE references in statement STMT with the values
897    stored in PROP_VALUE.  Return true if a reference was replaced.  If
898    REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
899    constant was replaced.
900
901    Replacing VUSE operands is slightly more complex than replacing
902    regular USEs.  We are only interested in two types of replacements
903    here:
904    
905    1- If the value to be replaced is a constant or an SSA name for a
906       GIMPLE register, then we are making a copy/constant propagation
907       from a memory store.  For instance,
908
909         # a_3 = VDEF <a_2>
910         a.b = x_1;
911         ...
912         # VUSE <a_3>
913         y_4 = a.b;
914
915       This replacement is only possible iff STMT is an assignment
916       whose RHS is identical to the LHS of the statement that created
917       the VUSE(s) that we are replacing.  Otherwise, we may do the
918       wrong replacement:
919
920         # a_3 = VDEF <a_2>
921         # b_5 = VDEF <b_4>
922         *p = 10;
923         ...
924         # VUSE <b_5>
925         x_8 = b;
926
927       Even though 'b_5' acquires the value '10' during propagation,
928       there is no way for the propagator to tell whether the
929       replacement is correct in every reached use, because values are
930       computed at definition sites.  Therefore, when doing final
931       substitution of propagated values, we have to check each use
932       site.  Since the RHS of STMT ('b') is different from the LHS of
933       the originating statement ('*p'), we cannot replace 'b' with
934       '10'.
935
936       Similarly, when merging values from PHI node arguments,
937       propagators need to take care not to merge the same values
938       stored in different locations:
939
940                 if (...)
941                   # a_3 = VDEF <a_2>
942                   a.b = 3;
943                 else
944                   # a_4 = VDEF <a_2>
945                   a.c = 3;
946                 # a_5 = PHI <a_3, a_4>
947
948       It would be wrong to propagate '3' into 'a_5' because that
949       operation merges two stores to different memory locations.
950
951
952    2- If the value to be replaced is an SSA name for a virtual
953       register, then we simply replace each VUSE operand with its
954       value from PROP_VALUE.  This is the same replacement done by
955       replace_uses_in.  */
956
957 static bool
958 replace_vuses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
959                   prop_value_t *prop_value)
960 {
961   bool replaced = false;
962   ssa_op_iter iter;
963   use_operand_p vuse;
964
965   if (stmt_makes_single_load (stmt))
966     {
967       /* If STMT is an assignment whose RHS is a single memory load,
968          see if we are trying to propagate a constant or a GIMPLE
969          register (case #1 above).  */
970       prop_value_t *val = get_value_loaded_by (stmt, prop_value);
971       tree rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
972
973       if (val
974           && val->value
975           && (is_gimple_reg (val->value)
976               || is_gimple_min_invariant (val->value))
977           && simple_cst_equal (rhs, val->mem_ref) == 1)
978
979         {
980           /* If we are replacing a constant address, inform our
981              caller.  */
982           if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME
983               && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1)))
984               && replaced_addresses_p)
985             *replaced_addresses_p = true;
986
987           /* We can only perform the substitution if the load is done
988              from the same memory location as the original store.
989              Since we already know that there are no intervening
990              stores between DEF_STMT and STMT, we only need to check
991              that the RHS of STMT is the same as the memory reference
992              propagated together with the value.  */
993           GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) = val->value;
994
995           if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME)
996             prop_stats.num_const_prop++;
997           else
998             prop_stats.num_copy_prop++;
999
1000           /* Since we have replaced the whole RHS of STMT, there
1001              is no point in checking the other VUSEs, as they will
1002              all have the same value.  */
1003           return true;
1004         }
1005     }
1006
1007   /* Otherwise, the values for every VUSE operand must be other
1008      SSA_NAMEs that can be propagated into STMT.  */
1009   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (vuse, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
1010     {
1011       tree var = USE_FROM_PTR (vuse);
1012       tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (var)].value;
1013
1014       if (val == NULL_TREE || var == val)
1015         continue;
1016
1017       /* Constants and copies propagated between real and virtual
1018          operands are only possible in the cases handled above.  They
1019          should be ignored in any other context.  */
1020       if (is_gimple_min_invariant (val) || is_gimple_reg (val))
1021         continue;
1022
1023       propagate_value (vuse, val);
1024       prop_stats.num_copy_prop++;
1025       replaced = true;
1026     }
1027
1028   return replaced;
1029 }
1030
1031
1032 /* Replace propagated values into all the arguments for PHI using the
1033    values from PROP_VALUE.  */
1034
1035 static void
1036 replace_phi_args_in (tree phi, prop_value_t *prop_value)
1037 {
1038   int i;
1039   bool replaced = false;
1040   tree prev_phi = NULL;
1041
1042   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1043     prev_phi = unshare_expr (phi);
1044
1045   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
1046     {
1047       tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
1048
1049       if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
1050         {
1051           tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (arg)].value;
1052
1053           if (val && val != arg && may_propagate_copy (arg, val))
1054             {
1055               if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
1056                 prop_stats.num_const_prop++;
1057               else
1058                 prop_stats.num_copy_prop++;
1059
1060               propagate_value (PHI_ARG_DEF_PTR (phi, i), val);
1061               replaced = true;
1062
1063               /* If we propagated a copy and this argument flows
1064                  through an abnormal edge, update the replacement
1065                  accordingly.  */
1066               if (TREE_CODE (val) == SSA_NAME
1067                   && PHI_ARG_EDGE (phi, i)->flags & EDGE_ABNORMAL)
1068                 SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (val) = 1;
1069             }
1070         }
1071     }
1072   
1073   if (replaced && dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1074     {
1075       fprintf (dump_file, "Folded PHI node: ");
1076       print_generic_stmt (dump_file, prev_phi, TDF_SLIM);
1077       fprintf (dump_file, "           into: ");
1078       print_generic_stmt (dump_file, phi, TDF_SLIM);
1079       fprintf (dump_file, "\n");
1080     }
1081 }
1082
1083
1084 /* If STMT has a predicate whose value can be computed using the value
1085    range information computed by VRP, compute its value and return true.
1086    Otherwise, return false.  */
1087
1088 static bool
1089 fold_predicate_in (tree stmt)
1090 {
1091   tree *pred_p = NULL;
1092   bool modify_stmt_p = false;
1093   tree val;
1094
1095   if (TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
1096       && COMPARISON_CLASS_P (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1)))
1097     {
1098       modify_stmt_p = true;
1099       pred_p = &GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
1100     }
1101   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR)
1102     pred_p = &COND_EXPR_COND (stmt);
1103   else
1104     return false;
1105
1106   val = vrp_evaluate_conditional (*pred_p, true);
1107   if (val)
1108     {
1109       if (modify_stmt_p)
1110         val = fold_convert (TREE_TYPE (*pred_p), val);
1111       
1112       if (dump_file)
1113         {
1114           fprintf (dump_file, "Folding predicate ");
1115           print_generic_expr (dump_file, *pred_p, 0);
1116           fprintf (dump_file, " to ");
1117           print_generic_expr (dump_file, val, 0);
1118           fprintf (dump_file, "\n");
1119         }
1120
1121       prop_stats.num_pred_folded++;
1122       *pred_p = val;
1123       return true;
1124     }
1125
1126   return false;
1127 }
1128
1129
1130 /* Perform final substitution and folding of propagated values.
1131
1132    PROP_VALUE[I] contains the single value that should be substituted
1133    at every use of SSA name N_I.  If PROP_VALUE is NULL, no values are
1134    substituted.
1135
1136    If USE_RANGES_P is true, statements that contain predicate
1137    expressions are evaluated with a call to vrp_evaluate_conditional.
1138    This will only give meaningful results when called from tree-vrp.c
1139    (the information used by vrp_evaluate_conditional is built by the
1140    VRP pass).  
1141
1142    Return TRUE when something changed.  */
1143
1144 bool
1145 substitute_and_fold (prop_value_t *prop_value, bool use_ranges_p)
1146 {
1147   basic_block bb;
1148   bool something_changed = false;
1149
1150   if (prop_value == NULL && !use_ranges_p)
1151     return false;
1152
1153   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1154     fprintf (dump_file, "\nSubstituing values and folding statements\n\n");
1155
1156   memset (&prop_stats, 0, sizeof (prop_stats));
1157
1158   /* Substitute values in every statement of every basic block.  */
1159   FOR_EACH_BB (bb)
1160     {
1161       block_stmt_iterator i;
1162       tree phi;
1163
1164       /* Propagate known values into PHI nodes.  */
1165       if (prop_value)
1166         for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
1167           replace_phi_args_in (phi, prop_value);
1168
1169       for (i = bsi_start (bb); !bsi_end_p (i); bsi_next (&i))
1170         {
1171           bool replaced_address, did_replace;
1172           tree prev_stmt = NULL;
1173           tree stmt = bsi_stmt (i);
1174
1175           /* Ignore ASSERT_EXPRs.  They are used by VRP to generate
1176              range information for names and they are discarded
1177              afterwards.  */
1178           if (TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
1179               && TREE_CODE (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1)) == ASSERT_EXPR)
1180             continue;
1181
1182           /* Record the state of the statement before replacements.  */
1183           push_stmt_changes (bsi_stmt_ptr (i));
1184
1185           /* Replace the statement with its folded version and mark it
1186              folded.  */
1187           did_replace = false;
1188           replaced_address = false;
1189           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1190             prev_stmt = unshare_expr (stmt);
1191
1192           /* If we have range information, see if we can fold
1193              predicate expressions.  */
1194           if (use_ranges_p)
1195             did_replace = fold_predicate_in (stmt);
1196
1197           if (prop_value)
1198             {
1199               /* Only replace real uses if we couldn't fold the
1200                  statement using value range information (value range
1201                  information is not collected on virtuals, so we only
1202                  need to check this for real uses).  */
1203               if (!did_replace)
1204                 did_replace |= replace_uses_in (stmt, &replaced_address,
1205                                                 prop_value);
1206
1207               did_replace |= replace_vuses_in (stmt, &replaced_address,
1208                                                prop_value);
1209             }
1210
1211           /* If we made a replacement, fold and cleanup the statement.  */
1212           if (did_replace)
1213             {
1214               tree old_stmt = stmt;
1215               tree rhs;
1216
1217               fold_stmt (bsi_stmt_ptr (i));
1218               stmt = bsi_stmt (i);
1219
1220               /* If we cleaned up EH information from the statement,
1221                  remove EH edges.  */
1222               if (maybe_clean_or_replace_eh_stmt (old_stmt, stmt))
1223                 tree_purge_dead_eh_edges (bb);
1224
1225               rhs = get_rhs (stmt);
1226               if (TREE_CODE (rhs) == ADDR_EXPR)
1227                 recompute_tree_invariant_for_addr_expr (rhs);
1228
1229               if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1230                 {
1231                   fprintf (dump_file, "Folded statement: ");
1232                   print_generic_stmt (dump_file, prev_stmt, TDF_SLIM);
1233                   fprintf (dump_file, "            into: ");
1234                   print_generic_stmt (dump_file, stmt, TDF_SLIM);
1235                   fprintf (dump_file, "\n");
1236                 }
1237
1238               /* Determine what needs to be done to update the SSA form.  */
1239               pop_stmt_changes (bsi_stmt_ptr (i));
1240               something_changed = true;
1241             }
1242           else
1243             {
1244               /* The statement was not modified, discard the change buffer.  */
1245               discard_stmt_changes (bsi_stmt_ptr (i));
1246             }
1247
1248           /* Some statements may be simplified using ranges.  For
1249              example, division may be replaced by shifts, modulo
1250              replaced with bitwise and, etc.   Do this after 
1251              substituting constants, folding, etc so that we're
1252              presented with a fully propagated, canonicalized
1253              statement.  */
1254           if (use_ranges_p)
1255             simplify_stmt_using_ranges (stmt);
1256         }
1257     }
1258
1259   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
1260     {
1261       fprintf (dump_file, "Constants propagated: %6ld\n",
1262                prop_stats.num_const_prop);
1263       fprintf (dump_file, "Copies propagated:    %6ld\n",
1264                prop_stats.num_copy_prop);
1265       fprintf (dump_file, "Predicates folded:    %6ld\n",
1266                prop_stats.num_pred_folded);
1267     }
1268   return something_changed;
1269 }
1270
1271 #include "gt-tree-ssa-propagate.h"